Сайт радиолюбителей Республики Коми.
Сглаживающицй параметрический стабилизатор напряжения.
На главную Главная

Сглаживающий фильтр и параметрический стабилизатор напряжения (ПСН) сетевого блока питания собирают обычно по стандартной схеме А или аналогичным ей схемам Б и В - рис.1. Коэффициент нестабильности по напряжению и току таких устройств одинаков. Одинаков и их коэффициент полезного действия.

Рассматривая сглаживающий фильтр (С1, С2) и ПСН (R1, R2 и VD1) устройства по схеме А как два элемента единой системы, нетрудно заметить, что функция сглаживания пульсаций распределена между этими элементами. Допустимо целенаправленное перераспределение этой функции.

Рис.1.

Так, при неизменной суммарной емкости фильтрующих конденсаторов возможен переход к устройствам по схеме Б — со сглаживающим ПСН (СПСН) путем рассредоточения имеющейся батареи конденсаторов. В устройстве по схеме В те же конденсаторы распределены между входом и выходом. Каким при прочих равных условиях будет уровень пульсаций выходного напряжения каждого из этих устройств?

Мною проведены сравнительные испытания с использованием в сглаживающих фильтрах одинаковых по емкости конденсаторов С1 и С2. Вход каждого из этих устройств подключал к выходу двухполупериодного выпрямителя. Амплитуда выходного напряжения выпрямителя — 20В (действующее значение — 14В). Выходное напряжение устройств — 8,2В при максимальном выходном токе 50 мА.

Запас мощности рассеяния резисторов R1 и R2 обеспечивает допустимую длительность короткого замыкания на выходе. Входное Uвх и выходное Uвых напряжения пульсаций определял по осциллографу С1-83, как полную амплитуду пульсаций (отсчет от пика до пика) при выходном токе 10 мА. Результаты измерений сведены в таблицу 1.

Таблица 1

С1, мкФ

С2, мкФ

Устройство А

Устройство Б

Устройство В

Uвх, мВ

Uвых, мВ

Uвх, мВ

Uвых, мВ

Uвх, мВ

Uвых, мВ

100

100

4000

20

7500

18

7500

38

200

200

2000

10

4000

5

4000

20

500

500

800

4

1600

0,8

1600

7

1000

1000

400

2

800

0,2

800

3

2000

2000

200

1

400

-

400

1

Напряжение Uвых устройства А уменьшается обратно пропорционально емкости С фильтрующих конденсаторов. В устройстве Б, включающем СПСН, Uвых уменьшается по закону, близкому к квадратичной зависимости от емкости фильтра. По мере увеличения емкости фильтрующих конденсаторов возрастает и степень приближения к квадратичной зависимости Uвых от емкости. При емкости конденсаторов 2000 мкФ Uвых СПСН замерить осциллографом С1-83 не удалось ввиду его малости.

Фактором, ограничивающим уменьшение емкости конденсатора С1 в устройстве Б, является рост Uвх до определенного предела. Для большинства конденсаторов с оксидным диэлектриком допустимо значение переменной составляющей от 2,5 до 40 % номинального напряжения [1]. Из-за малости Uвых устройство В не имеет преимуществ, уступая устройству Б при всех значениях емкости, а устройству А — при суммарной емкости сглаживающих конденсаторов менее 2000 мкФ.

Относительно слабое влияние емкости конденсатора С2 на Uвых устройства В предопределено шунтирующим действием стабилитрона VD1 на емкостное сопротивление конденсатора С2, составляющее Хс =1/wС = 1/2pfС, где:

  • f — частота пульсаций.

По мере увеличения емкости уменьшается Хс, а вследствие этого — и шунтирующее действие стабилитрона.

Результаты сравнительных испытаний позволяют облегчить выбор обоснованного схемотехнического построения сетевого блока питания. Применение СПСН обеспечивает как уменьшение пульсаций при неизменной энергоемкости нескольких сглаживающих конденсаторов, так и упрощение конструкции блока питания за счет снижения энергоемкости конденсаторов при сохранении приемлемого уровня пульсаций выходного напряжения.

А. Трифонов

Литература:

1. И. И. Четвертков, В. Ф. Смирнов Справочник по электрическим конденсаторам. — М.: Радио и связь, 1983, с. 399-402

На главную Главная
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Рейтинг ресурсов УралWeb
Hosted by uCoz