3. Принцип действия импульсных стабилизаторов. Их классификация

Это стаб, в которых РЭ работает в режиме ключа благодаря чему КПД достигает 85…95% – основное их достоинство. Недостатки имп стаб: высокий уровень помех, пульсаций и шумов, что требует постановки доп помехоподавляющих фильтров.

Имп стаб сост из следующих элементов: РЭ (транз ключа VT), инд (накопительного дросселя L), обратного диода (VD), конденсатора фильтра (С) и схемы упр-я. По способу построения силовой части импульсные стабилизаторы делят на три типа:

а) понижающие – с последовательным включением РЭ, дросселя и нагр;

б) повышающие – с параллельным включением РЭ и нагрузки;

в) инвертирующие – с параллельным включением дросселя и нагрузки.

В зависимости от метода стаб вых напр (метод управления ключом) стабилизаторы различают:

1)ШИМ – широтно- импульсно модулированные2)ЧИМ – частотно- импульсно модулированные3)релейные.

___________________________________________________

Рассмотрим работу импульсного стабилизатора. На рисунке 4.22 приведена схема понижающего регулятора (стаб с цепью ОС) без сх упр.

Понижающий импульсный регулятор

В этой сх вых напр (U₀) всегда меньше вх, поскольку не существует элементов без потерь.

Когда ключ (VT) замкнут дроссель(L) заряжается, ток коллектора нарастает. Когда ключ размыкается, дроссель разряжается в нагрузку через открытый диод (VD). Индуктивность дросселя больше критической, поэтому ток в нём не спадает до нуля. Напряжение на нагрузке также не имеет провалов до нуля и его среднее значение согласно (4.21) равно

3. Функциональные схемы повышающего, понижающего и инвертирующего стабилизаторов.

НАЧАЛО НА 27ом БИЛЕТЕ йеееее

Рассмотрим повышающий регулятор. Его схема и эпюры приведены на рис.4.23а,б. Когда ключ (VT) замкнут, идёт заряд дросселя ( L ), входное

Рисунок 4.23 – Повышающий импульсный регулятор

напряжение уравновешивается ЭДС самоиндукции дросселя (е_L). Когда ключ размыкается, е_L меняет знак на противоположный, чтобы поддержать падающий ток дросселя и, суммируясь с U_ВХ, дроссель разряжается на конденсатор С. Напряжение на нагрузке превышает входное. Если суммарные потери в элементах стабилизатора не превышают 10% от мощности в нагрузке, то выходное напряжение (4.23). Схема потребляет от источника практически постоянный ток и не создаёт обратную помеху в сеть. Рассмотрим инвертирующий регулятор. Его схема и эпюры приведены на рис.4.24а,б.

Рисунок 4.24 – Инвертирующий импульсный регулятор

Когда ключ (VT) замкнут, идёт заряд дросселя (L), входное напряжение уравновешивается ЭДС самоиндукции дросселя (е_L). Когда ключ размыкается, е_L меняет знак на противоположный (полярность показана на рисунке) и дроссель разряжается на конденсатор С. Если общие потери в элементах не превышают 10% от мощности в нагрузке, то выходное напряжение

3. Преобразователи напряжения. Классификация…

Под инвертированием в преобразовательной технике понимается преобразование электрической энергии постоянного тока в энергию переменного тока, а устройства называются – инверторами (DC/AC).

Инвертор, дополненный выпрямителем и сглаживающим фильтром называется преобразователем постоянного напряжения в постоянное или конвертором (DC/DC). Инверторы классифицируют по многим признакам. По форме выходного напряженияинверторы различают:1. с прямоугольной формой нерегулируемые;2.с прямоугольной формой регулируемые;3. с гармоническим напряжением; 4.с квазигармоническим. По наличию или отсутствию трансформатора инверторы делят: 1. с трансформаторным выходом;2.бестрансформаторные. Все инверторы делят на одно и двухтактные. В однотактных инверторах за период работы управляемых ключей от сети в нагрузку передается один импульс тока, в двухтактных – два. Однотактные инверторы (преобразователи) наиболее просты схемотехнически, но магнитопроводы трансформаторов в них работают с постоянным подмагничиванием. Поэтому их используют на мощности десятки ватт. В двухтактных – трансформатор не подмагничивается и обеспечен непрерывный отбор мощности от сети, поэтому магнитные элементы здесь компактнее, чем у однотактных. Инверторы бывают с самовозбуждением (автогенераторы) и с независимым возбуждением (усилители мощности).

Однотактные преобразователи могут быть выполнены с обратным включением выпрямительного диода и с прямым включением. Положительный импульс управления открывает и насыщает транзисторный ключ VT. Полярность напряжения на вторичной обмотке W₂ такова, что диод VD закрыт и в магнитном поле трансформатора идёт накопление энергии – ток коллектора линейно нарастает. При запирании транзистора ЭДС самоиндукции меняет знак на противоположный, диод открывается и энергия магнитного поля переходит в электрическую – заряжается конденсатор C и питается нагрузка. Учитывая, что индуктивность первичной обмотки больше критической ( L₁>L_кр), она не разряжается до нуля и ток через ключ в момент следующего включения меняется скачком. Напряжение на закрытом транзисторе Если L₁< L_кр значит, ток разряда индуктивности будет спадать до нуля и начинаться тоже с нуля (на рисунке показано пунктиром).