12
Тема 5. Стабилизаторы напряжения и тока
Назначение (роль и место в источниках электропитания), классификация, структурные схемы, требования и возможные пути их
выполнения.
Параметрические стабилизаторы постоянного и перемениого напряжения: принцип действия, характеристики, математические модели, областьприменения.
Компенсационные |
стабилизаторы |
постоянноз '0 |
напряжения |
с |
непрерывным регулированием, их |
статические и |
динамические |
||
характеристики. |
|
|
|
|
Компенсационные |
стабилизаторы |
постоянного |
напряжения |
с |
импульсным регулированием, выбор частоты, способы уменьшения помех. Принципы управления и особенности технической рсализации. Компенсационные стабилизаторы переменного напряжения. Особенности использованияразличныхрегуляторовв стабилизаторахнапряжения.
Литература: [1, С.]66-208; 2, C.17]-221; 3, C.I52-205; 4, С.166-208, 306340; 7, с.3-14, ]7-28; 8.].
Методические указания
Нормальная работа большинства радиоустройств невозможна без постоянного напряжения питания. Устройство, автоматически
поддерживающее питаюшее напряжение в заданных пределах, называется
стабилизатором напряжения. Стабилизаторы тока поддерживают ток нагрузки в заданных пределах. Качество работы стабилизаторов оценивается коэффициентом стабилизации.
Существует два основных метода стабилизации: параметрический и компенсационный. Сначала следует ознакомиться с работой параметрического стабилизатора постоянного напряжения. Далее изучают схемы и принцип действия компенсационных непрерывных стабилизаторов с
последовательным и параллельным включением регулирующего элемента.
Необходимо ознакомиться с разновидностями схем сравнения и силовых цепей. Рекомендуется выяснить, какие серийные микросхемы применяются в непрерывных стабилизаторах.
КПД непрерывных стабилизаторов постоянного напряжения невысок, 31'ОТ недостаток устраняется в импульсных (ключевых) стабилизаторах, в которых регулируюший транзистор работает в режиме переключения. Частоту переключения выбирают достаточно высокую, а сглаживание пульсаций достигается малогабаритным фильтром. Необходимо изучить устройство силовых цепей ключевых стабилизаторов, а также устройство
13
схем управления релейных стабилизаторов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
Материал этой темы достаточно полно изложен во всех учебниках, приведенных в списке основной литературы. Методика и примеры расчета
даны в [4,7,8].
Вопросы для самопроверки
1.Какие существуют методы стабилизации напряжения? В чем они заключаются?
2.Перечислите преимущества и недостатки параметрического стабилизатора постоянного напряжения.
3.Приведите схему простейшего стабилизатора тока.
4.Приведите схему сравнения компенсационного стабилизатора малых
постоянных напряжений.
5. В чем преимущества и недостатки схем последовательного и параллельного включения регулирующего элемента?
6. В чем причина того, что коэффициент стабилизации компенсационного стабилизатора выше, чем параметрического?
7.Почему кпд импульсного стабилизатора выше, чем непрерывного?
8.Поясните принцип действия импульсного стабилизатора с ШИМ.
9.Поясните принцип действия релейного стабилизатора.
10.Сформулируйте требования к быстродействию регулирующего
транзистора и блокирующего диода в импульсном стабилизаторе.
11. Какие меры применяются для уменьшения интенсивности коммутационных помех в импульсных стабилизаторах?
12. Укажите область использования стабилизаторов.
Тема 6. Статические преобразователи напряжения
Назначение (роль и место в источниках электропитания). Структурные схемы, классификация, требования и возможные пути их выполнения. Транзисторные инверторы с самовозбуждением и внешним возбуждением. Особенности их функционирования, математические модели.
Нерегулируемые и регулируемые транзисторные преобразователи постоянного напряжения. Пути повышения их технико-экономических показателей: резонансные, многофазные преобразователи.
Особенности функционирования транзисторных преобразователей в источниках электропитания с бестрансформаторным входом.
Литература: [1, С.138-166; 2, С.39-171; 3, С.208-242; 4, С.346-401].
15
5. Какие способы уменьшения и устранения выбросов коллекторного тока используются в инверторе с независимым возбуждением?
6.Что называется фактической кратностью тока базы?
7.В какой из схем инверторов с независимым возбуждением наибольшая амплитуда напряжения на выходе?
8.Каков принцип работы регулируемого инвертора?
9.В каких случаях в качестве фильтров выпрямителей, работающих с инверторами, используют емкостные или начинающиеся с емкости?
Тема 7. Структурные схемы и общие вопросы проектирования
источников вторичного электропитания
Структурные схемы источников вторичного электропитания (ИВЭП), использующих энергию от сети электроснабжения. Структурные схемы
источников вторичного электропитания, использующих энергию
автономного источника.
Принципы миниатюризацин источников вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Применение микросхем в ИВЭП. Выполнение ИВЭП в виде гибридно-интегральных схем. Методы теплоотвода в ИВЭП. Надежность и резервирование вторичного электропитания.
Основные тенденции и направления дальнейшего развития средств и
источников вторичного электропитания.
Литература:[1, с.242-255; 2, с.208-216; 4, с.28, 39, 401-405]
Методические указания
Для электропитания радиотехнических систем требуется электроэнергия как постоянного, так и переменного тока. В связи с большим разнообразием элементов, используемых в радиотехнических устройствах, мощности источников электропитания этих устройств могут иметь величины, начиная с долей ватта до нескольких сотен киловатт, напряжения - с долей вольта до нескольких десятков киловольт, токи с долей
миллиампера до нескольких тысяч ампер.
В зависимости от требований, предъявляемых к ИВЭП, объема радиоаппаратуры, ее конструированного исполнения и потребляемой
мощности все системы вторичного электропитания делятся на
индивидуальные, централизованные и комбинированные. В устройствах, потребляющих мощности до нескольких сотен ватт (радиоприемниках, измерительных приборах, цифровых устройствах и др.), элементы системы питания размещаются непосредственно в устройстве. В радиотехнических
системах, потребляющих до нескольких десятков киловатт (РЛС,
17
2)Повышения кпд путем использования более прогрессивных схемно-технических решений;
3)Применение более совершенной элементной базы;
4)Разработка и внедрение новых эффективных способов отвода тепла
от силовых элементов.
Необходимо подробно ознакомиться с каждым из перечисленных способов миниатюризации ИВЭП. Особое внимание следует уделить изучению структурных схем ИВЭП с промежуточным преобразованием
частоты.
Вопросы для самопроверки
1. Какие элементы радиотехнических устройств потребляют
электрическую энергию в виде постоянного и какие - в виде переменного
тока?
2. В чем состоит принцип централизации и децентрализации источников электропитания?
3.По каким структурным схемам вьшолняются ИВЭП стационарной аппаратуры?
4.По каким структурным схемам выполняются источники электропитания автономной радиоаппаратуры?
5.Какие частоты используются в ИВЭП с промежуточным
преобразованием частоты?
6.Какие стабилизаторы постоянного напряжения обеспечивают получение высокого КПД ИВЭП?
7.Что такое тепловые трубы? В каких ИВЭП и с какой целью они
применяются?
8. Перечислите меры, применяемые для уменьшения помех от ИВЭП.
Тема 8. Электрические машины постоянного и переменного
тока
Области применения электрических машин в РЭС. Принцип действия электрических машин, устройство коллекторных, асинхронных, синхронных
машин.
Режим работы - режимы двигателя, генератора, электромагнитного тормоза. Основные характеристики электрических машин - рабочие и регулировочные характеристики двигателей, внешние характеристики
генераторов.
Общие сведения и принцип работы специальных электрических
машин.
Литература: [1, с.57-86, 3, с.37-55]
