Весь перечень вопросов данной темы можно разбить на два основных раздела Первый раздел несколько по­вторяет уже известное ранее. Беседа здесь проводится в форме семинара. Второй раздел знакомит кружковцев с новыми понятиями и элементами. Поэтому руководи­тель должен отобрать тот материал, который более пол­но, четко, но сжато может быть преподнесен за сравни­тельно небольшой промежуток времени, отведенный на эту тему.

Объяснение каждого физического процесса, происхо­дящего в том или ином устройстве, должно вестись на конкретном примере или электрической схеме.

Стабилизатором напряжения называется электриче­ское устройство, в котором при изменении входного на­пряжения U1 поддерживается постоянное значение вы­ходного напряжения U2.

Основные показатели стабилизаторов напряжения: коэффициент стабилизации, коэффициент полезного действия (к. п. д.), выходное сопротивление.

Коэффициент стабилизации показывает, во сколько раз относительное изменение напряжения на выходе стабилизатора меньше относительного изменения на­пряжения на его входе:

ts __  А ^Увх . A Uвых

ст // • тт > ^вх У вых

где t/BX и Uвых — напряжения на входе и выходе ста­билизатора;

А£/вх и At/Вых — изменения напряжений на входе и выходе стабилизатора.

Коэффициент стабилизации характеризует также степень сглаживания пульсации в схеме стабилизатора.

К.п.д. — отношение мощности на выходе стабилиза­тора к мощности на его входе.

Выходное сопротивление — сопротивление стабили­затора переменному току со стороны выхода. Чем мень­ше это сопротивление, тем меньше обратная связь через источник питания для каскадов, которые питает стаби­лизатор.

Газовый стабилизатор напряжения основан на ис­пользовании ламп тлеющего разряда — стабилитронов. Последовательно со стабилитроном включается сопро­тивление R6i называемое балластным. При изменении напряжения питания напряжение между электродами стабилитрона остается приблизительно постоянным. Это напряжение остается также примерно постоянным при изменении сопротивления нагрузки RH. Однако точ­ность стабилизации и значение выходного тока этих стабилизаторов невелики.

Коэффициент стабилизации обычно не превышает 20. Ток нагрузки /н составляет не более 30 ма. Изменение тока нагрузуки на 30—70% изменяет UH на 1—3%.

Газовые стабилитроны часто применяются для ста­билизации анодного напряжения электронных усилите­лей и других устройств, используемых в автоматике и телемеханике.

Для стабилизации низких напряжений (10—30 в) применяются кремниевые стабилитроны. Механизм ста­билизации напряжения у этих приборов основан на свойстве обратной проводимости кристаллического дио­да.

В области обратной проводимости характеристика кристаллического диода имеет характерную точку — напряжение пробоя Uпpo6. При достижении этой точки характеристики дальнейшее увеличение тока обратной проводимости не сопровождается увеличением обратно­го напряжения, т. е. падение напряжения на переходе сохраняется приблизительно постоянным. Таким обра­зом, в области пробоя такой диод может рассматривать­ся как источник стабильного напряжения Это свойство диода, наиболее ярко проявляющееся у кремниевых стабилитронов, используется для стабилизации напря­жения. Диод подключен в обратном направлении через большое ограничивающее сопротивление R к источни­ку напряжения, которое превышает пробивное напря­жение диода Uпpo6 , В результате на зажимах диода поддерживается постоянное напряжение. Параллельно диоду включена нагрузка. При изменении напряжения Uвхменяется ток через диод, тогда как напряжениеUвых остается приблизительно постоянным.

При использовании кремниевых диодов с улучшен­ными характеристиками такой стабилизатор обеспечи­вает коэффициент стабилизации до 50 и более.

Значительно лучшими свойствами обладают элек­тронные стабилизаторы напряжения. Существует боль­шое число различных схем электронных стабилизаторов на лампах и транзисторах.

Простейшая схема электронного стабилизатора па- пряжения на лампах приведена на рис. 49, Стабилизатор состоит из регулирующей лампы Л11, усилителя по­стоянного тока на лампе Л72, стабилитрона Л73, служа­щего источником «опорного» напряжения, и делителя напряжения.

Схема основана на сравнении падения напряжения на катодной нагрузке, равного £/„, с так называе­мым опорным напряжением Uou На сетку лампы Л72 подается разность напряжения с делителя R1, R2, пропорционального выходному напряжению ГУ„, и опорно­го напряжения t/on на стабилитроне:

При увеличении U0 разность At/ увеличивается в положительном направлении, гок через лампу Л72 воз­растает, падение напряжения на анодном сопротивле­нии этой лампы R4 увеличивается, что увеличивает в свою очередь отрицательный потенциал на сетке регу­лирующей лампы Л71. Сопротивление лампы Л71 возра­стает, в результате чего напряжение UiXостается почти неизменным.

Если U0 уменьшится, то сетка станет отрицательной, сопротивление лампы Л71 уменьшится и U „также не изменится. Увеличение /?н вызовет такое же действие> как увеличение t/0, а уменьшение Ru— такое же дей­ствие, как уменьшение t/(). Таким образом, описанный стабилизатор поддерживает постоянным напряжение UH как при изменении входного напряжения t/0, так и при изменении сопротивления нагрузки.

В качестве регулирующих ламп следует применять достаточно мощные триоды с малым сопротивлением постоянному току и большой крутизной (например, 6Н5С, 6Н13С, 6С18С, 6С19П, 6СЗЗС, 6С41С и др.). Можно применять также тетроды и пентоды в триодном включении (например, 6П1П, 6П6С, 6П14П, 6ПЗС, Г-807, Г-411, ГУ-50 и др.). Чем больше крутизна регу­лирующей лампы и чем больше коэффициент усиления усилителя постоянного тока, тем больше коэффициент стабилизации.

В качестве усилительных ламп выбирают обычно триоды с большим коэффициентом усиления или пенто­ды.

В стабилизаторах напряжения на транзисторах в качестве регулирующих и усилительных элементов ис­пользуются транзисторы, а в качестве источника опор­ного напряжения — кремниевый стабилитрон.

Регулирующий транзистор 71 включен последова­тельно с нагрузкой. В качестве регулирующих следует выбирать транзисторы, которые могут пропускать ток, равный максимальному току нагрузки. Опорное напря­жение Uox вводится в цепь эмиттера триода 72 с по­мощью кремниевого стабилитрона Д. Напряжение меж­ду основанием и эмиттером транзистора 72 At/ равно разности опорного напряжения t/on и напряжения, сня­того с делителя R.

Триод 72, применяемый для усиления разности AU, включен в цепь регулирующего транзистора 71. Коэф­фициенты усиления по току и сопротивления коллекто­ров обоих транзисторов должны быть возможно боль­шими. При изменении питающего напряжения разность AU также меняется, что в свою очередь приводит к ре­гулированию тока, протекающего через транзистор 71. В результате этого напряжение на зажимах нагрузки сохраняется практически постоянным.

Путем регулировки делителя R может быть уста­новлена требуемая величина стабилизируемого напря­жения.

О ферромагнитных стабилизаторах напряжения кру­жковцам необходимо дать самые общие сведения, по­скольку объяснение принципа работы этих приборов связано с рядом физических явлений, которые ребятам незнакомы. К тому же материал этот трудно усваивается и мало связан с общей тематикой практических работ.

Руководствуясь полученными знаниями, члены кру­жка приступают к конструированию и сборке стабили­зированных источников питания на электронных лам­пах или полупроводниках. Руководитель должен пред­ложить своим воспитанникам ряд схем высококачест­венных выпрямителей. В частности, могут быть «модер­низированы» блоки питания, изготовленные ребятами в прошлом году. Стабилизированные выпрямители по­требуются для питания высокочувствительных усилите­лей, реле времени, датчиков временных интервалов, ре­лаксационных, спусковых и других схем.

При данных обстоятельствах руководителю целесо­образно будет самостоятельно составить или выбрать соответствующую конкретной задаче схему стабилизи­рованного источника питания.

Рекомендуемые материалы по данной теме;

  1. «Радио», № 9, 1968. Стабилизированный выпрямитель, стр. 22. Схема выполнена на полупроводниках, напряжение 9 и 12 в, ток нагрузки 400 ма.
  2. «Радио», № 3, 1969. С. Назаров. Стабилизатор напряжения. Схема выполнена на полупроводниках, отличается низким выход­ным сопротивлением, напряжение 12,5—17.5 в, ток нагрузки 300 ма.
  3. «Радио», № 9, 1969. Защита транзисторных стабилизаторов. Приведены две схемы стабилизаторов с защитой при коротких замы­каниях.
  4. «Радио», № 8, 1970. Транзисторные стабилизаторы.
  5. «Радио», № 9, 1971. Стабилизированные источники питания. Приводятся схемы различных по сложности и параметрам стабили­зированных источников питания.
  6. «Радио», № 11, 1971. В. Фролов. Блок питания.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

|
Copyright © 2021 Профессиональный педагог. All Rights Reserved. Разработчик APITEC
Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Blue Gray
Background Color
Text Color
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Scroll to top