Вторични източници на енергия

вторичен източник на енергия изследвания

Вторични източници на захранване (IWEP), предназначени за получаване на напрежението, необходимо за захранване на различни електронни устройства. Ефективната стойност на променливото напрежение е 220 V. В същото време за електронни устройства се нуждаят постоянно напрежение, чиято стойност обикновено не се превишава няколко волта. Вторични източници на енергия, получена от първични източници: променлив ток, акумулаторни батерии и др ...

Блок-схема IWEP захранва от мрежа AC, е показана на Фиг. 9.1.1. трансформатор Tr се използва за промяна на нивото на напрежение и електрическо изолиране на токоизправителя и захранването. Токоизправителя преобразува синусоидална променливото напрежение на пулсации напрежение на една и съща полярност. Филтърът за изглаждане намалява пулсации на напрежението на изхода на токоизправител. Стабилизаторът намалява колебания на напрежението в товара.

Счита захранването има голям тегло и размери, се определя главно от размера на трансформатора и филтъра за изглаждане. В момента, като IWEP заменен датчиците за устройства, работещи при честоти, които изграждат десетки или стотици килохерца. По този начин е възможно да се намали значително размера и теглото на устройството.

Токоизправители се използват за преобразуване на променливото напрежение на мрежата в постоянен. Основните компоненти на изправителите са клапани - Елементи със силно нелинеен волт-амперна характеристика. Тъй като тези елементи са използвани силициеви диоди.

Половината токоизправител. Най-добре е половин вълна токоизправител (Фиг. 9.1.2). Напрежението и тока натоварването във форма, показана на фиг. 9.1.3. изходното напрежение на по-малко от входа до спадане на напрежението в целия диод е отворен.

Средната стойност на изправено напрежение

Ето - на RMS стойност на входното напрежение. С формула (9.1.1) с предварително определена стойност на напрежението може да се намери на входното напрежение токоизправител.

Максимална обратно напрежение през диод

Максималният ток на диода

Важен параметър е съотношението на токоизправител вълничката на изправено напрежение, равно на съотношението на максималната и средно напрежение. За половин вълна токоизправител пулсации фактор

Изправено напрежение и ток във веригата на фиг. 9.1.2 има голям пулсация. Ето защо, на практика тази схема се използва в устройства с ниска мощност в тези случаи, които не изискват висока степен на изглаждане на изправено напрежение.

Пълен вълна токоизправител. По-малък пулсации на отстранени напрежение може да се получи в токоизправителя пълната вълна. Фиг. 9.1.4 показва токоизправител верига с изхода от средата на вторичната намотка на трансформатора.

Във вторичната намотка на трансформатора и предизвиканото напрежение. с обратна полярност. Диоди провеждат текущи последователно, всеки за половин цикъл. В положителен половин цикъл се отваря диод VD 1, и в отрицателната - ВД диод 2. ток в товара има същата посока и в двете полувълни, така че има формата на напрежението натоварване, както е показано на фиг. 9.1.5. изходното напрежение на по-малко от входа до спадане на напрежението в целия диод.

токоизправител с пълна вълна и компонент напрежение DC е два пъти в сравнение със схемата за половин вълна:

От последното уравнение ние определяме действителното напрежение стойността на трансформатора вторичната намотка:

пулсации фактор в този случай е много по-малко от половината токоизправител вълна:

Тъй като токът във вторичната намотка на трансформатора токоизправител синусоидална пълен вълна, не пулсираща, като не съдържа DC компонент. Топлинните загуби са намалени, като по този начин намаляване на размера на трансформатора.

Основен недостатък на веригата на фиг. 9.1.4 е, че диод се прилага в заключено обратен напрежение, равно на два пъти амплитудата на напрежението на един вторичната намотка на трансформатор рамото :. Поради това е необходимо, за да изберете диоди с високо обратно напрежение. По-рационално използване на диоди в токоизправител мост (Фиг. 9.1.6).

Тази схема има същата стойност на средното напрежение и пулсации коефициент като на токоизправител верига с изхода от средната точка на трансформатора. Предимството му е, че обратната напрежение през диод полувреме. Освен това, вторичната намотка на трансформатора съдържа половината превръща от вторичната намотка във веригата на фиг. 9.1.4.

9.1.3. изглаждане филтри

Счита токоизправител верига имат относително големи стойности на съотношението на пулсация. В същото време, за доставка на електронно оборудване, често изискват изправено напрежение с пулсации съотношение на не повече от няколко процента. За да се намали пулсации с помощта на специални устройства - изглаждане филтри.

Най-добре е капацитивен филтър (С -filter). Да разгледаме пример за неговата работа в половин вълна токоизправител (Фиг. 9.1.7).

Изглаждане на отстранени напрежение и ток пулсации се дължи на периодичната зареждането на кондензатора С (когато напрежението в трансформатора вторичната намотка надвиши напрежението на товара), и последващо разреждане до съпротивление на товара.

Синхронизационната диаграми напрежения и токове на токоизправителя е показано на фиг. 9.1.8. В интервал от време диод е отворен и кондензатор се зарежда. В интервал диод е затворен и кондензатор освобождава през съпротивлението. За да се намали кондензатор пулсации трябва да е голяма, така че време константа за освобождаване от отговорност е много по-дълъг от срока на поправеното напрежение. Амплитудата на пулсациите на изправено напрежение се определя от приблизително формула

Къде - честотата на входното напрежение.

Амплитудата на пулсации на напрежението на изхода на пълната вълна токоизправител е два пъти по-малко:

Формули (9.1.2) и (9.1.3) може да се определи капацитета на изглаждане кондензатор, който осигурява предварително определена амплитуда на пулсации отстранени напрежение.

Както се вижда от фиг. 9.1.8 диод е отворен само за интервал. Колкото по-кратък интервал, толкова по-голяма амплитуда на тока през диода. Режим диод токоизправител верига във филтъра е доста тежки.

На практика, по-сложен изглаждане филтър верига, включващ кондензатор и индуктивна намотка. Те осигуряват по-добро заглаждане. Основният недостатък на тези филтри - голям размер и тегло.

9.1.4. Протектори

При работа IWEP изходното напрежение изглаждане филтър може да варира в зависимост от колебанията на съпротивление, напрежението на първичния източник и други фактори. Ако отклонението на напрежението надвишава допустимата стойност, схема се въвежда IWEP стабилизатори - устройства, които предоставят малки промени в изходното напрежение.

Има два вида стабилизатори: параметричен и обезщетение. параметрични напрежение стабилизатори използват нелинейни елементи, имащи VAC част, в която напрежението остава постоянно, когато токът. Тази част има обратна клон ценерови VAC.

Схема параметри напрежение стабилизатор ценерови диоди е показано на фиг. 9.1.9.

Веригата е делител на напрежение, състояща се от резистор и ценерови диоди VD. А товар резистор, свързани в паралел с ценерови. Ето защо, в режим на стабилизация, когато ценерови напрежение е почти константа, е постоянна, а напрежението върху товара.

Ние считаме, напрежение и ток на ценерови графично. CVC ценерови диоди и линейна част на веригата, показана на Фиг. 9.1.10. Тъй като. обратни клонове на диод ценерови се намира в първата квадрант. Линейно натоварване характеристика вторична верига е права линия, минаваща през точките, съответстващи на празен ход и късо съединение. Тук. Точката на пресичане на линията натоварване и BAX ценерови диода (точка А на фиг. 9.1.10) е работната точка и определя тока и напрежението на диод ценерови. Ако входното напрежение се променя, линията товар се движи успоредно на себе си. И промените координатите работната точка (точка Б
Фиг. 9.1.10). В този случай промяната на изходното напрежение ще бъде малък, докато работната точка се намира на стръмната част ценерови VAC.

С цел поддържане на устойчивост на режим стабилизация се изчислява така, че работната точка се намира в средата на работната част VAC. Ако промените на входното напрежение от до. може да се намери от формула

Ето - средно входно напрежение към стабилизатора;
- средния ток на диод ценерови; - натоварване ток.

Ако входното напрежение се променя, това ще се промени и ток диод ценерови, но напрежението ценерови, а оттам и на напрежението на товара ще бъде почти постоянен.

Основните параметри, които характеризират качеството на стабилизатора са стабилизиране фактор. изходно съпротивление. ефективност.

Стабилизиране фактор - съотношението на относителна промяна на входното напрежение на относителна промяна от изходното напрежение:

Стабилизиране фактор параметри стабилизатор може да се определи от приблизително формула

В последния експресията - динамичното съпротивление на диод ценерови на мястото на повреда.

Тъй като. параметри изходен импеданс на диод ценерови.

стабилизатор ефективност е съотношението на силите предава товара на власт абсорбира от входния източник.

9.1.5. Препоръки за прилагането на предварително изчисление

Съпротивлението на товарно съпротивление се изчислява по формулата

Капацитетът на изглаждане кондензатор за изправител полувълнов (Фиг. 9.1.7) се изчислява от приблизително формула

Тук - променлив честота източник на напрежение (Hz);

- съотношение пулсация (в относителни единици).

Капацитет за токоизправител с пълна вълна е по-малко от два пъти:

вторичен източник на захранване с параметричен стабилизатор на напрежението на изхода на токоизправител е целесъобразно да се избере приблизително два пъти напрежението натоварване. При използване на токоизправител мост, резистентност баласт се дава от

Тук - в разпределението на напрежението на режима на ценерови - Отворете диод напрежението, - минималният ток на диод ценерови.

В схема параметри стабилизатор капацитет изглаждане кондензатор се изчислява съгласно формулата

9.1.6. Препоръки за монтаж на електрически вериги

9.1. Трансформатор XFRM _ LINEAR ANALOG е в библиотеката. SLB. Параметрите са индуктивност на първичната и вторичната намотки и. и коефициент на свързване Свързване. свързване фактор малко по-малко от единство. Можете да изберете съединителя = 0.99. На индуктивности на първични и вторични намотки са свързани. където - коефициент на преобразуване.

2. При монтажа модел верига използва диоди D 1 и D N 4148 N 1 4002, модел ценерови диода D 1 750 N (ценерови диоди) на EVAL библиотека. SLB.

3. напрежение разбивка на ценерови диода D 1 750 N е 4.7 V. За напрежения в целия товар, различен от 4.7 V, използват верига, състояща се от последователно свързани ценерови диоди и диоди.

4. Примери за схеми токоизправители и IWEP могат да бъдат намерени в W 1_1 файлове, W 1_2, W 1_3 в електроника \ Labs папка.