25. Сглаживающие lc-фильтры

Индуктивно- емкостный (LC) сглаживающий фильтр. При соблюдении условия Х_др > Х_с реакция фильтра будет индуктивного характера. Дроссель и конденсатор, используемые совместно, более эффективно выполняют функции сглаживания, чем при их раздельном включении, если выполняются неравенства: Х_др >> R_н и Х_с << R_н .

Индуктивно- емкостный (LC) сглаживающий фильтр

Коэффициент сглаживания фильтра через параметры элементов схемы замещения принимает вид (R_Ф- омическое сопротивление дросселя):

 (3.5)

Фильтр используется при большой мощности нагрузки. К достоинствам фильтра относятся: малые габаритные размеры, малая зависимость коэффициента сглаживания от изменений тока нагрузки (различный характер зависимости q от I_Н для реактивных элементов взаимно компенсирует это влияние). Недостатки: могут возникать резонансные переходные процессы, усложняющие работу, как потребителя, так и источника питания, дроссели фильтров имеют большие габаритные размеры и массу, а их индуктивность зависит от тока нагрузки. При включении и отключении сети, а также при резких изменениях нагрузки возникают переходные процессы, которые могут привести к перенапряжениям и броскам тока в элементах фильтра и выпрямителя. Несмотря на малую продолжительность этих процессов, они могут быть причиной выхода из строя вентилей выпрямителя по обратному напряжению или прямому току, а также пробоя конденсаторов или изоляции дросселей и силового трансформатора.

26. Переходные процессы в сглаживающих lc-фильтрах

При включении выпрямителя в сеть выбросы и провалы характерны не только для процесса установления выходного напряжения, но и для процесса установления тока дросселя. Ток дросселя протекает через диоды схемы выпрямления, поэтому выброс тока дросселя соответствует такому же выбросу тока в одном из диодов схемы выпрямления и может вывести ее из строя.

27. Общая классификация и основные параметры стабилизаторов напряжения и тока.

28. Параметрические стабилизаторы напряжения и тока

Стабилизаторами напряжения (тока) называются устройства, автоматически поддерживающие напряжение (ток) на стороне потребителя с заданной степенью точности.

По принципу действия стабилизаторы делятся на два принципиальных вида:

1) Стабилизаторы непрерывного действия, регулирующий элемент (РЭ) которых представляет собой плавно регулируемое сопротивление;

2) Импульсные (ключевые) стабилизаторы, регулирующий элемент которых представляет собой периодически замыкающийся и размыкающийся ключ; стабилизация в этом случае достигается путем регулирования времени нахождения ключа в закрытом или открытом состоянии.

Оба вида стабилизаторов, в свою очередь делятся на параметрические и компенсационные.

Параметрические стабилизаторы напряжения применяются при малых выходных токах, изменяющихся в незначительных пределах.

Параметрические стабилизаторы, характеризуются отсутствием элементов, контролирующих выходное напряжение. Работа таких стабилизаторов основывается на использовании характеристик нелинейных элементов. В качестве таких элементов применяют стабилитроны и стабисторы.

В основе действия этих полупроводниковых приборов лежат механизмы лавинного или туннельного пробоя, поэтому для работы стабилитрона используется обратная связь вольтамперных характеристик, а для работы стабистора используются свойства прямой ветви вольтамперных характеристик. Стабилитроны изготавливаются из кремния. Стабистор представляет собой алюминиевый диск, на одну из плоскостей которого нанесен слой сплава олова с висмутом и кадмием. Селеновые стабисторы применяются для стабилизации напряжения менее 3В.

Параметрический стабилизатор тока может быть также реализован на биполярном транзисторе.

В данной схеме напряжение на стабилитроне VD1 незначительно зависит от изменений входного напряжения. Поэтому напряжение на сопротивлении Rэ также изменяется незначительно, поскольку оно приблизительно равно напряжению на стабилитроне VD1. Вследствие постоянства напряжения на сопротивлении Rэ токи эмиттера и коллектора транзистора VT1 почти не изменяются при отклонениях входного напряжения.

Схема параметрического стабилизатора напряжения

Если необходимо увеличить мощность параметрического стабилизатора, то используют схему с эмиттерным повторителем. Коэффициент стабилизации в этой схеме не увеличивается, а выходное напряжение определяется напряжением стабилитрона VD1.

Качественные параметры параметрических стабилизаторов постоянного напряжения.

Коэффициент стабилизации по входному напряжению – отношение относительных приращений напряжения на входе и выходе стабилизатора при постоянном токе нагрузки.

Качественные параметры параметрических стабилизаторов постоянного тока.

Коэффициент стабилизации стабилизатора тока по входному напряжению:

где , - ток и его приращение в нагрузке соответственно. определяется при постоянном сопротивлении нагрузки ( =const).