Пример 4.6.7 Исходные данные: Для схемы мостового стабилизатора напряжения параметры используемых стабилитронов приведены на рисунке 4.34.
Определите напряжение на нагрузке (Rн).
Рисунок 4.34. – Схема параметрического мостового стабилизатора
Решение. Стабилитрон VD1 работает на обратном участке ВАХ (Uобратное), а VD2, VD3 и VD4 – на прямом. Поэтому, напряжение на нагрузке равно
.
Пример 4.6.8
Исходные данные: Для схемы компенсационного стабилизатора рисунка 4.35 имеет место: UВХ = 48 В; Uэт = 6 В; R1 = R2 = R3 = 1кОм.
Рисунок 4.35 – Схема компенсационного стабилизатора
Определите выходное напряжение стабилизатора.
Решение. Выходное
напряжение зависит от коэффициента
передачи следящего делителя R2,
R3,
который равен
.
В состоянии покоя напряжение, снимаемое
с делителя равно эталонному. Тогда
выходное напряжение:
.
Пример 4.6.9
Исходные данные: Параметры компенсационного стабилизатора тока (рис. 4.36) следующие: UВХ = 48 В; Uэт = 6 В; RШ = 0,5 Ом; RН = 3 Ом.
Рисунок 4.36 – Схема компенсационного стабилизатора тока
Определите ток нагрузки стабилизатора.
Решение. В состоянии покоя падение напряжения на шунте должно быть равно эталонному напряжению. Тогда ток нагрузки равен:
.
Пример 4.6.10
Исходные данные: Схема импульсного стабилизатора напряжения приведена на рисунке 4.37.
Рисунок 4.37 – Схема импульсного стабилизатора
Определите выходное напряжение стабилизатора (все элементы идеальные).
Решение.
В данной схеме напряжение на выходе
зависит от эталонного источника и
коэффициента передачи следящего
делителя:
,
.
Пример 4.6.11
Исходные данные: Схема импульсного стабилизатора напряжения приведена на рисунке 4.38.
Рисунок 4.38 – Функциональная схема импульсного стабилизатора
Определите коэффициент стабилизации по напряжению.
Решение. Коэффициент стабилизации компенсационного импульсного стабилизатора определяется петлевым усилением:
Пример 4.6.12
Исходные данные: Схема импульсного регулятора приведена на рисунке 4.39. На этой схеме: Е1 = 8 В; Е2 = 24 В; tи / T = 0,8; T = 1мC, транзисторы идеальные.
Рисунок 4.39 – Функциональная схема импульсного регулятора
Определите среднее значение напряжения на нагрузке U0 .
Решение. При подаче управляющего импульса на транзисторный ключ VT2, происходит запирание ключа VT1 и напряжение источника E2 через открытый диод VD передается в нагрузку. На интервале паузы (T–tи ) при открывании ключа VT1 напряжение двух источников (Е1 + E2 ) прикладывается к нагрузке. Построим диаграмму напряжения в нагрузке (рисунок 4.40).
Среднее значение напряжения на выходе импульсного регулятора равно
5.5 Примеры задач по преобразователям с решениями
Пример 5.5.1
Исходные
данные: имеется
преобразователь напряжения с выпрямителем
и выходным сглаживающим фильтром, схема
которого приведена на рис.5.15. Его
параметры:
,
,
,
,
.
Определите величину напряжения на нагрузке этого источника (все элементы идеальные).
Рисунок 5.15 – Схема источника питания
Решение. Напряжение на входе сглаживающего фильтра (диод VD3) источника питания имеет вид, представленный на рисунке 5.16.
Постоянная составляющая равна
,
где
-
коэффициент трансформации,
- коэффициент
заполнения импульса.
Рисунок 5.16 – Форма выходного напряжения выпрямителя
Пример 5.5.2
Исходные данные: Форма напряжения на выходе инвертора имеет вид рисунка 5.17.
Рисунок 5.17 – Напряжение на выходе инвертора
Определите
оптимальное
значение коэффициента заполнения
импульсов управления инвертором (
)
с точки зрения минимального содержания
3 и 5 гармоник.
Решение.
Гармонические составляющие выходного
напряжения для прямоугольного сигнала
имеют следующую зависимость от
коэффициента заполнения импульсов [7]:
Согласно этому выражению построим регулировочные кривые для трёх гармоник k=1, k=3 и k=5 (рис. 5.18).
Рисунок 5.18 – Гармонические составляющие выходного напряжения инвертора
Из графических зависимостей видно, что минимальное содержание 3 и 5 гармоник имеет место при KЗ = 0,73.
Пример 5.5.3
Исходные
данные:
Имеется однотактный конвертор с обратным
включением выпрямительного диода (рис.
5.19). Параметры схемы:
,
,
,
.
Рисунок 5.19 – Конвертор напряжения
Определите минимальное значение коэффициента заполнения при идеальных ключах.
Решение. На
выходе трансформатора в номинальном
режиме максимальное напряжение равно
30В, так как
.
Среднее значение напряжения на выходе
равно
.
Минимальный коэффициент заполнения
соответствует максимальному отклонению
напряжений, т.е.
.
Пример 5.5.4
Исходные данные:
Имеется
конвертор напряжения (рис. 5.20) на базе
полумостового инвертора с параметрами:
,
,
,
ток нагрузки
.
Рисунок 5.20 – Конвертор напряжения
Определите напряжение на коллекторе закрытого транзистора (VТ1 или VT2) и максимальное значение тока в первичной цепи трансформатора I1 .
Решение. Напряжение
на коллекторе закрытого транзистора
не превышает уровень напряжения питания,
т.е.
.
Максимальное значение тока в первичной цепи трансформатора равно [31]:
