Рис. 7-2. Графики тока и напряжения на РТ и нагрузке.

Поскольку коммутирующий диодный мост РЭ выполняет функцию синхронного переключателя, то его диоды находятся либо в открытом состоянии с прямым сопротивлением Гпр, либо в закрытом - с обратным сопротивлением Гоброо, обеспечивая протекание тока через силовой транзистор Т\ в одном направлении. Коммутация переменного тока по мостовой схеме позволяет устранить детектирующий эффект и обеспечивает прохождение через нагрузку двух cot полуволн неременного тока.

Из построения схем на рис. 7-1 видно, что напряжение сети здесь подведено не непосредственно к нагрузке или выпрямителю, а действует на входе схемы до РЭ. Поэтому целесообразно рассмотреть влияние транзисторного РЭ на изменение формы тока и напряжения на нагрузке. Для этого обратимся к вольт-амперным характеристикам регулирующего транзистора Т\ (РТ) на рис. 7-2.

При неизменном напряжении сети и токе управления /g рабочая точка определяется пересечением нагрузочной линии (кривая /) с выходной характеристикой (кривая 2), соответствующей данному току базы. При изменении коллекторного напряжения от нуля до е--ах линия нагрузки перемещается параллельно самой себе вдоль оси вначале по участку Оа с малым внутренним сопротивлением, а затем по участку об с большим внутренним сопротивлением. На участке Оа почти все напряжение прикладывается к нагрузке, а на участке об приращение напряжения Д^к:э~ кэтад: кэ падает на РТ.

Ввиду нелинейности внутреннего сопротивления РТ кривые напряжения и тока на его коллекторе и на нагрузке отличаются от синусоидальной формы, так как имеют небольшое уплощение верхней части синусоиды. Нетрудно заметить, что уплощение амплитуды зависит

от угла наклона вольт-амперных характеристик регулирующего транзистора. При использовании в РЭ двойного или тройного составного транзистора вольт-амперные характеристики транзистора (кривая 3) практически не вызывают искажения формы тока и напряжения, т. е. имеем:

С уменьшением угла наклона вольт-амперных характеристик транзистора к оси абсцисс (кривая 2) увеличивается уплощение верхней части синусоиды, приближая ее форму к полуокружности с коэффициентом

Если вольт-амперные характеристики параллельны оси абсцисс (кривая 4), то происходит усечение верхней части синусоиды и максимальный коэффициент формы при л/З равен:

Из выражений (7-1) и (7-2) видно, что искажения формы кривой питающего напряжения не превышают 5-7%. Наибольшая величина нелинейных искажений позволяет уравнение цепи регулирования для действующего значения напряжений записать в виде

U,==Up + Un. (7-4)

Схемы стабилизации без силового трансформатора (рис. 7-1) позволяют уменьшить массу и габариты. Применяются они в устройствах с электропитанием от однофазной сети, где допускается гальваническая связь между нагрузкой и источником энергии.

б) Схемы с регулирующим трансформатором

Для гальванического разделения выходных цепей стабилизатора от источника энергии используются стабилизирующие устройства с регулирующим трансформатором Тр2, включаемым последовательно с первичной обмоткой трансформатора Tpi (рис. 7-3). Принцип регулирования напряжения на первичной обмотке трансфор-126

матора Tpz основан на изменении сопротивления нагрузки его вторичной обмотки. Для этого вторичная обмотка Тр2 через коммутирующие диоды нагружена на транзистор Ti. С изменением сопротивления нагрузки вторичной обмотки изменяется регулирующее сопротивление, приведенное к первичной обмотке регулирующего трансформатора Тр2.

Рис. 7-3. Однофазная (а) и трехфазная (б) схемы стабилизации напряжения с регулирующим трансформатором.

Минимальное напряжение на зажимах первичной обмотки регулирующего трансформатора выбирается из условия

UiTpzmin (0,050,1) и о. (7-5)

Тогда напряжение на силовом трансформаторе Tpi при минимальном напряжении сети Ucmin будет равно:

(7-6)

где - коэффициент, учитывающий форму кривой напряжения.

Максимальное напряжение на первичной обмотке трансформатора Грг, которое является основным параметром при его расчете, определяется выражением

и 1Тр2иг(1Ж= и стах- U iTpl-А U iTpl, (7-7)

где Af/iTpi - величина, характеризующая падение напряжения на трансформаторе Tpi при сбросе тока нагрузки /н.

Для расчета вторичной обмотки трансформатора Тр2 необходимо выбрать транзистор, который будет оконечным каскадом усилителя. С учетом рабочего напряжения (тока) выбранного транзистора 7j определяется коэф-