Конденсаторно-стабилитронный выпрямитель

Раздел: =>     Бестрансформаторные маломощные сетевые блоки питания с гасящим конденсатором получили машистое распространение в первую очередь благодаря простоте кострукции, несмотря на солидный недостаток (наличие гальванической связи выхода блока питания с сетью).     В статье предлагается усовершенствовать традиционный мостовой выпрямитель эдакого блока заменой двух диодов стабилитронвми. Это позволяет сбавить число полупроводниковых приборов, а также использовать стабилитроны не всего-навсего для стабилизации усилия, однако и его выпрямления.     Сетевые блоки питания малой мощности с гасящим конденсатором применяются в современной радиоэлектронной радиоаппаратуре [ , ]. труд узла, содержащего конденсатор, выпрямитель и стабилитрон (КВС) по схеме, рассмотренной на рис.1, детально рассмотрена в [ ]. Блок питания КВС превосходит традиционный трансформаторный и импульсный с бестрансформаторным входомм блоки по простоте конструкции и используемой элементной базы, а также по ремонтнопригодности. И все же, что ни прост блок питания КВС, однако и его конструкция бедует в усовершенствовании, не снижая при этом имеющихся преимуществ. наизнанку, можно лишне получить шеренга полезных эксплуатационных свойств.     Входная пай блока питания заключает балластный конденсатор C1 и мостовой выпрямитель из диодов VD1, VD2 и стабилитронов VD3, VD4 (рис.2а). Осциллограмма выходного усилия диодно-стабилитронного выпрямителя вогнана на рис.2б (когда натуга на выходе превышает превышает натуга стабилизации стабилитрона; в противном случае он работает что обыкновенный диод). От приступила позитивного полупериода тока через конденсатор C1 до момента t стабилитрон VD3 и диод VD2 разинуты, а стабилитрон VD4 и диод VD1 прихлопнуты. В интервале времени t ...t стабилитрон VD3 и диод VD2 остаются разинутыми, а сквозь открывшийся стабилитрон VD4 пролегает импульс тока стабилизации. натуга на стабилитроне VD4 равновелико его усилию стабилизации U .     Импульсный ток стабилизации, являющий для диодно-стабилитронного выпрямителя сквозным, минует нагрузку, которая подключена к выходу моста. В момент t ток стабилизации достигает максимума, а в момент t равновелик нулю. До завершения позитивного полупериода остаются открытыми стабилитрон VD3 и диод VD2. В момент t завершается позитивный и начинается негативный полупериод, от начала которого до момента t уже стабилитрон VD4 и диод VD1 разинуты, а стабилитрон VD3 и диод VD2 прихлопнуты. В интервале времени t ...t стабилитрон VD4 и диод VD1 продолжают оставаться разинутыми, а через стабилитрон VD3 при усилии U пролегает сквозной импульс тока стабилизации, максимальный в момент t . Начиная от t до завершения негативного полупериода, остаются открытыми стабилитрон VD4 и диод VD1.     На этом цикл работы диодно-стабилитронного выпрямителя завершается и рассмотренный процесс повторяется в течение следующего электрического фазиса в сети.     Таким образом, сквозь стабилитроны VD3, VD4 от анода к катоду пролегает распрямленный ток, а в противополжном напрвлении - импульсный ток стабилизации. В интервалы времени t ...t ...t молниеносное смысл усилия стабилизации модифицировается не более чем на единицы процентов. смысл переменного тока на входе моста VD1-VD4 в первом приближении равновелико касательству усилия сети к емкостному сопротивлению балластного конденсатора C1.     Работа диодно-стабилитронного выпрямителя без балластного элемента (Конденсатора), ограничивающего смысл сквозного тока, невозможна. В функциональном взаимоотношении они неразделимы и образуют единое цельное - конденсаторно-стабилитронный выпрямитель (КСТВ).     Для ограничения броска тока сквозь диоды и стабилитроны моста в момент включения в сеть последовательно с балластным конденсатором вытекает включить токоограничивающий резистор сопротивлением несколько десятков Ом, а для разрядки конденсатора после отключения от сети параллельно - резистор сопротивлением сотни кОм [ ]. однотипных стабилитронов составляет образцово 10%, что приводит к возникновению прибавочной пульсации выходного усилия с частотой питающей сети. Амплитуда усилия пульсации соразмерна различию значений U стабилитронов VD3, VD4.     С мишенью экспериментальной проверки случайным образом избрана партия из восьми стабилитронов Д814Б, напряжение стабилизации коих вогнано в табл.1. Для сборки КВС применен стабилитрон #8, а для сборки КСТВ - пара стабилитронов #6 и #7. В КСТВ можно также использовать четы стабилитронов #1 и #2 или #3 и #4. К выходу КВС и КСТВ подключают оксидный конденсатор фильтра емкостью 2000 мкФ на номинальное натуга не менее 10В. В результате получаются функционально законченные блоки питания. Для измерения их параметров и снятия наружных характеристик к выходу подключают нагрузочный резистор и измерительные приборы: миллиамперметр и вольтметр.     Результаты эксперимента, приведеные в табл. 2, свидетельствуют о преимуществе КСТВ перед КВС по уровню пульсаций выходного напряжения при соизмеримых значениях тока нагрузки. основание этого заключена в том, в КСТВ конденсатор фильтра, заряженный до значения усилия U , разряжается в интервале времени t ...t всего-навсего сквозь нагрузку. В КВС конденсатор в этот стадия разряжается через соединенные параллельно нагрузку и стабилитрон, владеющий малое дифференциальное сопротивление. Снижение амплитуды усилия пульсаций на выходе КСТВ при уменьшении тока нагрузки позитивно действует на качество работы питаемой аппаратуры. хоть, степень фона питающего усилия на выходе звуковоспроизводящей аппаратуры снижается в звуковых паузах. стабилитронов VD3,VD4 на амплитуду пульсации выходного напряжения иллюстрируют значения в скобках из табл.2, какие получены в результате замены стабилитрона #7 (VD3) на #1 (см. табл. 1). столь что значения напряжения стабилизации экземпляров стабилитронов выдаются на 0.6 В (около 7% от U ), амплитуда пульсаций выходного напряжения возросла, однако осталась минимальнее, чем у КВС при малых токах нагрузки. При максимальном токе в усилии пульсации убору с частотой 100 Гц возникла составляющая 50 Гц. По мере уменьшения тока нагрузки амплитуда пульсаций также уменьшается, пай составляющей частотой 50 Гц произрастает, а частотой 100 Гц - уменьшается. Под нагрузкой не более 10% от номинальной составляющая 100 Гц отсутсвует, частота усилия пульсации -50 Гц.     По значениям из табл.2 рассчитано внутреннее сопротивление блоков питания: КВС - 7 Ом, КСТВ (C1= 0.5 мкФ) - 10 Ом, КСТВ (C1=1 мкФ) - 5 Ом. образцово таковые же значения внутреннего сопротивления характерны для батареи, составленной из шести свежих гальванических элементов 316 или частично разряженных гальванических элементов большей емкости.     При использовании мощных стабилитронов (Д815А...Д817ГП), располагающих на корпусе шпильку крепления, их можно установить на тотальный радиатор, если в обозначении их фрукта присутсвует литера П. В противном случае диоды и стабилитроны необходимо поменять местами.     Гальваническая связь сети с выходом блока питания, а значит, и с питаемой аппаратурой, формирует реальную опастность поражения электрическим током. Об этом вытекает помнить при конструировании и налаживании блоков с конденсаторно-стабилитронным выпрямителем. Предотвращение электротравматизма мыслимо путем применения двойной изоляции, а также быстродействующего самодействующего устройства защитного отключения [4,5]. Литература Сергеев Б. изыскание возможности применения конденсаторных ИВЭП. - Электросвязь, 1994, #6, с.25-27. Сергеев Б. Предельные возможности применения конденсаторных источников вторичного электропитания. - Электросвязь, 1996, #2, с.38-40. Бирюков С. Рассчет сетевого ключа питания с гасящим конденсатором. - Радио, 1997, #5, с.48-50. Водяницкий Ю. Защитит машина. - Моделист-конструктор, 1994, #10, с.14,15. ковалей А. конструкция защиты от поражения электротоком. - Радио, 1997, #4, с.47-49.