Mavzu: Kuchlanish stablizatorlari. Impulsli ta’minlash manbasining struktura sxemasi. Kim (keng impulsli modulyatsiya) LI kontrollerlar. Sistema bloki ta’minlash manbasining sxemasi. Kuchlanish stablizatorlari

4. Impulsli kuchlanish stablizatori.

Uzluksiz ta’sirlashuvchi kompensatsion kuchlanish sablizatorining eng asosiy kamchiligi foydali ish koeffisientining kamligi bo‘lib, 60% dan oshmaydi. Bundan tashqari qurulmaning geometrik o‘lchamlari va og‘irligi katta bo‘ladi. Boshqaruv elementining (tranzistorning) ishini impulsli rejimga o‘tkazish bilan foydali ish koeffisientini 80% ga yetkazish o’lchamlari va massalarini kamaytirish mumkin, chunki impulsli rejimda boshqaruv elementidan kam quvvat sochilishi sababli katta massiv sovutgichlar (radiatorlar) talab qilinmaydi. Impulsli kuchlanish stablizatorining ishlash tamoyillarini tushuntirish imkonini beruvchi tarkibiy tuzulish sxemasi quyidagi 2.11-rasmda tasvirlangan.

Sxemada yuklanish silliqlovchi F filtr va kalitli rejimda ishlavchi BE boshqaruv elementi bilan ketma-ket holda kirish kuchlanishi manbaiga ulangan. Yuklanishdagi chiqish kuchlanishi etalon UT tayanch kuchlanisi bilan TS taqqoslash sxemasida taqqoslanadi. Taqqoslashda yuzaga kelgan U_r kuchlanish farqi BS boshqaruv sxemasiga ta’sir qiladi va u kalitli boshqaruv elementini qisqa ulash hamda uzuvchi impulslarni ishlab chiqaradi. Natijada F filtr kirishida shakli 2.11- b, rasmda tasvirlangan impusli kuchlanish hosil bo‘ladi. Bu U_fo kuchkanishning o‘rtacha qiymati kalitli BE ning t_q.u qisqa ylanish va tuz uzilish vaqtiga bog‘liq bo‘lib

(2.15)

ifoda bilan aniqlanadi, bunda va f kalit rejimida ishlovchi BE boshqaruv elementining qayta ulanish davri va chstotasi, impulslar kema-ketligining chuqurligi.

Stablitronning chiqish kuchlanishi deyarli o‘zgarishsiz bo‘lishini ta’minlash uachun, U_fo kuchlanishni rostlash talab qilinadi, bu esa o‘z navbatida t_q,u va f ko‘rsatkichlarni tanlash bilan amalga oshirilishi mumkin.

Qisqa ulanish t_q.u vaqti va f chastotani o‘zgartirishni BE vositasida kirish kuchlanishni modulyatsiyalash deb qarash mumlin.

Kirish kuchlanishini modulyatsiyalashning uch xil usuli mavjud.

2.11- rasm. A) Impulsli kuchlanish stablizatori tarkibiy tuzilish sxemasi, b) filtrdagi impuslar vaqt diagrammasi.

2.12-rasm. a) Keng implusli modulatsiya asosida ishlovchi impulsli stablizator tarkibiy tuzilish sxemasi b) ishga tushuruvchi impluslar vaqt diagrammalari

Keng impusli moduyatsiya (KIM), bunda tq,u boshqaruv impusining davomiyligi o‘zgaradi, ularning takrorlanish f chastotasi (kalitli elementning qayta ulanish chastotasi) o‘zgarmas bo‘ladi.

Chastota impulsli modulyatsiya (CHIM), bu jarayonda boshqaruv impuslarining chastotasi o‘zgaradi, davomiyligi esa o‘zgarmaydi.

Keng - chastotali modulyatsiya bunda chastota va davomiylik o‘zgaruvchan kattalikdir.

Impulsli stablizatorlarda keng impulsli moduyatsiya ko‘p qo‘llaniladi. Keng impulsli moduyatsiya bilan ishlovchi stablitronlarda BS boshqaruv sxemasi sifatida doimiy chastotali to‘g‘ri burchakli IG impulslar generatorlaridan foydalaniladi. TS taqqoslash sxemasi chiqishidagi signal farqi generator ishlab chiqarayotgan impuls davomiyligini bildiradi.

Sxemasi 2.12- rasmda tasvirlangan keng impulsli modulyatsiya bilan ishlovchi stablizatorda (KK) kuchlanish komparatori qo‘llangan bo‘lib, komparator kirishlaridan biriga Uch chiqish kuchlanishi ikkinchi kirishiga esa chiziqli o‘zgaruvchi kuchlanishlar generatoridan (CHO‘KG) Ug arrasimon kuchlanish beriladi. Kirishlarga berilayotgan kuchlanishlar tenglashganda (2.12-b, rasm) komparator to‘g‘ri burchakli impulslarni ishlab chiqaradi va bu impulslar ta’sirida BE boshqaruv elementi (kalitni ochib yoki yopib turadi.) chiqish kuchlanishi nominal qiymatdan o‘zgarganda komparatorning ishga tushish vaqti o‘zgaradi, ya’ni BE boshqaruv elementi kirishidagi impuls davomiyligi o‘zgaradi, bu esa Uch chiqish kuchlanishini nominal holatga qaytaradi. Stablizatorning ishlash jarayoni 2.12-b, rasmda tasvirlangan.

Boshqaruv elementining chiqishidagi Uch kuchlanish impulslar ketma-ketligidan iborat bo‘lgani uchun impulsli stablizatorning asosiy elementlaridan biri bu yuqori darajadagi silliqlash koeffisientiga ega bo‘lgan silliqlovchoi filtrdir (2.13-rasm). Odatda G shakldagi LC filtrlardan foydalaniladi.

2.13-rasm. a) G shaklidagi LC filtrli impulsli stablizator sxemasi b) kirish-chiqish kuchlanishlarining vaqt diagrammalari.

Silliqlovchi LC elementlardan iborat bo‘lgan G shakldagi filtr ish jarayonining vaqt diagrammalari 2.13-b, rasmda tasvirlangan.

Faraz qilaylik t=0 vaqt momentida boshqariluvchi tranzistor va induktiv g‘altak orqali o‘tayogan tok

(2.16)

chiziqli qonun bilan o’zgarayotgan bo‘lsin, bunda i_L(0)- tranzistor ochilgan momentdagi g‘altak orqali o‘tayotgan tok.

Tranzistor t=t₁ momenda yopiladi (kalit uzuladi). G‘altak orqali o‘tayotgan i_L=(t₁) tok ochiq diod orqali o‘tib chiziqli kamayadi

(2.17)

Shudan so‘ng t₂ vaqt davomida kalit yana ulanadi (transistor ochiladi) i_L tok chiziqli ortadi va shu tariqa jarayon davom etadi.

Stablizatorning i_L(t₂)>0 holdagi ishiga uzluksiz tok rejimi deyiladi. Bu holda induktiv g‘altak orqali o‘tayotgan tok pulsatsiyalari ifodasini

(2.18)

ko‘rinishda yozish mumkin.

O‘rnatilgan ish rejimida induktiv g‘altak va yuklanish orqali o‘tayotgan toklarning o‘rtacha qiymatlarini teng deb hisoblab ΔUch chiqish kuchlanishi pulsatsiyasini aniqlaymiz. Kondensator orqali o‘tayotgan tokning o‘rtacha qiymati nolga teng bo‘lganligidan undagi kuchlanishning o‘zgarishi (chiqish kuchlanishi pulsatsiyasi) i_L tok pulsatsiyasi bilan aniqlanadi. G‘altakning i_L toki IL 0 tok o‘rtacha qiymatidan katta bolganda Uc kondensator kuchlanishi kamayadi. Shunday qilib, undagi induktiv g‘altak kondensator zanjirlaridagi zaryad balansini

(2.19)

ko‘rinishda yozish mumkin, bunda T-tranzistorli kalitining qayta ulanish davri, ΔiL /2 kondensator orqali T/2 vaqtda o‘tgan tokning o‘rtacha qiymati, 2ΔUch – kondensatordagi kuchlanishning T/2 vaqtdagi o‘zgarishi.

Yuqoridagi (2.18) ifodani (2.19) ga qo‘yib, bir qadar o‘zgartirishlardan so‘ng

(2.20)

ifodaga ega bo‘lamiz.

Oxirgi (2.20) ifodadan ko‘rinadiki, chiqish kuchlanishining pulsatsiyalarini kamaytirish uchun f boshqarish chastotasini oshirish lozim. Biroq chastotaning ortishi tranzistor va indutiv g‘altakda quvvat yo‘qotilishini yuzaga keltiradi va natijada foydali ish koeffisienti kamayadi. Odatda impulsli kuchlanish stablizatorlarida boshqaruv chastotasi 2-50 kHz oralig‘ida tanlanadi.

Nazorat savollari.

1. 
   Ikkilamchi ta’minlash manbalarida stablizatorning vazifasi nimadan iborat?
   
2. 
   Stablizatorning asosiy elementi bo‘lgan stablitron qanday xususiyatga ega?
   
3. 
   Parametric kuchlanish stablizatori qanday qutilma va u qanday qisimlarda tashkil topgan?
   
4. 
   Parametric kuchlanish stablizatorida yuqori darajadagi stablizatsiya koeffisiienti hosil qilish imkoniyati yo‘qligining sababi nimada?
   
5. 
   Parametric tok stablizatorining ish jarayoni nimaga asoslangan?
   
6. 
   Kompensatsion kuchlanish stablizatorining ishlash tamoyili nimaga asoslangan?
   
7. 
   Tayanch kuchlanishning vazifasi nimadan iborat va uning manbai sifatida qanday qurilmadan foydalaniladi?
   
8. 
   Kompensatsion kuchlanish stablizatorida nima boshqariladi?
   
9. 
   Kompensatsion kuchlanish stablizatori qanday qisimlardan tashkil topgan?
   
10. 
    Boshqaruv elementi kema-ket ulangan stablizator qanday afzalliklarga ega?
    
11. 
    Boshqaruv elementi parallel ulangan stablizator kamchiligi nimada?
    
12. 
    Kompensatsion tok stablizatorining asosiy elementi nima?
    
13. 
    Uzlukzis ishlovchi kompensatsion kuchlanish stablizatorining kamchiliklari nimalardan nimalardan iborat?
    
14. 
    Impulsli kuchlanish stablizatorining afzalliklari nimada?
    
15. 
    Impulsli kuchlanish stablizatorida chiqish kuchlanishini doimiy saqlash qanday amalga oshiriladi?
    
16. 
    Boshqaruv signalini modulyatsiyalashning qanday turlari mavjud?
    
17. 
    Impulsli kuchlanish stablizatorida kuchlanish pulsatsiyalarini kamaytirish qanday amalga oshirilishi mumkin?