- •Конспект лекцій
- •Конспект лекцій
- •0 Вступ
- •1 Однофазні та багатофазні випрямлячі
- •1.1 Функціональна схема пристрою випрямлення
- •1.2 Діоди випрямлення та їх характеристики
- •1.2.1 Статична характеристика діода
- •1.2.2 Інерційність діодів
- •1.2.3 Енергетичні характеристики діодів
- •1.2.4 Паралельне та послідовне з'єднання діодів
- •1.3 Схеми випрямлення та їх класифікація
- •1.4 Аналіз схем випрямляння при активному навантаженні
- •1.4.1 Однофазний однопівперіодний випрямляч
- •1.4.2 Однофазний двопівперіодний випрямляч
- •1.4.3 Багатофазний однопівперіодний випрямляч
- •1.4.4 Пульсації напруги випрямлячів
- •1.4.5 Мостовий однофазний випрямляч
- •1.4.6 Мостовий випрямляч для отримання різнополярних напруг
- •1.4.7 Багатофазний мостовий випрямляч
- •1.4.8 Основні характеристики випрямлячів
- •1.4.9 Характеристика навантаження випрямляча
- •1.5 Робота випрямляча на навантаження з ємнісною реакцією
- •1.6 Робота випрямляча на індуктивне навантаження
- •1.7 Помножувачі напруги
- •1.7.1 Необхідність множення напруги
- •1.7.2 Пристрій подвоєння напруги
- •1.7.3 Множення напруги у довільне число разів
- •1.7.4 Несиметричний помножувач напруги першого роду
- •1.7.5 Несиметричний помножувач напруги другого роду
- •1.8 Запитання тестового контролю
- •2 Згладжуючі фільтри
- •2.1 Загальні відомості про фільтри
- •2.2 Ємнісний фільтр
- •2.3 Індуктивний фільтр
- •2.4 Г-подібні індуктивно-ємнісний (lc) та активно-ємнісний (rc) фільтри
- •2.5 П-подібний фільтр
- •2.6 Загальні положення про фільтри
- •2.7 Транзисторні фільтри
- •2.8 Запитання тестового контролю
- •3 Безперервні стабілізатори постійної напруги та струму
- •3.1 Класифікація стабілізаторів
- •3.2 Основні характеристики стабілізаторів
- •3.3 Використання стабілітронів у стабілізаторах напруги
- •3.4 Однокаскадний стабілізатор на стабілітроні
- •3.4.1 Схема стабілізатора
- •3.4.2 Рівняння для вихідної напруги
- •3.4.3 Вихідний опір стабілізатора
- •3.4.4 Коефіцієнт стабілізації
- •3.4.5 Вплив нестабільності ерс стабілітрона на вихідну напругу псн
- •3.5 Графічний розрахунок режиму роботи псн
- •3.6 Стабілізатори напруги на стабілітронах
- •3.6.1 Параметричний каскадний стабілізатор напруги
- •3.6.2 Температурна компенсація у псн
- •3.6.3 Мостова схема псн
- •3.6.4 Параметричні стабілізатори з активними елементами
- •3.6.5 Порівняння схем псн
- •3.6.6 Порядок розрахунку псн
- •3.7 Компенсаційні стабілізатори постійної напруги з неперервним регулюванням
- •3.7.1 Загальні відомості про компенсаційні стабілізатори
- •3.7.2 Послідовний та паралельний компенсаційні стабілізатори
- •3.8 Однотранзисторний послідовний стабілізатор
- •3.9 Ксн з підсилювачем у колі зворотного зв'язку
- •3.10 Складені транзистори в компенсаційних стабілізаторах
- •3.11 Прямі зв’язки в компенсаційних стабілізаторах
- •3.12 Елементи захисту у стабілізаторах
- •3.13 Низьковольтні компенсаційні стабілізатори
- •3.14 Інтегральні стабілізатори напруги
- •3.14.1 Причини використання мікросхем у стабілізаторах
- •3.14.2 Інтегральна мікросхема к142ен1
- •3.14.3 Інтегральні мікросхеми 142ен3 – 142ен9
- •3.14.4 Увімкнення імс стабілізаторів фіксованої напруги
- •3.15 Загальні зауваження щодо компенсаційних стабілізаторів
- •3.16 Імс безпосереднього перетворення змінної напруги у постійну
- •3.17 Напрямки розвитку компенсаційних стабілізаторів напруги
- •3.18 Запитання тестового контролю
- •4 Імпульсні стабілізатори постійної напруги
- •4.1 Принцип роботи імпульсного стабілізатора
- •4.2 Системи імпульсної стабілізації напруги
- •4.3 Функціональні схеми імпульсних стабілізаторів постійної напруги
- •4.3.1 Імпульсний послідовний стабілізатор
- •4.3.2 Імпульсний інвертуючий стабілізатор
- •4.3.3 Імпульсний паралельний стабілізатор
- •4.4 Особливості силових ланцюгів імпульсних стабілізаторів
- •4.5 Структурна схема ланцюга керування стабілізатора з шім
- •4.6 Імпульсний стабілізатор з шім
- •4.7 Релейний імпульсний стабілізатор
- •4.8 Стабілізатор з шім на імс к142еп1
- •4.9 Запитання тестового контролю
- •5 Інвертори та перетворювачі
- •5.1 Терміни, визначення, класифікація
- •5.2 Двотактні перетворювачі
- •5.2.1 Двотактний перетворювач напруги (дпн) з середньою точкою
- •5.2.2 Мостовий та напівмостовий дпн
- •5.2.3 Аналіз двотактних перетворювачів напруги
- •5.3 Двотактний перетворювач напруги з самозбудженням
- •5.4 Однотактні перетворювачі напруги
- •5.4.1 Однотактний перетворювач напруги з прямим увімкненням діода випрямлення (опнп)
- •5.4.2 Однотактний перетворювач напруги зі зворотним увімкненням діода випрямлення (опнз)
- •5.5 Порівняльний аналіз двотактних та однотактних перетворювачів
- •5.6 Резонансні перетворювачі
- •5.6.1 Причини розробки резонансних перетворювачів
- •5.6.2 Мостовий резонансний перетворювач з послідовним контуром
- •5.6.3 Резонансні перетворювачі з односпрямованою передачею енергії
- •5.6.4 Резонансний однотактний перетворювач напруги з прямим увімкненням діода
- •5.7 Перетворювачі з п’єзотрансформаторами
- •5.8 Високочастотні перетворювачі модульної структури
- •5.9 Функціональна схема імпульсного джерела електроживлення
- •5.10 Безперебійні джерела живлення
- •5.11 Узагальнення правил побудови джерел вторинного живлення
- •5.12 Запитання тестового контролю
- •6 Трансформатори і дроселі
- •6.1 Основні відомості
- •6.2 Гістерезис у магнітних ланцюгах
- •6.3 Втрати в магнітопроводах
- •6.4 Дроселі з однорідним феромагнітним осердям
- •6.5 Дроселі з неоднорідними магнітопроводами
- •6.6 Трансформатори
- •6.6.1 Будова трансформаторів
- •6.6.2 Робота трансформатора
- •6.6.3 Проектування трансформатора
- •6.7 Автотрансформатори
- •6.8 Магнітні підсилювачі
- •6.9 Параметричні стабілізатори змінної напруги
- •6.9.1 Дросельний стабілізатор напруги
- •6.9.2 Параметричний стабілізатор з коливальним контуром
- •7 Електромеханічні пристрої та джерела первинної електроенергії
- •7.1 Електромеханічні пристрої
- •7.2 Первинні джерела електричної енергії
- •Глосарій
- •Перелік посилань
4.9 Запитання тестового контролю
1. Який коефіцієнт корисної дії мають імпульсні стабілізатори напруги?
90...95 %; 80 %; 15... 25 %; 70 %; 40 %.
2. Знайдіть помилку у продовженні фрази "До класу імпульсних належать стабілізатори:"
з регулюючим елементом, що працює у лінійному режимі; з паралельним увімкненням регулюючого елемента; інвертування напруги; з послідовним увімкненням регулюючого елемента; релейні; з широтно імпульсною модуляцією імпульсів керування.
3. В якому стабілізаторі величина вихідної напруги визначається виразом Uвих=Uвх(Тімп/Tперіоду)?
підвищуючому імпульсному; компенсаційному; параметричному; інвертуючому імпульсному; понижуючому імпульсному.
4. Відмітьте помилкове твердження: «Імпульсний стабілізатор – це пристрій,»
який має малі розміри та вагу завдяки великій частоті перемикань; який створює високий рівень завад; спектр пульсацій якого є досить широким; у якого силовий елемент працює у ключовому режимі; який має високий ККД завдяки великій частоті перемикань.
5. В якому стабілізаторі величина вихідної напруги визначається виразом Uвих=Uвх(Tперіоду/Tпаузи)?
підвищуючому імпульсному; компенсаційному; параметричному; інвертуючому імпульсному; понижуючому імпульсному.
6. В якому стабілізаторі величина вихідної напруги визначається виразом Uвих=Uвх(Tімпульсу/Tпаузи)?
підвищуючому імпульсному; компенсаційному; параметричному; інвертуючому імпульсному; понижуючому імпульсному.
5 Інвертори та перетворювачі
5.1 Терміни, визначення, класифікація
Під інвертуванням в електротехнічній техніці мають на увазі перетворення енергії постійного струму в енергію змінного струму. Пристрої, які здійснюють такі перетворення, називають інверторами
В радіотехнічній апаратурі інвертори виконують такі функції [2, 3, 6, 13]:
отримання потрібної кількості джерел змінної напруги потрібного рівня, форми та частоти;
електрична ізоляція (гальванічна розв’язка) вихідних кіл одне від одного і від мережі вхідного струму;
регулювання вихідної напруги малопотужними сигналами керування.
Інвертори можуть бути одно- та багатоканальними. Формують одно-, дво- та трифазні напруги синусоїдальної або іншої форми.
За способом керування силовими транзисторами інвертори поділяють на інвертори з зовнішнім збудженням і самозбудженням. Останні з радіотехнічної точки зору є автогенераторами, а інвертори із зовнішнім збудженням – підсилювачами потужності.
За схемотехнікою побудови інвертори ділять на однотактні та двотактні. Таку ж назву отримали і перетворювачі напруги, в яких використовують інвертори. Тому роботу інверторів будемо розглядати разом з аналізом роботи перетворювачів.
Перетворювачем постійної напруги називають таке вторинне джерело живлення, яке, споживаючи постійний струм при одній напрузі, створює постійний вихідний струм при іншій напрузі.
Перетворювач має, як правило, декілька виходів з різною напругою. Він може виконувати функції регулювання та стабілізації напруги (струму).
До перетворювачів відносять і розглянуті у попередньому розділі імпульсні стабілізатори. Вони отримали назву безпосередніх перетворювачів, оскільки виконують свої функції при одноразовому перетворенні електричної енергії [13]. Області їх використання обмежені через наявність гальванічного зв'язку між джерелом енергії та навантаженням і відсутність змоги отримати декілька ізольованих одне від одного джерел постійного струму.
Схема одноканального перетворювача наведена на рисунку 5.1 [3].
Рисунку 5.1 – Структурна схема одноканального перетворювача напруги
До його складу входять:
інвертор, який перетворює постійний струм у змінний прямокутної (синусоїдальної) форми;
трансформатор, призначений для підвищення або пониження напруги і гальванічної розв’язки вхідного та вихідного кіл;
випрямляч, який перетворює змінний струм у постійний;
фільтр нижніх частот, призначений для згладжування пульсацій;
пристрої контролю, керування захисту від перевантаження, пригнічення завад.