Kenglik-impulsli modulyatsiyali impulsli stabilizator

Mavzu : Kenglik-impulsli modulyatsiyali impulsli stabilizator.

O‘zgarmas kuchlanishni uzluksiz rostlovchi kompensatsion stabilizatorlar tarmoq kuchlanishi yoki yuklama toki, shuningdek, boshqa parametrlar (taʼminot manbai tokining chastotasi, harorat, namlik va boshqalar) o‘zgarganda chiqish kuchlanishining maʼlum aniqlikdagi darajada o‘zgarmasligini taʼminlovchi avtomatik rostlovchi tizimdir. Kompensatsion stabilizatorlar tranzistorlarda va integral mikrosxemalarda yig‘iladi [12].

Rostlovchi elementlarining ulanishi bo‘yicha stabilizatorlar rostlovchi elementi ketma-ket va parallel ulangan stabilizatorlarga bo‘linadi. Birinchi turdagi stabilizatorlarda rostlovchi element yuklamaga ketma-ket, ikkinchi turida esa parallel ulanadi. 9.1-rasmda o‘zgarmas kuchlanish kompensatsion stabilizatorlarining tuzilish sxemalari keltirilgan. 9.1a-rasmda keltirilgan sxemada stabilizator yuklamaga ketma-ket ulangan rostlovchi element (RE), taqqoslovchi sxema (TS) va o‘zgarmas tok kuchaytirgichidan (O‘TKdan) tashkil topgan. Stabilizatorning taqqoslash sxemasi tarkibiga tayanch kuchlanishi manbai va taqqoslovchi bo‘lgich kiradi. Taqqoslash sxemasida chiqish kuchlanishi va tayanch kuchlanishi taqqoslanadi. Bu ikki kuchlanishning farqi O‘TK o‘zgarmas tok kuchaytirgichining kirishiga beriladi. Chiqish kuchlanishi o‘zgarganda TS chiqishida farq signali vujudga keladi va bu signal O‘TK da kuchaytirilib RE ning kirishiga beriladi.
RE kirishidagi signalning o‘zgarishi undagi kuchlanish pasayuvining o‘zgarishiga olib keladi, natijada chiqishdagi kuchlanish stabilizator sxemasiga belgilangan aniqlikdagi dastlabki qiymatiga qaytadi.Uzluksiz rostlovchi kompensatsion stabilizatorlar

O‘zgarmas kuchlanishni uzluksiz rostlovchi kompensatsion stabilizatorlar tarmoq kuchlanishi yoki yuklama toki, shuningdek, boshqa parametrlar (taʼminot manbai tokining chastotasi, harorat, namlik va boshqalar) o‘zgarganda chiqish kuchlanishining maʼlum aniqlikdagi darajada o‘zgarmasligini taʼminlovchi avtomatik rostlovchi tizimdir. Kompensatsion stabilizatorlar tranzistorlarda va integral mikrosxemalarda yig‘iladi [12].

Rostlovchi elementlarining ulanishi bo‘yicha stabilizatorlar rostlovchi elementi ketma-ket va parallel ulangan stabilizatorlarga bo‘linadi. Birinchi turdagi stabilizatorlarda rostlovchi element yuklamaga ketma-ket, ikkinchi turida esa parallel ulanadi. 9.1-rasmda o‘zgarmas kuchlanish kompensatsion stabilizatorlarining tuzilish sxemalari keltirilgan. 9.1a-rasmda keltirilgan sxemada stabilizator yuklamaga ketma-ket ulangan rostlovchi element (RE), taqqoslovchi sxema (TS) va o‘zgarmas tok kuchaytirgichidan (O‘TKdan) tashkil topgan. Stabilizatorning taqqoslash sxemasi tarkibiga tayanch kuchlanishi manbai va taqqoslovchi bo‘lgich kiradi. Taqqoslash sxemasida chiqish kuchlanishi va tayanch kuchlanishi taqqoslanadi. Bu ikki kuchlanishning farqi O‘TK o‘zgarmas tok kuchaytirgichining kirishiga beriladi. Chiqish kuchlanishi o‘zgarganda TS chiqishida farq signali vujudga keladi va bu signal O‘TK da kuchaytirilib RE ning kirishiga beriladi.
RE kirishidagi signalning o‘zgarishi undagi kuchlanish pasayuvining o‘zgarishiga olib keladi, natijada chiqishdagi kuchlanish stabilizator sxemasig

9.1-rasm. O‘zgarmas kuchlanishni uzluksiz rostlovchi kompensatsion stabilizatorlar tuzilish sxemalari: a) RE yuklamaga ketma-ket ulangan stabilizator; b) RE yuklamaga parallel ulangan stabilizator

9.1 b-rasmda keltirilgan sxemada yuklamaga RE paralel, Rb ballast qarshilik esa ketma-ket ulanadi. Chiqish kuchlanishi o‘zgarganda TS chiqishida farq signali vujudga keladi va O‘TK da kuchaytirlib RE ga beriladi. Buning natijasida RE ning toki o‘zgaradi. RE tokining o‘zgarishi esa Rb ballast qarshilik orqali oqib o‘tuvchi tokning o‘zgarishi natijasida undagi kuchlanish tushuvining o‘zgarishiga olib keladi va natijada chiqish kuchlanishning o‘zgarishi maʼlum darajadagi aniqlikda kompensatsiyalanadi. Ko‘rib chiqilgan sxemalarning sifat ko‘rsatkichlari deyarli bir xil. RE ketma-ket ulangan sxema yuqori foydali ish koeffitsiyentiga ega.
RE parallel ulangan sxemaning afzalligi o‘zgarmas kirish kuchlanishidagi stabilizator to‘g‘rilagichdan isteʼmol qiladigan tokning yuklama tokiga bog‘liq emasligidir. Parallel stabilizatorning bu xususiyati yuklama toki impuls xarakterga ega bo‘lganda muhim ahamiyatga ega.
Uzluksiz rostlovchi stabilizatorlar uchun, ularning keng qo‘llanilishini belgilovchi quyidagi asosiy xususiyatlar xarakterlidir:
1. Chiqish kuchlanishining yuqori aniqlikda stabillanishi, bunda stabilizator kirish kuchlanishining o‘zgarishini stabillaydi va o‘zgaruvchan tashkil etuvchini (pulsatsiyani) kamaytiradi.
2. Kichik dinamik ichki qarshilik.
Bunday stabilizatorlarning kamchiligi rostlovchi elementdagi va ballast qarshilikdagi quvvat isrofi tufayli nisbatan kichik foydali ish koeffitsiyenti, shuningdek massa-xajm ko‘rsatkichlarning kattaligidir. Ko‘rsatilgan kamchiliklarga qaramasdan bugungi kunda bunday stabilizatorlar radioelektron apparaturalar elektr taʼminotida keng qo‘llanilmoqda. 
RE yuklamaga ketma-ket ulangan stabilizatorlarning ishlash prinsipini ko‘rib chiqamiz (9.2-rasm). Stabilizator VT1 rostlovchi tranzistor, Ry, VT2 o‘zgarmas tok kuchaytirgichi, RG1, VD1 tayanch kuchlanishi manbai va R1, RP, R2 rezistiv kuchlanish bo‘lgichilardan tashkil topgan.
Ukir kirish kuchlanishi o‘zgarganda, masalan ortganda dastlab Uchiq chiqish kuchlanishi ortadi va bu rezistiv bo‘lgichning pastki yelkasidagi URII kuchlanishning ortishiga olib keladi. VT2 tranzistorning kollektor va baza toklari ortadi va VT1 tranzistor bazasining manfiy potensiali uning kollektoriga nisbatan kamayadi. Natijada VT1 tranzistorning kollektor-emitter o‘tishidagi kuchlanishnig ortishiga olib keladi. Stabilizator chiqishidagi kuchlanish maʼlum darajadagi aniqlikdagi dastlabki qiymatiga qaytadi.
Yuklama toki o‘zgarganda, masalan ortganda dastlab VT1 tranzistor kollektor-emitter o‘tishi kuchlanishi pasayuvining ortishi hisobiga chiqish kuchlanishi kamayadi

9.2.-rasm. RE yuklamaga ketma-ket ulangan stabilizatorning prinsipial sxemasi

Chiqish kuchlanishini rostlash sxemada RP potensiometr orqali amalga oshiriladi. Potensiometrning harakatlanuvchi qismini stabilizatorning manfiy qutbi tomonga surilsa URII kuchlanish ortadi va bu VT2 tranzistor baza va kollektor toklarinig ortishiga olib keladi.VT1 tranzistorning baza toki kamayadi, UKE1 kuchlanish ortadi va chiqishdagi kuchlanish kamayadi. RP potensiometrning harakatlanuvchi qismini musbat qutb tomonga surilsa stabilizator chiqishidagi kuchlanish ortadi.
Sxemaning asosiy parametrlarini aniqlash maqsadida chiqish kuchlanishining o‘zgarishini topamiz:
DUchiq=DUkir-DIK1rK1+K1DUBE1, (9.1)
DIK1»DIYU deb hisoblasak quyidagiga ega bo‘lamiz:
DUchiq=DUkir-DIYU rK1+K1DUBE1 , (9.2)
Bu yerda: rK1-umumiy emitter sxemasida ulangan VT1 tranzistor kollektorining qarshiligi; 
K1-VT1 tranzistorning kuchlanishi bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti;
DUBE1-VT1 tranzistorning baza-emmiter kuchlanishining o‘zgarishi.
DUBE1 kuchlanishining o‘zgarishi VT2 tranzistor kollektoridagi kuchlanish o‘zgarishining va stabilizator chiqishidagi kuchlanish o‘zgarishining ayirmasiga teng, yaʼni
DUBE1=DUKE1-DUCHIK, (9.3)
O‘zgarmas tok kuchaytirgichi kirish kuchlanishiga teng bo‘lgan o‘zgaruvchi UK.T=UKIR kuchlanishidan taʼminlanayetganligi uchun VT2 tranzistori kollektoridagi kuchlanish ham taʼminot kuchlanishi hisobiga, ham uning bazasidagi kuchlanishning o‘zgarishi hisobiga o‘zgaradi:
DUKE2=((DUT.K rk2)/(R1+rk2))-KVT2DUK.K, (9.4)
bu yerda: rk2, KVT2 – umumiy emitter sxemasida ulangan VT2 tranzistorning kollektor qarshiligi va kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti; DUK.K – o‘zgarmas tok kuchaytirgichining kirishidagi kuchlanishning o‘zgarishi; DUT.K – o‘zgarmas tok kuchaytirgichi taʼminot kuchlanishining o‘zgarishi.
Kuchaytirgich kirishidagi DUK.K kuchlanishning o‘zgarishini 9.3-rasmda tasvirlangan stabilizatorning taqqoslash sxemasi va o‘zgarmas tok kuchaytirgichi sxemasidan aniqlash mumk

9.3-rasm. O‘zgarmas tok kuchaytirgichining ishlash prinsipini tushuntiruvchi sxema

Sxemada VD1 stabilitron ekvivalent kuchlanish manbai UTK va stabilitronning dinamik qarshiligiga teng bo‘lgan ichki qarshilik bilan almashtirilgan.
Uk.k=URII-UTK=UCHIQ{RII×RK.K/((RI+RII)(RK.K+(RIRII /RI+RII))}-
UTK{RK.K /(RK.K + (RIRII /RI+RII))} (9.5)
u holda DUK.K=DUCHIQ a a -UTK× a (9.6)
bu yerda RK.K-o‘zgarmas tok kuchaytirgichining kirish qarshiligi; a=RIRII/RI+RII)-bo‘lgichning uzatish koeffitsiyenti; a‘=RK.K/ (RK.K+(RIRI/RI+RII))-kuchaytirgich kirish qarshiligi bo‘lgichning uzatish koeffitsiyentiga taʼsirini ifodalovchi koeffitsiyent.
(9.1)-(9.5) ifodalardan chiqish kuchlanishining o‘zgarishining yakuniy ifodasini topamiz:
DUCHIQ=(U01/(1+K1×KVT2a×a+K1))+(DUTKrK1K1/(rK1+RI)(1+K1×KVT2×aa+
K1))+(DUTKaK1×KVT2 /(1+K1KVT2aa+K1))+(DIYU rK1/(1+K1KVT2 aa+K1))
K1KVT2×aa‘>>(1+K1) ekanligini hisobga olsak, u holda
DUCHIQ=(DU01/K1KVT2aa)+(rK2DUT×K/(r2+R1)KVTaa)+
+(DUTK/a)-DIYUrK1/K1 KVT2aa (9.7)
(9.7) ifodadan ko‘rinib turibdiki, chiqish kuchlanishining o‘zgarishi kirish kuchlanishining, kuchaytirgich taʼminot kuchlanishining, tayanch kuchlanishining va yuklama tokining o‘zgarishlariga bog‘liq. (6.16) ifodadan sxemaning sifat ko‘rsatgichlarini aniqlash mumkin. DIYU=0, DUTK=0 va DUT.K=UKIR deb hisoblab, sxemaning stabilizatsiyalash koeffitsiyenti ifodasini topamiz:
KST=DUKIRUCHIQ/DUCHIQUKIR=K1KVT2aa‘(rK2+R1)UCHIQ/(rK2+R1+rK2K1)UKIR»
»KVT2aa‘(rK2+R1)UCHIQ /rK2U01, (9.8)
Rostlovchi tranzistorning kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsenti quyidagiga teng bo‘ladi:
K1=DUKEVT1 / DUBEVT1= h21EVT rK1 / RK.VT1, (9.9)
bu yerda h21EVT-VT1 tranzistorning tok bo‘yicha statik uzatish koeffsiyenti; rK1-VT1 tranzistorning kollektor qarshiligi; RK.VT1-VT1 rostlovchi tranzistorning kirish qarshiligi.
(9.8) ifodadagi DUKIR, DUTK va DUT.K larni nolga teng deb olib stabilizatorning ichki qarshiligini topamiz:
ri=DUCHIQ /DIYU=-rK1 /KVT1KVT2aa=RK.VT1 /h21EVT1KVT2aa=-1/S1KVT2aa‘, (9.10)
bu yerda: S1-VT1 tranzistor tavsifining qiyaligi.
Kuchlanishni uzluksiz rostlovchi stabilizator kirish kuchlanishining o‘zgarishini kamaytirishdan tashqari filtrlash xususiyatiga ham ega, yaʼni kirish kuchlanishining o‘zgaruvchan tashkil etuvchisini kamaytiradi.
Stabilizatorning silliqlash koeffitsiyenti taxminan stabilizatsiya koeffitsiyentiga teng (KST»Ks). Stabilizatorning silliqlash koeffitsiyentini oshirish uchun bo‘lgichning yuqori yelkasiga parellel ravishda kondensator ulanadi. O‘zgaruvchan tashkil etuvchining asosiy garmonikasining chastotasi bo‘yicha S1 kondensatorning qarshiligi bo‘lgich yuqori yelkasining qarshiligidan ko‘p martaga kichik bo‘lishi kerak. Bu holda bo‘lgichning o‘zgaruvchan tashkil etuvchi bo‘yicha uzatish koeffitsenti birga yaqin bo‘ladi va stabilizatorning silliqlash koeffitsiyenti ortadi. (9.10) ifodada a=1 deb olib stabilizatorning silliqlash koeffitsiyentini topish mumkin.
SYU sig‘imning qiymati chiqish kuchlanishi pulʼsatsiyasiga kam taʼsir qiladi, chunki o‘zgaruvgan tashkil etuvchi uchun stabilizatorning ichki qarshiligi kondensatorning ichki qarshiligidan sezilarli kichik.
SYU sig‘im yuklama toki impuls xarakterda o‘zgarganda stabilizatorning chiqish kuchlanishining keskin o‘zgarishining kamaytiradi.
Tayanch kuchlanishining stabilligi chiqish kuchlanishining o‘zgarmas saqlanishiga sezilarli darajada taʼsir ko‘rsatadi. (9.10) ifodadan ko‘rinib turibdiki DUCHIQ=0, DUT.K=0 va DIYU=0 da DUCHIQ=DUTK bo‘ladi. Bo‘lgichning uzatish koeffitsiyenti har doim birdan kichik bo‘lganligi uchun chiqish kuchlanishining o‘zgarishi tayanch kuchlanishining o‘zgarishidan katta bo‘ladi. Shuning uchun parametrik stabilizator hisoblangan tayanch kuchlanishi manbai (RG1, VD1) stabil chiqish kuchlanishidan taʼminlanadi