- •Курс лекций по дисциплине: «Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи»
- •Часть 1
- •Содержание
- •1. Назначение и классификация устройств электропитания
- •2. Параметры иэп
- •3.1 Стабилизируемые иэп
- •3.2 Принцип действия параметрического стабилизатора
- •3.3 Параметрический стабилизатор на кремниевом стабилитроне
- •3.4 Параметрический стабилизатор переменного тока с дросселем насыщения
- •3.5 Принцип действия компенсационного стабилизатора
- •3.6 Компенсационный стабилизатор на одном триоде.
- •3.7 Компенсационный стабилизатор на составном триоде.
- •3.8 Компенсационный стабилизатор с усилителем сигнала рассогласования.
- •4. Химические источники.
- •Аккумуляторы.
- •Кислотные аккумуляторы.
- •4.1 Принцип действия.
- •4.2 Параметры кислотных аккумуляторов
- •4.3 Типы пластин кислотных аккумуляторов
- •4.4 Типы кислотных аккумуляторов
- •4.5 Щёлочные аккумуляторы.
- •Параметры щёлочных аккумуляторов
- •4.6 Сравнение щёлочных и кислотных аккумуляторов.
- •5.2 Непрерывная буферная работа
- •5.3 Режим среднего тока
- •5.4 Выпрямительное устройство для режима среднего тока типа вак
- •5.5 Режим импульсного подзаряда
- •5.6 Выпрямитель для импульсного подзаряда бв 24/2.5
- •5.7 Режим непрерывного подзаряда
- •5.8 Выпрямитель для непрерывного подзаряда
- •Работа дросселя насыщения
- •5.9 Периодическая буферная работа
2. Параметры иэп
Свойства ИЭП определяются его входными и выходными параметрами.
К входным параметрам относятся:
1) - номинальные напряжение, ток и частота сети;
2) относительное изменение напряжения сети:
;
;
3) полная мощность:
, (ВА);
4) активная мощность, потребляемая из сети:
, (Вт);
5) (данный параметр влияет на габариты приборов);
К выходным параметрам относятся:
1) - номинальные значения напряжения, тока и частоты;
2) Относительные изменения напряжения на выходе:
;
;
3) Выходная мощность:
, (при );
4) кпд:
;
5) Выходное (внутреннее) сопротивление источника:
, (Ом);
Uвых
Iвых
Iвых
3.1 Стабилизируемые иэп
Стабилизируемые ИЭП обладают способностью поддерживать один из выходных параметров U, I или f в заданных пределах, несмотря на влияние дестабилизирующих факторов (старение элементов, изменение напряжения сети, сопротивления нагрузки и температуры окружающей среды). Наибольшее распространение получили стабилизаторы напряжения.
Свойства стабилизаторов напряжения часто оцениваются с помощью коэффициента стабилизации:
,
где – относительное изменение напряжения на входе;
– соответствующее относительное изменение напряжения на выходе;
По принципу действия стабилизаторы напряжения подразделяются на две группы: параметрические и компенсационные.
3.2 Принцип действия параметрического стабилизатора
Параметрический стабилизатор имеет линейный и нелинейный элементы (ЛЭ и НЭ), которые включены последовательно.
Стабилизация в этой схеме происходит при определенном подборе параметров ЛЭ и НЭ.
Рассмотрим с помощью вольтамперной характеристики (ВАХ) этих элементов, как происходит стабилизация. При этом ВАХ должны иметь следующий вид:
Построим суммарную вольтамперную характеристику ЛЭ и НЭ путем сложения напряжения на этих элементах при одном и том же токе.
Рассмотрим, как изменяется напряжение на выходе при изменении напряжения на входе. Из ВАХ следует, что при изменении входного напряжения, равного
происходит изменение напряжения на ЛЭ и НЭ:
,
,
но больше, чем , и наличие стабилизации очевидно. Таким образом изменение напряжения на входе выделяется на ЛЭ, величина приращения напряжения зависит от угла наклона ВАХ.
3.3 Параметрический стабилизатор на кремниевом стабилитроне
В этой схеме в качестве линейного элемента используется активное сопротивление Rб (балластное), а в качестве нелинейного – кремниевый стабилитрон, включенный в обратном направлении. Данная схема имеет низкий кпд и применяется для стабилизации только при небольших мощностях.
ВАХ кремниевого стабилитрона имеет следующий вид:
Imin – минимальный ток, при котором происходит стабилизация,
Imax – ток, при котором происходит тепловой пробой.
На практике для увеличения напряжения стабилизации часто включают последовательно несколько стабилитронов.