Главная Промышленная автоматика.

ная стабильность выходного напряжения за счет последовательно включенных диодов и возможность подключения транзистора для усиления тока стабилизации кремниевого стабилитрона (см. рис. 33, г). Это позволяет увеличить выходную мощность параметрического стабилизатора напряжения.

.\нализ работы подобных стабилизаторов напряжения проведен в [27]. Там же показано, что схемы с реактивным балластным сопротивлением обеспечивают более высокий коэффициент стабилизации и КПД, чем схемы с активным резистором бл.

Параметрические стабилизаторы напряжения переменного тока .могут быть выполнены и на другом нелинейном элементе - дросселе пасыщенпя, вольт-амперная характеристика которого приведена на рис. 35, а. В области насыщения (пологий участок характеристики) даже значительное приращение тока Д/ вызывает сравнительно небольшое изменение падения напряжения AU на дросселе.

Простейшая схема параметрического стабилизатора напряжения переменного тока дроссельного типа (рис. 35,6) состоит из дросселя Др1 с ненасыщенным магнитопроводом и дросселя Др2 с насыщенным магнитопроводом, причем последний включен параллельно сопротивлению нагрузки Напряжение переменного тока питающей сети Uc распределяется между обмотками обоих дросселей. На рис. 35,8 представлены вольт-амперные характеристики ненасыщенного (кривая 1), насыщенного (кривая 2) дросселей и суммарная характеристика (кривая 3), снятые при Z„=oo. Если питающее напряжение в процессе работы изменяется на AUc (точки А и Б на кривой <), то предел изменения выходного напряжения AUn (точки Л н Б на кривой 2) оказывается значительно меньшим. Коэффициент стабилизации схемы в данном случае невысок и зависит от степени насыщения и магнитных свойств .магнитопровода дросселя Др.

Вместо ненасыщенного дросселя может быть включено активное сопротивление (резистор), однако КПД и стабильность выходного напряжения при этом ухудшаются.

Параметрические стабилизаторы напряжения переменного тока дроссельного типа имеют ограниченное применение из-за ряда свойственных им недостатков: больших масс и габаритов, низких коэффициентов стабилизации и мощности (cos ф = 0,2 ... 0,3), искажения формы выходного напряжения, сильной зависимости выходного напряжения от характера !1агрузки и частоты питающей электросети.

Характеристики электромагнитных стабилизаторов напряжения переменного тока можно существенно улучшить, используя явления резонанса тока или напряжения. Феррорезонансные стабилизаторы напряжения переменного тока известны давно и широко при-.меняются для питания бытовой радиоэлектронной аппаратуры, чувствительной к колебаниям напряжения сети переменного тока а также в источниках вторичного электропитания аппаратуры, работающей в тяжелых климатических условиях.



Если в схеме (рис. 35,6) параллельно дросселю Др2 подключить конденсатор С такой емкости, чтобы образовался параллельный резонансный колебательный контур, настроенный на частоту питающей сети (рис. 36, а), то в об.мотке дросселя будет протекать ток намагничивания в Q раз больше тока, потребляемого от сети, где Q - добротность резонансного контура. В результате этого улучшается коэффициент мощности и повышается КПД стабилизатора. Вольт-амперные характеристики дросселя Дрх с ненасыщенным магиитопроводом (кривая 1), колебательного контура


Рис. 37. Схема и вольт-а.мперные характеристики пара:метрического ста-би.иизагора напряжения с резонансом напряжений


Рис. 36. Схемы и вольт-амперные характеристики параметрических стабилизаторов напряжения с резонансом токов

(кривая 3) и суммарная (кривая 2) приведены на рис. 36,6. Точка Д соответствует резонансу, где результирующий ток 1р=1ь-/с равен нулю. Устойчивая работа стабилизатора напряжения возможна лишь в области, находящейся справа от точки Д, так как левее из-за наличия участка характеристики с отрицательным сопротивлением происходит срыв режима стабилизации.



Для увеличения коэффициента стабилизации включают компенсирующую обмотку Wk.o дросселя Др1 последовательно с нагрузкой (см. рис. 36, а).

Известны и другие схемы параметрических стабилизаторов напряжения переменного тока с резонансом токов [26, 27]. Так, автотрансформаторное включение резонансного контура (рис. 36, е) позволяет уменьшить емкость конденсатора С. Обычно такое включение используется при значителшых выходных мощностях. Трансформаторное включение обмоток Wi и к-г позволяет получить любое значение выходного напряжения.

Улучшение формы выходного напряжения фсррорезонансных СИ переменного тока достигается исключением высших гармонических составляющих напряжения с помощью одного или нескольких последовательных резонансных контуров U-С, настроенных на частоту соответствующей гармоники (рис. 36, г). Недостаток этого способа заключается в усложнении расчета и выбора параметров элементов резонансного контура. Значительно проще включить последовательный резонансный контур, настроенный на частоту основной гармоники, или параллельный резонансный контур, настроенный на частоту соответствующей гармоники, последовательно с нагрузкой. В схеме на рис. 36, г конденсатор С" вместе с индуктивностью первичной обмотки трансформатора Тр2 создают последовательный резонансный контур для соответствующей гармоники. Высшие гармоники в этом случае ослабляются за счет отрицательной обратной связи, введенной в цепь нагрузки.

Для питания маломощной РЭА применяются феррорезонансные СН переменного тока, принцип действия которых основан на резонансе напряжений. В схеме на рис. 37, а обмотки Wi и Wi трансформатора Tpi размещены на хмагнитопроводе, материал которого при номинальных значениях токов в об.мотках находится в режиме, близком к насыщению. Конденсатор С является балластным сопротивлением или линейным элементом. Вольт-амперные характеристики линейного (кривая /), насыщенного (кривая 2) элементов схемы и суммарная характеристика (кривая <3) приведены на рис. 37,6. Из этих характеристик видно, что при изменении напряжения сети на AUc выходное напряжение изменяется значительно меньше (Д[/н). Встречно вторичной обмотке W2 трансформатора Tpi включена компенсирующая обмотка Шк.о трансформатора Тр2 с ненасыщенным магнитопроводом. Следует отметить, что действие любой компенсирующей обмотки оказывается эффективным только при неизменной нагрузке и малом диапазоне температур окружающей среды.

Недостатками фсррорезонансных СН являются: несинусоидальная форма выходного напряжения, сравнительно низкие КПД (до 60%) и коэффициент мощности (со5ф = 0,6 ... 0,75), сильная чувствительность к изменению частоты питающей сети (при увеличении частоты сети на 1 ... 2% выходное напряжение увеличивается на 2 ... 3,5%).





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [22] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

0.004