Стабилизируемого напряжения

не только падение напряжения в цепи якоря и размагничивающее действие реакции якоря, но и падение напряжения а линии, то внешняя характеристика может иметь возрастающий характер (кривая 3). Такой генератор позволяет стабилизировать напряжение на зажимах потребителя. '

применение этого элемента позволяет стабилизировать напряжение на нагрузке, если ее включить параллельно элементу ( 5.9, б). В этом случае последовательно с элементом «б» необходимо включить дополнительное линейное сопротивление, принимающее на себя колебания питающего напряжения.

Нагрузка—реле Р—включена в цепь обратной связи операционного усилителя А3, что позволяет стабилизировать напряжение на нагрузке. Одновременное включение нагрузки в эмиттерную цепь транзистора Т также способствует снижению напряжения источника Ек.

Стабилитроны. Если приложить к диоду напряжение обратной полярности (минус к области с дырочной проводимостью, плюс к области с электронной проводимостью), то собственное поле п—р-перехода и поле внешнего источника складываются. Это приводит к некоторому увеличению обратного тока, обусловленного неосновными носителями. По мере увеличения обратного напряжения ток внезапно резко возрастает — происходит электрический пробой п—^-перехода. При этом неосновные носители ускоряются электрическим полем п—р-перехода настолько, что их энергия оказывается достаточной для ударной ионизации атомов полупроводника: появляются новые носители заряда, которые в свою очередь ускоряются и вызывают возникновение лавины электронов и дырок. Вольт-амперная характеристика в режиме электрического пробоя проходит практически параллельно оси тока ( 9, а): ток /об резко возрастает, а напряжение ?/от .постоянно. Это позволяет использовать полупроводниковые диоды в режиме пробоя в качестве стабилизаторов напряжения — стабилитронов. Стабилитроны выполняются из кремния и могут стабилизировать напряжение в пределах единиц — сотен вольт. Принципиальная схема простейшего стабилизатора напряжения ?/вх на основе стабилитрона КС133 и резистора R приведена на 9, б. Стабилизация напряжений ниже 1 В достигается использованием кремниевых диодов, включенных в прямом направлении (называемых стабисторами)и обеспечивающих стабильное напряжение 0,7—1 В, как это показано на 9, а:

матричной вольт-амперной характеристикой — симметричные стабилитроны, которые могут стабилизировать напряжение разной полярности; их применяют для защиты различных элементов электрических схем от перенапряжений обеих полярностей.

Необходимо отметить, что стабильность выходного напряжения генератора по-разному зависит от изменения питающих напряжений отдельных каскадов. Так, например, буферные каскады с катодной (или эмиттерной) нагрузкой вследствие местной отрицательной обратной связи, при одном и том же изменении питающих напряжений, вносят погрешности, в несколько раз меньшие погрешностей таких же каскадов с анодной (или коллекторной) нагрузкой. А каскад задающего генератора из-за глубокой положительной обратной связи вносит погрешности, в несколько раз большие погрешностей такого же усилительного каскада. Поэтому для стабилизации выходного напряжения генератора прежде всего надо тщательно стабилизировать напряжение питания задающего генератора. Так, простейшая стабилизация анодного напряжения задающего генератора с помощью газового стабило-вольта, как это показано на 18-4, увеличивает стабильность всего генератора в 5—10 раз.

Наиболее сложно стабилизировать напряжение генератора, работающего на индуктивную нагрузку с переменной частотой вращения. Из (8.2) следует, что емкость С зависит от частоты f\ генератора, т. е. от частоты вращения его ротора п2 ( 8.5). При уменьшении частоты вращения п2 требуемая величина емкости резко возрастает. Подбор необходимой емкости следует выполнять, исходя из условий С=

При использовании для стабилизации напряжения генератора трансформатора Т с переменным коэффициентом трансформации ( 8.7, а) его масса и габаритные размеры оказываются значительными (особенно при частоте 50 Гц), так как реактивная мощность подключаемых конденсаторов пропорциональна квадрату коэффициента трансформации. В этом случае потребуется включать дополнительную емкость для компенсации реактивной составляющей тока самого трансформатора. Стабилизировать напряжение генератора можно также с помощью насыщающегося реактора L ( 8.7, б). При увеличении нагрузки генератора и связанного с этим уменьшения его напряжения происходит уменьшение насыщения реактора L и увеличение его индуктивности. При этом уменьшается потребляемый им реактивный ток, что необходимо для повышения напряжения генератора. Однако этот способ требует увеличения емкости конденсаторов, а масса и размеры реактора получаются довольно большими, особенно при низких частотах.

5) стабилизировать напряжение (ток), т. е. получить на выходе четырехполюсника напряжение (ток), почти не изменяющееся по модулю при значительном изменении входного напряжения. Такие четырехполюсники называют стабилизаторами напряжения (тока). Устройства для стабилизации напряжения в цепях постоянного тока рассмотрены в гл. 13;

4. Весьма часто необходимо регулировать или стабилизировать напряжение на выходе выпрямителей или передаваемую в нагрузку мощность, что требует применения управляемых выпрямителей.

О качестве стабилитрона, г. е. о его способности стабилизировать напряжение при изменении проходящего тока, можно судить по значению дифференциального сопротивления стабилитрона лст, которое определяется отношением приращения напряжения стабилизации к нызвавшему его малому приращению тока. Так как определенным изменениям тока для лучшей стабилизации должны соответствовать минимальные изменения напряжения, то качество стабилитрона выше, если он имеет меньшее дифференциальное сопротивление.

К недостаткам следует отнести небольшой коэффициент полезного действия, не превышающий 0,3, большое внутреннее сопротивление стабилизатора (5—20 Ом), а также узкий и нерегулируемый диапазон стабилизируемого напряжения.

Величина стабилизируемого напряжения зависит от технологии обработки кремния и его удельного сопротивления (см. § 2.4), величина тока стабилизации - от геометрических размеров перехода и условий его охлаждения.

Преимущества параметрических стабилизаторов — простота конструкции и надежность работы, недостаток — низкие коэффициент стабилизации и КПД, а также узкий нерегулируемый диапазон стабилизируемого напряжения

В зависимости от рода тока различают стабилизаторы постоянного и переменного (обычно синусоидального) напряжений и токов. Если форма стабилизируемого напряжения (тока) отлична от синусоидальной, то различают стабилизаторы эффективного или амплитудного значений стабилизируемого параметра.

Обычно плавное регулирование напряжения дополняется ступенчатым переключением обмотки ( 9.9), что обеспечивает возможность регулирования выходного напряжения практически с нулевого значения. Серия таких трансформаторов имеет наиболее широкое использование в диапазоне мощностей 25 — 250 кВ-А, причем автотрансформаторы АТРМК, несмотря на большие массу и габариты, относительно низкие значения коэффиицента мощности и КПД, практически остаются вне конкуренции в качестве регуляторов-стабилизаторов напряжения с широкими пределами изменения уровня стабилизируемого напряжения.

ниевый стабилитрон — диод, работающий в режиме пробоя. Рабочим является участок вольт-амперной характеристики диода ( 4.9) с резким нарастанием тока /с — от значения /1( соответствующего началу лавинного пробоя, до тока /2, определяемого максимально допустимой мощностью рассеяния в диоде. Стабилизирующее свойство диода определяется тем, что, как это видно из 4.9, изменение стабилизируемого напряжения Д?УС оказывается малым даже при заметном изменении тока /с в стабилитроне как при колебании t/BX> так и при изменении RH. Стабилизация возможна, когда UBJ[ >> Ue, поэтому в цепь источника 6/вх включается резистор R, который также ограничивает и ток /о (см. 4.8).

стабилизируемого напряжения будет

92.5. Выходное напряжение стабилизатора напряжения, состоящего из последовательного соединения конденсатора и катушки, снимается с катушки с ферромагнитным сердечником. Хотя' она работает в режиме глубокого насыщения, напряжение на ней с ростом входного стабилизируемого напряжения и тем самым намагничивающего тока катушки, хотя и незначительно, но все же увеличивается.

показывающий, во сколько раз относительное изменение стабилизируемого напряжения меньше относительного изменения напряжения на входе схемы:

Преимущества параметрических стабилизаторов — простота конструкции и надежность работы; недостатки — низкие коэффициенты стабилизации и КПД, узкий нерегулируемый диапазон стабилизируемого напряжения.

Стабилитроны одного типа нельзя соединять параллельно, так как при этом невозможно обеспечить одновременность их зажигания и одинаковый режим работы. Однотипные по току стабилитроны можно соединять последовательно для повышения стабилизируемого напряжения или образования делителя напряжений.

Рассмотренная структура СПН по 3.3 имеет существенный недостаток, заключающийся в том что изменение частоты входного напряжения воспринимается ИПН как изменение выходного напряжения и соответственно при изменении частоты сети изменяется уровень стабилизируемого напряжения. Действительно, если интегратор ИПН стоит в цепи отрицательной обратной связи как показано на 3.3, то его напряжение в конце каждого периода квантования