Site Loader

Содержание

Расчет компенсационных стабилизаторов напряжения | reshebniki-online.com

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 2

1. Обзор и анализ источников питания 3

2. Выбор и анализ структурной схемы 4

3. Разработка принципиальной электрической схемы 6

4. Расчет схемы электрической принципиальной 7

4.1 Исходные данные для расчета 7

4.2 Расчет схемы компенсационного стабилизатора 7

4.3 Расчет схемы защиты КСН от перегрузок 15

4.4 Разработка схемы КСН на базе ИМС 17

5. Анализ и оценка ошибок 20

6. Вывод 22

7. Список литературы 23

Приложение 1. Схема электрическая принципиальная

на базе дискретных элементов 24

Приложение 2. Схема электрическая принципиальная

на базе ИМС 26

Приложение 3. ВАХ транзистора КТ827 28

Приложение 4. ВАХ транзистора КТ603 29

Приложение 5.

ВАХ транзистора КТ312 30

Приложение 6. Влияние разброса параметров

электронных компонентов 31

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день появляются все более сложные электронные системы, использующие в качестве элементной базы новейшие полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы с высокой степенью интеграции.

Успешное развитие науки и техники в рамках жестокой конкуренции во многом обусловлено успехами электроники. Трудно себе представить какую-либо отрасль производства, в которой бы в той или иной степени не использовались электронные приборы или электронные устройства автоматики.

Неотъемлемой частью многих радиоэлектронных и электронных устройств являются стабилизаторы постоянного напряжения. В одних устройствах они используются как высокостабильные источники питания, обеспечивающие необходимую надежность работы, в других — не только как источники питания, но и как источники эталонного (образцового) напряжения. Образцовое напряжение необходимо во многих системах авторегулирования и телеметрии, измерительных схемах, схемах преобразования непрерывных величин в дискретную форму, в схемах электрического моделирования.

Развитие полупроводниковой техники дало возможность получить простые высокостабильные источники образцового напряжения практически любой мощности.

Полупроводниковые стабилизаторы могут также использоваться в замен аккумуляторных и сухих батарей в измерительных и поверочных лабораториях.

Наиболее характерной чертой дальнейшего научно-технического прогресса в нашей стране является переход к полностью автоматизированному производству на базе использования электронной техники.

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

Основным источником питания электронных устройств в настоящее время являются выпрямительные устройства, преобразующие переменный ток в ток одного направления, называемый выпрямленным. Постоянное напряжение или ток, получаемые от выпрямителей, по различным причинам могут изменяться, что может нарушить нормальную работу различных устройств, питание которых осуществляется от выпрямительных устройств.

Основным причинами нестабильности является изменение напряжения сети и изменение тока нагрузки. Для обеспечения постоянного напряжения на сопротивлении нагрузки применяют стабилизаторы напряжения.

Стабилизатором напряжения называется устройство, поддерживающие автоматически и с требуемой точностью напряжение на нагрузке при изменении дестабилизирующих факторов в обусловленных пределах.

Не смотря на применение сглаживающих фильтров, напряжение на сопротивлении (сглаживающих фильтров) нагрузки выпрямителя может изменяться. Это объясняется тем, что сглаживание пульсаций фильтром уменьшается только переменная составляющая выпрямленного напряжения, а величина постоянной составляющей может изменяться и при колебаниях напряжения сети, и при изменении тока нагрузки.

Существует два принципиально разных метода стабилизации напряжения: параметрический и компенсационный.

Сущность компенсационного метода стабилизации сводится к автоматическому регулированию выходного напряжения.

В компенсационных стабилизаторах производится сравнение фактической величины входного напряжения с его заданной величиной и в зависимости от величины и знака рассогласования между ними автоматически осуществляется корректирующее воздействие на элементы стабилизатора, направленное на уменьшение этого рассогласования.

2. ВЫБОР И АНАЛИЗ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Схемы компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения бывают последовательного и параллельного типов [1].

Рис. 2.1

Рис.2.2.

Различие приведенных схем состоит в следующем. В последовательных стабилизаторах напряжение на регулирующем элементе возрастает при увеличении напряжения на нагрузке, а ток приблизительно равен току нагрузки. В параллельных стабилизаторах напряжение на регулирующем элементе не зависит от входного напряжения, а ток находится в прямой зависимости от напряжения на нагрузке.

Стабилизаторы параллельного типа имеют невысокий КПД и применяются сравнительно редко. Для стабилизации повышенных напряжений и токов, а также при переменных нагрузках обычно применяются стабилизаторы напряжения последовательного типа. Их недостатком является то, что при коротком замыкании на выходе к регулирующему элементу будет приложено все входное напряжение. Это обстоятельство необходимо учитывать при эксплуатации стабилизатора.

Основными параметрами, характеризирующими стабилизатор, являются:

1. Коэффициент стабилизации, представляющий собой отношение относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора.

Kсти = D Uвх / Uвх : D Uвых / Uвых ,

где: Uвх и Uвых — номинальное напряжение на входе и выходе стабилизатора.

D Uвх и D

Uвых — изменение напряжений на входе и выходе стабилизатора.

Коэффициенты стабилизации служат основными критериями для выбора рациональной схемы стабилизации и оценки ее параметров.

2. Выходное сопротивление, характеризующее изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки и неизменном входном напряжении.

Rвых = D Uвых / D Iвых , при Uвх = const.

3. Коэффициент полезного действия, равный отношению мощности в нагрузке к номинальной входной мощности.

h

= Uвых ´ Iвых / Uвх ´ Iвх .

4. Дрейф (допустимая нестабильность) выходного напряжения. Временной и температурный дрейф характеризуется величиной относительного и абсолютного изменения выходного напряжения за определенный промежуток времени или в определенном интервале температур.

3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

В соответствии с выбранной структурной схемой (рис. 2.1) составляем приблизительную схему компенсационного стабилизатора напряжения. После проведения расчета, данная схема будет доработана. Только после полного расчета режимов работы и выбора элементов можно составить окончательный вариант схемы электрической принципиальной компенсационного стабилизатора напряжения.

Рис. 3.1.

Данная схема состоит из регулирующего элемента, источника опорного напряжения и усилителя обратной связи. Роль регулирующего элемента играет комплиментарный транзистор (состоит из 2х транзисторов VT2 и VT3). Источник опорного напряжения – VD1R1,R2VT1. Усилитель обратной связи – R4VD2VT4,R5R6R7.

4. РАСЧЕТ СХЕМЫ ЕЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ

4.1 Исходные данные для расчета

Номинальное выходное напряжение U н , В

15

Номинальный ток нагрузки Ін , А

5

Коэффициент пульсаций Кп , %

0,01

Коэффициент стабилизации Кст

100

Температура окружающей среды t ср , ° С

+20

Климатические условия

норм.

4.2 Расчет схемы компенсационного стабилизатора

Порядок расчетов приводится в соответствии с методикой приведенной в [2] .

Согласно схеме (рис 3.1) находим наименьшее напряжение на выходе стабилизатора:

U вх min = U н + U кз min = 15 + 3 = 18 B , (4.1)

где U кз min минимальное напряжение на регулирующем транзисторе VT3 .

Исходя из того, что VT3 предположительно кремневый, то U кз min выбираем в пределе 3..5 В.

Учитывая нестабильность входного напряжения на входе стабилизатора ± 10%, находим среднее и максимальное напряжение на входе стабилизатора:

U вх сер = U вх min / 0. 9 = 18 / 0.9 = 20 В , (4.2)

U вх max = 1.1 ´ U вх сер = 1.1 ´ 20 = 22 В . (4.3)

Определяем максимальное значение на регулирующем транзисторе

U к3 max = U вх max — U н = 22 – 15 = 7 В . (4.4)

Мощность, которая рассеивается на коллекторе транзистора VT3 , равняется

Р3 = U к3 max ´ I н = 7 ´ 5 = 35 Вт. (4.5)

По полученным значениям U к3 max , I н , Р3 выбираем тип регулирующего транзистора и выписываем его параметры:

Марка транзистора

2Т827В

Тип транзистора

NPN

Допустимый ток коллектора, I к доп

20 А

Доп. напряжение коллектор-эмиттер, U к доп

100 В

Рассеиваемая мощность коллектора, P пред

125 Вт

Минимальный коэф. передачи тока базы, h 21Э3 min

750

По статическим ВАХ выбранного транзистора находим:

h 11Э3 = 33.0 Ом ,

m 3 = 1 / h 12Э3 = 1 / 0.23 = 4.20 ,

где h 11Э3 – входное сопротивление транзистора, Ом; m 3 – коэффициент передачи напряжения; h 12Э3 – коэффициент обратной связи.

Находим ток базы транзистора VT3

I Б3 = I н / h 21Э3 min = 5 / 750 = 6. 67 ´ 10-3 А . (4.6)

Определяем начальные данные для выбора транзистора VT2 . Рассчитываем напряжение коллектор-эмиттер VT2

U к2 max = U к3 max — Uбэ3 = 7 – 0.7 = 6.3 В , (4.7)

где Uбэ3 – падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT3 (0.7 В).

Ток коллектора VT2 состоит из тока базы VT3 и тока потерь, который протекает через резистор R3 ,

I к2 = I б3 + IR 3 = 5 ´ 10-4 + 6.7 ´ 10-3 = 7.2 ´ 10-3 А. (4.8)

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT2 , равняется

Р2 = I к2 ´ U к2 max = 7. 2 ´ 10-3 ´ 6.3 = 45.2 ´ 10-3 Вт. (4.9)

По полученным значениям U к2 max , I к2 , Р2 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:

Марка транзистора

2Т603Б

Тип транзистора

NPN

Допустимый ток коллектора, I к доп

300 мА

Доп. напряжение коллектор-эмиттер, U к доп

30 В

Рассеиваемая мощность коллектора, P пред

0.5 Вт

Минимальный коэф. передачи тока базы, h 21Э2 min

60

По статическим ВАХ выбранного транзистора находим:

h 11Э2 = 36. 36 Ом ,

m 3 = 1 / h 12Э2 = 1 / 0.022 = 45.45 .

Рассчитываем ток базы VT2

I Б2 = I к2 / h 21Э2 min = 7.2 ´ 10-3 / 60 = 1.2 ´ 10-4 А. (4.10)

Находим сопротивление резистора R3

R3 = (U н + U бэ3 ) / IR3 = (15 + 0.7) / 5 ´ 10-4 =31400 Ом. (4.11)

Выбираем ближайший по стандарту номинал с учетом рассеиваемой на резисторе мощности

Р R3 = (U н + U бэ3 ) ´ IR3 = (15 + 0.7) ´ 5 ´ 10-4 = 7.85 ´ 10-3 Вт. (4.12)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0.125 33 кОм ± 5%.

Источником эталонного напряжения берем параметрический стабилизатор напряжения на кремневом стабилитроне VD2 из расчета

UVD2 = 0.7 U н = 0.7 ´ 15 = 13.5 В. (4.13)

Выбираем тип стабилитрона и выписываем его основные параметры:

стабилитрон 2С213Б;

I VD2 = 5 ´ 10-3 А – средний ток стабилизации;

r VD2 = 25 Ом – дифференциальное сопротивление стабилитрона.

Вычисляем сопротивление резистора R4 , задавши средний ток стабилитрона ( I R4 = I VD2 )

R4 = 0.3 U н / I R4 = 0.3 ´ 15 / 5 ´ 10-3 = 900 Ом. (4.14)

Мощность, рассеиваемая на резисторе R4 , равняется

Р R4 =0.3U н ´ I R4 = 0.3 ´ 15 ´ 5 ´ 10-3 = 22.5 ´ 10-3 Вт. (4.15)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0.125 910 Ом ± 5%.

Определяем начальные данные для выбора транзистора VT4 . Рассчитываем напряжение коллектор-эмиттер транзистора

U к4 max = U н + U бэ3 + U бэ2 UVD2 = 2.90 В (4.16)

Задаем ток коллектора VT4 меньшим нежили средний стабилитрона VD2

I К4 = 4 ´ 10-3 А .

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT4

Р2 = I к 4 ´ U к 4 max = 4 ´ 10-3 ´ 2. 90 = 11.6 ´ 10-3 Вт (4.17)

По полученным значениям U к 4 max , I к 4 , Р 4 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:

Марка транзистора

КТ312В

Тип транзистора

NPN

Допустимый ток коллектора, I к доп

30 мА

Доп. напряжение коллектор-эмиттер, U к доп

15 В

Рассеиваемая мощность коллектора, P пред

0.22 Вт

Минимальный коэф. передачи тока базы, h 21Э4 min

50

По статическим ВАХ выбранного транзистора находим:

h 11Э4 = 208,3 Ом ,

m 3 = 1 / h 12Э4 = 1 / 0. 034 = 29.41

Рассчитываем ток базы VT4

I Б4 = I к4 / h 21Э4 min = 4 ´ 10-3 / 50 = 8 ´ 10-5 А. (4.18)

Ток последовательно соединенных резисторов R5, R6, R7 берем равным 5 I б4 и определяем суммарное сопротивление делителя

R дел = U н / I дел­ = 15 / (5 ´ 8 ´ 10-5 ) = 37500 Ом. (4.19)

Находим сопротивления резисторов:

R5 = 0.3 R дел = 0.3 ´ 37500 = 11250 Ом;

R6 = 0.1 R дел = 0.1 ´ 37500 = 3750 Ом;

R7 = 0.6 R дел = 0. 6 ´ 37500 = 22500 Ом. (4.20)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор R5 типа МЛТ- 0.125 11 кОм ± 5%, резистор R7 типа МЛТ- 0.125 22кОм ± 5% . Резистор R6 выбираем СП3-44 0.25Вт 3.3кОм.

Рабочее напряжение стабилитрона VD1 определяем из соотношения

UVD1 = 0.1 U вх max = 0.1 ´ 22 = 2.2 В. (4.21)

Выбираем тип стабилитрона и выписываем его основные параметры:

стабилитрон 2С119А;

I VD1 = 5 ´ 10-3 А – средний ток стабилизации;

r VD1 = 15 Ом – дифференциальное сопротивление стабилитрона.

Вычисляем сопротивление резистора R1 , задавши средний ток стабилитрона ( I R1 = I VD1 )

R1 = 0. 9 U вх max / I R1 = 0.9 ´ 22 / 5 ´ 10-3 = 3960 Ом. (4.22)

Мощность, рассеиваемая на резисторе R1 , равняется

R1 = 0.9U вх max ´ I R1 = 0.9 ´ 22 ´ 5 ´ 10-3 = 99 ´ 10-3 Вт (4.23)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0.125 3.9 кОм ± 5%.

Определяем начальные данные для выбора транзистора VT1 . Рассчитываем ток коллектора транзистора VT1

I к1 = I к4 + I б2 = 4 ´ 10-3 + 12 ´ 10-5 =412 ´ 10-5 (4.24)

Находим напряжение коллектор-эмиттер VT1

U к 1max = U вх max UR2 + U к 4max UVD2 = 4. 1 В, (4.25)

где UR2 = UVD1 — Uбэ1 – падение напряжения на резисторе R2.

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистор a VT1

Р1 = U к 1max ´ I к1 = 4.1 ´ 412 ´ 10-5 = 16 ´ 10-3 Вт. (4.26)

По полученным значениям U к1 max , I к1 , Р1 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:

Марка транзистора

КТ313Б

Тип транзистора

РNP

Допустимый ток коллектора, I к доп

350 мА

Доп. напряжение коллектор-эмиттер, U к доп

30 В

Рассеиваемая мощность коллектора, P пред

0.30 Вт

Минимальный коэф. передачи тока базы, h 21Э1 min

50

Рассчитываем сопротивление резистора R2

R2 = UR2 / I К1 = 1.5 / 412 ´ 10-5 = 364 Ом, (4.27)

Р R2 = UR2 ´ I К1 = 1.5 ´ 412 ´ 10-5 = 618 ´ 10-5 Вт. (4.28)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0.125 360 Ом ± 5%.

Рассчитываем основные параметры составного транзистора:

входное сопротивление транзистора

h11 Э ск = h11 Э2 + h11 Э3 h21 Э2 min = 36. 36 + 33 ´ 60 =2016 Ом; (4.29)

коэффициент передачи напряжения транзистора

m ск = m 2 m 3 / ( m 2 + m 3 ) = 45.4 ´ 4.2 / (45.4 + 4.2)=3.84 ; (4.30)

выходное сопротивление транзистора

r ск = m ск h11 Э ск / h21 Э2 min h21 Э3 min = 0.1723 Ом. (4.31)

Рассчитываем входное сопротивление источника стабильного тока

RTD­ = R1 ´ R2 / r VD1 = 3900 ´ 360 / 15 = 57024 Ом. (4.32)

Рассчитываем параметры усилителя обратной связи:

сопротивление нагрузки усилителя

R К = h11 Э ск RTD / (h11 Э ск + RTD ) = 1947. 49 Ом; (4.33)

коэффициент усиления напряжения усилителя

К u = 0.7 h21 Э 4min R К / (h11 Э 4 + h21 Э 4min r VD2 ) = 71.13 . (4.34)

Рассчитываем коэффициент стабилизации рассчитанного стабилизатора напряжения, а также величину пульсаций на выходе

Кст = m ск К u U н / U вх = 3.845 ´ 71.13 ´ 15 / 22 = 186.4, (4.35)

D U вих = D U вх / m ск К u = 4 / 3.845 ´ 71.13 = 12 ´ 10-4 , (4. 36)

Рассчитываем коэффициент пульсаций

Кп = D U вих ´ 100 / U вх = 12 ´ 10-4 ´ 100 / 15 = 8 ´ 10-3 %. (4.37)

Выходное сопротивление компенсационного стабилизатора будет

R вых = r ск / m ск К u = 0.17 / 3.845 ´ 71.13 = 63 ´ 10-5 Ом. (4.38)

Проверяем соответствие рассчитанных параметров заданным условиям:

Кст = 186.4 > Кст.зад = 100;

Кп = 8 ´ 10-3 % < Кп.зад = 10 ´ 10-3 %.

Найденные параметры удовлетворяют заданным условиям.

4.3 Расчет схемы защиты компенсационного стабилизатора от перегрузки.

Устройства защиты стабилизаторов напряжения от перегрузок можно разделить на встроенные, воздействующие на регулирующий элемент стабилизатора, и автономные, содержащие отдельный ключевой элемент. Обычно к стабилизаторам с защитой от короткого замыкания выходной цепи предъявляется требование автоматического возврата в рабочий режим после устранения перегрузки.

Разрабатываем схему защиты компенсационного стабилизатора напряжения от перегрузки (рис 4.1).

Рис. 4.1

Схема защиты компенсационного стабилизатора от перегрузки реализована на элементах VT5 и R8 .

Для расчета принимаем ток срабатывания защиты равный 110% от I н .

I н max = 1.1 I н = 1.1 ´ 5 = 5.5 А.

Рассчитываем сопротивление R8 в соответствии с методикой изложенной в [3] :

R8 = U бе5 / I н max = 0.7 / 5.5 = 0.127 Ом. (4.39)

Рассчитываем мощность проволочного резистора

Р R8 = U бе5 ´ I н max = 0.7 ´ 5.5 = 3.85 Вт. (4.40)

Выбираем транзистор VT5 из условия I к 5 = I б3 ;

U к5 max =U бэ3 + R8 ´ I н max = 0.7 + 0.127 ´ 5.5 =1.4 B; (4.41)

P 5 = U к5 max ´ I б3 = 1. 4 ´ 6.7 ´ 10-3 = 9.38 ´ 10-3 Вт. (4.42)

По полученным значениям U к 5 max , I к 5 , Р 5 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:

Марка транзистора

КТ315А

Тип транзистора

NPN

Допустимый ток коллектора, I к доп

100 мА

Доп. напряжение коллектор-эмиттер, U к доп

20 В

Рассеиваемая мощность коллектора, P пред

0.15 Вт

Минимальный коэф. передачи тока базы, h 21Э5 min

20.

4.3 Разработка схемы компенсационного стабилизатора напряжения на базе ИМС.

Разработка схемы компенсационного стабилизатора напряжения на базе ИМС сводится к выбору стандартной серийно выпускаемой ИМС и расчета (если необходимо) навесных элементов.
Таблица 4.1
Марка ИМС
Максимальное выходное напряжение, В
Максимальное входное напряжение, В
Минимальное входное напряжение, В
Максимальный выходной ток, А
Максимальная рассеиваемая мощность, Вт
Предельно допустимая температура, °С
Нестабильность по току, %
К142ЕН1А
12
20
9
0.
15
0.8
0.5
К142ЕН1Б
12
20
9
0.15
0.8
0.2
К142ЕН1В
12
20
9
0.15
0.8
2
К142ЕН2А
30
40
20
0.15
0.8
0.5
К142ЕН2Б
30
40
20
0.15
0.8
0.2
К142ЕН2Б
30
40
20
0.15
0.8
2
К403ЕН1А
5
2
10
1
К403ЕН1Б
5
2
10
5
К403ЕН2А
6
2
10
1
К403ЕН2Б
6
2
10
5
К403ЕН3А
9
2
10
1
К403ЕН3Б
9
2
10
5
К403ЕН4А
12
2
10
1
К403ЕН5А
15
1.
5
8.5
1
К403ЕН5Б
15
1.5
8.5
5
К403ЕН7А
27
1
6
1
SD1083
12
40
7.5
50
170
0.7
SD1084
15
40
5
25
170
0.7
SD1085
20
40
3
15
170
0.7
LAS1520
20
40
1.
5
6
150
0.6

В качестве интегрального стабилизатора напряжения выбираем ИМС серии SD 1084 . Составляем схему стабилизатора (рис. 4.2).


Рис. 4.2

Выбираем навесные элементы в соответствии и с методикой изложенной в [4] .

Рабочее напряжение стабилитрона VD1 определяем из соотношения

UVD1 = 0 .9 U вых = 0. 9 ´ 15 = 13 . 5 В. (4.43)

Выбираем тип стабилитрона и выписываем его основные параметры:

стабилитрон 2С515А;

I VD1 = 45 ´ 10-3 А – средний ток стабилизации;

r VD1 = 25 Ом – дифференциальное сопротивление стабилитрона.

Рассчитываем сопротивление резистора R1

R1 = 0. 9Uвых / I VD1 = 0.9 ´ 15 / 45 ´ 10-3 = 300 Ом. (4.44)

Р R1 = 0.9Uвых ´ I VD1 = 0.9 ´ 15 ´ 45 ´ 10-3 = 608 ´ 10-3 Вт. (4.45)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МТ-1,0 300 Ом ± 5%.

Рассчитываем сопротивление делителя R2R3

R23 = UVD1 / ( 3 ´ Iп ) = 13.5 / ( 3 ´ 5 ´ 10-3 ) = 900 Ом, (4.46)

где Iп – ток потерь микросхемы, А (5 ´ 10-3 А).

Рассчитываем сопротивление резисторов R2 и R3:

R2 = 2 ´ R23 / 3 = 2 ´ 900 / 3 = 600 Ом, (4.47)

R3 = R23 / 3 = 900 / 3 = 300 Ом, (4. 48)

Р R2 = ( 3 ´ Iп )2 ´ R2 = 600 ´ 225 ´ 10-6 = 135 ´ 10-3 Вт, (4.49)

Р R3 = ( 3 ´ Iп )2 ´ R3 = 3 00 ´ 225 ´ 10-6 = 67.5 ´ 10-3 Вт. (4.50)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резисторы типа МТ-0,25 600 Ом ±5% и СП5-16Т 300 Ом ±5% соответственно.

Конденсаторы С1 и С2 имеют емкости 100мкФ и 5мкФ соответственно. Более точный расчет емкости конденсаторов и их выбор производится в соответствии с данными про сопряженные со стабилизатором устройства.

5. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ОШИБОК

Качество работы компенсационного стабилизатора напряжения во многом зависит от разброса параметров электронных компонентов, входящих в его состав. Во многом это связано с невозможностью изготовления компонентов с одинаковыми параметрами. Сильное влияние на разброс параметров оказывает колебания температуры окружающей среды и температуры мощности рассеивания этих элементов. С целью уменьшения колебаний параметров от температуры мощности рассеивания для элементов высокой мощности устанавливаются радиаторы.

Для примера влияния разброса параметров элементов на работу компенсационного стабилизатора напряжения приведем расчет основных параметров схемы для критических случаев с помощью ЭВМ (Приложение 6).

Физические явления в компонентах устройств, вызывающие переход в подмножество неисправных состояний, называется дефектами. В зависимости от структуры системы дефект может порождать или не порождать ошибку. Ошибка не всегда следствие дефекта. Одна и та же ошибка может быть следствием разных дефектов [5] .

Приводим расчет работы схемы на отказ.

Таблица 5.1

Элементы схемы.

Кол-во, шт

Интенсивность отказов,

×10-6 1/год

Стабилитроны

2

0.12

Транзисторы

1

0.1

—— // ——

4

0.28

Резисторы

7

0.07

Резистор перм.

1

0.2

Места паек

40

0.04

Всего:

0.81

Рассчитываем наработку на отказ

Т0 = 1 / l = 1 / 0. 81 ´ 10-6 = 123456.79 час, (5.1)

где l — интенсивность отказов.

Рассчитываем вероятность отказов

, (5.2)

. (5.3)

Строим график вероятности отказов.


Рис. 5.1

6. ВЫВОД

Курсовой проект выполнен в соответствии с заданием на проектирование, и полученные результаты удовлетворяют требованиям действующих ГОСТов на радиоаппаратуру. По результатам проверки и анализа работы схемы видно, что данная схема отличается высокой работоспособностью и наработкой на отказ. В данный момент наиболее перспективно использование компенсационных стабилизаторов напряжения на базе ИМС, так как это снижает затраты на монтаж, уменьшает энергоемкость стабилизатора, уменьшает его габаритные размеры, что сказывается на стоимости устройства.

В данной схеме возможно установить элементы индикации о состоянии регулирующего элемента, о перегрузке компенсационного стабилизатора, о наличии питающего напряжения. Кроме вышеперечисленного возможно установить в схеме тепловую защиту регулирующего элемента.

При выборе элементной базы производился сравнительный анализ отечественного и импортного ассортимента радиоэлементов. Анализ проводился по качественным, технологическим и экономическим показателям. В большинстве случаев предпочтение было отдано в пользу отечественных компонентов.

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. — К: Вища школа, 1983. — 240с.

2. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Аналоговая и цифровая электроника» для студентов специальности 7.091.002. / Составитель И.П.Пашкин. – Житомир: ЖИТИ, 1998,- 35с.

3. Терещук З.М., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. – К: Наукова думка, 1989. – 820с.

4. Овсянников Н. ИМС серии К403. «РАДИО» №12, 1992г. стр.61.

5. Электронные промышленные устройства. / Ю.М. Гусин, В. И. Васильев, и др. – М.: Высш. шк., 1988. – 303с.

6. Перельман Б.Л. Полупроводниковые приборы. Справочник. – М: СОЛОН, МИКРОТЕХ, 1996. – 176с.

3. Расчет компенсационного стабилизатора напряжения первого канала. Проектирование источника вторичного электропитания

Похожие главы из других работ:

Конструкция монитора «Philips 150B»

3.1 Расчет стабилизатора напряжения

Схема стабилизатора представлена на рисунке 3.1 Рисунок 3.1 — Схема стабилизатора 1 Параметры диодного моста KBP205G. Iпр,срmax мА — 10,при Т, С — 25, f кГц — 5 Предельные значения параметров режима при Т = 35С Uобр, и, max ,В — 600 Iпрг,А — 60, при tu(tпрг),мс) — 25 Fmax, rUw — 1…

Проектирование вторичного источника питания

3.1 Расчет стабилизатора напряжения

Исходными данными для расчета стабилизатора являются UВЫХ, ток нагрузки IН, пределы регулировки выходного напряжения UВЫХmin и UВЫХmax , допустимые отклонения входного напряжения в сторону повышения и понижения аВХ. max и аВХ.min…

Проектирование источника вторичного электропитания

4. Расчет выпрямителя первого и второго канала

Проектирование источника вторичного электропитания

4.1 Выпрямитель первого канала

Выпрямитель первого канала выполняем по мостовой схеме с LC-фильтром. Расчет производим по выражениям, приведенным в [2]. Значение выходного напряжения выпрямителя Ud=9 B. Ток нагрузки Id=20 А. Обратное напряжение вентилей . (4…

Проектирование источника питания с бестрансформаторным входом

3. Расчёт стабилизатора напряжения

Рисунок 3 — Принципиальная схема стабилизатора напряжения Номиналы резисторов и образуют внешний делитель напряжения, входящий в измерительный элемент стабилизатора. Значения сопротивлений резисторов связаны выражением:…

Проектирование однофазного стабилизированного источника питания

2.1 Расчет стабилизатора первого канала, выбор микросхемы

В последние годы широкое распространение получили микросхемы — интегральные стабилизаторы напряжения. Источники питания на их основе отличаются малым числом дополнительных деталей…

Проектирование однофазного стабилизированного источника питания

2.2 Расчет стабилизатора второго канала, выбор стабилитрона и транзистора

Расчетная схема стабилизатора с усилителем тока на транзисторе представлена на рис. 4. а) б) Рис. 4…

Проектирование цифрового измерителя емкости и индуктивности

1.5 Электрический расчет стабилизатора напряжения

Исходные данные: ­ выходное напряжение U = 5 В; ­ ток нагрузки Iн = 15 мА; ­ частота сети f = 50 Гц; Требуется определить: ­ тип стабилизатора напряжения; ­ номиналы емкостей С9 и С10. По данному выходному напряжению…

Процесс моделирования работы коммутационного узла

7.1 Выбор схемы и расчет стабилизатора напряжения

Определяем требуемую нагрузку питания. Она состоит из: Источника тока для ПСН: питание ОУ: где — мощность потребляемая ОУ; — напряжение питания ОУ. ..

Расчет трехканального источника питания

2.1 Расчет стабилизатора первого канала, выбор микросхемы

В последние годы широкое распространение получили микросхемы — интегральные стабилизаторы напряжения. Источники питания на их основе отличаются малым числом дополнительных деталей, невысокой стоимостью и хорошими характеристиками…

Расчет трехканального источника питания

2.2 Расчет стабилизатора второго канала, выбор стабилитрона и транзистора

Расчетная схема стабилизатора с усилителем тока на транзисторе представлена на рис. 3. Рис. 3…

Расчет управляемого выпрямителя и СИФУ

2.4 Расчет стабилизатора напряжения, выпрямителей

Рисунок 2.3 — Стабилизатор напряжения…

Расчёт однофазного мостового управляемого выпрямителя и системы импульсно фазового управления

2.4 Расчет стабилизатора напряжения, выпрямителей

Рисунок 2.3 — Стабилизатор напряжения. ..

Расчёт параметров выпрямителя

4. Расчет параметрического стабилизатора напряжения

В табл. 4.1 приведены исходные данные, а в табл. 4.2 — параметры стабилитрона. Таблица 4.1 Расчетные данные Uст, В kСТ Iн, мА 120 1,6 25 Таблица 4.2 Параметры стабилитрона Тип стабилитрона Uст, В Iстмин, мА Iстмакс, мА rст, Ом б PCTmax…

Усилитель низкой частоты

2.5.1 Расчёт стабилизатора напряжения

Напряжение на выходе стабилизатора равно напряжению питания: UВЫХ СТ =EПИТ = 34В Так как рекомендованные для двухполярного питания микросхемы LM317 (для положительного напряжения) и LM337 (для отрицательного напряжения) мы не можем использовать…

Реферат: Стабилизатор напряжения

Содержание


Введение

4

1. Обзор литературы по теме

5

2. Выбор описание электрической схемы устройства

14

3. Расчёт элементов схемы

16

4. Методика испытания устройства

19

Заключение

20

Список литературы

21



Приложения. Комплект документов на устройство (эскизный проект)


ВВЕДЕНИЕ

В промышленной сети напряжение не постоянно в течение суток: в зависимости от потребления энергии промышленными предприятиями, электрическим транспортом и расхода в наших квартирах напряжение в сети то возрастает, то убывает. Следо­вательно, при питании аппаратуры от этой сети будет изменяться напряжение и на обмотках трансформатора, а значит, и на вы­ходах выпрямителя и фильтра. Если колебания напряжения сети составляют ±10%, то в таких же пределах изменяется и величина выпрямленного напряжения. При изменении питающего напря­жения нарушается режим работы электронных приборов (тран­зисторов, электронных ламп), что приводит к ухудшению пара­метров всего устройства. Например, в радиоприемнике при из­менении режима работы транзисторов могут возникнуть сильные искажения звука, хрипы, гудение. Такие же явления наблюдаются в нем при питании от химических источников тока, напряжение которых по мере разрядки уменьшается. Чтобы этого не проис­ходило, напряжение питания электронных устройств часто ста­билизируют. Здесь возможны два способа: стабилизация пере­менного напряжения на входе силового трансформатора или ста­билизация выпрямленного напряжения. В первом случае приме­няют специальные феррорезонансные стабилизаторы. Их недос­татками являются большие габариты и вес. Чаще прибегают к стабилизации выпрямленного напряжения, осуществляемой с по­мощью электронных стабилизаторов.

1. Обзор литературы по теме

Простейшим стабилизатором напряжения является стабилизатор на крем­ниевом стабилитроне. Для нормальной работы такого стабилизатора необходи­мо, чтобы ток IСТ, протекающий через стабилитрон, не был мень­ше, чем IСТ.МИН, и больше, чем IСТ.МАКС. При изме­нении тока, протекающего через стабилитрон в этих пределах, на нем и на подключенной параллельно ему нагрузке RH напряжение, называемое напряжением стабилизации UСТ стабилитрона, будет оставаться постоянным. Однако для стабилитронов одного и того же типа это напряжение будет неодинаковым. Поэтому в спра­вочниках приводятся обычно минимальная и максимальная гра­ницы значений напряжения или указывается номинальное нап­ряжение стабилизации UCT и его допустимый разброс ΔUCT.

177

— о

R1

/Ь-СТ

Рис. 7.22.

Если напряжение UВХ, поступающее на вход стабилизатора (рис. 1.1, а), в процессе работы может изменяться от некоторого наименьшего значения UBX. МИН до наибольшего UBX.МАКС, то при неизменном напряжении на стабилитроне все изменения вход­ного напряжения должны гаситься на резисторе R1. Поэтому ре­зистор R1 называют гасящим, или балластным. Чтобы при этом изменения тока, протекающего через стабилитрон, не выходили за пределы, ограниченные значениями IСТ.МИН и IСТ.МАКС с, нужно правильно рассчитать сопротивление этого резистора.

Отношение относительного изменения напряжения на входе стабилизатора
(ΔUВХ/UВХ) к относительному изменению напря­жения на его выходе (ΔUВыХ/UВыХ) называют коэффициентом стабилизации (КСТ).

Следовательно,


Стабилизатор на кремниевом стабилитроне имеет еще одно свойство. Дело в том, что стабилитрон обладает очень малым соп­ротивлением переменному (пульсирующему) току, называемым дифференциальным сопротивлением — rд.ст. Чем круче характеристика в области пробоя, тем меньше дифферен­циальное сопротивление стабилитрона. Для большинства мало­мощных стабилитронов
rд.ст=5…15 Ом. Вместе с резистором R1 дифференциальное сопротивление стабилитрона образует дели­тель (рис. 1.1,б), между плечами которого распределяются как постоянная составляющая выпрямленного напряжения, так и его пульсации. Если амплитуду пульсаций на входе стабилизатора обозначить через UП.ВХ, а на выходе — через UП.ВХ, то в соответ­ствии с рис. 1.1, б получим


Так как rд.ст«R1, то rд.ст/(R1+ rд.ст)«1 и оказывается, что UП.ВЫХ«UП.ВХ.

Снижение пульсаций в выходном напряжении свидетельству­ет об уменьшении коэффициента пульсаций. Таким образом, простейший стабилизатор помимо стабилизации выходного нап­ряжения осуществляет сглаживание пульсаций в выходном нап­ряжении.

Важным параметром стабилизатора является его выходное сопротивление (RВЫХ), которое определяется как отношение изменения выходного напряжения стабилизатора к изменению тока нагрузки (ΔIH) при неизменном входном напряжении:

Для простейшего стабилизатора RВЫХ= rд. ст.

Рассмотренный стабилизатор напряжения на кремниевом ста­билитроне имеет простое устройство, малое количество деталей и с успехом может применяться тогда, когда ток нагрузки не превышает среднего значения тока, протекающего через стабилитрон и находящегося в пределах между IСТ.МИН и IСТ.МАКС. При использовании стабилитронов типа Д808…Д814 ток нагрузки не должен превышать 20…30 мА. При больших токах нагрузки не­обходимы более мощные стабилитроны. Недостатком простей­шего стабилизатора на кремниевом стабилитроне является потеря части напряжения на ограничительном резисторе R1, что приво­дит к снижению КПД стабилизатора. Кроме того, у этого стаби­лизатора сравнительно небольшой коэффициент стабилизации и значительное выходное сопротивление. Поэтому во всех случаях, когда требуется получить стабилизированное напряжение на наг­рузке при большом токе, протекающем через нее, применяют транзисторные стабилизаторы напряжения. В качестве такового без существенного увеличения числа элементов и усложнения схемы используют транзисторный фильтр со своеобразной сле­дящей системой, которая в зависимости от изменения напряже­ния на входе фильтра или на его выходе за счет изменения тока нагрузки изменяет сопротивление транзистора таким образом, что напряжение на выходе этого фильтра — стабилизатора оста­ется неизменным.

Схема транзисторного стабилизатора напряжения изображе­на на рис. 1.2, а. В нее входит рассмотренный уже стабилизатор на кремниевом стабилитроне VD с ограничительным резистором R1. Нагрузкой стабилизатора служит базовая цепь транзистора VT, в эммитерную цепь которого включена основная нагрузка Rн.

Эмиттерный и коллекторный токи транзистора в десятки раз превышают ток базы, причем Iэ«Iк. Поэтому при токах базы, равных единицам миллиампер, в коллекторной и эмиттерной це­пях протекают токи, измеряемые десятками и сотнями миллиам­пер (мА).

Рассмотрим работу транзисторного стабилизатора. Из рис. 1.2, а видно, что напряжение на нагрузке (UH) отличается от напряжения на стабилитроне (UСТ) на напряжение, падающее на эмиттерном переходе UЭБ транзистора VT2, т. е.
UH=UCT-UЭБ. Если напряжение на входе стабилизатора увеличится, оно сразу передастся и на его выход, что приведет к увеличению тока, протекающего через нагрузку IH, и напряжения UH. Поскольку напряжение на стабилитроне практически не изменяется, воз­растание напряжения на нагрузке вызовет уменьшение напря­жения UЭБ, тока базы транзистора VT и увеличение сопротивле­ния перехода коллектор—эмиттер. Вследствие увеличения соп­ротивления перехода коллектор—эмиттер на этом переходе будет большее падение напряжения, что повлечет за собой уменьшение напряжения на нагрузке. При уменьшении входного напряжения, наоборот, напряжение UЭБ повысится, что повлечет за собой уве­личение тока базы, уменьшение сопротивления перехода коллек­тор—эмиттер и напряжения на этом переходе.

Таким образом, в рассматриваемом стабилизаторе напряже­ния транзистор VT совместно с сопротивлением нагрузки RH об­разует делитель входного напряжения, причем сопротивление транзистора изменяется так, что компенсируются всякие изме­нения входного напряжения. Такой стабилизатор называют ком­пенсационным, а транзистор VT с изменяющимся сопротивлени­ем коллекторного перехода — регулирующим.

Выходное сопротивление этого стабилизатора составляет несколько ом, а коэффициент стабилизации примерно такой же, как у простейшего стабили­затора, выполненного на резис­торе R1 и стабилитроне VD. Но так как ток нагрузки через огра­ничительный резистор не про­текает, а сопротивление пос­тоянному току перехода коллек­тор — эмиттер транзистора VT мало, стабилизатор напряжения на транзисторе обладает более высоким КПД по сравнению со стабилизатором на кремниевом стабилитроне. Если вместо VT использовать составной транзис­тор, состоящий из маломощного транзистора VT1 и транзистора большой мощности VT2 (рис. 1.2, б), то можно осуществить эф­фективную стабилизацию напряжения при токах, протекающих через нагрузку, измеряемых амперами.

При таком включении VT1 и VT2 в качестве тока базы мощного транзистора VT2 используется ток эмиттера маломощного (или сред­ней мощности) транзистора VT1, а током нагрузки стабилитрона VD является ток базы VT1, который в десятки раз меньше тока базы VT2.

Важной особенностью транзисторных стабилизаторов напряже­ния является еще следующее. Напряжение на нагрузке UH отличает­ся от напряжения стабилизации кремниевого стабилитрона UCT на напряжение, падающее на переходе эмиттер—база UЭБ транзистора VT (рис. 1.2, а), т. е. UH=UCT-UЭБ. Для германиевых транзисто­ров напряжение UЭБ составляет всего 0,2…0,5 В, а для кремниевых — не более 1 В. Поэтому если вместо стабилитрона VD взять стабилит­рон с другим напряжением стабилизации, то изменится и напряже­ние на нагрузке. Это позволяет создавать регулируемые стабилиза­торы напряжения. Одна из схем такого стабилизатора дана на рис. 1.2, в. В ней кроме ограничительного резистора R1 использует­ся дополнительный переменный резистор RУСТ, подключаемый па­раллельно стабилитрону VD. Напряжение на нагрузке UH вместе с напряжением на переходе эмиттер—база UЭБ транзистора VT равно напряжению UУСТ, снимаемому с переменного резистора RУСТ, т. е. UH+UЭБ=UУСT, откуда следует: UH=UУСТ-UЭБ.

При перемещении движка переменного резистора RУСТ будет изменяться снимаемое с него напряжение и, следовательно, напря­жение на нагрузке UH. Таким способом можно регулировать нап­ряжение на нагрузке от нуля до значения, равного напряжению стабилизации стабилитрона VD (точнее, до значения UCT-UЭБ).


Если ток базы регулирующего транзистора VT1 велик, в ста­билизатор вводят дополнительный усилитель постоянного тока. Одна из схем такого стабилизатора приведена на рис. 1.3. Напряжение, подаваемое с движка потенциометра R3 на базу тран­зистора VT2, на котором выполнен дополнительный усилитель постоянного тока, называется напряжением обратной связи (UOC). Из рисунка видно, что UOC=U+ UЭБ. Ток, протекающий через потенциометр R3, не должен превышать 10…15 мА. Сопротивле­ние резистора R1 обычно составляет несколько килоом.

Коэффициент стабилизации стабилизатора около 100, а выходное сопротивление составляет десятые доли ома.

Расчет компенсационного стабилизатора напряжения начина­ют с выбора регулирующего транзистора VT1. Максимально до­пустимое его напряжение UКЭ.МАКС должно превышать наиболь­шее напряжение на входе стабилизатора (UВХ.МАКС), а максималь­но допустимый ток коллектора IK.МАКС — быть больше предель­ного значения тока нагрузки.

Максимальная мощность, рассеиваемая транзистором VT1, оп­ределяется по формуле:

Значение этой мощности должно составлять не более 75% от максимально допустимой мощности РК.МАКС” приводимой в спра­вочнике. Если это условие невыполнимо, необходимо выбрать другой транзистор — с большим значением РК.МАКС.

Определив по справочнику для выбранного транзистора VT1 минимальное значение статического коэффициента передачи тока базы h21E, рассчитывают максимальный ток базы, соответ­ствующий максимальному току нагрузки:

Поскольку ток IБ макс транзистора VT1 является током нагруз­ки простейшего стабилизатора, состоящего из резистора R1 и стабилитрона VD, то по его значению находят сопротивление ре­зистора R1 по условию:

(Uвх. макс-Uст.мин)/Iст.мах≤R1≤(Uвх.мин-Uст.мин)/ (Iст.мин-IБ.макс)

Сопротивление резистора R2 можно определить по формуле:

R2= Uвых/Iн*(0,05…0,1).

Для нормальной работы стабилизатора требуется, чтобы напря­жение на переходе коллектор—эмиттер транзистора VT1 было не менее 1 В, если транзистор VT1 германиевый, и не менее 3 В — если кремниевый.

Cложность построения рассмотренных стабилизаторов возрастает с увеличением требований к параметрам выходного напряжения.

Задача конструирования высококачественных стабилизаторов напряжения значительно упрощается, если ис­пользовать интегральные стабилизаторы. Эти стабилизаторы от­личаются малыми размерами и в то же время позволяют получить стабильные параметры выходного напряжения, малочувствитель­ные к изменениям температуры, влажности и другим внешним воздействиям.

Примером интегрального стабилизатора напряжения, по­лучившего широкое распространение в радиолюбительской прак­тике, является микросхема серии 142, имеющая множество разновидностей. ИМС этой серии позволяют получать фиксированное выходное напряжение, имеют защиту от перегрузок по току, вы­пускаются в металлополимерных корпусах, могут работать при температурах от -45 до +100°С и весят всего 2,5 г. У них всего три вывода—вход, выход и общий. Корпус микросхемы соединен с металлической пластинкой, в которой имеется от­верстие для крепления на терморассеивающем радиаторе. Несмотря на наличие всего трех выводов, в миниатюрном кристалле этих микросхем выполнено более 17 биполярных транзис­торов, 3 диода, два из которых являются стабилитронами, 19 ре­зисторов и 1 конденсатор.

2. Описание электрической схемы выбранного устройства

В результате анализа технического задания было выяснено, что получить требуемые параметры, используя типовые схемы стабилизаторов не возможно, вследствие сложности проектирования: большое количество каскадов (больше 10) и большое количество элементов обвязки. Расчет такого стабилизатора также будет затруднен необходимостью подбора радиоэлементов по параметрам и согласование каскадов. Оптимальным решением в данном случае будет применение интегрального стабилизатора напряжения. Такие стабилизаторы содержат большое количество транзисторов (больше 10) , подобранных по параметрам, каскады включения согласованы. Не маловажным фактором является и то, что основные каскады стабилизации содержаться в одном корпусе. Это обеспечивает термостабильность (работу стабилизатора при температурах -40С до +100С).

На рис. 2.1 приведена типовая схема включения стабилизатора с обвязкой, необходимой для работы микросхемы.

На приведенной схеме стабилизатора напряжения резисторы R1, R2 и конденсатор C1 составляют обвязку микросхемы, их номиналы содержатся в справочнике по параметрах стабилизаторов.

Резистор R3 — это резистор защиты стабилизатора от перегрузки выходным током.

Пара резисторов R4, R5 задают порог срабатывания тепловой защиты стабилизатора.

Конденсатор C2 позволяет снизить уровень пульсаций и помех при большом входном напряжении.

Конденсатор С3 – для уменьшения броска тока при подключении нагрузки и снижения пульсаций выходного напряжения.

3. Расчёт элементов схемы

Из рассмотренных в справочниках микросхем выбираем интегральный стабилизатор напряжения зарубежного производства LM317T, параметры которого приведены в табл.3.1.

Табл. 3.1

Параметры микросхемы LM317T

Выходное стабилизированное напряжение UВЫХСТ, В

12…30

Максимальный ток нагрузки стабилизатора IНАГРMAX, А

1.5

Максимальное входное напряжение стабилизатора UВХMAX, В

40

Минимальное входное напряжение стабилизатора UВХMIN, В

20

Минимальная разность напряжений на входе и выходе стабилизатора

(UВХ-UВыХ)MIN, В

4

Ток потребления микросхемы IПОТР, мА

4

Коэффициент стабилизации КСТ

50

КнI, %

0,5

Температурный коэффициент изменения выходного напряжения ТКUВЫХ, %/К

0,5

Как уже говорилось в предыдущем разделе резисторы R1, R2 и конденсатор C1 составляют обвязку микросхемы, их номиналы были получены из справочника по интегральным стабилизаторам:

R1=1. 2 кОм

R2=2 кОм

C1=0.1 мкФ

Резистор R3 — это резистор защиты стабилизатора от перегрузки выходным током. Сопротивление этого резистора определяется по формуле (3.1).

R3=(1.25-0.5*IПОТР-0,023(UВХ— UВЫХ))/IПОТР (3.1)

Подставив необходимые значения в формулу получаем значение сопротивления R3=199 Ом, по которому из ряда Е24, номинальных значений сопротивлений выбираем R3=200 Ом 2%.

Пара резисторов R4, R5 задают порог срабатывания тепловой защиты стабилизатора. Для отключения интегрального стабилизатора на третьей его ножке должно падать 1/3 выходного максимального напряжения, тогда R4/R5=3. Рассчитаем сопротивления так, чтобы рассеиваемая ими мощность не
превышала 0.125 Вт:

R4=(2/3*UВЫХMAX)/PРАСС (3.2)

R5=(1/3*UВЫХMAX)/PРАСС (3.3)

Подставив необходимые значения в формулы (3.2) и (3.3) получили значения R4=160 Ом, R5=80 Ом. Из ряда Е24, номинальных значений сопротивлений выбираем R5=82 Ом 2%, R4=160 Ом 2%.

Конденсатор C2 позволяет снизить уровень пульсаций и помех при большом входном напряжении. В справочнике интегральных стабилизаторов напряжения советуют ставить конденсатор емкостью 10 мкФ и более. Следовательно С2=16 мкФ.

Конденсатор С3 – для уменьшения броска тока при подключении нагрузки и снижения пульсаций выходного напряжения. Вследствие сказанного конденсатор должен иметь достаточно большую емкость (сотни микрофарад) и должен выдерживать напряжение в раза 1.5-3 больше чем максимальное выходное стабилизированное напряжение на выходе интегрального стабилизатора.

Выбираем С3=470 мкФ 5% -50 В.

Мощности резисторов схемы рассчитываются по следующей формуле:

PR=URIR=UR*UR/R(3.4)

По схеме видно, что мощности всех сопротивлений не будут превышать 0.125 Вт.

В результате проведенных расчетов, получили следующие номинальные значения элементов:

R1 — МЛТ-0.125- 1.2 кОм 5%;

R2 — МЛТ-0.125- 2 кОм 5%;

R3 — МЛТ-0.125- 200 Ом 2%;

R4 — МЛТ-0.125- 160 Ом 2%;

R5 — МЛТ-0.125- 82 Ом 2%;

C1 – К10-7B- 0.1 мкФ ±5%;

C2 – TESLA-16 мкФ ±5%;

C3 – TESLA-50 мкФ ±5%;

DA1 –LM337T;

4. Методика испытания устройства

Методика испытаний данного устройства состоит в замере напряжений на входе и выходе стабилизатора напряжения. Измерения будем проводить при помощи осциллографа, подключенного соответствующими каналами ко входу и выходу стабилизатора напряжения. Для получения входного напряжения для стабилизатора используем понижающий трансформатор (как наиболее простое и распространенное решение), со вторичной обмотки которого снимаем переменное напряжение, которое выпрямляем при помощи диодного моста (двухполупериодного) и подаем на вход рассчитанного стабилизатора, U=20 В. К выходу стабилизатора подключаем нагрузку, рассчитанную по формуле (4.1), Rнагрузки=10 Ом.

Rнагрузки=Uвых/ Iвых (4.1)

Схема испытаний приведена в приложении.

Заключение

В данной курсовой работе была рассмотрена методика разработки электронных устройств на стабилизатора напряжения на интегральной микросхеме, рассмотрены основные условия стабилизации напряжения и методы их реализации. Согласно техническому заданию была выбрана и рассчитана схема стабилизатора напряжения.

В результате проделанной работы была создана следующая документация:

— пояснительная записка;

— схема электрическая принципиальная и перечень элементов стабилизатора напряжения;

— чертёж печатной платы и компоновочный эскиз;

— схема испытаний устройства.

Данный стабилизатор может применяться в составе постоянных источников питания радиоаппаратуры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борисов В.Г. Кружок радиотехнического конструирования: Пособие для руководителей кружков. — М.: Просвещение, 1986.

2. Забродин Ю.С. Промышленная электроника.

3. Терещук Р.М., Терещук К.М. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: справочник радиолюбителя. — Киев: Наукова думка, 1988.

4. Полупроводниковые приборы: транзисторы, справочник под ред. Горюнова Н.Н. М.: Энергоатомиздат, 1983.


3:1

35


2:1

0

5

10

15

20

25

30

35





РЭА компенсационные, собранные на транзисторах

Электроника РЭА компенсационные, собранные на транзисторах

просмотров — 262

Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания

Дополнительный материал к лекции 20 для самостоятельной работы

Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания

РЭА компенсационные, собранные на транзисторах

Стабилизаторы постоянного напряжения вторичного электропитания

План ( логика ) изложения материала

Лекция 20

Экспресс — проверка знаний пройденного материала :

1 Нарисуйте схему с высокоомным транзисторным двухполюсником.

2 Нарисуйте схему двухкаскадного параметрического стабилизатора.

3 Нарисуйте схему мостового стабилизатора напряжения.

4 Нарисуйте схему температурной стабилизации и схема однокаскадного

параметрического стабилизатора напряжения

5 Нарисуйте схему стабилизированного источника опорного напряжения с

отрицательной обратной связью на транзисторах.

6 Нарисуйте схему стабилизированного источника опорного напряжения с

отрицательной обратной связью на операционном усилителœе.

7 Напишите ключевые слова к теме лекции 19.

После изучения лекции 20 студент должен знать :принцип работы компенсационного стабилизатора напряжения и его характеристики.

Уметь: пояснить работу компенсационного стабилизатора напряжения, а также расчет и выбор элементов схемы компенсационного стабилизатора напряжения.

РЭА компенсационные, собранные на микросхемах

Для получения более высокого коэффициента стабилизации напряжения вторичного источника электропитания РЭА (50…1000) и выше, для плавного регулирования выходного напряжения применяются компенсационные стабилизаторы напряжения.

Структурные схемы компенсационных стабилизаторов непрерывного действия постоянного напряжения бывают последовательного и параллельного типов (Рисунок 2.45). Основными функциональными узлами в таких стабилизаторах являются :

— источник опорного (эталонного) напряжения (ИОН) ;

— сравнивающий и усилительный узел (СУУ) ;

— регулирующий узел ( РУ ).

В стабилизаторах последовательного типа (рисунок 2.45,а) регулирующий узел включен последовательно с источником входного напряжения и нагрузкой. В случае если по каким-либо причинам напряжение на выходе отклонилось от своего номинального значения, то разность эталонного и выходного напряжений изменяется, усиливается и воздействует на регулирующий элемент. При этом

сопротивление регулирующего элемента автоматически меняется и напряжение

входное распределяется между РУ и Rн таким образом, чтобы компенсировать происшедшие изменения напряжения на нагрузке.

а) б)

а — последовательного типа ;

б — параллельного типа

Рисунок 2.45 — Структурные схемы компенсационных стабилизаторов

В схеме параллельного стабилизатора компенсационного типа (рисунок 2.45,б) при отключении напряжения на выходе от номинального выделяется сигнал, равный разности эталонного и выходного напряжений, усиливается элементами СУУ и воздействует на регулирующий узел РУ, включенный параллельно нагрузке. Ток регулирующего узла Iр изменяется. По этой причине на балластном сопротивлении Rб, включенном последовательно с Rн, изменяется падение напряжения, а напряжение на выходе Uвых= Uвх— I·Rб остается стабильным.

Различие приведенных схем состоит в следующем. В последовательных стабилизаторах напряжения на регулирующем элементе возрастает при увеличении напряжения на нагрузке, а ток приблизительно равен току нагрузки. В параллельных стабилизаторах напряжение на регулирующем элементе не зависит от входного напряжения, а ток находится в прямой зависимости от напряжения на нагрузки.

Стабилизаторы параллельного типа имеют невысокий КПД и применяется сравнительно редко. Важно заметить, что для стабилизации повышенных напряжений и токов, а также при переменных нагрузках обычно применяются стабилизаторы напряжения последовательного типа. Их недостатком является то, что при коротком замыкании на выходе к регулирующему элементу будет приложено всœе входное напряжение. Это обстоятельство крайне важно учитывать при эксплуатации стабилизатора.

Простейшая схема однокаскадного стабилизатора последовательного типа без усилительного элемента приведена на рисунке 2.36. Здесь опорным

элементом, на котором создается эталонное напряжение, является стабилитрон

VD, а роль сравнивающего и регулирующего элемента выполняет транзистор VT.

Выходное напряжение представляет собой разность между опорным напряжением и напряжением Uэб ( Uвых= Uст— Uэб). В нормальном режиме, когда отсутствует дестабилизация, режим работы регулирующего транзистора выбирают так, чтобы он был не полностью открыт напряжением смещения эмиттер-база ( режим класса А), ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ обычно составляет величину порядка (0,1…0,3) В. Выходное напряжение при этом практически равно опорному напряжению (Uвых≈Uст). Предположим, что по каким-то причинам напряжение на выходе стабилизатора уменьшилось. Напряжение на стабилитроне, включенном между положительным полюсом источника напряжения и базой регулирующего транзистора, при этом практически не измениться. Учитывая, что регулирующий транзистора фактически включен по схеме эмиттерного повторителя, уменьшение напряжения на сопротивлении нагрузки можно рассматривать как увеличение положительного потенциала эмиттера по отношению базы. По этой причинœе сопротивление транзистора уменьшиться и падение напряжения на сопротивлении нагрузки восстановиться до первоначального ( номинального ) значения. Аналогично работает схема и при повышении выходного напряжения.

Рисунок 2.46- Однокаскадный компенсационный стабилизатор

напряжения

Схема эмиттерного повторителя (рисунок 2.46) по сравнению по схемам с общим эмиттером или базой имеет в точках подключения потребителя минимальное сопротивление. Это выходное сопротивление при токах в несколько десятков миллиампер может составлять 3..5 Ом, при токах в несколько ампер rвых.стб. составляет десятые – сотые доли Ома.

Применив каскад усиления в схеме стабилизатора, можно значительно увеличить Кст и уменьшить rвых.стб. (рисунок 2.47).

а – схема компенсационного стабилизатор

напряжения ;

б – вольт — амперная характеристика транзисторов

VT3 и VT1.

Рисунок 2.47- Принципиальная схема компенсационного стабилизатора

напряжения с последовательным включением

регулирующего транзистора и с токостабилизирующим

транзистором

Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения на рисунке 2.47,а состоит из следующих элементов. В измерительный узел включаются следующие элементы : резисторный делитель R4,R5 и R6 и источник опорного напряжения VD2 и резистор R3. В сравнительный и усилительный узел включаются следующие элементы: транзистор VT3 и нагрузочный токостабилизирующий двухполюсник VT2 , стабилитрон VD1 и резистор R1 и R2. В регулирующий узел включается следующий элемент – транзистор VT1.

Принцип действия схемы заключается в следующем. При изменении входного напряжения, относительно номинального значения, к примеру увеличивается входное напряжение. Это приводит к тому, что в первоначальный момент увеличивается выходное напряжение на нагрузке Rн , на резисторном делителœе R4,R5 и R6 и напряжение Ur. Увеличение напряжения Ur приводит к увеличению отрицательного потенциала на транзисторе VT3 по отношению к потенциалу его эмиттера, который определяется опорным напряжением Uст.

В случае если рассмотреть выходную вольт- амперную характеристику транзистора VT3, режим работы транзистора VT3 класс А, то рабочая точка транзистора будет перемещаться в верх по нагрузочной характеристики. Следовательно транзистор

VT3 больше будет открываться, при этом увеличивается коллекторный тока Iк3 на величину dIк3.

Так как ток коллектора Iк2 транзистора VT2, равный сумме токов Iк3+Iб1 — величина постоянная, то при увеличении тока Iк3 приводит к уменьшению тока базы регулирующего транзистора VT1. Уменьшения тока Iб1, приводит к перемещению рабочей точки, на нагрузочной характеристики, в низ на ней.. Это приводит к закрытию транзистора и к увеличению сопротивления перехода rкэ, при этом увеличивается падение напряжения на транзисторном переходе регулирующего коллектор- эмиттер транзистора VT1.

Вывод. В случае если схема правильно отрегулирована, то на какую величину возрастает напряжение на входе, на такую величину возрастает напряжение на коллектор-эмиттерном переходе регулирующего транзистора VT1 и напряжение на выходе будет поддерживаться постоянной по величинœе.

Коэффициент стабилизации схемы определяется по формуле

Кст(U)= КU VT3·γ·(Uвых/Uвх) , ( 2.55 )

где КU VT3 — коэффициент усиления усилителя постоянного тока на транзисторе

VT3;

γ=Ur/Uвых – число, показывающее, во сколько раз напряжение Ur меньше

Uвых.

Выходное сопротивление стабилизатора с учетом внутреннего сопротивления Rн источника напряжения на выходе

Rвых= (Rн +rэ)/γ· К U VT3 . ( 2.56 )

Из предыдущих формул (2.55 ) видно, что коэффициент стабилизации схемы тем больше, а выходное сопротивление тем меньше, чем больше коэффициент усиления усилителя К U VT3.

Величина усиления, транзистора VT3 К U VT3 приближенно можно найти по формуле

К UVT3 ≈ β VT3 · (Rвых2/Rвх3), ( 2.57 )

где β VT3 — коэффициент усиления по току транзистора VT3;

Rвх3— входное сопротивление транзистора VT3;

Rвых2— выходное сопротивление токостабилизирующего двухполюсника.

Следовательно, для того чтобы повысить коэффициент стабилизации нужно применять токостабилизирующие двухполюсники а также крайне важно выбирать транзистор усилительного каскада с высоким коэффициентом усиления β VT3.

Стабилизаторы. Компенсационные. | Старый радиолюбитель

В прошлой статье я рассказал о принципе действия параметрических стабилизаторов. С одной стороны — они просты, с другой — обладают рядом недостатков. В этой статье я расскажу о более сложных но и более совершенных стабилизаторах компенсационного типа.

Параметрические стабилизаторы примитивны — они тупо стараются поддерживать на нагрузке напряжение, задаваемое стабилитрон. Причем стабилизатор не знает, действительно ли это напряжение таково. Ведь никаких обратных связей нет.

Компенсационные стабилизаторы выполняются с отрицательной обратной связью и представляют собой замкнутые системы автоматического регулирования или системы управления по отклонению. Давайте посмотрим на блок-схему такого стабилизатора.

Рис. 1. Блок-схема компенсационного стабилизатора напряжения.

Рис. 1. Блок-схема компенсационного стабилизатора напряжения.

На схеме стразу видна обратная связь с выхода стабилизатора на регулирующий элемент. Т.е., в отличии от параметрического, компенсационный стабилизатор знает, что за напряжение у него на выходе.

В стабилизаторах компенсационного типа напряжение на выходе стабилизатора( Uвых) (или его части, снимаемой со следящего делителя (СД) непрерывно сравнивается с опорным напряжением, которое вырабатывает источник опорного напряжения (ИОН) (происходит измерение величины отклонения Uвых). При отклонении Uвых от номинального значения появляется сигнал рассогласования, воздействующих через усилитель постоянного тока (УПТ) на регулирующий элемент (РЭ). Под воздействием усиленного в Ку раз сигнала рассогласования (где Ку – коэффициент усиления УПТ) регулирующий элемент изменяет свое сопротивление постоянному току, в результате чего падение напряжения на нем изменяется таким образом, что отклонение выходного напряжения компенсируется.

Ну а теперь — к конкретной схеме.

Рис. 2. Схема компенсационного стабилизатора напряжения.

Рис. 2. Схема компенсационного стабилизатора напряжения.

Функции РЭ выполняет транзистор VT1. ИОН образован резиком R1 и стабилитроном VD1 (как видим, это параметрический стабилизатор). Следящий делитель, соответственно, состоит из резисторов R2-R4. На транзисторе VT2 собран усилитель постоянного тока (УПТ). ИОН задает для УПТ образцовое напряжение, которое вводится в цепь эмиттера транзистора VT2. На базу транзистора поступает напряжение с делителя. Если изменяется выходное напряжение, а соответственно, и напряжение на базе транзистора VT2, который сравнивая это напряжение с напряжением на эмиттере, задает РЭ такой режим работы, что сопротивление его перехода изменяется, и напряжение на нагрузке остается постоянным. С помощью переменного резистора R3 можно регулировать выходное напряжение.

Естественно, что чем больше усиление имеет УПТ, тем точнее отслеживается изменения выходного напряжения, тем выше коэффициент стабилизации.

А теперь практические схемы:

Рис. 3. Схема стабилизатора с током 300мА.

Рис. 3. Схема стабилизатора с током 300мА.

При выходном напряжении 9 В стабилизатор способен питать нагрузку током до 300 мА. Причем при изменении тока нагрузки от 20 до 300 мА выходное напряжение изменяется не более чем на 0,2 В. Если же ток превысит максимальный или в цепи нагрузки произойдет короткое замыкание, стабилизатор автоматически отключится.

От сопротивления резистора R2 зависит ток защиты, при котором выключается стабилизатор. Подстроечным резистором R4 устанавливают точнее выходное напряжение. Резистор R1 способствует запуску стабилизатора после устранения короткого замыкания, а также при подключении к источнику питания.

В качестве VT1 подойдет транзистор серий КТ814, КТ816, а VT2 — любой из серии КТ315. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, подстроечный — малогабаритный, например СПЗ-16, СПЗ-27. Стабилитрон VD1 — Д814А (можно заменить на Д808.)

Рис. 4. Схема экономичного стабилизатора.

Рис. 4. Схема экономичного стабилизатора.

При очень хорошей экономичности — потребляемый им ток при отсутствии нагрузки не превышает 25 мкА. Он обеспечивает ток нагрузки до 0.5 A. Коэффициент стабилизации-около 500, выходное сопротивление-0,07 Ом. Отличительная особенность стабилизатора-применение в регулирующем элементе мощного полевого транзистора и работа управляющего элемента в режиме микротоков. С целью повышения экономичности источником образцового напряжения служит обратносмещенный эмиттерный переход транзистора VT3. Высокое входное сопротивление полевого транзистора и большое сопротивление резистора R1 обуславливают большой коэффициент усиления управляющего элемента, а значит и высокий коэффициент стабилизации. Стабилизатор не боится замыкания выходной цепи, потому что в этом случае ток через транзистор VT2, а значит и ток нагрузки будут ограничены начальным током стока полевого транзистора.

В стабилизаторе вместо КП903А можно применить КП903Б, КП903В. Регулирующий транзистор следует установить на теплоотвод. Транзистор КТ3102Б можно заменить на КТ3102В — КТ3102Е, КТ342Б, КТ342В; вместо КТ315А подойдет любой из КТ315Б-КТ315Ж. При токе нагрузки не более 50 mA в регулирующем элементе можно использовать КП305Г. При налаживании подбирают транзистор VT3 с требуемым напряжением стабилизации. Его можно заменить обычным стабилитроном и подобрать резистор R2 из условия обеспечения номинального тока через стабилитрон. Экономичность стабилизатора при этом конечно-же ухудшится.

Рис. 5. Схема стабилизатора с источником тока на полевом транзисторе.

Рис. 5. Схема стабилизатора с источником тока на полевом транзисторе.

Особенностью этого компенсационного стабилизатора является применение в цепи обратной связи полевого транзистора VТ3, который выполняет роль динамической нагрузки для транзистора VТ2. При увеличении тока канала транзистора VТ3 сопротивление канала возрастает, а при уменьшении тока снижается. Вследствие этого коэффициент стабилизации напряжения повышается: при изменении входного напряжения от 11 до 19 В выходное напряжение изменяется в районе плюс-минус 60 мВ. Номинальное значение выходного напряжения при использовании стабилитрона типа Д814Б равно 9 В. Номинальный ток нагрузки стабилизатора — 0,1А . Регулирующий элемент-транзистор VТ1 смонтирован на радиаторе в виде алюминиевой пластины размером 35х40 мм; его статический коэффициент передачи тока около 50. VT1 — КТ604БМ, КТ815; VT2 — КТ361; VT3 — КП303 Д-Е.

Рис. 6. Схема стабилизатора с высоким коэффициентом стабилизации.

Рис. 6. Схема стабилизатора с высоким коэффициентом стабилизации.

Особенностью стабилизатора является то, что его ОУ, включенный в цепь обратной связи, питается не от отдельного источника, а непосредственно с выхода стабилизатора. Коэффициент стабилизации устройства — около 1000, выходное сопротивление не превышает 0,01 Ом, КПД — 45%. Номинальный ток нагрузки не менее 0,2 А. https://bestschemes.ru/стабилизатор-напряжения-на-оу/

А вот схема стабилизатора с коэффициентом стабилизации 70000.

Рис. 7. Схема стабилизатора на полевом транзисторе.

Рис. 7. Схема стабилизатора на полевом транзисторе.

Кроме высокого коэффициента стабилизации этот стабилизатор обладает очень низким выходным сопротивлением — 0,003 Ом. Схема была опубликована в журнале Радио и многократно перепечатывалась. Я нашел ее здесь https://www.qrz.ru/schemes/contribute/power/stabilizator_s_polevym_tranzistorom_9w150ma_kp903551ud1.html

Об интегральных стабилизаторах — в следующей статье.

Всем здоровья и успехов!

Компенсационные стабилизаторы напряжения.

Доброго всем времени суток! Сегодняшний мой пост продолжает рассказ о линейных стабилизаторах напряжения. Расскажу вам о компенсационных стабилизаторах напряжения (или сокращённо КСН).

Компенсационный стабилизатор напряжения, по сути, является устройством, в котором автоматически происходит регулирование выходной величины, то есть он поддерживает напряжение на нагрузке в заданных пределах при изменении входного напряжения и выходного тока. По сравнению с параметрическими компенсационные стабилизаторы отличаются большими выходными токами, меньшими выходными сопротивлениями, большими коэффициентами стабилизации.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Компенсационные стабилизаторы бывают двух типов: параллельными и последовательными. Структурные схемы компенсационных стабилизаторов показаны ниже.

Компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа Компенсационный стабилизатор напряжения параллельного типа

Основными элементами всех компенсационных стабилизаторов напряжения являются регулирующий элемент Р

; источник опорного (эталонного) напряжения
И
; элемент сравнения
ЭС
; усилитель постоянного тока
У
.

Компенсационный стабилизатор последовательного типа

В стабилизаторах последовательного типа регулирующий элемент включён последовательно с источником входного напряжения U0 и нагрузкой RH. Если по некоторым причинам напряжение на выходе U1 отклонилось от своего номинального значения, то разность опорного и выходного напряжений изменяется. Это напряжение усиливается и воздействует на регулирующий элемент. При этом сопротивление регулирующего элемента автоматически меняется и напряжение U0 распределится между Р и RH таким образом, чтобы компенсировать произошедшие изменения напряжения на нагрузке.

Регулирующий элемент в компенсационных стабилизаторах напряжения выполняется, как правило, на транзисторах. Выбирая которые исходят из значений коэффициента передачи тока h31e, напряжения насыщения между коллектором и эмиттером UКЭнас.

Схемы элементов сравнения и усилители постоянного тока очень часто совмещают и выполняются на обычных усилителях, дифференциальных усилителях или операционных усилителях.

Рассмотрим схему компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа.


Схема простого компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа

В этой схеме транзистор VT1 выполняет функции регулирующего элемента, транзистор VT2 является одновременно сравнивающим и усилительным элементом, а стабилитрон VD1 используется в качестве источника опорного напряжения. Напряжение между базой и эмиттером транзистора VT2 равно разности напряжений UОП и UРЕГ. Если по какой-либо причине напряжение на нагрузке возрастает, то увеличивается напряжение UРЕГ, которое приложено в прямом направлении к эмиттерному переходу транзистора VT2. Вследствие этого возрастут эмиттерный и коллекторный токи данного транзистора. Проходя по сопротивлению R1, коллекторный ток транзистора VT2 создаст на нем падение напряжения, которое по своей полярности является обратным для эмиттерного перехода транзистора VT1. Эмиттерный и коллекторные токи этого транзистора уменьшатся, что приведёт к восстановлению номинального напряжения на нагрузке. Точно так же можно проследить изменения токов при уменьшении напряжения на нагрузке.

Ступенчатую регулировку выходного напряжения можно осуществить, используя опорное напряжение, снимаемое с цепочки последовательно включённых стабилитронов. Плавная регулировка обычно производится с помощью делителя напряжения R3, R4, R5, включённого в выходную цепь стабилизатора.

Если пренебречь падением напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT2, то выходное напряжение стабилизатора

где R4’ и R4’’ соответственно верхняя и нижняя по схеме часть резистора R4.

Дополнения к статье

1.

При выборе стабилитронов возможно последовательное их соединение, например два КС156А (по 5,6 вольта) можно соединить последовательно для получения стабилитрона на напряжение стабилизации 11,2 вольта;

2.

Для возможности регулировки выходного напряжения в более широких пределах цепочку источника опорного напряжения R3, VD6 (см. схему) подключают не к выходу, а на вход стабилизатора с применением цепей сглаживания (по аналогии с R1, VD5 и С2). Естественно, необходимо пересчитать резистор R3. Как это делается описано в этой статье и предыдущей статье Простейшие стабилизаторы напряжения. В результате этого, входное напряжение ИОН не зависит от выходного напряжения, поэтому ток стабилизации номинальный и постоянен. Другой вариант расширения диапазона стабилизируемых напряжений — использование в качестве одного резистора Rб – галентного переключателя с несколькими резисторами;

3.

Для повышения нагрузочных свойств стабилизатора, и как следствие повышения надёжности рекомендую вместо двух КТ809А поставить один составной КТ827А без резисторов R4 – R6.

4.

Никогда не брезгуйте рассчитать мощность резисторов, иначе это может Вам выйти кучей сгоревших дорогих элементов;

5.

В приведённой схеме стабилизатора имеется защита по первичной обмотке трансформатора, а во вторичных цепях защита отсутствует. В простейшем случае поставьте на выходе стабилизатора двух-трехватный предохранитель, но лучше сделать более интеллектуальную схему защиты;

6.

В этой статье указаны простейшие правила и условия, соблюдение которых позволит проектировать и собирать действующие стабилизаторы. И тогда у Вас не будет возникать вопросов типа тех, на которых и существует половина интернет-Форумов: Я вместо конденсатора поставил резистор, а он как конденсатор работать не хочет!? Или: Почему резистор, предназначенный в схеме для выполнения одной функции, не выполняет другую функцию?

Расчёт с первого взгляда выглядит нудноватым, но это самый простейший расчёт. Поняв принципы работы и расчёта транзисторных каскадов, Вы сможете конструировать и рассчитывать более сложные схемы.

Улучшение параметров стабилизатора

Схему простого компенсационного стабилизатора напряжения можно улучшить, заменив резистор R1, который осуществляет питание транзистора VT2, на схему стабилизатора тока. Такой способ питания позволяет существенно повысить стабильность работы усилителя постоянного тока.

В тех случаях, когда требуется высокая температурная стабильность Компенсационного стабилизатора напряжения и малый временной дрейф (особенно при низких выходных напряжениях), применяют схемы дифференциальных усилителей. Для повышения качества выходного напряжения в усилителях постоянного тока стабилизатора применяются операционные усилители, которые обладают большим коэффициентом усиления и малым температурным уходом. Питание операционного усилителя может осуществляться непосредственно от выходного напряжения стабилизатора.

Схема стабилизатора тока. Подключение выводов: 1 – к коллектору VT1, вывод 2 – к коллектору VT. Схема дифференциального усилителя. Подключение выводов: 1 – к эмиттеру VT1, 2 – к базе VT1, 3 – к катоду стабилитрона VD1, 4 – к аноду стабилитрона VD1, 5 – к делителю напряжения.

Схемы 3-фазных нагрузок через 1-фазные стабилизаторы

Устройства, применяемые в быту, расходуют меньше энергии, чем промышленные образцы. Поэтому для нормальных свойств сети можно использовать три равных по характеристикам стабилизатора напряжения, которые соответствуют нагрузке для 1-фазной линии.

Если они применяют разделение нуля, то для их монтажа подходит такая схема:

По этой схеме для наглядности шина провода защиты РЕ не указана, а соединение стабилизаторов к ней выполнено упрощенно.

Рабочий нулевой провод после защит, находящихся в распредщитке дома, разделяется на клеммы вывода каждого стабилизатора. Его шина создается путем параллельного соединения клемм выхода всех трех устройств. Нули ко всем нагрузкам подходят жилами проводов от этой шины.

Клемма фазы, которая входит в каждый стабилизатор, подключается к своим клеммам защитного устройства, выходная клемма с группой автоматов, подающих питание на потребители.

Если объединить рабочие отходящие и входящие нули, то это делает схему проще. Но у отдельных моделей такой способ нарушает некоторые алгоритмы управления при возникновении аварии. Поэтому изготовители осуществляют такое разделение.

На схеме изображено подключение аналогичных стабилизаторов к 3-фазным нагрузкам.

Все схемы показаны для ознакомления с принципом действия стабилизаторов напряжения. Поэтому на схеме не изображаются устройства коммутации, распредкоробки и другие устройства.

Подключение стабилизатора к сети


Watch this video on YouTube

Расчёт последовательного стабилизатора

Пример расчёта простого компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа

Начальные условия: входное напряжение U0 = 24 В, нестабильность входного напряжения ΔU0 = ± 2 В, максимальный ток нагрузки IНmax = 1,5 А, коэффициент стабилизации КСТ ≥ 103. Предусмотреть плавную регулировку выходного напряжения в пределах от UНmin = 12 В до UНmax = 16 В.

1. Определим максимальное напряжение коллектор – эмиттер регулирующего транзистора VT1:

2. Определим максимальную мощность, рассеиваемую на транзисторе VT1:

3. По данным расчёта выбираем транзистор VT1, который удовлетворяет условиям:

Этим условиям удовлетворяет транзистор типа П216В с параметрами: UCEmax = 35 В, IC max = 7,5 А, PC max = 24 Вт, h31e = 30.

4. Для создания опорного напряжения UОП выберем стабилитрон типа Д814А с параметрами UСТ = 8 В, IСТ = 20 мА, rDIF = 6 Ом.

5. Определим максимальное напряжение коллектор – эмиттер усилительного транзистора VT2:

6. Исходя из условия UCE2max < UCE max выбираем в качестве усилительного элемента транзистор типа П416 с h31e = 90 … 250.

7. Полагая, что IK2 ≈ IЕ2 = 10 мА < IC max, найдём сопротивление резистора R2:

8. Учитывая, что IR1 = IC(VT2) + IB(VT1), IB(VT1) = IHmax / (1 + h31e(VT1)) = 1,5/(1 + 30) ≈ 48 mA, определим сопротивление R1:

9. Определим сопротивления резисторов R3, R4, R5. Условимся считать, что если движок потенциометра R4 стоит в крайнем верхнем положении, то выходное напряжение стабилизатора имеет заданное по условию минимальное значение UНmin. В крайнем нижнем положении движка выходное напряжение максимально. Тогда можно записать уравнения

Полагая

получим

Алгоритм самостоятельной сборки аппарата

Для самостоятельного изготовления целесообразно использовать схему симистора – эффективного прибора. Он выравнивает номинал подаваемого тока при напряжении от 130 до 270 В. Сделать прибор можно на основе печатной платы из фольгированного текстолита. Сборка устройства осуществляется так:

  1. Подготовка магнитопровода и нескольких кабелей.
  2. Создание обмотки из провода диаметром 0,064 мм – понадобится 8669 витков.
  3. Остальные проводники диаметром 0,185 мм нужны для оставшихся обмоток. Количество витков каждой – 522.
  4. Последовательное соединение трансформаторов на 12 В.
  5. Организация 7-ми отводов. Первые 3 изготавливаются из провода диаметром 3 мм, другие – из шин с сечением 18 мм2. Так самодельный аппарат не будет нагреваться.
  6. Установка контроллерной микросхемы на платиновый теплоотвод.
  7. Монтаж симисторов и светодиодов.

Для устройства понадобится прочный корпус, прикрепленный к жесткому каркасу. Самый простой вариант – полимерные или алюминиевые пластины.

Компенсационный стабилизатор параллельного типа

В схеме параллельного стабилизатора при отклонении напряжения на выходе от номинального выделяется сигнал рассогласования, равный разности опорного и выходного напряжений. Далее он усиливается и воздействуя на регулирующий элемент, включённый параллельно нагрузке. Ток регулирующего элемента IP изменяется, на сопротивлении резистора R1 изменяется падение напряжения, а на напряжение на выходе U1 = U0 – IBXR1 = const остаётся стабильным.

Типовая схема компенсационного стабилизатора напряжения параллельного типа приведена ниже. В качестве гасящего устройства в этих стабилизаторах применяются резисторы (R1 на схеме) или при высоких требованиях с стабильности выходного напряжения стабилизатора применяется стабилизатор тока описанный выше, имеющий большое внутреннее сопротивление.


Схема простого компенсационного стабилизатора напряжения параллельного типа

В основном расчёт элементов компенсационного стабилизатора параллельного типа производится аналогично стабилизатору последовательного типа.

Стабилизаторы параллельного типа имеют невысокий КПД и применяются сравнительно редко, в случае стабилизации повышенных напряжений и токов, а также при переменных нагрузках в отличие от стабилизаторов последовательного типа. Их недостатком является то, что при возможном резком увеличении тока нагрузки (например, при коротком замыкании на выходе) к регулирующему элементу будет прикладываться повышенное напряжение, величина которого может превысить допустимое значение. Это обстоятельство необходимо учитывать при эксплуатации стабилизатора.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Особенности приборов с тремя выводами

Стабилизаторы для переменного напряжения отличаются небольшими габаритами, выпускаются в пластиковом или металлическом корпусе. Они оснащаются каналами для входа, заземления и вывода. Конденсаторы прибора для уменьшения пульсаций запаиваются с двух сторон.

Напряжение на выходе составляет около 5 В, на входе – около 10 В, мощность рассеивания – 15 Вт.

Трехвыводные модификации позволяют получить вольтаж нестандартного номинала, необходимое для запитки макетов, маломощных АКБ, при починке или модернизации аппаратуры.

Подключение стабилизатора к 380 В

Если рассматривать конструкцию агрегата, то трехфазный стабилизатор выполнен в виде трех однофазных устройств, где каждое отвечает за стабилизацию однофазного напряжения. Прежде чем приступать к монтажным работам, необходимо внимательно ознакомиться с прилагаемой инструкцией и строго следовать всем ее пунктам.

Отталкиваясь от способа подключения, трехфазные стабилизаторы бывают двух видов. Первый тип оборудования характеризуется тремя модулями на три клеммы, к которым и подключаются провода. К клеммам подключаются вход и выход «фазы» и нулевой кабель (ввод, три модуля и цепь питания). Каждый отдельный модуль соединяется с однофазной сетью.

Агрегат второго типа тоже имеет три однофазных стабилизатора, где у каждого по 4 клеммы для подключения проводов. Помимо входа и выхода «фазы» к ним также подключается вход и выход «нуля». Это позволяет нулевому проводу ввода питания работать отдельно от нулевого провода стабилизированной электросети.

К трехфазной сети можно подключить три однофазных агрегата или один трехфазный. Каждый вариант имеет свои преимущества.

У первого это:

  • Для каждой фазы появляется возможность подобрать оборудование индивидуальной мощности;
  • Отталкиваясь от условий эксплуатации, для каждой фазы подбирается определенный вид агрегата;
  • Три однофазных прибора выйдут несколько дешевле, по сравнению с одним трехфазным;
  • Однофазные модели легче транспортировать;
  • Если потребуется сервисное обслуживание, то отключается только тот прибор из трех, который требует вмешательства.

Преимущество подключения трехфазного агрегата в аналогичную сеть:

Без проблем подключается потребитель на три фазы. При этом имеются определенные недостатки, которые следует брать во внимание: Стабилизаторы данного вида только электромеханические, а это может стать проблемой при частых скачках напряжения; Сложности транспортировки. Обуславливается не только весом и габаритами, но и тем, что перевозить их допускается только в вертикальном положении; Нельзя распределять мощность по фазам в зависимости от потребителя.

Компенсационный регулятор напряжения с использованием операционного усилителя. Расчет стабилизатора на операционном усилителе. Стабилизаторы напряжения и тока на ИМС

Основным недостатком линейных регуляторов средней и большой мощности является их низкий КПД. Причем, чем меньше выходное напряжение блока питания, тем меньше становится его КПД. Это связано с тем, что в режиме стабилизации силовой транзистор источника питания обычно включается последовательно с нагрузкой, и для нормальной работы такого стабилизатора на нагрузку должно воздействовать напряжение коллектор-эмиттер (11кэ). регулирующий транзистор не менее 3 … 5 В. При токах более 1 А это приводит к значительным потерям мощности из-за выделения тепловой энергии, рассеиваемой в силовом транзисторе. Что приводит к необходимости увеличения площади радиатора или использования вентилятора для принудительного охлаждения.

Таким же недостатком обладают интегральные линейные стабилизаторы напряжения

на микросхемах из серии 142ЕН (5…14), получившие широкое распространение из-за дешевизны. В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии «LOW DROP» (SD, DV, LT1083/1084/1085).Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до 1…1,3 В) и обеспечивать стабилизированное напряжение на выходе в диапазоне 1,25…30 В при токе нагрузки 7,5/5/. 3 А соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 5 А.

При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при входном-выходном напряжении не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения тока в нагрузке допустимого значения и тепловую защиту от перегрева дела.

Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения «0,05%/В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1%/В. Типовая схема включения таких стабилизаторов напряжения показана на Рис. 4.1.

Конденсаторы С2…С4 должны располагаться вплотную к микросхеме и лучше, если они будут танталовыми. Емкость конденсатора С1 выбирается из условия 2000 мкФ на 1 А тока. Микросхемы выпускаются в трех вариантах исполнения корпуса, показанных на рис.4.2. Тип кузова определяется последними буквами в обозначении. Более подробная информация по этим микросхемам имеется в справочной литературе, например, J119.

Применение таких стабилизаторов напряжения экономически целесообразно при токе нагрузки более 1 А, а также при недостатке места в конструкции. Дискретные элементы также можно использовать в качестве экономичного источника питания. Представленная на рис. 4.3 схема рассчитана на выходное напряжение 5 В и ток нагрузки до 1 А.Он обеспечивает нормальную работу при минимальном напряжении на силовом транзисторе (0,7…1,3 В). Это достигается за счет использования в качестве регулятора мощности транзистора (VT2) с низким напряжением в открытом состоянии. Это позволяет схеме стабилизатора работать при более низких входных-выходных напряжениях.

Схема имеет защиту (триггерного типа) при превышении тока в нагрузке допустимого значения, а также превышении напряжения на входе стабилизатора 10,8 В.

Блок защиты выполнен на транзисторе VT1 и тиристоре VS1.При срабатывании тиристора он отключает питание микросхемы DA1 (вывод 7 замыкается на общий провод). При этом транзистор VT3, а значит и VT2 закроется и на выходе будет нулевое напряжение. Чтобы вернуть схему в исходное состояние после устранения причины, вызвавшей перегрузку, можно только выключить, а затем включить блок питания.

Конденсатор СЗ обычно не требуется — его задача облегчить запуск схемы в момент включения.

Для возврата схемы в исходное состояние после устранения причины, вызвавшей перегрузку, можно только выключить, а затем включить блок питания. Конденсатор СЗ обычно не требуется — его задача облегчить запуск схемы в момент включения. Топология печатной платы для монтажа элементов показана на рис. 4.4 (содержит одну объемную перемычку). Транзистор VT2 установлен на радиаторе.

При изготовлении использовались следующие детали: резистор подстроечный R8 типа СПЗ-19а, остальные резисторы любого типа; конденсаторы С1 — К50-29В на 16 В, С2… С5 — К10-17, С5 — К52-1 на 6,3 В. Схему можно дополнить светодиодным индикатором срабатывания защиты (HL1). Для этого потребуется установить дополнительные элементы: диод VD3 и резистор R10, как показано на рис. 4.5.

Литература: И.П. Шелестов — Для радиолюбителей полезные схемы, кн.3.

Стабильность напряжения питания является обязательным условием корректной работы многих электронных устройств. Для стабилизации постоянного напряжения на нагрузке устанавливают стабилизаторы постоянного напряжения при колебаниях сетевого напряжения и изменении тока, потребляемого нагрузкой, между выпрямителем с фильтром и нагрузкой (потребителем).

Выходное напряжение стабилизатора зависит как от входного напряжения стабилизатора, так и от тока нагрузки (выходного тока):

Найдем полный дифференциал изменения напряжения при изменении и:

Разделим правую и слева на, а также умножить и разделить первый член справа на, а второй член на.

Вводя обозначения и переходя к конечным приращениям, имеем

Здесь – коэффициент стабилизации, равный отношению приращений входного и выходного напряжения в относительных единицах;

Внутреннее (выходное) сопротивление стабилизатора.

Стабилизаторы подразделяются на параметрические и компенсационные.

Параметрический стабилизатор основан на использовании элемента с нелинейной характеристикой, например полупроводникового стабилитрона (см. п. 1.3). Напряжение на стабилитроне на участке обратимого электрического пробоя практически постоянно при значительном изменении обратного тока через прибор.

Схема параметрического стабилизатора показана на рис. 5.10, а.

Рис.5.10. Параметрический стабилизатор (а), его эквивалентная схема для ступеней (б) и внешняя характеристика выпрямителя со стабилизатором (кривая 2) и без стабилизатора (кривая) (в)

Входное напряжение стабилизатора должно быть больше напряжения стабилизации стабилитрона. Для ограничения тока через стабилитрон установлен балластный резистор. Выходное напряжение снимается со стабилитрона. Часть входного напряжения теряется на резисторе, остальное подается на нагрузку:

Учтем что, получаем

Наибольший ток через стабилитрон протекает на

Наименьший ток через стабилитрон диод течет на

При выполнении условий токи стабилитрона ограничивают секцию стабилизации, напряжение на нагрузке стабильно и равно.От .

При увеличении ток увеличивается, падение напряжения увеличивается на. С увеличением сопротивления нагрузки ток нагрузки уменьшается, ток через стабилитрон увеличивается на эту же величину, падения напряжения на нагрузке и на нагрузке остаются неизменными.

Чтобы найти, построим эквивалентную схему стабилизатора на рис. 5.10, а для приращений. Нелинейный элемент работает в секции стабилизации, где его устойчивость к переменному гуку является параметром устройства.Схема замещения стабилизатора показана на рис. … Из схемы замещения получаем

Учитывая, что в стабилизаторе имеем

Для нахождения, так же как и при расчете параметров усилителей (см. п. 2.3), воспользуемся теоремой об эквивалентном генераторе и положим, тогда сопротивление на выходе стабилизатора

Выражения (5.16), (5.17) показывают, что параметры стабилизатора определяются параметрами используемого полупроводникового стабилитрона (или другого устройства).Обычно для параметрических стабилизаторов не более 20-40, и лежит в диапазоне от нескольких Ом до нескольких сотен Ом.

В некоторых случаях таких показателей оказывается недостаточно, тогда применяют компенсационные стабилизаторы. На рис. 5.11 показана одна из простейших схем компенсационного стабилизатора, в которой нагрузка подключена к источнику входного напряжения через регулирующий нелинейный элемент — транзистор V. На базу транзистора через ОУ подается сигнал ОС. На вход ОУ поступают напряжения с высокоомного резистивного делителя и опорное (опорное) напряжение.

Рис. 5.11. Простейшая схема компенсационного стабилизатора на ОУ

Рассмотрим работу стабилизатора. Предположим, что напряжение увеличилось с последующим увеличением, Разность между базовым и эмиттерным напряжениями приложена к управляющему эмиттерному переходу транзистора V. В рассматриваемом нами режиме ток транзистора V уменьшается, а напряжение uv снижается почти до исходного значения. Аналогично будет отрабатываться изменение ув с увеличением или уменьшением: изменится, появится соответствующий знак, изменится ток транзистора.очень высокий, так как в процессе работы режим работы стабилитрона практически не меняется и ток через него стабилен.

Компенсационные регуляторы напряжения выпускаются в виде ИС, которые включают в себя регулирующий нелинейный элемент, V-транзистор, операционный усилитель и схемы, подключающие нагрузку к его входу.

На рис. 5.10, в показана внешняя характеристика источника питания со стабилизатором, его рабочий участок ограничен значениями тока

В связи с этим часть напряжения, подаваемого на выход стабилизатора, «остается» на транзисторе, а остальная часть поступает на выход стабилизатора.Если увеличить напряжение на базе составного транзистора, то он откроется и падение напряжения на нем уменьшится, а соответственно увеличится напряжение на выходе стабилизатора. Наоборот. В обоих случаях напряжение на выходе стабилизатора будет близко к уровню напряжения на базе составного транзистора.


Поддержание значения напряжения на выходе стабилизатора на заданном уровне осуществляется за счет того, что часть выходного напряжения (напряжение отрицательной обратной связи) с делителя напряжения R10, R11, R12 поступает на операционный усилитель DA1 (усилитель напряжения с отрицательной обратной связью).Выходное напряжение операционного усилителя в этой схеме будет стремиться к такому значению, при котором разность напряжений на его входах была бы равна нулю.

Это происходит следующим образом. Напряжение обратной связи с резистора R11 поступает на вход 4 операционного усилителя. На входе 5 стабилитрон VD6 поддерживает постоянное значение напряжения (опорное напряжение). Разность напряжений на входах усиливается операционным усилителем и через резистор R3 подается на базу составного транзистора, падение напряжения на котором определяет величину выходного напряжения стабилизатора.Часть входного напряжения с резистора R11 подается обратно на операционный усилитель. Таким образом, сравнение напряжения обратной связи с образцовым и влияние выходного напряжения операционного усилителя на выходное напряжение стабилизатора происходит непрерывно.

Если напряжение на выходе стабилизатора увеличивается, то увеличивается и напряжение обратной связи, подаваемое на вход 4 операционного усилителя, которое становится больше опорного.

Разность этих напряжений усиливается операционным усилителем, выходное напряжение которого уменьшается и закрывает составной транзистор.В результате увеличивается падение напряжения на нем, что вызывает уменьшение выходного напряжения стабилизатора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение обратной связи не станет практически равным опорному напряжению (их разница зависит от типа используемого операционного усилителя и может составлять 5…200 мВ).

При уменьшении выходного напряжения стабилизатора происходит обратный процесс. По мере уменьшения напряжения обратной связи, становясь меньше опорного, разность этих напряжений на выходе усилителя напряжения обратной связи увеличивается и открывает составной транзистор, обеспечивая тем самым увеличение выходного напряжения стабилизатора.

Значение выходного напряжения зависит от достаточно большого количества факторов (ток, потребляемый нагрузкой, колебания напряжения первичной сети, колебания температуры окружающей среды и т.д.). Поэтому описанные процессы в стабилизаторе происходят непрерывно, т. е. выходное напряжение постоянно колеблется с очень малыми отклонениями от заданного значения.

Источником опорного напряжения, подаваемого на вход 5 операционного усилителя DA1, является стабилитрон VD6.Для повышения стабильности опорного напряжения на него подается напряжение питания от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD5.

Для защиты стабилизатора от перегрузок используются оптопара ВУ1, датчик тока (резистор R8) и транзистор VT3. Использование оптопары (светодиода и фототиристора, имеющих оптическую связь и смонтированных в одном корпусе) в блоке защиты повышает надежность его работы.

С увеличением тока, потребляемого нагрузкой от стабилизатора, увеличивается падение напряжения на резисторе R8, а следовательно, и напряжение, поступающее на базу транзистора VT3.При определенном значении этого напряжения ток коллектора транзистора VT3 достигает значения, необходимого для зажигания светодиода оптопары VU1.

Излучение светодиода включает тиристор оптопары, и напряжение на базе составного транзистора снижается до 1…1,5В, так как он оказывается подключенным к общей шине через малое сопротивление включил тиристор. В результате составной транзистор закрывается, а напряжение и ток на выходе стабилизатора снижаются практически до нуля.Падение напряжения на резисторе R8 уменьшается, транзистор VT3 закрывается и оптопара перестает светиться, но тиристор остается включенным до тех пор, пока напряжение на его аноде (относительно катода) не станет меньше 1 В. Это произойдет только при изменении входного напряжения выключен стабилизатор или замкнуты контакты кнопки SB1.

Кратко о назначении остальных элементов схемы. Резистор R1, конденсатор С2 и стабилитрон VD5 образуют параметрический стабилизатор, используемый для стабилизации напряжения питания операционного усилителя и предварительной стабилизации напряжения питания источника опорного напряжения R5, VD2.Резистор R2 обеспечивает начальное напряжение на базе составного транзистора, повышая надежность запуска стабилизатора. Конденсатор С3 предотвращает возбуждение стабилизатора на низкой частоте. Резистор R3 ограничивает выходной ток операционного усилителя в случае короткого замыкания на его выходе (например, при включении тиристора оптопары).

Цепь R4, C2 предотвращает возбуждение операционного усилителя и выбирается в соответствии с рекомендациями, приведенными в справочной литературе для конкретного типа операционного усилителя.

Стабилитрон

VD7 и резистор R7 образуют параметрический стабилизатор, служащий для поддержания напряжения питания блока защиты на постоянном уровне при изменении выходного напряжения стабилизатора.

Резистор R6 ограничивает ток коллектора транзистора VT3 на уровне, необходимом для нормальной работы светодиода оптопары. В качестве резистора R6 используется резистор типа С5-5 или самодельный из провода высокого сопротивления (например, спираль от утюга или электроплиты).

Конденсатор С1 снижает уровень пульсаций входного, а С5 — выходного напряжения стабилизатора. Конденсатор С6 блокирует выходную цепь стабилизатора по высокочастотным гармоникам. Нормальный тепловой режим транзистора VT2 при больших токах нагрузки обеспечивается установкой его на радиатор площадью не менее 100 см.

Стабилизатор обеспечивает плавную регулировку выходного напряжения в пределах 4,5…12 В при выходном токе до 1 А при уровне пульсаций выходного напряжения не более 15 мВ.Защита от перегрузки срабатывает, когда выходной ток превышает 1,1 А.

Теперь о замене элементов. Операционный усилитель К553УД1 можно заменить на К140УД2, К140УД9, К553УД2. Транзистор VT1 может быть типа КТ603, КТ608, а VT2 — КТ805, КТ806, КТ908 и т. д. с любыми буквенными индексами. Оптопара — указанного типа с любым буквенным индексом.

Напряжение переменного тока подается на выпрямитель стабилизатора от любого понижающего трансформатора, обеспечивающего выходное напряжение не менее 12 В при силе тока 1 А.В качестве такого трансформатора можно использовать выходные трансформаторы ТВК-110 ЛМ и ТВК-110 Л1.

Стабилизатор на специализированной микросхеме

Вышеперечисленные трансформаторы можно использовать совместно со стабилизатором напряжения, схема которого представлена ​​на рисунке. Он собран на специализированной интегральной микросхеме К142ЕН1. Представляет собой стабилизатор постоянного напряжения с последовательным включением регулирующего элемента.


Достаточно высокие характеристики, встроенная схема защиты от перегрузок, питание от внешнего датчика тока, и схема включения/выключения стабилизатора от сигнала внешнего источника позволяют изготовить на его основе стабилизированный источник питания, обеспечивающий выходные напряжения в диапазоне 3 … 12 В.

Сама схемотехника интегрального стабилизатора напряжения не может обеспечить ток нагрузки более 150 мА, чего явно недостаточно для работы некоторых устройств. Поэтому для увеличения нагрузочной способности стабилизатора к его выходу подключен усилитель мощности на составном транзисторе VT1, VT2. Благодаря этому выходной ток стабилизатора может достигать 1,5 А в указанном диапазоне выходных напряжений.

Напряжение обратной связи, подаваемое на выход интегральной схемы DA1, которая в этой схеме выполняет роль усилителя отрицательной обратной связи с внутренним источником опорного напряжения, снимается с резистора R5.Резистор R3 служит датчиком тока для блока максимальной токовой защиты. Резисторы R1, R2 обеспечивают режим работы транзистора VT2 и транзистора внутренней защиты интегральной микросхемы DA1. Конденсатор С2 устраняет высокочастотное самовозбуждение интегральной схемы.

Резистор R3 проволочный, аналогичный описанному ранее. В качестве транзистора VT1 можно использовать транзисторы типа КТ603, КТ608, а VT2 — КТ805, КТ809 и др. с любыми буквенными индексами.

Итак, схема простейшего компенсационного стабилизатора напряжения представлена ​​на рисунке справа.

Легенда:

  1. I R — ток через балластный резистор (R 0)
  2. I ст — ток через стабилитрон
  3. I н — ток нагрузки
  4. I вх — входной ток операционного усилителя
  5. I д — ток через резистор R 2
  6. U вх — входное напряжение
  7. U вых — выходное напряжение (падение напряжения на нагрузке)
  8. U ст — падение напряжения на стабилитроне
  9. U д — напряжение, снимаемое с резистивного делителя (R 1, R 2)
  10. U ОУ — выходное напряжение операционного усилителя
  11. U бэ — падение напряжения на p-n переходе транзистора база-эмиттер

Почему такой стабилизатор называется компенсационным и в чем его преимущества? По сути, такой регулятор представляет собой систему управления с отрицательной обратной связью по напряжению, но для тех, кто не знает, что это такое, начнем издалека.

Помните, операционный усилитель усиливает разность напряжений между его входами. Напряжение на неинвертирующем входе равно напряжению стабилизации стабилитрона (Uст). На инвертирующий вход подаем часть выходного напряжения, снимаемого с делителя (U д), то есть там имеем выходное напряжение, деленное на определенный коэффициент, определяемый резисторами R 1 , R 2 . Разница между этими напряжения (U ст -U д) — сигнал ошибки, он показывает, насколько напряжение с делителя отличается от напряжения на стабилитроне (обозначим эту разницу буквой Е).

Далее выходное напряжение ОУ оказывается равным E*K oy, где K oy — коэффициент усиления операционного усилителя с разомкнутой обратной связью (в англоязычной литературе G openloop). Напряжение на нагрузке равно разнице между напряжением на выходе ОУ и падением напряжения на p-n переходе база-эмиттер транзистора.

Математически все, о чем мы говорили выше, выглядит так:

U вых = U оу -U бэ = E * K оу -U бэ (1)

Е = У ст -У д (2)

Давайте внимательнее посмотрим на первое уравнение и преобразуем его в такой вид:

E = U вых/K oy + U be/K oy

А теперь вспомним — в чем главная особенность операционных усилителей и за что их все так любят? Правильно, — главная их особенность в огромном коэффициенте усиления, порядка 10 6 и более (для идеального ОУ он вообще равен бесконечности).Что это нам дает? Как видите, в правой части последнего уравнения оба слагаемых имеют в делителе К оу , а так как К оу очень и очень велик, то оба этих слагаемых очень и очень малы (при идеальном ОУ они стремятся до нуля). То есть наша схема при работе стремится к такому состоянию, когда сигнал ошибки равен нулю. Можно сказать, что операционный усилитель сравнивает напряжения на своих входах и если они различаются (если есть ошибка), то напряжение на выходе ОУ меняется так, что разница напряжений на его входах становится равной нулю.Другими словами, он стремится компенсировать ошибку. Отсюда и название стабилизатора — компенсационный.

0 = У ст -У д (2*)

U д, как мы помним, это часть выходного напряжения, снимаемая с делителя на резисторах R 1 , R 2 . Если рассчитать наш делитель, не забывая о входном токе ОУ, то получим:

и после подстановки этого выражения в уравнение (2*) можно записать следующую формулу (3) для выходного напряжения:

Входной ток операционного усилителя обычно очень мал (микро, нано и даже пикоампер), поэтому при достаточно большом токе I д можно считать, что ток в обоих плечах делителя одинаков и равен I d крайний правый член формулы (3) можно считать равным нулю, а саму формулу (3) следует переписать в следующем виде:

U вых = U ст (R 1 + R 2) / R 2 (3 *)

При расчете резисторов R 1 , R 2 необходимо помнить, что формула (3*) справедлива только в том случае, если ток через резисторы делителя много больше входного тока операционного усилителя.Оценить значение I d можно по формулам:

I д = U ст / R 2 или I д = U вых / (R 1 + R 2).

Теперь оценим зону нормальной работы нашего стабилизатора, посчитаем R 0 и подумаем, что повлияет на стабильность выходного напряжения.

Как видно из последней формулы, только стабильность опорного напряжения может оказать существенное влияние на стабильность Uвых. Опорное напряжение — это то, с чем мы сравниваем часть выходного напряжения, то есть это напряжение на стабилитроне.Сопротивления резисторов будем считать не зависящими от протекающего через них тока (температурную нестабильность не учитываем). Исчезает и зависимость выходного напряжения от падения напряжения на p-n переходе транзистора (которая слабая, но зависит от тока), как и в случае с (помните, когда мы рассматривали погрешность из первой формулы — мы разделили падение на переходе БЭ-транзистора на К оу и вычислили это выражение равным нулю из-за очень высокого коэффициента усиления ОУ).

Из вышеизложенного следует, что есть только один основной путь повышения стабильности — повышение стабильности источника опорного напряжения. Для этого можно либо сузить диапазон нормальной работы (уменьшить диапазон входного напряжения схемы, что приведет к меньшему изменению тока через стабилитрон), либо вместо стабилитрона взять интегральный стабилизатор диод. Кроме того, можно вспомнить наши упрощения, тогда вырисовывается еще несколько путей: взять ОУ с большим коэффициентом усиления и меньшим входным током (это также позволит взять резисторы делителя большего номинала, — КПД возрастет).

Ладно, вернемся к области нормальной работы и расчету R 0 . Для нормальной работы схемы ток стабилитрона должен быть в пределах от I ст мин до I ст макс. Минимальный ток стабилитрона будет при минимальном входном напряжении, то есть:

U в мин = I R * R 0 + U ст, где I R = I ст мин + I в

Здесь аналогично, — если ток стабилитрона намного выше входного тока операционного усилителя, то можно принять I R = I ст мин.Тогда наша формула будет записана в виде U в мин = I ст мин * R 0 + U ст (4) и из нее можно выразить R 0:

R 0 = (U в мин. -U ст) / I ст мин

Исходя из того, что максимальный ток через стабилитрон будет протекать при максимальном входном напряжении, запишем другую формулу: U вх = I ст max * R 0 + U ст (5) и объединив ее с формулой (4) находим площадь нормальной работы:

Ну, как я уже говорил, если результирующий диапазон входного напряжения шире, чем нужно, можно его сузить, при этом стабильность выходного напряжения повысится (за счет повышения стабильности опорного напряжения).

Преимущество ШИМ-контроллеров на операционных усилителях в том, что можно использовать практически любой ОУ (в типовой схеме включения, разумеется).

Уровень выходного действующего напряжения регулируется изменением уровня напряжения на неинвертирующем входе ОУ, что позволяет использовать схему в качестве составной части различных регуляторов напряжения и тока, а также схем с плавным зажиганием и гашение ламп накаливания.
Схема легко повторяема, не содержит редких элементов и, если элементы целы, начинает работать сразу, без подгонки.Мощность полевого транзистора подбирается по току нагрузки, но для уменьшения тепловой рассеиваемой мощности целесообразно использовать транзисторы, рассчитанные на большой ток, так как они имеют наименьшее сопротивление в открытом состоянии.
Площадь радиатора для полевого транзистора полностью определяется выбором его типа и током нагрузки. Если схема будет использоваться для регулирования напряжения в бортовых сетях +24В, то для предотвращения пробоя затвора полевого транзистора между коллектором транзистора VT1 и затвором VT2 следует включить резистор 1К, а резистор R6 шунтировать любым подходящим стабилитроном на 15 В, остальные элементы схемы не менять.

Во всех рассмотренных ранее схемах силового полевого транзистора применены n-канальные транзисторы, как наиболее распространенные и обладающие лучшими характеристиками.

Если требуется регулировать напряжение на нагрузке, один из выводов которой соединен с «массой», то применяют схемы, в которых n-канальный полевой транзистор соединен стоком с + питания, а нагрузка включается в цепь источника.

Для обеспечения возможности полного открытия полевого транзистора схема управления должна содержать узел повышения напряжения в цепях управления затвором до 27-30 В, как это сделано в специализированных микросхемах У 6 080Б… U6084B, L9610, L9611, то между затвором и истоком будет напряжение не менее 15 В. Если ток нагрузки не превышает 10А, можно использовать силовые полевые р-канальные транзисторы, диапазон работы которых составляет значительно уже по технологическим причинам. В схеме меняется и тип транзистора. VT1 , а характеристика управления R7 инвертирована. Если в первой схеме увеличение управляющего напряжения (ползунок переменного резистора перемещается в «+» источника питания) вызывает уменьшение выходного напряжения на нагрузке, то во второй схеме эта зависимость обратная.Если для конкретной схемы требуется обратная исходной зависимость выходного напряжения от входного, то в схемах необходимо изменить структуру транзисторов VT1, т.е. транзистор VT1 в первой схеме необходимо подключить в качестве VT1 вторая схема и наоборот.

%PDF-1.5 % 1 0 объект > /ViewerPreferences 3 0 R >> эндообъект 4 0 объект /Title (Моделирование и анализ динамического регулятора напряжения) /Ключевые слова (управление реактивной мощностью, колебания напряжения, провалы, выбросы, инвертор SPWM, динамический) /Appligent (APSetDocInfo 2.2.2 16 января 2008 г.) /СПДФ (1122.1) >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XОбъект > >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание [97 0 R 98 0 R 99 0 R] /Группа > /Вкладки /S /StructParents 0 /Анноты [100 0 Р] >> эндообъект 11 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 101 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 10 >> эндообъект 12 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 102 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 20 >> эндообъект 13 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 104 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 52 >> эндообъект 14 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 105 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 53 >> эндообъект 15 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /Annots [106 0 R 107 0 R 108 0 R 109 0 R 110 0 R 111 0 R 112 0 R 113 0 R 114 0 R 115 0 R 116 0 Р 117 0 Р 118 0 Р 119 0 Р 120 0 Р 121 0 Р 122 0 Р 123 0 Р 124 0 Р 125 0 Р 126 0 Р 127 0 Р 128 0 Р 129 0 Р 130 0 Р 131 0 Р 132 0 Р 133 0 Р 134 0 Р 135 0 Р 136 0 Р] /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 137 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 54 >> эндообъект 16 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /Annots [138 0 R 139 0 R 140 0 R 141 0 R 142 0 R 143 0 R] /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 144 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 86 >> эндообъект 17 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /Annots [145 0 R 146 0 R 147 0 R 148 0 R 149 0 R 150 0 R 151 0 R 152 0 R 153 0 R 154 0 R 155 0 Р 156 0 Р 157 0 Р 158 0 Р 159 0 Р 160 0 Р 161 0 Р 162 0 Р 163 0 Р 164 0 Р 165 0 R 166 0 R 167 0 R 168 0 R 169 0 R 170 0 R 171 0 R 172 0 R 173 0 R] /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 174 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 93 >> эндообъект 18 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /Annots [175 0 R 176 0 R 177 0 R 178 0 R 179 0 R 180 0 R 181 0 R 182 0 R 183 0 R 184 0 R 185 0 Р 186 0 Р 187 0 Р 188 0 Р 189 0 Р 190 0 Р 191 0 Р 192 0 Р 193 0 Р 194 0 Р 195 0 R 196 0 R 197 0 R 198 0 R 199 0 R 200 0 R 201 0 R 202 0 R] /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 203 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 124 >> эндообъект 19 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 206 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 152 >> эндообъект 20 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 208 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 1 >> эндообъект 21 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 211 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 2 >> эндообъект 22 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 213 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 3 >> эндообъект 23 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 214 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 153 >> эндообъект 24 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 215 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 154 >> эндообъект 25 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 217 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 4 >> эндообъект 26 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 219 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 5 >> эндообъект 27 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 220 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 155 >> эндообъект 28 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 221 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 156 >> эндообъект 29 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 222 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 157 >> эндообъект 30 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 224 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 6 >> эндообъект 31 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 226 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 7 >> эндообъект 32 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 227 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 158 >> эндообъект 33 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 229 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 8 >> эндообъект 34 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 231 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 9 >> эндообъект 35 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 232 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 159 >> эндообъект 36 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 233 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 160 >> эндообъект 37 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 234 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 161 >> эндообъект 38 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 236 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 162 >> эндообъект 39 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 238 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 11 >> эндообъект 40 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 240 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 12 >> эндообъект 41 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 242 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 13 >> эндообъект 42 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 245 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 14 >> эндообъект 43 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 247 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 15 >> эндообъект 44 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 249 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 16 >> эндообъект 45 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 251 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 17 >> эндообъект 46 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 253 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 18 >> эндообъект 47 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 255 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 19 >> эндообъект 48 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 256 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 163 >> эндообъект 49 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 257 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 164 >> эндообъект 50 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 259 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 21 >> эндообъект 51 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 261 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 22 >> эндообъект 52 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 263 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 165 >> эндообъект 53 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 265 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 23 >> эндообъект 54 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 266 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 166 >> эндообъект 55 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 268 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 24 >> эндообъект 56 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 269 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 167 >> эндообъект 57 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 271 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 25 >> эндообъект 58 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 272 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 168 >> эндообъект 59 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 275 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 26 >> эндообъект 60 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 276 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 169 >> эндообъект 61 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 278 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 27 >> эндообъект 62 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 279 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 170 >> эндообъект 63 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 281 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 28 >> эндообъект 64 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 283 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 29 >> эндообъект 65 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 285 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 30 >> эндообъект 66 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 287 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 31 >> эндообъект 67 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 289 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 32 >> эндообъект 68 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 292 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 33 >> эндообъект 69 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 294 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 34 >> эндообъект 70 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 295 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 35 >> эндообъект 71 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 297 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 36 >> эндообъект 72 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 300 0 р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 37 >> эндообъект 73 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 302 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 38 >> эндообъект 74 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 303 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 39 >> эндообъект 75 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 305 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 40 >> эндообъект 76 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 308 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 41 >> эндообъект 77 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 310 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 42 >> эндообъект 78 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 311 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 43 >> эндообъект 79 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 313 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 44 >> эндообъект 80 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 315 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 45 >> эндообъект 81 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 318 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 46 >> эндообъект 82 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 319 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 171 >> эндообъект 83 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 320 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 47 >> эндообъект 84 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 322 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 48 >> эндообъект 85 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 325 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 49 >> эндообъект 86 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 327 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 50 >> эндообъект 87 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 328 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 172 >> эндообъект 88 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 329 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 173 >> эндообъект 89 0 объект > /XОбъект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 331 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 51 >> эндообъект 90 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 333 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 174 >> эндообъект 91 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 334 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 175 >> эндообъект 92 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /MediaBox [0 0 612 792] /Содержание 335 0 Р /Группа > /Вкладки /S /StructParents 176 >> эндообъект 93 0 объект > эндообъект 94 0 объект > эндообъект 95 0 объект > эндообъект 96 0 объект > поток x

404 Ошибка — Страница не найдена

Страна COUNTRYAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCaribbean NetherlandsCayman IslandsChadChileChinaChristmas IslandCocos IslandsColombiaComorosCongo, Демократическая RepublicCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyIvory CoastJamaicaJapanJerseyJordan KazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfork IslandNorwayOmanPakistanPalauPalestinian TerritoryPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandPolandPortugalPuerto RicoQatarRepublic из CongoReunionRomaniaRussiaRwandaSaint HelenaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint MaartenSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузии и Южные Сандвичевы IslandsSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThaila ндТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыОтдаленные малые острова СШАУругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэлаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, СШАЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве

Патентная заявка США на СХЕМУ ЧАСТОТНОЙ КОМПЕНСАЦИИ ДЛЯ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ Патентная заявка (заявка № 20120105025, выданная 3 мая 2012 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка претендует на приоритет по отношению к заявке на патент Китая №201010527694.6, поданной 27 октября 2010 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области электронных технологий, а именно к схеме частотной компенсации для регулятора напряжения с малым падением напряжения (LDO).

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

LDO представляет собой линейный регулятор напряжения и в основном сконфигурирован для обеспечения стабильного источника напряжения для схемы. Основной проблемой, возникающей при проектировании LDO, является частотная компенсация контура LDO.Хорошая частотная компенсация может стабилизировать контур LDO, увеличить скорость переходного процесса контура LDO и снизить статическую потребляемую мощность контура LDO.

В известном уровне техники решением частотной компенсации LDO является: принятие текущей компенсации Миллера. ИНЖИР. 1 представляет собой схематическую принципиальную схему контура LDO, использующего текущую компенсацию Миллера. Символ треугольника на диаграмме представляет каскад крутизны. Стадия крутизны представляет собой цепь, которая преобразует напряжение в ток и обозначается gm.Отрицательный знак перед gm указывает на то, что выходной ток каскада крутизны уменьшается по мере увеличения входного напряжения. Отсутствие отрицательного знака перед gm указывает на то, что выходной ток каскада крутизны увеличивается по мере увеличения входного напряжения. На схеме r представляет собой эквивалентный резистор узла схемы, а c представляет собой эквивалентный конденсатор узла схемы.

РИС. 2 показан способ имплантации конкретной схемы принципиальной схемы, показанной на фиг.1. Схема LDO, показанная на фиг. 2 включает в себя схему операционного усилителя, выходную силовую лампу MP, опорное напряжение VBG, два резистора делителя напряжения R 1 и R 2 и внешний компенсационный конденсатор CL, где Cpar — паразитный конденсатор металлического положительного канала. Оксидно-полупроводниковая трубка (PMOS) P 8 . RL представляет собой внешнюю нагрузку, Vin — входное напряжение, а Vout — выходное напряжение.

Схема LDO со структурой разомкнутого контура, показанная на РИС.3 получается, когда R 1 и R 2 на фиг. 2 отключены. В случае, когда выходной ток меньше заданного значения (например, 1 А), схема LDO со структурой разомкнутого контура, показанная на фиг. 3 имеет следующие два доминирующих полюса:

p3=-1r01*Cparp4=-1r02*CL,

, где r 01 представляет выходное сопротивление точки N, 1 точка, R 02 представляет импеданс, полученный выходное сопротивление и сопротивление нагрузки Pmos подключены параллельно, а Cpar представляет собой эквивалентную паразитную емкость в точке N 1 .

При внедрении настоящего изобретения изобретатель обнаружил, что решение частотной компенсации LDO в предшествующем уровне техники имеет, по крайней мере, следующие проблемы:

01 больше, полюс P 3 расположен на более низкой частоте, что влияет на стабильность контура LDO. Если значение r 01 меньше, хотя полюс P 3 расположен на более высокой частоте, желательна стабильность контура LDO.Однако значение r 01 меньше, что приводит к тому, что коэффициент усиления операционного усилителя контура LDO меньше в случае, если на выходе большой ток, так что характеристики контура LDO, такие как регулировка нагрузки, выход точность напряжения и подавление помех источника питания ухудшаются.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают схему частотной компенсации для регулятора напряжения, чтобы обеспечить стабильность контура схемы частотной компенсации в случае, когда на выходе небольшой ток, а частота усиление компенсации больше в случае, когда на выходе большой ток.

Схема частотной компенсации для регулятора напряжения включает:

первую схему операционного усилителя с крутизной, вторую схему операционного усилителя с крутизной и третью схему операционного усилителя с крутизной, соединенные последовательно, где первая схема операционного усилителя с крутизной получает входное напряжение для компенсироваться, и третья схема операционного усилителя крутизны выдает скомпенсированное напряжение; и

схема компенсации первичной крутизны с отрицательной обратной связью, подключенная параллельно между выходом второй схемы операционного усилителя крутизны и выходом третьей схемы операционного усилителя крутизны, и схема компенсации вторичной крутизны с отрицательной обратной связью, подключенная параллельно между выходной конец первой схемы операционного усилителя с крутизной и выходной конец третьей схемы операционного усилителя с крутизной.

Из технического решения, предусмотренного в вариантах осуществления настоящего изобретения, видно, что при использовании структуры трехкаскадной схемы операционного усилителя с крутизной и двухкаскадной компенсационной схемы в случае, когда на выходе выдаются различные типы токов , цепь частотной компенсации регулятора напряжения может быть включена для поддержания стабильной работы; кроме того, усиление операционного усилителя схемы частотной компенсации может быть увеличено.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более ясного описания технических решений согласно вариантам осуществления настоящего изобретения прилагаемые чертежи, необходимые для описания вариантов осуществления, кратко представлены ниже. По-видимому, прилагаемые чертежи в последующем описании представляют собой лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалисты в данной области техники могут также получить другие чертежи из этих сопровождающих чертежей без творческих усилий.

РИС. 1 представляет собой схематическую принципиальную схему контура LDO, использующего текущую компенсацию Миллера в предшествующем уровне техники;

РИС. 2 представляет собой схематическое изображение способа имплантации конкретной схемы принципиальной схемы, показанной на фиг. 1;

РИС. 3 представляет собой принципиальную схему разомкнутого контура LDO с компенсацией тока Миллера, полученной путем отключения R 1 от R 2 на фиг. 2;

РИС. 4 — принципиальная схема схемы компенсации частоты для LDO согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

РИС.5 представляет собой принципиальную схему конкретной реализации схемы частотной компенсации для LDO согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

РИС. 6 представляет собой принципиальную схему конкретной реализации другой схемы частотной компенсации для LDO согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

РИС. 7 представляет собой принципиальную схему конкретной реализации другой схемы частотной компенсации для LDO согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; и

РИС.8 представляет собой принципиальную схему конкретной реализации другой схемы частотной компенсации для LDO согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Чтобы сделать цели, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения более понятными, технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения описаны ясно и полностью со ссылкой на прилагаемые рисунки.Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь частью, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Основываясь на вариантах осуществления настоящего изобретения, другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники без творческих усилий, должны подпадать под объем охраны настоящего изобретения.

Чтобы облегчить понимание вариантов осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение далее проиллюстрировано со ссылкой на прилагаемые чертежи и несколько конкретных вариантов осуществления, и каждый вариант осуществления не предназначен для ограничения вариантов осуществления настоящего изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы ниже на примере LDO.

Вариант осуществления 1

Принципиальная схема схемы компенсации частоты для LDO в этом варианте осуществления показана на фиг. 4. Полная схема частотной компенсации, в частности, включает:

первую схему операционного усилителя с крутизной, вторую схему операционного усилителя с крутизной и третью схему операционного усилителя с крутизной, соединенные последовательно, где первая схема операционного усилителя с крутизной получает входное напряжение. быть скомпенсированным Vin, а третья схема операционного усилителя крутизны выдает скомпенсированное напряжение Vout.

Цепь компенсации вторичной крутизны с отрицательной обратной связью подключена параллельно между выходным концом второй схемы операционного усилителя с крутизной и выходом третьей схемы операционного усилителя с крутизной, а цепь компенсации первичной крутизны с отрицательной обратной связью подключена параллельно между выходной конец первой схемы операционного усилителя с крутизной и выходной конец третьей схемы операционного усилителя с крутизной.

Сквозное трехступенчатое усиление выполняется первой схемой операционного усилителя крутизны, второй схемой операционного усилителя крутизны и третьей схемой операционного усилителя крутизны, чтобы гарантировать, что схема частотной компенсации имеет больший коэффициент усиления операционного усилителя. Когда выходной ток схемы частотной компенсации больше установленного значения, первичная схема компенсации отрицательной обратной связи крутизны и вторичная схема компенсации отрицательной обратной связи крутизны выполняют обработку частотной компенсации отрицательной обратной связи.

Вариант осуществления 2

Принципиальная схема конкретной реализации схемы частотной компенсации для LDO, представленной в этом варианте осуществления, показана на фиг. 5. Вся схема частотной компенсации включает: эквивалентные резисторы r 1 , r 2 , r 3 , r 4 и r 5 ; эквивалентные конденсаторы с 1 , с 2 и с 3 ; компенсационные конденсаторы см 1 и см 2 ; и каскады крутизны gm 1 , gm 2 , -gm 3 , gm 4 и gm 5 .Сопротивления эквивалентных резисторов R 1 , R 2 , R 3 , R 3 , R 4 , и R 5 и емкости эквивалентных конденсаторов C 1 , C 2 , и C 3 все меньше установленных значений, то есть значения сопротивлений и емкостей установлены немного меньшими. Емкости см 1 и см 2 больше установленных значений, то есть значения емкостей установлены немного большими.

Значения r 1 и r 2 указаны в мегаомах. Значение r 3 варьируется от нескольких сотен кОм до нескольких ом в зависимости от выходного тока. Значения r 4 и r 5 составляют десятки кОм. C 1 и c 2 имеют величину fF, cm 1 и cm 2 имеют величину pF, а c 3 имеют величину uF.

Входной конец gm 1 соединен с входным концом Vin всей цепи частотной компенсации.Выходной конец gm 1 соединен с контуром, образованным r 1 и c 1 , а также соединен с входным концом gm 5 . Входной конец gm 2 соединен с петлей, образованной r 1 и c 1 . Выходной конец gm 2 соединен с контуром, образованным r 2 и c 2 , и соединен с входным концом gm 4 . Входной конец -gm 3 подключен к циклу, образованному r 2 и c 2 .Выходной конец -gm 3 подключен к петле, образованной r 3 и c 3 , а петля, образованная r 3 и c 3 , дополнительно подключена к выходной конец Vout всей цепи частотной компенсации. Выходной конец gm 5 соединен с r 5 и cm 1 , а также с контуром, образованным r 3 и c 3 . Выходной конец gm 4 соединен с r 4 и cm 2 , а затем подключен к контуру, образованному r 3 и c 3 через r 4 и см 2 .

gm 1 , r 1 и c 1 последовательно соединены в первую схему крутизны операционного усилителя, gm 2 , r 2 2 и c 268 90 последовательно соединенные последовательно образуют вторую схему операционного усилителя с крутизной, а -gm 3 , r 3 и c 3 последовательно соединены, образуя третью схему операционного усилителя с крутизной.GM 5 , r 5 и cm 1 , последовательно соединенные, образуют первичную схему компенсации отрицательной обратной связи, а gm 4 , r 4 и cm 2 последовательно соединенные последовательно образуют цепь компенсации отрицательной обратной связи вторичной крутизны.

В соответствии с принципом частотной компенсации, если запас по фазе без обратной связи схемы LDO больше 0 градусов, запас по фазе без обратной связи схемы LDO обычно должен быть больше 45 градусов с учетом отклонения процесса, а схема LDO стабильна при подключении по замкнутому контуру.Это требует, чтобы частота по крайней мере одного доминирующего полюса схемы LDO была равна частоте полосы единичного усиления LDO или превышала частоту полосы единичного усиления. Полоса единичного усиления контура LDO относится к соответствующей полосе пропускания, полученной, когда усиление контура LDO уменьшается до 1, а запас по фазе равен результату, полученному путем вычитания из 180 градусов изменения фазы контура, полученного, когда контур коэффициент усиления уменьшается до 1.

В случае, если выходной ток на Vout схемы частотной компенсации LDO, как показано на РИС.5 меньше установленного значения, например, 50 мкА, то есть в случае, если на выходе малый ток, сопротивление r 3 увеличивается при уменьшении выходного тока, а крутизна gm 3 выходной каскад совсем небольшой. Доминирующий полюс схемы частотной компенсации расположен на выходе (т. е. Vout), и формула расчета частоты доминирующего полюса выглядит следующим образом:

P1=-1r3·C3 .

Поскольку сопротивление r 3 довольно велико, частота доминирующего полюса P 1 меньше.Два вторичных полюса цепей частотной компенсации расположены на выходных концах GM 1 и GM 2 соответственно, а расчетные формулы для частот двух вторичных полюсов следующие:

P2=-1r1 ·C1

и

P3=-1r2·C2.

Поскольку сопротивления r 1 и r 2 меньше, а емкости c 1 и c 2 меньше, частоты вторичных полюсов P 2 и P 3 крупнее.

В случае, если выводится малый ток, формула расчета ширины полосы единичного усиления схемы частотной компенсации:

2C3.

Очевидно, что частоты вторичных полюсов P 2 и P 3 больше, чем полоса единичного усиления, и, следовательно, схема устойчива в случае, если на вход подается небольшой ток. Поскольку крутизна gm 3 выходного каскада довольно мала и не может удовлетворить условию компенсации Миллера, компенсация Миллера не работает в ситуации с малым током, а цепь компенсации отрицательной обратной связи первичной крутизны и отрицательная обратная связь вторичной крутизны схема компенсации не выполняет обработку частотной компенсации.

В случае, если выходной ток схемы частотной компенсации LDO, как показано на РИС. 5 больше установленного значения, то есть в случае, если выдается большой ток, сопротивление r 3 уменьшается по мере увеличения выходного тока, а крутизна gm 3 выходного каскада достаточно велика . Расчетная формула для единичной полосы усиления схемы частотной компенсации:

гм1см1.

Доминирующий полюс P 1 схемы частотной компенсации расположен на выходе генератора gm 1 , и формула расчета частоты доминирующего полюса P 1 выглядит следующим образом:

P1= -1гм2·гм3·r1·r2·r3·см1.

Частота доминирующего полюса P 1 довольно низкая. Формулы расчета частот двух вторичных полюсов следующие:

P2=-gm2Cm2

и

P3=-gm3C3.

Частоты двух вторичных полюсов P 2 и P 3 достаточно велики и превышают полосу единичного усиления схемы частотной компенсации, поэтому схема работает стабильно.

В случае, когда на выходе большой ток, крутизна gm 3 выходного каскада достаточно велика и удовлетворяет условию компенсации Миллера, поэтому компенсация Миллера работает при большом токе, а первичная крутизна отрицательной обратной связи схема компенсации и схема компенсации вторичной крутизны с отрицательной обратной связью выполняют обработку частотной компенсации.В это время, хотя первая схема операционного усилителя с крутизной, вторая схема операционного усилителя с крутизной и третья схема операционного усилителя с крутизной не имеют больших пропорций усиления, коэффициент усиления операционного усилителя схемы частотной компенсации все еще велик из-за трех- каскадное усиление.

В практическом применении обозначения пяти ступеней крутизны gm 1 , gm 2 , gm 3 , gm 4 и gm 5 на фиг.5 можно изменить, но нужно следить, чтобы знак последовательного соединения GM 5 , GM 3 и GM 2 был отрицательным, а знак последовательного соединения GM 4 и gm 2 отрицательный. Принципиальная схема конкретной реализации другой схемы частотной компенсации для LDO, предусмотренной в этом варианте осуществления настоящего изобретения, показана на фиг. 6. Схема частотной компенсации, показанная на фиг. 6 отличается от схемы частотной компенсации, показанной на фиг.5 тем, что знак ступени крутизны gm 5 изменен с положительного на отрицательный, знак ступени крутизны gm 4 изменен с положительного на отрицательный, а знак ступени крутизны gm 3 изменен с отрицательное к положительному. Другие части схемы частотной компенсации аналогичны частям схемы частотной компенсации, показанной на фиг. 5. Методы расчета положений и частот доминирующего полюса и второстепенных полюсов в схеме частотной компенсации, показанной на фиг.6, и вычисление ширины полосы единичного усиления схемы частотной компенсации также такие же, как и для схемы частотной компенсации, показанной на фиг. 5.

Принципиальная схема конкретной реализации другой схемы частотной компенсации для LDO, предусмотренной в этом варианте осуществления настоящего изобретения, показана на фиг. 7. Схема частотной компенсации, показанная на фиг. 7 отличается от схемы частотной компенсации, показанной на фиг. 5 тем, что знак ступени крутизны gm 4 изменен с положительного на отрицательный, а знак ступени крутизны gm 3 изменен с отрицательного на положительный.Другие части схемы частотной компенсации аналогичны частям схемы частотной компенсации, показанной на фиг. 5. Методы расчета положений и частот доминирующего полюса и второстепенных полюсов в схеме частотной компенсации, показанной на фиг. 7, и вычисление ширины полосы единичного усиления схемы частотной компенсации также такие же, как и для схемы частотной компенсации, показанной на фиг. 5.

Принципиальная схема конкретной реализации другой схемы частотной компенсации для LDO, предусмотренной в этом варианте осуществления настоящего изобретения, показана на фиг.8. Схема частотной компенсации, показанная на фиг. 8 отличается от схемы частотной компенсации, показанной на фиг. 5 тем, что знак ступени крутизны gm 5 изменен с положительного на отрицательный, а знак ступени крутизны gm 2 изменен с положительного на отрицательный. Другие части схемы частотной компенсации аналогичны частям схемы частотной компенсации, показанной на фиг. 5. Методы расчета положений и частот доминирующего полюса и второстепенных полюсов в схеме частотной компенсации, показанной на фиг.8, и вычисление единичной полосы усиления схемы частотной компенсации также такие же, как и для схемы частотной компенсации, показанной на фиг. 5.

Экспериментально доказано, что при достаточно большом выходном токе (например, 300 мА) полоса единичного усиления схемы частотной компенсации LDO, показанной на фиг. 7 по-прежнему довольно велик, почти равен 77,5 дБ, запас по фазе составляет примерно 90 градусов, схема частотной компенсации работает стабильно.При небольшом выходном токе (например, 76 мкА) запас по фазе составляет 58 градусов, и схема частотной компенсации также стабильна.

Специалистам в данной области должно быть понятно, что все процессы или их часть в способе согласно вариантам осуществления могут выполняться с помощью компьютерной программы, дающей инструкции соответствующему оборудованию. Программа может храниться на машиночитаемом носителе данных. При выполнении программы выполняются процессы способа согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.Носителем данных может быть магнитный диск, оптический диск, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Таким образом, в вариантах осуществления настоящего изобретения, используя структуру трехкаскадной схемы операционного усилителя с крутизной и двухкаскадной компенсационной схемы, в случае, когда выводятся различные типы токов, петля частотной компенсации схема регулятора напряжения, такого как LDO, может поддерживать стабильность; кроме того, усиление операционного усилителя схемы частотной компенсации может быть увеличено.

Варианты осуществления настоящего изобретения решают проблему, состоящую в том, что существующая схема частотной компенсации Миллера имеет небольшой коэффициент частотной компенсации в случае, когда на выходе большой ток, так что характеристики схемы частотной компенсации LDO, связанные с частотной компенсацией усиление, такое как регулировка нагрузки, точность выходного напряжения и подавление помех источника питания, значительно улучшены.

Предыдущее описание представляет собой лишь некоторые примерные варианты осуществления настоящего изобретения и не предназначено для ограничения объема охраны настоящего изобретения.Любое изменение или замена, которые могут быть легко придуманы специалистами в данной области без отклонения от технического объема, раскрытого настоящим изобретением, должны подпадать под объем защиты настоящего изобретения. Таким образом, объем охраны настоящего изобретения подпадает под объем охраны прилагаемой формулы изобретения.

Управление синхронными генераторами с компенсацией падения и перекрестного тока.

Управление синхронными генераторами с компенсацией падения и перекрестного тока.

Детали
Автор Стефанос Спанопулос, МИЭТ

Возбуждение синхронного генератора обычно осуществляется с помощью АРН (автоматического регулятора напряжения), который использует напряжение и/или ток генератора в качестве входных данных для управления его выходным сигналом до заданного значения.


АРН включают различные режимы управления для оптимизации производительности в зависимости от того, подключен ли генератор к сети или в автономном режиме. Поэтому их можно настроить на поддержание напряжения, коэффициента мощности или реактивной мощности.
В этом отчете мы проанализируем принцип работы режима управления напряжением АРН, известного как компенсация падения напряжения, когда один или несколько генераторов работают в изолированном режиме или подключены к сети. Основываясь на ограничениях управления статизмом, мы изучим методы улучшения его характеристик и сравним его с методом компенсации перекрестного тока.

1. Режим управления напряжением — компенсация падения напряжения

В режиме управления напряжением или в режиме статизма АРН регулируется характеристикой статизма, которая показана на следующем рисунке.

 

Рис. 1. Уставка АРН V в зависимости от реактивной мощности Q


Характеристика статичности представляет собой график зависимости уставки напряжения АРН V от реактивной мощности, вырабатываемой генератором. Эта уставка регулирует напряжение на клеммах генератора в изолированном режиме.
Интерпретация приведенного выше графика заключается в том, что по мере увеличения потребности в реактивной мощности от генератора напряжение на клеммах генератора уменьшается. Уставка в АРН выбирается таким образом, чтобы, когда подаваемая генератором реактивная мощность Q равнялась нулю, напряжение генератора VN равнялось номинальному напряжению.Если начальная уставка АРН не изменена, VL будет напряжением из-за падения напряжения, которого достигнет напряжение на клеммах генератора при работе в автономном режиме против реактивной нагрузки QL.
Генерируемая реактивная мощность рассчитывается на основе сигналов напряжения и тока генератора, возвращаемых обратно в АРН. Компенсация падения задается как процентное падение номинального напряжения VN для максимальной генерируемой реактивной мощности QL. В зависимости от АРН максимальная реактивная мощность обычно определяется либо как реактивная мощность, отдаваемая при номинальном коэффициенте мощности, либо как номинальное значение МВА генератора.
Параметру Droop можно задать значения от 0%, что эффективно отключает Droop, до максимального значения, обычно равного 20%, что может привести к падению VL до 0,8 p.u. Обычно выбирается значение 4-6%.

Компенсация статизма — это метод управления, разработанный, когда генератор подключен к сети, поэтому он не требуется, когда один генератор находится в изолированном режиме.
С другой стороны, при подключении к сети требуется компенсация спада, и характеристика спада используется ниже для объяснения управления АРН.

 

Рис. 2. Представление управления АРН при подключении к сети.


Когда генератор напрямую подключен к сети, напряжение сети VG является фиксированным и не может контролироваться АРН. Любая потребность в реактивной мощности от генератора приведет к изменению уставки внутреннего напряжения АРН V в соответствии с новой потребностью. Таким образом, на диаграмме на рисунке 4 повышенная потребность в реактивной мощности QL приводит к увеличению уставки АРН с VG до VL из-за управления компенсацией спада.

2. Режимы работы генератора

В зависимости от топологии сети можно определить следующие сценарии работы:

  • Работа в автономном режиме в качестве автономного генератора.
  • Синхронизировано с сетью.
  • Работа в автономном режиме, но параллельно с другими генераторами.

Эти три сценария анализируются отдельно ниже.

2.1. Работа в островном режиме с одним генератором

Это самый простой случай с точки зрения управления АРН, так как в цепи есть только один активный компонент, который может влиять на напряжение на сборной шине и реагировать на любые изменения реактивной нагрузки.

Одна синхронная машина, работающая в изолированном режиме, отвечает только за два действия:

  • Отрегулируйте напряжение на сборной шине до требуемого номинального уровня.
  • Обеспечьте нагрузку требуемой реактивной мощностью и быстро реагируйте на любые изменения нагрузки, чтобы удовлетворить спрос в любое время.


На приведенной ниже диаграмме представлен описанный простой случай.

 

Рис. 3. Один генератор в изолированном режиме с контактом включения статического режима.


В этом случае АРН не требует компенсации спада для управления своим выходом. Для устранения эффекта статизма, который в противном случае приводил бы к падению напряжения в цепи при любом увеличении реактивной нагрузки, есть две возможности:

  • Установите для регулятора скорости вращения нулевое значение %.
  • Замкните контакт включения статического режима, показанный на приведенной выше схеме, чтобы ток комбинированного трансформатора тока не протекал в АРН.

 

2.2.   Синхронизировано с сеткой

В случае, когда есть подключение к сети, АРН требуется компенсация спада, чтобы управлять своим выходом. Конфигурация схемы и характеристика спада для этого случая представлены на рисунках 3 и 4 соответственно.

 

Рис. 4. Один генератор, синхронизированный с сетью.


Приведенная выше конфигурация показывает, что с помощью простого контакта можно включить или выключить статизм, что позволяет гибко отключать его при автономной работе и включать перед подключением к сети.Это устраняет нежелательный эффект напряжения ниже номинального при автономной работе.

2.3. Островная работа с параллельными генераторами

В случае работы в изолированном режиме с по крайней мере двумя генераторами, подключенными параллельно для питания нагрузки, управление напряжением и требованиями к реактивной мощности должно быть распределено между генераторами, включенными параллельно.

Для этого существует два метода управления регуляторами напряжения генератора:

  • Управление с компенсацией падения.
  • Управление с компенсацией перекрестного тока.

 

2.3.1. Управление с компенсацией спада

В этом случае должны выполняться следующие предположения:

  • Генераторы должны быть одинакового размера.
  • АРН должны иметь одинаковую характеристику снижения и одинаковые настройки.

В простейшем случае АРН могут работать в режиме компенсации статического режима для равномерного распределения реактивной нагрузки.Соответствующая диаграмма показана ниже.

 

Рис. 5. Островной режим с двумя генераторами, включенными параллельно в режиме статики.


Два генератора на рис. 5 в равной степени делят реактивную нагрузку, подключенную в соответствии с характеристикой статизма АРН и применяемой настройкой.

Хотя этот режим управления идеален при наличии подключения к сети, в островном режиме выходное напряжение зависит от потребности в реактивной мощности. Таким образом, по мере увеличения потребности в реактивной мощности выходное напряжение генераторов уменьшается из-за компенсации спада.

2.3.2. Регулятор с компенсацией перекрестных токов

Компенсация перекрестного тока или дифференциальная реактивность — это метод, который позволяет двум или более параллельно работающим генераторам равномерно распределять реактивную нагрузку при соблюдении следующих условий:

  • Подключение к сети отсутствует, т.е. генераторы работают в островном режиме.
  • Генераторы одинакового размера.
  • АРН имеют одинаковую характеристику снижения, которая установлена ​​на максимальное значение.


Вторичная проводка составных трансформаторов тока всех генераторов, которые должны быть подключены параллельно, должна быть соединена между собой. Ниже приведена конфигурация проводки для двух генераторов, настроенных для компенсации перекрестных токов.

 

Рис. 6. Островной режим с двумя генераторами, включенными параллельно, с компенсацией перекрестных токов


По этому способу через ТТ соединения генераторов параллельно, так как они идентичны, развивается одинаковый ток, и при замыкании контакта ССС он перестает течь через АРН, а течет только через ТТ.
Приведенная выше конфигурация показывает, что с помощью простого контакта CCC может быть включен или отключен, что позволяет гибко включать его в изолированном режиме и отключать перед подключением к сети. Это устраняет эффект статизма и позволяет параллельно включенным генераторам работать в изолированном режиме при номинальном напряжении при увеличении реактивной нагрузки.

На приведенном ниже рисунке показана полная конфигурация со всеми описанными ранее методами для обеспечения максимальной функциональности.Это включает в себя как компенсацию падения, так и контакты включения/выключения CCC.
В этом случае при подключении генераторов к сети все контакты должны быть разомкнуты.
Для параллельных генераторов в изолированном режиме контакты статизма должны быть разомкнуты, а контакт CCC замкнут.

 

Рис. 7. Островной режим с двумя генераторами, включенными параллельно, с компенсацией перекрестного тока и контактами блокировки статического режима.

RTF — (AVR) Автоматический регулятор напряжения — IEC 61850

Параллельное регулирование трансформатора методами

ведущий-ведомый , циркуляционный ток и отрицательное реактивное сопротивление .

Он также включает компенсацию падения напряжения линии

. Основные характеристики AVR
  • Регулирование напряжения . Поддерживает выходное напряжение трансформатора на заданном уровне, вычисляя разницу между измеренным напряжением и заданным напряжением и сравнивая ее с пороговым уровнем, чтобы решить, следует ли отправлять команды на переключатель ответвлений. Первая команда переключения РПН имеет временную задержку, основанную на обратной кривой или фиксированном времени. Последующие команды всегда имеют фиксированную временную задержку.
  • Компенсация падения напряжения в сети. Компенсация, основанная на измеренном токе и падении напряжения между трансформатором и нагрузкой, которая обеспечивает стабильное напряжение под нагрузкой. Компенсацию можно рассчитать двумя способами: LDC-Z или LDC-R & X.
  • Параллельные трансформаторы Правило . Параллельное регулирование трансформатора может быть достигнуто следующими методами:
    • Главный/ведомый
    • Циркуляционный ток
    • Отрицательное реактивное сопротивление

Первые два метода в списке позволяют регулировать напряжение до 5 параллельных трансформаторов с помощью обмена сообщениями GOOSE (IEC 61850 ред. 1 и 2).

  • Коснитесь Индикация и мониторинг. Активный отвод может считываться цифровыми входами (непосредственно или в двоично-десятичном коде), аналоговым преобразователем тока или резисторной цепочкой. Мониторинг РПН позволяет генерировать аварийные сигналы, соответствующие неправильным или экстремальным положениям РПН, а также отказам после команд переключения РПН.

 

Общие характеристики «Семейства ZIV e-NET flex»:
  • Мощная программируемая логика. 9 Журнал событий 2000 года. До 100 секунд осциллограммы.
  • Буквенно-цифровой или графический дисплей.
  • 160 цифровых входов, 80 цифровых выходов и 22 светодиода.
  • Соединение, резервирование RSTP, PRP и HSR.
  • IEC 61850 Ed.2, ​​протоколы DNP3.0, Modbus RTU и PROCOME.
  • Собственная шина процесса. Платы аналогового ввода работают как блоки объединения для ЦП. Синхронизированные выборки на частоте 4800 Гц (согласно IEC 61869-9).
  • Кибербезопасность в соответствии со стандартами IEC 62351, IEC 62443 и IEEE 1686-2013. RBAC, безопасные ключи, отключение физических и логических портов, журнал событий кибербезопасности, защита протоколов управления (PROCOME, HTTPS, SFTP, SSH), удаленная аутентификация (LDAP, RADIUS) и секьюритизация цифровых прошивок.
  • Синхронизация времени по IRIG-B, SNTP и PTP (обычные часы/прозрачные часы).

Стабилизатор напряжения 5кВт для дома-SCIENTEK ELECTRICAL

10 августа 2020 г.

Особенности регулятора 5 кВА:

   1. Максимальный диапазон стабилизации напряжения: входное номинальное значение напряжения ±15%.

   2. Высочайшая точность стабилизации напряжения: значение погрешности выхода напряжения после стабилизации составляет менее ±1%.

  3. Сильная перегрузочная способность: может допускать более 150% мгновенной перегрузки без значительного падения напряжения.

  4. Самое быстрое время отклика: скорость стабилизации напряжения менее 0,1 секунды.

  5. Высочайшая выходная эффективность: выходная мощность от холостого хода до полной нагрузки достигает 98% и более.

   6. Одномодульная конструкция: легко заменяемые детали и компоненты.

Однофазный стабилизатор напряжения 5 кВА

  7.Основной регулятор напряжения изготовлен из материала класса H: он может продлить срок службы машины.

   8. Светодиод отображает состояние всей машины. (Стабилизатор напряжения 10000 Вт для дома)

   9. Нет скрытого типа выключателя предохранителя: для предотвращения случайного повреждения и отключения.

   10. В печатной плате используется двухслойное стекловолокно: это предотвращает плохой контакт и увеличивает срок службы.

  11. Скрытый защитный экран переключателя: он может предотвратить повреждение во время транспортировки или отсутствие выходного напряжения, вызванное человеческим фактором.

  12. Центральная ось основного регулятора напряжения изготовлена ​​из алюминиевого материала: это предотвращает ослабление крепления и способствует рассеиванию тепла.

Основная функция стабилизатора напряжения 5кВА:

  1. Функция защиты от перенапряжения: если аномальное напряжение превышает диапазон регулирования напряжения, стабилизатор автоматически отключит выходное напряжение в этой функции, чтобы предотвратить прямое попадание аномального высокого напряжения в машину и сжигание компьютерной платы.

  2. Функция защиты от перенапряжения: перенапряжение может вызвать ненормальную работу автоматизированного оборудования и увеличить количество бракованных изделий.

  3, защита от понижения фазы RST: во время нормальной работы машины, если какая-либо фазная линия внешнего питания внезапно отключается, стабилизатор напряжения немедленно останавливает подачу питания и загорается красным светом, чтобы обеспечить безопасное использование электроэнергии. и предотвратить серьезные повреждения машины.

  4. Защита от задержки мгновенного отключения питания: когда питание отключается, а затем включается, это, скорее всего, приведет к серьезному повреждению механического оборудования. Эта функция может предотвратить воздействие мгновенного включения питания и обеспечить безопасность оборудования.

   5. Функция защиты от перегрузки: если механическое оборудование превышает номинальную мощность стабилизатора напряжения , стабилизатор напряжения отключит выходную мощность для защиты машины.

Трехфазный автоматический стабилизатор напряжения для дома

  6. Функция защиты от короткого замыкания: при коротком замыкании на выходе стабилизатора напряжения стабилизатор автоматически отключает питание для защиты устройства

  7. Функция переключения байпасного переключателя: Этот переключатель связан с регулярным техническим обслуживанием инженерным персоналом или используется в службах технического обслуживания и не задерживает время механического производства и не влияет на работу.

   8. Функция регулировки выходного напряжения: выходное напряжение стабилизатора можно регулировать на 0% вверх и вниз в соответствии с потребностями пользователя для удовлетворения потребностей различных машин. Многоцелевая функция становится хорошим помощником для одного устройства, которое можно использовать для нескольких устройств, экономя ненужные расходы

   9. Использование функции мониторинга ЦП: сделайте любую функцию этой машины более точной.

  10. Функция самопроверки загрузки AVR: она может предотвратить выходную мощность сразу после загрузки, чтобы обеспечить правильность выходного напряжения.

  11. Отдельная функция стабилизации напряжения: несбалансированное трехфазное питание может легко вызвать ненормальную работу автоматики. Стабилизатор напряжения может обеспечить трехфазный симметричный выход за счет отдельной конструкции.

Характеристики стабилизатора напряжения

5 кВА:

   Быстрая скорость отклика 12-битный высокоскоростной сбор данных AD, 64 точки за цикл сбора данных, однокристальный компьютер для расчета цифровой обработки, быстрая компенсация электронного модуля

  Можно установить несколько методов настройки. Когерентный: при настройке когерентного AD одновременно собирает истинное среднеквадратичное значение трехфазного напряжения A, B, C для расчета среднего значения и дает инструкции по компенсации, которые могут эффективно улучшить дисбаланс трехфазное напряжение

  Дополнительная регулировка: при настройке дополнительной регулировки трехфазное напряжение регулируется отдельно, чтобы гарантировать, что трехфазное напряжение находится в пределах диапазона точности, особенно подходит для однофазных нагрузок

  Автоматическая оценка: автоматический анализ с помощью микрокомпьютера должен быть когерентным или подстроенным

   Усовершенствованная технология измерения 12-битный АЦП, однокристальный микрокомпьютер для цифровой фильтрации и расчета истинного среднеквадратичного значения

  Управление точное и безошибочное.Идеальная координация крупномасштабных программируемых логических устройств и однокристальных микрокомпьютеров

  Гуманизированный интерфейс Различные индикаторы (выходное напряжение, точность стабилизации напряжения, функция защиты) могут быть установлены с помощью сенсорных клавиш панели управления

   Форма выходного сигнала без искажений и бесконтактное переключение через ноль, та же частота, фазовая синхронизация, принцип компенсации наложения синусоидальной волны

   Устойчивость к гармоническим помехам, обнаружение истинного среднеквадратичного значения напряжения

  Широкий диапазон нагрузки, резистивные, емкостные и индуктивные нагрузки могут быть адаптированы

   Медленный пуск и ударопрочность, с функцией стабилизации, а затем вывода

   Функции полной защиты.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.