Стабилизаторы постоянного напряжения

- это устройства, которые должны поддерживать постоянным выходное напряжение при изменения постоянного напряжения на входе или при изменения тока нагрузки.

Основным параметром стабилизаторов напряжений является коэффициент стабилизации.

По принципу действия стабилизаторы делятся на:

1) параметрические

2) компенсационные

а) параллельные

б) последовательные

Параметрические стабилизаторы напряжения.

Их принцип действия основан на использовании особенностей ВАХ некоторых элементов.

U_н=U_ст.ном

R_огр- токоограничительное сопротивление

K_ст=10

Компенсационные стабилизаторы последовательного типа.

В таких стабилизаторах выходное напряжение поддерживается постоянным за счет изменения сопротивления регулирующего элемента, специально вводимого в схему. В стабилизаторах последовательного типа регулирующий элемент включается последовательно с нагрузкой.

Структурная схема.

1-регулирующий элемент.

2-усилитель ошибки.

3-источник опорного напряжения.

4-переменный резистор, вырабатывает напряжение, пропорциональное напряжению на нагрузке.

Принципиальная схема стабилизатора на ОУ.

R₁, VD1 – параметрический стабилизатор напряжения, служит для питания ОУ.

R₂, VD2 – параметрический стабилизатор напряжения, является источником опорного напряжения.

DA1-усилитель ошибки.

VT1-регулирующий элемент стабилизатора.

Изменяя , добиваются определенного значения U_{вых о}.

U_{вых о}<U_вх. В дальнейшем за счет обратной связи это напряжение поддерживается.

Структурная схема стабилизатора параллельного типа.

В нем регулирующий элемент включен параллельно с нагрузкой.

При больших напряжениях целесообразно использовать.

Компенсационные стабилизаторы точны и обеспечивают хорошее подавление пульсации. Но такие стабилизаторы имеют малое значение КПД. Это связанно с тем, что регулирующий элемент работает в активном режиме (класса А), на нем падает значительное напряжение и выделяется большая мощность.

Импульсивные стабилизаторы постоянного напряжения.

Принцип работы основан на периодическом подключении нагрузки к источнику постоянного напряжения.

Меняя Т₁ можно изменять среднее напряжение. Это используется в импульсивных регуляторах напряжения с ШИМ (широтно-импульсивная модуляция).

Если - частотно-импульсивная модуляция.

Схема импульсивного компенсационного стабилизатора имеет вид:

U_вых

Генератор вырабатывает прямоугольного импульса , длительность которых зависит напряжения на его входе. Этими импульсами управляется ключ, подключающий на время Т₁ источник напряжения Е к нагрузке.

ФНЧ служит для сглаживания напряжения на нагрузке и выделяет средние значения выходного напряжения. Источник опорного напряжения и компаратор вырабатывают сигнал, управляющий олит-тью импульса генератора.

Импульсы источника питания.

Основным недостатком традиционных источников питания является трансформатор, который имеет большие размеры и вес. Уменьшить габариты трансформатора, а, следовательно, и источника питания можно, увеличивая частоту переменного напряжения. Т.к. частоту питающей сети изменить нельзя, то применяют импульсные источники питания. Они имеют следующую структурную схему:

Напряжение питающей сети подается на выпрямитель I без предварительной трансформации. Выпрямленное напряжение поступает на импульсный преобразователь, преобразующий постоянное напряжение в переменное с частотой следования в несколько килогерц. Переменное ВЧ напряжение трансформируется малогабаритным трансформатором до нужной величины. Выпрямляется выпрямителем II, сглаживается и стабилизируется.

Импульсный преобразователь представляет собой 2-х тактный генератор с трансформаторной ОС. Сглаживание пульсаций в этой схеме осуществляется проще за счёт того, что пульсация имеет ВЧ. КПД импульсных источников питания 80–90%.

Дата добавления: 2014-01-15