Стабилизатор постоянного тока вторичного электропитания РЕА компенсационные и параметрические

Дополнительный материал к лекции 22 для самостоятельной работы

Стабилизаторы тока компенсационного типа находят применения преимущественно в устройствах, предназначенных для возбуждения постоянного магнитного поля. Для работы ламп бегущей волны, ламп обратной волны, клистронов и т.д. применяются «фокусирующие катушки» (соленойды), обмотки которых выполнены из медного провода. Для нормальной работы этих приборов необходимо постоянство магнитного поля и, следовательно, постоянства тока в обмотках соленойда. При отсутствии стабилизации, ток в соленойде может изменяться, как вследствие колебания напряжения сети, так и из-за изменения сопротивления обмотки соленойда, вызванного изменением температуры этой обмотки под действием протекающего по ней тока или изменением температуры окружающей среды.

Для получения более высокой стабильности тока и большего внутреннего сопротивления выполняют стабилизаторы тока с применением обратной связи, как показано на структурной схеме рисунок 2.64.

Рисунок 2. 64 - Структурная электрическая схема стабилизатора тока

Сопротивление нагрузки стабилизатора тока R_н может включаться в одно из трех мест, обозначенных цифрами на схеме рисунок 2.64. Сопротивление нагрузки стабилизатора напряжения обозначено в данном случае R_эт, а выходное напряжение стабилизатора напряжения U_эт. Это связано с тем, что в данном

случае сопротивление нагрузки стабилизатора напряжения играет вспомогательную роль эталонного сопротивления, по которому протекает ток нагрузки стабилизатора. Величина U_эт поддерживается неизменной, обеспечивая при постоянном R_эт неизменность тока нагрузки iн стабилизатора тока. Исходя из этих соображений, для формирования стабилизаторов тока могут быть использованы любые рассмотренные стабилизаторы напряжения с последовательным регулирующим транзистором.

В схеме рисунок 2.65 включение 3R_н в цепь эмиттера транзистора VT отличается от включения в цепь коллектора 1R и 2R. Поскольку схема стабилизирует ток эмиттера, то при включении R_н в цепь коллектора ток нагрузки будет отличаться от стабилизирующего тока на величину тока базы. Достоинство включения R_н в цепь коллектора VT состоит в возможности соединения одной из точек нагрузки с плюсом или минусовой шиной U_п.

Рисунок 2.65- Электрическая схема компенсационного стабилизатора тока

В транзисторном стабилизаторе тока в качестве регулирующего элемента используются регулирующий транзистор VT₁, которым управляет усилитель постоянного тока VT₂ и R₁. Сравнивающее устройство состоит из резисторного делителя R₃ и R _ш. и источника эталонного напряжения U_эт резистора R₂ и стабилитрона VD.

Принцип работы стабилизатора заключается в следующем. В режиме стабилизации транзистор VT₁ работает в режиме класса А, а транзистор VT₂ закрыт, так как напряжение U_эт = Uш. Допустим при увеличении тока в нагрузке стабилизатора тока Iн, приводит к увеличению тока протекающего через резистор R_ш и увеличения падения напряжения на нем U_ш. Данное напряжение сравнивается с напряжение U_эт. и оно становится больше U_эт. Транзистор VT₂ открывается и увеличивается по величине коллекторный ток транзистора VT₂. Коллекторный транзистор VT₂ протекает через резистор R_I и увеличивается падение напряжения на резисторе R_I. Это приводит к закрытию транзистора VT_I, увеличивает сопротивление перехода коллектор- эмиттер транзистора VT₁ и

уменьшению тока протекающего через транзистор VT₁ и через нагрузку R_н до своего первоначального значения. Индуктивность L препятствует мгновенному изменению тока нагрузки.

Следует отметить, что КПД стабилизатора тока значительно меньше, чем у

компенсационных стабилизаторов напряжения.

Стабилизация тока на микросхеме. Схема источника стабильного тока на ИМС стабилизатора напряжения приведена на рисунке 2.66.

Рисунок 2.66 - Принципиальная схема стабилизатора тока на ИМС

При использовании в этой схеме ИСН с фиксированным выходным напряжением на резисторе R падает напряжение, равное номи­нальному выходному напряжению стабилиза­тора. Это составляет, например, для КР142ЕН5 около 5 В, что приводит к большим потерям энергии в резисторе. Поэтому в такой схеме це­лесообразно использовать ИМС регулируемого стабилизатора, например КР142ЕН12, у которого при такой схеме включения, это напряжение можно уста­новить равным 1.2 В.

Сопротивление резистора R определяется выражением

R = (U_{вых. Ном}. / I _вых.), (2.65)

Стабилизатор переменного напряжения. Стабилизация переменного синусоидального напряжения с сохранением низкого коэффициента гармоник представляет собой сложную техническую за­дачу. Непрерывную стабилизацию величины выходного напряжения практиче­ски без искажений можно осуществить с помощью автотрансформатора с авто­матическим электроприводом. Худшие, хотя и неплохие результаты, дает применение в качестве регулирующих элементов дросселей насыщения, управ­ляемых электронными схемами. Все это сложные дорогие системы, примене­ние которых в дешевых маломощных устройствах не оправдано. В то же время, если не требуется обеспечивать низкий уровень гармонических' искажений, можно легко стабилизировать действующее значение переменного напряжения с помощью двух линейных стабилизаторов. На рисунке 2.67представлена схема та­кого стабилизатора на ИМС LM317.

Рисунок 2.67 – Схема простейшего стабилизатора переменного напряжения

По сути, он представляет собой симметричный двухполярный ограничитель напряжения. Уровень ограничения U_огр. установлен резисторами в примере на схеме рисунка 2.67. Выходное напряжение определяется усовиями

U_вых = [ U_вх, │U_вх│ <U_огр.]; U_огр. = [ U_огр, │U_вх│ >U_огр.] (2.66)

График зависимости действующего выходного напряжения U_огр от амплитудного значения входного напряжения (Uм.вх) приведен на

рисунке 2.68.

Рисунок 2.68 - График зависимости действующего значения выходного напряжения от максимального значения входного

Дата добавления: 2014-01-04