Компенсационные стабилизаторы

Перечисленные недостатки обусловили создание так называемых

компенсационных стабилизаторов. Основу схем компенсационных стабилизаторов составляют транзисторы, работающие в режиме эмиттерного повторителя, или операционные усилители в интегральном исполнении.

                          а)                              Рис.2                       б)

   При увеличении входного напряжения или уменьшении тока нагрузки увеличивается напряжение . Появляется сигнал обратной связи в виде части напряжения , снимаемого с делителя , , , который сравнивается с напряжением на стабилитроне. Напряжение на стабилитроне остается постоянным, поэтому напряжение транзистора VT2 уменьшается, значит, снимается ток коллектора транзистора VT2. Это приводит к уменьшению напряжения транзистора VT1, вследствие чего стабилизируется напряжение .

   Для повышения эффекта стабилизации в последнее время вместо усилителя на транзисторе (VT2) используют схемы с интегральными операционными усилителями (рис. 2 б). В таких стабилизаторах существенно увеличивается коэффициент усиления, что позволяет повысить коэффициент стабилизации и снизить пульсации выходного напряжения стабилизатора.

Инверторы

Некоторые электронные устройства, входящие в состав автоматических систем управления производственными процессами, требуют для своей работы энергию переменного тока определенной частоты. Такие системы устанавливают на различных мобильных агрегатах, источниками питания которых служат устройства прямого преобразования энергии (топливные элементы, аккумуляторные батареи, термо- и фотоэлектрические преобразователи и др.).

В состав блока питания электронных устройств входят так называемые автономные инверторы, осуществляющие преобразование постоянного тока в переменный с неизменной или регулируемой частотой.

                                      а)                                                           б)

                                                Рис. 3 Инвертор

Рассмотрим устройство и работу инвертора на примере однофазного мостового автономного инвертора напряжения (рис. 3а).

Основными элементами инвертора являются тиристоры и конденсатор. Конденсатор обязателен в схеме для обеспечения запирания тиристоров и формирования выходного напряжения.

В автономном инверторе напряжения источник питания работает в режиме источника ЭДС. Напряжение на нагрузке появляется при поочередном включении тиристоров VS1, VS4 и VS2, VS3, управление которыми осуществляется импульсами сигналов, поступающих от специальной схемы управления СУ.

Входной управляющий импульс от СУ открывает первую пару тиристоров VS1 и VS4 и закрывает ранее открытые VS2 и VS3. На сопротивлении нагрузки возникает напряжение положительной полярности, которое равно ЭДС Е источника питания (рис. 17.1 б). Второй управляющий импульс запирает тиристоры VS1 и VS4 и открывает пару VS1 и VS4. В этом случае напряжение , также равное ЭДС, имеет отрицательную полярность. Таким образом, напряжение на нагрузке переменное и имеет прямоугольную форму.

При открытии и закрытии тиристоров ток нагрузки изменяется не скачкообразно, а плавно (вследствие активно-индуктивного характера нагрузки). При уменьшении до нуля и изменении затем направления ток не может протекать через тиристоры, так как одна их пара закрыта, а для другой он имеет обратное направление. Для прохождения тока нагрузки в схему включены диоды VD1– VD4 в направлении, обратном тиристорам.

Чтобы получить напряжение на выходе инвертора, близкое к синусоидальному, необходимо последовательно с нагрузкой включить фильтр, отсекающий высшие гармоники напряжения.

Магнитное поле катушки с синусоидальным током При пропускании по обмотке катушки синусоидального тока она создает магнитное поле, вектор индукции которого изменяется (пульсирует) вдоль этой катушки также по синусоидальному закону Мгновенная ориентация вектора магнитной индукции в пространстве зависит от намотки катушки и мгновенного направления тока в ней и определяется по правилу правого буравчика

Контрольные вопросы

1. Какой полупроводниковый прибор называют стабилизатором?

2. Что показывает коэффициент стабилизации по напряжению и току?

3. Каким образом происходит стабилизация напряжения в параметрическом стабилизаторе?

4. Чем отличаются устройство параметрического, компенсационного стабилизатора?

5. Каковы достоинства и недостатки данных стабилизаторов?

6. Что собой представляют инверторы?

Список литературы

1. Петленко Б.И., Иньков Ю.М., Крашенинников А.В. и др. Электротехника и электроника: учебник для студ. средн. проф. образования. 4-е издание. –М., Издательский центр «Академия», 2008.-320с., стр.172-178.