Электронды құрылғыларды қоректендіру көздері

Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Ноября 2012 в 17:37, курсовая работа

Краткое описание

Түзеткіштер шығысында тұрақты кернеу алу керек болатын жағдайдағы ИВЭП-тің барлық құрылымдық сұлбаларына кіреді. Бір фазалық түзеткіштердің жүктеменің таза активті сипаты мен диод пен трансформатор шартының идеалды кезіндегі жұмысын қарастырайық.
Бір жарты периодты түзеткіш. Бір жарты периодты түзеткіштің сұлбасы ең қарапайым болып табылады. Бұл сұлбада тоқ вентиль мен жүктеменің кедергісі Rн арқылы трансформатордың екіншілік орамындағы кернеудің тек оң жартыпериодтарына өтеді. Теріс жарты периодтарда бұл тоқты диод жауып тастайды. Жүктемеде тоқ импульсті сипатта (штрихталған) болады, ал оның тұрақты құраушысы Iн период ішінде өтетін тоқтың орташа мәнін көрсетеді және жүктемеде тұрақты кернеу құраушысын туғызады.

Файлы: 11 файлов

1 б?л_м.doc

— 410.00 Кб (Скачать)

Сыйымдылықты сүзгіні параллельді түрде жүк тиегіш резисторға           1.5 суреттегі көпірлік түзеткіші бар сұлбадағыдай етіп қосады.

 


1.5 Сурет – Сыйымдылықты жүктемесі бар көпірлік түзеткіш

 

Егер біз осыған дейін  трансформатор мен диодтарды идеалды деп санасақ, r (1.7 суретте пунктирмен көрсетілген)  кедергісін қосу арқылы трансформатордың екіншілікті орамының кедергісі мен ашық жағдайдағы диод кедергісін ескеру керек. Сұлбаны қосу алдында конденсатордағы кернеу мен сәйкесінше бұғаудағы токтар бар болсын делік. Сондай-ақ түзеткішті қорек көзіне қосқанда t = 0 мезетінде А нүктесіндегі кернеу u2 (t) заңына сәкес өсе бастайды,VD1 және VD3 диодтары ашылып, Cф конденсаторын зарядтай отырып ток жүреді. Конденсатор

 

                                               tз= r Cф                                                                  (1.21)

 

уақыт тұрақтысымен зарядтала бастайды, сонда конденсатордың кернеуі UC (t) экспонент заңы бойынша кернеудің амплитудалық  мәніне u2 (t) ұмтылып өсе бастайды. Гармоника лық кернеу u2 (t) уақыт бойынша өзгере отырып, периодтың төрттен бірінен кейін максимумге жетіп, төмендей бастайды, t1 уақыт мезетінде конденсатордың кернеуімен теңеседі.

t1 уақыт мезетінде VD1 және VD3 диодтары жабылып, Cф конденсатор Rн кедергісі арқылы

 

                                                 tр = Rн Cф                                                    (1.22)

 

уақыт тұрақтысымен разрядтана бастайды.

t2 мезетінде көлемі бойынша UC (t) кернеуімен салыстырылады және содан кейін асып түседі. Осы уақыттан бастап VD2 және VD4 диодтар тобы мен u2 (t) кернеуінің әсерінен олардан өтетін ток i2,4 (t) конденсаторды қайтадан зарядтай бастайды. Әдетте түзеткіштің сұлбасында  Rн >> r қатынасы орындалады, сондықтан tр >> tз және разряд тогы заряд тогынан біршама аз, нәтижесінде конденсатордың Rн арқылы разрядын оның заряды барысында елемеуге болады, яғни диод арқылы өтетін тура ток толығымен конденсатордың зарядына барады. tр >> tз болғандықтан бастапқы сатыда кернеу уақытының өсуі барысында конденсаторға түсетін заряд кернеу түскен кезде (разряд) жоғалатын зарядтан көп, және шығыс кернеу периодтан периодқа өседі. Шығыс кернеуінің өсуі конденсатормен қабылданатын зарядтың бір период барысында жоғалтатын зарядына тең болғанда тоқтайды. Графикалық сипатталған үрдіс 1.6 суретте көрсетілген.

Пульсация деңгейін бағалау үшін конденсатордың орнатылған режимде үрдісті толық сараптайық. (t3 - t2)  уақытының ішінде конденсатор алатын заряд

 

                                                 (1.23)

 

(t4 - t3) уақытының ішінде конденсатор заряд жоғалтады

 

                              (1.24)

 

1.6 Сурет – Түзеткіштің сыйымдылықты жүктемеге жұмыс жасауы

 

Уақыт 

 

                                             (t4 - t3) » T / 2                                                 (1.25)

 

шартында.

Үрдістің  стационарлығының шарты - қабылданған және берілген зарядтардың тең болу керектігі

 

                              (1.26)

 

(1.26) теңдігінен шығыс кернеудің өзгерісін табайық

 

          (1.27)

 

Алынған өрнек  пульсация коэффициентін (1.27) анықтамасына сәйкес шығыс кернеудің айнымалы құраушысының амплитудасы DU/2 мен шығыс кернеуінің нақты мәніне Uн қатынасы түрінде есептеу мүмкіндігін береді

 

                             (1.28)

 

Және түзеткіштің шығыс  кернеуінің мәні

 

                                                                                      (1.29)

           (1.30)

 

Алдында көрсетілгендей Сф = 0  кезіндегі жүктемедегі кернеудің тұрақты құраушысы

 

                             U0 = 0,636 Um                                                      (1.31)

 

болады. Сф = ¥ және RН = ¥ кезіндегі жүктемедегі кернеу Um кернеуге ұмтылатынын көруге болады. Сәйкесінше, конденсаторды жүктемеге параллель қосу түзетілген кернеуді үлкейтіп (Umге дейінгі шекте) және пульсация коэффициентін сәйкес нөлге дейінгі шекпен кішірейтеді.Мұндай типті түзеткіштердің параметрлерін жақсарту мақсатында жоғары сыйымдылықты конденсаторлар қолданылады: ондаған, жүздеген және мыңдаған микрофарад.

Сыйымдылықты  жүктемеге жұмыс істейтін түзеткіштің  басқа ерекшелігі, конденсаторды  қосу түзеткіш диодтарының өткізгіштік  заңына (коммутация) әсер етеді. Алдыңғы сараптамада қолданылған қатынас қолданылады, сұлбадағы диодтар жұмысының шартын анықтайық, оңайлату үшін конденсатор зарядының тогы (t3 - t2) уақытының барысында тұрақты және Iзар тең

 

                                                   (1.32)

 

                                                                                           (1.33),

 

деп ала отырып, заряд тоғын анықтайық

 

                                                                         (1.34),

 

мұндағы - диод тоғының кесік бұрышы.

Диод тоғының  кесік бұрышы  төмендегі дәл формуламен есептелуі мүмкін

 

                                            

                                          (1.35),

 

немесе  Rн /r ³ 50 қатынасы кезінде жақындатылған формуламен

 

                                                

                                              (1.36),

 

яғни ол сигнал амплитудасына тәуелді емес, тек сұлба параметрлерімен анықталады.

Rн/r = 100 қатынасы кезінде есептік мәні шамамен 20°. Бұл дегеніміз, конденсатор зарядының тогы сәйкес (шамамен диодтың максималды тоғына тең) жүктеменің орташа тоғынан шамамен 90°/20° » 4,5 ретке асады.

Сыйымдылықты  сүзгіні ең аз қуатты түзеткіштерде  пайдаланған жөн ( Pн мәні 10 Вт).

 

                          

1.7 Сурет – Г-тәрізді  LC-сүзгі

 

Бір фазалы электр қорегі көздеріндегі қуаттың үлкен  деңгейінде LC-сүзгілер (1.7 сурет) қолданылады. Түзетілген кернеудің айнымалы құраушысының төмендеуі тегістегіш әрекет ретінде Сф, сондай ақ дроссельдегі Lф айнымалы құрауыштың айтарлықтай төмендеуімен белгіленген. Трансформатор мен вентильдің индуктивті жүктемеге жұмыс жасау шарттары, активті жүктемедегіге қарағанда жақсы. Вентиль арқылы токтардың импульсі тікбұрышты, амплитудасы түзетілген токтың орташасына тең болатын түрде өтеді.

Дроссельдің индуктивтілігін  ондағы тоқтың үздіксіздігінен анықтайды

 

                                           

                                          (1.37),

 

мұнда Uнег m – түзетілген кернеудің негізгі гармоникасының амплитудасы, fП – пульсацияның негізгі гармоникасының жиілігі, содан кейін фильтрдің сыйымдылығын берілген пульсацияны тегістеу коэффициенті бойынша табады

 

                                                                                    (1.38)


 

Содан соң төмендегі  шарттың орындалуын тексеру қажет

 

                                          

                                             (1.39)

 

Ол пульсация  жиілігіне жақын жиіліктердегі  резонанстық құбылыстардың пайда  болу мүмкіндігін тексереді.

Трансформатор орамдары мен вентильдердегі активті  кедергілердің бар болуы, және де тегістегіш фильтрдегі кезектесіп орналасқан элементтердің бар болуы жүктемедегі тоқтың өсуімен түзеткіштің шығыс кедергісі төмендейтінін көрсетеді

LC-сүзгісі  бар түзеткіштің сыртқы сипаттамасы активті жүктемемен жұмыс істегендегі сипаттамасынан төмен, себебі сүзгідегі дроссель кедергісіне түсетін қосымша кернеу түседі. Сйыймдылықты сүзгісі бар түзеткіштің сыртқы сипаттамасы ең бәсеңдеу сипаттамада болады. Бұл Cф Rн коденсатор резисторының уақыт тұрақтысының төмендеуі және Iн өсуімен байланысты, нәтижесінде пульсация деңгейі көтеріліп, шығыстағы кернеудің орташа мәні азаяды.

 

 

1.3 Кернеу тұрақтандырғыштары

 

ВИЭП жұмысының  үрдісінде тегістегіш сүзгінің шығысындағы  кернеу келесідей тұрақсыздандырғаыш факторлардың әсерінен өзгеріп отырады (пульсация емес, баяу өзгерістер туралы айтылып отыр ), олар: біріншілікті қайнар көзінің кернеу тербелісі, жүктеменің кедергісіні ауысуы, қоршаған ортаның температурасының өзгеруі мен сұлба элементтерінің уақыт бойынша өзгеруі. Егер Uн рұқсат етілмейтіндей үлкен болса, онда, ВИЭП сұлбасына кернеу тұрақтандырғышы енгізіледі.

Қазіргі таңда жиі қолданылатын тұрақтандырғыштардың жұмыс принципін 1.8 суретінде келтірілген .

 

 

1.8 Сурет – Тұрақтандырғыштар

 

1.8 Суреттегі сұлба үшін келесі теңдік дұрыс

 

      (1.40),

 

мұндағы Rупр - басқарушы резистивті элементтің кедергісі, мысалы, ол транзистор. Берілген өрнектен көрініп тұрғандай Rупр кедергісін өзгерте отырып,  Rн және  Uкір өзгерісі кезінде Uшығ  кернеуін тұрақтандыруға болады. 1.8 суретінің сұлбасында шығыс кернеудің тұрақтылығын Rупр кедергісін белгілі бір тәртіппен өзгерте отырып алуға болады.

Реттелетін  кедергі жүктемемен тізбектеліп  қосылған тұрақтандырғыш тізбектелген типті тұрақтандырғыш деп аталады. Реттелетін кедергі жүктемемен параллель қосылған тұрақтандырғыш параллель типті тұрақтандырғыш деп аталады.

Тұрақтандырғыштың екі типі бар - параметрлік және компенсациялық. Бірінші түрін бір параметрдің өзгерісі кезінде екіншісінің тұрақты болап қалатын ВАХ учаскесі бар сызықсыз элементтер пайдаланады. Мысалы, стадилитрондағы кернеудің бойымен ток өткен кездегі төмендеуі.

Кері бағытта  қосылған кремнийлік стабилитрон , құрал  арқылы өтетін токтың Iст min доп  ден Iст max доп дейінгі шекте өзгерісі барысында, өзінің қысқыштарында Uст кернеуді өзгертпей сақтайды және осы учаскеде кіші

 

                                                

                                                (1.41)

 

динамикалық кедергіге ие болады.

Қарастырылып  отырған тұрақтандырғыш сұлбасына  арналған токтар теңдеуін келесі түрде жазуға болады

 

                                                                                         (1.42),

 

мұндағы Rб – балласты резистордың кедергісі.

Стабилитронның қалыпты жұмысының шарты

 

                                              (1.43)

 

                          (1.44)

 

Кернеуді  өсіруше арналған эквивалентті сұлбаның сараптамасы берілген кіріс тұрақсыздығы бойынша шығыс кернеуінің тұрақсыздығын бағалау мүмкіндігін береді

 

                                                      (1.45)

 

Балласты резстордың кедергісін келесі формуламен есептейді

 

                                                                                   (1.46)

 

Тұрақтандырғыш  қасиеттерін сипаттайтын:

  • тұрақтылық коэффициенті – кіріс кернеуінің салыстырмалы тұрақсыздығының кірістегі салыстырмалы кернеу тұрақсыздығына қатынасы

 

                                                                     (1.47)

 

  • шығыс кедергі (қарастырылып отырған сұлба үшін ол стабилитронның динамикалық кедергісімен анықталады)

 

                                           

                                        (1.48)

 

Шығыс кедергісінің жалпы тұрақсыздығын төмендегі формула арқылы есептеуге болады

 

                                  

                                 (1.49)

 

Параллель типті  параметрлік тұрақтандырғыштардың артықшылығы конструкциясының қарапайымдылығы  мен жұмысының сенімділігі болып  табылады. Олар жүктемедегі қысқа  тұйықталудан қорықпайды. Кемшіліктеріне үлкен емес ПӘК-ін (әдетте 50% артық емес), салыстырмалы үлкен Rшығ, және де тұрақтандырылатын кернеудің жіңішке және реттелмейтін диапазонын жатқызуға болады.

Компенсациялы тұрақтандырғыштар шығыс кернеудің  тірек кернеу көзімен (ТКК) салыстырғанда  алынған  Rупр реттегіш кедергі сыртқы Uупр сигналымен басқарылатын автоматты реттелетін жүйені көрсетеді. Компенсациялы тұрақтандырғыштар тізбекті және сондай-ақ параллель тізбекте болады. ТКК ретінде компенсациялы тұрақтандырғыштар ретінде кремнийлі стабилитрон негізіндегі параметрлік тұрақтандырғыштар пайдаланылуы мүмкін. 

1.doc

— 73.00 Кб (Открыть, Скачать)

2.doc

— 73.00 Кб (Открыть, Скачать)

2б?л_м.doc

— 916.50 Кб (Открыть, Скачать)

Задание на КР каз.doc

— 47.50 Кб (Открыть, Скачать)

заключение.doc

— 22.50 Кб (Открыть, Скачать)

к_р_спе.doc

— 30.50 Кб (Открыть, Скачать)

Мазм?ны.doc

— 41.50 Кб (Открыть, Скачать)

приложение А, Б.doc

— 72.00 Кб (Открыть, Скачать)

Титульный КР каз.doc

— 42.50 Кб (Открыть, Скачать)

?олданыл?ан ?дебиеттер т_з_м_.doc

— 22.50 Кб (Открыть, Скачать)

Информация о работе Электронды құрылғыларды қоректендіру көздері