22. Классификация стабилизаторов напряжения и тока.

Стабилизаторами напряжения (тока) называются устройства, автоматически поддерживающие напряжение (ток) на стороне потребителя с заданной степенью точности.

Для нормальной работы РЭУ требуется стабильность питающих напряжений (Приложение 1). Основными причинами нестабильности питающих напряжений являются колебания напряжения питающей сети и изменение нагрузки на выходе выпрямителя.

Стабилизаторы напряжения (тока) классифицируются:

* по роду стабилизируемого напряжения (тока) на стабилизаторы переменного и постоянного напряжения (тока);

* по принципу действия (или методу стабилизации) на параметрические, компенсационные и импульсные;

* по способу включения регулирующего элемента (РЭ) на последовательное и параллельное включение РЭ относительно нагрузки.

23. Принцип действия параметрических стабилизаторов постоянного напряжения. Их достоинства и недостатки.

Принцип действия параметрических стабилизаторов основан на использовании элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Структурная схема такого стабилизатора (рис. 4.1, а) состоит из двух элементов: линейного 1 и нелинейного 2. На рис. 4.1, б приведены ВАХ линейного элемента (U₁), нелинейного элемента (U₂) и всей схемы (U_вх), из которых видно, что при изменении входного напряжения на ΔU_вх большая часть его падает на линейном элементе 1 и незначительная часть – на нелинейном элементе 2. Следовательно, и на нагрузке напряжение изменяется незначительно (ΔU_вых). Это объясняется тем, что в области стабилизации нелинейного элемента 2 крутизна его ВАХ значительно меньше, чем у линейного элемента 1.

В параметрических стабилизаторах постоянного напряжения в качестве линейных элементов используются резисторы, а нелинейных – кремниевые стабилитроны и стабисторы. Стабилитроны работают на обратной ветви ВАХ в области электрического пробоя (рис. 4.2, а), а стабисторы – на прямой ветви ВАХ (рис. 4.2, б). Стабилитрон в области электрического пробоя сохраняет свою работоспособность, если ток не превышает предельного значения I _{СТ max} .

Кремниевые стабилитроны выпускаются с напряжением стабилизации от единиц до сотен вольт и с ТКН от -6 до +288 мВ/^оС, а стабисторы – с напряжением стабилизации до 3 В.

Простейшая схема параметрического стабилизатора на стабилитроне показана на рис. 4.2, в. Сопротивление балластного резистора подбирается так, чтобы падение напряжения на нем составляло (0,5 – 3) U_н . КПД такого стабилизатора не более 30 % , а коэффициент стабилизации К_ст = 20 – 50.

Для увеличения значения К_ст применяют каскадное включение стабилитронов, но при этом уменьшается КПД стабилизатора.

Рис. 4.1. Структурная схема параметрического стабилизатора напряжения (а) и его ВАХ (б)

Рис. 4.2. ВАХ стабилитрона (а), стабистора (б) и схема стабилизатора на стабилитроне (в)

Напряжение стабилизации U_ст кремниевых стабилитронов увеличивается при повышении температуры окружающей среды. Для уменьшения влияния температуры на К_ст схемы включают последовательно со стабилитроном элементы с отрицательным ТКН (обычные полупроводниковые диоды или стабилитроны, включаемые в прямом направлении) – рис. 4.3. Последовательное включение нескольких стабилитронов позволяет получить большее напряжение стабилизации, чем на одном стабилитроне.

Рис. 4.3. Параметрические стабилизаторы с термокомпенсацией: а – однокаскадный; б – двухкаскадный

В параметрических стабилизаторах переменного напряжения используются реактивные линейные (ненасыщенные дроссели и конденсаторы) и нелинейные элементы (насыщенные дроссели).

Эти стабилизаторы очень просты, но имеют ряд недостатков: коэффициент стабилизации небольшой (до 10), низкие КПД (40 – 60 %) и коэффициент мощности (0,6), существенное искажение выходного синусоидального напряжения.

Более широко применяются феррорезонансные стабилизаторы напряжения (с использованием резонанса токов и напряжений). Их достоинства: простота устройства, высокая надежность, большой срок службы, КПД до 90 % ; недостатки: существенное искажение формы напряжения, большие габариты и вес, значительные изменения выходного напряжения при колебаниях частоты сети.

24. Структурная схема стабилизатора компенсационного типа с последовательно включенным РЭ.

25. Структурная схема стабилизатора компенсационного типа с параллельно включенным РЭ.

26. Структурная схема импульсного стабилизатора напряжения.

27. Принципы работы стабилизаторов с ШИМ, ЧИМ, релейных.

28. Классификация преобразователей постоянного напряжения.

29. Структурная схема преобразователя напряжения с самовозбуждением.

30. Структурная схема преобразователя напряжения с независимым возбуждением.

1. Структурные схемы нерегулируемых выпрямителей.

2. Структурные схемы регулируемых выпрямителей.

3. Структурные схемы ИВЭП с бестранформаторным входом.

4. Структурные схемы ИВЭП, работающих от автономных источников постоянного тока.

5. Трансформаторы и их классификация.

6. Принцип действия однофазного трансформатора.

7. Особенности конструкции и принцип работы трёхфазного трансформатора.

8. Особенности работы трансформаторов в ИВЭП.

9. Стабилизаторы напряжения с двумя регулирующими элементами. Способы выполнения регулирующего элемента.

10. Однофазная однополупериодная схема выпрямления.

11. Однофазная двухполупериодная схема выпрямления.

12. Однофазная мостовая схема выпрямления.

13. Трёхфазная схема выпрямления с нейтральной точкой.

14. Трёхфазная мостовая схема выпрямления.

15. Принцип работы схемы выпрямления на емкостную нагрузку.

16. Принцип работы схемы выпрямления на индуктивную нагрузку.

17. Принцип работы схемы выпрямления на смешанную нагрузку.

18. Виды сглаживающих фильтров. Коэффициент сглаживания.

19. Для питания электронных приборов пульсирующее напряжение не пригодно.

20. Принцип работы фильтров с резонансными контурами.

21. Транзисторные сглаживающие фильтры.

22. Классификация стабилизаторов напряжения и тока.

23. Принцип действия параметрических стабилизаторов постоянного напряжения. Их достоинства и недостатки.

24. Структурная схема стабилизатора компенсационного типа с последовательно включенным РЭ.

25. Структурная схема стабилизатора компенсационного типа с параллельно включенным РЭ.

26. Структурная схема импульсного стабилизатора напряжения.

27. Принципы работы стабилизаторов с ШИМ, ЧИМ, релейных.

28. Классификация преобразователей постоянного напряжения.

29. Структурная схема преобразователя напряжения с самовозбуждением.

30. Структурная схема преобразователя напряжения с независимым возбуждением.