Вопрос 87

Выпрямители переменного напряжения.

Основные параметры:

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения:

К пульсации: К_пл=U_m1/U₀, где U_m1 – ам. 1й гармоники U пульсаций.

У идеального выпрямителя кпл=0, но такого не Е.

В зависимости от числа 0,5T, используемых при выпрямлении, различают: Однофазный однополупериодный выпрямитель.

Принцип его работы основан на односторонней проводимости диода VD.

Среднее значение U за T при 1;0,5T выпрямлении:

.

К_пл=U_1m1/U₀=1,57, где U_1m1= U_1m/2. Кпл велик -главный недостаток.

Диод выбирается из следующих соотношений:

; , где I_ДОП – максимально допустимый ток диода, I_Н.max – максимальный ток нагрузки, U_{ОБР.ДОП} – максимально допустимое U на диоде.

Такие выпрямители находят ограниченное применение в маломощных устройствах т.к. характеризуются плохим использование трансформатора (через трансформатор протекает постоянная составляющая тока, что вызывает его подмагничивание и проводит к необходимости увеличивать его габаритные размеры) и большим значение кпл.

Вопрос 88

Двухполупериодная мостовая схема.

Иногда называют однофазной мостовой. Она получила наиболее широкое распространение. Основа - диодный мост из 4 диодов. Среднее значение U за T при двухполупериодном выпрямлении составляет:

.

K пульсаций К_пл=U_1m1/U₀=0,67, где U_1m1= U_1m/2, где U_1m1 - амплитуда 1й гармоники переменного U на нагрузке. Малое значение k пульсаций -преимущество.

Диоды мостовой схемы выбираются:

; , где I_ДОП – максимально допустимый ток диода, I_Н.max – максимальный ток нагрузки, U_{ОБР.ДОП} – максимально допустимое U на диоде.

В таком выпрямителе отсутствует подмагничивание трансформатора постоянным током – это его достоинство, а недостаток - большое число диодов => увеличенное падению U на выпрямителе. Поэтому такие выпрямители основном применяются при выпрямлении высоких напряжений (> 5В).

Вопрос 89

Двухфазный двухполупериодный выпрямитель. Схема состоит из двух диодов и трансформатора со средней точкой. Диоды схемы проводят ток поочередно, каждый в течение одного полупериода.

Диоды выбирается из следующих соотношений:

; , где I_ДОП – максимально допустимый ток диода, I_Н.max – максимальный ток нагрузки, U_{ОБР.ДОП} – максимально допустимое напряжение на диоде.

Двухфазный двухполупериодный выпрямитель применяется в источниках питания с небольшим напряжениям. Он по сравнению с однофазным мостовым выпрямителем позволяет уменьшить вдвое число диодов и тем самым понизить потери напряжения на выпрямителе.

Выпрямители без сглаживающих фильтров применяются сравнительно редко, лишь там, где пульсации напряжения на нагрузке не существенны.

Вопрос 90

12.4. Стабилизаторы постоянного напряжения

Это устройства, которые должны поддерживать постоянным выходное напряжение при изменения постоянного напряжения на входе или при изменения тока нагрузки. Основным параметром является коэффициент стабилизации К_ст, который показывает во сколько раз относительное изменение на выходе меньше относительного изменения на входе.

К_ст= (Δu_вх/U_0вх)/ (Δu_вых/U_0вых)= К₀ /К_Δ

где К₀= U_0вых /U_0вх коэффициент передачи постоянного напряжения; К_Δ= Δu_вых /Δu_вх – коэффициент передачи изменения напряжений.

По принципу действия стабилизаторы делятся на параметрические (без обратной связи) и компенсационные (с регулирующей обратной связью). Компенсационные стабилизаторы делятся на параллельного и последовательного типа.

Их принцип действия основан на особенностях ВАХ стабилитронов и стабисторов. Их ВАХ имеет участок малой зависимости напряжения от тока, протекающего через элемент. R_б называется токоограничительным (балансным). Поскольку напряжение на стабилитроне при различных токах протекающих через него изменяется незначительно то это же относится и к напряжению на нагрузке.

Основные параметры: U на нагрузке U_н=U_ст.ном. K передачи изменения UU К_Δ= Δu_вх/Δu_вых. Для параметрического стабилизатора К_Δ= Δu_вых /Δu_вх = (1+ R_б/ R_диф ), Обычно К_Δ ≈10…15. Для уменьшения нестабильности выходного напряжения используют многокаскадные параметрические стабилизаторы, где выход первого каскада соединен со входом второго и е.Параметрические стабилизаторы используются в маломощных источниках (с током 10…15мА), а также в качестве источников опорного напряжения.