- •Конспект лекций (расширенный)
- •1. ОБщие сВедения
- •2.Основные показатели стабилизированных источников вторичного электропитания
- •3.Классификация систем вторичного электропитания (свэп) и ивэп
- •4.Краткие сведения о напряжении питающей сети ивэп
- •5.Выпрямители.
- •5.1Однополупериодная (однофазная) схема выпрямителя
- •1.Определение параметров трансформатора
- •2.Определение параметров диода
- •3.Коэффициент пульсации выходного напряжения
- •5.Фазность схемы выпрямителя
- •5.2. Однофазная мостовая схема выпрямителя
- •5.3.Схема выпрямителя со средней точкой (двухполупериодная со средней точкой)
- •5.4.Трехфазная однотактная схема (Миткевича) выпрямителя
- •5.5.Трехфазная мостовая схема (Ларионова) выпрямителя
- •5.6.Шестифазные выпрямители по схеме треугольник-звезда и звезда- звезда
- •7.Параметрические стабилизаторы напряжения (псн)
- •7.1.Назначение и основные параметры и характеристики псн
- •7.2.Схема и принцип действия пСн вэ
- •7.3.Коэффициент стабилизации напряжения
- •8. Микросхемный стабилизатор напряжения типа кр142ен19
- •9.Микросхемные линейные стабилизаторы напряжения
- •9.2. Стабилизаторы напряжения с регулируемым выходным напряжением
- •1.1.1. Микросхемные стабилизаторы напряжения с регулирующим транзистором в плюсовом проводе выходной цепи Микросхемы серий 142ен1–142ен2, кр142ен1–кр142ен2
- •9.3. Интегральные стабилизаторы напряжения с фиксированным выходным напряжением
- •1.2.1. Микросхемные стабилизаторы серий 142ен5, 142ен8, 142ен9, кр1157, кр1162 и их основные электрические параметры
- •1.2.2. Примеры применения микросхемных стабилизаторов
- •9.4. Двуполярные интегральные стабилизаторы напряжения
- •1.3.1. Микросхемные стабилизаторы напряжения серий 142ен6а, 142ен6б, к142ен6а – к142ен6г
- •Модуль 2.
- •11. Общая характеристика импульсных источников вторичного электропитания (ивэп)
- •2. 1. Сравнение импульсных и линейных источников ивэп
- •Глава 2. Импульсные стабилизаторы напряжения
- •2.1. Назначение и области использования
- •2.2.1. Схема и принцип действия понижающего исн
- •2.2.2. Принцип действия повышающего исн
- •Схемы силовых цепей инвертирующих исн приведены на рис. 88.
- •2.3. Методы стабилизации напряжения и эквивалентная схема системы управления импульсными ивэп
- •Глава 3. Схемотехника Импульсных стабилизаторов
- •3.7. Микросхема кр142еп1 управления импульсным стабилизатором напряжения
- •3.7.2. Импульсный стабилизатор напряжения с шим
- •Пилообразное напряжение часто получают от отдельного устройства – генератора пилообразного напряжения (гпн).
- •Импульсные стабилизаторы напряжения на ис tl494.
- •Примечание - подробнее о самой микросхеме и принципе ее работы показа-но далее в параграфе2.4.2. - шим регулятор на ис tl494.
- •3.1.1. Принципиальная схема импульсного понижающего стабилизатора на ис tl494
- •3.1.2. Принципиальная схема импульсного повышающего стабилизатора на ис tl494
- •3.1.3. Принципиальная схема импульсного инвертирующего стабилизатора на ис tl494
- •2.4.2. Шим регулятор на ис tl494 Интегральная микросхема управления tl494 двухтактным полумостовым импульсным преобразователем напряжения.
- •МОдуль 3.
- •Глава 4. Функциональные узлы и схемотехника импульсных преобразователей напряжения ивэп
- •4.1. Структурные схемы импульсных источников питания
- •1.3. Классификация импульсных источников электропитания
- •4.2. Полумостовые преобразователи напряжения
- •4.2.1. Входные цепи
- •4.2.2. Усилители мощности
- •4.2.3.Упрощенная схема полумостового усилителя мощности
- •Защита 4.6. Схема «медленного пуска»
- •6. Основы пРоектирование импульсных преобразователей напряжения
- •6.2. Методика расчета ивэп для зарядки аккумуляторных батарей (автомобильных)
1.Определение параметров трансформатора
1.Из этой формулы найдем амплитудное значение напряжения u2m = πUо.
2.действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора определим по формуле
u2 = πUо/.
3. ток во вторичной обмотке трансформатора
i2 = π i0/ 2.
4.Зная напряжения первичной (uс = u1) и вторичной u2 обмотке трансфор-матора найдем коэффициент трансформации Кт= u2/u1, а затем определим ток в первичной обмотке трансформатора
i1 = Кт i2.
5.Так как действующие значения напряжения и тока во вторичной обмотке трансформатора u2, i2 и в первичной обмотке u1, i1 определены (выше), можно найти соответственно мощности в обмотках трансформатора.
Р1= i1 u1; Р2= i2 u2….
6. Типовая (габаритная) мощность будет равна
Ртип. = 1/2 (Р1 + Р2 + ….) ≥3 Р0, где Р0 = Uоiо.
7. Коэффициент использования трансформатора Кисп.= Р0/ Ртип.=1/3.
2.Определение параметров диода
1.Обратное напряжение на диоде определим по формуле
Uобр= u2m = π u0.
2.Прямой ток через диод равен среднему значению тока через сопротивле-ние нагрузки
ivd.пр.= iо.
3.Коэффициент пульсации выходного напряжения
отношение амплитуды напряжения первой гармоники (u~1) выпрям-ленного напряжения к среднему значению выпрямленного напряжения (u0) называется коэффициентом пульсации (кп).
В начале определяется переменная составляющая напряжения выпрямлено-го напряжения, которая определяется по формуле Фурье
,
а затем находим коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке
кп= u~1/u0 или Кп=1,57 = π/2.
4.Частота выпрямленного напряжения равна f0 = fc.
5.Фазность схемы выпрямителя
m = p × n, где p =1 – число вторичных обмоток трансформатора, а n =1– число импульсов тока за период приложенного напряжения, m = 1х1=1.
Преимущества и недостатки схемы выпрямителя.
Преимущество- простота, используется всего один диод.
Недостатки:
2.1.Низкая частота выпрямленного напряжения-с этим связан большой коэффициент пульсации выпрямленного напряжения;
2.2.Большое обратное напряжение на диоде Uобр= u2m = π u0.
2.3.Происходит подмагничивание сердечника трансформатора.
5.2. Однофазная мостовая схема выпрямителя
Область использования: схема может работать на все виды нагрузок: емкостную, индуктивную, активную и смешанную с выходным напряжением u0 примерно равным (10-15) – (200–300) вольт. Мощность на выходе выпрямителя (на нагрузке) – можно получить примерно в пределах от 10 до 300 ватт. схема нашла широкое распределение на практике (рис.3).
Принцип действия схемы сводится к следующему. Если к первичной обмотке трансформатора подвести напряжение сети переменного тока uс= u1, то на вторичной обмотке будет напряжение u2. К этой обмотке трансформатора подключена одна диагональ диодного моста VD1-VD4, а вторая диагональ этого моста подключена к потребителю-нагрузке RН.
Если полярность напряжения во вторичной обмотке рис.3 (+плюс - минус) без скобок, то открыты диоды VD2, VD3 и ток будет протекать по пути плюс + на вторичной обмотке через диод VD2 - сопротивление нагрузки RН – диод VD3 – к минусу и на сопротивлении нагрузки будет создаваться падение напряжения.
При смене полярности напряжения во вторичной обмотке трансформатора (знаки со скобками) ток будет протекать от плюса в скобках через диод VD4 и сопротивление нагрузки (в том же направлении) через диод VD1 и далее к минусу в скобках вторичной обмотки трансформатора.
Таким образом, за период синусоидального напряжения на нагрузке будет две (положительные) полуволны выпрямленного напряжения (см.нижнюю диаграмму на рис.3).
Трансформатор.
1.Напряжение u0 на нагрузке равно
u0=2u2m/π,
где u2m = u2 – амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора.
2.Из этого (1) выражения определим действующее значение напряжения u2 во вторичной обмотке трансформатора
u2 = π u0/ (2).
3.Действующее значение i2 тока через вторичную обмотку трансформато-
ра вычислим по формуле
i2 = πiо/(2).
а Рис.3 б
4.Типовая (габаритная) мощность трансформатора определяется по формуле
Ртип = 1, 23Р0.
диод.
1.Величину обратного напряжения на диоде можно определить по формуле
u0бр.= u2m= (πu0)/2 =1,57 u0.
2.Прямой ток через диод найдем из выражения
ivd.пр = iо/2.
пульсации напряжения.
на выходе выпрямителя (на нагрузке) u~1 = (2/3)u0.
4. Коэффициент пульсации (кп) выпрямленного напряжения на выходе (на нагрузке): это есть отношение амплитуды напряжения первой гармоники (u~1) выпрямленного напряжения к среднему значению выпрямленного напряжения (u0).
Переменная составляющая напряжения выпрямленного напряжения u~1
кп= u~1/u0 = (2/3)u0 = 0,67 или (67%).
5.Частота выпрямленного напряжения определяется по формуле
f0 =2 fcети.
6.фазность выпрямителя равна (число импульсов выпрямленного напряжения)
m =2.
Эффективность сглаживания пульсаций напряжения на нагрузке при емкостном характере нагрузки обеспечивается при условии, когда mὼсrН>(3-4) π. В этом случае сrН > (1,5 – 2сек.) (2π /mὼ).
Преимущества схемы выпрямителя (по сравнению с предыдущей схемой выпрямителя).
Малое значение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения.
Большее значение частоты выпрямленного напряжения.
3. Меньшее значение обратного напряжения на диоде.
4. Схема может работать без трансформатора.
Недостатки схемы выпрямителя:
1.Используется четыре диода.
2.Большее падение напряжения на диодах.