Електроніка та мікропроцесорна техніка (стр. 21 из 35)
Рис. 9.13 - Часові діаграми роботи схеми Ларіонова
Час протікання струму через кожен з діодів відповідає
. Струм навантаження в даній схемі викликаний лінійною напругою. Основні розрахункові співвідношення можна отримати із часової діаграми випрямленої напруги, наведеної на рис. 9.14. 
Рис. 9.14 - Розрахункова часова діаграма випрямленої напруги схеми Ларіонова
Частота пульсації випрямленої напруги перевищує частоту мережі у шість разів.
У цій схемі відсутнє підмагнічування магнітопроводу, оскільки у вторинному колі кожної обмотки трансформатора за період напруги мережі струм протікає двічі, причому у різних напрямках.
Схема Ларіонова у порівнянні зі схемою Міткевича маэ такі переваги:
1) за рівних фазних напруг середнє значення випрямленої напруги у два рази вище (потрібно задавати меншу кількість витків вторинних обмоток трансформатора);
2) більш низький коефіцієнт пульсацій (менш ніж шість відсотків), що часто дозволяє використовувати схему Ларіонова без фільтра;
3) краще використання трансформатора за потужністю за рахунок відсутності підмагнічування осердя.
Щоправда, кількість діодів у схемі Ларіонова в два рази більша, але, як було зазначено раніше, на даний час це несуттєво (за винятком випрямлення малих за значенням напруг), оскільки вартість діодів невелика порівняно з вартістю трансформатора, який в схемі Міткевнича повинен бути приблизно на сорок відсотків потужнішим.
Контрольні запитання:
1. Навіщо використовуються випрямлячі з помноженням напруги?
2. Який принцип роботи найпростішої схеми випрямляча з помноженням напруги?
3. Яка область застосування трифазних випрямлячів?
4. Що собою являє схема Міткевича та Ларіонова?
Інструкційна картка №23 для самостійного опрацювання навчального матеріалу з дисципліни «Основи електроніки та мікропроцесорної техніки»
І. Тема: 3 Основи аналогової електронної схемотехніки
3.3 Випрямлячі. Стабілізатори
Мета: Формування потреби безперервного, самостійного поповнення знань; розвиток творчих здібностей та активізації розумової діяльності.
ІІ. Студент повинен знати:
- Призначення випрямлячів;
- Область застосування керованих випрямлячів;
- Основні методи регулювання напруги постійного струму керованих випрямлячів;
- Призначення та класифікація автономних інверторів;
- Будову та принцип роботи схем.
ІІІ. Студент повинен уміти:
- Застосовувати схеми випрямлячів при побудові електричних схем;
- Викреслювати схеми випрямлячів та інверторів.
ІV. Дидактичні посібники: Методичні вказівки до опрацювання.
V. Література: [1, с. 252-260].
VІ. Запитання для самостійного опрацювання:
1. Керовані випрямлячі
2. Однофазний двопівперіодний керований випрямляч з нульовим виводом
3. Автономні інвертори. Призначення та класифікація
4. Однофазний інвертор струму
5. Півмостовий однофазний інвертор напруги
VІІ. Методичні вказівки до опрацювання: Теоретична частина.
VІІІ. Контрольні питання для перевірки якості засвоєння знань:
1. Що називається керованим випрямлячем?
2. Які основні методи регулювання напруги постійного струму керованих випрямлячів?
3. Принцип роботи однофазного двопівперіодного керованого випрямляча з нульовим виводом?
4. Призначення та класифікація автономних інверторів?
5. Призначення та принцип роботи однофазного інвертора струму?
6. Що собою являє півмостовий однофазний інвертор напруги?
ІХ. Підсумки опрацювання:
Підготував викладач: Бондаренко І.В.
Теоретична частина: Випрямлячі. Стабілізатори
План:
1. Керовані випрямлячі
2. Однофазний двопівперіодний керований випрямляч з нульовим виводом
3. Автономні інвертори. Призначення та класифікація
4. Однофазний інвертор струму
5. Півмостовий однофазний інвертор напруги
Література
1. Керовані випрямлячі
У розглянутих нами випрямних схемах у якості вентилів використано діоди і тому вони с некерованими випрямлячами, бо не дозволяють регулювати величину напруги на навантаженні.
Можливість зміни величини постійної напруги на навантаженні за необхідним законом у заданих межах може бути реалізована за допомогою керованих випрямлячів, які будуються на керованих вентилях, наприклад, на тиристорах.
Перед тим, як розглядати конкретні схемні рішення керованих випрямлячів, спочатку ознайомимось з основними методами регулювання напруги постійного струму, які, перш за все, можна розділити на два види: такі, що забезпечують регулювання з боку змінного струму і такі, що забезпечують регулювання з боку постійного струму.
Регулювання з боку змінного струму можливе при використанні випрямних схем на некерованих вентилях, але при цьому необхідно вводити додаткові силові пристрої. Так можна:
1) змінювати величину змінної напруги, що подається на вентильну схему, перемиканням під навантаженням виводів вторинної обмотки трансформатора, змінюючи тим самим коефіцієнт трансформації останнього;
2) застосовувати регулятори змінного струму з рухомим струмознімачем (автотрансформатори) або з рухомою магнітною системою (індукційні регулятори).
З боку постійного струму можливе регулювання безперервними методами й імпульсними.
При безперервних методах застосовують:
1) реостати і дільники напруги:
2) компенсаційні регулятори (наприклад, розглянуті нами в розділі 9.8.2 стабілізатори).
Через великі втрати енергії в елементах регулятора (надлишок напруги тут гаситься на увімкнених послідовно з навантаженням елементах регулятора, що принципово обумовлює низьке значення к.к.д.), такі методи застосовують в малопотужних регуляторах.
У наш час найвживанішими є імпульсні методи регулювання, що зумовлено отриманням на основі стрімкого розвитку напівпровідникових технологій силових електронних напівпровідникових приладів, які можуть працювати у ключовому режимі за досить високих напруг (тисячі вольт) і частот (десятки і сотні кілогерц) - польові і біполярні транзистори, СІТ-транзистори і БТІЗ, спеціальні види тиристорів.
Оскільки регулюючий елемент при реалізації імпульсних методів працює як ключ, то втрати енергії в ньому мінімальні, що визначає високий к.к.д. перетворюючих пристроїв.
Середнє значення постійної напруги на навантаженні Ud регулюється за цими методами за рахунок зміни співвідношення між тривалостями замкненого і розімкненого станів ключа, коли постійна напруга (наприклад, з виходу фільтра некерованого випрямляча) підмикається до навантаження або ні.
Напруга на виході регулятора має форму прямокутних імпульсів з амплітудою, що дорівнює е.р.с. джерела постійного струму.
Є декілька таких методів регулювання. Розглянемо основні з них.
1. Метод широтно-імпульсного регулювання (ШІР) полягає у тому, що при сталому періоді надходження імпульсів змінюють їх тривалість - ширину. У результаті маємо
,де Е - е.р.с. джерела постійного струму;
- тривалість імпульсу;Т - період надходження імпульсів;
- коефіцієнт заповнення.Змінюючи
, можна змінювати 
від нуля (при = 0) до Е (при = 1).2. При частотно-імпульсному регулюванні (Ч1Р) змінюють частоту (період) надходження імпульсів при їх фіксованій тривалості.
Середнє значення напруги при цьому становить
,де
- частота імпульсів.Мінімальне значення що наближається до нуля, отримують при частоті
→0, а максимальне, що наближається до величини 
, при 
.3. За комбінованого регулювання змінюють період і тривалість імпульсів.
Останній метод найпростіший в реалізації (так, наприклад, працює термобіметалічннй регулятор у прасці) але при регулюванні постійної напруги отримання її постійного значення у часі на навантаженні, що забезпечується, як відомо, за допомогою фільтрів, вимагає використання елементів фільтра з масо-габаритними параметрами, далекими від мінімально можливих. Це ж стосується і методу ЧІР.
Мінімальні параметри елементів фільтра забезпечує метод ШІР, оскільки регулятор працює на фіксованій частоті.
До речі, ця частота, як правило, у багато разів перевищує частоту мережі змінного струму, що тим більше забезпечує мінімальні параметри елементів фільтра.
У порівнянні з іншими методами, метод ШІР забезпечує також кращі умови узгодження регулятора з мережею живлення (полегшене подолання радіоперешкод, що передаються з регулятора в мережу).