11. Защита стабилизаторов в аварийных режимах

При коротком замыкании резистор R_к ограничивает ток, протекающий через регулирующий транзистор на уровне максимально допустимого тока. При этом при длительных замыканиях возникает необходимость рассеивать значительную мощность. Таким образом транзистор нужно снабжать массивным радиатором.

При отсутствии аварийного режима в схеме в, VT2 – закрыт и не влияет на регулирующий VT1. При возникновении к/з на входе стабилизатора, падение напряжения на выходе стабилизатора, падение напряжения на R_Ш возрастает до U_БЭНАЧ (начальное напряжение отпирания VT2). При этом VT2 запирает VT1, и напряжение на вых стабилизатора уменьшается.

При К.З.

12. Интегральные стабилизаторы напряжения

В идеальном случае можно считать источник тока. Тогда при условии, что , то . Изменяя

В реальном случае (ток потребления) соответственно .

Поэтому в стабилизаторах стараются ИП сделать как можно меньше. При конструировании стабилизатора и более.

13. Релейный стабилизатор напряжения

КПД линейного стабилизатора:

Преимущество релейных стабилизаторов:

1. Простота реализации

2. Низкие выходные пульсации с малым шумом

3. Низкая нестабильность по напряжению напряжению тока

4. Быстроке время восстановления выходной величины

Недостатки: Низкий КПД за счет работы регулировочного транзистора в активном режиме

Существенно больший КПД можно получить при использовании ключевого режима работы регулируемого транзистора (когда транзистор закрыт – ток не течет, когда открыт , в обоих случаях мощность рассеивания в тр-ре существенно меньше, чем в линейных стабилизаторах).

Релейный стабилизатор (эшим-1)

U₁ – напряжение в точке 1

ИОН – источник опорного напряжения

Когда транзистор VTоткрыт, ток через катушку L увелечивается и заряжает конденсатор C. Напряжение U_вых увеличивается, пока напряжение на инверторе DA не превысит U_оп. Далее с выдержкой времени задаваемым пороговым устройством ПУ произойдет отсечка (закрытие) тр-ра VT. Энергия занесенная в индуктивности вызовет импульс напряжения отрицательной полярности, который поглащается диодом VD (по цепочке L-R₂-R₁-VD-L). После того, как ток в индуктивности Lстанет меньше I_номемкость начнет разряжаться до момента, когда напряжение на делителе R₁, R₂ станет меньше U_оп. При этом с выдержкой времени VTоткрывается и все повторяется.

Выходное напряжение колеблется с амплитудой зависящей от L чувствительности ПУ и т.д.

14. Выбор радиатора. Порядок операций при настройке источников питания

Главными ограничивающим фактором при использовании полупроводниковых приборов в режиме с очень высокой мущностью рассеивания явл отвод тепла от кристалла.

Тепловая модель корпуса

Источник тепловой энергии (мощность выделяемая на коллекторе для транзистора) представлен как источник тока P_к. Температура окружающей среды представлено как напряжение батареи.

Тепловой сопротивление Тэта кр-с измеряется гардусы\ватты

Тэта кристалл среда приблизительно равно от 60 до 180 цельсии\ватт, соответствует работе тиристора без внешнего радиатора.

–без теплоотвода

Qкр-к – от 1 до 5 град\ватт

Qкр-к измеряется в точке на корпусе непосредственно под расположением кристалла

Qк-р примерно от 0,1 до 1 гр\ватт

При применении электроизоляционных материалов (слюда) для изоляции корпуса и радиатора тэта к-р больше либо равно 0,5 гр\ватт.

Чёрная краска на радиаторе, несмотря на эту изоляцию на радиаторе есть напряжении что опасно

При применении теплопроводящих паст, тэта к-р меньше либо равно 0,2 гр\вт. Тепловое сопротивление тэта радиатор среда явл конечнм пунктом рассчёта при выборе радиатора и приблизительно равно 1,01 – 1,1 гр\вт

Случаи применения радиатора: формула 32

Т.о. выбор радиатора свидится к выбору его теплового соединения в соответствии с формулой:

формула 33

В качестве материалов для теплоотвода исп медь и алюминий.

Медь- лучшая теплопроводность

Площадь теплоотвода можно рассчитать: ф34

Отвод тепла растёт при увеличении площади поверхности радиатора, но увеличение площади должно быть за счёт ребристости; за счёт вертикального расположения рёбер радиатора; покрытия корпуса радиатора чёрной матовой краской. Вентилятор на АД выбирают из тысячи штук (испытание разных режимов).

рис32

Пример:

Известно что в качестве регулировочного транзистора в стабилизаторе применён транзистор КТ805АМ, найти тепловое сопротивление тэта р-с. Из справочника Iкмах = 5 А

Контакт с теплопроводом через пасту.

Порядок итерации при настройки источника питания.

1. установить требуемые величины стабилизируемого напряжения(+-15,+-5) с точностью не хуже 0,1 В. При этом желательно использовать цифровые измерительные приборы с высоким вх сопротивлением.(вольтметр)

2. обратить внимание на симметрию напряжений +15 и -15 В, тк несимметричное напряжение оказывает влияние на характеристики ОУ

3. При помощи осциллографа проконтролировать велицину пульсаций указанных напряжений. в общем случае она не должна превышать 5 мВ.

4. Проконтролировать наличие нестабилизированных напряжений.