38.Использование полупроводниковых диодов для обеспечения баланса амплитуд на примере генератора с мостом Вина. Расчетные соотношения.
1
)Генератор
на основе Моста Вина.
В начальный момент , когда диоды заперты , коэффициент усиления ОУ больше двух . По мере открытия диодов , уменьшается коэффициент усиления фазосдвигающей цепи, до тех пор пока не восстановится баланс амплитуд . Наименьшие искажения вносимые параллельно-встречно включаются диодами. В данной схеме в отличие от предыдущей менее сказываются в выходном сигнале , поскольку высокочастотные составляющие этих искажений сглаживаются RС цепочкой.
39. Структурная схема блока питания. Назначение основных элементов.
Источники питания (ИП) являются неотъемлемой частью любых устройств промышленной электроники. Как правило, это устройства, преобразующие напряжение питания сети переменного тока в стабильное напряжение постоянного тока. Типовая структурная схема источника питания представлена на рисунке. В ней используются следующие обозначения:
~ сеть – сетевое
напряжение частотой 50 Гц и номинальным
напряжением 220 В, следует отметить, что
частота может находиться в пределах
Гц, а напряжение
В (
);
СТ– силовой трансформатор, служащий целям масштабирования переменного напряжения и гальванического разделения первичной обмотки от вторичных. Последнее условие обусловлено требованиями техники безопасности;
В – выпрямитель – устройство, преобразующее переменное напряжение вторичных обмоток силового трансформатора в однополярное выходное напряжение. Выпрямители выполняются с использованием свойств нелинейности полупроводниковых диодов;
СФ – сглаживающий фильтр – устройство, позволяющее получить напряжение с уменьшенным уровнем пульсаций;
СПН – стабилизатор постоянного напряжения – устройство, позволяющее получать на выходе стабильное напряжение независимо от изменения напряжения на его входе и изменения нагрузки на его выходе.
Рис.1. Структурная схема источника питания
40. Однополупериодный выпрямитель. Выбор диода. Связь между Um, u0, u. Достоинства, недостатки.
Выпрямитель – это устройство, позволяющее получать однополярное выходное напряжение при двухполярном входном.
Основные схемы выпрямителей можно разделить на однополупериодные и двухполупериодные. Входы выпрямителей подключаются ко вторичным обмоткам силового трансформатора, а выходы, как правило, к сглаживающему фильтру. На рис.1 представлена схема однополупериодного выпрямителя с использованием диода VD и временные диаграммы, поясняющие его работу.
Рис.1. Схема однополупериодного выпрямителя – а), временные диаграммы его работы – б)
Напряжение
– это напряжение на вторичной обмотке
силового трансформатора в интервалы
времени, когда верхний зажим вторичной
обмотки силового трансформатора более
положителен, чем нижний
.
В дальнейшем будем говорить, что на
вторичной обмотке положительная
полуволна. Когда диод VD
находится в прямосмещенном состоянии,
его проводимость высока, а сопротивление
мало, и практически все напряжение
подается в сопротивление нагрузки
(рис.1б), при этом по нему протекает ток
.
Пренебрегая потерями напряжения на
омическом сопротивлении вторичной
обмотки трансформатора и падением
напряжения на диоде, можно считать, что
все напряжение прикладывается к
сопротивлению нагрузки
.
Когда напряжение
имеет отрицательную полуволну (напряжение
на верхнем зажиме вторичной обмотки
более отрицательное по отношению к
нижнему), диод VD
переходит в состояние с низкой
проводимостью, что эквивалентно разрыву
цепи. Таким образом, в интервале времени
(см. рис.1б) напряжение на нагрузке
нулевое.
С качественной
точки зрения всегда интересует вопрос
о среднем напряжении на нагрузке
и о среднеквадратичном напряжении на
нагрузке
.
,
.
Полагая напряжение
сети синусоидальным, найдем
и
для напряжения, выделяемого на
сопротивлении нагрузки в случае
однополупериодного напряжения. Пусть
в интервале времени
,
а в интервале
,
тогда
,
откуда
.
Из выражения для
среднего напряжения видно, что среднее
напряжение, а значит и средний ток в
нагрузке, составляет
.
Поскольку ток в нагрузке протекает
только в одном направлении, то и ток во
вторичной обмотке силового трансформатора
также протекает в одном направлении,
т. е. через трансформатор протекает
постоянный ток. Это является основным
недостатком данного выпрямителя и
ограничивает его использование только
для маломощных схем (иначе трансформатор
может быть замагничен). Другим недостатком
является значительный уровень пульсаций
выходного напряжения. К достоинствам
следует отнести простоту.