8. Система питания

Для сглаживающих пульсаций выпрямленного напряжения на выходе напряжения используют фильтры низких частот. R_ф – для ограничения пикового тока(1-2Ом) C_ф–служит как наполнитель энергии При этом происходит ослабление пульсации за счет того, что время разряда конденсатора на сопротивление нагрузки значительно больше чем на подзарядку C_ф.

При работе на RC нагрузку период проводимости вентилей значительно уменьшается, а амплитуда импульса тока возрастает до (за счет того что сопротивление ёмкости при заряде равна 0).

При этом среднее значение тока не значительно отличается от (ток прямой средний максимальный)

Следует иметь ввиду, что в справочниках данные о средних значениях тока для выпрямительных диодов соответствуют работе в составе однофазного мостового выпрямителя на активную нагрузку и При этом .

Момент включения выпрямителя импульсы тока достигают значения тока перегрузки величина которого определяется по следующей формуле:

Необходимо иметь ввиду, что в справочниках при использовании диода совместно с радиатором определенной площади.

При отсутствии радиатора данный показатель существенно снижается примерно в 5 раз.

Простые нестабилизированные источники питания типа: «трансформатор – выпрямитель – конденсатор» для питания РЭА непригодны, поскольку их выходное напряжение значительно зависит от нагрузки, напряжение питающей сети, и пульсирующий с частотой от 100 до 300 Гц. Поэтому на практике применяют различные схемы стабилизирования.

9. Линейные параметрические стабилизаторы напряжения

Простейшим стабилизатором является стабилитрон

Стабилитроны имеют конечное R_диф.

При широком диапазоне изменения тока нагрузки стабилитрон необходимо выбирать на повышенную мощность рассеивания. Т.к. при малом токе нагрузки он должен рассеивать максимальную мощность.

Для предыдущей схемы коэффициент стабилизатора 10-30. Часто это является недостаточным.

Параметры стабилизатора улучшаются, если стабилитрон отделен от нагрузки эмиттерным повторителем. Транзистор может быть составным (схема Дарлингтона). Ток стабилитрона относительно не зависит от нагрузки. Мощность, выделяемая на стабилитроне в h_21Э раз меньше чем без повторителя. Резистор R_н предохраняет транзистор VT от выхода из строя при к/з за счет ограничения тока коллектора. Диод VD1, VD2 служит для ступенчатой регулировки выходного напряжения величина которого определяется по формуле:

10. Линейный компенсационный стабилизатор

Д ля получения стабилизации с коэффициентом от 1000 и более применяется компенсационный стабилизатор.

VT9 совместно с VT1 образуют составной регулируемый транзистор. Составной транзистор применяется при больших токах нагрузки для ограничения допустимого тока компаратора DA2(сравнитель сигналов)

R99,R98, RP11 – датчик выходной величины с регулятором коэфициента передачи.

На повторителе DA1 собрана схема источника опорного напряжения. Рабочая точка стабилитрона задается источником тока J, при этом повторитель обеспечивает дополнительную развязку VZ от цепей нагрузки.

Опорное напряжение (V_REF) – с выхода DA1 через R92 поступает на вход DA2, где сравнивается с напряжением потенциометра RP11(через 2).

С30 (≈1мкФ)(неэлектролитический) используется для фильтрации помех опорного напряжения.

C31 – корректирующий конденсатор(неэлектролит) для исключения паразитных пульсаций (1нФ)

VT2 совместно с R94 защищает схему при к/з нагрузки.

Работа схемы:

- в установившемся режиме напряжение на входе стабилизатора определяется равенством между инвертируемым и неинвертируемым входами компаратора DA2:

При увеличении тока нагрузки при падении напряжения в сети(и т.п.), напряжение на выходе стабилизатора уменьшается. При этом для поддержания неизменным выходное напряжение стабилизатора необходимо уменьшить падение напряжения U_КЭ VTЭ.

Это происходит:

- в первый момент после увеличения тока нагрузки, напряжение на DA2 (инв. вход) не единицы мВ становиться меньше U_ОП на неинвертирующем входе. При этом компаратор подключается т.о. что VT1 и VT9 открываются сильнее(сопротивление перехода К→Э уменьшается). При уменьшении I_НАГР потенциал на инвертируемом входе DA2 в первый момент становиться больше U_ОП на неинвертированном входе. При этом DA2 переключается в обратную полярность, закрывая VT1 и VT9(сопротивление перехода К→Э увеличивается).

При возникновении аварийных режимов в нагрузке, на шунте R94 выдается напряжение(≥0,4 В) достаточное для отпирания VT2, который шунтирует выход DA2 и приводит к запиранию VT1 и VT9, и уменьшению выходного напряжения.

При исчезновении аварийного режима – работы схемы востанавливается автоматически.

Аналогично схемы стабилизации может быть реализованы на дискретных элементов, где в роли устройства сравнения может выступать биполярный транзистор, дифференцированный каскад.

Для повышения стабильности схемы источника U_ОПФН м питаться отдельного ИП.

Если от источник питания требуются большие значения входного тока, то возможно применение нескольких проходных транзисторов включенных параллельно.

R – для выравнивания нагрузок.

Из-за разброса параметров база-эмиттерного перехода (напряжение) включает сопротивление R, которое приблизительно одинаково распределяет токи между транзисторами. Величина R такая, чтоб в при максимальном токе.

Составной транзистор