книги / Электрооборудование электровакуумного производства

элемент работает в режиме пёреключейия, что iaef Воз­ можность поднять к. п. д. за счет уменьшения потерь по сравнению с регулирующим элементом, работающим в линейном режиме (транзисторный ключевой стабили­ затор). Выходное напряжение определяется скваж­ ностью *. При повышенной частоте коммутации сущест­ венно упрощается фильтр и повышается его эффектив­ ность, что позволяет получать малые пульсации. Коэф­ фициент полезного действия ключевого стабилизатора напряжения очень высок и составляет 0,85—0,95.

Рис. 1-40. Схема ключевого стабилизатора напряжения компенса­ ционного типа.

На рис. 1-40 показана принципиальная схема одного из простейших ключевых стабилизаторов компенсацион­ ного типа. От обычного компенсационного стабилиза­ тора непрерывного регулирования эта схема отличается добавлением в схему дополнительного транзистора А и конденсатора Си с помощью которых схема перево­ дится в автоколебательный режим, а также наличием дроссельно-емкостного фильтра, служащего для умень­ шения переменной составляющей на выходе. Введенный в схему диод Mi предназначен для увеличения к. п. д. стабилизатора и помогает возвращать в схему часть энергии, запасаемой в индуктивности дросселя. Малое количество элементов и простота схемы позволяют со­ хранить высокий к. п. д. даже в случае получения на выходе малых мощностей. Ключевой составной транзи­ стор А—А управляется транзистором А. Когда тран-

* Скважность — отношение периода следования импульсов к их длительности.

87

Зистор Ti замкнут, то ключ (составной транзистор Т2—Г3) разомкнут и конденсатор Ci заряжается током базы транзистора 7Y В результате повышения напря­ жения на конденсаторе С| транзистор Д запирается, что приводит к открытию составного транзистора Г2—Г3 (ключ замыкается). Схема удерживается в этом поло­ жении некоторое время, определяемое временем разря­ да конденсатора Си так как положительный потенциал заряженного конденсатора прикладывается к базе тран­ зистора оставляя его в закрытом состоянии. Кон­ денсатор Ci разряжается через транзистор Г4, сопро­ тивление которого зависит от величины выходного на­ пряжения. При возрастании выходного напряжения со­ противление транзистора Г4 уменьшается, при уменьше­ нии выходного напряжения —увеличивается, что при­ водит к изменению скорости разряда конденсатора, а следовательно, и времени открытого состояния клю­ ча, так как при разряде конденсатора Ct снимается запирающее напряжение с базы транзистора Ti. Это приводит к его открытию и соответственно к закрытию составного транзистора Г2—Г3 (ключ размыкается). Дальше все повторяется, причем в зависимости от ве­ личины выходного напряжения меняется время откры­ того состояния составного транзистора, что приводит к поддержанию выходного напряжения на заданном уровне. Так как приведенная схема не имеет специаль­ ного задающего генератора, то частота работы ключа колеблется в широких пределах.

Стабилизатор, построенный по описанной схеме, характеризуется следующими параметрами:

Очевидно, что выбор конкретной схемы стабилизато­ ра определяется не только техническими возможностя­ ми данной схемы, но и конкретными техническими тре­ бованиями, предъявляемыми в каждом отдельном слу­ чае, а также целесообразностью ее применения в мест­ ных условиях.

88

1-7. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Для сравнения простых схем выпрямления в табл. 1-15 приведены основные расчетные соотношения для актив­ ной нагрузки (без учета потерь). В соответствии с дан­ ными таблицы можно провести оценку выбранной схе­ мы и выявить ее недостатки и преимущества. Из таб­ лицы видно, что двухтактные схемы выпрямления имеют сравнительно малые коэффициенты пульсации, более высокую частоту пульсации, лучшие коэффициенты ис-

Рис. 1-41. Однотактные схемы выпрямления.

а — однофазная; б — двухфазная; в — трехфазная.

пользования трансформатора и ряд других параметров, по сравнению с однотактными схемами выпрямления имеют лучшие показатели, что позволяет получить до­ полнительный выигрыш за счет упрощения сглаживаю­ щего фильтра, а в некоторых случаях вообще исклю­ чить его.

На рис. 1-41 показаны однотактные схемы выпрям­ ления (однофазная, двухфазная и трехфазная) и гра­ фики, поясняющие принцип их работы. На этих графи­ ках штриховкой показано протекание тока через вен­ тиль (длительность протекания тока через вентиль равна длительности протекания тока в нагрузке при отсутствии сглаживающего фильтра и при активной нагрузке). Вентиль проводит ток при приложении к не­ му прямого напряжения. Принцип действия схем оче­ виден и .демонстрируется графиками, при этом следует рассматривать двухфазную схему выпрямления как две однофазные, у которых питающие напряжения сдви-

89

нуты по фазе на 180°. Для трехфазной схемы вентиль работает х/ а периода.

На рис. 1-42 показаны двухтактные схемы выпрям­ ления (однофазная и трехфазная) и графики, поясняю­ щие принцип работы. Эти схемы называют мостовой однофазной и мостовой трехфазной. Их характерным отличием является то, что ток за период дважды про­ текает через два последовательно включенных вентиля.

Рис. 1-42. Двухтактные схемы выпрямления.

а— однофазная; б — трехфазная.

Воднофазной схеме два вентиля проводят при одной

полярности, а два других — при другой, т. е. каждая пара вентилей работает 7г периода питающего напря­ жения, а в трехфазной схеме каждая пара вентилей работает 4/з периода (дважды по */в периода).

Из сравнения приведенных схем и табличных дан­ ных следует, что однофазные и двухфазные однотакт­ ные схемы применяются при малых мощностях и не-

90