Контролни въпроси. Мрежов изправител - стабилизатор на напрежение и ток

При разработването на регулируем източник на захранване без високочестотен преобразувател, разработчикът е изправен пред такъв проблем, че с минимално изходно напрежение и голям ток на натоварване на регулиращия елемент, стабилизаторът разсейва висока мощност. Към днешна дата, в повечето случаи, този проблем беше решен така: те направиха няколко крана на вторичната намотка на захранващия трансформатор и счупиха цялата гама на регулиране на изходното напрежение в няколко подленти. Този принцип се използва в много серийни източници на енергия, например, UIP-2 и по-модерен. Ясно е, че използването на захранване с няколко подленти е сложно, сложно също дистанционно Такъв източник на енергия, например от компютър.

Изходът ми се струваше използването на управляван изпражетел на тиристор t. K. способността да се създаде източник на захранване, контролиран от една дръжка на настройката на изходно напрежение или един контролен сигнал с редица настройки на изходното напрежение от нула ( или почти от нула) до максималната стойност. Такъв източник на енергия може да бъде направен от готови части.

Към днешна дата са описани управлявани изправители с тиристори и доста подробно в книги за източници на енергия, но почти в лабораторни източници на енергия рядко се прилагат. В аматьорските структури те също рядко се срещат (с изключение на, разбира се, зареждащи устройства за автомобилни батерии). Надявам се, че тази работа ще помогне за промяна на това състояние на нещата.

По принцип, описаните тук схеми могат да бъдат приложени за стабилизиране на входното напрежение на високочестотния преобразувател, например, тъй като това се прави в телевизорите "Електроника C432". Схемите, дадени тук, могат да бъдат използвани и за създаване на лабораторни източници на енергия или зарядни устройства.

Описание на работата ви не съм в поръчката, докато ги харесвам, но повече или по-малко поръчани. Първо, помислете за общи въпроси, след това "ниско напрежение" дизайни като източници на захранване за транзисторни схеми или зареждане на батерията и след това "високо напрежение" токоизправители за захранване на електронни лампи.

Работа на тиристорен изправител на капацитивен товар

В литературата е описано голям брой Регулатори на тиристор мощност, работещи на променлив или пулсиращ ток с активни (например, лампи с нажежаема жичка) или индуктивни (например електрически моторни) натоварване. Натоварването на токоизправителя обикновено е филтър, в който се използват кондензатори за изглаждане на пулсациите, затова товарът на изправителя може да има капацитивен характер.

Разгледайте работата на изправителя с тиристор регулатор на резистивен капацитивен товар. Схемата на такъв регулатор е показана на фиг. един.

Фиг. един.

Тук примерът показва двупроменен токоизправител със средна точка, но може да се извърши на друга схема, например мост. Понякога тиристори освен регулиращото напрежение на товараU N. Функцията на елементите на токоизправител (клапани) също се извършва, но този режим не е позволен за всички тиристори (cu202 thyristors с някои литерали позволяват работа като клапани). За яснота на представянето приемаме, че тиристорите се използват само за регулиране на напрежението на товараU N. и изправяне се прави от други устройства.

Принципът на работа на регулатора на тиристорен напрежение обяснява фиг. 2. при изхода на токоизправителя (точката на свързване на катоди диоди на фиг. 1) импулсите на напрежението се получават (долната половина на синусоидите "се включва" нагоре), обозначенаU Implace. . Честота на пулсациятап. П. На изхода на двупоказател е равен на двойната честота на мрежата, т.е. 100Hz. с хранене от мрежа 50Hz. . Шемеселуята представя на контролния електрод на тиристор текущите импулси (или светлината, ако се прилага Optootrostor) с определено забавянеtg. спрямо началото на периода на пулсация, т.е. този момент, когато напрежението на изправителяU Implace. Става равно на нула.

Фиг. 2.

Фигура 2 се извършва за случая, когато забавянетоtg. надвишава половината от периода на вълни. В този случай схемата работи върху падащия сегмент на вълната от синусоиди. От него повече забавяне Моментът на включването на тиристор, толкова по-малко изправено напрежениеU N. на товар. Напрежение вълни на товарU N. изгладен от филтър кондензаторC F. . Тук и по-нататък направени някои опростявания при разглеждането на работата на схемите: изходното съпротивление на силовия трансформатор се счита за нула, спадът на напрежението на токоизправител диоди не се взема предвид, времето за включване на тиристора не се внася сметка. Оказва се, че филтърният капацитет презарежданеC F. Това се случва като веднага. В действителност, след подаване на началния импулс към електрод за управление на тиристора, зарядът на филтърния кондензатор отнема известно време, което обаче обикновено е много по-малко от периода на пулсация t p.

Представете си, че времето закъснение е включването на тиристорtg. Равен на половината от периода на пулсация (виж фиг. 3). След това тиристорът ще се включи, когато напрежението в изхода на изправителя преминава през максимума.

Фиг. 3.

В този случай напрежението се зареждаU N. Също така ще бъде най-голямото, както ако шрифът на тиристор не беше в диаграма (пренебрегвайте спада на напрежението на отворения тиристор).

Тук сме изправени пред проблема. Да предположим, че искаме да регулираме стреса върху товара почти от нула до най-голямата стойност, която може да бъде получена от съществуващия енергиен трансформатор. За да направите това, като се вземат предвид предварително направените предположения, тригерните импулси ще бъдат предадени на тиристор точно в момента, в койтоU Implace. преминава през максимум, т.е.t z \u003d t n / 2. Като се вземат предвид факта, че тиристорът се отваря незабавно, но презареждането на филтъра кондензаторC F. Също така изисква известно време, началният импулс трябва да бъде представен няколко по-рано от половината от периода на пулсамента, т.е.tg.< T п / 2. Проблемът е, че първо, трудно е да се каже колко преди, защото това зависи от такива причини, когато при изчисляването на точно смятате, че е трудно, например времето на включване на този тиристорен инстанция или пълна (като се вземе предвид индуктивността) ) на изходното съпротивление на силовия трансформатор. Второ, дори ако изчислението и корекцията на схемата е абсолютно точна, времето за забавяне на включванетоtg. , честота на мрежата и следователно честота и периодТ. Пулсиране, времето на включване на тиристор и други параметри може да се промени с времето. Следователно, за да получите най-високото напрежение на товараU N. Има желание да се включи тиристор много по-рано от половината от периода на пулсация.

Да предположим, че го направихме, това е, задайте времето за забавянеtg. Много по-малко t p / 2. Графики, характеризиращи работата на схемата в този случай, са показани на фиг. 4. Имайте предвид, че ако тиристор се отвори по-рано от половината от половин период, той ще остане в отворено състояние, докато процесът на таксата за филтър кондензатор ще приключиC F. (Вижте първия импулс на фиг. 4).

Фиг. четири.

Оказва се, че с малко време за забавянеtg. Може би появата на колебания на изходното напрежение на регулатора. Те възникват, ако по време на доставянето на тиристор на задействащия импулсен напрежение на товараU N. Оказва се повече напрежение на изхода на изправителяU Implace. . В този случай тиристорът е под обратното напрежение и не може да бъде отворен под действието на тригерния импулс. Един или повече изходни импулси могат да бъдат пропуснати (виж втория импулс на фиг. 4). Следващото включване на тиристор ще се случи, когато филтърът се засилва и тиристорът ще бъде при директно напрежение по време на захранването на контролния импулс.

Вероятно най-опасният е случаят, когато всеки втори импулс липсва. В този случай чрез намотката на енергийния трансформатор ще се проведе d.C.При действието, на което трансформаторът може да се провали.

За да се избегне появата на осцилаторния процес в схемата за регулатора на тиристор, вероятно е възможно да се откаже от импулсния контрол на тиристора, но в този случай контролната верига е сложна или става нерентална. Затова авторът е развил диаграма на тиристорен регулатор, при който тиристор обикновено се стартира от контролните импулси и процесът на осцилация не се случва. Такава схема е показана на фиг. пет.

Фиг. пет.

Тук тиристор е зареден за начална съпротиваRP. и филтър кондензаторC R N. свързан чрез стартераVd P. . В такава схема стартирането на тиристор се случва независимо от напрежението на кондензатора на филтъраC F. , След хранене на триггания импулс на тиристора на анодния му ток първо започва да преминава през началната устойчивостRP. И след това, когато напрежениетоRP. Излишък на напрежението на товараU N. , стартовата се отваряVd P. и анодът тиристор ток се презарежда от филтърния кондензаторC f. Съпротивление r p. Избира такава величина, за да се осигури стабилен спусък, с минимално време за забавяне на началния импулсtg. . Ясно е, че някаква сила е безполезна за изстрелването на съпротива. Следователно, в настоящата схема е за предпочитане да се използват тиристори с малък ток на задържане, след което можете да приложите устойчивостта на старта на голяма стойност и да намалите загубите на енергия.

Схема на фиг. 5 има недостатъка, че токът на натоварване преминава през допълнителния диодVd P. където част от изправено напрежение е безполезно. Този недостатък може да бъде елиминиран, ако свържете съпротивлението на стартиранеRP. До отделен токоизправител. Диаграма с отделен контролен изправител, от който се подава стартираща и стартираща диаграмаRP. показан на фиг. 6. В тази схема контролните диоди могат да бъдат с ниска мощност, t. Токът на натоварване тече само през мощния токоизстря.

Фиг. 6.

Захранващи устройства с ниско напрежение с тиристорен регулатор

Следното е описание на няколко структури на изправители с ниско напрежение с тиристорен регулатор. С тяхното производство взех като основа на диаграма на тиристор регулатор, използвана в устройствата за зареждане на автомобилни батерии (виж фиг. 7). Тази схема беше успешно използвана от късния ми приятел А. Г. Г. Спиридонов.

Фиг. 7.

Елементи, заобиколени в диаграмата (фиг. 7) са монтирани на малка печатна платка. Има няколко подобни схеми в литературата, разликите между тях са минимални, главно видове и номинални детайли. Предимно разликите са:

1. Прилагат съпътстващи кондензатори с различен капацитет, т.е. вместо 0,5м.F pet 1. м.Е. и съответно променливата съпротива на друга стойност. За надеждността на пускането на тиристор в нейните схеми използвах кондензатора на 1м.Е.

2. Паралелно с времето на кондензатора, не можете да поставите съпротивление (3к. W. На фиг. 7). Ясно е, че променливата резистентност може да се изисква от 15к. W.и другата стойност. Ефектът на съпротивата, успоредно на текущия кондензатор върху стабилността на схемата, все още не съм установил.

3. В повечето схеми се използват в литературата, се използват транзистори от типове CT315 и KT361. Понякога те се провалят, следователно, в техните схеми, използвах по-мощен тип транзистори KT816 и KT817.

4. Към точката на базата данниpNP и NPN колектор Транзисторите могат да бъдат свързани към различна стойност на стойност (10к. W. и 12 К. W. На фиг. 7).

5. Във веригата на електрод за управление на тиристора можете да инсталирате диод (вижте схемите по-долу). Този диод елиминира ефекта на тиристор върху контролната схема.

Схемата (фиг. 7) се дава например, няколко подобни схеми с описания могат да бъдат намерени в книгата "Устройства за зареждане и пускане в експлоатация: преглед на информационните ентусиасти / Comp. А. Г. Ходасевич, Т. I. Khodasevich -m.: NT Press, 2005 ". Книгата се състои от три части, в нея има почти всички зарядни устройства за историята на човечеството.

Най-простата диаграма на токоизправителя с тиристорен регулатор на напрежението е показан на фиг. осем.

Фиг. осем.

Тази схема използва двупроводен токоизправител със средна точка t. Съдържа по-малко диоди, така че имате нужда от по-малко радиатори и по-висока ефективност. Силовият трансформатор има две вторични намотки aC напрежение 15 В. . Схемата за управление на тиристора тук се състои от C1 кондензатор, съпротиваR1- R6, транзистори VT 1 и VT 2, Vd 3 диод.

Разгледа работата на схемата. Кондензор C1 се зарежда чрез променлива съпротиваR2 и постоянен r 1. Когато напрежението на кондензатора° С. 1 ще надвиши напрежението при точката на свързване на съпротивлениетоR 4 и r 5, се отваря транзисторVT. 1. Колекционер транзистор токVt 1 отваря vt 2. На свой ред, колектор токVT 2 отваря vt 1. Така транзисторите са отворени от лавина и се появява изхвърлянето на кондензатора.° С. 1 към тиристорен контролен електродСрещу. 1. Оказва задействания импулс. Чрез промяна на променлива съпротиваR. 2 Стартиращото време за забавяне на импулса можете да регулирате изходното напрежение на веригата. Колкото повече съпротива, настъпва по-бавно зареждане на кондензатор° С. 1, повече от началното време за забавяне на импулса и под изходното напрежение върху товара.

Постоянна съпротиваR. 1, разрешен последователно с променливаR. 2 ограничава минималното време за забавяне на импулса. Ако е значително намален, след това с минималната позиция на променлива устойчивостR. 2 Изходното напрежение ще скочи, за да изчезне. СледователноR. 1 вижда схемата да работи постоянно, когатоR. 2 в положението на минималната устойчивост (съответства на най-високото изходно напрежение).

В диаграмата използвана съпротиваR 5 Power 1 W Само защото е хванал ръка. Вероятно ще бъде достатъчно, за да инсталиратеR5 с мощност от 0.5 w.

Съпротивление R. 3 инсталирани, за да елиминира влиянието на натискането на контролната верига. Без него, схемата работи, но чувствителна, например, за докосване на транзистори в заключенията.

Диод vd. 3 елиминира ефекта на тиристор върху контролната верига. На опита, който проверих и се уверих, че схемата работи стабилна с диода. Накратко, не е необходимо да купувате, по-лесно е да се постави D226, който е неизчерпаем да излезете, за да отидете надеждно работещо устройство.

Съпротивление R. 6 във веригата на контролния електрод на тиристораСрещу. 1 увеличава надеждността на работата си. Понякога тази съпротива постави повече стойности или изобщо не поставя. Схемата обикновено работи без нея, но тиристорът може да бъде спонтанно отворен под действието на смущенията и течове във веригата на управляващия електрод. Имам инсталиранR 6 Количество 51 W. Както се препоръчва при референтни данни на Тиристор CU202.

Съпротивление R 7 и диод vd 4 осигуряват надежден тиристор в малко време за забавяне на стартовия импулс (виж фиг. 5 и обяснения към него).

Кондензатор C. 2 изглажда пулсацията на напрежението при изхода на веригата.

Като товар, лампа от фарлите на автомобила се използва като товар по време на експерименти.

Диаграма с отделен токоизправител за захранване на контролни схеми и пуст за тиристор е показан на фиг. девет.

Фиг. девет.

Предимството на тази схема е по-малък брой мощни диоди, които изискват монтаж на радиатори. Имайте предвид, че диодите D242 на мощния токопис са свързани чрез катоди и могат да бъдат монтирани на общ радиатор. Тиристорен анод, свързан към корпуса му, е свързан с "минус" натоварване.

Монтажната схема на този вариант на контролирания токоизправител е показан на фиг. 10.

Фиг. 10.

За изглаждане на пулсациите на изходното напрежение могат да бъдат приложениLC. -филтер. Схема на контролирания токоизправител с такъв филтър е показан на фиг. единадесет.

Фиг. единадесет.

Приложих точноLC. - Филтър за следните съображения:

1. Тя е по-устойчива на претоварване. Разработих схема за лабораторен източник Хранене, така че е напълно възможно. Отбелязвам, че дори ако направите някаква схема за защита, тя ще има известно време на задействане. През това време захранването не трябва да се проваля.

2. Ако направите транзисторен филтър, тогава някакво напрежение определено ще падне върху транзистора, така че ефективността ще бъде ниска и транзисторът може да се нуждае от радиатор.

Филтърът използва сериен дройл D255V.

Обмислете възможните изменения на схемата за управление на тиристорите. Първият е показан на фиг. 12.

Фиг. 12.

Обикновено регулаторът на тиристора обикновено се прави от текущо свързания кондензатор и променлива резистентност. Понякога е удобно да се изгради диаграма, така че една от заключенията на променливостта е свързана с "минус" токоизправител. След това можете да включите резистентността на променливата, успоредна на кондензатора, както е направено на фигура 12. Когато двигателят е в долната позиция, основната част на тока преминава през съпротивление 1.1к. W. Регистрирайте се по време на кондензатор 1м.Е и бързо го зарежда. В този случай тиристорът започва от "кора" на пулсациите на изправено напрежение или малко по-рано и изходното напрежение на регулатора се получава най-голямото. Ако двигателят е в горната позиция, времето на кондензатора е късо и напрежението върху него никога няма да отвори транзисторите. В този случай изходното напрежение ще бъде нула. Чрез промяна на позицията на двигателя на променлива резистентност, можете да промените текущата сила, да зареждате кондензатора на време и по този начин времето за забавяне на изходните импулси.

Понякога е необходимо да се контролира регулатор на тиристор, който не използва променлива резистентност, но от друга схема (дистанционно управление, контрол от компютърната машина). Случва се, че детайлите на регулатора на тиристора са под голямо напрежение и пряко присъединяването им е опасно. В тези случаи може да се използва офропон вместо променлива съпротива.

Фиг. 13.

Пример за включване на оптрона в верига на тиристора е показан на фиг. 13. Тук е транзистор транзистор тип 4Н. 35. Базата на неговия фототранзистор (PIN 6) е свързан чрез резистентност към емитер (изход 4). Тази съпротива определя коефициента на оптичния предавател, неговата скорост и устойчивост на температурни промени. Авторът е имал регулатор със съпротивата, посочена в схематак. W.В същото време зависимостта на изходното напрежение от температурата се оказа отрицателно, т.е. с много силно нагряване на оградата (полихлорвинил изолацията на проводниците се разтопява) изходното напрежение намалява. Това вероятно се дължи на намаляване на връщането на светодиода при нагряване. Авторът благодаря на С. Балашов за съвети за използването на транзисторни оптроли.

Фиг. четиринадесет.

При регулиране на веригата за управление на тиристора понякога е полезна за настройка на транзисторния праг на задействане. Пример за такава настройка е показан на фиг. четиринадесет.

Обмислете и пример за верига с тиристорен регулатор за повече напрежение (виж фиг. 15). Схемата се захранва от вторичната намотка на TCA-270-1 Power Transformer, който дава променливо напрежение 32В. . Номиналните детайли, посочени в диаграмата, са избрани за това напрежение.

Фиг. петнадесет.

Схема на фиг. 15 ви позволява да регулирате гладкото напрежение от 5V до 40 V Това е достатъчно за повечето устройства на полупроводникови устройства, така че тази схема може да бъде взета като основа за производството на лабораторно захранване.

Недостатъкът на тази схема е необходимостта от разсейване на доста голяма сила при изходната съпротиваR. 7. Ясно е, че по-малкият ток за приспадане на тиристора, толкова по-голям е величината и по-малко силата на изходната съпротиваR. 7. Следователно е за предпочитане да се използват тиристори с малък ток за откриване.

В допълнение към конвенционалните тиристори в схемата за регулатор на тиристор, може да се използва Optootorstor. На фиг. 16. Показва се диаграма с оптутристор до 125-10.

Фиг. шестнадесет.

Тук оптисторът просто е включен вместо обикновено, но защото Неговият фототристор и светодиодът са изолирани един от друг, схемата на нейното използване в регулаторите на тиристор може да бъде различна. Обърнете внимание, че благодарение на малкото запазване на тиристорите до 125 съпротивление на стартиранеR. 7 се изисква по-малко мощен, отколкото в диаграмата на фиг. 15. Тъй като авторът се страхува да повреди светодиода на оптостриса с големи импулсни течения, резистентността R6 е включена във веригата. Както се оказа, схемата работи и без тази съпротива и без нея, схемата работи по-добре при ниски изходни напрежения.

Захранване с високо напрежение с тиристорен регулатор

При разработване на високоволтови мощни източници с тиристорен регулатор, беше взета схемата за контрол на оптотиристора, разработена от V. P. Burenkov (PRZ) за заваръчни машини. За тази схема се разработват печатни платки. Авторът е благодарен на V. P. Burenkov за извадка от такъв съвет. Диаграмата на едно от оформлението на регулируемия токоизправител, използващ таксата за проектиране на Burenkov, е показана на фиг. 17.

Фиг. 17.

Детайлите, инсталирани на печатната платка, са заобиколени по диаграмата на пунктираната линия. Както може да се види от фиг. 16, таксите са съпротивленияR 1 и r 2, мост на изправителяVd 1 и Vd 2 и Vd стабиликти 3. Тези части са предназначени за захранване от мрежата 220В. . За да изпитате верига на тиристорен регулатор без промени в печатната платка, се използва захранващ трансформатор TBS3-0.25U3, чиято вторична намотка е свързана по такъв начин, че от него се отстранява променливо напрежение.В. , т.е. близо до нормалното захранващо напрежение на дъската. Контролната верига работи подобно на горното, т.е. кондензаторът C1 се зарежда чрез подрязано съпротивлениеR. 5 и променлива резистентност (монтирана извън дъската), докато напрежението над него надвишава напрежението на транзистораVT. 2, след което транзисториVT. 1 и VT2 отварят и освобождават кондензатора C1 през отворените транзистори и оптичен тиристор.

Предимството на тази схема е възможността за регулиране на напрежението, при което се отварят транзисторите (използвайкиR. 4), както и минималната устойчивост по време на центровете (използвайкиR. пет). Както показва практиката, е много полезно да бъдем много полезни да бъдете много полезни, особено ако схемата се събира в аматьорски условия от случайни детайли. С помощта на бързи съпротивления, R4 и R5 могат да бъдат постигнати регулиране на напрежението в широки граници и стабилна работа на регулатора.

От тази схема започнах да омя развитието на тиристорен регулатор. Той също така открива преминаването на задействани импулси, когато тиристорът работи с капацитивния товар (виж фиг. 4). Желанието за увеличаване на стабилността на регулатора доведе до появата на схемата. 18. В него авторът се опитал работата на тиристор с ракети (виж фиг. 5.

Фиг. осемнадесет.

В диаграмата. 18. Същата такса се използва като във фиг. 17, само отстранени от него диод мост.като Това използва един общ токоизправител за верига за натоварване и управление. Обърнете внимание, че в диаграмата на фиг. 17 Изходното съпротивление се избира от няколко паралелни, за да се определи максималната възможна стойност на тази резистентност, в която схемата започва да работи постоянно. Между оптитриката катода и филтърния кондензатор включват резистентност 10W.. Необходимо е да се ограничат текущите хвърляния през оприора. Докато тази резистентност не е зададена, след завъртане на дръжката на променливата резистентност, оптитусторът се прекарва в товара един или повече от полу-монтирано изправено напрежение.

Въз основа на експериментите, беше разработена схема за изправене с тиристорен регулатор, подходящ за практическа употреба. Показва се на фиг. деветнайсет.

Фиг. деветнайсет.

Фиг. двадесет.

SCR печатница 1 m 0 (фиг. 20), предназначени да инсталират съвременни електролитни кондензатори и проводници в керамичното тяло на типаSqp. . Авторът е благодарен на R. peple за помощ при производството и тестването на тази печатна платка.

Тъй като авторът разработи изправител с най-високото изходно напрежение от 500В. Отне е резерв на изходното напрежение, за да намалите мрежовото напрежение. Увеличете изходното напрежение, ако прехвърляте намотките на захранващия трансформатор, както е показано на фиг. 21.

Фиг. 21.

Имам предвид също, че схемата е фиг. 19 и ориз за такси. 20 са предназначени да отговарят на техните възможности по-нататъчно развитие. За това на дъскатаSCR 1 M. 0 Има допълнителни заключения от общия проводник.GND 1 и GND 2, от токоизправителDC 1.

Разработване и създаване на изправяне с тиристорен регулаторSCR 1 M. 0 беше проведен заедно със студента Р. Пелото в ПсСУ.° С. Използва снимки на модулаSCR 1 M. 0 и осцилограми.

Фиг. 22. Изглед на модула SCR 1 m 0 от частта

Фиг. 23. Изглед на модулаSCR 1 M. 0 от запояване

Фиг. 24. Изглед на модулаSCR 1 m 0 страна

Таблица 1. осцилограми при ниско напрежение

№ P / P	Минимално положение на регулатора на напрежението	Според схемата	. \\ T
		В катода VD5	5 W / случай 2 ms / случаи
		На C1 кондензатора	2 w / случай 2 ms / случаи
		t.osing r2 и r3	2 w / случай 2 ms / случаи
		На анода на тиристор	100 W / случай 2 ms / случаи
		В катода на тиристор	50 W. 2 ms / de

Таблица 2. осцилограми със средно напрежение

№ P / P	Средната позиция на регулатора на напрежението	Според схемата	. \\ T
		В катода VD5	5 W / случай 2 ms / случаи
		На C1 кондензатора	2 w / случай 2 ms / случаи
		t.osing r2 и r3	2 w / случай 2 ms / случаи
		На анода на тиристор	100 W / случай 2 ms / случаи
		В катода на тиристор	100 W / случай 2 ms / случаи

Таблица 3. осцилограми при максимално напрежение

№ P / P	Максимално положение на регулатора на напрежението	Според схемата	. \\ T
		В катода VD5	5 W / случай 2 ms / случаи
		На C1 кондензатора	1 w / случай 2 ms / случаи
		t.osing r2 и r3	2 w / случай 2 ms / случаи
		На анода на тиристор	100 W / случай 2 ms / случаи
		В катода на тиристор	100 W / случай 2 ms / случаи

За да се отървете от този недостиг на регулаторната схема е променена. Инсталирани са два тиристора - всяка от половин период. С тези промени, схемата беше тествана за няколко часа и не се наблюдава "емисии".

Фиг. 25. Схема SCR 1 m 0 с модификации

За разлика от захранващите устройства с ниско напрежение, напрежението на вторичната намотка на трансформатора вече е известно (230 V), поради което изчисляването на схемата на стабилизатора на напрежението трябва да бъде направено въз основа на тази стойност на непоносимо високо напрежение, и не в обратен ред.

Мостовият токоизправител ще зарежда кондензатор за съхранение на напрежение 325 V. Въпреки че има запечатващи схеми-възли на мостови изправители, предназначени за такива напрежения, все още по-безопасни ще използват дискретни полупроводникови диоди, тъй като ще ви позволи да използвате увеличените разстояния между изходите и да се намали рискът за случайно навигиране на изправленията. Ако е решено да използвате дискретни диоди, трябва да използвате високоскоростни диоди с ниско време за възстановяване, като RHRD4120 или STTA512D (ограничете стойността на обратното напрежение V RRM.е 1200 в). Тези диоди се характеризират както с по-малки стойности на емисионните токове и по-малко от тяхната продължителност в сравнение със стандартните диоди с p-N преходи И следователно по-малко ниво на шум. Би било по-добре да се използват Schottki диоди, изработени от силициев карбид, за който стойността V RRM.той е 600 V и които са станали достъпни за употреба наскоро (например SDO1060). Ако трябва да използвате напрежение диоди V RRM. \u003e 1500 b, но с текуща стойност I dc.< 500 mA, тогава малките диоди могат да бъдат полезни, например, с228, които първоначално са били предназначени за използване като амортизиращи диоди (или охлаждане на диоди върху номенклатурата на американските продукти) в схемите на засмукването на телевизорите. В разглежданите схеми, като правило, не са много високи стойности на непрекъснато консумиран ток (около 100 mA), така че подборът ще бъде спрян върху елементите с най-ниските стойности на работните течения, но надхвърляне на определената стойност , тъй като диодите, които са предназначени за по-високи текущи стойности, винаги имат по-малко скорост и повече високо ниво шум.

Максималното работно напрежение на стабилизатора на стърнища трябва да бъде 300 V, докато максималното напрежение върху кондензатора на съхранението на токоизправителя ще бъде 325 V. Общото спадане на напрежението може да бъде позволено, причинено от стресът на самия стабилизатор, полупроводникови диоди и напрежение вълни на кондензатора. Ако приложите новоизползвания критерий, в съответствие с който напрежението на пулсациите е взето с 5%, величината на пулсационното напрежение ще бъде приблизително 17 V. Въпреки това, спадът на напрежението в 17 в вълни ще бъде много по-голям от стойността от общата стойност от 25 V, за което може да се даде възможност да се вземат предвид допълнителните спадове на напрежението върху други елементи. Ето защо би било доста добре да се намали тази стойност до 10 V или дори по-малко. По силата на това, идеалният за употреба би бил кумулативен кондензатор с капацитет 220 μf и ниска стойност Еквивалентна последователна съпротива. Трябва да се отбележи, че такъв кондензатор е таксуван на 325 в своите плочи към плаките на значителната енергия, така че при проверка на веригите на веригата с такъв кондензатор е необходимо да се покаже особено висока предпазливост.

След горепосоченото разсъждение е възможно да се пристъпи към разглеждането на стабилизатора, като се започне с напрежението делител (фиг. 6.44).

Ако, според делителната верига, пропуснете стойността на 5 mA, след това в долния резистор, спадът на напрежението трябва да бъде около 300 V, така че резистор със съпротивление на 60 com и разсейващата сила от 1.5 W е необходима. Ако вместо резистора използвайте друг, например, имащ съпротивление на 220 kΩ и разсейващата сила от 2 W, тогава захранването ще бъде освободено само 0.4 W, което се оказва напълно допустимо. Освен това, такава заместител също така осигурява друго предимство във факта, че поради факта, че съпротивлението на горния резистор на раменете трябва да се увеличи, еквивалентното съпротивление на теватина също ще се увеличи, така че кондензаторът ще трябва да издърпа изхода (adj) на земята, с малка стойност на резервоара. Тъй като офсетовата верига не консумира ток от 5 mA (минималната стойност на тока на натоварване, която осигурява правилното функциониране на интегрирания стабилизатор 317), липсата на натоварване в стабилизатора на изходно напрежение ще доведе до увеличаване на изходното напрежение. Въпреки това, лампите, за които се извършват предварителното нагряване на катоди в режим с ниска мощност, винаги ще осигуряват необходимото натоварване на стабилизатора и следователно този проблем не е значителен.

Фиг. 6.44 Практическа схема на източника на стабилизирано напрежение с 300 V

Забележка. Както транзисторът MJE340, така и вграденият стабилизатор на серията на напрежението 317t трябва да бъдат монтирани с помощта на внимателно направена електрическа изолация върху съответните радиатори на радиатора на радиатора. Като радиатори можете да използвате алуминиев ъгъл с дебелина на стената 3 mm.

От долния резистор с резистентност от 220 kΩ тече ток от 1.358 mA, текущата 50 μA е текуща смяна, която тече през изхода на настройката на стабилизатора на интегралното напрежение 317 серия. Според резистора на горното рамо, следователно ще има ток от 1.308 mA, което трябва да предизвика спад на напрежението върху него 1.25 V. Така че количеството на резистентността на горния резистор трябва да бъде 955,7 ома. Въпреки това, точността на задачата на референтното напрежение на серията Stabilizer 317 е 4%, поради което има малка толерантност от съпротивлението на посочения резистор. Възможно е да се използва променлив резистор, който да се побере, обаче, тяхната надеждност е много по-малка, отколкото в постоянни резистори, а провалът на един от компонентите на веригата с високо напрежение силиций може да доведе до почти катастрофални последици. Използването на постоянен резистор със стандартна стойност на съпротивлението от 1 com, но е необходимо да се осигури място за инсталиране на допълнителен паралел с компилирания резистор, чиято точна стойност ще бъде безпроблемна при настройката на цялата схема, така - Реализиран елемент, регулируем (в западната литература често се определя, като AOT).

Преди да съберем схемата, трябва да измерите и запишете точната стойност на съпротивлението на съпротивата, посочено в диаграмата, като 220 kΩ, мощността на 2 W (тъй като е възможно, действителната му стойност ще бъде малко по-различна от паспорта и волята да бъде, например, 221 ома). След сглобяването на схемата, той може да се окаже, че изходното напрежение ще бъде, например, 290 V. благодарение на напрежението делител верига, капка за напрежение на резистор 220 kΩ трябва да бъде 288.75 V, така че стойността на тока преминава през него ще бъде 1.307 mA. За да се определи стойността на тока в горния резистор, е необходимо от тази стойност на тока да приспадне собственото си напрежение стабилизатор пристрастяване равно на 50 μA (след което стойността на горния резистор е 1.257 mA). Умножаване на получената текуща стойност за съпротивление 1 COM горен резистор ще даде на опора на напрежението (1.257 V)

След това можете да продължите да работите по създаването на схемата. Ако разделяте напрежението от 298.74 V към съпротивлението на 221 COM, токът е 1,352 mA. След това е необходимо да се извади пристрастията, равно на 50 μба, което ще даде стойност от 1.302 mA и ще бъде разделена на мащаба на референтното напрежение 1.257 V. Резултатът от разделението ще даде необходимото количество съпротива, равна на 965,6 ома. Включването на резистор с резистентност от 27 kΩ паралелно със съществуващ резистор 1 COM ще даде точна стойност. високо напрежение 300 V. Въпреки че описаният метод изглежда много сложен и досаден, той гарантира много по-висока степен на сигурност в сравнение с използването на подрязан резистор.

Еквивалентното съпротивление на теватинина спрямо изходната настройка на стабилизатора е около 950 ома, което изисква използването на кондензатор с капацитет от 1.5 микроофис към земята. Такъв кондензатор е много скъп и заема голям обем (работно напрежение 400 V), така че величината на резервоара обикновено намалява до 470 PF и стандартният кондензатор, съответстващ на типа.

В препоръките на заявлението са инсталирани технически паспорти на тази група стабилизатори на напрежението, е необходимо да се монтира резистор между излъчвателя на последователния транзистор и вградения стабилизатор 317 серия за ограничаване на тока на късо съединение. В други схеми, по-специално предложеното, J. J. Kursio (J. J. J. Curcio) също запазва този резистор по редица причини, въпреки че стойността му често се намалява, за да се намали спад на напрежението върху него. Въвеждането на кондензатора, свързан към земята при изхода на стабилизатора, осигурява RF филтриране, което подобрява стабилността на стабилизатора на напрежението. Някои недостатъци на такава опция може да се счита, че в този случай няма да има възможност за спасяване на стабилизатора на късо съединение към земята.

Резистор с 31 COM съпротивление, включена в серия със стабилизация с работно напрежение от 15 V, задава стабилния ток. За намаляване на шума и максималната стабилност, токът на стабилията трябва да надвишава 5 mA. Известно е, че на изхода на стабилизатора, напрежението е 300 V, така че напрежението в горната точка на стабилията трябва да бъде 315 V. с текуща стойност от 100 mA, на кондензатор за съхранение, ще бъде напрежението на пулсацията Приблизително 5 в стойността на двойна амплитуда (пикова), така че средната стойност на постоянното напрежение ще бъде: (339 - 2.5) b \u003d 336.5 V. следователно, напрежението на резистор със съпротивление 31 kΩ ще бъде (336.5) V - 315V) и токът, който тече през стабилизацията, ще бъде 7.2 mA. Ето защо, ако има нужда да сменяте напрежението, идващо на стабилизатора на напрежението, стойността на съпротивлението на този резистор трябва да бъде преизчислена, за да се осигури необходимата стойност на тока на стабира.

Токописът е устройство, което превръща редуването на релаксираното напрежение в пулсиращ Unipolar. Такова превръщане може да се извърши с един или повече клапани - уреди с едностранна проводимост, включени в съответствие със специфична схема.

За токоизправители, електровакум (кенотрони), йонни (газови) и полупроводникови диоди могат да бъдат използвани като клапани, които осигуряват текущ поток в една посока.

Полупроводникови диоди са най-често срещани, с по-малки размери и тегло, дълъг експлоатационен живот и механична якост в сравнение с кенотроните и газотрон. Полупроводникови диоди консумират ниска мощност, тъй като те не се нуждаят от затопляне на веригата.

Недостатъкът на полу-промоционалните диоди е силната зависимост на техните параметри от температурата. Лимит работна температура За Германски диоди, за силиций.

Ако обратното напрежение в токоизправител верига надвишава допустимото напрежение на обратното напрежение на този тип клапан, след това да се осигури надеждна работа на токоизправител, можете да използвате серийна връзка клапани. В този случай, със същите обратни съпротивления на клапаните, напрежението се разпределя поравно между отделните клапани. Например, ако имаме три последователни клапана (фиг. 8.1), обратното напрежение, приложено към всеки от тях, е равно.

При разпръскване на обратното съпротивление стойности, което е торган за полупроводникови диоди, обратното напрежение, приложено към всеки от диодите, е различно. Най-голямото обратно напрежение спада върху диод с най-голяма резистентност и може да надвишава за този тип диод.

За равномерното разпределение на обратното напрежение между последователно включените диоди, всеки от тях се излъчва от резистор (фиг. 8.1), чието съпротивление е по-малко по-малко от обратното съпротивление на този тип диоди.

При избора на тип клапан за токоизправител, освен че трябва да се знае и максимално допустим директен ток през клапана. Този параметър е свързан с максимално допустимата захранване, разпределена на диода, от съотношението

къде е спадът на напрежението в отворения диод, когато текущите потоци, които са за германийски диоди, и за силиций -.

По значение, полупроводниците диоди обикновено се разделят на ниска мощност, средна сила и мощна.

За да коригирате токовете, големи, можете да използвате паралелното включване на клапаните (фиг. 8.2). Ректифицираният ток се разпределя поравно между паралелно със свързаните клапани, ако тяхната права резистентност е еднаква.

Включването на полупроводникови диоди трябва да се вземе предвид разпръскването на резистентност. Най-големият ток тече през диод с по-малко пряка съпротива. За равномерно разпределение на токове във всеки клон, последователно с диод, има малка устойчивост на добавяне.

Обикновено токоизправителите се използват като основни елементи на захранващите източници на радио-електронния хардуер. Цялостната структурна диаграма на такава източник на енергия е представена на фиг. 8.3. В схемата за енергийна трансформатор, стандартната променлива мрежова напрежение се променя на такава стойност, при която на изхода на изправителя се осигурява предварително зададено напрежение.

Наличието на пулсации на изхода на токоизправките влошават работата на повечето преки потребители. Например, колебанията в захранващото напрежение на усилвателя могат, пренебрегват полезния сигнал, значително изкривяват изходния модел.

Пулсацията на изхода на токоизправителя се намалява при изглаждане на филтри и постоянни стабилизатори на напрежението.

За да се оценят пулсациите на изхода на токоизправителя, коефициентът на пулсация се въвежда, който се определя като съотношение на амплитудата на основната (първата) хармонична към постоянния компонент на изправено напрежение, т.е.

Константният компонент е средната стойност на изправено напрежение за периода t

и обикновено е първоначалната стойност при изчисляване на токоизправител.

Константният компонент на изправения ток също е настроен при изчисляване на токоизправителя

Мостовият токоизправител ще зарежда кондензатор за съхранение на напрежение 325 V. Въпреки че има запечатващи схеми-възли на мостови изправители, предназначени за такива напрежения, все още по-безопасни ще използват дискретни полупроводникови диоди, тъй като ще ви позволи да използвате увеличените разстояния между изходите и да се намали рискът за случайно навигиране на изправленията. Ако е решено да използвате дискретни диоди, трябва да използвате високоскоростни диоди с ниско време за възстановяване, като RHRD4120 или STTA512D (ограничете стойността на обратното напрежение V RRM.е 1200 в). Тези диоди се характеризират както с по-малки изходни токове, така и по-малко от тяхната продължителност в сравнение със стандартните диоди с R-N преходи и следователно по-малко шум. Би било по-добре да се използват Schottki диоди, изработени от силициев карбид, за който стойността V RRM.той е 600 V и които са станали достъпни за употреба наскоро (например SDO1060). Ако трябва да използвате напрежение диоди V RRM. \u003e 1500 b, но с текуща стойност I dc.< 500 mA, тогава малките диоди могат да бъдат полезни, например, с228, които първоначално са били предназначени за използване като амортизиращи диоди (или охлаждане на диоди върху номенклатурата на американските продукти) в схемите на засмукването на телевизорите. В разглежданите схеми, като правило, не са много високи стойности на непрекъснато консумиран ток (около 100 mA), така че подборът ще бъде спрян върху елементите с най-ниските стойности на работните течения, но надхвърляне на определената стойност , тъй като диодите, които са предназначени за по-високи текущи стойности, винаги имат по-малка скорост и по-високо ниво на шум.

Максималното работно напрежение на стабилизатора на стърнища трябва да бъде 300 V, докато максималното напрежение върху кондензатора на съхранението на токоизправителя ще бъде 325 V. Общото спадане на напрежението може да бъде позволено, причинено от стресът на самия стабилизатор, полупроводникови диоди и напрежение вълни на кондензатора. Ако приложите новоизползвания критерий, в съответствие с който напрежението на пулсациите е взето с 5%, величината на пулсационното напрежение ще бъде приблизително 17 V. Въпреки това, спадът на напрежението в 17 в вълни ще бъде много по-голям от стойността от общата стойност от 25 V, за което може да се даде възможност да се вземат предвид допълнителните спадове на напрежението върху други елементи. Ето защо би било доста добре да се намали тази стойност до 10 V или дори по-малко. Благодарение на това, идеалният за употреба би бил кумулативен кондензатор с капацитет 220 μF и ниска стойност на еквивалентната последователна съпротива. Трябва да се отбележи, че такъв кондензатор е таксуван на 325 в своите плочи към плаките на значителната енергия, така че при проверка на веригите на веригата с такъв кондензатор е необходимо да се покаже особено висока предпазливост.

Фиг. 6.44 Практическа схема на източника на стабилизирано напрежение с 300 V

След това можете да продължите да работите по създаването на схемата. Ако разделяте напрежението от 298.74 V към съпротивлението на 221 COM, токът е 1,352 mA. След това е необходимо да се извади пристрастията, равно на 50 μба, което ще даде стойност от 1.302 mA и ще бъде разделена на мащаба на референтното напрежение 1.257 V. Резултатът от разделението ще даде необходимото количество съпротива, равна на 965,6 ома. Включването на резистор с резистентност от 27 com успоредно с съществуващ резистор 1 com ще даде точната стойност на напрежението на високо напрежение от 300 V. Въпреки че описаният метод изглежда много сложен и досаден, той гарантира много по-висока степен сигурност в сравнение с използването на бърз променлив резистор.

Министерство на образованието и науката Руска федерация

Руския държавен хидрометеорологичен университет

Министерството на управление

Дисциплина "Основи на електрониката"

Отчет до

Лабораторна работа №3

"Изследване на изправители и стабилизатори"

Извършено: изкуство. ° С. OIB-234.

Василиев Д.

К. К.

Осипов Е.

Приет: Shaparenko YUM .

Санкт Петербург

Цел на работа:Експериментално запознаване с принципа на действие на полупроводникови изправители и стабилизатор на изправено напрежение.

Теоретична информация:

В повечето случаи има постоянен ток за захранване на електронното оборудване, така че е необходимо да се преобразува алтернативно напрежение и ток на източника на захранване до постоянно напрежение и ток на необходимото ниво. Това превръщане се извършва от изправители на променлив ток.

Изправител електрически ток- конвертор електрическа енергияШпакловка Механични, електровакум, полупроводникови или други устройства, предназначени да конвертират променлив ток на мощност в постоянен изходен електрически ток.

Структурата на еднофазен полупроводников токоизправител с натоварване е показан на фиг. 1 Основният възел на такъв изправител е диодна схема (DS) върху една или, като правило, няколко полупроводникови диода (диоден мост).

Променливото напрежение на U1 мрежата влиза в диодите през захранващия трансформатор TP, който преобразува това напрежение в променливо напрежение U2.

DS осигурява едностранния текущ ток до променлив синусоидален ток в пулсиращ ток, състоящ се от изхода на DS от Unipolar Halter-Breeves UD (t) (фиг. 2) полярността на полу-подмека UD (t) се определя от съответната полярност на диодите в DS. Пулсиращото напрежение UD (t) съдържа желания ("полезен") постоянен компонент, но също така съдържа нежелан вариабилен компонент, който има (в случай че еднопемен изправител) Мрежова честота; Тя се нарича основна хармонична или пулсация. В най-простите изправители е позволено да има подобни вълни, товарът е свързан директно към изхода на DS.

Изследователи и стабилизатори.

За да се намали нивото на пулсацията, се използват различни филтри за изглаждане (Фигура 1). На входа на SF, напрежението има ниско ниво на пулсации и вече е почти постоянно напрежение при натоварване на UAN. Основните електрически параметри на токоизправителя включват: средната стойност на изправено напрежение и ток в натоварването на UAN, IU, външната характеристика; Коефициент на пулсация и др. Външна характеристика е един от на най-важните характеристики изправител; Това е зависимостта на изправено напрежение върху натоварването на ООН от изправения ток на IH: UAN \u003d φin. Обикновено напрежението на UAN не е линейно намалено с увеличаване на тока.

Схема на най-простия токоизправител с един Alpiper без изглаждащ филтър:

DS включва само диод Vd1. Той преминава в товара на RN само положителна половина от сегашния IU, защото Оказва се отворена (права) само с положителната половин вълна на напрежение U2.

Изпратеното напрежение на товара може да претърпи относително бавни промени в неговото ниво. Това се случва, когато захранващото напрежение се променя, когато честотата на текущата честота в нея, когато се променя натоварването, температурата на средата и други дестабилизиращи фактори.

Стабилизирането на захранващото напрежение се извършва от стабилизатори (ST) на постоянно напрежение, които са включени след изправител (съдържащ SF) и поддържат напрежение на товара с дадена степен на точност. Най-простият от тези