Przygotował :

Piotr Gorczyca 
4t2

 

 

Prostownikiem

 nazywamy urządzenia, które prostuje prąd 

przemienny, tzn. zmienia go na prąd jednokierunkowy. 
Prostowniki zawierają takie elementy prostownicze, jak : diody 
i tyrystory

Parametry prostowników :

•Sprawność napięciowa – stosunek napięcia wyjściowego do 
napięcia wejściowego prostownika

•Sprawność energetyczna – stosunek mocy wydzielanej w 
obciążeniu do mocy źródła

•Współczynnik tętnień – stosunek wartości skutecznej 
składowej zmiennej napięcia wyjściowego do wartości 
składowej stałej napięcia na wyjściu prostownika

•Rezystancja wyjściowa
•Współczynnik kształtu – k1 - stosunek wartości składowej 
stałej napięcia wyjściowego do jego wartości szczytowej , k2 - 
stosunek wartości skutecznej napięcia wyjściowego do jego 
wartości szczytowej

•Maksymalne napięcie wsteczne

 

 

Najprostszy jest prostownik jednopołówkoty . Dioda d przewodzi 
tylko dodatnie połówki napięcia przemiennego u . Wadą takiego 
prostownika jest to, że przez uzwojenie wtórne transformatora 
płynie prąd jednokierunkowy oraz że tętnienia napięcia są bardzo 
duże. Prostowniki takie znajdują zastosowanie tylko w układach 
małej mocy.

 

 

Prostownik dwupołówkowy z dwiema diodami wymaga 
zastosowania transformatora z dzielonym uzwojeniem wtórnym 
(uzwojenie z wyprowadzonym środkiem). Dioda D1 przewodzi w 
pierwszej połowie okresu napięcia u, a dioda D2 w drugiej (itd.. 
Na przemian). W układzie tym wprawdzie rdzeń nie jest 
podmagnesowywany prądem stałym, ponieważ prądy płynące 
przez diody mają zwroty przeciwne, ale uzwojenie wtórne nie 
jest w pełni wykorzystane.

 

 

Prostownikiem dwupołówkowym jest również prostownik 
mostkowy, zwany układem Graetza. Uzwojenie wtórne 
transformatora sieciowego jest tu w pełni wykorzystywane, 
ponieważ płynie przez nie prąd  w ciągu całego okresu napięcia 
sieciowego.

 

 

Prostowniki sterowane budowane są w ten sam sposób co nie 
sterowane tyle że zamiast diod prostowniczych stosuje się 
tyrystory. 

Prostowniki tyrystorowe są stosowane w układach zasilających 
wielkiej mocy, w których zmniejszenie napięcia wyjściowego 
odbywa się bez strat na elementach rezystancyjnych. Układ jest 
zasilany napięciem sinusoidalnie zmiennym

 

 

Zasilacz 

jest urządzeniem dostarczającym energii 

elektrycznej układowi elektronicznemu. Energia ta powinna 
mieć określone parametry, tzn. określone napięcie, moc i 
częstotliwość.

Klasyfikacja urządzeń zasilających :

 

 

 

 

Odmianą 

prostowników są powielacze napięcia. Stosujemy je 

przy małych prądach obciążenia (0,1-0,2 A), gdy chcemy uzyskać 
wysokie napięcie stałe prze prostowanie kilkakrotne niższego 
napięcia przemiennego. Źródłem napięcia przemiennego u1, 
może być sieć energetyczna, uzwojenie wtórne transformatora 
sieciowego, lub generator kluczowany. W powielaczach napięcia 
stosuje się kondensatory o jednakowych pojemnościach. 

 

 

Po włączeniu podwajacza napięcia do sieci w czasie trwania 
ujemnej połówki napięcia u1, płynie prąd i1 w obwodzie 
złożonym z diody D1, kondensatora C1 i źródła napięcia u1. 
Prąd ten ładuje kondensator C1 do napięcia Um1, równego 
maksymalnej (szczytowej) wartości napięcia zasilającego (przy 
220V napięcia skutecznego, wartość szczytowa wynosi 311V).

W dodatnim okresie napięcia u1, przez kondensator C1, diodę 
D2, i kondensator C2 płynie prąd i2. Prąd ten ładuje 
kondensator C2 do napięcia 2*Um1 (dwa razy wyższego od 
wartości maksymalnej Um1 napięcia zasilającego ). Przepływ 
prądu i2 jest wymuszony przez sumę napięcia u1 oraz napięcia z 
kondensatora C1.

 

 

Potrajacz napięcia działa w podobny sposób. Składa się on z 
podwajacza, do którego dołączono dodatkową sekcję powielacza 
napięcia złożoną z elementów C3 i D3. Napięcia wyjściowe jest 
sumą napięć zbieranych z kondensatorów C1 i C3, połączonych 
szeregowo. Diody ładujące kondensatory są włączone, że 
napięcia kondensatorów się dodają.  

 

 

Układy prostownicze wytwarzają napięcia stałe z nałożonymi na 
nie tętnieniami. Amplituda tętnień zależy od sposobu 
prostowania, np. w prostowniku dwupołówkowym jednofazowym 
jest duża i wynosi 67% składowej stałej.

Do tłumienia tętnień napięcia wyprostowanego służą obwody RC 
lub LC zwane filtrami pasywnymi i wzmacniacze selektywne RC 
zwane filtrami aktywnymi. Filtry powinny przepuszczać na wyjście 
składową stałą, a jednocześnie blokować składową zmienną, czyli 
tętnienia. Wymagania te spełniają filtry dolnoprzepustowe. 

 

 

W stabilizatorach ciągłych wykorzystuje się charakterystyki 
nieliniowych elementów biernych, takich jak: diody Zenera, 
lampy jarzeniowe, i warystory, albo zasadę ujemnego sprzężenia 
zwrotnego w układach z elementami czynnymi 
(wzmacniaczami), takimi jak: tranzystory lub tyrystory. 
Stabilizatory ciągłe są ogranicznikami wartości napięcia 
stałego. Ich napięcie stabilizowane (wyjściowe) musi być 
mniejsze od najmniejszego napięcia wyjściowego, które wystąpi 
przy najniższym napięciu sieci i największym obciążeniu 
zasilacza. 

W stabilizatorze szeregowym zawór Z (tranzystor), regulujący 
przepływ prądu Io, jest włączonym szeregowo z obciążeniem Ro. 
Natomiast w stabilizatorze równoległym zawór Z bocznikuje 
obciążenie Ro i steruje zmianą prądu Iż. Zawory  mogą być 
tranzystorami lub innymi elementami wzmacniającymi. 

a) Stabilizator 

w układzie 
szeregowy
m

b) Stabilizator 

w układzie 
równoległy
m

 

 

Stany przejściowe wywołane gwałtownymi zmianami 
napięcia U1 lub prądu Io.

 

 

Stabilizatory trójnóżkowe są stabilizatorami szeregowymi 
wysokiej klasy. Produkuje się je jako kompletne układy scalone 
wymagające dołączenia z zewnątrz jedynie kondensatorów 
blokujących. Składają się z kilkudziesięciu tranzystorów, 
rezystorów i diod. Wszystkie elementy są wykonane na płytce 
krzemowej układu scalonego zamkniętego w obudowie 
przypominającej wyglądem zewnętrznym wzmacniacz scalony 
lub tranzystor mocy. Włącza się je między zasilacz a odbiornik, 
dodając na wyjściu jedynie kondensator blokujący. Napięcia 
stabilizacji tworzą typoszereg, np.: 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24 
V; podobnie prądy dopuszczalne, np.: 0,1; 0,5; 1; 2; 3; 5; A, a 
nawet 7,7A. Stabilizatory trójnóżkowe produkuje się na 
napięcia dodatnie (np. seria 78xx) i ujemne (np. seria 79xx)

 

 

Zasilacz ze stabilizacja napięcia +-15V/1A

 

 

Zabezpieczenia prądowe stabilizatorów dzielą się na dwa 

typy 

1. Standardową 

2. Z podcięciem

Zabezpieczenia mają na celu uchronić układy odbiorcze 

przed przepaleniem spowodowanym zbyt dużym 
prądem.

<= 1

2 =>

 

 

Parametry Stabilizatorów :

•Zmienione napięcie wyjściowe – napięcie, na jakie został 
zaprojektowany stabilizator

•Zakres regulacji napięcia wyjściowego
•Zakres zmian napięcia wejściowego – odpowiadający 
poprawnej pracy stabilizatora

•Zakres zmian prądu wyjściowego – zakres prądu wyjściowego 
odpowiadający znamionowemu napięci wyjściowemu 

•Współczynnik stabilizacji S – stosunek zmiany napięcia 
wyjściowego do wywołującej ją zmiany napięcia wejściowego 
(stabilizacja jest tym lepsza, im mniejszy jest współczynnik 
stabilizacji

•Rezystancja wyjściowa – stosunek zmiany napięcia 
wyjściowego do zmiany prądu wyjściowego

•Zakres stabilizacji – zakres poprawnej pracy układu, czyli 
zakres zmian napięcia wejściowego i odpowiadający mu zakres 
zmian napięcia wyjściowego

 

 

Stabilizatory impulsowe napięcia stałego działają na zasadzie 
kluczowanego przełączania przepływu energii ze źródła do 
odbiornika. Składają się one z impulsowej przetwornicy napięcia 
stałego, sterowanej w układzie ujemnego sprzężenia zwrotnego. 
Pośrednikiem w przepływie energii kluczowanej (w przetwornicy 
napięcia) jest cewka lub kondensator. Elementem kluczowanym 
jest tranzystor mocy.

Duża sprawność stabilizatorów impulsowych wynika z 
kluczowania. Tranzystor regulujący pracuje dwustanowo, tzn. 
albo jest zatkany, albo odetkany. Dzięki temu straty mocy 
powstają w nim tylko w chwilach przełączeń i są znacznie 
mniejsze niż przy pracy ciągłej.

 

 

Podstawowy przebieg w 
układzie

 

 

Pompa taka jest przetwornicą napięcia stałego. Jej zasadnicze 
elementy to: klucz elektroniczny K przełączający z 
częstotliwością f, kondensator pośredniczący Cp i kondensator 
magazynujący Co. W położeniu 1 klucza K, kondensator jest 
ładowany prądem I1 do napięcia wejściowego Uin, a w położeniu 
0 – oddaje część ładunki na wyjście.

 

 

 

Przetwornice napięcia stałego DC/DC przetwarzają napięcie 
stałe na jedno lub kilka napięć stałych o wymaganych 
wartościach. Przetwarzane napięcie stałe (DC) jest najpierw 
zamienione na zmienne (w układzie DC/AC), np. przez 
kluczowanie, potem transformowane przez transformator (Tr) i 
prostowane w prostowniku (Pr). Transformator umożliwia 
odizolowania wejścia od wyjścia, co jest wymagane w wielu 
zastosowania zasilacza. 

 

 

Najprostsza przetwornica napięcia 1,5 V/12 V z generatorem 
Hartleya 4 kHz

 

 

Przetwornice napięcia przemiennego przetwarzają napięcie 
stałe na napięcie przemienne. Służą do zasilania jednofazowych 
lub trójfazowych odbiorników prądu przemiennego, np. silników 
indukcyjnych lamp oświetleniowych wyładowawczych 
(świetlówek). Są również elementem niezbędnym zasilaczy 
awaryjnych (UPS).

 

 

Przebiegi (wzorcowy, 
kluczujący i 
wyjściowy)

 

 

 

 

Bibliografia :

1. Urządzenia Elektroniczne – Andrzej J. 

Marusak

2. Podstawy Elektroniki – Barbara i 

Marek Pióro

3. Pracownia Elektroniczna – Leszek 

Grabowski