Курсовая Расчет стабилизатора напряжения

Источники вторичного электропитания (ИВЭП) по своей физической сущности это преобразователи вида и качества электрической энергии первичных источников питания (химических, топливных, электромеханическиех ядерных и других). ИВЭП являются одним из основных электронных компонентов любой функциональной аппаратуры. Они применяются во всех сферах современной индустрии: в различных областях промышленности, связи, электроприводе, автотранспорте, бытовых приборах, телекоммуникационной, военно–космической, компьютерной технике.

Современным генеральным направлением развития ИВЭП в мире по прежнему остается дальнейшее улучшение массогабаритных характеристик при снижении стоимости и обязательном выполнении требований надежности и качества электроэнергии.

1 Назначение, основные характеристики, принцип работы стабилизаторов напряжения и тока

1.1 Стабилизаторы напряжения и тока

Стабилизаторами напряжения (тока) называются устройства, автоматически поддерживающие напряжение (ток) на стороне потребителя с заданной степенью точности.

Современная радиоаппаратура предъявляет жесткие требования к постоянству питающих напряжений (тока). Например, радиовещательные и связные радиостанции допускают нестабильность питающего напряжения до 2—3%. Напряжение питания клистронных генераторов должно поддерживаться с точностью до 0,1%. Ток в фокусирующих катушках телевизионной аппаратуры должен стабилизироваться в пределах 0,5—1%.

Чем чувствительнее прибор, чем точнее измерительное устройство, тем выше должна быть стабильность источников питания. Так, для электронного микроскопа нестабильность питающих напряжений не должна превышать 0,005%, а усилители постоянного тока и некоторые измерительные приборы высокого класса точности допускают нестабильность напряжений не более 0,0001%.

Основными дестабилизирующими факторами, вызывающими изменение напряжения (тока) потребителя, являются: колебания питающих напряжений, изменения потребляемой нагрузкой мощности; колебания частоты тока сети; изменения окружающей температуры и др. стабильность напряжения питающей сети.

Изменения питающих напряжений определяют нестабильность напряжения питающей сети. Так, например, промышленная сеть с частотой 50 Гц имеет допуск на колебания напряжения +10 ÷ -15%. Изменения мощности, потребляемой нагрузкой, зависят от режима работы потребителя и вызывают изменения питающих напряжений из-за падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника и сопротивлении соединительных проводов. Колебания частоты тока могут привести к изменению выходного напряжения и напряжения пульсации. При изменении температуры окружающей среды напряжения (токи) на выходе могут изменяться из-за изменения параметров элементов, используемых в схемах источников электропитания.

Назначением стабилизаторов является уменьшение влияния дестабилизирующих факторов на напряжение (ток) потребителя.

1.1.1 Классификация стабилизаторов напряжения и тока

Стабилизаторы подразделяются в зависимости от рода напряжения (тока) на стабилизаторы переменного напряжения (тока) и стабилизаторы постоянного напряжения (тока). Кроме того, стабилизаторы подразеляются на параметрические и компенсационные.

В качестве параметрических стабилизаторов используются нелинейные элементы. Стабилизация напряжения (тока) в таких стабилизаторах осуществляется за счет нелинейности вольт-амперной характеристики не­инейного элемента. На рисунке 1 изображены вольт-амперные характеристики нелинейных элементов, используемых для стабилизации напряжения и тока.

Рисунок 1 – Вольтамперные характеристики

Вольт-амперную характеристику рисунке 1 (слева) имеют такие нелинейные элементы, как стабилитроны, катушки индуктивности с насыщенным ферромагнитным сердечником и др. Эти элементы применяются для стабилизации напряжения. Элементы, имеющие характеристику рисунок 1 (справа) используются в параметрических стабилизаторах тока. К таким элементам относятся бареттеры, термисторы, лампы накаливания и др.

Компенсационные стабилизаторы напряжения или тока представляют собой замкнутую систему автоматического регулирования с отрицательной обратной связью (рисунок 2). Эффект стабилизации в данных устройствах достигается за счет изменения параметров управляемого прибора

1. Артамонов Б.И. Источники электропитания радиоустройств. – М.: ЭНЕРГОИЗДАТ, 1982 – 295с.
2. Найтвель Г.С. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Издательство "Радио и связь", 1985. – 576с.
3. Баюков А.В. Полупроводниковые приборы: диоды и тиристоры – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 744с.
4. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов – М.: САЛОН-Пресс, 2001. – 327с.
5. Семенов Б.Ю. Силовая электроника: от простого к сложному – М.: САЛОН-Пресс, 2005. – 416с.