Главная страница  Транзисторные схемы 

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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 [ 210 ] 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

23-3. СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ТИПА Общие свойства. Из рис. 23-2, б легко записать соотношение

/у + / = /р+. (23-31а)

откуда следует, что

AI+Af-AIM. (23-316)-

Для энергетических расчетов, не связанных сдифферен-циальными параметрами, можно, как и в параллельных стабилизаторах, положить == const; Af/g = О, а также для простоты пренебречь током /у (в случае необходимости следует в дальнейших выражениях понимать под /р сумму /р + /у). Внутреннее сопротивление регулирующего элемента Ri играет в последовательных стабилизаторах принципиальную роль и пренебрегать им, как это делалось в предыдущем параграфе, нельзя. Это ясно-хотя бы из того, что сопротивление Ri занимает в формулах (23-31) то же место, что и весьма важное балластное сопротивление Ro в формулах (23-5).

Из выражений (23-31) следует, что в последовательных стабилизаторах при Ui - const ток регулирующего элемента повторяет изменения тока нагрузки:

А/р = А/ , (23-32а)

а при / = const изменения тока /р равны, но противоположны по знаку изменениям тока в сопротивлении Ri:

А/р = -. (23-326)

Выражения (23-32) сходны с выражениями (23-6) для параллельных стабилизаторов, но разница в знаках приводит к совершенно иным выводам. Во-первых, в данном случае максимальный ток 7р. акс, по которому подбирают регулирующий элемент, имеет место при максимальном токе нагрузки и м и и и м а л ь -н о м входном напряжении:

/ / Vj мин-2 / О -Hl) IHOM 2 IQO оо\

p. макс-н.макс - и. макс f. хО-ОО/

(часто С некоторым запасом считают /р. акс = н.макс. поскольку сопротивление Ri сравнительно велико). Во-вторых, последовательные стабилизаторы не могут работать при холостом ходе: при /н = О из (23-31а) получается /р < 0. В-третьих, минимальный, остаточный ток /р. н, необходимый для нормальной работы регулирующего элемента, получается при минимальном токе нагрузки и максимальном входном напряжении, т. е. согласно (23-31а)

/ ~ г 1макс -2 ж (l + Bl) IHOM -/on OA\

р.мин - н.мнн j, - (н.мин . Ri . . -f .



Ток /н.мин МОЖНО обеспечить, подключив на выходе стабилизатора постоянное сопротивление - шунт. Тогда по отношению к в н е ш -ней нагрузке холостой ход допустим, но под током / . а с в формуле (23-33) следует понимать сумму тока в собственно нагрузке и тока в шунте = / . ).

В рабочем режиме напряжение на регулирующем элементе составляет Up = Ui - U. Однако в момент включения стабилизатора, учитывая наличие конденсатора на выходе (см. с. 647), получается Up = Ui, такой же результат будет при кратковременном коротком замыкании выходных зажимов. Поэтому при выборе регулирующего элемента по напряжению ориентируются на условие

р. макс ~ макс-

Сначала запишем очевидное соотношение

lM H = f/2 + fp.M . (23-35)

где Lp.MHH - напряжение, при котором регулирующий элемент еще работоспособен . Затем, используя формулы (23-За) и (23-36), легко найдем напряжение f/iMaKc и равное ему напряжение /р.макс

рмакс = flмакс = j -i Ь fp.мин) (23-36)

Регулирующий элемент выбирается ИЗ условия t/p. t/p.макс-Если, наоборот, задаться типом регулирующего элемента, т. е. значением брдоп, то из условия t/p. акс = t/p. доп получаем ограничение на значение t/:

t/2 1 t/p. доп - t/p. ПП. (23-37)

Например, если р.до = 30 В; = 1 В и 6 i = б = 0,1,

то t/g с 23,5 В.

Если при выборе t/p. доп исходить из рабочего режима стабилизатора, т. е. из условия Lp. акс = t/iMaKc -t/ , то необходимое значение t/p.доп оказывается значительно ниже, а при заданном регулирующем элементе можно реализовать гораздо большие значения t/g. Например, при тех же исходных параметрах, что и в предыдущем примере, получаем t/g 130 В.

Значение номинального входного напряжения легко определяется из соотношения (23-35) с учетом (23-За):

2 + Р-МИН

Коэффициент полезного действия можно найти из определения (23-2), учитывая, что ток /i o складывается из максимального тока истинной нагрузки- и тока в шунте: /ном = н.макс + h-

Значение t/p.мин должно превышать сумму, напряжений насыщения, пульсаций, наводок и толчков иа входе стабилизатора. При наличии хорошего емкостного фильтра в выпрямителе обычно можно считать t/p. H = 1 В.



Подставляя / , = / . из (23-34) в (23-2) и используя (23-38), после небольших преобразований получаем:

= (1-6hi) £/,+р. - - j!uT+a+8ndiJ-

Оптимальный режим в данном случае не имеет места, так как напряжение Ui не зависит т Rt и к. п. д. монотонно возрастает с увеличением Ri. В пределе, при (/р.мин = 0; /р.кин - О и Ri = оо, имеем Tj a c = (1-М- Если 6 i = 0,1 0,2, то ri = 0,9 -г- 0,8. Практически т] = 0,6 -ь- 0,8. С уменьшением тока нагрузки к. п. д. уменьшается, но эта зависимость проявляется слабо до тех пор, пока ток /н.макс Не делается сравнимым с двумя другими слагаемыми в знаменателе (23-39).

Выбор регулирующего элемента по току осуществляется из условия /р.доп р.накс- Подставляя (23-33) с учетом (23-38), получаем:

/р.доп/ . акс-(23-40)

Практически считают /р.доп н.макс- Мощность регулирующего элемента оценивается, исходя из величины /р.макс р.макс. где (/р. акс = fiMaKc - 2- Используя (23-33) и (23-36), приходим к условию

Р -(l t/p.MHH\fiit/2 + (l-ffisl)t/p.MHH

р. доп ==- у н.макс у

(23-41)

Если (/р. н = О и = б 1 = 0,1, то Рр.доп 0,22(;2/н. акс.

Перейдем к дифференциальным параметрам. Выходное сопротивление можно найти из общего определения (23-1а) и соотношения (23-316), полагая A(/i = 0; А/у = AU/Ry и А/р = - KJy *. После подстановок получим:

RBb,x = Ri\Ro.Ra.. (23-42)

где Rca - характеристическое сопротивление (23-17). Сравнивая (23-42) и (23-18), видим, что различие состоит лишь в замене Ro на Ri. Это можно было предсказать заранее, поскольку при закороченных входных зажимах обе схемы на рис. 23-2 имеют одинаковую структуру.

Коэффициент стабилизации легко найти из определения (23-16), если выразить величину AUJAUz с помощью (23-316) при указанных выше значениях А/у и А/р:

* Знак - у коэффициента усиления отражает тот факт, что в последовательных стабилизаторах в отличие от параллельных направления токов /у и /р относительно выходного зажима противоположны друг другу (см. рис, 23-2).



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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 [ 210 ] 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.