Стабилизаторах напряжения

8. Додик С. Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока (с непрерывным регулированием). — М.: Советское радио, 1980. — 344 с.

10. Хусаинов Ч. И. Высокочастотные импульсные стабилизаторы постоянного напряжения. — М.: Энергия, 1980. — 89 с.

Стабилизаторы постоянного напряжения бывают параметрическими и компенсационными. Наиболее простым является параметрический стабилизатор, использующий участок ВАХ полупроводниковых стабилитронов, на котором напряжение стабилитрона изменяется очень мало.

Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения (ИСПН) в последнее время получают все большее распространение, так как они имеют высокий коэффициент полезного действия, достигающий значений 0,8—0,85, а также меньшие габариты и массу.

Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения по способу управления регулирующего элемента подразделяют на релейные (или двухпозиционные) и с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Подробно работа ИСПН рассматривается на примере релейного стабилизатора, схема которого изображена на 9.25. В этом стабилизаторе в блоке сравнения функции сравнения эталонного (опорного) напряжения с выходным напряжением стабилизатора совмещены с функциями релейного устройства. Те и другие функции выполняет стабилитрон Д^.

§ 10.1. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения и тока

§ 10.1. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения и тока 120

Все стабилизаторы по назначению подразделяют на стабилизаторы постоянного и переменного напряжения, а по методу стабилизации — на параметрические и компенсационные.

Электронные стабилизаторы постоянного напряжения относятся к компенсационному типу. Их подразделяют на две основные группы: 1) с последовательным регулируемым элементом; 2) с параллельным регулируемым элементом.

Качество работы любого электрического устройства в значительной мере зависит от стабильности напряжения и тока невыходе выпрямительных схем. Основными причинами . нестабильности напряжения и тока на выходе выпрямительных устройств являются изменение переменного напряжения на входе выпрямителя и изменение сопротивления нагрузки на его-выходе. Для стабилизации постоянных напряжений, снимаемых с выхода выпрямительных устройств, применяют стабилизаторы постоянного напряжения, включаемые между выпрямителем и сопротивлением нагрузки (потребителем электрической энергии).

В зависимости от рода напряжения стабилизаторы подразделяются на стабилизаторы переменного напряжения и стабилизаторы постоянного напряжения. По принципу стабилизации стабилизаторы подразделяются на параметрические стабилизаторы и компенсационные. В качестве параметрических стабилизаторов используют нелинейные элементы. Стабилизация напряжения в таких стабилизаторах осуществляется за счет нелинейности вольт-амперной характеристики нелинейного элемента. В параметрических стабилизаторах постоянного напряжения в качестве нелинейного элемента используют стабилитроны.

В стабилизаторах напряжения используется пологий участок за коленом вольт-амперной характеристики катушки с ферромагнитным сердечником без зазора. На этом участке изменение тока в широких пределах практически не вызывает изменения напряжения. Если последовательно с катушкой, работающей в режиме насыщения, включить линейный дроссель Дрг с воздушным зазором ( 12.19,а), то образуется простейший стабилизатор. На 12.19,6 построены вольт-амперные характеристики цепи на основе уравнения U = U^ + Uz для идеализированных катушек с эквивалентным синусоидальным током в обмотках.

В настоящее время операционные усилители, изготовляемые по интегральной технологии, являются самыми универсальными и массовыми аналоговыми устройствами. ОУ широко применяются не только в усилителях, но также в различных генераторах, преобразователях, стабилизаторах напряжения, компараторах, источниках эталонных напряжений, активных фильтрах, электронных ключах и т. д.

не i/CT лишь незначительно изменяется при больших изменениях тока стабилизации /ст. Такую характеристику стабилитрона используют для получения стабильного напряжения, например в параметрических стабилизаторах напряжения.

Путем последовательного соединения в процессе изготовления р-л-переходов с различными по знаку TKt/ удается получить стабилитроны с очень низким температурным коэффициентом напряжения. Так, у прецизионного стабилитрона КС196В ТК?/ = = ±0,0005%/°С в диапазоне температур от —60 до +60°С. Такие стабилитроны применяют в стабилизаторах напряжения, например в автоматических потенциометрах, предназначенных для измерения постоянных напряжений и токов.

с такой характеристикой используются в стабилизаторах напряжения, выполненных по схеме делителя напряжения. Наконец, у терморезисторов третьего типа (кривая 5) возрастание тока приводит к уменьшению напряжения и вольт-амперная характеристика имеет падающий участок. При больших значениях тока эта характеристика приближается к горизонтальной линии, параллельной оси абсцисс. Терморезисторы этого типа нашли широкое применение в устройствах автоматического управления, защиты и сигнализации.

Параметрический стабилизатор - стабилизатор, в котором стабилизация напряжения (тока) осуществляется за счет включения нелинейного элемента, имеющего соответствующую вольт-амперную характеристику. В стабилизаторах напряжения нелинейный элемент включают параллельно нагрузке, в стабилизаторах тока — последовательно с нагрузкой.

В качестве нелинейных элементов в стабилизаторах напряжения применяют газоразрядные или полупроводниковые стабилитроны, в стабилизаторах тока — бареттеры, термисторы, лампы накаливания, а также транзисторы, работающие на фиксированной выходной характеристике, и др. Некоторые схемы параметрических стабилизаторов напряжения и тока приведены на 10.1, а-г.

Для выключения тиристора необходимо уменьшить его анодный ток до уровня тока удержания. Этого можно достичь либо увеличением сопротивления нагрузки, что крайне затруднительно, либо снижением анодного напряжения при изменении его полярности. Такая особенность тиристоров позволяет широко их использовать главным образом на переменном токе в различных преобразовательных установках, электроприводе, регуляторах и стабилизаторах напряжения и т.д.

В рассмотренных раньше электронных стабилизаторах напряжения регулируемый элемент включался в цепи постоянного тока. В дроссельном стабилизаторе насыщенный дроссель включается в цепь переменного тока, что позволяет стабилизировать как переменное, так и постоянное напряжение. Соответствующие схемы приведены на 10.15.

В параметрических стабилизаторах напряжения используется полупроводниковый прибор с резко нелинейной зависимостью между током и напряжением — кремниевый стабилитрон. Стабилитрон включается таким образом, чтобы при колебаниях входного напряжения выходное напряжение практически не изменялось ( 172). Стабилитрон подключается параллельно нагрузочному резистору RH, на котором необходимо тгаддерживать постоянное напряжение. В неразветвленную цепь •схемы последовательно со стабилитроном включен балластный резистор Re, по которому проходит ток 1\ = /Ст + /н. Стабилитрон работает в области пробоя, и рабочая точка в режиме стабилизации перемещается в пределах всего рабочего участка характеристики от /CTmin до /сттах ( 173). Так как характеристика стабилитрона почти параллельна оси токов, то и на-.пряжение на нагрузке практически не изменяется.

конструкция с развитым окном первичной обмотки). При таком размещении шунтов уменьшаются рассеяние в трансформаторе и удельный расход активных материалов. Это послужило причиной их широкого применения в электросварке, в стабилизаторах напряжения. Преимущество их состоит в том, что они не имеют подвижных частей, обладают высоким к. п. д. (до 95%) и вторичное напряжение имеет форму, близкую к синусоидальной. Рекомендуется применять такие регуляторы (однофазные и трехфазные) при мощности от 500 В-А до 100 кВ-А.