Компенсационные стабилизатора

Такие стабилизаторы обладают более высоким коэффициентом стабилизации и меньшим выходным сопротивлением. Основой таких стабилизаторов является регулируемый элемент (РЭ), на который передается изменение напряжения или тока нагрузки и он же препятствует этому изменению.

При этом регулируемый элемент может быть включен либо:

- параллельно нагрузке, последовательно нагрузке (рис.6.15).

Это и определяет тип стабилизатора.

Воздействие на регулирующий элемент в обоих типах стабилизаторов осуществляется управляющей схемой, в которую входят усилитель постоянного тока (У) и источник опорного напряжения (ИОН). При помощи ИОН производится сравнение напряжения на нагрузке с опорным напряжением. Функция усилителя сводится к усилению разности сравниваемых напряжений и подачи усиленного сигнала непосредственно на регулируемый элемент.

Рис.6.15. Возможны схемы компенсационных стабилизаторов

Принцип действия компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения основан на изменении сопротивления регулирующего элемента. Наличие регулирующего элемента обуславливает неизбежные потери энергии в стабилизаторе. Таким образом, применение того или иного стабилизатора определяется потерями энергии. Проведем сравнение типов стабилизаторов. При этом будем исходить из одинаковых условий работы по U_вх, U_н,, I_н. Мощность, теряемая в схеме параллельного стабилизатора складывается их потерь в резисторе R_б и регулирующем элементе и составляет

(U_вх - U_н) * (I_н + I_р) +U_н I_р или (U_вх –U_н)I_н + U_вх i_р

В схеме последовательного стабилизатора мощность теряется в регулирующем элементе (U_вх – U_н)I_н, что на величину U_вх I_р меньше, чем в предыдущей схеме. Таким образом схема последовательного стабилизатора более экономична. Это является причиной того, что последовательные стабилизаторы более предпочтительны в эксплуатации

Рассмотрим схему последовательного стабилизатора напряжения рис.6.16.

Рис.6.16. Последовательный стабилизатор напряжения.

Т1 – регулирующий элемент, Т2 – усилитель однокаскадный.. СТ – источник опорного напряжения. Если необходимо выводить стабилитрон на рабочий участок характеристики, то используется сопротивление R. Резисторы являются элементами входного делителя напряжения. Напряжение между базой и эммитером транзистора Т2

Силовая цепь стабилизатора, включающая источник питания, транзистор Т1 и нагрузку, представляет собой усилительный каскад на транзисторе Т1 с общим коллектором, в котором U_вх - напряжение питания, U_б1 - входного, а U_н - выходное напряжение. (U_{б1 –} Uбэ1) Для получения требуемого напряжения необходимо,чтобы напряжение на выходе усилителя (U_к2 =U_б1) было близко к напряжению нагрузки. Для этого питание коллекторной цепи транзистора осуществляется от отдельного источника питания –Е₂. Этим обеспечивается соответствие напряжения U_k2 напряжению его входной цепи U_б2.

Стабилизирующее действие схемы обусловлено наличием в ней глубокой отрицательной обратной связи по приращению выходного напряжения.

Пример реальной схемы с использованием операционного усилителя рис.6.17.

Рис.6.17. Стабилизатор напряжения на логических элементах

Стабилизаторы тока

Часто возникает необходимость стабилизировать не значения напряжения, а тока (заряд аккумуляторов и т.д.). Поскольку имеем дело с источниками напряжения, появляется проблема преобразования источника напряжения в источник тока. Вольт-амперные характеристики (ВАХ) стабилизатора напряжения и тока показаны на

Рис. 6.18.а.

Примером маломощного стабилизатора тока может служить схема, приведенная на рис.6.18.б.

Стаб. тока, (1-2). Стаб. напряжения, (3-4)

Рис. 6.18.а, Рис. 6.18.б.

Вольт-амперные характеристики Схема стабилизатора тока

стабилизатора напряжения и тока

Значение тока в нагрузке определяется значениями напряжения стабилизации стабилитрона VD и сопротивлением резистора R_E.

Это обеспечивается тем, что как известно ток коллектора биполярного транзистора определяется значениями тока базы и коэффициентом усиления по току и независим от напряжения силовой цепи коллектор-емиттер.

Источники тока

В електроприводах, у которых момент не зависит от скорости, получение хороших характеристик возможно только при использовании источников тока для питания электродвигателей. При этом внешние характеристики имеют вид

Рис.6.19. Характеристики источников тока..

Как видно из характеристик при неизенном токе якоря, момент двигателя будет пропорционален тока возбуждения.

M=kфIя

Таким образом, меняя ток возбуждения можноменять момент двигателя..Цей вираз показує, що, міняючи потік збудження можна пропорційно міняти момент двигуна.

Отметим, чем источник тока отличиется от источника напряжения:

- при именени тока от заданного сигнала

- введение обратных связей приводит к тому, что при изменении напряжения ток остается постоянным..

• Индуктивно-емкостнойе источник тока

Рис.6.20. Схема источника тока.

Исходя из того, что ток загрузки в ИТ должен бать постоянным полученную систему решаем относительно тока загрузки. вирішуємо відносно струму навантаження і отримуємо

.......

U=U_L+U_C=I_LZ_L+I_CZ_C.

....

I_HZ_H-I_CZ_C=0

...

I_L-I_C=I_H

Решая систему относительно тока загрузки и учитывая что Z_c=Z_L=Z_p получаем

...

I_H=U/Z_р

ПОлученнок выражение показывает, что ток не зависит от параметров загрузки. Однако это авыражение не имеетдостаточного распространения.,т.к. есть ряд недостатков, основной это нарушение постоянства тока при работе на противо-Э.Д.С. из-зи несинусоидальности формы тока.

Чаще используется схема рис. 6.2.1

Рис.6.21.. Електромеханическая схема.

Исходя из схемы можно записать

I_я=К ·U_вх/Х_р=1,23I_н

Это значит. Что ток поятоянный и не зависит от входного напряжения. Характеристики имеют вид.

Рис.6.22. Механичекие характеристики системы.

Этот преобразователь получен путем использования резонансних явлений в индуктивно-емкостной схеме. Однако ИТ возможно построить используя источник напряжения.

Date: 2016-05-18; view: 464; Нарушение авторских прав