12.1 Управляемый выпрямитель на тиратроне

Тиратрон пропускает ток от «+» к «-» («зажигается») только, если на сетке будет положительный потенциал. Далее он ведет себя как вентиль. ФВ – фазовращатель, который позволяет менять фазу от 0 до π.

В случае, если ФВ создаст сдвиг α между анодом и сеткой, то ток через тиратрон начнет протекать с задержкой на величину α (когда на аноде и сетке «+»), поэтому величина постоянной составляющей выпрямленного тока нагрузки будет меньше, чем при неуправляемых вентилях. Если α = 0, то картина будет такой, как у неуправляемых вентилей, а если , то I₀ стремится к нулю.

Недостатком данной схемы является большая пульсация, для устранения которой необходимо ставить более сложные фильтры.

12.2 Управляемые выпрямители на тиристорах

Существует три способа управления тиристором:

1. постоянным током;

2. переменным током;

3. импульсным сигналом.

12.3 Управляемый выпрямитель на тиристорах с управляющим импульсным сигналом

Силовая часть выпрямительной схемы имеет два тиристора УВ1 и УВ2. Для управления их работой используют фазовращатель ФВ, Усилительный ограничитель УО и формирователь импульсов ФИ. ФВ позволяет изменять фазу на выходе по отношению ко входу от 0 до π. УО преобразует сигнал синусоидальной формы в прямоугольный той же частоты. ФИ вырабатывает на двух выходах импульсы пилообразной формы по фронтам прямоугольных импульсов. Построим временные диаграммы работы основных ее узлов. Для этого будем считать, что с помощью устройства управления УУ происходит воздействие на ФВ и он обеспечивает сдвиг по фазе на угол α.

УВ1 и УВ2 имеют напряжение переключения больше, чем амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке. Поэтому, несмотря на то, что во время первого положительного полупериода ток через него протекать не будет до момента подачи на него управляющего импульса U_ФИ1. U_ФИ1 подается со сдвигом на величину α. Тиристор открывается и ток через него возрастает скачком сразу. Аналогично, уменьшая время отрицательного полупериода, когда работает УВ2, изменяя α от 0 до π, меняется значение напряжения от максимального до нуля. Данный управляемый выпрямитель легко преобразуется в стабилизатор. Для этого необходимо добавить схему сравнения, задающий элемент, а сигналом рассогласования управлять ФВ. По такому принципу работают современные выпрямительные устройства СЦБ.

13. Импульсные стабилизаторы

Ранее были рассмотрены только стабилизаторы с непрерывным режимом работы регулирующего элемента. При этом сопротивление регулирующего элемента изменялось плавно, и на нем всегда рассеивалась мощность. Это приводило к снижению энергетических показателей, увеличению габаритов и веса. Поэтому в современных источниках электропитания для устранения данных недостатков применяют регулирующий элемент, работающий в импульсном режиме.

13.1 Принцип идеи импульсной стабилизации

Нарисуем временную диаграмму.

,

где - коэффициент заполнения.

Импульсные стабилизаторы подразделяются, в зависимости от схемы управления, на два типа:

- релейного типа;

- широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

А в зависимости от построения силовой части на:

- ПН;

- ПВ;

- ПИ.

13.2 Импульсный стабилизатор типа ПН

Рассмотрим временную диаграмму.

Во время каждого замкнутого положения ключа, ток через индуктивность возрастает почти по линейному закону. В этой схеме напряжение на выходе всегда будет ниже, чем на входе.

13.3 Импульсный стабилизатор типа ПВ

В этой схеме при замкнутом положении ключа, ток через индуктивность достигает большой величины, а при размыкании ключа I_L начинает протекать через вентиль и нагрузку, происходит заряд С, и во время замкнутого состояния ключа питание нагрузки происходит от емкости.

13.4 Импульсный стабилизатор типа ПИ

В этой схеме при замыкании ключа ток I_L также достигает большой величины, а при размыкании он начинает протекать через сопротивление и вентиль В, т.е. полярность напряжения на нагрузке будет обратима полярности на входе.

13.5 Импульсный стабилизатор с ШИМ

ГЛИН – генератор линейно изменяющегося напряжения.

На схему сравнения подается и ; Если < , то на выходе схемы сравнения вырабатывается сигнал, который устанавливает ключ в замкнутое положение. Поэтому при изменении напряжения на выходе будет изменяться длительность импульсов.

41