Повышающе – понижающий инвертирующий преобразователь. Схема. Принцип работы.
Когда ключ замкнут, дроссель запасает энергию. Когда ключ разомкнут, запасённая энергия спадает, вызывает изменение полярности напряжения на дросселе обеспечивая протекание тока через нагрузку и конденсатор. При этом полярность выходного напряжения оказывается противоположной полярности входного, а величина напряжения может быть как больше так и меньше Uп.
Достоинство ключевых стабилизаторов: кпд= 95–98%.
Недостаток: сложность, высокий уровень высокочастотных электрических и электромагнитных помех, что требует принятия специальных мер для их подавления и экранирования.
Функциональная схема ключевого преобразователя напряжения (принципиальная схема). Принцип работы.
Разница напряжений опорного и части выходного усиливается и действует на модулятор таким образом, что при большей величине рассогласования (U”-“) длительность импульса на выходе модулятора увеличивается, а, следовательно, увеличивается и время открытого состояния VT и энергия, до которой заряжается понижающий преобразователь. Напряжение на выходе при этом стремится к заданному с помощью делителя напряжения и опорного напряжения.
Ключевые стабилизаторы бывают с самовозбуждением и, чаще всего, с независимым возбуждением. Выходное напряжение сравнивается с опорным и усиленное напряжение ошибки используется для получения выходных импульсов ШИМ, которые управляют ключом стабилизатора таким образом, чтобы поддерживать выходное напряжение на заданном уровне. Импульсы ШИМ могут быть с фиксированной длительностью замкнутого и изменяющейся длительностью разомкнутого состояния, с изменяющейся длительностью замкнутого и разомкнутого состояний, но с фиксированной частотой.
Резонансные преобразователи.
В резонансном преобразователе для осуществления незатухающих колебаний энергия добавляется порциями, а гармонический характер колебания обеспечивает резонансные свойства контура. Т.к. в колебательном контуре между током и напряжением существует сдвиг фаз (φ=π – идеально, реальный φ≠ π), то подкачку энергии в него целесообразно осуществлять либо при нуле напряжений (ПНН) либо при нуле токов (ПНТ).
А) однополупериодная ПНТ
Б) двухполупериодная ПНТ
В) однополупериодная ПНН
Г) двухполупериодная ПНН
А)
Б
)
В
)
Г
)
Достоинства: 1. существенно меньший уровень радиопомех и шумов; 2. не такие жёсткие требования к ключевому транзистору и облегчённый режим его работы, т.к. подкачка энергии осуществляется либо при нуле токов, либо при нуле напряжений, другой же параметр (напряжение или ток) также не очень велик за счт того, что φ→π.
Недостатки: 1.относительная сложность схемы; 2.трудности в регулировке и стабилизации напряжения, особенно при изменяющейся нагрузке.
Источники опорного напряжения. Задание рабочего тока стабилитрона, источника тока на оу. Стабилитронные интегральные микросхемы. Источники опорного напряжения
От качества источника опорного напряжения зависит выходное напряжение изделия.
При выборе источника опорного напряжения необходимо учитывать:
Температурную и временную стабильность и точность, лежащую в их основе физического эффекта;
Величину тока и напряжения стабилизации, при которых температурная и временная нестабильность имеет минимальное значение (ТКИ→0, ТКС→0).
И
ногда
есть ситуация, когда необходимо получить
очень точный источник.
Параметры качества:
Точность;
Температурная стабильность (pps/ºC);
Долговременная стабильность (pps/1000ч);
Шумы (~до 10 Гц).
Делитель R1-R2задаёт выходное опорное напряжение, Rос задаёт ток через стабилитрон
