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