Компенсаційні стабілізатори

Вступ

Компенсаційні стабілізатори

Висновки

Додаток. Розрахункова.

ВСТУП

Метою даної роботи є набуття навиків вибору і застосування інтегральних стабілізаторів напруги для живлення електронних при-строїв.Для виконання роботи необхідно знати принципи побудови і дії компенсаційних стабілізаторів напруги та їх використання у випрямлячах.

Робота стабілізатора у випрямлячі фактично полягає у тому, що навантаження за допомогою ключів так підмикається до джерела напруги змінного струму, щоб за час кожного півперіоду його напруги

(позитивного і негативного) струм у навантаженні протікав у одному напрямку. Виходячи з цього, найважливішим вузлом випрямляча є вентильна схема – схема випрямлення.

Теорія випрямлячів зводиться до розробки аналітичних виразів, що зв’язують відомі параметри напруги мережі живлення і навантаження з невідомими параметрами, які характеризують роботу вентильної схеми. На підставі цього робиться вибір типу вентилів для конкретної схеми випрямляча та розрахунок його вузлів.

КОМПЕНСАЦІЙНІ СТАБІЛІЗАТОРИ

Компенсаційні стабілізатори - це замкнуті системи автоматич-ного регулювання із жорстким негативним зворотним зв'язком. Основ-ним елементом стабілізатора є так званий регулюючий елемент, зміною опору якого досягають стабілізації напруги на навантаженні.

Регулюючий елемент може вмикатися як паралельно навантажен-ню (у стабілізаторах паралельного типу), так і послідовно з ним (у стабілізаторах послідовного типу). На рис. 1 наведені структурні схеми стабілізаторів обох типів.

На схемах позначено: РЕ - регулюючий елемент; 11 - підсилювач постійного струму; ДОН - джерело опорної напруги Uт; Rб - баласт-ний опір; Rи - навантаження.

Стабілізатори працюють таким чином.

На вхід підсилювача П подається напруга U (напруга роз-узгодження), що після підсилення керує опором таким чином, щоб підтримувати напругу на виході стабілізатора незмінною.

Для стабілізатора паралельного типу маємо

ин=ивх-R6(1н+Ір) = сопst. (1)

Надлишок напруги падає тут на Кб. Для стабілізатора послідовного типу -

uн=umaх-ІнRРЕ=сопst. (2)

Надлишок напруги в цій схемі падає на РЕ.

Стабілізатор послідовного типу є більш економічним і тому набув широкого використання.

Найпростіший компенсаційний ста-білізатор послідовного типу можна по-будувати на основі параметричного ста-білізатора на стабілітроні та емітер-ного повторювача, як це показано на рис. 2.

Тут емітерний повторювач забезпе-чує підсилення потужності (за рахунок підсилення струму) параметричного стабілізатора.

До речі, якщо замість стабілітрона до схеми ввести конденса-тор, отримаємо активний ємнісний фільтр, ефектив-на ємність якого переви-щує встановлену у Р разів (Р - коефіцієнт підсилення транзистора за струмом у схемі з СЕ).

Схема більш складного і потужнішого компенса-ційного стабілізатора по-слідовного типу, що забез-печує можливість регу-лювання вихідної напруги (напруги на навантаженні), наведена на рис. 3

Тут регулюючим елементом є транзистор VТІ, а підсилювач сигналу зворотного зв'язку- VТ2. За джерело опорної напруги править парамет-ричний стабілізатор, виконаний на стабілітроні VDІ та резисторі R2. Дільник напруги на резисторах R3 – R5 з коефіцієнтом ділення к є датчиком сигналу зворотного зв'язку.

Підсилювач сигналу розузгодження VТ2 під дією напруги U = kUн -UСІЯ змінює опір VТІ таким чином, щоб підтримувати напругу на наванта-женні незмінною:

U1=U- UРЕ = соnst. (3)

Припустимо, що і/ю зростає і це повинно призвести до зростання UH. Тоді також зростає kUH-Ucm що викликає зростання колекторного струму VТ2 ІК2 та зменшення базового струму VТІ, оскільки ІБ1 = (I1— ІК2). Опір VТІ зростає, а значить зростає і падін-ня напруги на ньому UРЕ, а Uн = сопst - залишаєть-ся незмінним.

Таким чином, стабільність вихідної напруги підтримується завдяки негативному зворотному зв'язку.

Змінюючи положення регулятора резистора К4, можна змінювати ви-хідну напругу UH.

(4)

Коефіцієнт стабілізації такого стабілізатора може сягати Кст>1000.

Зараз широко використовують стабілізатори напруги компенсацій-ного типу у інтегральному виконанні з потужністю до 100 Вт. Окрім надзвичайно якісного виконання бсновної функції (стабілізації напру-ги), вони, за рахунок введення до складу мікросхеми додаткових вузлів, забезпечують також захист від короткого замикання у навантаженні та від перевантаження (від перевищення температури корпусу). Ма-ючи у своєму складі кілька десятків елементів, такі стабілізатори розміщуються у корпусі звичайного потужного транзистора. Випус-каються ІМС стабілізаторів як з фіксованими значеннями вихідної напруги, так і з можливістю її регулювання за допомогою зовнішнього резисторного дільника.

ВИСНОВОК

В даній роботі були розглянуті методи і розрахунки застосування інтегральних стабілізаторів напруги для живлення електронних при-строїв, принципи їх побудови, дії, а також їх використання у випрямлячах.

Отже, вихідними даними для вибору інтегрального стабілізатора є:

1) Uвих , В - напруга на виході стабілізатора (напруга живлення елек-тронного або іншого пристрою, для якого будується стабілізатор);

2) Uвх min, В - мінімальна вхідна напруга стабілізатора (надходить із фільтра випрямляча);

3) Uвх max, В -максимальна вхідна напруга стабілізатора; . 4) Рн, Вт - потужність навантаження;

5) тип ІМС стабілізаторів напруги.

ДОДАТОК.

РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА.

Сучасні електронні пристрої для забезпечення високої точності своєї роботи висувають високі вимоги до стабільності напруги живлення. Задовільнити їх при високих інших показниках (габарити, маса, вартість та ін.) дозволяє широке застосування стабілізаторів у інтегральному виконанні, як із фіксованою вихідною напругою, так і універсальних (з регульованою вихідною напругою).

Стабілізатори з фіксованою вихідною напругою мають внутрішній дільник, що забезпечує задання необхідного значення вихідної напруги. Налагоджуються вони на величини стандартного ряду напруг живлення у процесі виробництва.

Задання необхідного значення вихідної напруги в універсальних стабі-лізаторах забезпечується зовнішнім резистивним дільником.

Такі стабілізатори часто називають трививідними, бо монтуються у стан-дартному корпусі потужних транзисторів з трьома виводами

Окрім якісного виконання основної функції - стабілізації вихідної напруги, вони за рахунок додатково введених внутрішніх вузлів