- •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)
5.6.Шестифазные выпрямители по схеме треугольник-звезда и звезда- звезда
Шестифазная схема (m=6) выпрямления находит применение для полу-чения выпрямленных напряжений меньше 10 В при больших значениях тока нагрузки (десятки – сотники и тысячи ампер). Она имеет такую же перемен-ную составляющую (пульсацию), как и трехфазная мостовая.
На рис.7, а показан шестифазный однотактный выпрямитель со средней точкой, выполненный по схеме треугольник – звезда.
Рис.7 а
Основные соотношения в схеме выпрямления рис. 7, а
Габаритная мощность трансформатора в шестифазной схеме больше, чем в трех фазной мостовой.
Однако при низких выпрямленных напряжениях (менее 10 В) из-за того, что падение напряжения на диодах в каждом такте работы шестифазной схемы в 2 раза меньше, чем в трехфазной мостовой, КПД ее оказывается выше. Эта схема широко используется в бесконтактных генераторах постоян-ного тока, используемых на летательных аппаратах, и на других объектах.
7.Параметрические стабилизаторы напряжения (псн)
7.1.Назначение и основные параметры и характеристики псн
ПСН вторичного электропитания – это ПСНВЭ аппаратуры, в котором отсутствует цепь обратной связи и стабилизация осуществляется за счет использования нелинейных элементов, входящих в его состав [12, 22, 24, 61].
Такими элементами могут быть, например, кремниевый стабилитрон (чаще всего), а также дроссель насыщения или газоразрядный стабилитрон (так было раньше). У этих элементов с нелинейной вольтамперной характеристикой напряжение на электродах мало зависит от протекающего через элемент тока.
ПСНВЭ применяются для питания аппаратуры, с небольшой выходной мощностью. Особенно широко ПСНВЭ используется в качестве источников опорного (эталонного) напряжения в компенсационных стабилизаторах напряжения.
В последние годы в качестве источника опорного напряжения широко используются микросхема 142ЕН19.
Основные параметры кремниевого стабилитрона. Понятие о температурном коэффициенте напряжения (ТКН)
На рис.16 показана вольтамперная характеристика кремниевого стабилитрона.
а б
Рис.16
Параметрами, характеризующими работу стабилитрона, являются:
Напряжение стабилизации и соответствующий ему ток стабилизации .
В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются кремниевые стабилитроны с =(0,7-180)В, при типовом разбросе номинальных значений и и на токи стабилизации от единиц миллиампер до единиц ампер.
Максимально допустимый ток стабилизации ограничен значением максимально допустимой рассеиваемой мощности , зависящей, в свою очередь, от температуры окружающей среды.
Минимальный ток стабилизации определяется минимальным значением тока через стабилитрон, при котором еще полностью сохраняется работоспособность прибора. Между значениями и напряжение стабилизации изменяется незначительно.
Статическое сопротивление стабилитрона
- величина, определяемая отношением напряжения стабилизации к току стабилитрона в данном режиме
.
Дифференциальное сопротивление стабилитрона
- величина, определяемая отношением приращения напряжения стабилизатора на приборе к вызвавшему его малому приращению тока стабилизации в данном диапазоне частот
.
Рис.17
На рис.17 приведена зависимость дифференциального сопротивления маломощных стабилитронов от напряжения стабилизации около 7-8 В. Далее, с увеличением дифференциальное сопротивление растет почти по линейному закону. Отсюда следует вывод, что при стабилизации напряжение постоянного тока, большего 14-16 В, для уменьшения вместо одного высоковольтного стабилитрона целесообразнее установить два или более последовательно включенных низковольтных стабилитронов.
Параллельное включение стабилитронов не допускается, так как у стабилитронов одного типа неизбежен разброс по напряжению стабилизации.
Температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКН).
Под абсолютным температурным коэффициентом напряжения при некотором токе понимается производная от по температуре перехода в установившемся температурном режиме
при .
Рис.18
Кроме абсолютного ТКН удобно пользоваться относительным ТКН . Температурные коэффициенты и удобно выражать соответственно в милливольтах на градус Цельсия или в процентах на градус Цельсия.
На рис.18 приведены зависимости и от напряжения стабилизации . Из рис. видно, что нулевые значения ТКН имеют место при напряжении стабилизации В.
У стабилитронов с меньшими значениями напряжения стабилизации ТКН стабилизации имеет отрицательные значения, с большими – положительные.
Как видно из рис., в области от 6 до 14 В практически линейно увеличивается с увеличением и эта область кривой может быть аппроксимирована простой формулой
,
где выражено в вольтах.
Диоды и стабилитроны, включенные в прямом направлении, имеют отрицательный коэффициент, линейно-изменяющийся с температу-турой и сравнительно мало зависящий от тока. Обычно ТКН кремние-вых стабилизаторов в прямом направлении составляет – (1,4 – 1,7) мВ/0С, а для германиевых диодов – (1,5–1,9) мВ/0С.
Для получения стабилизированного напряжения, мало зависящего оттемпературы окружающей среды, применяют различные способы температурной компенсации .
Простейший способ компенсации состоит в том, что последователь-но с кремниевым стабилитроном, (Рис.19) имеющим положительные значения коэффициента , включается один или несколько диодов (могут использоваться и кремниевые стабилитроны) в прямом направлении с отрицательными значениями .
Поскольку число последовательно включенных диодов может изменяться только дискретно, точную температурную компенсацию получить затруднительно. За счет последовательно включенных диодов VD2 и VD3 выходное напряжение увеличивается и становится равным
где N – число последовательно включенных компенсирующих диодов.
Рис.19
Суммарное дифференциальное сопротивление цепочки также увеличивается и становится равным
,
где - дифференциальное сопротивление диода в прямом направлении при заданном токе через диод.
Имеются и другие методы температурной компенсации изменения напряжения стабилизации при изменении температуры окружающей среды.
Для первой схемы
;
а для второй
.
где - значение прямого напряжения на диоде VD2;
- ТКН диода VD2.
В этих схемах значение коэффициента можно изменять от положительных до отрицательных значений потенциометром .
Отечественной промышленностью выпускаются также стабилитроны типа Д818 и КС211, в корпусе которых выполнена компенсация стаби-литрона и двух последовательно включенных компенсирующих стабилит-ронов в прямом направлении. Благодаря этому ТКН стабилизации у этих стабилитронов намного меньше, чем у обычных стабилитронов.