Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 [146] 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Rn и Rlt должна быть достаточно большой. Соотношение величин R1(t, Rn и R 18 должно допускать установку нужного смещения на лампу Л2.

Рассмотрим работу схемы при изменениях питающего напряжения. Увеличение напряжения ведет к повышению температуры катода лампы Л2 и как следствие к росту крутизны ее характеристики. Результатом этого являются уменьшение падения напряжения на лампе Л2 и увеличение смещения на лампе Ль что в свою очередь приводит к снижению выходного напряжения стабилизатора. С другой стороны, то же самое увеличение питающего напряжения, вызывая рост напряжения иа аноде лампы Ль приводит к повышению выходного напряжения стабилизатора.

Изменение постоянного выходного напряжения, являющееся результатом первого процесса (т. е. процесса изменения крутизны характеристики лампы Л2, приводящего в свою очередь к изменению напряжений покоя ламп Л2 и Л)), равно приблизительно

0,0\B{Rs + R9)

где В - относительное изменение питающего напряжения, %.

Изменение постоянного выходного напряжения за счет второго явления имеет обратную полярность и равно изменению постоянного напряжения на аноде регулирующей лампы Л1 (вызванного изменением питающего напряжения), деленному на коэффициент стабилизации постоянного напряжения Кст [см. уравнение (15-24)].

При очень большом коэффициенте усиления схема обладает весьма большим Кст и влияние второго процесса крайне незначительно. В этом случае преобладает первый процесс и постоянное выходное напряжение будет падать при росте питающего и, наоборот, увеличиваться при его падении. При сравнительно низком коэффициенте усиления будет преобладать второй процесс. В схеме стабилизатора, показанной на рис. 15-30,а, возможно преобладание любого из этих процессов".

На рис. 15-30,6 дана схема более сложного стабилизатора. По сравнению со схемой на рис. 15-30,а в ней сделаны два усовершенствования. Первое из них состоит в добавлении двух стабилитронов: Л8 и Л9. В результате этого на сетку лампы Л2 попадает значительно больший процент колебаний выходного напряжения. Число и тип применяемых для этой цели стабилитронов определяются величиной необходимого падения постоянного напряжения между выходными зажимами и сеткой лампы Л3. Стедует стремиться к тому, чтобы возможно большая часть этого падения приходилась именно на стабилитроны. Сущность второго усовершенствования заключается в добавлении цепи, содержащей лампу Л6 и стабилитрон Л7. Эта цепь дает возможность устанавливать на катоде Л2 дополнительно стабилизированное опорное напряжение. Расчет этой цепи 1 делает-

ся так, чтобы на катодах ламп Л2 и Лв установилось стабильное напряжение, величина которого по абсолютному значению была бы по крайней мере на 40 в больше минимально необходимого напряжения на сетке лампы Л: по отношению к земле (максимальное смещение на лампе Ль возникающее при отсутствии нагрузки и самом высоком питающем напряжении). Выбор именно такой величины определяется тем,что минимальное падение напряжения на лампе Л2 при отсутствии смещения равно 40 в. В результате того, что через стабилитроны Л7-Л9 течет почти неизменный ток, их динамическое сопротивление не оказывает заметного влияния на работу схемы. Это позволяет выбирать тип стабилитронов только по их способности устанавливать точно одно и то же стабильное напряжение при каждом новом включении выпрямительного устройства и поддерживать его неизменным в течение длительного времени. Стабилитроны типов 5651 и 6308 хорошо подходят для этих особых условий работы и дают, таким образом, возможность дополнительно улучшить работу схемы. Чтобы добиться самой высокой степени стабилизации, следует применить в качестве Rs, R4, R3& и Я2в сопротивления с температурной компенсацией.

Если к выходным зажимам схемы, показанной на рис. 15-30,а или б, подключить конденсатор, то величина kCT будет больше, чем вычисленная из уравнения (15-22), а величина ZBbIX меньше вычисленной из уравнения (15-23).

В следующих ниже уравнениях индексы при обозначениях параметров ламп p., Rt и S указывают номер лампы, к которой относятся эти обозначения.

Расчетные формулы для схем, показанных на рис. 15-30,а и б:

h -

IX 1 -t-iii + nHj

v- Rk

" AU-

Rbux r=

вых 1 + гЧЛ

Rn + /?д 0 + гчАГО

1 + Hi + гЧАГгЛ

(15-22) (15-23),

-; (15-24) (15-25)

где Л2 = усиление лампы Л2 по переменному PsR*

TOKV

S2RS

Riz + Rz + Zx (ц. + 1)

-.-. при условии, если Ri2>

1 -г о 2Z ]

>№ + Zj); (15-26)

1 В результате того, что лампа Л2 и стабилитрон Ле имеют общее катодное сопротивление, величина

напряжения на аноде лампы Л2 по отношению к емле» а значит, и величина напряжения на сетке лампы Лх становятся менее зависимыми от изменений крутизны характеристики лампы Л2, вызываемых колебаниями температуры ее нити и являющихся в свою очередь следствием изменений питающего напряжения.



Аь~ усиление лампы Л2 по постоянному то-f*2 (Ri± R*)

"/?l + /?, + /?„+/?ie((X,~r-l)

on8 ПРИ условии, если ./?;«>> 1 T" osAio

АГ.=

ХЯ. + Яа + Яю);

Я,-г + R1o(F-s + 1)

(15-27)

1+ + 3 -Г Яю(+1) 1 + S»/?io

-fl+So

при условии, если

Rs + Я9

(15-28) (15-29)

Примечание. Если на месте лампы Ло стоит работающий при низком напряжении пентод, то определить Rl2 и S2 по прилагаемым к лампе характеристикам довольно трудно. В таких случаях эти величины необходимо вычислить.

На рис. 15-30,a Rl0 - динамическое сопротивление лампы Л3 (обычно 80-200 ом); на рис. 15-30,6 Ri0 - полное сопротивление

f4 + 1

параллельной цепи, составленной из

и сопротивления R21.

выходное постоянное напряжение

к общий постоянный ток через лампу nL

Rs - активное внутреннее сопротивление силового трансформатора, вентиля и фильтра выпрямителя, питающего стабилизатор.

Z, - полное сопротивление катодной цепи лампы Л2. На схеме на рис. 15-30,a Z. равно полному сопротивлению параллельной цепи, составленной из лампы Л3 и сопротивления конденсатора С2.

На схеме на рис. 15-30,6 Z3 является полным сопротивлением параллельной цепи, со-

ставленной из -- и сопротивления R.,u

fJ-o + 1

Zs - полное внутреннее сопротивление силового трансформатора, вентиля и фильтра выпрямителя, питающего стабилизатор.

Пример 15-13

Рассчитать выпрямитель со стабилизатором, схема которого дана на рис. 15-30,а. Отдаваемый ток 0-100 ма при стабилизированном постоянном выходном напряжении 300 в. Напряжение питающей сети колеблется в пределах 105-130 в, частота сети 60 гц. В выпрямителе применить лампу 5R4GY.

Решение

1. Установим наибольшее и наименьшее значения питающего напряжения, в пределах которых выпрямитель должен быть стабилизирован. Согласно заданию наибольшее питающее напряжение составляет 130 в, наименьшее 105 е.

2. Найдем максимальный ток, протекающий через регулирующие лампы.

Если принять сумму токов стабилитрона и делителя предположительно равной 25 ма,

то максимальный ток через последовательно включенные лампы будет равен 100 Лг 25 = = 125 ма.

3. Определим предположительное число и тип регулирующих ламп, а также максимальный ток через каждую лампу.

В качестве регулирующих ламп обычно применяют триоды или тетроды и пентоды в триод-ном включении. Такое использование тетродов и пентодов объясняется обычно трудностью получения стабильного напряжения для экранирующей сетки. В идеальном случае для получения хорошей стабильности и низкого полного выходного сопротивления регулирующие лампы должны обладать высоким р., а для сведения к минимуму мощности рассеяния - малым сопротивлением постоянному току. Если бы пришлось выбирать между лампами с малым сопротивлением и лампами с высоким коэффициентом усиления, то было бы экономичнее взять лампы с малым сопротивлением. Это объясняется тем, что в качестве регулирующих применяются обычно доеотьно мощные лампы. Величина же мощности потерь при максимально допустимом токе лампы зависит от ее сопротивления постоянному току. Компенсировать свойственный таким лампам малый коэффициент усиления сравнительно нетрудно путем использования в качестве управляющих одной или нескольких ламп с высоким коэффициентом усиления. Укажем некоторые приемные лампы, широко применяемые в качестве регулирующих: 6AS7, 6В4, 6V6, 6Y6, 6080, 6336, 6337 и 5902. Для высоковольтных устройств более подходящими являются генераторные лампы 304TL, 4D32, 807 и др.

Требованиям данного примера удовлетворяют многие типы и сочетания регулирующих ламп. Одним из вполне удовлетворительных вариантов является использование для этой цели обеих секций лампы 6080, включаемых параллельно. Каждая секция при этом должна 195

пропускать ток -- = 63 ма.

4. По характеристикам лампы найдем наименьшее падение напряжения, образующееся на регулирующей лампе в момент, когда она работает при смещении, равном или близком к нулю, и максимальном токе нагрузки.

Из характеристик лампы 6080 следует, что падение напряжения на каждой секции при смещении, равном нулю, и токе 63 ма составляет примерно 20 е. Учитывая разброс параметров ламп, примем падение напряжения на лампе равным 30 в.

Примечание. При некоторых видах нагрузки может оказаться, что на постоянный выходной ток будет накладываться переменная составляющая. В качестве примера допустим, что ток нагрузки через регулирующую лампу меняется в пределах 100-150 ма .Тогда средний ток будет 62,5 ма на одну секцию Однако в этом случае минимально допустимое падение напряжения на регулирующей лампе следует определять не по среднему, а по максимальному току, равному 75 ма на одну секцию.

5. Определим минимальное мгновенное напряжение, которое должно быть приложено к регулирующей лампе при полной нагрузке выпрям 1тельного устройства.

Минимальное мгновенное напряжение на анодах регулирующей лампы = постоянное вы-



ходное напряжение + падение напряжения на лампе, определенное в п. 4 = 300 + 30 = ЗЗОе.

6 Для полностью нагруженного выпрямителя найдем минимально необходимое постоянное напряжение на анодах регулирующей лампы с учетом влияния напряжения пульсаций, наложенного на это напряжение.

Предположим, что устройство состоит из однофазного двухтактного выпрямителя и од-нозвенного фильтра с дросселем, имеющим сопротивление 200 ом и переменную индуктивность, возрастающую от 5 до 25 гн при уменьшении тока нагрузки от 125 до 25 ма. Если конденсатор фильтра имеет емкость 8 мкф, то коэффициент пульсаций напряжения при полной нагрузке будет равен приблизительно 2% (определено по графику на рис. 15-5). В п. 14 расчета, когда будет вычисляться коэффициент стабилизации переменного напряжения йст, может быть определена пульсация на выходе и установлено, отвечает ли поставленным условиям этот фильтр. Подаваемое при полной нагрузке на аноды регулирующей лампы постоянное напряжение, за вычетом амплитудного значения наложенного на него напряжения пульсаций, должно быть равно или больше минимального мгновенного напряжения, вычисленного в п. 5 и равного 330 в. Это постоянное напряжение может быть вычислено по уравнению

70,7

где В

наименьшее постоянное напряжение, подаваемое на аноды регулирующей лампы при полной нагрузке; наименьшее мгновенное напряжение, вычисленное в .п. 5; коэффициент пульсации напряжения на анодах регулирующей лампы при полной нагрузке. Следовательно,

г- =340 е.

2 70J

7. Для полностью нагруженного выпрямительного устройства определим наименьшее эффективное напряжение на концах вторичной обмотки трансформатора, достаточное для получения минимального постоянного напряжения, вычисленного в п. 6.

Для однофазного двухтактного выпрямителя и фильтра с дроссельным входом (см. табл. 15-1) минимально необходимое эффективное напряжение половины вторичной обмотки трансформатора найдем из следующего уравнения:

минимально необходимое эффективное напряжение на концах половины вторичной обмотки транс-, форматора

= 1,11 (45 +

= 11,1

сумма падений \ напряжений на \ вентиле и дросселе при полной

нагрузке плюс напряжение, найденное в п. б

где падение постоянного напряжения на вентиле при полной нагрузке равно 45 в (из характеристик лампы 5R4GY), а падение напряжения на дросселе равно 200 0,125 = 25 е.

При фильтре с емкостным входом расчеты значительно усложняются (см. § 15-4).

8. Определим постоянное напряжение на анодах регулирующей лампы при полной нагрузке и в случае, когда напряжение питания достигает верхнего заданного предела.

Чтобы свести к минимуму мощность рассеяния в регулирующей лампе, наименьшее напряжение на вторичной обмотке, найденное в п. 7 расчета, должно получаться одновременно с наименьшим заданным напряжением питания. Тогда постоянное напряжение на анодах полностью нагруженной регулирующей лампы при наибольшем напряжении питания будет определяться следующим уравнением:

1,11 в,др

U - постоянное напряжение на анодах регулирующей лампы при наибольшем напряжении питания н полной нагрузке; К - отношение наибольшего напряжения питания к наименьшему; U1 - напряжение, найденное в п. 7 расчета;

сумма падений постоянного напряжения на вентиле и дросселе при полной нагрузке.

Итак,

455 \

- 70 = 438 в.

25 Лг 340) -= 455 s,

\105 1,11У

9. Найдем максимальную мощность потерь в каждой секции регулирующей лампы.

максимальная мощ-\ , напряжение из п.8-\ ность потерь в каж- 1=1 - выходное напря- \ X

дой секции / \ жение /

X максимальный ток лампы = (438 - 300) X X 0,063 = 8,7 em (каждая секция лампы 6080 имеет максимально допустимую мощность потерь 13 вт).

Если бы максимальная мощность потерь оказалась больше допустимой, пришлось бы выбрать лампу другого типа или применить параллельное включение ламп. Если бы мощность потерь оказалась намного меньше допустимой, следовало бы выяснить возможность замены, но уже лампой меньшей мощности.

10. Определим постоянное напряжение на анодах регулирующей лампы при максимальном напряжении питания и полном отсутствии нагрузки.

В отсутствие нагрузки ток через регулирующую лампу является суммой токов делителя и опорного стабилитрона. В данном примере этот ток был принят равным 25 ма. Вычислим величину критической индуктивности и сравним ее с индуктивностью дросселя фильтра (25 гн).

максимальное эффективное напряжение половины вторичной

обмотки трансформатора 1

кр минимальный ток через регу- 1,11/4* лирующую лампу



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 [146] 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0076