85. Назовите и охарактеризуйте принципы работы основных выпрямителей напряжения. Назовите их основные недостатки.

В зависимости от времени, в течение которого ток протекает в нагрузку, выпрямители делятся на однополупериодные и двухполупериодные.

В однополупериодных ток в нагрузку протекает только в течение одного полупериода гармонического напряжения, а в другой полупериод ток равен нулю. В этой связи для однофазного выпрямителя, работающего на нагрузку, начинающуюся с емкостного элемента, ток во вторичной обмотке трансформатора имеет форму усеченных косинусоидальных импульсов.

В двухполупериодной мостовой схеме выпрямителя используются оба полупериода переменного напряжения. В таких выпрямителях ток в нагрузке протекает как в четные так и в нечетные полупериоды, но всегда в одном направлении. В один полупериод ток идет по ветвям, в которые включены диоды VD1и VD2. При этом можно считать, что в ветвях с диодами VD3 и VD4 ток отсутствует. В другой полупериод ток идет по ветвям с диодами VD3 и VD4, а на участках с диодами VD1 VD2 ток отсутствует. В обоих случаях через сопротивление R_Н ток протекает в одном направлении.

Недостатки:

Во – первых, его выходное напряжение в определенном масштабе повторяет все колебания напряжения в первичной сети. Во – вторых, он имеет большое выходное сопротивление.

В зависимости от числа фаз входного переменного напряжения выпрямители делятся на: а) однофазные; б) трехфазные; в) многофазные. В трехфазных и многофазных выпрямителях можно получить меньшую величину пульсаций.

86. Назовите и охарактеризуйте принципы работы и основные параметры стабилизаторов напряжения. Охарактеризуйте схему простейшего стабилизатора, приведенную на рисунке и нарисуйте вольт - амперную характеристику полупроводникового прибора, на основе которого построена схема.

Стабилизатором напряжения называют устройство класса SISO, поддерживающее с определенной точностью неизменным напряжение на нагрузке. Говорят, что стабилизатор создает на выходе стабильное постоянное напряжение. Если быть точным, то напряжение на выходе стабилизатора все же меняется в небольших пределах, но относительные изменения выходного напряжения, по сравнению с относительными изменениями на входе, существенно меньше. Основными параметрами стабилизаторов также является: величина номинального выходного напряжения U_ВЫХНОМ; диапазон изменения входного напряжения; диапазон изменения тока нагрузки; температурный коэффициент нестабильности; коэффициент сглаживания пульсаций; коэффициент полезного действия (КПД). Стабилизаторы постоянного напряжений непрерывного действия по принципу работы делят на 2 типа: а) параметрические; б) компенсационные.

К параметрическим стабилизаторам относят те, у которых стабилизация напряжения осуществляется за счет изменения параметров стабилитронов. Простейший параметрический стабилизатор представляет собой делитель напряжения, составленный из линейного R_Г и нелинейного r сопротивлений. В качестве нелинейных сопротивлений применяются кремниевые стабилитроны, которые работают в режиме электрического пробоя. В интегральной схемотехнике часто используют также обратно смещенный переход интегрального транзистора. Как несложно заметить из вольт – амперной характеристики стабилитрона, напряжение на выходе стабилизатора будет меняться в очень малой степени при изменении напряжения на входе (тока через стабилитрон).

Модель простейшего параметрического стабилизатора и вольт амперная характеристика стабилитрона

Наряду простотой, малыми габаритами и относительно высокой температурной стабильностью простейшие параметрические стабилизаторы имеют следующие недостатками:

1. У них невозможно регулировать U_ВЫХ.

2. У разных диодов одного и того же типа имеет место разброс U_СТАБ.

3. Стабилизаторы такого типа маломощны из – за того, что обычно малы рабочий ток диода i_Д.ДОП и мощность рассеяния Р_РАСС диода.

4. Хорошая стабилизация имеет место лишь для больших сопротивлений нагрузки R_НАГР.

Поэтому на практике применяют модернизированные параметрические стабилизаторы, в которых нагрузка подключается к стабилизатору посредством буфера, выполненного на неинвертирующем операционном усилителе (ОУ) или посредством эмиттерного повторителя. При этом величина R_Н может быть достаточно малой.