Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Параметрические стабилизаторыСтр 1 из 4Следующая ⇒
Раздел 7- Стабилизаторы в цепи постоянного тока Основные определения Стабилизатор – устройство автоматического поддержания в заданных пределах напряжения или тока при воздействии дестабилизирующих факторов (напряжение, ток, температура, давление, влажность и пр.). Стабилизатор должен обязательно иметь регулирующий орган (РЭ - регулирующий элемент).В зависимости от способа включения РЭ все стабилизаторы делят на параллельные и последовательные. В параллельном стабилизаторе РЭ включен параллельно нагрузке. Эти стабилизаторы не боятся перегрузок по току и КЗ нагрузки .
Через балластный резистор протекает ток . Если изменяется входное напряжение, то путем изменения тока можно менять падение напряжения на и тем самым поддерживать выходное напряжение постоянным .
В последовательном стабилизаторе РЭ включен последовательно в цепь тока нагрузки: Здесь . Если изменяется входное напряжение, то путем изменения внутреннего сопротивления РЭ можно изменять падение напряжения на нём и поддерживать выходное напряжение постоянным . В зависимости от того, чем управляется РЭ все стабилизаторы делят на параметрические и компенсационные. В параметрических стабилизаторах управление РЭ производится тем же внешним воздействием, которое нарушает постоянство выходной величины. В них используются нелинейные свойства характеристик приборов (вольт-амперных, ампер-вольтовых, вебер-амперных, Ом-градусных, вольт-секундных и др.) - это стабилитроны, дроссели насыщения, термосопротивления и т.п. В компенсационных стабилизаторах управление РЭ производится отклонением выходной величины от заданного значения независимо от того, чем вызвано это отклонение. Эти стабилизаторы содержат эталон и цепь обратной связи.
Стабилизаторы характеризуются рядом параметров, основными из которых являются:
1. Коэффициент стабилизации по входному напряжению в номинальном режиме:
иногда используется нестабильность выходного напряжения при неизменной нагрузке (или статическая ошибка) при 2. Внутреннее сопротивление стабилизатора: при Зная можно найти при изменении тока нагрузки. Вместо иногда используют нестабильность выходного напряжения по току нагрузки (или динамическая ошибка): при
3. Температурная нестабильность: или
При
4. Коэффициент сглаживания пульсаций: , где - амплитуда пульсаций. Если пульсации считать нестабильностью входного напряжения определённой частоты, то q должен быть равным KU, но обычно это не выполняется в компенсационных стабилизаторах из-за частотных свойств цепи обратной связи, поэтому q ≠ KU.
5. Коэффициент полезного действия:
Стабилизаторы напряжения переменного тока дополнительно характеризуются нестабильностью по частоте сети ( ), нестабильностью входного импеданса ( ) и коэффициентом мощности. Существенны также их масса, объём и срок службы.
Наибольший вклад в общую нестабильность выходного напряжения вносят первые три составляющие. В зависимости от этой суммарной нестабильности стабилизаторы делят на: низкой точности средней точности высокой точности прецизионные Для питания аппаратуры связи достаточно стабилизаторов средней точности.
Параметрические стабилизаторы 1. Параметрические стабилизаторы напряжения постоянного тока.
В качестве РЭ здесь, как правило, применяют стабилитроны, в которых используется обратный участок ВАХ – участок пробоя.
На рабочем участке значительным изменениям тока соответствует слабое изменение Если превысить , то мощность рассеиваемая на стабилитроне, будет больше допустимой и он выйдет из строя. Недостатком стабилитронов является существенная зависимость напряжения от температуры, но теплового гистерезиса эти характеристики не имеют. Обычно температурный коэффициент напряжения имеет величину около , причем, его ВАХ в отличие от простого p-n перехода смещается по горизонтальной оси, как показано на рисунке.
Это свойство используется для термокомпенсации. Поэтому путем последовательного включения стабилитронов можно получить температурный коэффициент до ( прецизионные стабилитроны) Хотя внутреннее сопротивление (дифференциальное) этой цепочки больше, чем у одного диода , но стабильность высокая. Диапазон напряжений – от единиц до десятков вольт, токи – от долей мА до единиц Ампер. Емкость перехода порядка 1…7 нФ, поэтому стабилитрон практически безинерционен до частот ~ 1 МГц, высокая надежность и большой срок службы. Стабилитроны с напряжением менее трёх вольт работают на прямом участке ВАХ и называются стабисторами.
Простейший параметрический стабилизатор состоит из балластного резистора R0 и стабилитронаVD1: При заданных минимальных и максимальных значениях рабочая точка на ВАХ стабилитрона не должна выходить за пределы рабочего (линейного) участка. Коэффициент стабилизации этой схемы по входному напряжению: , где - коэффициент передачи постоянной составляющей (иногда его называют КПД, но это очень приближённо). Видно, что чем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона , тем выше стабильность. Можно взять больше R0, но сильно увеличивать его нельзя, т.к. рабочая точка может уйти на нерабочую часть ВАХ или потребуется увеличивать , что приведет к снижению . Внутреннее сопротивление стабилизатора определяется стабилитрона, которое зависит от напряжения стабилизации.
Видно, что минимальное значение находится около 6…7В, т.е. стабилитроны с таким имеют . По этой причине прецизионные стабилитроны имеют напряжение стабилизации 9…10 Вольт (основной переход и несколько компенсирующих). Коэффициент полезного действия стабилизатора:
и составляет т.к. велики потери в . Поэтому такую схему применяют для маломощных нагрузок.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 204. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |