Принцип действия стабилизатора с широтно-импуль-сной модуляцией заключается в следующем: постоянное напряжение [/вх от выпрямителя или от аккумуляторной батареи подается на регулирующий транзистор, а затех! через фильтр на выход стабилизатора.

Выходное напряжение стабилизатора сравнивается с опорным напряжением, а затем сигнал разности подается на вход устройства, преобразующего сигнал постоянного тока в импульсы с определенной длительностью. Длительность импульсов изменяется пропорционально сигналу разности опорного и измеряемого напряжений. С устройства, преобразующего постоянный ток в импульсы, си№ал поступает на регулирующий транзистор.

Регулирующий транзистор периодически переключается, и поскольку среднее значение напряжения на выходе фильтра зависит от соотношения между временем нахождения транзистора в открытом и закрытом состояниях, среднее значение выходного напряжения возвращается к первоначальному значению.

В стабилизаторах с ЧИМ при изменении сигнала на выходе импульсного элемента изменяется длительность паузы, а длительность импульса остается неизменной. Принцип действия таких стабилизаторов аналогичен принципу действия стабилизаторов с ШИМ. Изменение выходного напряжения стабилизатора вызывает изменение паузы, что приводит к изменению частоты импульсов и среднее значение выходного напряжения остается неизменным.

Принцип действия релейных или двухпозиционных стабилизаторов несколько отличается от принципа действия стабилизаторов с широтно-импульсной модуляцией. В релейных стабилизаторах в качестве импульсного элемента применяется триггер, который в свою очередь управляет регулирующим транзистором. При подаче постоянного напряжения на вход стабилизатора в первый момент регулирующий транзистор открыт и напряжение на выходе стабилизатора увеличивается. Соответственно растет сигнал на выходе схемы сравнения. При определенном значении выходного напряжения сигнал на выходе схемы сравнения станет достаточным для срабатывания триггера. Триггер срабатывает и закрывает регулирующий транзистор. Напряжение на выходе стабилизатора начинает уменьшаться, что вызывает уменьшение сигнала на выходе схемы сравнения. При определенном

значенпи сигнала на выходе схемы сравнения триггер вновь срабатывает и открывает регулирующий транзистор Напряжение на выходе стабилизатора начинает увеличиваться. Выходное напряжение будет увеличиваться до тех пор, пока триггер вновь не закроет регулирующий транзистор. Таким образом процесс будет повторяться. Изменение входного напряжения илн тока нагрузки стабилизатора приведет к изменению времени открытого состояния регулирующего транзистора и к изменению его частоты переключения, а среднее значение выходного напряжения будет поддерживаться неизменным с определенной степенью точности.

Отличие стабилизаторов заключается в следующем: в стабилизаторах с ШИМ частота переключения регулирующего транзистора постоянна, в стабилизаторах с ЧИМ и релейных частота зависит от тока нагрузки и выходного напряжения; пульсация выходного напряжения в стабилизаторах с ШИМ и ЧИМ принципиально может быть равна нулю, так как импульсный элемент управляется постоянной составлякэщей сигнала схемы управления, пульсация на выходе релейных .стабилизаторов принципиально не может быть равна нулю, так как периодическое переключение триггера возможно только при периодическом изменении выходного напряжения.

Одним из основных недостатков стабилизаторов с ШИМ и ЧИМ по сравнению с релейными является их меньшее быстродействие.

Как указывалось ранее, силовая часть импульсных стабилизаторов состоит либо из RC-, либо из LC-фильтров.

Стабилизаторы с /?С-фильтром находят ограниченное применение из-за повышенного уровня пульсации на выходе и низкого КПД.

Коэффициент полезного действия импульсных стабилизаторов с У?С-фильтром практически такой же, как и у стабилизаторов с непрерывным регулированием. Основным достоинством стабилизаторов с /?С-фильтром является то, что на регулирующем транзисторе рассеивается небольшая мощность, что дает возможность использовать радиаторы меньших размеров и обеспечить ббльший выходной ток стабилизатора.

С точки зрения обеспечения высокого КПД в схемах импульсных стабилизаторов в большинстве случаев ис-

пользуются LC-фильтры.

Силовая часть импульсных стабилизаторов вне зав1 = симости от их типа состоит из регулирующего транзнст ра Гь дросселя Др емкости Сн и коммутирующего дис-да Дг (рис. 5.29). На вход регулирующего транзистор, от импульсного элемента поступают управляющие и/, пульсы.

Рассмотрим процесс переключения силового регули рующего транзистора Ti и коммутирующего диода Д

Рис. 5.29. Схема силовой части импульсного стабилизатора.

Hlmin I, %/ma.itl

Рис. 5.30. Графики токов и иа- Цг, I пряжений транзистора и диода, работающих в ключевом режиме.

is ts i? fa

(рис. 5.30). В момент ti в цепь базы закрытого транзистора Т\ подан импульс тока, достаточный для его насы щения. Рабочая точка транзистора перемещается из области отсечки в область насыщения за время -ti = = /вкл, которое зависит от тока базы (А/бю ) и часто! ных свойств транзистора. Исходя из постоянства тока дросселе Дрх ток диода Дг гд2 на интервале ti<Ct<:l уменьшается, напряжение на еще не закрывшемся диод* Дг мало, а к транзистору приложено напряжение, равное входному Lbx. Так как обратное сопротивление диода Л восстанавливается не мгновенно, возможен выброс кол лекторного тока на значение, не превышаюихС А/вю /i2i3i (Й21Э1 -статический коэффициент передачи тока транзистора Т\). В интервале восстановления дио