 |
|
Імпульсні стабілізатори
Принцип дії імпульсного стабілізатора оснований на періодичному підключенні на час тривалості імпульсу навантаження до джерела і його відключення на час паузи. Якщо напруга джерела рівна Uвх, то постійна складова напруги на навантаженні:
, (1.13)
де tі – тривалість імпульсу;
Т – період проходження імпульсів.
Змінюючи тривалість імпульсу tі можна регулювати вихідну напругу.
Схема імпульсного компенсаційного стабілізатора наведена на рис. 1.6.
Uвх
Керований Фільтр
генератор Ключ НЧ UH
імпульсів
Uоп
ДОН
Рисунок 1.6 – Схема імпульсного стабілізатора
Період проходження імпульсів Т задається керованим генератором. Цими імпульсами керується ключ, що періодично підключає джерело напруги Uвх до навантаження. Фільтр НЧ виділяє постійну складову вихідної напруги. Джерело опорної напруги (ДОН) і підсилювач виробляють сигнал управління генератором імпульсів. При підвищенні вихідної напруги тривалість імпульсів повинна зменьшуватися, а при пониженні збільшуватися.
Імпульсні стабілізатори в залежності від способу управління регулюючим транзистором (ключем) можуть виконуватися з широтно імпульсною модуляцією (ШІМ) і частотно-імпульсною модуляцією (ЧІМ). У ШІМ стабілізаторах змінюється тривалість імпульсу, а в ЧІМ стабілізаторах змінюється частота проходження імпульсів.
Імпульсний режим роботи дозволяє значно зменшити втрати на регулюючому елементі і тим самим підвищити ККД пристрою живлення, зменшити його масу і габарити, за рахунок зменшення площі радіатора для регулюючого транзистора.
1.3.3 Пристрої живлення з безтрансформаторним входом
У сучасній РЕА знайшли застосування імпульсні пристрої живлення (ІПЖ) в яких відсутній мережевий трансформатор. Структурна схема ІПЖ наведена на рис. 1.7.
~Uвх Uвих
Випрямляч Імпульсний Випрямляч Фільтр Стабілізатор
перетворювач
Рисунок 1.7 – Структурна схема безтрансформаторного пристрою живлення
Напруга мережі подається на вхід випрямляча без попередньої трансформації. Випрямлена напруга поступає на імпульсний перетворювач, що перетворює постійну напругу в змінну з частотою проходження імпульсів в декілька десятків кілогерц. Змінна високочастотна напруга трансформується малогабаритним трансформатором до потрібного значення, випрямляється, фільтрується, стабілізується.
У даній схемі імпульсний перетворювач повинен мати ККД близький до одиниці.
Застосування керованих імпульсних перетворювачів напруги дозволяє будувати ПЖ з ШІМ. У даній схемі ПЖ стабілізація вихідної напруги здійснюється шляхом зміни тривалості імпульсів в керованому імпульсному перетворювачі. Структурна схема безтрансформаторного пристрою живлення наведена на рис. 1.8.
~Uвх 1 2 3 4 5 Uвих
7 6
1 – випрямляч; 2 – фільтр; 3 – керований імпульсний перетворювач; 4 – випрямляч; 5 – фільтр; 6 – схема порівняння; 7 – схема управління
Рисунок 1.8 – Структурна схема безтрансформаторного ПЖ з керованим імпульсним перетворювачем
Відсутність у наведених схемах ПЖ мережевого трансформатора і дроселя згладжуючого LC фільтра істотно зменшує масогабаритні характеристики і збільшує ККД пристроїв живлення.