ЦПК Радиоэлектроника и связь

 

 

ОРТААЗИЯЛЫҚ ТЕХНИКА-ЭКОНОМИКАЛЫҚ КОЛЛЕДЖІ

ЦЕНТРАЛЬНОАЗИАТСКИЙ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

 

ЦПК «Радиоэлектроника и связь»

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ

РАЗРАБОТАЛА: ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

БУГЛАКОВА СОФИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

НА ЗАСЕДАНИИ ЦПК РЭ и С ПРОТОКОЛ №____от «____»______2012г. Алматы, 2012 Содержание: Стр ВВЕДЕНИЕ Раздел I.…

ВВЕДЕНИЕ

Электропитающим устройством называют источник или преобразователь электрической энергии, предназначенный для получения требуемого режима питания различной аппаратуры.

Аппаратура, применяемая в радиотехнике, телевидении, звуковом кино, автоматике и телемеханике, в большинстве случаев не может быть включена непосредственно в промышленную сеть переменного тока, так как род тока, величина напряжения и частота сети не всегда соответствуют необходимому режиму питания потребителя.

Кроме того, для нормальной работы аппаратуры требуется постоянство величины питающего напряжения или тока. Колебания напряжения сети в течение суток, в зависимости от нагрузки, приводят к ухудшению качества работы аппаратуры, сокращению срока службы отдельных деталей, а в случае резкого повышения питающего напряжения - к аварии.

Таким образом, электропитающие устройства должны выполнять следующие функции: преобразовывать переменный ток в постоянный, преобразовывать величину напряжения и число фаз переменного тока, регулировать (либо стабилизировать) напряжение или ток.

В местностях, не снабжаемых электроэнергией, питание аппаратуры производится от самостоятельных источников тока.

В зависимости от назначения, имеются следующие виды электропитающих устройств:

1. Самостоятельные источники электрической энергии:

а) химические источники тока — гальванические элементы и аккумуляторы;

б) передвижные электростанции — электрические генераторы переменного тока, приводимые в движение двигателями внутреннего сгорания.

2. Преобразователи энергии переменного тока в энергию постоянного тока;

а) электрические выпрямители — устройства, преобразующие переменный ток в постоянный с помощью электрических вентилей, т.е. приборов с односторонней проводимостью;

б) механические выпрямители — синхронные коммутаторы с вращающимися контактами и вибрационные преобразователи колеблющимися контактами, которые присоединяют потребителя к обмотке трансформатора так, что он питается током одного направления;

в) вращающиеся преобразователи — двигатель-генераторы, состоящие из механически связанных двигателя переменного тока генератора постоянного тока, и одноякорные преобразователи, совмещающие в одной конструкции двигатель и генератор.

З. Преобразователи величины напряжения, частоты и числа фаз переменного тока:

а) трансформаторы и автотрансформаторы;

б) генераторы высокой частоты.

4. Регулирующие устройства:

а) устройства для ручного регулирования реостаты, регулировочные трансформаторы и автотрансформаторы;

б) устройства автоматического регулирования стабилизаторы напряжения и тока, темнители света, автоматические регуляторы.

С развитием электронной техники совершенствовались и электропитающие устройства. Сначала для питания электронной аппаратуры применялись аккумуляторы, гальванические элементы вращающиеся преобразователи, которые постепенно были вытеснены более экономичными и удобными в эксплуатации выпрямителями.

Развитие выпрямителей шло по линии создания и исследования различных типов вентилей, а также по линии разработки теории схем выпрямления.

В последние годы особое внимание уделялось вопросам стабилизации режима питания аппаратуры.

Разработка и внедрение все более совершенных электропитающих устройств в кинотехнике позволяют улучшить качество производства и демонстрации кинофильмов.

Раздел I. Преобразователи

Общие сведения об источниках вторичного электропитания

Источник вторичного электропитания (ИВП) - это электронное устройство, предназначенное для преобразования энергии первичного источника электропитания в электрическую энергию частоты, уровня и стабильности, значения которых согласованы с требованиями, предъявляемыми конкретными электронными устройствами (ЭУ).

В качестве первичных источников электропитания для ЭУ и систем обычно используют либо промышленную сеть переменного тока, либо автономные источники переменного или постоянного тока.

Возможности непосредственного использования этих источников для питания различных ЭУ и систем весьма ограничены. Причина в том, что современные ЭУ выполняются с использованием интегральных схем, требующих для своего питания постоянного напряжения низкого уровня ±(5-15)В. Отклонения этого напряжения от заданного значения не должны превышать ±(5-10)%. В ряде случаев, например при питании прецизионных аналоговых устройств или аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, стабильность напряжения питания должна быть существенно выше

(0,1- 0,01%).

Реальные параметры применяемых на практике первичных источников, как правило, этим требованиям не отвечают. Это обусловлено:

- несовпадением частот напряжения промышленной сети и потребителя, поскольку промышленная сеть формирует переменное напряжение с частотой 50Гц, в то время как ЭУ в основном используют для питания напряжение постоянного тока, то есть напряжение с частотой, равной нулю;

- несовпадением уровней напряжения, так как, например, действующее значение напряжения промышленной сети равно 220В или 380В, а напряжение аккумуляторной батареи 12В, что не соответствует диапазону напряжения питания, необходимому для надежного функционирования ИС;

- несовпадением стабильностей напряжений, так как промышленная сеть допускает статические (долговременные) отклонения напряжения в диапазоне от 15% до 20%, что также не соответствует требованиям, предъявляемым к напряжению питания для устройств, выполненных на основе ИС.

Следует отметить, что колебания напряжения питания должны рассматриваться в качестве внешнего возмущения, воздействующего на работу ЭУ и системы в целом. Изменение этого напряжения существенно влияет на их технические характеристики. Так, например, в усилителях постоянного тока следствием изменения питания является дрейф нуля выходного напряжения, а в усилителях переменного тока значение напряжения питания определяет уровень вносимых искажений.

Это обуславливает необходимость применения специального электронного устройства, согласующего частоты, уровни стабильности напряжения.

Устройства согласования частоты в зависимости от вида преобразуемой энергии подразделяются на два основных класса:

- выпрямители – преобразователи напряжения переменного тока в напряжение, содержащее постоянную составляющую (пульсирующее напряжение);

- инверторы - преобразователи постоянного напряжения в переменное с заданной формой и частотой.

Устройства согласования уровня напряжения предназначаются для преобразования как постоянного, так и переменного напряжения одного уровня в напряжения другого уровня.

Устройства согласования стабильности напряжения можно разделить на два основных класса;

- сглаживающие фильтры - устройства, предназначенные для стабилизации мгновенного пульсирующего напряжения (тока);

- стабилизаторы - устройства, стабилизирующие среднее значение выходного напряжения, тока и мощности.

В соответствии со сказанным обобщенную структурную схему ИВП можно представить в виде последовательного соединения блоков (рис. 1).

Устройство согласования уровня

Устройство согласования частоты

Устройство согласования стабильности

 

 

Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема ИВП

Следует отметить, что с точки зрения конечного результата - согласования параметров напряжения – последовательность включения указанных блоков может быть произвольной и определяется дополнительными требованиями к ИВП, а также используемыми схемотехническими решениями отдельных блоков.

На рисунке 1.2 приведена наиболее типичная структурная схема ИВП, предназначенного для преобразования напряжения промышленной сети в постоянном напряжение.

 

Трансформатор (Т)

Выпрямитель (В)

Сглаживающий Фильтр (Ф)

Стабилизатор (Ст)

 

 

 

Рисунок 2 - Структурная схема ИВП с входным трансформатором

 

В этой схеме последовательно происходит согласование уровня, затем частоты и, наконец, стабильности входного и выходного напряжений.

Следует заметить, что представление ИВП в виде каскадного соединения трех функциональных законченных блоков является условным. В конкретной структуре часто невозможно выделить законченные функциональные блоки, выполняющие только один из указанных выше типов преобразования (согласования) напряжений. Однако такое представление позволяет четко сформулировать требования, предъявляемые к ИВП, определить место в составе электронных систем и основные характеристики.

Электрические параметры ИВП

Независимо от структурной схемы и конкретных схемотехнических решений, ИВП характеризуется рядом электрических параметров: 1. Номинальные уровни входного Uвх.ном и выходного напряжения Uвых.ном… 2. Предельные отклонения входного и выходного напряжений от номинальных значений. Иногда их определяют относительными…

Схемы выпрямителей однофазного переменного тока

Чаще всего используются трехфазные схемы выпрямителей. Основные показатели, характеризующие схемы выпрямителей могут быть разбиты на 3 группы: Относящиеся ко всему выпрямителю в целом: U0 -напряжение постоянного тока до… Определяющие выбор выпрямительного элемента (вентиля): Uобр – обратное напряжение (напряжение на выпрямительном…

Основные характеристики различных схем выпрямления

  Таблица 1 – Свойства однофазных схем выпрямления Тип схемы … * Значение емкости конденсатора рассчитано для P0 % = 10 %

Однополупериодный выпрямитель

Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке 3.

Рисунок 3 - Принципиальная схема и осциллограммы напряжения

U₂ - Напряжение на вторичной обмотке трансформатора

U_н – Напряжение на нагрузке.

U_н0 – Напряжение на нагрузке при отсутствии конденсатора.

Как видно на осциллограммах напряжение со вторичной обмотки трансформатора проходит через вентиль на нагрузку только в положительные полупериоды переменного напряжения. В отрицательные полупериоды вентиль закрыт, и напряжение в нагрузку подается только с заряженного в предыдущий полупериод конденсатора. При отсутствии конденсатора пульсации выпрямленного напряжения довольно значительны.

Недостатками такой схемы выпрямления являются: Высокий уровень пульсации выпрямленного напряжения, низкий КПД, значительно больший, чем в других схемах, вес трансформатора и нерациональное использование в трансформаторе меди и стали.

Данная схема выпрямителя применяется крайне редко и только в тех случаях, когда выпрямитель используется для питания цепей с низким током потребления.

 

Двухполупериодный выпрямитель с нулевой точкой

Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 - Принципиальная схема и осциллограммы напряжения

U₂ - Напряжение на одной половине вторичной обмотки трансформатора

U_н – напряжение на нагрузке.

U_н0 – напряжение на нагрузке при отсутствии конденсатора.

В этом выпрямителе используются два вентиля, имеющие общую нагрузку и две одинаковые вторичные обмотки трансформатора (или одну со средней точкой). Практически схема представляет собой два однополупериодных выпрямителя, имеющих два разных источника и общую нагрузку. В одном полупериоде переменного напряжения ток в нагрузку проходит с одной половины вторичной обмотки через один вентиль, в другом полупериоде - с другой половины обмотки, через другой вентиль.

Преимущество: Эта схема выпрямителя имеет в 2 раза меньше пульсации по сравнению с однополупериодной схемой выпрямления. Емкость конденсатора при одинаковом с однополупериодной схемой коэффициенте пульсаций может быть в 2 раза меньше.

Недостатки: Более сложная конструкция трансформатора и нерациональное использование в трансформаторе меди и стали.

Мостовая схема выпрямления

Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке 5.

Рисунок 5 - Принципиальная схема и осциллограммы напряжения

U₂ - напряжение вторичной обмотки трансформатора;

U_н – напряжение на нагрузке;

U_н0 – напряжение на нагрузке при отсутствии конденсатора.

Основная особенность данной схемы – использование одной обмотки трансформатора при выпрямлении обоих полупериодов переменного напряжения.

При выпрямлении положительного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Верхний вывод вторичной обмотки – вентиль V2 – верхний вывод нагрузки – нагрузка - нижний вывод нагрузки - вентиль V3 – нижний вывод вторичной обмотки – обмотка.

При выпрямлении отрицательного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Нижний вывод вторичной обмотки – вентиль V4 – верхний вывод нагрузки - нагрузка – нижний вывод нагрузки – вентиль V1 – верхний вывод вторичной обмотки – обмотка. Как мы видим, в обоих случаях направление тока через нагрузку (выделено курсивом) одинаково.

Преимущества: По сравнению с однополупериодной схемой мостовая схема имеет в 2 раза меньший уровень пульсаций, более высокий КПД, более рациональное использование трансформатора и уменьшение его расчетной мощности. По сравнению с двухполупериодной схемой мостовая имеет более простую конструкцию трансформатора при таком же уровне пульсаций. Обратное напряжение вентилей может быть значительно ниже, чем в первых двух схемах.

Недостатки: Увеличение числа вентилей и необходимость шунтирования вентилей для выравнивания обратного напряжения на каждом из них.

Эта схема выпрямителя наиболее часто применяется в самых различных устройствах. На основе этой схемы, при наличии среднего вывода с вторичной обмотки трансформатора можно получить еще два варианта схем выпрямления (рис 6):

Рисунок 6 – Мостовая схема выпрямления

На левой схеме отвод от средины вторичной обмотки позволяет получить еще одно напряжение, меньше основного в 2 раза. Таким образом основное напряжение получается с мостовой схемы выпрямления, дополнительное – с двухполупериодной.

На правой схеме получается двуполярное напряжение амплитудой в 2 раза меньше чем получаемое в основной схеме. Оба напряжения получаются с помощью двуполупериодных схем выпрямления.

Схема удвоения напряжения

Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке 7.

Рисунок 7 - Принципиальная схема и осциллограммы напряжения

U₂ - напряжение вторичной обмотки трансформатора;

U_н – напряжение на нагрузке.

Отличительной особенностью данной схемы является то, что в одном полупериоде переменного напряжения от вторичной обмотки трансформатора “заряжается” один конденсатор, а во втором полупериоде от той же обмотки– другой. Поскольку конденсаторы включены последовательно, то результирующее напряжение на обоих конденсаторах (на нагрузке) в два раза выше, чем можно получить от той же вторичной обмотки в схеме с однополупериодным выпрямителем.

Преимущества: Вторичную обмотку трансформатора можно рассчитывать на значительно меньшее напряжение.

Недостатки: Значительные токи через вентили выпрямителя, Уровень пульсаций значительно выше, чем в схемах двуполупериодных выпрямителей.

Эта же схема может использоваться еще в двух вариантах (рис 8):

Левая схема предназначена для получения двух напряжений питания одной полярности, правая – для получения двуполярного напряжения с общей точкой.

Рисунок 8 – Варианты схемы удвоения напряжения

Во втором варианте схемы характеристики выпрямителя соответствуют характеристикам однополупериодного выпрямителя.

Многофазные выпрямители

Многофазные выпрямители применяются, как правило, только в промышленной и специальной аппаратуре. Обычно в промышленной аппаратуре применяются трехфазные выпрямители двух типов – трехфазный выпрямитель и выпрямитель Ларионова.

Трехфазный выпрямитель

Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке 9.

 

Рисунок 9 - Принципиальная схема и осциллограммы напряжения

Ф_А, Ф_С, Ф_В – напряжения на вторичных обмотках трехфазного трансформатора.

U _da, U_db, U_dc - напряжение на нагрузке, получаемое с соответствующего вентиля.

U_н – суммарное напряжение на нагрузке.

Выпрямитель представляет собой однополупериодный выпрямитель для каждой из трех фазных вторичных обмоток. Все три вентиля имеют общую нагрузку. Если рассмотреть осциллограммы напряжения на нагрузке при отключенном конденсаторе для каждой из трех фаз, то можно заметить, что напряжение на нагрузке имеет такой же уровень пульсаций, как и в схеме однополупериодного выпрямления. Сдвиг фаз (т.е. сдвиг по времени) напряжений выпрямителей между собой в результате даст в 3 раза меньший уровень пульсаций, чем в однофазной однополупериодной схеме выпрямления.

Достоинства: Низкий уровень пульсаций выпрямленного напряжения.

Недостатки: Так же как и в однофазной однополупериодной схеме выпрямления, низкий КПД, нерациональное использование трансформатора. Данный выпрямитель неприменим для обычной однофазной сети.

Схема Ларионова

Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке 10.

 

Рисунок 10 - Принципиальная схема и осциллограммы напряжения

Этот выпрямитель представляет собой мостовые выпрямители для каждой пары трехфазных обмоток, работающие на общую нагрузку.

Соединяя в себе достоинства мостового выпрямителя и трехфазного питания, он имеет настолько низкий уровень пульсаций, что позволяет работать почти без сглаживающего конденсатора или с небольшой его емкостью.

Недостатки: Увеличенное количество вентилей. Выпрямитель также не может быть применен для работы в однофазной бытовой сети.

 

Таблица 2 – Свойства трехфазных схем выпрямления

 

 

СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Назначение и классификация фильтров

Сглаживающий фильтр предназначен для умень­шения пульсаций выпрямленного напряжения.

Рисунок 11 Место фильтра в структурной схеме

Анализ работы различных схем выпрямления показал, что коэффициент пульсаций имеет значительную величину: для двух­фазной однотактной (двух полупериодной) и однофазной двухтакт­ной (мостовой) схем - 67%, для трехфазной - 25%, для шестифазной - 5,7%. В то же время при питании усилительной аппа­ратуры, в радиотехнике и телевидении пульсации, как правило, не должны превышать десятых и сотых долей процента, так как переменная составляющая выпрямленного нап­ряжения вызывает помехи в работе электронной аппаратуры, фон переменного тока. В звуковоспроизводящей аппаратуре фон переменного тока проявляется в гудении громко­говорителей на частоте пульсации

 

Включение сглаживающего фильтра между выпрямителем и потребителем энергии (рис. 11) значительно уменьшает перемен­ную составляющую выпрямленного напряжения.

 

Качество сглаживающего фильтра (СФ) характеризуется следующими величинами:

Коэффициентом сглажи­вания-

это вели­чина, показывающая, во сколько раз коэффициент пульсаций вып­рямленного напряжения на выходе фильтра меньше, чем на еговходе. Коэффициент сглаживания может быть выра­жен как

 

В общем случае сопротивление последовательно включенного элемента фильтра для постоянного тока не равно нулю, поэтому фильтр уменьшает не только переменную, но и постоянную со­ставляющую напряжения. Однако чаще всего уменьшение постоян­ной составляющей настолько незначительно, что можно считать средние значения напряжения до и после фильтра равными:

 

 

Тогда коэффициент сглаживания можно определять с доста­точной точностью, как отношение амплитуд переменных составля­ющих на входе и выходе фильтра:

 

Коэффициентом фильтрации Ф -

это величина, показывающая, во сколько раз фильтр ослабляет переменную составляющую выпрямленного напряжения.

По частотному составу различают:

- низкочастотную пульсацию (<300Гц)

- высокочастотную пульсацию (>300Гц).

Классификация фильтров

Звено фильтра в общем случае содержит последовательно и параллельно включенные элементы.

Последовательно с потребителем включаются элементы, ко­торые обладают большим сопротивлением для переменной состав­ляющей и малым сопротивлением для постоянной составляющей тока, а параллельно потребителю включаются элементы, имею­щие, наоборот, малое сопротивление для переменной составляющей тока и большое - для постоянной.

В качестве последовательных элементов фильтра применяются индуктивности, активные сопротивления, параллельные резо­нансные контуры, а также транзисторы.

Параллельными элементами фильтра служат емкости и после­довательные резонансные контуры.

Звено фильтра, содержащее один последовательный элемент (Z₁) и один параллельный (Z₂), называется Г-образным;

звено фильтра, содержащее два параллельных элемента (Z₀) и (Z₂) и включенный между ними последовательный элемент (Z₁), называется П-образным (рис 12).

 

Рисунок 12- Г-образный и П-образный фильтры

Если одно звено недостаточно сглаживает пульсации или для получения требуемого коэффициента сглаживания элементы фильт­ра должны быть слишком громоздкими, применяется последова­тельное соединение нескольких звеньев. Многозвенные фильтры составляют из одинаковых или разных звеньев.

Таким образом, фильтры классифицируют по следующим признакам:

по количеству звеньев: однозвенные фильтры; двух-, трех- и многозвенные фильтры;

по схеме построения звена: Г-образные фильтры; П-образные фильтры;

3) по типу применяемых элементов: индуктивно-емкостные,
реостатно-емкостные, резонансные и транзисторные. Кроме того, используются компенсационные фильтры. Их принцип действия основан на том, что в схему вводится перемен­ное напряжение (с частотой пульсаций), почти равное по величи­не и противоположное по фазе переменной составляющей выпрям­ленного напряжения, так что происходит компенсация пульса­ций.

Требования к фильтрам

При выборе и расчете элементов фильт­ра следует учитывать, что фильтр не только сглаживает пульса­ции, но оказывает влияние на работу выпрямителя и потребителя. От характера реакции первого элемента фильтра (индуктивный или емкостный) зависит режим работы вентиля и трансформатора и внешняя характеристика выпрямителя. Элементы фильтра вып­рямителя, питающего усилители низкой частоты, входят в цепи звуковой частоты и могут вносить частотные искажения. Переход­ные процессы в фильтре могут искажать форму кривой сигнала.

При питании всех каскадов усилителя от общего выпрямителя фильтр влияет на устойчивость усилителя (возможно возникнове­ние генерации на низкой частоте из-за паразитной связи через ис­точник питания.

Поэтому фильтр рассчитывается как из условий требуемого сгла­живания пульсаций, так и из условий внесения минимальных искажений в работу потребителя.

Основные требования к фильтрам заключаются в следующем:

1) фильтр должен иметь коэффициент сглаживания, обеспечивающий нормальную работу потребителя:

 

 

где є₀ — коэффициент пульсаций, определяемый при расчете вып­рямителя, зависит от схемы выпрямления и характера первого элемента фильтра, а є _доп— допустимый коэффициент пульсаций напряжения, подводимого к потреби­телю;

2) падение напряжения, созданное постоянной составляющей тока на фильтре, должно быть минимальным;

3) фильтр не должен вносить искажений в рабо­ту потребителя;

4) детали фильтра дол­жны быть надежными в эк­сплуатации и иметь запас электрической прочности;

5) вес и размеры дета­лей фильтра должны быть минимальными.

Минимизация сводится к минимизации суммарной ёмкости и индуктивности.

Элементы фильтров

  а) принцип сглаживания пульсаций с помощью индуктивности состоит в том, что в… Активное сопротивление дросселя невелико, и потерями по­стоянной составляющей напряжения можно пренебречь.

Рисунок 14 - Возможные схемы фильтров

RC сглаживающие фильтры

 

а) б)

Рисунок15 - Возможные схемы фильтров

 

RC-фильтры в своем схемном очертании и аналитическом описании во многом подобны соответствующим LC-фильтрам.

Достоинства:

-простота;

-малые габариты.

Недостаток: невозможность использования в цепях с большими токами из-за недопустимых падений напряжения на сопротивлении фильтра, действующих при больших токах нагрузки .

Общий недостаток LC- и RC-фильтров является трудность получения больших коэффициентов сглаживания.

Значительный коэффициент сглаживания обеспечивают активные сглаживающие фильтры.

 

Активные сглаживающие фильтры

Активные фильтры строятся с использованием электронных ламп по 2 схемам: - с последовательным включением регулировочного элемента (РЭ); - с параллельным включением РЭ;

Рисунок 16 - Транзисторный активный сглаживающий фильтр с параллельным включением РЭ

Схема с последовательным включением (по отношению к нагрузке) VT предъявляет высокие требования к пропускной способности этого VT по току. Кроме того на VT рассеивается значительная мощность, что снижает КПД устройства.

В схеме с параллельным включением VT, этот VT может быть маломощным, но на добавочном сопротивлении при больших токах нагрузки действует значительное падение напряжения и потери мощности.

Схема с параллельным включением VT предпочтительнее в маломощных устройствах и при импульсном потреблении энергии.

Недостаток: трудность обеспечения значительных мощностей.

В технической электронике во многих случаях требуется регулируемое выходное напряжение источника питания (или ток). Кроме того, из-за нестабильности (непостоянства) напряжения U первичного источника питания меняется и U ИВЭП, что может оказаться для потребителя неприемлемо. В этих случаях оказывается целесообразным регулировать и стабилизировать U и I ИВЭП.

Раздел II. Стабилизаторы напряжения и тока

Регулирование напряжение и тока

Способы регулирования напряжения и тока

Изменение величины сетевого напряжения вредно сказыва­ется на работе приемников электрической энергии: при повышении напряжения питающей сети на 10%… Колебания сетевого напряжения сказываются и на величине выпрямленного… Иногда изменение режима питания происходит не только из-за колебаний сетевого напряжения, но и вследствие изменения…

Регулирование с помощью активных сопротивлений

Для регулирования напряжения потребителя переменные ак­тивные сопротивления включают либо последовательно с потре­бителем, либо параллельно источнику электрической энергии. В первом случае переменное активное сопротивление принято называть реостатом, а во втором - регулируемым делителем на­пряжения или потенциометром. В обоих случаях регулирование основано на поглощении активным сопротивлением значительной части электрической энергии и превращении ее в тепло, поэтому способ регулирования с помощью активных сопротивлений су­щественно снижает КПД.

 

 

 

Рисунок 17 – Схема включения реостата

Регулирование с помощью реостатов:

- регулирование, обеспечивающее постоянную величину на­пряжения на потребителе при изменении питающего напряжения и при неизменном значении сопротивления потребителя.

- регулирование, обеспечивающее постоянную величину тока при изменении сопротивления потребителя в пределах от R_мин до R_макс при неизменном значении питающего напряжения.

Задача регулирования в этом случае сводится к тому, чтобы общее сопротивление цепи оставалось неизменным.

Следует отметить, что потери мощности на рео­стате тем больше, чем боль­ше интервал изменения со­противления потребителя и чем больше величина тока.

Если, например, максимальное значение сопротивления нагруз­ки R_нмакс больше минимального значения R_нмин в два раза, то потери мощности на реостате будут равны мощности на по­требителе и КПД составит всего 50%. Если учесть, что одновре­менно с изменением сопротивления потребителя может быть и из­менение питающего напряжения, то потери станут еще больше.

Приведенные примеры показывают, что схема регулирования напряжения и тока с помощью реостата дает малые потери только при узком диапазоне регулирования и при малой мощности по­требителя. Поэтому регулирование в широких пределах целе­сообразно производить в цепях малой мощности, а в цепях боль­шой мощности регулирование можно вести только в ограниченных пределах. Иногда в цепях большой мощности применяется регу­лирование и в широких пределах, но при кратковременных режи­мах (например, в момент пуска электрических машин).

Регулирование с помощью делителей напряжения.Потенцио­метры (регулируемые делители напряжения) применяются в тех случаях, когда требуется осуществить регулирование напряжения на потребителе в широких пределах. На рис.18, а дана схема включения потенциометра. При перемещении движка потенцио­метра от одного крайнего положения до другого напряжение на потребителе изменяется от нуля до величины напряжения, действующего на зажимах источника.

 

 

 

Рисунок 18 - Схемы включения потенциометра и делителя напряжения

В ряде случаев бывает нужно получить определенное соотно­шение между напряжением потребителя и напряжением источ­ника. Для этого применяются

делители напряжения, составлен­ные из постоянных активных сопротивлений (рис. 18, б).

Однако с умень­шением величины сопротивления R₂ возрастает ток, потребля­емый делителем, и, следовательно, увеличиваются мощности. Поэтому, чтобы избежать больших потерь, делители напряжения следует применять только при больших значениях сопротивле­ния R_H, т. е. при малой мощности потребителя.

Регулирование с помощью индуктивных сопротивлений

На рис. 99, а дана схема включения дросселя, предназначен­ного для регулирования напряжения и тока потребителя. Изме­нение величины индуктивного… Дроссели с секционированной обмоткой.На рис. 3, б пока­зана схема…  

А

Рисунок 19 Схемы регулирования с помощью индуктивных сопротивлений:

а - схема включения регулировочного дросселя;

б - схема вклю­чения регулировочного дросселя с секционированной

обмоткой.

Регулировочные автотрансформаторы и трансформаторы

Регулирующая способность автотрансформаторов и трансфор­маторов основана на изменении соотношения между напряжениями, действующими в первичных и… Отличительной особенностью автотрасформаторов от трансфор­маторов служат общие… По этой причине общие для первичной и вторичной цепей витки обмотки можно мотать проводом с малым сечением. Это…

Рисунок 20 Принципиальная схема автотрансформатора типа КАТ

В различных конструкциях регулировочных автотрансформа­торов и трансформаторов изменение величины коэффициента тран­сформации достигается разными путями. Наибольшее распростра­нение получили трансформаторы и автотрансформаторы с сек­ционированными обмотками, вариаторы, автотрансформаторы с короткозамкнутой подвижной обмоткой и трансформаторы с регулируемым магнитным шун­том.

СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА С НЕЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Общие сведения о стабилизаторах напряжения и тока с нелинейными элементами

Одни потребители электрической энергии для нормальной ра­бом требуют стабильного напряжения, а другие, например ксеноновые лампы, требуют стабильности питающего их тока. По этой причине вопросы стабилизации напряжения и тока имеют большое практическое значение.

Разберем сущность работы стабилизаторов напряжения и тока.

Изменения в режиме работы приемников электрической энер­гии, вызывающие необходимость в стабилизации, могут иметь мес­то в трех случаях:

1) при неизменном сопротивлении потребителя изменения напряжения и тока могут быть вызваны изменением питающего напряжения;

2) при неизменном питающем напряжении изменения тока и напряжения потребителя могут вызываться из­менением величины его сопротивления;

3) изменения тока и на­пряжения потребителя могут быть вызваны одновременными из­менениями питающего напряжения и сопротивления потреби­теля.

Стабилизация во всех случаях может быть осуществлена толь­ко с помощью элементов, обладающих нелинейной электрической характеристикой, т. е. элементов, не подчиняющихся закону Ома. Два возможных варианта такой электрической характерис­тики изображены на рис. 1, а и б. Свойства электрической цепи, содержащей нелинейный элемент НЭ и некоторое добавочное со­противление R (рис. 2), можно пояснить графическим мето­дом. Для этого помимо характеристики нелинейного элемента следует изобразить характеристику сопротивления R, отложив ее от точки, соответствующей приложенному к цепи напряжению U₀. Рабочая точка N (рис. 21, а и б) режима цепи определится пересечением характеристик.

Если теперь изменим напряжение питания на величину ∆U₀, то рабочая точка займет новое положение - N'. При этом на нели­нейном элементе с электрической характеристикой, изображенной на рис. 1, а, мало изменится напряжение, а на нелинейном элементе с характеристикой, изображенной на рис. 1, б, будет не­значительное изменение тока.

Следовательно, нелинейный элемент с электрической харак­теристикой первого типа (рис. 21, а) может быть использован для стабилизации напряжения на сопротивлении потребителя (Z_H), если последний подключить параллельно нелинейному эле­менту). Элемент с электрической характеристикой второго типа (рис. 21, б) может быть использован для стабилизации тока, если нагрузочное сопротивление будет включено последовательно с нелинейным элементом.

Рисунок 21 Электрические характеристики нелинейных элементов, пригодных: а — для стабилизации напряжения;

б — для стабилизации тока

 

 

Рисунок 22 Схема включения нелинейного элемента с добавочным сопротивлением для стабилизации напряжения

Нетрудно заметить, что эффективность стабилизации напря­жения тем больше, чем больше рабочий участок электрической характеристики стабилизирующего элемента приближается к вер­тикальной линии. Подобной характеристикой обладает, например, газоразрядная лампа.

Для стабилизации тока желательно иметь стабилизирующий элемент с электрической характеристикой, приближающейся в рабочем диапазоне к горизонтальной прямой. Такой характери­стикой обладает, например, стабилитрон.

Отношение ∆U/∆I - для данной рабочей точки характеристики называется динамическим сопротивлением нелинейного элемента. Для стабилизаторов напряжения желательно иметь нелинейные элементы с динамическим сопротивлением близким к нулю, а для стабилизаторов тока желательно, чтобы динамическое со­противление стремилось к бесконечности.

Для оценки эффективности стабилизатора служит коэффи­циент стабилизации. Он определяется как отношение относительных изменений переменного параметра к относитель­ным изменениям стабилизируемого параметра. Если за пере­менный параметр принять напряжение питания U₀, то для слу­чая стабилизации напряжения коэффициент стабилизации

 

Кроме коэффициента стабилизации эффективность работы стабилизаторов напряжения и тока оценивается диапазоном ста­билизации, КПД и инерционностью устройства.

Диапазоном стабилизации называется ин­тервал изменения переменного параметра, в пределах которого относительные изменения стабилизируемого параметра не пре­вышают заданных значений.

Инерционность стабилизатора оценивается време­нем, по истечении которого стабилизатор реагирует на изме­нения переменного параметра.

Стабилизаторы переменного тока дополнительно характери­зуются коэффициентом мощности и коэффициентом искажения формы кривой, а стабилизаторы постоянного тока - выходным сопротивлением и коэффициентом фильтрации.

 

Стабилизаторы напряжения с кремниевыми стабилитронами

Принцип действия кремниевых стабилитронов.

Некоторая неравномерность электрического поля в различ­ных точках электронно-дырочного перехода приводит к тому, что процесс ударной ионизации… При уменьшении обратного напряжения процесс ударной ионизации прекращается и в… Рассмотренный процесс обратимого пробоя справедлив только для кремниевых диодов. В германиевых диодах из-за наличия…

Вольтамперная характеристика и параметры кремниевых стабилитронов

На рис. 23 изображена вольтамперная характери­стика кремниевого электронно-дырочного перехода. Отличитель­ной особенностью характеристики является постоянство напря­жения пробоя в широком диапазоне изменений обратного тока. Эта особенность позволяет использовать кремниевые диоды для стабилизации напря­жения.

Кремниевые диоды, предназначенные для стабилизации напряжения, носят название опорных диодов или крем­ниевых стабилитронов.

Рабочим участком является диапазон от I_min до I_max в области электрического пробоя – на этом участке КС обладает малым сопротивлением току – на этом участке большим изменения тока соответствует малые изменения напряжения.

 

Рисунок 23 - ВАХ электронно-дырочного перехода КС

R_б – ограничивает ток через КС, его величина рассчитывается

R_б =

U_с – напряжение сети

Одним из главных параметров стабилитрона является температурный коэффициент стабилизации напряжения _ст – он характеризует относительное изменения U_ст при изменении t⁰ окружающей среды на 1⁰ С.

_ст – положительное при лавинном пробое;

_ст – отрицательное при туннельном пробое;

Если необходимо поддерживать неизменным напряжение, большее по величине, чем номинальное установленного прибора, то можно последовательно соединить несколько стабилитронов (количество определится отношением необходимого стабилизированного напряжения к номинальному напряжению прибора).

Если поддерживать стабильным надо напряжение небольшой величины ( в пределах 1В), то можно применять стабистор, рабочий участок которого выбирается на прямой ветви ВАХ.

Промышленностью выпускаются кремниевые стабилитроны типов Д808 - Д813. Эти стабилитроны могут быть использованы в стабилизаторах, рассчитанных на выходное напряжение от 7 до 14В.

Для получения более высоких стабилизированных напря­жений отечественной промышленностью освоено производство полупроводниковых кремниевых стабилитронов серии 2С (2С920А, 2С930А, 2С950А, 2С980А). Применение таких стабилитронов по­зволяет получить стабилизированные напряжения от 120 в (ста­билитрон 2С920А) до 180 в (стабилитрон 2С980А).

Схемы стабилизаторов напряжения с кремниевыми стабили­тронами.На рис.24 изображена схема простейшего стабилизатора напряжения с применением кремниевого стабилитрона (КС).

При значениях входного напряжения, меньших порогового напряжения U _пор, ток, проходящий через стабилитрон, практи­чески равен нулю и стабилитрон оказывается запертым. При величине входного напряжения, равной пороговому значению, в стабилитроне начинается процесс ударной ионизации, сопровожда­емый увеличением тока. Дальнейшее повышение входного напря­жения приводит к тому, что напряжение на выходе стабилизатора изменяется незначительно, т. е. осуществляется стабилизация напряжения.

Рисунок 24. Схема включения КС

Величина сопротивления нагрузки R_н определяет минималь­ный ток стабилитрона, соответствующий началу стабилизации. Балластный резистор R₆ ограничивает наибольший ток стабили­трона при максимальном значении входного напряжения.

Выбор сопротивлений резисторов R₆ и R_н обусловливается диапазоном изменений входного напряжения и величиной пре­дельно допустимого тока для взятого типа стабилитрона. Обычно величина максимального тока, проходящего через стабилитрон, бе­рется значительно меньше его предельно допустимого значения. Объясняется это тем, что при большом токе наблюдается разо­грев стабилитрона, вследствие чего изменяется величина его порогового напряжения, а это приводит к изменению величины номинального выходного напряжения.

Коэффициент стабилизации определяется как от­ношение относительного изменения напряжения на входе ста­билизатора к относительному изменению напряжения на его выходе, т. е.

величина коэффициента стабилизации будет выше при условии, что ВАХ балластного сопротивления пересекает ВАХ стабилитрона в рабочей точке (I_ном) и чем больше значение сопротивлений резисторов R_б и Rн.

Более высокий коэффициент стабилизации дает мостовая схема, изображенная на рис. 25, а. Эта схема обладает идеальными ста­билизирующими свойствами в том случае, когда характеристика зависимости напряжения на стабилитроне от входного на­пряжения и характеристика зависимости напря­жения на сопротивлении R_э от входного напряжения в рабочем диапазоне имеют одинаковую крутизну. В этом легко убедиться, если обратиться к графику, изображенному на рис. 25, б.

Рисунок 25 Мостовая схема стабилизатора напряжения с кремниевым стабилитроном (а); характеристика стаби­лизации напряжения (б)

В практических условиях для точной настройки стабилизатора резистор R_э делается переменным. Изменением величины этого сопротивления удается получить одинаковую крутизну харак­теристик и тем самым обеспечить высокую точность стабилизации.

На рис. 26 дана схема стабилизатора переменного напряже­ния.

 

Рисунок 26 Схема стабилизатора переменного напряже­ния

В стабилизаторе применена схема моста, в одном плече ко­торого включены встречно-последовательно два кремниевых ста­билитрона: КС₁ и КС₂. Эти стабилитроны работают поочередно, при этом работа каждого из них продолжается в течение одного полупериода приложенного напряжения. Схема дает значитель­ные искажения формы напряжения, получающиеся в основном за счет третьей гармоники. Для подавления третьей гармоники на выходе стабилитрона обычно ставится фильтр. В этом случае на выходе фильтра получается стабилизированное напряжение, имеющее практически неискаженную форму.

Для повышения рабочего напряжения до нужной величины во всех рассмотренных схемах вместо одного кремниевого ста­билитрона может быть включено несколько стабилитронов последовательно. Качество всей последовательной цепочки стабилитро­нов при этом равно качеству одного стабили­трона. Использование параллельного включения
кремниевых стабилитронов для повышения мощности рассеяния не дает желаемого результата, так как в этом случае весь ток будет проходить через стабилитрон, имеющий наи­меньшую величину порогового напряжения. Подобрать стабилитроны с абсолютно одинаковыми значениями порогового напряжения практически невозможно. В практических схемах иногда применяется переменно-параллельное включение двух или даже трех кремниевых стабилитронов, однако такое вклю­чение производится не для повышения мощности рассеяния, а иск­лючительно с целью увеличения надежности работы стабилизатора.

 

Компенсационный стабилизатор напряжения

Рисунок 27 - Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения

Принцип работы

  Рисунок 28 Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения с… На вход схемы подаётся отфильтрованное нестабилизированное напряжение Uвх (его предельное отклонения от среднего…

СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА С

УПРАВЛЯЕМЫМИ ПРИБОРАМИ

Общие сведения о стабилизаторах с управляемыми приборами

Стабилизаторы напряжения и тока с нелинейными элементами назы­ваются параметрическими, так как их действие основано на изменении электрических параметров нелинейного элемента вслед­ствие различных внешних причин, таких как колебания вход­ного напряжения, изменение величины сопротивления нагрузки и т. п. Харак­тер и точность работы стабилизаторов с нелинейными элементами полностью определяются характеристикой нели­нейного элемента, которая, в свою очередь обусловлена происходящими в нем физическими процессами (газовый разряд в стабилитроне, изменение сопротивления нити бареттера с изменением температуры и т. д.) и поэтому имеет строго определенный вид, не поддающийся изменениям.

Электронные лампы, транзисторы, полупроводниковые управ­ляемые диоды (тиристоры) и дроссели насыщения относятся к группе управляемых приборов. С их помощью удается получать различные зависимости между током и напряжением и тем самым решать сложные задачи стабилизации разных электрических вели­чин. Стабилизаторы с применением таких приборов получили на­звание стабилизаторов с управляемыми при­борами.

Рисунок 29. Структурная схема ста­билизатора с управляемым прибором

На рис. 29 в качестве примера дана структурная схема ста­билизатора с управляемым прибором, в котором электронная лам­па включена последовательно с потребителем энергии. Изменяя по определенному закону напряжение на ее сетке, можно осу­ществлять стабилизацию напряжения на нагрузке. В такой схеме электронная лампа выполняет роль регулируемого балластного сопротивления. Если управляемый прибор осуществляет необхо­димое для стабилизации регулирование энергии, поступающей в цепь потребителя, то он называется исполнительным элементом стабилизатора. В схеме на рис. 1 ис­полнительным элементом служит электронная лампа. Помимо нее в качестве исполнительного элемента могут быть использованы транзисторы, полупроводниковые управляемые диоды (тиристо­ры), дроссели насыщения и другие управляемые приборы. В за­висимости от вида прибора, выполняющего функции исполни­тельного элемента, различают электронные стабилизаторы, тран­зисторные стабилизаторы, стабилизаторы с дросселями насыще­ния, стабилизаторы с тиристорами и т. д.

Для осуществления стабилизации необходимо определенным образом автоматически управлять исполнительным элементом стабилизатора. Эту роль выполняет управляющая цепь. Сигнал, создаваемый этой цепью, носит название управляющего сигнала или регулирующего воздействия.

В зависимости от способа получения управляющих сигналов стабилизаторы с управляемыми приборами подразделяются на:

а) стабилизаторы с регулированием (уп­равлением) по возмущению;

б) стабилиза­торы с регулированием (управлением) по отклонению;

в) стабилизаторы с комби­нированным регулированием.

В более ранней литературе стабилизаторы с регулированием по возмущению назывались стабилизаторами с па­раметрическим способом управления или просто параметрическими стабилизаторами, а стабилизаторы с регулированием по отклонению носили назва­ние автокомпенсационных стабилизаторов или стабилизаторов с автокомпенсацион­ным управлением.

Изменение параметров исполнительного элемента стабили­затора может происходить под воздействием различных внешних факторов, таких, как изменение входного напряжения, измене­ние сопротивления нагрузки, изменение частоты питающего напряжения и т. п. Эти факторы принято называть возмущающими воздействиями. В стабилизаторах с регулированием по возмущению управля­ющие сигналы пропорциональны возму­щающим воздействиям.

Разность между истинным значением стабилизируемой величи­ны и номинальным ее значением называется погрешностью регулирования или просто отклонением. В ста­билизаторах с регулированием по откло­нению управляющий сигнал пропорциона­лен погрешности регулирования.

Принцип построения схем стабилизаторов с управляемыми приборами

Стабилизаторы с регулированием по возмущению.На рис. 30 дана схема построения стабилизатора с регулированием по воз­мущению. В качестве исполнительного элемента стабилизатора используется управляемый прибор (электронная лампа, дроссель насыщения и т. п.). Преобразователь энергии (выпрямитель, тран­сформатор) не является обязательным элементом схемы, и в от­дельных случаях может отсутствовать (например, в электронном стабилизаторе постоянного напряжения.

 

 

Рисунок 30 Блок-схема стабилизатора с регулированием по возмущению

Управляющие элементы У-1 и У-2 создают сигналы управле­ния, пропорциональные изменениям внешних условий. Связи, создаваемые управляемыми элемен­тами, в таких стабилизаторах являются связями по возмущению, так как изменение того или иного параметра исполнительного элемента обусловливается, как и в стабилизаторах с нелинейными элементами, возмущающими воздействиями.

При таком методе стабилизации схема должна иметь столько управляющих цепей, сколько причин влияет на стабилизируемую величину. На приведенной схеме даны две такие цепи. В дей­ствительности причин может быть больше, однако с увеличением количества управляющих цепей помимо усложнения схемы созда­ются большие трудности правильного подбора параметров схемы. Поэтому практически стабилизаторы с регулированием по возму­щению дают удовлетворительные результаты только в тех случаях, когда исполнительный элемент схемы реагирует на изменение внешних факторов, число которых не превышает двух (например, колебания входного напряжения и изменение сопротивления нагрузки).

Стабилизаторы с регулированием по отклонению.На рис. 31 дана схема построения стабилизатора с регулированием по от­клонению. Для получения управляющего сигнала, пропорцио­нального погрешности стабилизации, служит измери­тельный (или выяви тельный) элемент схемы. В состав измерительного элемента входят датчик сигнала обратной связи и источник эталонной или опорной величины (батарея гальванических элемен­тов, газоразрядный или кремниевый стабилитроны и т. п.), с ко­торым сравнивается стабилизируемая величина. Источник эта­лонной величины часто называют зада т чином. В результате такого сравнения образуется

управляющий сигнал, величина ко­торого обычно бывает недостаточной для управления исполни­тельным элементом стабилизатора. Для усиления этого сиг­нала служит усилительный элемент стабили­затора, называемый иногда усилителем регулирующих воз­действий или просто усилителем постоянного тока.

 

Рисунок 31 Блок-схема стабилизатора с регулированием по отклонению

Характерной особенностью метода регулирования по откло­нению является наличие замкнутой цепи для управляющего сигна­ла. От измерительного элемента сигнал поступает в усилительное устройство, далее в исполнительный элемент и оттуда через пре­образователь энергии вновь на измерительный элемент. Таким образом, имеет место обратная связь между выходом стабилиза­тора и его входом. Так как сущность этого метода заключается в компенсации погрешности стабилизации, то эта связь должна быть отрицательной.

Регулирование по отклонению дает хорошие результаты при высокой стабильности источника эталонной величины (при вы­сокой стабильности задатчика) и при достаточно большой и пос­тоянной величине коэффициента усиления усилительного элемента. Вследствие того что управляющий сигнал является функцией погрешности стабилизации, процесс стабилизации при регулиро­вании по отклонению не зависит от количества и сочетания внеш­них причин, вызывающих изменение напряжения и тока на выходе стабилизатора.

Стабилизаторы с комбинированным управлением. Такой ста­билизатор представляет собой комбинацию стабилизаторов регулированием по отклонению и по возмущению. При правильно подобранных связях по возмущению удается получить наиболее высокую точность стабилизации без особого усложнения схемы. Сложность построения стабилизатора с комбинированным мето­дом управления обусловливается трудностью правильного вы­бора связей по возмущению.

В последующих главах рассматриваются схемы и работа электронных стабилизаторов напряжения, транзисторных стаби­лизаторов напряжения и стабилизаторов напряжения и тока с дросселями насыщения.

Основными элементами транзисторных стаби­лизаторов напряжения являются транзисторы.

Дроссели насыщения (или управляемые дроссели) - основные элементы стабилизаторов с дросселями насыщения. Они исполь­зуются в качестве исполнительного элемента, а также являются основными приборами усилительных и измерительных элемен­тов схемы. Поэтому, прежде чем рассматривать принцип дей­ствия и особенности различных схем стабилизаторов с дросселями насыщения, следует остановиться на устройстве и технических свойствах дросселей насыщения, а также уяснить работу маг­нитных усилителей и других устройств, применяемых в стабилиза­торах с дросселями насыщения.

Стабилизаторы с дросселем насыщения

Дроссели насыщения

Для получения большой индуктивности в фильтрах применяются дроссели со стальным сердечником.

Особенностью работы такого дросселя в качестве последовательного элемента фильтра является то, что по его обмотке протекает постоянная составляющая тока, вызывающая намагничивание сердечника.

Дросселем насыщения называется электромагнит­ный регулирующий аппарат перемен­ного тока, индуктивное сопротивление которого изменяется посредством управ­ляемого подмагничивающего постоян­ного тока.

Дроссель насыщения имеет рабочую обмотку (обмотку переменного тока) и одну или несколько обмоток подмагничивания. Магнитная цепь представляет собой стальной замкнутый сердечник.

На рис. 32 показано схематическое изображение однофаз­ного и трехфазного дросселей насыщения на электрических схе­мах. Рабочие обмотки обычно изображаются жирной линией.

 

 

 

Рисунок 32 - Изображение однофаз­ного и трехфазного дросселей насыщения на электрических схе­мах

Если сердечник дросселя не имеет воздушного зазора, то он намагничивается до насыщения. При этом изменения напряженности магнитного поля (Н), пропорциональные изменениям протекающего тока, вызывают незначительные изменения индукции (рис. 33, кривая 1 намагничивания стали участок а-б-1).

Отношение приращения индукции к приращению напряженности магнитного поля является динамической магнитной проницаемостью на частном цикле намагничивания:

 

На участке а-б кривой 1, соответствующем насыщению сердечника, магнитная проницаемость очень мала, так как мало приращение индукции: а-б = В2 - В1.

Индуктивность дросселя, а, следовательно, и коэффициент фильтрации фильтра пропорционален магнитной проницаемости и при насыщении тоже будут иметь очень малую величину. Чтобы сердечник не был насыщен, в магнитную цепь вводится воздушный зазор (рис. 33). Магнитное сопротивление цепи увеличивается, и насыщение наступает при большей величине напряженности магнитного поля, т. е. при больших значениях постоянного тока (см. рис. 33, кривая II). Тогда при той же величине постоянной составляющей тока кривая намагничивания будет еще достаточно крутой и магнитная проницаемость на участке а-б увеличится (велико а-б = В4—В), а, следовательно, возрастет коэффициент фильтрации звена фильтра.

При чрезмерно большой величине воздушного зазора (см. рис. 65, кривая III) магнитное сопротивление станет очень большим и наклон кривой намагничивания уменьшится, что вызовет уменьшение магнитной проницаемости и приведет к уменьшению коэффициента фильтрации. Таким образом, имеется какое-то наивыгоднейшее (оптимальное) значение величины воздушного зазора, при котором индуктивность и коэффициент фильтрации получаются наибольшими.

Рисунок 33

 

Величина оптимального воздушного зазора зависит от величин постоянной и переменной составляющих тока, числа витков и размеров дросселя.

Конструктивно дроссель фильтра представляет собой катушку медного изолированного провода, намотанного на каркас, который помещается на среднем стержне сердечника, собранного из Ш - образных пластик трансформаторной стали. Пластины изолируются друг от друга лаком или бумагой для уменьшения потерь на вихревые токи и собираются встык, а величина зазора регулируется специальной изоляционной прокладкой.

Принцип действия дросселя насыщенияоснован на изменении магнитной проницаемости ферромагнитных материалов при подмагничивании сердечника постоянным током. При насыщении ферромагнитных материалов увеличивается их магнитное сопро­тивление. Это приводит к уменьшению величины магнитного по­тока, создаваемого ампер-витками переменного тока, а следова­тельно, и к уменьшению э. д. с. самоиндукции, наводимой в этих обмотках. Таким образом, индуктивное сопротивление рабочих обмоток дросселя насыщения при увеличении тока подмагничивания уменьшается. Уменьшение тока в обмотке подмагничивания приводит к увеличению индуктивного сопротивления рабо­чих обмоток.

На рис. 34 изображена схема включения дросселя насыщения для ручного регулирования напряжения и тока на потребителе Z.

Рабочая обмотка дросселя насыщения включена последовательно с потребителем. Для регулирования величины индуктивного сопротивления этой обмотки служит цепь подмагничивания, включающая в себя источ­ник постоянного тока Е, реостат R и обмотку управления w_у.

 

Рисунок 34 - Схема включения дросселя насыщения

Изменением величины сопротивления R можно регулировать величину тока, проходящего через обмотку управления. Если, например, напряжение на потребителе по какой-либо причине стало меньше, то для увеличения этого напряжения до нужной величины необходимо увеличить

ток подмагничивания, что достигается изменением вели­чины сопротивления R. Увеличение тока в обмотке w приведет к насыщению сердечника дросселя насыщения, и индуктивное сопротивление его рабочей обмотки станет меньше. Произойдет перераспределение напряжений между дросселем и потребителем, в результате которого напряжение на дросселе станет меньше, а на потребителе возрастет. Для контроля за величиной напряже­ния на потребителе служит вольтметр.

Дроссели насыщения, применяемые в качестве регулирующих устройств, имеют ряд преимуществ перед другими ви­дами регуляторов. Укажем на некоторые из них:

1) плавность регулирования;

2) широкий диапазон регулирования величины индуктивного сопротивления дросселя;

3) регулирование можно производить под нагрузкой;

4) дроссели насыщения не имеют сильно нагревающихся частей и искрящих контактов и потому безопасны в пожарном отношении;

5) благодаря малым потерям активной мощности установки с дросселями насыщения имеют высокий КПД;

6) мощность, расходуемая на нагрев обмотки подмагничивания, незначительна (составляет 2—5% от регулируемой мощности;

7) возможность автоматического регулирования при сравни­тельной простоте регулирующих устройств.

Благодаря перечисленным свойствам дроссели насыщения широко применяются как для ручного, так и для автоматического регулирования напряжения и тока.

Недостаткамидросселей насыщения явля­ются:

- необходимость источника постоянного тока;

- поглощение реактивной мощности при работе в качестве аппарата, регулирующего ток или напряжение, и уменьшение величины коэффициента мощности;

- искажение формы кривой тока и напряжения в цепи, в ко­торую включен дроссель.

Однако применение специальных схем значительно уменьшает искажения, а для трехфазных дросселей искажения этого вида могут быть практически полностью устра­нены.

Дроссели с регулируемым зазором

Измене­ние индуктивности дросселя может осуществляться за счет изменения величины воздушного зазора в магнитной цепи, и тогда он называется регулировочным дросселем. Дроссель с регулируемым зазором позволяет осуществлять плавное регулирование в широких пределах. Недостатком его является сложность устройства, обеспечивающего необходи­мое изменение зазора без ощутимой вибрации сердечника.

Устройство дросселей насыщения

Устройство однофазных дросселей насыщения. Обмотки дрос­селя насыщения располагаются на сердечнике таким образом, чтобы переменный магнитный поток,… Устройство однофазного дросселя насыщения с Ш-образным сердечником показано на…  

Рисунок35- Схема однофазного дросселя насыщения с Ш-образным сердечником с последовательным включением рабочих обмоток

Магнитная цепь однофазного дросселя насыщения может со­стоять из двух стержневых сер­дечников. Обмотка управления при этом должна располагаться так, как показано на рис. 35. Две рабочих обмотки соединя­ются, как и на Ш-образном сердечнике, параллельно или последовательно таким образом, чтобы наведенные в обеих поло­винах обмотки управления пе­ременные ЭДС были направ­лены встречно и результирую­щая переменная ЭДС в цепи подмагничивания отсутствовала.

Устройство трехфазных дрос­селей насыщения. Одна из кон­струкций трехфазного дросселя насыщения изображена на рис. 35. Магнитная цепь дросселя состоит из трех Ш-образных сердечников, на средних стержнях которых располагаются ра­бочие обмотки. Поверх этих обмоток наматывается одна общая обмотка постоянного тока, охватывающая все три стержня. При таком расположении обмотки управления постоянный ток на­сыщает одновременно все три сердечника и в цепи подмагничивания не наводится переменная ЭДС, так как обмотку управ­ления пронизывают одновременно три переменных потока, сдви­нутых по фазе относительно друг друга на 120°. Как известно, сумма трех равных синусоидальных величин, сдвинутых относи­тельно друг друга на угол 120°, равна нулю.

 

Рисунок 36. Устройство трехфазных дросселей насыщения: а - дроссель насыщения, собранный на трех

Ш-образных сердечниках, б - дроссель насыщения, собранный на шести Ш-образных сердечниках

Для подавления небольшой переменной ЭДС, индуктируе­мой в обмотке управления за счет искажения формы кривой и не­ссиметрии магнитных потоков, часть витков обмотки управле­ния (около 10%) замыкается накоротко. В этом случае за счет возникшей переменной ЭДС в обмотке управления возникает переменный ток, который циркулирует по короткозамкнутым вит­кам и создает по правилу Ленца свой переменный магнитный по­ток, стремящийся уменьшить магнитный поток, вызвавший ЭДС. Магнитный поток, возникший за счет искажения формы кривой и нессимметрии потоков, ослабляется и величина переменной ЭДС в обмотке управления становится значительно меньшей.

На рис. 36, б дана другая схема трехфазного дросселя на­сыщения. Магнитная цепь набирается из Ш-образного железа, но, в отличие от первого случая, состоит из шести однофазных дросселей насыщения (по два дросселя в каждой фазе). Рабо­чие обмотки (обмотки переменного тока) и обмотки управле­ния располагаются на средних стержнях. Обе половины рабочей обмотки каждой фазы соединяются последовательно. Обмотки управления всех шести дросселей соединены также последователь­но, но таким образом, что в двух дросселях одной фазы их витки были бы направлены встречно. При таком соединении переменные ЭДС, наводимые в обмотках управления двух дросселей одной фазы, равны по величине и противоположны по знаку и в цепи подмагничивания переменная ЭДС отсутствует. Соединение об­моток видно из рис. 36, б.

Усилительные свойства дросселей насыщения

Благодаря указанным свойствам дроссель насыщения исполь­зуется чаще всего для автоматизации процесса регулирования электрического режима приемника,… Дроссель насыщения может быть использован либо в качестве устройства,… Магнитные усилители по принципу работы не отличаются от дросселей насыщения. Это деление является чисто условным. Все…

Режимы работы дросселей насыщения

2. Режим стабилизации тока. При работе дрос­селя насыщения в режиме стабилизации тока ток в цепи подмагничивания изменяют таким образом, чтобы… 3. Режим магнитного усилителя. При работе в режиме магнитного усилителя для… Во всех разобранных режимах работы дросселя насыщения его выгодно эксплуатировать только в пределах прямолинейных…

Магнитные усилители

В стабилизаторах с дросселями насыщения широкое распро­странение получили магнитные усилители. По роду тока, полу­чающегося на выходе, они подразделяются на магнитные усилители с выходом на переменном токе (рис. 1, а) и на магнитные усилители с выходом на постоянном токе (рис. 1, б).

 

 

 

~

 

Рисунок 38 - Схемы магнитных усилителей с выходом на переменном токе (а) и с выходом на

постоянном токе (б); в — нагрузочная харак­теристика магнитного усилителя

Нагрузочные характеристики.Свойства магнитных усилите­лей обычно характеризуются зависимостью тока нагрузки (I_н) от тока управления (I_у) при неизменном значении питающего напряжения и определенном значении сопротивления нагрузки. Кривые зависимости I_н = ƒ(I_у) носят название нагрузочных харак­теристик магнитных усилителей. На рис. 1, в изображена на­грузочная характеристика простейшего магнитного усилителя, имеющего одну обмотку подмагничивания. Часто по осям коорди­нат откладывают не значения токов, а напряженность поля Н или полные ампервитки (I-W).

Нагрузочная характеристика симметрична относительно оси ординат, т. е. величина тока нагрузки определяется только аб­солютным значением тока управления. При отсутствии тока управления

(I_у= 0) дроссель работает в режиме холостого хода и через сопротивление нагрузки проходит начальный ток I₀. В этом случае напряжение на дросселе практически равно напряжению источника питания и поэтому увеличение этого напряжения при­водит к росту начального тока I₀. В практических условиях используется только прямолинейный участок характеристики (участок АВ), величина которого тем больше, чем меньше сопро­тивление нагрузки (АВ">АВ> АВ'). Ордината точки В опреде­ляет максимальную величину тока нагрузки I_{н макс}, а абсцисса этой точки определяет значение тока управления I_{у макс}, соот­ветствующее току нагрузки I _{н макс}.

При работе в режиме максимального тока нагрузки падение напряжения на дросселе обычно равно или несколько меньше па­дения напряжения на сопротивлении нагрузки.

Усилительные свойства магнитных усилителей характери­зуются коэффициентом усиления по мощности (К) или коэффи­циентом усиления по току (Кi,). Для случая чисто активной нагрузки величина коэффициента усиления по току для прямолинейного участка характеристики остается неизменной и определяется крутизной характеристики.

Обратная связь.Для повышения коэффициента усиления в магнитных усилителях применяется положительная обратная связь. Осуществляется обратная связь введением в дроссель до­полнительной обмотки обратной связи. Обмотка обратной связи выполняется таким образом, чтобы создаваемые ею ампервитки совпадали по направлению с ампервитками обмотки управления, вследствие чего результирующие ампервитки постоянного подмагничивания будут равны сумме ампервитков обмоток обратной связи и управления. Так как боль­шая часть результирующих ампервитков подмагничивания соз­дается обычно обмоткой обратной связи, то величина тока управле­ния в обмотке w может быть значительно снижена по сравнению с током управления при отсутствии обмотки положительной об­ратной связи. С введением обратной связи нагрузочная характеристика ста­новится несимметричной относительно оси ординат, при этом кру­тизна правой ветви характеристики становится больше, а кру­тизна левой ветви - меньше. Объясняется это тем, что для пра­вой ветви ампервитки обмоток управления и обратной связи имеют одинаковые знаки, т. е. имеет место положительная обратная связь, а для левой ветви их знаки противоположные и связь становится отрицательной.

Рисунок39 Схемы включения обмоток положительной обратной

Связи для магнитных усилителей с выходом на переменном токе

А) и с выходом на постоянном токе (б); в — вид нагрузочных

Характеристик при различной глубине обратной связи

Для перемещения нагрузочной характеристики в область поло­жительных значений тока управления в дроссель дополнительно вводится обмотка смещения… неизменный по величине и по направлению ток начального сме­щения Iс.… Iн

Раздел III. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ АУДИОВИЗУАЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ДЛЯ ПИТАНИЯ

ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Применение и основные особенности маломощных полупроводниковых выпрямителей

В звуковоспроизводящей аппаратуре для питания читающих ламп с 1952 г. использовались селеновые выпрямители. Позднее, с появлением германиевых и… В полупроводниковых выпрямителях могут быть использованы любые схемы… Фильтр выпрямителя может быть выполнен по Г-образной или П-образной схеме. При использовании П-образного, т. е.…

Особенности кремниевых выпрямителей

Главное преимущество кремниевых вентилей перед германиевыми – их высокая температуростойкость: предельное обратное напряжение не снижается при повышении температуры до 90 - 100°С. Кроме того, кремниевые вентили допускают более высокие, чем германиевые, обратные напряжения, поэтому необходимости в их последовательном соединении обычно нет. Если все же выпрямленное напряжение или ток имеют такую величину, что возникает необ­ходимость в параллельном или последовательном соединении вен­тилей, то применяют необходимые для получения нужных параметров схемы.

Выпрямители звуковоспроизводящей аппаратуры

Читающие лампы кинопроекторов питаются выпрямленным то­ком 5 А, 6 В от блока 21В75, размещенного в шкафу 15М89. По­мимо указанного блока в шкафу… Принципиальная электрическая схема блока питания читающей лампы 21В75… Выпрямитель построен по однотактной двухфазной (двухполупериодной) схеме выпрямления на кремниевых диодах ДЗ и Д4…

Питающие устройства ксеноновых ламп для кинопроекции

1. Ксеноновые лампы чувствительны к пульсациям выпрямленного тока, приводящим к сокращению срока службы ламп. По этой причине на выходе выпрямителя… 2. Розжиг ксеноновой лампы требует высокого напряже­ния (25-30 кВ) и… 3. Внешняя характеристика выпря­мителя подпитки крутопадающая, поэтому в схему выпрями­теля подпитки вводятся…

Рисунок 42 – ВАХ Рисунок 43 – Схема зажигания КЛ

4. На выходе стабилизированного выпрямителя ставятся дополнительные блокировочные конденсаторы С_б (рис. 43). Такие же конденсаторы имеются в зажигающем устройстве, через них подаются высокочастотные импульсы напряжения возникновения разряда на электроды ксеноновой лампы. С помощью этих конденсаторов обеспечивается защита приборов и самого выпрямителя от высокочастотных импульсов.

Краткие сведения о ксеноновых лампах.В последние годы в качестве источников света стационарных проекторов кинотеат­ров средней вместимости все большее распространение получают ксеноновые лампы. Промышленностью выпускаются ксеноновые лампы для работы на постоянном и на переменном токе. Для ра­боты на постоянном токе в киноустановках используются лампы типа ДКСШ-1000 мощностью в 1 кет, а для работы на переменном токе - типа СВД-Ш той же мощности. Давление ксенона в лам­пах обоих типов составляет 8 атм при комнатной –температуре и 20 - 25 атм - в рабочем состоянии. Лампы отличаются только конструкцией электродов: у лампы постоянного тока анод значи­тельно массивнее катода, а у лампы переменного тока оба элек­трода имеют одинаковый вид.

Ксеноновые лампы обладают спектральными характеристиками, близкими к характеристикам кинопроекционных дуговых ламп, однако по отношению к дуговым ксеноновые лампы обладают рядом преимуществ: 1) постоянством светового потока, а, следовательно, и яркости экрана в процессе демонстрации фильма; 2) возмож­ностью работы без специальных вытяжных устройств для уда­ления продуктов горения; 3) удобством и простотой эксплуата­ции, так как однажды отъюстированная лампа сохраняет неизмен­ное положение в течение всего срока службы; 4) возможностью регулировать мощность в широких пределах без изменения спектрального состава излучения; 5) сравнительно большим сроком службы, достигающим для ксеноновых ламп постоянного тока 600 час и даже больше; 6) возможностью вести безобтюраторную проекцию, что позволяет значительно полнее использовать све­товой поток лампы.

Недостатком ксеноновых ламп служит то, что для их зажига­ния необходимо высокое напряжение (25—30 КВ).

Электрические схемы питания и зажигания ксеноновых ламп.Схема питания и зажигания ксеноновой лампы постоянного тока. При работе с ксеноновой лампой небольшие изменения питающего напряжения вызывают значительные изменения питающего тока, а следовательно, и яр­кости лампы. Поэтому питание ксеноновых ламп постоянного тока должно производиться от стабилизированных выпрямителей. Та­ким выпрямителем может быть, например, стабилизированный ис­точник постоянного тока 50ВУК-120, специально разработанный для питания ксеноновых ламп.

На рис. 43, а приведена принципиальная схема питания и зажигания ксеноновой лампы постоянного тока. Рубильник К₂, имеющийся на проекторе, при нормальной работе постоянно включен и выключается только для более надежной защиты при замене лампы. При замыкании ключа К_г напряжение сети пода­ется на катушку контактора стабилизированного выпрямитель­ного устройства. После срабатывания контактора на зажимах ксеноновой лампы будет действовать напряжение холостого хода выпрямителя.

При кратковременном замыкании кнопки зажигания КЗ (примерно на 1 с) в первичную обмотку маломощного трансформатора высокого напряжения ТВН подается напряжение сети. При этом во вторичной обмотке трансформатора образуется напря­жение порядка 5—6 Кв. Это напряжение через балластные сопро­тивления R_б1 и R_б2 заряжает конденсатор С_р до напряжения, до­статочного для пробоя разрядника Р. После пробоя сопротивление разрядника становится ничтожным и конденсатор С_р свободно раз­ряжается на часть обмотки импульсного повышающего автотрансформатора ИAT. Балластные сопротивления R_б1 и R_б2 ограничивают ток нагрузки трансформатора ТВН после пробоя разрядника и предохраняют его вторичную обмотку от междувитковых перенапряжений.

 

а) б)

Рисунок 44 Схемы зажигания и питания ксеноновых ламп: а — постоянного тока; б — переменного тока

Конденсатор С_р с частью обмотки импульсного автотранс­форматора ИAT образуют высокочастотный колебательный кон­тур. При этом на зажимы ксеноновой лампы через блокировочный конденсатор С_б будут поступать высокочастотные импульсы с напряжением до 30 Кв. Блокировочный конденсатор С_б имеет та­кую емкость, что его сопротивление ничтожно мало только для высокочастотных импульсов зажигания, поэтому токи высокой частоты не могут проникнуть в провода питания киноустановки и не смогут создать помехи звуковоспроизведению.

Высокое напряжение, действующее на электродах лампы, осуществляет пробой междуэлектродного газового промежутка, и при этом высокочастотный разряд переходит в дуговой. После этого кнопку зажигания отпускают. Для устойчивого перехода высоко­частотного разряда в дуговой напряжение постоянного тока на электродах лампы должно превышать нормальное рабочее напря­жение примерно в полтора раза.

Для защиты обслуживающего персонала в схему введены три блокировочных прерывателя: Б₁, Б₂ и Б₃, которые отключают схему от питающей сети при открывании любой из трех дверец фонаря проектора. В случае неисправности блокировочных пре­рывателей замыкают аварийный ключ K₃, и тогда напряжение на первичную обмотку трансформатора ТВН будет поступать, ми­нуя блокировочные прерыватели.

Промышленные схемы выпрямительных устройств для ксеноновых ламп кинопроекторов

Наибольшее распространение среди промышленных выпрямителей получили такие, как: - 50 ВУК - 120 – 1; - ВКТ – 1, 2, 3, 5 и 10.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА 50 ВУК - 120 – 1

 

Устройство предназначено для питания постоянным стабилизированным током ксеноновую лампу, мощностью 2,5 – 3,0 Квт.

Принципиальную схему можно рассматривать как состоящую из отдельных цепей: цепь главного тока, управления, цепь подпитки и защиты от перегрузок.

 

 

Рисунок 44 Принципиальная схема выпрямителя 50 ВУК - 120 – 1

Цепь главного тока включает силовой трехфазный понижающий трансформатор Тр, дроссель насыщения ДН1— ДН2, главный выпрямитель Д9—Д14 и Г- образный фильтр, состоящий из дросселя Др и конденсатора С6.

Силовой трансформатор имеет три вторичных цепи: об­мотки 7—8 (W₂) питают через дроссель насыщения ДН1— ДН2 и главный выпрямитель; с обмоток 3—4 (W₃) питание поступает на вспомогательный выпрямитель транзисторного усилителя Д7; обмотки 5—6 (W₄) питают выпрямитель под­питки Д8.

Последовательно со вторичными обмотками W₂ трансфор­матора Тр включены рабочие обмотки дросселя насыщения ДН1—ДН2. В дросселе насыщения применена внутренняя положительная обратная связь по току. Признаком ее яв­ляется тот факт, что рабочие обмотки дросселя 5—6 (W_Р) включены последовательно с вентилями главного выпрями­теля и обтекаются пульсирующим током. Кроме рабочих об­моток дроссель насыщения имеет обмотку управления 1—2 (W_у) и обмотку размагничивания 7—8 (W разм). Конструктивно дроссель насыщения выполнен в виде двух трехфазных дросселей, каждый из которых составлен из трех однофазных дросселей насыщения и имеет всего шесть магнитопроводов.

По обмотке размагничивания практически протекает стабилизированный ток ксеноновой лампы, поэтому она играет роль обмотки смещения.

Главный выпрямитель собран по трехфазной двухтактной схеме на кремниевых диодах Д9—Д14. Параллельно каж­дому из них включены селеновые вентили, защищающие диоды от перенапряжений (на схеме рис. 4 они выделены штриховкой). При случайном перенапряжении на вентилях главного выпрямителя селеновые шайбы пробиваются быст­рее и шунтируют кремниевые диоды.

Цепь управления построена по принципу стабилиза­тора комбинированного типа и состоит из магнитного усили­теля УМ, транзисторного регулятора тока, для питания которого применен трехфаз­ный однотактный выпрямитель Д7—Д9. В некоторых сериях устройства 50ВУК-120-1 этот выпрямитель построен по трех­фазной двухтактной схеме выпрямления.

Принцип действия транзисторного регулятора тока пояс­няется с помощью блок-схемы. Для осуществления регулирования по отклонению цепь управления должна иметь датчик сигнала обратной связи, источник эталонной величины (задатчик сигнала), схему сравнения и усилитель. В блок-схеме эталонной величиной является эталонное пилообразное напряжение U_эп, которое получается при суммировании на­пряжений стабилизированного U_э и пилообразного U_п, выра­батываемого генератором пилообразного напряжения ГПН.

Датчик сигнала обратной связи создает выпрямленное напря­жение U_сигн. Так как в устройстве осуществляется регулиро­вание комбинированного типа, то напряжение U_сигн изменя­ется пропорционально току ксеноновой лампы (регулиро­вание по отклонению) и напряжению питающей сети (возму­щающее воздействие). При сравнении эталонной величины U_эп и напряжения сигнала U_сигн получается сигнал управле­ния, который после усиления поступает в обмотку управления главного дросселя насыщения ДН1—ДН2. В качестве схемы сравнения с предварительным усилением применен транзисторный усилитель на интегральной схеме ИС (марка ИС — К.1УТ401А или К140УД1А). Усилитель имеет два входа: кон­такт 10 (на него поступает U_эп) и контакт 9 (на него пода­ется U_сигн). К контактам 1 и 7 подключается питание, контакт 5 — выход усилителя. На выходе схемы получаются прямо­угольные импульсы, так как транзисторы в ИС работают в режиме широкоимпульсной модуляции. Длительность импульсов зависит от величины напряжения U_сигн.

С выхода усилителя ИС прямоугольные импульсы посту­пают на усилитель мощности и дальше в обмотки управле­ния главного дросселя насыщения ДН1—ДН2 (Wу' или Wу'+Wу").

Принципиальная схема транзисторного регуля­тора тока.

Генератор пи­лообразного напряжения построен на ОПТ (Т1) и транзисторах Т2, ТЗ. От выпрямителя Д7—Д9 че­рез цепь R9, RЗ эмит­тер — коллектор транзи­стора Т2 идет заряд конденсатора С1. При U _C1>U_порог ОПТ (Т1) от­крывается и конденсатор С1 разряжается через цепь эмиттер — база Т1, резистор R2. Напряжение на конденсаторе U_C1, получившее пилообразную форму, далее поступает на вход транзистора ТЗ, включен­ного по схеме эмиттерного повторителя, т. е. напряжение на его выходе U_C1 повторяет напряжение входа U_C1- Часть этого напряжения (с резистора R8) поступает на вход усилителя ИС (контакт 10). На этот же контакт через резистор R12 подается эталонное напряжение U_э. Это напряжение поддер­живается стабильным кремниевым стабилитроном Д1. Таким образом, на входе 10 усилителя ИС действует эталонное пилообразное напряжение U_эп.

Схема датчика обратной связи включает: однофазный дроссель магнитного усилителя УМ, выпрямитель ВЗ, филь­тры. Обмотка управления W_у магнитного усилителя УМ обте­кается током нагрузки I_кл. При всяком изменении тока ксеноновой лампы Iкл (отклонение стабилизируемой величины) и изменении сетевого напряжения (возмущающее воздействие) пропорционально изменяются ампервитки рабочей обмотки W_Р магнитного усилителя УМ, изменяется питающее напряжение на выпрямителе ВЗ. Напряжение, снимаемое с конден­сатора С5 (U_сигн), поступает на вход усилителя ИС (кон­такт 9). С выхода ИС прямоугольные импульсы подаются на эмиттерный повторитель (на транзистор Т4) и далее на уси­литель мощности. Таким образом, в схеме два эмиттерных повторителя (на транзисторах ТЗ и Т4) для согласования входных и выходных цепей. В качестве усилителя мощности применена схема составного транзистора (Т5, Т6), его на­грузкой служит обмотка управления Wу главного дросселя насыщения ДН1—ДН2.

Пример работы схемы. Предположим, что ток нагрузки I_кл увеличился. Это приведет к возрастанию намагничиваю­щей силы ампер-витков обмотки W_у магнитного усилителя УМ, индуктивное сопротивление рабочей обмотки дросселя УМ уменьшится, и напряжение питания перераспределится между обмоткой W_Р (УМ) и выпрямителем ВЗ. При этом увеличится напряжение питания и величина выпрямленного напряжения выпрямителя ВЗ, т. е. возрастает напряжение U_сигн . На выходе усилителя ИС длительность импульсов управления уменьшится, уменьшится постоянная составляющая этих импульсов I_ср. Это приведет к уменьшению намагничивающей силы управляющих ампер-витков главного дросселя насыщения ДН1—ДН2, возрастет индуктивное сопротивление его рабочих обмоток, уменьшится питающее напряжение глав­ного выпрямителя Д1—Д6.

Колебания сетевого напряжения (возмущающее воздейст­вие) вызывают пропорциональное изменение напряжения U_снгн, так как магнитный усилитель УМ питается от обмотки W₄' вспомогательного трансформатора Тр1.

Выпрямитель подпитки собран по однофазной однотактной схеме выпрямления. В качестве вентиля применен тиристор Д10. Выпрямитель получает питание от обмотки 9—7 (W4) силового трансформатора Тр2. Резистор R1 ограничивает ток в схеме и способствует получению кру­топадающей внешней характеристики выпрямителя. Напря­жение управления тиристор получает от выпрямителя В1, собранного по однофазной двухтактной схеме выпрямления. В других сериях выпуска применена однофазная однотактная схема выпрямления.

В работе выпрямителя подпитки предусмотрено автомати­ческое отключение его после розжига ксеноновой лампы и в случае повышения напряжения на его выходе свыше 150 В. С этой целью в цепь управляющего электрода тиристора Д10 включены электрические магнитоуправляемые контакты Р и Р2 (герконы).

Геркон Р2 установлен над воздушным зазором дросселя фильтра Др2. После розжига ксеноновой лампы контакты за­мыкаются, закорачивается цепь управления тиристора Д10, выпрямитель подпитки отключается. Контакты Р2 остаются замкнутыми на все время работы ксеноновой лампы.

Геркон Р установлен у катушки индуктивности L. При появлении напряжения на выходе выпрямителя подпитки свыше 150 В пробиваются кремниевые стабилитроны Д11, Д12, по катушке L течет ток и магнитное поле катушки за­мыкает контакты Р, опять закорачивается цепь управления тиристора Д10, и выпрямитель подпитки отключается. Эта мера предохраняет конденсаторы С1 и С4 от пробоя, так как рабочее напряжение этих конденсаторов 160 В.

Цепь защиты от перегрузок состоит из выпрямителя В2, транзистора Т1, катушки реле Р1, нор­мально замкнутые контакты которой Р1 находятся в цепи катушки магнитного пускателя Р4.

При номинальном токе нагрузки транзистор Т1 всегда закрыт. Для этого цепочка R12 и Д14 поддерживает повы­шенный потенциал эмиттера Т1 и обеспечивает устойчивое закрытое состояние транзистора. При перегрузках заметно увеличивается напряжение на дросселях фильтра Др1, Др2. Это напряжение поступает на резистор R9, возрастает напря­жение на конденсаторе С7, повышается потенциал базы тран­зистора Т1, он открывается. Через катушку реле Р1 потечет ток, контакты Р1 размыкаются. Ток катушки магнитного пу­скателя Р4, включенного последовательно с контактами Р1, исчезает, контакты Р4 размыкаются и отключают устройство от сети.

В ряде серий питание на резистор R9 поступает с нижнего плеча делителя, включенного на выходе выпрямителя ВЗ, с резистора R19, на котором так же увеличивается питание при пере­грузках.

Диод Д13 ограничивает ток через транзистор Т1 в момент его отпирания.

Назначение и работа вспомогательных уз­лов выпрямителя 50ВУК-120-1.

2. В главном дросселе насыщения ДН1—ДН2 применена внутренняя положительная обратная связь по току. Обмотка управления состоит из двух секций Wy' и… Дроссель насыщения ДН1—ДН2 имеет обмотку размаг­ничивания 9—10 (Wразм),… 3. Резервирование устройства предусмотрено в транзи­сторном регуляторе тока (в комплект выпрямителя входит запасная…

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВ ТИПА ВКТ

Тиристорные выпрямительные устройства типа ВКТ (ВКТ-1, ВКТ-2, ВКТ-3, ВКТ-5) предназначены для питания ксеноновых кинопроекционных ламп разной мощности (1, 1,5, 2, 3, 4, 5 кВт). Выпрямительное устройство типа ВКТ обеспечивает: 1. Точность стабилизации тока (при колебаниях питаю­щего напряжения от 85 до 110% от номинального значения, при несимметрии линейных напряжений питающей сети) не хуже ±3%, при любой последовательности чередования фаз сети.

2. Диапазон регулирования угла включения тиристора в интервале 10—90°.

3. Быстрый розжиг ксеноновой лампы.

4. Повторный розжиг при случайном погасании ксеноновой лампы.

5. Отключение устройства при резком увеличении тока на­грузки.

6. Ограничение напряжения холостого хода до 160 В — для защиты элементов схемы от пробоя.

7. Коэффициент пульсаций тока не более 8% для ВКТ-1; ВКТ-2 и более 5% для ВКТ-3, ВКТ-5.

В схеме выпря­мителя можно выделить следующие узлы: цепь главного тока, цепь управления (плата системы управления СУ и блок импульсных трансформаторов БИТ), блок им­пульсной подпитки БИП, блок защиты и повторного включе­ния лампы БЗ—ПВ.

Цепь главного тока включает: силовой понижаю­щий трансформатор Тр1, насыщающиеся дроссели Др1, Др2, ДрЗ, трехфазный двухтактный тиристорный выпрямитель Д1—Д6 (исполнительный элемент схемы), сглаживающий фильтр (Др4, С1, Др5), однофазный дроссель насыщения ДН1 (датчик сигнала обратной связи).

Дроссели Др1, Др2, ДрЗ предназначены для уменьшения искажений питающей сети, которые возникают при переклю­чениях тиристоров в процессе работы.

Назначение цепочек С2—R.5, R6 — контактов реле Р1, кон­денсаторов СЗ, С4 описано в схеме выпрямителя 50ВУК-120-1.

Блок импульсной подпитки БИП создает напря­жение холостого хода выпрямителя для розжига ксеноновой лампы и автоматически включает зажигающее устройство кинопроектора. БИП представляет собой однофазный одноактный тиристорный выпрямитель (тиристор Д7). Питание получает от вторичных обмоток W₃ силового трансформатора Тр1, включенных по схеме неправильного открытого тре­угольника.

 

 

Рисунок 45 - Принципиальная схема выпрямителя ВКТ

Такое соединение обмоток позволяет перейти от трехфазной цепи к однофазной.

Резистор R.1 ограничивает ток в схеме и создает крутопа­дающую внешнюю характеристику этого выпрямителя.

Цепь управления тиристора Д7 получает питание от вто­ричных обмоток W₄' вспомогательного трансформатора Тр2 через выпрямитель В1. Процесс формирования напряжения холостого хода происходит следующим образом. При вклю­чении устройства в сеть с помощью кнопки «Пуск» по ка­тушке магнитного пускателя Р1 течет ток, при этом срабаты­вают все контакты реле Р1 и включается БИП. Начи­нается заряд конденсатора С6 (от выпрямителя В1, конден­сатор С6, диоды Д10, Д9, резисторы RЗ, R2). Когда напряжение на конденсаторе С6 достигнет величины напря­жения прямого переключения U_пп динистора Д12, последний открывается и начинается разряд конденсатора С6 через динистор Д12, резистор R4, управляющий электрод—катод тиристора Д7, диод Д11. Это и будет управляющий импульс, который откроет тиристор Д7, и напряжение, выпрямленное этим тиристором, будет приложено к конденсаторам С1, С2. Когда напряжение на выходных зажимах (22—23} выпрями­теля достигнет такой величины, при которой произойдет про­бой кремниевого стабилитрона Д8, по катушке реле Р2 пой­дет ток, сработает реле Р2. Контакты реле Р2 замкнут цепь питания высоковольтного трансформатора ТрЗ. Таким обра­зом включится зажигающее устройство кинопроектора. В ксеноновой лампе возникает искровой разряд. Конденса­торы С1, С2 разряжаются через лампу, и искровой разряд переходит в устойчивый дуговой. Напряжение на выходе выпрямителя резко падает, реле Р2 отключает контакты Р2 и прекращается работа зажигающего устройства. В этот же момент включаются в работу силовые тиристоры и цепь управления, осуществляющая стабилизацию тока нагрузки.

Время работы БИП определяется временем разряда кон­денсатора С6 до напряжения, при котором закрывается дини­стор Д12.и этим прекращается подача напряжения на управ­ляющий электрод тиристора Д7. Схема БЗ—ПВ выполняет следующие функции: отключает выпрямительное устройство при перегрузке выпрямителя, повторно включает ксеноновую лампу при случайном ее пога­шении, ограничивает величину напряжения холостого хода, создаваемого БИП.

На рис. 14 изображена принципиальная схема БЗ—ПВ. В случае выхода из строя системы управления СУ (см. рис. 13) для предотвращения перегрузки предусмотрена за­щита. Цепь защиты состоит из катушки реле РЗ и транзи­стора Т2. При нормальной работе системы управления тран­зистор Т2 закрыт. В аварийном режиме, когда ток ксеноно­вой лампы резко возрастает, то на делитель напряжения RЗ—R4 с выпрямителя В2 поступает напряжение, пропорцио­нальное току нагрузки. Стабилитрон Д1 пробивается, тран­зистор Т2 открывается и через него, а, следовательно, и через катушку реле РЗ потечет ток. Контакты этого реле установ­лены в цепи питания катушки магнитного пускателя Р1. Кон­такты размыкаются и отключается питание выпрямителя.

В случае самопроизвольного погашения ксеноновой лампы (например, при резком изменении сетевого напряжения или при износе электродов лампы к концу срока службы) преду­смотрено автоматическое включение БИП. Для этого в схему введена катушка реле Р4, включенная в коллекторную цепь транзистора Т1, а нормально разомкнутые контакты этого реле включены параллельно динистору Д12. При нормальной работе ксеноновой лампы транзистор Т1 всегда открыт, так как через резистор R2 на его базу поступает сигнал, пропорциональный току нагрузки I_кл (с выпрямителя В2) и контакты реле Р4 замыкают динистор Д12 (рис. 13). При погасании лампы не поступает сиг­нал с выпрямителя В2, транзистор Т1 закрывается, исчезает ток катушки реле Р4, контакты реле размыкаются. Начина­ется процесс запуска в работу БИП.

Ограничение напряжения на выходе выпрямителя (для защиты электролитических конденсаторов С1 и С2 от пробоя) осуществляется с помощью схемы, в которой применен оптронный динистор ПП1. В корпусе этого устройства расположено два полупроводниковых прибора: светодиод Д2 и кремниевый фотодинистор ДЗ. Цепочка из кремниевого ста­билитрона Д4, резистора R6 и светодиода Д2 подключена к выходным зажимам (22—23) выпрямителя, а фотодинистор подключен к цепи управления тиристора Д7 (БИП). При до­стижении напряжения на выходе силового выпрямителя порядка (150-М60 В) стабилитрон Д4 пробивается, свето­диод Д2 откроет фотодинистор ДЗ. Сопротивление открытого фотодинистора мало, он закорачивает цепь управления тири­стора Д7 (см. рис. 13) и БИП прекращает работу. При уменьшении напряжения на выходе силового выпрямителя кремниевый стабилитрон Д4 восстанавливает свое большое сопротивление обратному току, светодиод прекращает излу­чение, фотодинистор закрывается и восстанавливается работа БИП.

Схема управления (СУ, БИТ) формирует управляющие импульсы силовых тиристоров Д1—Д6 и обеспечивает стаби­лизацию тока, питающего ксеноновую лампу.

В системах управления тиристорных выпрямителей приме­няются два принципа получения фазового сдвига — многока­нальный и одноканальный. Первый был применен в выпрями­теле ВКТ90-120У и в процессе эксплуатации выявил много недостатков. Особенностью схемы управления новых ВК.Т является применение одноканальной системы фазового регу­лирования. Схема управления состоит из нескольких блоков, электрически связанных между собой: блока питания (транс­форматор Тр2, выпрямитель ВЗ, блок питания цепей управ­ления БУ), блока усилителя регулятора тока (выпрямитель В2, усилитель на интегральной схеме ИС), формирователя импульсов ФИ вместе с делителем частоты ДЧ, выходного усилителя ВУ и блока импульсных трансформаторов БИТ. Все перечисленные блоки, кроме БИТ, конструктивно выпол­нены в виде единого блока, включаемого в схему с помощью разъемов. Это облегчает замену всей платы в случае выхода ее из строя. На отдельной плате выполнен блок импульсных трансформаторов и установлен в непосредственной близости от силовых тиристоров.

Датчик сигнала обратной связи, пропорционального току нагрузки I_кл, построен на отдельном дросселе насыщения ДН1. При изменении тока ксеноновой лампы изменяются намагничивающие ампервитки обмоток управле­ния W_у и рабочей W_Р дросселя ДН1, изменяется напряжение питания выпрямителя В2. Часть выпрямленного напряжения (U_ос — напряжение обратной связи) поступает на вход усили­теля ИС. На другой вход этого усилителя поступает эталон­ное напряжение U_э. Стабилитрон, с которого снимается это напряжение, находится в блоке БУ. В результате сравнения U_ос и U_э получается сигнал ошибки. Этот сигнал на выходе усилителя ИС обозначен U_рт.

Схема формирователя импульсов ФИ начинается с сумми­рующего устройства, куда поступают: напряжение с выхода усилителя ИС (U_рт), напряжение с выхода силового выпря­мителя (U_кл) и опорное (стабилизированное) напряжение вместе с питанием блока БУ. В блоках ФИ и ДЧ осущест­вляется формирование импульсов управления, их синхрони­зация с напряжением трехфазной питающей сети, фазовое регулирование и деление импульсов частотой 300 Гц на два канала с частотой по 150 Гц каждый. Импульсы управления с двух выходов ДЧ поступают на два выходных усилителя мощности ВУ, каждый из которых связан с соответствующим импульсным трансформатором. Выходы одного трансформа­тора, например, управляют катодной группой тиристоров (Д1, ДЗ, Д5), другого — анодной (Д2, Д4, Д6).

В процессе стабилизации при изменении тока нагрузки I_кл (например, при увеличении его) цепь управления увели­чивает угол включения силовых тиристоров, что приводит к уменьшению тока на выходе до номинальной величины.

Раздел IV. ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Блок питания (БП) телевизионных приёмников

Общие сведения: принцип работы импульсного блока питания

Большинство каскадов телевизора требуют стабилизированных напряжений питания. Поэтому блок питания (БП) телевизора строится по схеме: трансформатор – выпрямитель - стабилизатор. У такой схемы БП неоправданно большой удельный вес по отношению к массе, габаритам и потребляемой мощности телевизионного аппарата.

Небольшой КПД 40-60% в линейных стабилизаторах вызван тем, что регулирующий элемент в них используется как переменный резистор (по нему протекает весь ток нагрузки) и на нем выделяется неиспользуемая схемой телевизора мощность. Поэтому на смену БП появился импульсный блок питания (БПИ), который строится по схеме: фильтр - выпрямитель на 220 В - импульсный стабилизатор - импульсный трансформатор и выходные выпрямители. Основная идея БПИ заключается в преобразовании выпрямленного напряжения в последовательность прямоугольных импульсов, которые затем преобразуются в постоянное напряжение. Регулировка уровня выходного напряжения осуществляется изменением длительности этих импульсов. Регулирующий элемент (транзистор) работает в импульсном режиме с частотой в десятки килогерц.

Такой режим регулирующего органа позволяет получить КПД до 80 - 85%. Меньшая мощность, рассеиваемая выходным транзистором, ведет к уменьшению массогабаритных характеристик блока питания.

Достоинством БПИ является возможность обеспечения групповой стабилизации одновременно нескольких номиналов напряжений.

БПИ обеспечивает работу при изменении сетевого напряжения в пределах 180...240В.

Однако он имеет и недостатки:

- является источником импульсных помех;

- не имеет гальванической развязки части схемы от напряжения питающей сети, что требует принятия специальных мер безопасности при его ремонте;

- электрическая схема намного сложнее обычного БП;

- сложнее произвести ремонт, чем БП, так как части схемы более тесно связаны между собой и отдельная проверка частей схемы невозможна.

Рисунок 46 - Функциональная схема импульсного блока питания: 1-ПФ - помехозащитный фильтр; 2-СВ - сетевой выпрямитель; 3-РЭ - регулирующий элемент; 4-ИТ - импульсный трансформатор; 5-ВВ - выходные выпрямители; 6-УЗ - устройство защиты; 7-ИС - импульсный стабилизатор.

Принцип работы блока рассмотрим по функциональной схеме: напряжение сети 220В частотой 50 Гц через помехозащищенный фильтр подается на двухполупериодный выпрямитель; с его выхода постоянное напряжение величиной около 300В через обмотку импульсного трансформатора подается на регулирующий элемент, который представляет собой автоколебательный блокинг-генератор. Частота блокинг-генератора составляет десятки килогерц.

Таким образом, в импульсном трансформаторе формируется импульсное напряжение с амплитудой выше 300В, величина которого может изменяться в зависимости от длительности импульсов, т.е. времени открытого и закрытого состояния регулирующего элемента.

Изменение длительности импульсов на выходе регулирующего элемента осуществляется с помощью импульсного стабилизатора. Длительность этих импульсов прямо пропорционально связана с выходным напряжением. Номинальному значению выходных напряжений соответствует определенная длительность импульсов, которая меняется таким образом, что среднее значение выходного напряжения все время поддерживается близко к номинальному.

Такой способ регулирования за счет изменения длительности импульсов включения и выключения регулирующего органа называется широтно - импульсной модуляцией (ШИМ). Выходные напряжения снимаются с вторичных обмоток импульсного трансформатора, выпрямляются, фильтруются, и на выходах формируются номинальные значения напряжений, необходимых для питания телевизора.

При нагрузках, коротких замыканиях срабатывает устройство защиты (УЗ). В этом случае регулирующий элемент отключается, и выходные напряжения становятся равными нулю.

Работа импульсного блока питания по принципиальной схеме (см. рис.2) заключается в следующем: напряжение сети 220 В через плату фильтра питания А6 и фильтр A4-L₁C₅, С₆ подается на сетевой выпрямитель . Постоянное напряжение с амплитудой 300В поступает на коллектор транзистора VT₃ через обмотку 19-3 импульсного трансформатора 4Т1.

На транзисторе VT₃ выполнен автоколебательный блокинг-генератор. Частота блокинг-генератора определяется импульсным стабилизатором, устройством ШИМ, которое работает так: к базе транзистора VT₃ через элементы L₂, R₁₈ подключен конденсатор С₄, который во время закрытого состояния транзистора заряжается положительным импульсом с вывода 11 трансформатора Т₁ по цепи Т₁/11, VD₂, С₄, T₁/7. При открывании тиристора VS₁ конденсатор С₄ оказывается подключенным к базе насыщенного транзистора VT₃, и ток разряда конденсатора, протекая по цепи С₄, VS₁, R₁₅, VT₃/Э, VT₃,/б, L₂, приводит к быстрому закрытию VT₃.

Момент открывания тиристора VS₁ определяется как сумма напряжений, снимаемых с конденсатора С₉ и резистора R₄. Напряжения на конденсаторе С₉ образуются в результате выпрямления импульсов с обмоток 11-7 трансформатора Т₁ по цепи T₁/ll, VT₂/K, T₂/Э, R₁₀, С₉, VD₅, T₁/7. Напряжение на резисторе R₄ является частью выходного напряжения устройства сравнения и усилителя постоянного тока на транзисторе VT₁; питание этого каскада осуществляется от выпрямителя R₁₂, VD₄, C₈, C₃.

Напряжение на эмиттере транзистора VT₁ стабилизируется с помощью параметрического стабилизатора VD₁, R₇, а напряжение на базе VT₁, снимаемое с измерительной цепи R₁ – R₃, зависит от напряжения на обмотках 15-17 трансформатора T1, т.е. от уровней выходных напряжений. Выделяемое на коллекторе VT₁ напряжение ошибки управляет моментом открывания VS₁ (закрывание VT₃).

Каскад на транзисторе VT₂ обеспечивает пропорциональность базового и коллекторного токов транзистора VT₃,, возрастающее падение напряжений на резисторе R₁₅, R₁₆, через R₁₀ и открывшийся VT₂ передается на базу транзистора VT₃, (в момент открывания VT₃, транзистор VT₂ закрыт, и падение напряжений подается через цепь VD₁₀, R₉). Диод VD₃, открывается при больших токах VT₃, и тем самым защищает VT₂ от перегрузок.

Выходные выпрямители выполнены по однополупериодной схеме на диодах VD_12-15 конденсаторах фильтров С_19-23 При коротком замыкании по выходу одного из выпрямителей пилообразный ток через транзистор VT₃, нарастает намного быстрее, чем в нормальном режиме, вследствие чего пилообразное напряжение на резисторе R₁₅ и катоде тиристора VS₁ имеет большую крутизну, в связи с чем тиристор открывается намного раньше. При этом время насыщенного состояния транзистора VT₃ резко уменьшается и уменьшается запасенная в трансформаторе T1 магнитная энергия, которая, к тому же, будет поглощаться низкоомной нагрузкой. В результате срывается генерация блокинг-генератора.

При включении телевизора, когда конденсаторы выходных выпрямителей представляют собой короткое замыкание, запуск блока питания осуществляется импульсами, поступающими в базу транзистора VT₃ по цепи VD₁₁, R₁₁, R₆, C₄, L_{2, R}18. Эти импульсы представляют собой полупериоды синусоиды стевого питания. При подаче этих импульсов транзистор VT₃ открывается, и на выходе формируются импульсные напряжения, которые после выпрямления заряжают конденсаторы фильтров. До полного их заряда требуется несколько таких импульсов, а после начинает работать блокинг-генератор, как описано выше. Заряженный конденсатор С₄ запирает диод VD_11, и цепь подачи импульсов от сети прерывается.

Рисунок 47 - Принципиаальная схема импульсного блока питания