Файл: Федосеев П.Г. Основы проектирования транзисторных стабилизаторов напряжения учеб. пособие для студентов специальности 0615 Звукотехника.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.07.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 0
стает, при прочих равных условиях, если увеличивать статиче ский коэффициент усиления разомкнутой системы Кр- Следова тельно, требования устойчивости находятся в противоречии с условиями получения высокой статической точности работы. Поэтому требуемую точность работы не следует задавать с чрез мерным запасом.
§ 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАБИЛИЗАТОРА
Эксплуатационные возможности и качество работы стабили затора оценивают следующей совокупностью показателей.
Номинальные электрические и эксплуатационные показатели
1. |
Номинальные |
значения выходного |
напряжения, тока и |
||||
мощности: UHAr,Il]N |
= flimax, |
PnN |
= |
Um• |
/шУ. |
|
|
2. |
Коэффициент пульсаций выходного напряжения при номи |
||||||
нальной нагрузке: |
s „ = |
, |
|
|
|
|
|
где Um„—амплитуда |
пульсаций |
выходного |
напряжения. |
||||
3. |
Номинальное |
напряжение |
и |
частота |
сети переменного |
||
тока: |
UcN,fcN_ |
|
|
|
|
|
|
4. Допустимые пределы отклонений напряжения сети в сто
рону повышения и понижения:. |
|
|
||||
|
|
Д+£/сО/о = |
^ |
- |
" « - ^ |
. 100%; |
|
|
Д-£/с % = |
^ c |
; |
V ~ ( / c m i n |
• 100 о/о |
5. |
Относительный диапазон |
|
стабилизации: |
|||
ат ~ |
Л"'"* |
— В СТОрОНу ПОВЫШеНИЯ (dm > 1) i |
||||
|
^сЛ' |
|
|
|
|
|
an = |
— г г ^ |
в сторону понижения an |
< 1); |
|||
ас = — — полный.
Поскольку напряжение холостого хода выпрямителя прямо
пропорционально |
напряжению сети, то |
|
||||
£ щ |
max |
Uc max |
1 |
, |
A + ^ c % |
= a., |
^ в Ш |
|
1 |
+ |
100 |
||
. £BI m i n |
Uc min |
— 1 |
|
A Uc% |
|
|
£ B l J V |
|
|
|
100 |
|
|
£BI max •^BI m i n
6. Допустимые пределы изменения тока нагрузки:
/ н min ^ Ar |
AiA' |
max |
Максимальное приращение тока нагрузки: ^^JRmax=
^к min-
7. Полная (интегральная) погрешность стабилизации при возмущениях, оговоренных в пп. 5 и 6: NJny, = Л£/„Е + ^Uu[.
8. Допустимые пределы температуры окружающей среды: ^0 min ^0 "^С ^0 max-
9. Температурный дрейф выходного напряжения: Л£/Нл при б0 = var; Uc = const; / н — const.
10.Относительная влажность окружающей среды (макси мальная) Д%.
11.Сохранение работоспособности при ударных механиче
ских воздействиях, сообщающих ускорение а д = п-g; |
я = 1 , 2, 3,.. |
|||||||
где g = 9,81 м/сек |
— ускорение |
свободно |
падающего |
тела. |
||||
12. К. п. д. стабилизатора |
при номинальном |
электрическом |
||||||
режиме |
-П = -п—т |
, V P |
• |
|
|
|
|
|
где Е Р П — общая мощность |
потерь в элементах |
схемы стабили |
||||||
|
затора. |
|
|
|
|
|
|
|
Статические |
характеристики и п а р а м е т р ы стабилизатора |
|||||||
Для оценки точности работы стабилизатора используют сле |
||||||||
дующие характеристики и параметры. |
|
|
|
|||||
|
Характеристики |
стабилизации |
(рис. 1.2) |
|
|
|||
1. Зависимость относительной погрешности Л £ / п £ |
% от напря |
|||||||
жения |
на входе |
(напряжения |
сети) при разных |
неизменных |
||||
значениях тока нагрузки: А£ / и Е |
= f{U^)\ |
= const. |
|
|||||
2. Зависимость относительной погрешности от тока нагрузки при разных неизменных значениях напряжения на входе:
Характеристики стабилизации определяют эксперименталь ным путем,* т. е. они характеризуют свойства изготовленного стабилизатора.
Коэффициент стабилизации и выходное сопротивление
1. Коэффициент стабилизации равен отношению относитель ного изменения напряжения на входе к относительному измене нию напряжения на выходе при неизменном токе нагрузки:
__ Д £ П 1 max . Д ^ п Е _ "т —ап rj
10
либо
пЕ
и,cN U
2. Статическое выходное сопротивление стабилизатора, рав ное отношению приращения выходного напряжения к вызвав шему его приращению тока нагрузки при неизменном напряже нии сети:
п/ |
при Uc |
= const |
|
Д / ,н/? |
|||
|
|
|
Ucwax Ucfd IJcmLn |
||
0,1 |
s |
i |
|
-0,1 |
|||
|
|
||
-43 |
Заданный диапазон |
cmaQujusQuuu |
|
|
б) |
|
|
|
Рис. |
1.2 |
|
Для расчета статических коэффициента стабилизации и вы ходного сопротивления следует использовать общее уравнение
для погрешности. |
Полагая, |
что t/ c =var . |
( Д £ В |
1 # 0 , |
АЕв2фО), |
ДЯ = |
ЛАГ_ = 0, |
из соотношения (1) |
получим |
||
|
|
|
Д £ в |
|
|
ь |
\ |
" С В 1 т а х / |
1+Кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
Поскольку |
|
|
|
|
|
|
|
-b2N |
|
|
|
|
|
' B b V |
|
|
|
то |
У, |
|
|
|
|
|
(1 Ч - ^р) - ^н |
|
(2) |
||
|
At/,нЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, коэффициент стабилизации растет при уве личении петлевого усиления и уменьшении коэффициентов пере дачи возмущений.
11
Аналогично, полагая I„=va.r,kEBi=&E-&a-, = E\3 — Д/Сд |
= А/<р = |
= 0, найдем |
|
#fcT— 1 + Р К р |
(3) |
Для определения % и от по результатам испытаний |
исполь |
зуют характеристики стабилизации (рис. 1.2), которые заменяют прямыми линиями, проходящими через крайние точки, соответ ствующие полному диапазону стабилизации по Uc и / п .
Динамические характеристики и параметры
Для оценки качества процесса регулирования во время пере ходных процессов используют переходные или частотные харак теристики.
Переходные характеристики
Переходной характеристикой называют зависимость дина мической погрешности стабилизации от времени при условии, что переходный процесс вызван единичным ступенчатым возму щением.
|
1. Переходные характеристики по возмущению со стороны |
|||||||||||||
источника энергии: (£B i = var, |
£ B 2 = v a r |
и |
£/c = var, |
i?H = const); |
||||||||||
|
|
и |
( л - |
A t / " E ' ( 0 |
h |
(*\- |
|
A t / " E 2 ( 0 |
|
|
||||
|
|
" E l V U — |
1 ( / ) . Д £ В , |
' |
ПыУ1>— |
|
1(0 - ДЕ В г |
|
|
|||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с ( |
> |
1 (t)-bUc |
|
' |
|
|
|
|
|
|
где |
!(*) = |
1, |
г > о |
- единичная |
ступенчатая |
функция; |
||||||||
О, |
|
|||||||||||||
|
|
* < 0 J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Д£"п1, ЬЕв2, |
Д£/с — величина |
приращения |
напряжения |
||||||||||
|
|
|
|
|
на |
выходе выпрямителей В{ и В2 |
||||||||
|
|
|
|
|
или действующего значения напря |
|||||||||
|
|
|
|
|
жения |
сети. |
|
|
|
|
|
|||
|
2. Переходная характеристика |
по |
возмущению |
со |
стороны |
|||||||||
нагрузки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
Д / Л , = - ^ — |
^"лр |
изменение |
тока |
нагрузки, |
обуслов- |
||||||||
|
|
|
|
|
ленное |
изменением |
сопротивления |
|||||||
|
|
|
|
|
ее от Ra |
до |
RB+ARa. |
|
|
|
||||
12
