Источники питания генераторов плазмы, страница 20

Дроссель должен иметь такую индуктивность, чтобы энергия, накопленная им, была достаточной для подзаряда конденсатора С до необходимой величины, иначе U_ВЫХ упадет до недопустимого значения.

С ростом переключения частоты f =1/Т индуктивность дросселя можно уменьшить.

Возможна схема фильтра, при которой дроссель L включен параллельно. При этом, при малых скважностях, U_ВЫХ может превышать U_ВХ.

Рассмотрим схему двухпозиционного стабилизатора, приведенную на рисунке 1.7.а. На входе фильтра этого стабилизатора установлен конденсатор С₀. Схема ЭПС - триггер с двумя устойчивыми состояниями равновесия - при U_С0 = 0 удерживает ТР открытым. После включения схемы напряжение U_ВХ через сопротивление г = г_В + г_ТР  заряжает конденсатор С₀, пока напряжение U_С, не достигнет верхнего порогового напряжения U_τ, при котором опрокинется триггер. Триггер сработает и переведет транзистор ТР в режим отсечки. Конденсатор перестает заряжаться, время τ истекает и начинается разряд конденсатора С₀ на фильтр и RB (рисунок 1.7.б). Напряжение U_С0 понижается до тех пор, пока оно не упадет до величины нижнего порогового напряжения U_T и триггер опрокинется, переводя ТР в режим насыщения. Конденсатор С₀ начинает заряжаться.

Анализ работы схемы показывает, что длительность импульса — время заряда С₀

                                (2.8-9.36.)

и время разряда С₀

                                       (2.8-9.37.)

Пользуясь этими выражениями и рассматривая физику процесса, можно заключить, что время заряда С₀ определяется в основном величиной U_ВХ, а время его разряда — величиной I_Н. Допустим, что U_ВХ упало, тогда понадобится больше времени τ, чтобы U_С, достигло U_τ, и энергия со входа будет дольше поступать на потребитель, скважность Q = Т/ τ падает. Допустим, возрос ток I_Н, тогда конденсатор С₀ скорее разрядится до напряжения U_С0= U_Т, т. е. уменьшится время Т - τ (при этом τ почти не изменится), а значит падают период Т и скважность Q. Таким образом, минимальному входному напряжению и максимальному току I_Н, при которых падает U_ВЫХ, соответствует меньшая скважность, при которой больше энергии пройдет со входа стабилизатора на его выход. Это приведет к росту U_ВЫХ, т. е. стабилизирующему действию в заданных пределах. При рассмотрении этих процессов не следует забывать, что U_Т, и U_τ - это постоянные величины пороговых напряжений, меняется лишь форма кривой U_С, и скважность Q.

Если в схеме с ШИМ управление происходит за счет изменения постоянной составляющей выходного напряжения, то в релейной схеме управление производит изменение мгновенного значения U_ВЫХ (от U_Т до U_τ). Поэтому в последней схеме пульсация напряжения U_ВЫХ является принципиально необходимой, между тем, как в схеме с ШИМ k_П.ВЫХ может быть равным нулю.

На рисунке 1.8. приведена одна из наиболее простых схем ключевого стабилизатора с ШИМ. Здесь составной транзистор Т1,Т2 и ТЗ работает в режиме ключа. L и С1 - фильтр с обратным диодом Д₃. Д₄ и Т₅ — дифференциальный усилитель с резистором R3 в цепях эмиттеров. Опорное напряжение выделяется на стабилитроне Cm, R2 - балластный резистор. Транзисторы Т7 и Т8 вместе с конденсаторами С2 и СЗ и резисторами R8 и R9 образуют мультивибратор. В цепях разряда конденсаторов С2 и СЗ включены цепи эмиттер - коллектор соответственно транзисторов Т4 и Т5. Резисторы R4, R5 и R6 — выходной делитель, Т6 - связующее звено между ключом и мультивибратором. Через диоды Д1 и Д2 поступает положительное напряжение от источника U на базы транзисторов Т1 и Т2, что ускоряет процесс размыкания ключа, уменьшая его время переключения и связанные с этим потери в транзисторах Т1…ТЗ.