|
|
|
Stabilizatoare in comutatie cu regulator in paralel
1.Principiul de functionare
Figura 7a
figura b
Spre deosebire de stabilizatoarele in comutatie cu reglare serie a tensiunii care sunt utilizate pentru aplicatii ce necesita curenta mari de alimentare cele cu regulator in paralel sunt utilizate in aplicatiile ce necesita tensiuni de alimentare mari. Pretul platit pentru obtinerea unor tensiuni mari este un curent furnizat mai mic. Cat timp comutatorul K este in pozitia ON bobina acumuleaza energie, iar dioda D fiind blocata circuitul este impartit in doua . Curentul de iesire este sustinut de capacitorul C si de aceea constanta ζ=RLC trebuie sa fie mult mai mare ca frecventa de comutatie a lui K. Ecuatiile caracteristice acestor stari sunt:
VL(t)=LdiL/dt=VI; v0=vC; ic=cdvc/dt=i0=v0/RL.
Cat timp comutatorul este K este in pozitia OFF bobina devine generator de curent si tensiunea la bornele acesteia se inverseaza. Astfel pe anodul diodei D avem un potential mai mare ca cel de pe catod si aceasta intra in conductie. Cand energia acumulata in bobina este complet descarcata, atat iL cat si vL devin 0, iar D se blocheaza.
Ecuatiile caracteristice starii OFF a comutatorului si iL diferit de 0 sunt:
VL=v0-VI=-LdiL/dt; v0= vC; ic=cdvc/dt; i0=v0/RL; iL=iC+i0; iar pentru iL=0 avem: vL=0; iL=0; iC=i0=cdvC/dt=v0/RL
Cand comutarea ON-OFF este periodica raspunsul circuitului este de asemenea periodic. Casi in cazul precedent daca RLC>>T (perioada de comutatie) atunci riplul tensiunii de iesire va fi mic iar curentul prin bobina va scadea liniar in starea OFF. In starea ON curentul creste liniar iar variatia acestuia ΔiLON este egala cu cea din starea OFF; ΔiLOFF
ΔiLON= ΔiLOFF ΔiL =ΔtVI/L=DTVI/L (30); D=ton/T. Curentul mediu prin bobina poate fi obtinut din ecuatia: Pin medie =Pout medie =ILVI=V02/RL (31)
Obtinem: 
Functionarea unui astfel de stabilizator poate fi:
-cu operare
continua a bobinei cand: 
-cu operare
discontinua a bobinei cand: 
Formele de unda ce caracterizeaza functionarea circuitului din figura 7 sunt prezentate in figura urmatoare (fig 8)
FIGURA 8
a)Operare continua
Variatia curentului prin bobina poate fi exprimata astfel:
Putem scrie: 
Din ecuatia 36
obtinem: 
Curentul de colector iC(t)sustine curentul de
iesire pentru k=on. Deci 
. Din relatia 38 obtinem expresia variatiei
tensiunii de iesire:
(39)
Folosind relatiile 37 si
32 obtinem expresia curentului mediu prin bobina: 
Conditia de conductie continua
se poate exprima astfel: 
sau 
Putem afirma ca circuitul tinde sa devina discontinuu daca:
-frecventa de comutatie scade;
-factorul de utilizare D este mic;
-RL creste;
-valoarea inductantei L este mica.
b) Operare discontinua
Se definesc doi factori de utilizare: D1=ton/T1 - factor de utilizare al comutatorului si D2=toff/T - factor de utilizare al diodei.
Astfel ecuatia 36 devine in acest caz:
si expresia
lui V0 este: 
Curentul mediu prin bobina este: 
sau:
Egaland expresiile 44 si 45 obtinem: 
; 
;
Rezolvand ecuatia 47 obtinem: 
Tensiunea de iesire se poate exprima astfel:
Curentul mediu prin dioda este: 
2.Schema de principiu este data in figura 9
FIGURA 9
Elementele componente (L,D,C, CE) trebuie sa indeplineasca aceleasi cerinte ca si in cazul stabilizatorului coborator de tensiune. Si in acest caz exista doua moduri de control a stabilizarii: controlul prin modularea latimii impulsului(frecventa constanta) si controlul prin modularea frecventei (D constant)
3.Scheme practice
Astabilul realizat cu CI βE555 si elementele R1,R2,RC furnizeaza semnalul de comutare a T la frecventa fixa f=1/T =1/[(2R2+R1)cln2]. Durata ton este variabila depinzand de semnalul de reactie furnizat de circuitul format din RF2,RF1,T1,C3,R5 si D1. Astfel cand tensiunea de iesire creste, tensiunea pe rezistenta RF! creste si deci curentul de colector IC1 creste. In acest fel timpul de incarcare al condensatorului CC scade si deci ton scade. Cand tensiunea de iesire scade, IC1 scade si deci ton creste. Aceasta variatie a lui D conduce la mentinerea intre limitele dorite a tensiunii de iesire.
