Транзисторного ключа

Регуляторы постоянного тока предназначены для регулирования по определенному закону или поддержания неизменности (стабилизации) напряжения или тока в системах электропитания постоянного тока. Регуляторы, осуществляющие только стабилизацию параметров, называются стабилизаторами. Регуляторы могут выполнять и другие функции, например, согласование уровней напряжений или обеспечение гальванической развязки. Выполнение таких функций определяется возможностями конкретной схемы регулятора.

Большинство регуляторов-стабилизаторов по принципу действия могут быть разделены на две группы: параметрические (разомкнутые) и с обратной связью (замкнутые). Последние могут быть непрерывного и дискретного (импульсного) действия. Для мощных источников питания наибольшее распространение получили импульсные регуляторы.

Функциональная схема регулятора, обеспечивающего понижение входного напряжения, представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1

Регулирование выходного напряжения осущест­вляется периодическим включением и выклю­чением транзистора VT. Среднее значение выходного напряже­ния U _Нзависит от соотношения времени замкнутого t ₃ и ра­зомкнутого t _р состояния ключа и определяется следующим соотношением:

,

где U _BХ - входное напряжение;

Т - пе­риод переключения ключа.

Регулирование напряжения за счет изменения скважно­сти можно рассматривать как модуляцию входного напря­жения.

Возможны три способа модуляции в данной схеме:

1) широтно-импульсная модуляция (ШИМ), когда время t _з – переменное, а частота переключения f =1/T – постоянная;

2)частотно-импульсная модуляция (ЧИМ), когда время t _з – постоянное, а частота f =1/T – переменная;

3) широтно-частотная модуляция, когда время t _з и частота f – переменные.

Наибольшее практическое распространение для рассматриваемого класса регуляторов получил способ ШИМ. Вариант структурной схемы системы управления (СУ), реализующий этот способ представлен на рис. 5.2. Скважность работы ключа регулируется по принципу вертикально-фазового управления. При этом сигнал пилообразной, формы, посту­пающий от генератора пилообразного напряжения (ГПН), сравнивается на компараторе с эталонным сигналом U₀ и сигналом датчика выходного напряжения U _вых в цепи об­ратной связи системы управления. В зависимости от соотношения величин этих сигналов изменяется длительность управляющих сигналов формирователя импульсов (ФИ).

Для сглаживания пульсации напряжения, обусловленной работой ключа, на выходе регулятора устанавливается LC фильтр.

Рис. 5.2