20. Стабилизаторы напряжения и тока, их классификация, назначение, основные параметры и характеристики

Стабилизатором напряжения (тока) называют устройство, автоматически обеспечивающее поддержание напряжения (тона) нагрузочного устройства с заданной степенью точности. Напряжение (ток) нагрузочного устройства может сильно изменяться не только при изменениях нагрузочного тока Iн, но и за счет воздействия ряда дестабилизирующих факторов. Одним из них является изменение напряжения промышленных сетей переменного тока. Применение стабилизаторов диктуется тем, что современная электронная аппаратура может нормально функционировать при нестабильности питающего напряжения 0,1—3%, а для отдельных функциональных узлов электронных устройств нестабильность должна быть еще меньше. Стабилизаторы классифицируют по ряду признаков: 1) по роду стабилизируемой величины — стабилизаторы напряжения и тока; 2) по способу стабилизации — параметрические и компенсационные стабилизаторы. Основным параметром, характеризующим качество работы всех стабилизаторов, является коэффициент стабилизации. Как отмечалось, определяющими дестабилизирующими факторами, из-за которых изменяются выходные величины стабилизатора, являются входное напряжение стабилизатора Uвх и нагрузочный ток Iн.

Для стабилизатора напряжения коэффициент стабилизации по напряжению Кстu=(Uвх/Uвх)/ (Uвых/Uвых) где Uвх и Uвых — приращения входного и выходного напряжений, а Uвх и Uвых — номинальные значения входного и выходного напряжений. Для стабилизатора тока коэффициент стабилизации тока КстI=(Uвх/Uвх)/ Iн/Iн , где Iн и Iн — соответственно приращение и номинальное значение нагрузочного тока. Помимо коэффициента стабилизации стабилизаторы характеризуются такими параметрами, как внутреннее сопротивление Riст и коэффициент полезного действия ст. Значение внутреннего сопротивления стабилизатора Riст позволяет определить падение напряжения на стабилизаторе, а следовательно, и напряжение на нагрузочном устройстве Uн при изменениях нагрузочного тока.Коэффициент полезного действия стабилизатора характеризует мощность потерь в нем и является основным энергетическим показателем стабилизатора: cт=Рн/(Рн+Рп). где Рн — полезная мощность в нагрузочном устройстве; Рп — мощность потерь. В ряде случаев необходимо учитывать массу, габариты и срок службы используемых стабилизаторов.

Схема простейшего параметрического стабилизатора напряжения изображена

Стабилитрон в параметрическом стабилизаторе включают параллельно нагрузочному резистору Rн. Последовательно со

стабилитроном для создания требуемого режима работы включают балластный резистор Rб. Основными достоинствами параметрических стабилизаторов напряжения являются простота конструкции и надежность работы. К недостаткам следует отнести небольшой коэффициент полезного действия, не превышающий 0,3, большое внутреннее сопротивление стабилизатора (5—20 Ом), а также узкий и нерегулируемый диапазон стабилизируемого напряжения. В параметрических стабилизаторах тока в качестве нелинейного элемента используют биполярные и полевые транзисторы. Изображена схема стабилизатора тока на полевом транзисторе.

Компенсационные стабилизаторы постоянных напряжения и тока. Эти стабилизаторы являются системами автоматического

регулирования, в которых благодаря наличию отрицательной обратной связи обеспечивается постоянство напряжения и тока на нагрузочном устройстве с высокой степенью точности. Компенсационные стабилизаторы лишены недостатков, свойственных параметрическим стабилизаторам, что достигается усложнением их схем.

22. Управляемые выпрямители, их назначение, классификация. Принцип работы однофазного управляемого выпрямителя. Регулировочная характеристика. От выпрямителей часто требуется не только преобразовывать переменное напряжение в постоянное, но и плавно изменять значение выпрямленного напряжения. Управлять выпрямленным напряжением можно как в цепи переменного напряжения, так и в цепи выпрямленного тока. Более экономичным и удобным способом управления, который получил широкое распространение, является управление выпрямленным напряжением (током) в процессе выпрямления, так называемое управляемое выпрямление. Выпрямители, которые совмещают выпрямление переменного напряжения (тока) с управлением выпрямленным напряжением (током), называют управляемыми выпрямителями. Основным элементом современных управляемых выпрямителей является тиристор. На рис. представлена схема простейшего однофазного однополупериодного выпрямителя на тиристоре.

Управление напряжением на выходе управляемого выпрямителя сводится к управлению во времени моментом отпирания (включения) тиристора. Это осуществляется за счет сдвига фаз между анодным на

пряжением и напряжением, подаваемым на управляющий электрод тиристора. Такой сдвиг фаз называют углом управления и обозначают  способ управления называют фазовым. Управление

величиной а осуществляют с помощью фазовращающей R2С-цепи, которая позволяет изменять угол  от 0 до 90°. При этом выпрямленное напряжение регулируют от наибольшего значения до его половины. Резистором R1 изменяют

напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора. ДиодД обеспечивает подачу на управляющий электрод положительных однополярных импульсов. На рис. изображена схема однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя с импульсно-фазовым блоком управления

(ИФБ), довольно часто применяемая на практике. Сдвиг управляющих импульсов по отношению к анодному напряжению производят

вручную с помощью мостового фазовращателя.

Зависимость Uн=f(a) называют характеристикой управления выпрямителя. Эта зависимость для нагрузочного устройства с активным сопротивлением представлена на рис.