Бедрицкий И - файл

приобрести
скачать (1361.4 kb.)

Бедрицкий И.М.

Параметрические источники вторичного электропитания с ферромагнитными элементами

Ташкент - 2019



Введение

Неотъемлемой составной частью практически любого электронного устройства, средства связи, телевидения, измерительной и вычислительной техники являются источники вторичного электропитания (ИВЭП), обеспечивающие электронные приборы электрической энергией необходимого вида и качества. В настоящее время применяются в основном стабилизированные ИВЭП, где неизменными во времени являются напряжение или ток. Созданию эффективных и высоконадежных ИВЭП в настоящее время уделяется большое внимание, так как по некоторым данным [ ] от 20 до 40% отказов в работе электрической аппаратуры обусловлены отказами в ИВЭП.

При всем многообразии ИВЭП все они могут быть отнесены к устройствам двух типов – параметрические и компенсационные. В параметрических ИВЭП стабилизация напряжения или тока осуществляется за счет использования участков вольтамперных характеристик нелинейных элементов, на которых напряжении или ток практически не зависят от питающего напряжения. В компенсационных стабилизаторах осуществляется сравнение выходного напряжении с заданным (опорным), а сигнал рассогласования используется для управления стабилизацией или регулированием выходного напряжения, причем регулирование управляющего элемента может осуществляться в непрерывном или дискретном режимах.

К достоинствам параметрических стабилизаторов относится их простота устройства, что делает их дешевыми и надежными при среднем качестве стабилизации (настабильность напряжения равна 1-7%). К недостаткам можно отнести относительно невысокие удельные массогабаритные показатели и невысокий коэффициент полезного действия [ ].

Компенсационные стабилизаторы имеют более сложное устройство (в особенности цепей управления), что в значительной мере увеличивает их стоимость и снижает надежность. Однако в компенсационных ИВЭП может быть получено более высокое качество стабилизации (нестабильность напряжения равна 0,5- 1%) и они имеют более высокие удельные массогабаритные показатели, что обуславливает их использование в точной радиоэлектронной аппаратуре [ ].

Наиболее высокими показателями обладают ИВЭП с дискретным (широтно-импульсным, частото-импульсным, фазо-импульсным или релейным) регулированием. Однако, такие стабилизаторы не разрешают в необходимой мере глобальных проблем к конструировании ИВЭП, к которым можно отнести:

1) многоэлементность в силовых и управляющих частях ИВЭП, вызванная ограниченными функциональными возможностями элементов и узлов устройства, что обуславливает чрезмерную схемную и конструктивную сложность и ведет к снижению надежности устройства в целом [ ];

2)проблема электромагнитной совместимости с питаемыми устройствами, приемлемое решение которой (например, использование специальных фильтров) вдет к снижению технико-экономических параметров устройства из-за повышения их стоимости и громоздкости [ ];

3)недостаточная тепловая и радиационная стойкость и тепловая нестабильность выходных параметров дискретных ИВЭП, что ограничивает или даже делает невозможным их применение в условиях тяжелых сред (радиация, сильные магнитные или электрические поля, высокая температура и т.п.) [ ];

4)высокие первоначальные затраты и повышенные эксплуатационные расходы, обусловленные дорогими технологиями изготовления и настройки [ ].

Анализ обозначенных проблем показывает, что традиционные методы конструктивной и схемотехнической оптимизации не всегда приводят к оптимальному сочетанию высоких технических и экономических параметров. Резервом повышения этих параметров может служить улучшение характеристик магнитных элементов ИВЭП – трансформаторов, дросселей, фильтров и тому подобных индуктивных компонентов, занимающих до 80% объема и массы стабилизаторов. Особенно перспективным подобный путь видится для параметрических ИВЭП феррорезонансной и автопараметрической природы, в которых индуктивные компоненты выполняют одновременно трансформирующие, стабилизирующие, фильтрующие и токоограничивающие функции, то есть являются многофункциональными.

Новые схемотехнические решения в сочетании с достижениями в области магнитных материалов делают перспективными стабилизированные ИВЭП на базе магнитных компонентов, явлений феррорезонанса и параметрического резонанса. Как показывают последние исследования [ ], технико-экономические параметры параметрических ИВЭП для питания аппаратуры малой и средней мощности близки к аналогичным параметрам компенсационных стабилизаторов, а по некоторым показателям (надежность, долговечность, температурная и временная стабильность, устойчивость к тяжелым средам, низкая стоимость) превосходят их. Это позволяет сделать вывод об актуальности исследования схем ИВЭП параметрической природы на базе ферромагнитных компонентов.





Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации