Мороз_Электротехника

34

Зависимость U Н IН называют внешней характеристикой. С емкостным фильтром Um.x -это амплитуда выпрямленного напряжения, а без фильтра-UH .X - это

среднее значение при холостом ходе. Без фильтра Рис.2.40. ВАХ выпрямителей

2.8.Управляемые выпрямители(УВ)

Возможно регулирование выпрямленного напряжения с помощью трансформатора или подмагничиваемого дросселя в цепи переменного напряжения, также реостатом в цепи выпрямленного напряжения, но это неэкономично. Более экономично управляемое выпрямление. УВ выполняются на управляемых диодах-тиристорах. Регулирование выпрямленного напряжения сводится к задержке во времени момента открытия тиристора. Этот момент включения определяется углом сдвига фаз между анодным напряжением или током и напряжением, подаваемым на управляющий электрод(У).Его называют углом управления .

2.8.1.Однофазный УВ со средней точкой трансформатора

UH .MAX U2M 2U2

Рис.2.41. Однофазный УВ

С помощью БУ импульсы тока iY смещаются по фазе относительно напряжений U21 ,U22 на угол управления . Тиристоры открываются с запаздыванием и пропускают ток (только часть полупериода от до π).Необходимо, чтобы

U2m UВКЛ.ТИР при IY 0 , тогда

34

35

а)

(или характеристика управления)

Рис.2.42. Характеристики УВ б)

2) внешние - UН ,Ср (IН ,Ср ) при =const

Рис.2.42. Характеристики УВ Мостовой УВ:

Т.к. вентили проводят ток попарно, то нет необходимости в 4 тиристорах. Возможно:

Рис.2.43

2.82.Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель (УВ)

Рис.2.44. Трехфазный УВ. Схема и характеристики

K - характер изменения потенциалов объединенных катодов; m - потенциал

анодов.

Угол отсчитывается от точек естественного включения тиристоров (1,3,5 для катодной группы; 2,4,6 для анодной группы). В многофазных УВ напряжение

35

37

параметры которого (R) изменяются с изменением U или . а)

UВХ UСТ Rб IСТ при RH

Рис.2.45.Параметрический стабилизатор

Величину Rб выбирают ,чтобы ВАХ проходила через среднюю точку А:

Т.к. параметры стабилитрона зависят от температуры и KU колеблется ,то

последовательно VD1 включают дополнительный стабилитрон VD2(или диод) в прямом направлении для температурной компенсации.

Недостаток: низкий KU (до 50),низкий КПД, узкий диапазон UСТ .

2.9.2. Компенсационный стабилизатор напряжения (КСН)

Представляет собой систему автоматического регулирования с отрицательной обратной связью. Выполняется в виде единой полупроводниковой микросхемы, которая одновременно сглаживает пульсации и защищает от перегрузки. Принцип действия основан на непрерывном сравнении напряжения нагрузки

U H (или его части) с опорным (образцовым) напряжением UОП . Разность

U UОП UH усиливается и подается на регулирующий элемент РЭ (обычно транзистор VT), сопротивление которого изменяется в зависимости от величины и знака U, компенсируя

изменения U H U ВЫХ , т.к. Рис.2.46.Структурная схема

КСН

опорного напряжения(ИОН) используется параметрический стабилизатор напряжения . В качестве усилителя применяется интегральный операционный усилитель. Для КСН коэффициент стабилизации KU достигает нескольких тысяч.

37

41

В пределах слоя 2L вследствие образовавшейся разницы потенциалов произошло относительное смещение энергетических зон на величину e K .

К.П. К U

41

42

Рис.16.1

Образование p-n перехода: а)структура p-n перехода ;б)распределение носителей в p-n переходе; в, г, д- распределение потенциала, заряда, поля.

2.10. Усилители на биполярных и полевых транзисторах

Усилителем называют устройство для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения, тока, мощности).

Основными параметрами усилителя являются:

Усилители состоят из нескольких ступеней, называемых каскадами, которые осуществляют последовательное усиление сигнала. Число каскадов зависит от требуемых KU , KI , KP . Каскады предварительного усиления предназначены для

усиления напряжения ,а выходные каскады - для получения требуемой ими мощности или тока в нагрузке.

Основными элементами каскада являются управляемый элемент УЭ (биполярный или полевой транзистор), резистор RK , источник EK , образующие выходную цепь

(рис.2.47).

Рис.2.47.Схема

и

характеристики усилителя Усиление происходит за счет преобразования энергии источника постоянной

ЭДС EK в энергию переменчивого напряжения в выходной цепи за счет изменения сопротивления RЭК транзистора по закону, задаваемому входным сигналом UВХ .Для оптимальной работы транзистора (чтобы не было искажения формы U ВЫХ ), в выходной цепи должны быть постоянные составляющие тока и напряжения. Для этого во входную цепь ,кроме усиливаемого сигнала, подают постоянное напряжение. Постоянные составляющие IКП ,UВХ.П ,UВЫХ.П определяют режим покоя каскада.

42

43

2.10.1Усилительный каскад на биполярном транзисторе с ОЭ

За счет величины EK происходит усиление выходного сигнала. Разделительные конденсаторы С1,С2 на переменном токе имеют сопротивления XC1, XC 2 близкие к нулю, их назначение:

С1 не пропускает постоянный ток во входной источник U ВХ (от EK через R1 ).

термостабилизации (для компенсации влияния температуры) обеспечивает отрицательную обратную связь, т.е.часть U выхода подается на вход вызывая уменьшение U входа;

R1,R2 - делитель напряжения, для задания нужного напряжения Uбэп

течет через R1), он создает постоянное смещение на переходе Б- Э, который приоткрывается и создает коллекторный ток покоя IКП (чтобы транзистор работал , не искажая форму U ВХ ).

В статическом режиме (U ВХ =0).

43