При достаточно больших значениях б справедливо приближенное выражение

Если имеется конденсатор С, выходное напряжение ПСН н =

В двухполупериодных схемах ПСН также можно осуществлять компенсацию изменения выходного напряжения Ua с помощью специальных обмоток на трансформаторе, а также стабилизировать действующее значение напряжения Uh- Подобная схема ПСН приведена на рис. 2-М,б и представляет комбинацию двух однополупе-риодных схем ПСН (см. рис. 2-ГО), рассмотренных выше. Среднее значение напряжения на выходе ПСН

f - VEbl - arcsin .

Снижение уровня пульсаций выходного напряжения ПСН, уменьшение массы и габаритов сглаживающего фильтра, улучшенпе использования питающей сети обеспечиваются в схеме параметрического стабилизатора с частичным регулированием напряжения (рис. 2-J2,a).

Временные диаграммы напряжений и магнитной индукции в этой схеме приведены на рис. 2-Г2,б. На интервале времени 0< <o)/<ai открыт диод Д\ под действием напряжения U\ обмотки трансформатора Тр. Напряжение на сопротивлении нагрузки Rn также равно f/i. К дросселю Дрх приложено напряжение U2 через диоды Д] и Дб, под действием этого напряжения индукция в сердечнике изменяется от начального значения Bi до индукции насыщения Bs.

в момент времени a) = ai дроссель Др\ насыщается и к нагрузке Rn прикладывается напряжение U1+U2, а диод Д1 закрывается

-.Aft Ме

Л л, -W-

Дг ЛРг

напряжением V2. При Ы=п питающее напряжение Un.c меняет знак, ток нагрузки начинает протекать через диод Д2, напряжение на -н вновь становится равным Ui, Поскольку дроссель Др\ на интервале времени я<(о<а2 остается в насыщенном состоянии, то к стабилитрону Дз прикладывается сумма напряжений - [/2). Начиная с момента Ы = а2 эта сумма превышает значение напряжения стабилизации [/ст стабилитрона Дз и к дросселю Др\ через Дз и д4 оказывается приложенным напряжением др=-- -[/ст]. Это приводит к уменьшению индукции в сердечнике от Bs до В\. При Ы = аъ сумма напряжений обоих полуобмоток трансформатора вновь становится меньше [/ст и на интервале аз<о)<2я изменение индукции в сердечнике прекращается.

Среднее значение выходного напряжения Un определяется тем же выражением, что и для схемы рис. 2-11,а.

Дальнейшее повышение выходной мощности, уменьшение пульсаций, улучшение удельных показателей ПСН могут быть получены в комбинированных магнитно-тиристорных схемах, где магнитный усилитель и стабилитрон включены в слаботочные цепи управления, а коммутация тока в силовой цепи осуществляется тиристорами. Одна из таких схем ПСН приведена на рис. 2-13. Она представляет собой двухполупериодную схему тиристорного регулируемого выпрямителя, управляемого с помощью магнитного параметрического стабилизатора. При включении тиристора выходной ток ПСН замыкается через управляющий переход тиристора и сопротивление нагрузки Rn. После открытия тиристора напряжение силовой обмотки трансформатора Тр практически полностью прикладывается к нагрузке, а через цепь управления тиристоров закрывает диоды Д\ и д5, т. е. прекращает протекание токов управления в рабочие полупериоды каждого дросселя. При этом режим размагничивания дросселя в управляющий полупериод не нарушается, что обеспечивает стабильность напряжения на нагрузке. Поскольку обмотки трансформатора, питающие ПСН и дроссели насыщения должны быть рассчитаны лишь на импульсный ток управления, их масса и габариты могут быть значительно уменьшены.

При питании от однофазных и трехфазных сетей переменного тока и больших выходных мощностях (1 кВт и более) применяются ПСН постоянного тока с активными источниками опорного напряжения и вспомогательными маломощными дросселями насыщения, слу-

О и ПС О

жащими для коммутации размагничивающего напряжения силовых: дросселей насыщения.

В ряде случаев в качестве опорных элементов могут использоваться маломощные дроссели насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса, включенные в цепь управления силового дросселя. Подобные ПСН весьма разнообразны своими схемными решениями, достаточно сложны, громоздки и потому в настоящей работе не рассматриваются. Более обстоятельный материал по данным вопросам можно найти в [13, щ.

Параметрические стабилизаторы напряжения постоянного тока с дросселями насыщения и кремниевыми стабилитронами могут быть-использованы и при питании от источника переменного тока с напряжением прямоугольной формы (например, от транзисторного или тиристорного инвертора, работающего с относительно низкой частотой коммутации).

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

КОМПЕНСАЦИОННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕПРЕРЫВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

3-1. Основные схемы транзисторных компенсационных стабилизаторов напряжения и их функциональные узлы

Компенсационный стабилизатор с непрерывным способом регу-лирования (НСН) представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования выходного напряжения при воздействии различных возмущающих факторов (изменение питающего напряжения, нагрузки, температуры окружающей среды и пр.), в которой выходное напряжение поддерживается постоянным за счет изменения падения напряжения на регулирующем элементе. Стабилизаторы напряжения с непрерывным способом регулирования могут быть выполнены как с последовательным, так и с параллельнымвключением регулирующего элемента относительно нагрузки (соответственно последовательного и параллельного типа).

В качестве регулирующего элемента схемы обычно используются биполярные транзисторы п-р-п и р-п-р типа, работающие в режиме усиления. Поскольку в режиме усиления у транзистора существует линейная зависимость между входным и выходным сигналами, то стабилизаторы напряжения с непрерывным способом регулирования иначе называют линейными стабилизаторами напряжения.

В цепи ООС стабилизаторов напряжения обоих типов происходит непрерывное автоматическое сравнение выходного напряжения (или части его) с опорным напряжением; сигнал ошибки усиливается и используется для управления регулирующим эле.ментом (транзистором) так, чтобы уменьшить эту ошибку.

В стабилизаторах напряжения постоянного тока последовательного типа постоянство выходного напряжения при воздействии, возмущающих факторов обеспечивается соответствующим изменением падения напряжения на регулирующем транзисторе. В стабилизаторах напряжения параллельного типа постоянство выходного напряжения обеспечивается за счет изменения падения напряжения на балластном резисторе, включенном последовательно с нагрузкой, при изменении тока, протекающего через регулирующий транзистор.