СТАБИЛИЗАТОРЫ ЧАСТЬ 1
-
Upload
jennifer-doyle -
Category
Documents
-
view
33 -
download
0
description
Transcript of СТАБИЛИЗАТОРЫ ЧАСТЬ 1
СТАБИЛИЗАТОРЫ
ЧАСТЬ 1
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 1. Всего 32.
Конец слайда
Стабилизаторами напряжения (тока) называются устройства, автоматически поддерживающие на нагрузке напряжение (ток) с заданной степенью точности.
Радиовещательные и связные радиостанции допускают нестабильность питающего напряжения не более 2…3 %. Ток в фокусирующих катушках телевизионной аппаратуры должен стабилизироваться в пределах 0,5…1,0 %. УПТ и некоторые измерительные приборы допускают нестабильность напряжений не более 0,0001 %.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 2. Всего 32.
Конец слайда
Основными дестабилизирующими факторами, вызывающими изменение напряжения (тока) нагрузки, являются:
1. Колебания питающих напряжений,2. Колебания частоты тока питающей сети,3. Изменения мощности нагрузки,4. Изменения температуры окружающей среды,5. Другие.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 3. Всего 32.
Конец слайда
Стабилизаторы подразделяются на
1. Стабилизаторы переменного напряжения (тока),2. Стабилизаторы постоянного напряжения (тока).
Для стабилизации напряжения (тока) используются элементы с нелинейными характеристиками.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 4. Всего 32.
Конец слайда
Для стабилизации напряжения используются стабилитроны, катушки индуктивности с насыщенным ферромагнитным сердечником и другие устройства.
U
I0
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 5. Всего 32.
Конец слайда
Для стабилизации тока используются бареттеры, термисторы, лампы накаливания и другие устройства.
U
I0
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 6. Всего 32.
Конец слайда
Компенсационные стабилизаторы напряжения (тока) представляют собой замкнутую систему автоматического регулирования с ООС.
РЭ
ОС
UВХ UВЫХ
UОС
В компенсационных стабилизаторах напряжения сигнал ОС является функцией выходного напряжения, а в стабилизаторах тока – функцией выходного тока.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 7. Всего 32.
Конец слайда
В зависимости от типа управляемого прибора
1. Ламповые,2. Транзисторные,3. Тиристорные,4. Дроссельные,5. Комбинированные.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 8. Всего 32.
Конец слайда
В зависимости от способа подключения регулирующего элемента относительно сопротивления нагрузки стабилизаторы напряжения (тока) подразделяются на
1. Последовательные,2. Параллельные.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 9. Всего 32.
Конец слайда
Отдельная группа – непрерывно – ключевые стабилизаторы, сочетающие в себе положительные качества как непрерывных, так и импульсных стабилизаторов. Комбинированные стабилизаторы включают в себя несколько регулирующих элементов, например, транзистор и тиристор, транзистор и дроссель и т.д.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 10. Всего 32.
Конец слайда
Стабилизаторы постоянного напряжения (тока)
Основные параметры как параметрических, так и компенсационных стабилизаторов постоянного тока
Для стабилизаторов напряжения
1. Коэффициент стабилизации по входному напряжению
ВХ
ВЫХ
ВЫХ
ВХ
ВЫХ
ВЫХ
ВХ
ВХ
СТ U
U
U
U
U
UU
U
К
UВХ и UВЫХ - приращения входного и выходного напряжений при неизменном токе нагрузки.UВХ и UВЫХ - номинальные значения входного и выходного напряжений.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 11. Всего 32.
Конец слайда
В некоторых случаях качество стабилизации оценивают по статической ошибке δ, которая определяется так же при IH = const
ВЫХ
ВЫХ
U
U
2. Внутреннее сопротивление стабилизатора ri
H
ВЫХi I
Ur
В стабилизаторах напряжения внутреннее сопротивление может достигать тысячных долей Ома.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 12. Всего 32.
Конец слайда
3. Коэффициент сглаживания пульсаций
ВХ
ВЫХ
ВЫХ
ВХ
ВЫХ
ВЫХ
ВХ
ВХ
U
U
U
U
U
UU
U
К ~
~
~
~
~
UВХ~ и UВЫХ~ - амплитуды пульсаций входного и выходного напряжений.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 13. Всего 32.
Конец слайда
4. Температурный коэффициент стабилизации
Для стабилизаторов напряжения определяется при UВХ = const и IH = const.
ОКР
ВЫХ
t
U
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 14. Всего 32.
Конец слайда
Для стабилизаторов тока
1. Коэффициент стабилизации по входному напряжению
ВХ
H
H
ВХ
H
H
ВХ
ВХ
iСТ U
I
I
U
I
IU
U
К
КСТ i определяется при RH = const.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 15. Всего 32.
Конец слайда
2. Коэффициент стабилизации при изменении сопротивления нагрузки определяется при UВХ = const.
H
i
H
H
H
H
H
H
H
H
R R
r
I
I
R
R
I
IR
R
КH
3. Коэффициент пульсации по току
H
Hi I
Ik ~
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 16. Всего 32.
Конец слайда
4. Температурный коэффициент стабилизации
ОКР
Hi t
I
Основной энергетический показатель стабилизаторов – коэффициент полезного действия .
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 17. Всего 32.
Конец слайда
Стабилизаторы переменного напряжения (тока)
Стабилизаторы переменного напряжения (тока) характеризуются дополнительными параметрами
1. Стабильностью выходного напряжения (тока) в зависимости от частоты питающего напряжения;
2. Коэффициентом мощности;3. Искажением формы кривой выходного
напряжения.
Существенными параметрами стабилизаторов являются их масса, габариты, срок службы и т.д.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 18. Всего 32.
Конец слайда
Стабилитроны
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 19. Всего 32.
Конец слайда
Стабилитроны предназначены для стабилизации напряжений. Они работают в области лавинного или туннельного пробоя. Основные параметры:
1. Напряжение стабилизации UСТ;2. Максимальный ток стабилизации IСТ max;3. Минимальный ток стабилизации IСТ min;4. Дифференциальное сопротивление rДИФ (другое
название rСТ);5. Температурный коэффициент напряжения
стабилизации СТ.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 20. Всего 32.
Конец слайда
Напряжение стабилизации UСТ – значение напряжения на стабилитроне при заданном токе стабилизации. Так как участок пробоя ВАХ проходит почти вертикально, то можно считать, что UСТ UПРОБ. Напряжение стабилизации лежит в пределах от 3,3 до 99 В.
Максимальный ток стабилизации IСТ max ограничивается максимально допустимой мощностью
СТСТ U
PI max
max
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 21. Всего 32.
Конец слайда
Минимальный ток стабилизации IСТ min определяется гарантированной устойчивостью состояния пробоя.
Дифференциальное сопротивление rДИФ (другое название rСТ) определяется при среднем токе стабилизации:
СТСТ
СТДИФ r
I
Ur
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 22. Всего 32.
Конец слайда
Температурный коэффициент напряжения стабилизации СТ – относительное изменение напряжения стабилизации UСТ при изменении температуры окружающей среды на T (при лавинном характере пробоя коэффициент СТ положителен, при туннельном – отрицателен):
TU
U
СТ
СТСТ
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 23. Всего 32.
Конец слайда
Стабилитроны широкого применения обладают сравнительно высоким температурным коэффициентом напряжения (СТ 10-3 К-1). Более высокой температурной стабильностью обладают прецизионные стабилитроны, в которых последовательно соединены три p-n перехода. Один из них – стабилизирующий – включён в обратном направлении, а два других термокомпенсирующих – включены в прямом направлении. При повышении температуры напряжение на стабилизирующем переходе растёт, а на термокомпенсирующих переходах уменьшается. В результате ТКН уменьшается до СТ 10-5 К-1.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 24. Всего 32.
Конец слайда
Для стабилизации двухполярных напряжений и для защиты электрических цепей от перенапряжений обеих полярностей применяют двуханодные стабилитроны, которые имеют симметричную ВАХ.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 25. Всего 32.
Конец слайда
Стабистор - разновидность стабилитрона – полупроводниковый диод, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь ВАХ p-n перехода. Отличительной особенностью стабисторов является меньшее напряжение стабилизации – примерно 0,7 В. Для увеличения напряжения стабилизации используют последовательное соединение нескольких стабисторов, смонтированных в одном корпусе или сформированных в одном кристалле.
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 26. Всего 32.
Конец слайда
Схема однокаскадного параметрического стабилизатора
Параметры схемы выбирают так, чтобы при изменении нагрузки и напряжения питания выполнялись неравенства
maxmin
min НГ
CTИПCT I
R
UUI
minmax
max НГ
CTИПCT I
R
UUI
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 27. Всего 32.
Конец слайда
IИП RГ
IСТ RН
IН
UИП UСТ
IИП
ЕИП / RГ
UИП
UСТ
UИП
URг
ICT
IHICTmin
UСТ
В IH
IИПА
ICTmax
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 28. Всего 32.
Конец слайда
IИП RГ
IСТ RН
IН
UИП UСТ
-U
I
UСТ
-U ICTmin
IH
IИП
ICTmax
ЕИП / RГ
А
В
I
ICT
IH
IИП
UИП
UИП
URг
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 29. Всего 32.
Конец слайда
Пусть RН уменьшилось. Ток в нагрузке увеличился, а напряжение на нагрузке осталось почти неизменным (чуть-чуть возросло).
UСТ
-UICTmin
IH
IИП
ICTmax
ЕИП / RГ
А
В
I
ICT
IH IИП
UИП
UИП
URг
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 30. Всего 32.
Конец слайда
Пусть UИП уменьшилось. Ток в нагрузке уменьшился, а напряжение на нагрузке осталось неизменным.
ЕИП / RГ
UИП
UСТ
-u
ICTmax
ЕИП / RГ
А
В
i
ICT
IH IИП
UИП
UИП
URгUСТ
-u
ICTmax
ЕИП / RГ
А
В
i
ICT
IHIИП
UИП
UИП
URг
UСТ
-u
В
i
UИП
UИП
URг
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 31. Всего 32.
Конец слайда
UСТ
-U
I
UСТ
IСТIСТ Н
Автор Останин Б.П.
Параметрические стабилизаторы. Слайд 32. Всего 32.
Конец слайда