Компенсационные стабилизаторы напряжения

Действие компенсационных стабилизаторов напряжения основано на включении последовательно или параллельно с нагрузкой мощного транзистора. Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения с последовательно включенном регулирующим транзистором приведена на рис.6.15.

В рассматриваемой схеме мощный биполярный транзистор Vт1 включен последовательно с резистором нагрузки Rн. Параллельно сопротивлению нагрузки включен высокоомный делитель напряжения Rд1 – Rд2..Напряжение Uд2 с резистора Rд2 подается на инвертирующий вход операционного усилителя, выходной ток которого поступает на базу транзистора Vт1. На неинвертирующий вход усилителя подается опорное напряжение U_оп от делителя, состоящего из резистора Rб и стабилитрона.

Падение напряжения на стабилитроне фактически задает номинальный уровень выходного напряжения Uвых =Uн. При отклонении выходного напряжения от номинального, равного Uвых.о, рабочая точка транзистора Vт1 смещается в сторону увеличения или уменьшения падения напряжения на транзисторе Vт1. Например, при возрастании величены напряжения Uвых., увеличивается напряжение U _Rд2. При этом? Соответственно/ уменьшается ток на выходе операционного усилителя и ток базы транзистора Vт1 и увеличивается падение напряжения на нем (см рис. 5.2). В результате на выходе стабилизатора восстанавливается исходное номинальное напряжение Uвых.о.

Рис. 6.15. Принципиальная схема компенсационного последовательного

стабилизатора напряжения.

Существенным недостатком компенсационного стабилизатора напряжения является относительно большое падение напряжения на регулирующем транзисторе. Это особенно не допустимо в низковольтных выпрямителях, используемых для питания электронно-вычислительных машин и устройств автоматики, выполненных на интегральных микросхемах. Поэтому в настоящее время, как правило, используются стабилизаторы напряжения, основанные на регулировании выходного напряжения методами изменения длительности или частоты повторения импульсов. Именно на таком принципе основана стабилизация напряжения в импульсных выпрямителях, рассмотренных в разделе 6.6.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ПО ТЕМЕ 6.

1. Чем отличаются полупроводниковые диоды на основе р-п переходов и на основе переходов металл-полупроводник?

2. Как зависят вольтамперные характеристики полупроводниковых диодов на основе кремния от температуры окружающей среды?

3. Полупроводниковые стабилитроны. Вольтамперные характеристики стабилитронов.

4. Параметрические стабилизаторы напряжения на основе полупродниковых стабилитронов.

5. Выпрямители на основе полупроводниковых диодов. Преимущества выпрямителей, построенных на основе диодов с переходами металл-полупроводник.

6. Триодные тиристоры. Устройство и вольтамперные характеристики.

7. Управляемые полупроводниковые выпрямители на основе тиристоров.

8. Принципиальная схема управляемого трехфазного выпрямителя на тиристорах.

9. Структурная схема импульсного выпрямителя, управляемого микроконтроллером.

10. На каких принципах строятся системы стабилизации выпрямленного напряжения в импульсных выпрямителях управляемых микроконтроллером?

 

ТЕСТ ПО ТЕМЕ 6

1.Определить величину выпрямленного напряжения на выходе мостикового бестрансформаторного выпрямителя с емкостным фильтром, подключенного к электрической сети с эффективным (среднеквадратическим) напряжением, равным 220 В.

Ответы, один из которых правильный:308В;200в; 450 В.150 В.

2.Определить, какое отношение числа витков первичной и вторичной обмоток трансформатора надо выбрать для получения выпрямленного напряжения, равного 100В на выходе однофазного мостикового выпрямителя с емкостным фильтром при подключении первычной обмотки трансформатора к сети с напряжением, равным 220 В.

Ответы, один из которых правильный: 1:10; 3:1; 10:1. 2:1,

3.Параметрический стабилизатор напряжения выполнен на полупроводниковом стабилитроне с напряжением лавинного пробоя, равном 6В. Определить какая величина напряжения будет поддерживаться на выходе стабилизатора напряжения.

Ответы, один из которых правильный: 10В; 6В; 4В; 9В.

4.Определить по статическим вольтамперным характеристикам минимальное анодное напряжение, при котором возможно открывание тиристора, если амплитуда управляющего напряжения может быть выбрана как угодно большой, а величина напряжения удержания равна 2 В.

Ответы, один из которых правильный: 10 В; 2 В;5 В;10 В.

5.Определить в каких пределах изменяется величина угла запаздывания в управляемом выпрямителе на тиристорах, схема которого приведена на рис.6.6.

Ответы, один из которых правильный: 90 градусов;180 градусов;45 градусов;100 градусов.