- •Тема 2.6 Сглаживающие фильтры
- •2.6.1 Общие сведения
- •2.6.2 Фильтры на пассивных элементах
- •2.6.3 Электронные фильтры
- •Тема 2.6 Сглаживающие фильтры
- •2.6.1 Общие сведения
- •2.6.2 Фильтры на пассивных элементах
- •2.6.3 Электронные фильтры
- •5 Напишите ключевые слова к теме лекции 18.
- •2.7 Стабилизаторы напряжения и тока
- •2.7.1 Общие сведения
- •2.7.2 Стабилизатор постоянного напряжения вторичного электропитания
- •2.7 Стабилизаторы напряжения и тока
- •2.7.1 Общие сведения
- •2.7.2 Стабилизатор постоянного напряжения вторичного электропитания
- •7 Напишите ключевые слова к теме лекции 19.
- •2.7.3 Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания
- •2.7.4 Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания
- •2.7.3 Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания
- •2.7.4 Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания
- •6 Напишите ключевые слова к теме лекции 20.
- •2.7.5 Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного
- •2.7.5 Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания
- •6 Напишите ключевые слова к теме лекции 21.
- •2.7.7 Стабилизаторы постоянного напряжения с регулированием в цепи переменного тока ( стабилизаторы переменного напряжения на тиристорах)
- •2.7.8 Стабилизаторы постоянного напряжения с двумя регулирующими элементами
6 Напишите ключевые слова к теме лекции 20.
После изучения лекции 21 студент должен знать : принцип работы импульсного стабилизатора напряжения и его характеристики.
Уметь: пояснить работу импульсного стабилизатора напряжения, а также расчет и выбор элементов схемы импульсного стабилизатора напряжения.
План ( логика ) изложения материала
2.7.5 Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного
электропитания РЭА импульсные
Дополнительный материал к лекции 21 для самостоятельной работы
2.7.5 Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания
РЭА импульсные
Импульсные, или ключевые, стабилизаторы напряжения находят широкое применение в источниках вторичного электропитания (ИВЭП) РЭА. Это объясняется тем, что источники электропитания импульсные характеризуются высоким КПД, удельными массогабаритными показателями, сравнительно низким расходом цветных и черных металлов.
Импульсным стабилизатором напряжения ( тока) вторичного электропитания называется стабилизатор, регулирующий элемент которого работает в импульсном (ключевом) режиме.
Основным достоинством ключевого режима работы регулирующего элемента (узла), который может выполняться на транзисторах, тиристорах, магнитных усилителях (дросселей насыщения), является минимальная потеря мощности в силовой цепи, что позволяет обеспечить высокие параметры ИВЭП.
Рассмотрим работу регулирующего транзистора на примере схемы приведенной на рисунке 2.55.
108
а-
функциональная схема ;
б- зависимости iб(t), u(t) ;
в- выходные вольт-амперные характеристики
Рисунок 2.55 – Схема, временная диаграмма и ВАХ транзистора регулирующего
транзистора
Работу регулирующего транзистора в импульсном стабилизаторе напряжения в режиме переключения рассмотрим на примере схемы рисунок 2.55,а. На базу транзистора VT подают управляющие импульсы тока прямоугольной формы
( рисунок 2.55,б) с максимальным значением Iб, в интервале времени 0…t1. В интервале времени t1…t3 ток базы равен нулю, рабочая точка регулирующего транзистора занимает положение 1 (рисунок 2.55,в) на выходной ВАХ. Транзистор в этом интервале времени находится в состоянии отсечки, ток коллектора транзистора мал и почти все входное напряжение Uвх приложено к переходам коллектор – эмиттер транзистора.
В интервале времени 0…t1 через базовый переход транзистора протекает импульс тока с максимальным значением Iб'>Iб. В этом интервале рабочая точка регулирующего транзистора займет положение 2 на выходной ВАХ. Регулирующий транзистор в этом интервале находится в состоянии насыщения. Состояние насыщения характеризуется тем, что ток коллектора транзистора VT ограничивается сопротивлением нагрузки Rн, падение напряжения на регулирующем транзисторе мало и почти все входное напряжение прикладывается к нагрузке.
В состоянии отсечки и насыщения на переходе коллектор – эмиттер регулирующего транзистора рассеивается незначительная мощность, так как в одном случае мал по величине ток, а в другом случае падение напряжения на транзисторе.
В момент переключения регулирующего транзистора рабочая точка переходит из области отсечки в область насыщения, и наоборот, через активную область. При переключении регулирующего транзистора, когда рабочая его точка
109
находится в активной области, на регулирующем транзисторе также рассеивается мощность. Мощность, рассеиваемая транзистором в активной области, зависит от времени его включения и выключения, а также от максимального значения управляющих импульсов. Время включения и выключения транзистора зависит в свою очередь от частотных свойств. Таким образом, суммарная мощность, рассеиваемая регулирующим транзистором в режиме переключения, состоит из трех составляющих мощностей, рассеиваемых в состояниях насыщения, отсечки и при переходе рабочей точки активной области. Мощность, рассеиваемая на регулирующем транзисторе в режиме переключения, во много раз меньше, чем при работе транзистора в непрерывном режиме
Выходное напряжение ( напряжение на нагрузке) в схеме рисунок 2.55,б будет иметь форму прямоугольных импульсов с максимальным значением, приблизительно равной входному напряжению.
Работа регулирующего транзистора в режиме стабилизации можно пояснить следующим образом. При изменении длительности управляющих импульсов на выходе схемы ( показано пунктирной линией рисунок 2.55,б), приведет к изменению площади импульса, за период Т, а следовательно к изменению постоянной составляющей напряжения на нагрузке. Таким образом, при изменении длительности управляющих импульсов, можно регулировать уровень постоянной составляющий напряжения на нагрузке.
Если в схему управления ввести сигнал обратной связи, пропорциональный отклонению постоянной составляющей на нагрузке от заданного, то схема будет осуществлять стабилизацию выходного напряжения.
Импульсные стабилизаторы по способу регулирования подразделяются на стабилизаторы с широтно - импульсной модуляцией (ШИМ), с частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ) и стабилизаторы релейные.
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ), при которой изменяется время замкнутого или разомкнутого состояния регулирующего транзистора (РТ) при неизменном периоде следования импульсов Т.
Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ), при которой изменяется частота работы РТ при неизменных длительностях импульсов.
Релейное, или двухпозиционное регулирование, обусловленное наличием в системе управления релейного элемента ( например, триггера Шмита) с двумя фиксированными порогами срабатывания и осуществляемое при изменении длительности импульсов и периода Т.
Режим ЧИМ и релейный применяются редко в связи с изменением частоты напряжения на выходе импульсного стабилизатора напряжения. Это затрудняет рациональный выбор параметров реактивных элементов L и С, а также при релейном регулировании выходное напряжение всегда содержит пульсации, так как это обусловлено принципом его работы.
ШИМ регулирования бывает первого и второго рода. На рисунок 2.56 показана структурная схема часто применяющегося ШИМ-2, здесь задающий генератор ГИ управляет генератором линейного напряжения ГЛН, которое - в элементе сравнения ЭС – сравнивается с усиленным сигналом рассогласования, поступающим после ИЭ и УЭ.
110
Рисунок 2.56- Обобщенная структурная схема импульсного
стабилизатора напряжения
Уровень сигнала рассогласования зависит от значения длительности ( см. рисунок 2.55), управляющее работой ключа РЭ.
На рисунке 2.56 показана модуляция заднего фронта Uупр., применив другую форму напряжения Uглн. Можно модулировать передний фронт Uупр. и оба фронта вместе.
Рисунок 2.56 - Временные диаграммы, поясняющие режим работы
ШИМ
В импульсных стабилизаторах напряжения используют три основных типа силовых каскадов : понижающие ПВ, в котором выходное напряжение Uн
111
меньше входного Uвх ; повышающего ПВ, в котором Uн >Uвх и полярно-инвертирующий ПВ, в котором полярности выходного и входного напряжений противоположны, а значение Uн может быть больше или меньше Uвх в зависимости от значения скважности Q рабочих импульсов.
Во всех схемах силовых каскадов транзистор VT является ключевым элементом, дроссель L и конденсатор С образуют сглаживающий фильтр – накопитель, коммутационный (рекуперационный, обратный) диод VD также работает в ключевом режиме и предназначен для формирования цепи потребителя Rн при разомкнутом состоянии VT.
Силовые каскады ИСН могут работать в двух режимах: с непрерывным и прерывистым током iL. Лучшие эксплуатационные свойства обеспечиваются в режиме непрерывного тока в дросселе (меньше пульсации напряжения на выходе, жестче внешняя характеристика). Для реализации этого режима накладываются ограничения на минимальные значения нагрузочного тока и индуктивности дросселя.
Анализ силовых каскадов выполняется при следующих допущениях: ключи
( транзисторы и диоды) замыкаются и размыкаются мгновенно ; в замкнутом и разомкнутом состояниях потери в них отсутствуют ; дроссель и конденсатор описываются как идеальные линейные индуктивность и емкость ; на рассматриваемом периоде напряжение на входе и выходе, а также нагрузка неизменны; анализ производится в установившемся режиме ( не при первом включении к источнику входного напряжения).
Схема понижающего импульсного стабилизатора приведена на рисунок 2.57. В этой схеме используется накопительная индуктивность (дроссель) L, включенная последовательно с нагрузкой Rн. Для сглаживания пульсаций в нагрузке параллельно ей включен конденсатор фильтра Сф. Ключевой транзистор VT включен между источником питания Еп и накопительной индуктивностью L. Схема управления включает или выключает транзистор в зависимости от значения напряжения на нагрузке Uн. При размыкании транзисторного ключа VT ток индуктивности L протекает через диод VD. Включение в схему диода VD обеспечивает непрерывность тока в индуктивности L и исключает появление опасных выбросов напряжения на транзисторе в момент коммутации. На рисунке 2.57,б приведена эквивалентная схема замещения, в которой ключевой транзистор VT и диод VD заменены перекидным ключом S. При поступлении управляющего сигнала на базу транзистора VT ключ S устанавливается в положение 2, обеспечивая непрерывность тока в дросселе L. В зависимости от значения параметров схемы возможны два режима работы : 1) непрерывного и 2) прерывистого.
Рассмотрим в начале режим непрерывного тока в дросселе L. Для обеспечения режима непрерывного тока в дросселе его индуктивность должна выбираться по формуле
Lф > T·Rн (1-γ) /2 . ( 2.63 )
а - схема понижающего ИСН ;
б - эквивалентная схема ;
в - графики токов и напряжений
Рисунок 2.57- Схема понижающего импульсного стабилизатора
При включении транзистора VT ключ S устанавливается в положение 1 и в дросселе L начинает возрастать ток, достигая своего максимального значения к моменту выключения транзистора VT. Накопление энергии в дросселе L и конденсаторе фильтра Сф приводит к небольшому увеличению напряжения на нагрузке (рисунок 2.57,в).
По сигналу, поступившему от схемы управления, транзистор VT запирается, а диод VD отпирается, что соответствует переводу ключа S в положение 2. Энергия, накопленная в дросселе L, и конденсатор Сф, начинает расходовать в нагрузке и ток дросселя начинает уменьшаться по линейному закону. Этот спад продолжается вплоть до нового отпирания транзистора VT.
Напряжение на дросселе в период накопления энергии равно (Еп - Uн). В момент коммутации дросселя ключом S напряжение на нем скачком принимает значение -Uн. Полный перепад напряжения на дросселе, таким образом, равен Еп. Напряжение на нагрузке пропорционально коэффициенту заполнения
Uн= Еп·γ. ( 2.64)
При уменьшении индуктивности дросселя относительно значения происходит переход в режим прерывистого тока в нем. В таком режиме
113
ухудшается использование ключевого транзистора, возрастает.
Требуемая емкость конденсатора фильтра, увеличиваются пульсации тока в дросселе и в нагрузке.
а- схема повышающего стабилизатора ;
б- эквивалентная схема ;
в- графики напряжения м тока
Рисунок 2.58 - Схема повышающего импульсного стабилизатора
В этой схеме ( рисунок 2.58) дроссель включен последовательно с источником питания Еп, а диод VD последовательно с нагрузкой. Эквивалентная схема замещения приведена на рисунке 2.58,б. При включении транзистора VT ключ S переводится в положение 1 и дроссель подключается непосредственно к источники питания Еп. Ток дросселе начинает линейно нарастать, пока из схемы управления не поступит сигнал на запирание транзистора.
После запирания транзистора VT избыточная энергия, накопленная в дросселе L, через открытый диод VD поступает в нагрузку, подзаряжая конденсатор фильтра Сф. Этому режиму соответствует переключение переключение ключа S в положение 2, при котором напряжение на дросселе складывается с напряжением источника питания, в результате чего конденсатор фильтра Сф заряжается до напряжения Uн > Еп. Форма тока и напряжения на дросселе L приведены на рисунке 2.58,в. Полный перепад напряжения на дросселе равен ( Uн-2Еп).
114
а- схема инвертирующего стабилизатора;
б- эквивалентная схема:
в- графики напряжения и тока
Рисунок 2.59 – Схема инвертирующего импульсного стабилизатора
Схема инвертирующего импульсного стабилизатора приведена на рисунке 2.59,а. В этой схеме последовательно с источником питания Еп включен транзистор VT, а диод VD включен последовательно с нагрузкой Rн. Эквивалентная схема инвертирующего стабилизатора напряжения приведена на рисунке 2.59,б.
При включенном транзисторе VT ключ S установлен в положение 1, в результате чего дроссель L подключается к источнику питания Еп и ток в нем начинает линейно нарастать (рисунок 2.59,в). Рост тока происходит до тех пор, пока не поступит сигнал из схемы управления на запирание транзистора VT. При этом на эквивалентной схеме переключателя S установится в положение 2 и дроссель L подключится параллельно нагрузке и конденсатору фильтра Сф. Поскольку ток в дросселе после коммутации транзистора VT не меняет своего направления, то полярность напряжения на нагрузке будет обратная полярности источника электропитания, т.е. происходит инверсия полярности.
В понижающем и повышающем силовом каскадах ИСН регулирующий транзистор может быть включен коллектором или эмиттером к источнику питания. импульсного стабилизатора.
Дополнительный материал к лекции 21 для самостоятельной работы
Принцип работы схемы, на рисунке 2.60, следующий. При закрытых транзисторах VT2, VT3 конденсатор С заряжается по цепи (+)Uп,
115
R2,С,VT3,VT2,(-)Uп ( путь тока заряда iз показан сплошной линией). Последовательно включенные в прямом направлении диоды VD2,VD3 ограничивают напряжение на конденсаторе, когда транзистор VT1 открыт. При поступлении от системы управления сигнала, транзистор VT1 открывается и
конденсатор начинается разряжаться по цепи : (+) С, VT1, R1, VT2,VD1, (-)С. Ток разряда iр (путь разряда показан штриховой линией) протекает в направлении, противоположном движению основных носителей заряда эмиттерного перехода VT2, в результате чего VT2 форсированно размыкается. Диод VD1 предохраняет эмиттерный переход VT3 от пробоя при прохождении импульса запирающего тока и способствует быстрому и надежному открытию VT2. Дополнительное напряжение на коллекторе транзистора VT2 создается за счет падения напряжения на части обмотки (1…2) дросселя L сглаживающего фильтра LС- фильтра силового каскада. Диод VD4 коммутационный диод предназначен для формирования цепи питания нагрузки при замкнутом транзисторе VT2.
Р
исунок
2.60- Функциональная электрическая схема
импульсного стабилизатора напряжения
Основной недостаток этой схемы - транзистор VT1 в течение небольшого промежутка времени должен пропустить мощный импульс тока, для обеспечения его требуется дополнительный промежуточный импульсный усилитель.
Схема управления импульсных стабилизирующих устройств состоят из тех же элементов, что и в стабилизаторах непрерывного типа (регулирующего, усиления обратной связи, измерения стабилизированного параметра, опорного напряжения и их сравнения), а также специфических узлов, осуществляющих
116
преобразование сигнала обратной связи в импульсную последовательность для управления работой регулирующего (силового) каскада, в составе : задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, широтно-импульсный модулятор, формирователи управляющих импульсов, пороговые устройства. К этим узлам предъявляются требования обеспечения стабильности параметров, 115
устойчивости работы, высокой надежности, малой потребляемой мощности. В ряде устройств функции задающего генератора, широтно-импульсного модулятора и усилителя обратной связи могут быть совмещены в одном узле, что сокращает число узлов и облегчает проектирование ИСН.
Коэффициент стабилизации ИСН составляет несколько десятков, сотен. Температурный коэффициент напряжения определяется в основном источником опорного напряжения, температурной стабильностью уровней, обеспечивающих формирование импульсных сигналов, значение ТКН примерно такое же, как у стабилизаторов непрерывного действия : десятые, сотые доли процентов на градус Цельсия.
В качестве импульсных стабилизаторов используются также инверторы и преобразователи, при работе с независимым возбуждением от системы управления, обеспечивающей, как правило, режим с ШИМ – регулированием. Далее будем их называть импульсными стабилизаторами с трансформаторной развязкой.
Импульсные стабилизаторы без и с трансформаторной развязкой составляют основу источников вторичного электропитания с бестрансформаторным входом (ИВЭП с БТВ), обеспечивающих высокие энергетические ( КПД до 90…98%) и удельные массогабаритные ( свыше 40…50 Вт,дм³) показатели.
Заметим, что эти свойства достигаются благодаря применению ключевых режимов работы силовых каскадов и повышенной частоты преобразования энергии, значение которой при современной элементной базе составляет 20…40 кГц и по мере ее совершенствования будет возрастать до частоты 500кГц и свыше.
Существенным недостатком ИСН является генерация ими высокочастотных электромагнитных помех, распространяющихся по проводам (кондуктивные помехи) в питающей сеть и к потребителю, а также в пространстве ( помехи излучения), а также сложная настройка, значительное количество компонентов, заметная инерционность и схема управления сложная.
Вопросы для самопроверки
1 В чем достоинство ключевого режима работы регулирующего транзистора ?
2 В чем особенность принципа работы импульсного стабилизатора напряжения ?
3 Нарисуйте обобщенную структурную схему ИСН.
4 В чем отличие ШИМ от ЧИМ и от релейного регулирования ?
5 Поясните на временных диаграммах принцип стабилизации напряжения в ИСН
с применением ШИМ.
6 Назовите основные типы силовых каскадов, которые используются в ИСН.
117
7 Нарисуйте схему понижающего импульсного стабилизатора напряжения и
поясните принцип его работы.
8 Нарисуйте схему повышающего импульсного стабилизатора напряжения и
поясните принцип его работы.
9 Нарисуйте схему инвертирующего импульсного стабилизатора напряжения и
поясните принцип его работы.
10 Назовите достоинства и недостатки импульсных стабилизаторов напряжения .
Примеры задач до темы лекции 21
Задача 1
Требуется обеспечить стабилизированное напряжение 5 В при токе 5А и амплитуде пульсаций не более 30 мВ. Нестабилизированное входное напряжение равно 10 В. Частота коммутации ключа импульсного стабилизатора ( рисунок 2.57 ) составляет 100 кГц.
Решение : 1 Выберем отношение максимального значения тока дросселя к нагрузочному току α = (1,1….1,2 ) .
2 Величина индуктивности дросселя равна
L =[ RL ∙ ( 1 – Uвых/Uвх)] / [2 f (α - 1 ) ],
L = [ 1∙ ( 1 – 5/10)] / [2∙ 100 ∙103(1,1 - 1 ) ] = 25∙ 10-3 Гн.
где RL = Uвых / Iвых = 5/5 = 1 Ом.
3 Минимально необходимая величина емкости конденсатора
∆Uвых = Uвых ∙( 1 – Uвых / Uвх ) / 8∙ L ∙С ∙f2 ,
С = 5 ∙( 1 – 5 / 10 ) /8∙ 25∙ 10-3 (100 103)2 30 10-3 = 330 мкФ
Выбираем оксидный (электролитический) конденсатор (например, типа К50-38) емкостью 470 мкФ на напряжение 6.3 В имеет весьма малые массу и габариты. Однако допустимый уровень пульсаций напряжения на указанной частоте для него составляет всего 10 мВ. В то же время согласно паспортным данным полное сопротивление такого конденсатора на частоте 100 кГц - z = 0.7 Ом Поэтому, как показывает расчет, действительная амплитуда пульсаций напряжения на оксидном конденсаторе превышает 200 мВ. Необходимая емкость оксидного конденсатора в таком случае составит не менее 6800 мкФ.
Возьмем керамический конденсатор (например, батарею из 22 конденсаторов типа К10-47 на 15 мкФ, 16 В). Реактивная мощность каждого из конденсаторов батареи, по паспортным данным, не должна превышать 0.025 вар. В условиях данного примера реактивная мощность на каждом конденсаторе:
Qc = [ (∆Uвых)2∙ π∙fс ]/4
118
Qc = [(30 10-3 )2∙ 3,14 ∙ 100 103 ] /4 = 0.00105 вар,
т. е. не превышает допустимую. Масса, габариты и стоимость такой батареи конденсаторов, однако выше, чем оксидного конденсатора на 6800 мкФ.
Задача 2
Требуется обеспечить стабилизированное напряжение 5 В при токе 0,5А и амплитуде пульсаций не более 10 мВ. Нестабилизированное входное напряжение равно 3 В. Частота коммутации ключа импульсного стабилизатора ( рисунок 2.58 ) составляет 100 кГц.
Решение : 1 Максимальная выходная мощность равна
Р вых = Uвых∙Iвых ,
Р вых = 5∙ 0,5 = 2,5 Вт
2 Входная мощность стабилизатора равна
Р вх = Р вых / η ,
Р вх = 2,5 / 0,8 = 3,125 Вт
где типичный коэффициент полезного действия выбираем из таблицы 2.1 для повышающего стабилизатора и который равен η =0,8 ( ).
Таблица 2.1. Сравнение топологий импульсных источников питания с ШИМ
Топология |
Диапазон мощностей, Вт |
Диапазон напряжений Uвх |
Изоляция вход/выход |
Типичный кпд, % |
Относительная стоимость элементов |
Понижающие |
0-1000 |
5-40 |
Нет |
78 |
1.0 |
Повышающие |
0-150 |
5-40 |
Нет |
80 |
1,0 |
Инвертирующие |
0-150 |
5-40 |
Нет |
80 |
1,0 |
Однотранзисторные прямоходовые |
0-150 |
5-500 |
Да |
78 |
1,4 |
Обратноходовые |
0-150 |
5-500 |
Да |
80 |
1,2 |
Пушпульные |
100-1000 |
5-1000 |
Да |
75 |
2,0 |
Полумостовые |
100-500 |
5-1000 |
Да . |
75 |
2,2 |
Полномостовые |
400-2000+ |
5-1000 |
Да |
73 |
2,5 |
3 Среднее значение входного тока равно
Iвх. Ср. = Р вх / U вх ,
Iвх. Ср = 3.125 / 3 = 1,04 А
4 Входной максимальный ток равен
Iвх.макс. = κ∙ Р вых / U вх ,
119
Iвх.макс = 5,5 ∙2,5 / 3 = 4,6 А.
где к= 1,4 — для понижающих, полупрямоходовых и полномостовых преобразователей; к = 2,8 — для полумостовых и прямоходовых преобразователей; к = 5,5 — для повышающих, инвертирующих и обратноходовых преобразователей.
5 Напряжение коллектор – эмиттер транзистора равно
Uкэо = Uвых = 3 В
6 Коллекторный ток транзистора равен
Iк = 2Рвых/Uвх ,
Iк = 2 2,5 / 3 = 1.67 А
Выбираем транзистор типа КТ 823 -1, с предельными параметрами Iк.макс.=2 А,
Uкэ = 45 В, Рк.макс. = 20 Вт .
7 Выпрямительный диод Uпр.= 5 В , Iпр. = 0,5 А. Выбираем диод типа Шотки КД289АС с параметрами Uобр. макс = 25 В , Iпр. = 1 А.
Таблица 2.2. Оценка значимых минимальных параметров мощных полупроводниковых приборов
Топология |
Биполярный ключ |
Ключ на полевом транзисторе |
Выпрямители |
|||
Uкэо |
Iк |
Uси |
Iс |
Uпр |
Iпр. |
|
Понижающие |
Uвх |
Iвых |
Uвх |
Iвых |
Uвх |
Iвых |
Повышающие |
Uвых |
2Рвых/Uвх (мин) |
Uвых |
2Рвых/Uвх (мин) |
Uвых |
Iвых |
Инвертирующие |
Uвх - Uвых |
2Рвых/Uвх (мин) |
Uвх - Uвых |
2Рвых/Uвх (мин) |
Uвх - Uвых |
Iвых |
Однотранзистор-ные прямоходовые. |
2Uвх |
1.5Рвых/Uвх ( мин) |
2Uвх |
1.5Рвых/Uвх (мин) |
3Uвых |
Iвых |
Обратноходовые |
1,7 Uвх.макс. |
2Рвых/Uвх (мин) |
1,5Uвх(мин) |
2Рвых/Uвх(мин) |
10 Uвых |
Iвых |
Пушпульные |
2Uвх |
1,2Рвых/Uвх (мин) |
2Uвх |
1,2Рвых/Uвх(мин) |
2Uвых |
Iвых |
Полумостовые |
Uвх |
2Рвых/Uвх(мин) |
Uвх |
2Рвых/Uвх(мин) |
2Uвых |
Iвых |
Полномостовы
|
Uвх |
1,2Рвых/Uвх(мин) |
Uвх |
1,2Рвых/Uвх(мин) |
2 Uвх |
Iвых |
Задачи для самостоятельной работы
1 Требуется обеспечить стабилизированное напряжение 9 В при токе 0,2А и амплитуде пульсаций не более 20 мВ. Нестабилизированное входное напряжение равно 6 В. Частота коммутации ключа импульсного стабилизатора ( рисунок 2.58 ) составляет 10 кГц.
120
2 Требуется обеспечить стабилизированное напряжение 12 В при токе 0,2А и амплитуде пульсаций не более 40 мВ. Нестабилизированное входное напряжение равно 16 В. Частота коммутации ключа импульсного стабилизатора ( рисунок 2.57 ) составляет 50 кГц.
3 Требуется обеспечить стабилизированное напряжение 24 В при токе 0,1А и амплитуде пульсаций не более 30 мВ. Нестабилизированное входное напряжение равно 30 В. Частота коммутации ключа импульсного стабилизатора ( рисунок 2.59 ) составляет 60 кГц.
Литература
1 Векслер Г.С., Пилинский В.В. Электропитающие устройства электроакустической и кинотехнической аппаратуры.-К.:Вища школа,1986. с.245…248, 286…301.
2 Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций.-4-е изд. –СПб.: КОРОНА принт, 2004. с.351…355.
3 Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование. : Пер. с анг. – К.: « МК- Пресс», 2005.- 288с. 35 …52.
4 Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого – цифровых электронных устройств. 2 – е изд. испр. – М.: Издательский дом « Додэка – ХХ1», 2007. – 528с., с.262…279.
5 Журнал « Радио », № 5, 2006 с.46..49.
121
Лекция 22
Экспресс - проверка знаний пройденного материала :
1 Нарисуйте схему инвертирующего импульсного стабилизатора.
2 Нарисуйте схему повышающего импульсного стабилизатора.
3 Нарисуйте схему понижающего импульсного стабилизатора.
4 Нарисуйте обобщенную структурную схему импульсного
стабилизатора напряжения.
5 Нарисуйте функциональную электрическую схему импульсного стабилизатора
напряжения
