Регулированием

Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения по сравнению с линейными стабилизаторами позволяют получить более высокий КПД и значительную выходную мощность. Однако затруднения, связанные с

необходи­мостью подавления пульсации выходного напряжения, усугубляющиеся с ростом выходной мощности, а также худшие качественные показатели импульсных стабили­заторов ограничивают область их применения.

В непрерывно-импульсных стабилизаторах реализу­ются основные достоинства непрерывных и импульсных стабилизаторов.

Структурная схема непрерывно-импульсного стаби­лизатора представлена на рисунок 2.61.

Схема состоит из непрерывного (линейного) и им­пульсного стабилизаторов. Импульсный стабилизатор управляется напряжением, снимаемым с резистора R_н, которое установлено последовательно с регулирующим транзистором РТн непрерывного стабилизатора. Напря­жение на резисторе Rс изменяется пропорционально то­ку непрерывного стабилизатора.

При подключении стабилизатора к источнику посто­янного напряжения U_вх начинает увеличиваться ток ре­гулирующего транзистора непрерывного стабилизатора и напряжение на резисторе R_с увеличивается. При оп­ределенном значении напряжения на этом сопротивле­нии срабатывает импульсный узел и включает регулирующий транзистор РТи импульсного стабилизатора. Ток

дрос­селя L_Др, установленного последовательно с регулиру­ющим транзистором цмпульсного стабилизатора, начинает увеличиваться, напряжение на выходе U_вых увеличивается, а ток непрерывного стабилизатора уменьшается.

Рисунок 2.61 – Структурная схема непрерывно – импульсного стабилизатора

напряжения

Уменьшение тока непрерывного стабилизатора бу­дет происходить до тех пор, пока напряжение на резис­торе не достигнет порога срабатывание импульсного узла, после чего импульсный узел срабатывает и регулирующий транзистор импульсного стабилизатора закрывается. В интервале закрытого состояния регулирующего транзис­тора дроссель L_Др разря­жается через диод VD на нагрузку и напряжение на выходе стабилизатора уменьшается. Уменьшение напряжения на выхо­де вызывает увеличение тока непрерывного ста­билизатора, напряжение на резисторе R_н увеличи­вается, вновь срабатыва­ет триггер Т, регулирую­щий транзистор импульс­ного стабилизатора РТи открывается и процесс повторяется.

При увеличении входного напряжения стабилизатора U_BX увеличивается скорость нарастания тока непрерыв­ного стабилизатора, что приводит к уменьшению време­ни открытого состояния регулирующего транзистора им­пульсного стабилизатора. В результате этого выходное напряжение остается неизменным с определенной сте­пенью точности.

При уменьшении сопротивления нагрузки увеличива­ется скорость спада тока непрерывного стабилизатора, что вызывает уменьшение времени закрытого

состояния регулирующего транзистора РТи, и выходное напряже­ние U_вых остается неизменным с определенной степенью точности. При уменьшении напряжения на входе стаби­лизатора и увеличении сопротивления нагрузки схема работает аналогично.

Ток в дросселе I_L и ток регулирующего транзисто­ра непрерывного стабилизатора i_p состоят из постоян­ных и переменных составляющих, причем переменные составляющие токов I_L и I_р находятся в противофазе и не равны друг другу (I_L >I_р). Ток в сопротивлении нагрузки стабилизатора, равен сумме этих токов. Чем ближе по значению переменные составляющие токов I_L и I_р, тем меньше значение переменной составляю­щей тока в сопротивлении нагрузки и тем меньше пере­менная составляющая (пульсация) выходного напряже­ния стабилизатора.

Переменная составляющая тока непрерывного ста­билизатора I_р зависит от коэффициента усиления цепи обратной связи,

Если коэффициент усиления равен бесконечности, то переменные составляющие токов равны (I_L=I_р). И переменная составляющая (пульсация) выходного на­пряжения будет равна нулю. Из этого следует, что уве­личение коэффициента усиления цепи обратной связи приводит к уменьшению переменной составляющей вы­ходного напряжения.

В реальных схемах величины пульсации выходного напряжения непрерывных и непрерывно-импульсных ста­билизаторов соизмеримы.

Среднее значение тока регулирующего транзистора непрерывного стабилизатора зависит от порогов сраба­тывания триггера и не зависит от величины входного напряжения U_вх и тока нагрузки I_н. Пороги срабатыва­ния триггера выбираются такими, что среднее значение тока регулирующего транзистора непрерывного стаби­лизатора во много раз меньше среднего значения тока дросселя.

Таким образом, основная мощность от источника в нагрузку передается ключевым стабилизатором, а не­прерывный стабилизатор выполняется на небольшую мощность, и потери в его регулирующем транзисторе ма­лы. Отсюда следует, что КПД непрерывно-импульсного стабилизатора близок по величине к КПД импульсного стабилизатора.

Дата добавления: 2014-01-04