Тақырып. Негізгі электрондық сұлбалар. Электрондық түзеткіштер және тұрақтандырғыштар. (1 сағат)

Дәрістің жоспары:

1. Түзеткіштер.

2. Түзеткіштер сұлбасы.

3. Кернеу стабилизаторлары. Параметрлік стабилизаторлар. Компенсация түріндегі кернеулік стабилизаторлар. Импульсті стабилизаторлар.

4. Ток стабилизаторы.

Түзеткіштер деп – айнымалы тоқ энергиясын тұрақты тоқ энергиясына түрлендіру үшін арналған құралды айтады. Басқа тұрақты тоқ көздерімен салыстырғанда түзеткіштердің айрықша ерекшеліктері болады:

олар қолдануда қарапайым және жұмыста сенімді, ПӘК жоғары, жұмыс істеу мерзімі ұзақ.

Электрондық аппаратураның қоректенуі көбіне айнымалы тоқтың бірфазалы желісімен жұмыс істейтін азқуатты түзеткіштер көмегімен жүзеге асады. Мұндай түзеткіштер бірфазалы деп аталады. Олар келесі топтарға жіктеледі:

а) біржартылайпериодты, тоқ бірпериодты айнымалы кернеу желісі бағытымен вентиль арқылы өтеді;

б) екіжартылайпериодты, тоқ екі жартыпериод бағытымен вентиль арқылы өтеді;

в) кернеу көбейткіші бар сұлбалар.

Қуатты өнеркәсіптік құрылғыны қоректендіру үшін үш фазалы желімен жұмыс істейтін орта және үлкен қуатты түзеткіштер қолданылады. Қазіргі заманғы түзеткіштерде вентиль ретінде көбіне жартылайпериодты диодтар қолданылады.

Түзету сұлбалары. Біржартылайпериодты түзеткіштер. Белсенді жүктемелі түзеткіштің бірпериодты сұлбасы түзеткіштің белгілі сұлбасы болып табылады.

Өтудің үлкен коэффициенті, оның орамын дұрыс қолданбау салдарынан трансформатордың үлкен өлшемдері, диодтағы үлкен кері кернеу оның қолдануын шектейді.

Өте үлкен өтуіне байланысты бұндай сұлбаларды сыйымдылықты сүзгілермен бірге қолданады.

Екі жартылай периодты түзеткіштер. Түзеткіштердің екіжартылайпериодты сұлбаларының екі түрі болады, күштік трансформатордың екінші орамының ортасында жүргізілген сұлба және көпірлік сұлба.

Екіжартылайпериодты сұлбалар үшін өту коэффициенті k = 0,67. Сонымен қатар, қарастырылған сұлба бірпериодты сұлбаға қарағанда кернеудің. Түзеткіштің екі жартылай периодты сұлбасын бір жартылай периодты сұлбасымен салыстыра отырып келесі тұжырымға келуге болады: тоқтың сол немесе басқа жүктемесінде диодтың орта мәні екі есеге азаяды; өту коэффициенті кіші болады (0,67), трансформаторды қолдану өте тиімді; екі сұлбада кері кернеу бірдей болады. Сонымен қатар жетіспеушіліктеріде бар: трансформатордың екінші орамындағы орталық нүкте шығысының қажеттілігі, сонымен қатар бір диодтың орнына екі диодтың қолданылуы. Түзеткіштің екіжартылайпериодты көпірлік сұлбасы кең етек алды, онда қарапайым трансформатор және көпірлік сұлба бойынша жалғанған төрт диод қолданылады. Айнымалы кернеу көпірдің бір диогналында жүргізіледі, ал түзеткіш кернеу басқадан алынады. Көпірлік сұлбаның уақытша диаграммалары екі жартылай периодты сұлба диаграммасымен сәйкес келеді.

Орташа нүктелі схема алдында түзеткіштің көпірлік схемасының артықшылықтары:

1) жұмыс істемейтін диодқа бекітілген кері кернеу, екі есе аз;

2) трансформатордың құрылысы қарапайым, оның екінші орамының орта нүктесін шығару талап етілмейді;

3) желінің кернеуі көпірге бекітілген кернеумен сәйкес келгенде сұлбаны трансформаторсыз қолдану мүмкіншіліктері;

4) габариты и масса трансформатора меньше вследствие лучшего использования обмоток.

Көпірлік сұлбаның жетіспеушілігі ретінде орта нүктелі сұлбада екі диодпен салыстырғанда төрт диодтың барын есептеу.

Кернеу стаблизаторлары. Қазіргі электроника қоректену көзінің шығыстық кернеуінің өтуіне қатаң талап қояды. Қоректену көзінің тұрақты кернеуі өзгеріссіз болуы қажет. Қоректену көзінің шығыстық кернеуінің тербелісін тудыратын негізгі себептері болып желінің кернеуін және жүктеме тогын өзгерту болып табылады.

Тұрақты кернеу стабилизаторы деп желі кернеуінің және жүктеме кедергісінің берілген шектерінде өзгеретін жүктемедегі талап етілетін дәлдікті қолдайтын құралды атайды.

Тұрақты кернеу стабилизаторлары параметрлік және компенсационды болып бөлінеді.

Кернеудің параметрлік стабилизаторы деп сызықты емес элементті құрылғыны айтады (кремнийлі стабилитрон), оның параметрлері кернеу өзгергенде жүктемедегі кернеу шамасы бойынша өзгермей қалатындай болып өзгереді.

Тұрақты кернеудің параметрлік стабилизаторларының артықшылығы — схеманың қарапйымдылығы; кемшілігі – ПӘК төмен, шығу кернеуін реттеу мүмкіндігінің жоқтығы, тұрақтандыру коэффициенті аз және жүктемеде аз ток болғанда ғана жұмыс істеуі.

Аса жоғары техникалық көрсеткіштерге компенсациялық типтегі стабилизаторлар ие, олардың жұмысы шығу кернеуінің нақты мәнін берілген мәнмен салыстыруға негізделген.

Стабилизаторлардың негізгі параметрлері стабилизация коэффициенті және шығыстық кедергісі болып табылады. Тұрақтандыру коэффициенті дегеніміз жүктеменің кедергісі тұрақты болған жағдайда, стабилизатордың кірісіндегі кернеудің салыстырмалы өзгеруінің шығысындағы кернеудің салыстырмалы өзгеруіне қатынасын айтады, яғни

(1)

мұндағы - стабилизатордың кірісіндегі және шығысындағы кернеудің өзгеруі; - стабилизатордың кірісіндегі және шығысындағы нрминальді кернеуі. Бұл параметр стабилизатор схемасын таңдау үшін негізгі критерий болып саналады. Стабилизатордың шығыстық кедергісі деп, кірістік кернеуі тұрақты болған жағдайдағы стабилизатор шығысындағы кернеудің өзгеруінің, оны өзгеруге шақыратын жүктеме тогының өзгеруіне қатынасын айтады:

(2)

R_вых мүмкіндігінше аз шама болған жөн.

Компенсациялық типтегі стабилизатордан басқа кернеудің импульстік стабилизаторлары да қолданылады. Егер компенсациялық стабилизаторларда транзистор үзіліссіз жұмыс жасаса, импульстік стабилизаторларда өшіріп қосу режимінде жұмыс жасайды, ретке келтіретін транзисторларда, үзіліссіз режимдегі жұмысқа қарағанда өшіріп қосу режимінде қуат өте аз болады. Бұл стабилизатордың ПӘК арттырады және оның көлемін азайтады. Өнеркәсіп интегралдық орындауда әр түрлі параметрлермен кернеу стабилизаторларын шығарады.

Ток стабилизаторлары. Ток стабилизаторлары дегеніміз – дәлдік дәрежесі берілген жүктемелік құрылғыда токты автоматты түрде қолдайтын құрылғы. Ток стабилизаторы кернеу стабилизаторы сияқты параметрлік және компенсациялық болуы мүмкін.

Тұрақты ток стабилизаторының сапасы ток бойынша тұрақтандыру коэффициентімен сипатталады:

мұндағы - сәйкесінше жүктемедегі ток және токтың өзгеруі.

Ұсынылатын әдебиеттер:

1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Высш. шк., 1991. - 622с.: ил.

2. Электротехника и основы электроники./Т.А. Глазенко, В.А. Прянишников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1996. - 207с.

3. Прянишников В.А. Электроника. Полный курс лекций: учебное пособие. – 4-е изд. – СПб.:КОРОНА принт, 2004. 414с.: ил.

4. Электроника: учеб. пособие для вузов./В.И.Лачин, И.С. Савелов. – РОСТОВ-НА-ДОНУ: Феникс, 2000. -446с.

5. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. Учебник для вузов/ Под ред. В.А. Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320с.: ил.

6. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие – СПб.: Питер, 2006. – 522с.: ил.

СДЖ арналған бақылау тапсырмалары

1. Түзеткіштің негізгі параметрлері бойынша оның схемаларына салыстырулар жүргізу.

2. Түзеткіштің көпірлік схемасының ерекшіліктерін көрсету.

3. Түзеткіш схемаларында тегістеуші сүзгіштер не үшін қолданылады?

4. Пульсацияның физикалық мағынасын түсіндіріп беріңіз.

5. Кернеудің транзисторлық стабилизаторы қалай жұмыс жасайды?

6. Кернеу стабилизаторның шығысындағы пульсация оның кірісіндегісімен салыстырғанда азаяды ма?