книги / Элементы промышленной электроники

ление моментом зажигания тиратрона становится возможным как путем изменения величины отрицательного напряжения на сетке, так и путем изменения угла сдвига фазы сеточного напря­ жения относительно анодного напряжения.

В соответствии с этим применяются управляемые схемы вы­ прямления на тиратронах с амплитудным и фазовым методом управления зажигания тиратрона.

а) Амплитудный метод управления

При амплитудном методе управления зажиганием тиратрона, на аноде которого действует переменное синусоидальное напря­ жение, на сетку тиратрона подается постоянное регулируемое отрицательное напряжение. Величина отрицательного напряжения на сетке, при котором в тиратроне возникает разряд, как извест­ но, зависит от величины анодного напряжения. Поэтому каждому значению мгновенного напряжения на аноде будет соответство­ вать совершенно определенное минимальное отрицательное на­ пряжение на сетке, при котором происходит зажигание тиратрона.

Подобная зависимость (рис. 4— 13) носит название кривой критических сеточных напряжений зажигания.

Рис. 4-13. Построение кривой критических сеточных напря­ жений зажигания.

Из кривых рис. 4— 14 видно, что при напряжениях на сетке более отрицательных по величине, чем критическое сеточное напряжение, тиратрон зажигаться не будет (рис. 4—146), по­ скольку зажигание тиратрона, при' данном законе изменения на-

71

регулируемый источник постоянного гока, для обеспечения воз­ можности подачи отрицательного напряжения на сетку управляе­ мого тиратрона.

б) Фазовый метод управления

При фазовом методе управления зажиганием тиратрона на сетку его подается переменное напряжение той же частоты (от того же источника), что и анодное напряжение. Путем соответ­ ствующего выбора амплитуды и фазы сеточного напряжения можно обеспечить зажигание тиратрона в любой момент поло­ жительного полупериода анодного напряжения. Амплитуда се­ точного напряжения в процессе регулирования остается неизмен­

ной.

ф

На рис. 4— 15 показаны диаграммы напряжения и анодного тока тиратрона при угле сдвига фаз между анодным и сеточным напряжениями Фе= 90°. При этом способе управления так же, как и при управлении амплитудным методом, момент зажигания тиратрона определяется равенством напряжения на сетке и се­ точного критического напряжения, т. е. при ис = искр.

Таким образом, меняя фазу сеточного напряжения относи­ тельно анодного Ф = Фс напряжения тиратрона, а следовательно, угол сдвига по фазе фс между ними, как это следует из кривых рис. 4— 15, можно изменять момент зажигания и соответственно угол зажигания © тиратрона. При этом, как было показано выше, происходит регулирование среднего выпрямленного тока тира­ трона. Нетрудно видеть, что в отличие от амплитудного метода, фазовый метод позволяет регулировать момент зажигания тира­ трона в пределах всего положительного полупериода анодного напряжения. В результате этого может быть достигнуто плавное изменение среднего значения выпрямленного тока в пределах

73

от 0 до /ср, что невозможно получить при амплитудном методе управления.

Поэтому схемы с применением фазового метода управления зажиганием тиратрона получили на практике наибольшее рас­ пространение.

Рассмотрим работу выпрямительной схемы на тиратроне, управляемой по фазовому методу (рис. 4— 16).

Рис. 4-16. Схема управляемого однополупериодного выпрямителя Однофазного переменного тока с фазо­ сдвигающим мостом.

Схема состоит из силового трансформатора, с половины вторичной обмотки которого подается переменное анодное на­ пряжение на тиратрон, используемый в качестве регулируемого вентиля. Вторичная обмотка трансформатора с подключенными на ее зажимы А и В конденсатором С и переменных активным сопротивлением R образуют фазосдвигающий мост. С диагонали этого моста тп снимается синусоидальное напряжение, подавае­ мое на сетку тиратрона. Нагрузка, на которой необходимо полу­ чить выпрямленное напряжение, включается в анодную цепь тиратрона. В цепь сетки тиратрона включено ограничивающее величину его сеточного тока сопротивление Яб. Фазосдвигающий мост позволяет, не изменяя амплитуды сеточного напряжения, менять фазу сеточного напряжения относительно анодного на­ пряжения, а следовательно, менять угол сдвига фаз ф между ними и, соответственно, угол зажигания тиратрона © в данной схеме.

В рассматриваемой схеме управления при R = 0, потенциал точки п оказывается равным потенциалу точки Л. При этом, напряжение ив, подаваемое на анод и напряжение ис, подаваемое на сетку, совпадают по фазе (ф — 0) и равны по величине. Поэтому угол зажигания 0 тиратрона в этом случае также будет равен нулю. При этом анодный ток тиратрона будет протекать в те-

74

чение всего положительного полупериода, а среднее его значение

будет равно /с = (1т— амплитудное значение анодного тока

тиратрона). При R > X . сопротивлением конденсатора С можно

пренебречь. Тогда потенциал точки п можно считать равным потенциалу точки В, а анодное и сеточное напряжения равными

текать не будет, так как в течение всего положительного полупериода анодного напряжения, напряжение на сетке будет более отрицательным, чем сеточное критическое напряжение.

Рис. 4-17. Векторная диаграмма фазосдвигаю­ щего моста.

При R = Xс значения углов ф и © можно найти из векторной диаграммы (рис. 4— 17). На векторной диаграмме, вектор UAB представляет собой вектор напряжения на вторичной обмотке трансформатора, приложенного между точками А и В схемы рис. 4—16. Этот вектор можно представить в виде суммы из двух векторов, совпадающих с вектором UAB по фазе, вектора напряжения UAm и вектора напряжения UmB соответственно между точками А и т и точками т и В.

ленииЯ, равного напряжению UAa между точками А и п и напря­

75

§ 5. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Во многих радиоэлектронных устройствах к блокам питания предъявляются требования поддержания напряжения на неиз­ менном уровне, независимо от возможных изменений выходного тока и колебания напряжения питающей сети.

Независимость величины напряжения на нагрузке от изме­ нения напряжения питающей сети обеспечивается введением в блок питания дополнительного устройства, называемого ста­ билизатором напряжения. При этом, поскольку в качестве источ­ ников напряжения используются, главным образом, выпрями­ тельные устройства, преобразующие переменный ток в постоян­ ный, то стабилизация питающего напряжения обеспечивается либо в результате осуществления питания выпрямительного устройства через стабилизатор переменного напряжения (феррорезонансный, электромагнитный), для поддержания неизменным напряжения на входе выпрямителя при колебаниях напряжения питающей сети, либо введением стабилизирующего устройства между выпрямителем и нагрузкой для поддержания постоянного напряжения на нагрузке неизменным не только при изменении напряжения питания выпрямителя, но также и при изменении тока нагрузки. Подобные стабилизирующие устройства назы­ ваются стабилизаторами постоянного напряжения.

Стабилизирующее действие стабилизатора напряжения оце­ нивается значением коэффициента стабилизации. Напряжение на выходе стабилизирующего устройства является функцией

стабилизирующего устройства может быть найдено как полный дифференциал:

(5 -1 )

Обозначив величину заданного напряжения на выходе стаби­ лизатора через U2о, величину заданного напряжения на его входе через Ul0, среднее сопротивление нагрузки, в пределах которого изменяется Rn через Rh0, выражение (5— 1) можно записать в сле­ дующем виде:

(5 -2 )

77

жения только в совершенно определенном интервале нагрузок, когда режим его работы соответствует участку АВ вольтамперной характеристики (рис. 5—2). Этим и вызвано включение в схему газового стабилизатора ограничивающего (балластного) сопро­ тивления R.

Работа газового стабилизатора напряжения происходит сле­ дующим образом. При изменении (увеличении или уменьшении) напряжения Ult подведенного к стабилизатору, происходит со­ ответственно изменение (увеличение или уменьшение) тока /,. протекающего через ограничивающее сопротивление R. При этом ток / на входе стабилизатора в соответствии с первым за­ коном Кирхгофа для точки разветвления (рис. 5— 1) равен сумме

В то же время, напряжение и ъ действующее на входе стаби­ лизатора, в соответствии со вторым законом Кирхгофа можно представить в виде суммы напряжения U2 на выходе и падения напряжение IR на ограничивающем сопротивлении:

При номинальном значении входного напряжения С/ь в схеме устанавливается некоторое среднее значение напряжения на нагрузке, принимаемое равным номинальному значению выход­ ного напряжения стабилизатора.

Допустим теперь, что произошло некоторое увеличение вход­ ного напряжения. Это приведет к увеличению тока, протекаю­ щего по балластному сопротивлению, а следовательно увели­ чению тока стабилитрона и тока, протекающего в цепи нагруз­ ки Rn.

Однако при увеличении тока стабилитрона, напряжение на

т. е. почти не изменяется. При этом, поскольку сопротивление

на балластном сопротивлении, увеличивающееся пропорциональ­ но току, оказывается равным приращению входного напряжения. Другими словами, все приращение входного напряжения, прак­ тически падает на балластном сопротивлении, а напряжение

80