17 Импульсные и ключевые регуляторы и стабилизаторы постоянного напряжения

17.1 Основные требования ир. Статические и динамические потери

Импульсный регулятор мощности предназначен для изменения среднего или действующего значения U и I протекающего через нагрузку путём периодического подключения нагрузки по определённому закону источника постоянного напряжения. Регулирующим элементом регулятора являются теристоры, которые работают в ключевом режиме. Регулирующий элемент может быть подключён последовательно, параллельно или по смешанной схеме к нагрузке. Основные требования – повышение КПД. При работе транзистора в ключевом режиме он находится в двух состояниях: открытие и закрытие. Для идеального ключевого элемента сопротивление в открытом состоянии должно быть равно 0, в закрытом равно .

Основная схема ключа.

+Uн

Rн

R1 VT1

Uy Iбн

В ключевом режиме работы напряжение на входе имеет импульсную форму.

Uн

tu

Um

Iн t

Tн

Для повышения КПД нужно уменьшать потери.

Основные потери возникают на транзисторе. Потери делятся на статические и динамические.

Статические – потери на открытом или закрытом ключе, вкл. потери цепи управления.

1. Ключ открытый

Для уменьшения необходимо осуществить глубокий режим насыщения транзистора.

S=1,5…2

2. Ключ закрыт

Динамические потери возникают во время переклбчения транзистора.

Для активной нагрузки время изменения напряжения на коллекторе и тока совпадают для активной нагрузки динамические потери будут макс.

Если прим. инд-я нагрузка происх. сдвиг во вр. и тока и напр. на коллекторе

потери уменьшаются.

17.2 Режимы импульсного регулирования мощности и схемы импульсных усилителей

Есть 3 режима: I режим (изменится длительность)

Uн

0 t

II режим ( изменятся параметры двух полярных импульсов)

Uн

t

0

III режим (имеются участки, где U=0)

Uн

T

Реализация режимов импульсного регулирования осуществляется при помощи импульсных усилителей. Импульсные усилители напоминают выходные каскады усилителей мощности.

Схемы:

1. последовательные включения двух транзисторов.

A+

VT1

VD1

Rн

Uвх Lн

С

VT2

VD2

В-

VD1 для защиты транзистора от пробоя.

2. мостовая схема

+Uн

VT1 VT3

VD3

VD1

Rн Lн Uвх2

Uвх1

VT2

VD2 VD4

VT4

17.3 Схемотехника ключевых стабилизаторов им методика их расчёта

Ключевой стабилизатор – импульсное регулирование, которое поддерживается неизменным средним значением напряжения на нагрузке.

Есть 3 вида импульсных стабилизаторов:

1. Стабилизатор последовательного типа (понижающее)

2. Стабилизатор параллельного типа (повышение)

3. Стабилизаторы инвертирующие

Во всех вводятся дроссели.

1 тип (релейный стабилизатор)

VT1 L1

+

VD2

R1 DA1 Rн

R2