Дифференциальный усилитель на биполярных транзисторах. Операционный усилитель. Схемы усилителей переменного тока на операционных усилителях.
Дифференциальный усилитель-электронный усилитель с двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных напряжений, умноженной на константу.
Применяется в случаях, когда необходимо выделить небольшую разность напряжений на фоне значительной синфазной составляющей.
Операционный усилитель- модульный многоканальный усилитель с дифференциальным входом и единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления и по своим характеристикам приближающийся к идеальному усилителю.
Инвертирующий усилитель. Наиболее популярная и часто встречающаяся схема усилителя на ОУ. Входной сигнал подается на инвертирующий вход, а неинвертирующий вход подключается к общему проводу.
Коэффициент усиления определяется соотношением резисторов R1 и R2 и считается по формуле: K= - R2/R1
Неинвертирующий усилитель.-основное отличие от инвертирующего усилителя заключается в повышенном входном сопротивлении. K= 1 +R2/R1
Основные зависимости и характеристики однофазного неуправляемого однополупериодного выпрямителя. Принципиальная электрическая схема. Диаграммы токов и напряжений при работе на активную нагрузку.
Однофазный неуправляемый однополупериодный выпрямитель -выпрямительное устройство предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока в электрическую энергию постоянного тока.
|
|
|
На интервале времени [ 0 ; T/2] полупроводниковый диод выпрямителя смещен в прямом направлении и напряжение, а следовательно, и ток в нагрузочном резисторе повторяют форму входного сигнала. На интервале [ T/2; T] диод смещен в обратном направлении и напряжение (ток) на нагрузке равно нулю.
Отношение среднего значения выпрямленного напряжения Uн.ср к действующему значению входного переменного напряжения Uвх.д называется коэффициентом выпрямления ( Kвып)
Коэффициент пульсаций –величина, равная отношению амплитуды низшей (основной) гармоники пульсаций к среднему значению выпрямленного напряжения. (Kп =Uпульс.max01/Uн.ср) Однополупериодное выпрямление имеет низкую эффективность из-за высокой пульсации выпрямленного напряжения. Для снижения уровня пульсаций на выходе выпрямителя включаются разнообразные индуктивно-емкостные фильтры. Наличие конденсаторов и индуктивностей в цепи нагрузки оказывает значительное влияние на работу выпрямителя. В маломощных выпрямителях обычно применяют простейший емкостный фильтр, который представляет собой конденсатор, включенный параллельно нагрузке. Обычно, емкость конденсатора фильтра выбирают такой, чтобы его реактивное сопротивление было намного меньше сопротивления нагрузки. В этом случае пульсации напряжения на нагрузке малы и допустимо предполагать, что это напряжение постоянно.
|
|
|
Еще один отрицательный аспект однополупериодного выпрямления связан с неэффективным использованием силового трансформатора, с которого берется переменное напряжение. Это обусловлено тем, что в токе вторичной обмотки трансформатора существует постоянная составляющая, равная среднему значению выпрямленного тока. Такая составляющая не трансформируется.
Максимальное обратное напряжение на диоде: Uобр. max = Uвх. max.
Дополнительный минус однополупериодного выпрямления состоит в наличии участка стабильного тока, что также снижает эффективность использования трансформатора по мощности. Максимальный коэффициент использования трансформатора по мощности для такой схемы не превышает Kтр. P = 0,48(примерно).
Среднее значение напряжения на нагрузочном резисторе равно: Uн. ср = Uвх. max / Пи.
Среднее значение тока нагрузки равно: I н. ср = I max / Пи.
Действующее значение тока нагрузки: Iн. д= Imax / 2.
Среднее значение выпрямленного напряжения: Uср = 0,45 Uвх
Действующее значение входного напряжения: Uвх = 2,22Uср
|
|
|
Среднее значение выпрямленного тока: Iср = 0,45 Uвх/ Rн
Действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора: I2= 1,57 Iср
Основные зависимости и характеристики однофазного неуправляемого двухполупериодного выпрямителя со средним выводом трансформатора. Принципиальная электрическая схема. Диаграммы токов и напряжений при работе на активную нагрузку.
Пунктиром показано напряжение на входе второго диода. Как видно из графиков, во время первого полупериода первый диод открыт и на нагрузке создается падение напряжения. Во время второго полупериода первый диод закрывается, поскольку оказывается включенным в обратном направлении, а второй, наоборот, открывается и на нагрузке снова выделяется положительная полуволна. На схеме плюсами и минусами обозначено действие полуволн переменного тока.
Для такой схемы характерны следующие параметры:
Среднее значение выпрямленного напряжения- Uср = 0.9Uвх ;
Действующее значение входного напряжения- Uвх = 1.11Uср;
Среднее значение выпрямленного тока- Iср = 0.9Uвх/Rн;
|
|
|
Действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора-I2 = 0.78 Iср;
Коэффициент пульсаций: P = 0,67 –величина, равная отношению амплитуды низшей (основной) гармоники пульсаций к среднему значению выпрямленного напряжения. (Kп =Uпульс.max01/Uн.ср)
Достоинства: удвоенные значения Uср и Iср, вдвое меньший коэффициент пульсаций по сравнению с однополупериодной схемой.
Недостатки: наличие трансформатора с двумя симметричными обмотками (что увеличивает его массогабаритные показатели). К тому же на диодах удвоенное обратное напряжение.
Основные зависимости и характеристики однофазного неуправляемого двухполупериодного выпрямителя по мостовой схеме. Принципиальная электрическая схема. Диаграммы токов и напряжений при работе на активную нагрузку.
Состоит из трансформатора и четырех диодов, подключенных к вторичной обмотке трансформатора по мостовой схеме
Для такой схемы характерны следующие параметры:
Среднее значение выпрямленного напряжения- Uср = 0.9Uвх ;
Действующее значение входного напряжения- Uвх = 1.11Uср;
Среднее значение выпрямленного тока- Iср = 0.9Uвх/Rн;
Действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора-I2 = 0.78 Iср;
Коэффициент пульсаций: P = 0,67 –величина, равная отношению амплитуды низшей (основной) гармоники пульсаций к среднему значению выпрямленного напряжения. (Kп =Uпульс.max01/Uн.ср
Положительная полуволна (с верхнего вывода трансформатора) проходит через диод VD2, затем через нагрузку, затем через VD3 ко второму выводу трансформатора. При смене направления тока работают диоды VD4, VD1. Недостаткомсхемы считается удвоенное число диодов.
Основные зависимости и характеристики трёхфазного неуправляемого выпрямителя по нулевой схеме. Принципиальная электрическая схема. Диаграммы токов и напряжений при работе на активную нагрузку.
Каждая фаза смещена относительно другой на угол 120°. На нагрузке работает та фаза, у которой больше значение положительной полуволны в данный момент времени. В схеме диоды используются в течении 1/3 периода. При этом необходимо наличие средней точки. Среднее значение выпрямленного напряжения Uср = 1.17Uвх, обратное напряжение Uобр.max = 2.1Uср, коэффициент пульсаций 0.25 –величина, равная отношению амплитуды низшей (основной) гармоники пульсаций к среднему значению выпрямленного напряжения. (Kп =Uпульс.max01/Uн.ср)
Напряжение на выходе выпрямителя в любой момент времени равно напряжению той фазы, в которой диод открыт. Частота пульсаций в трехфазном выпрямителе в три раза выше частоты питающей сети. каждая фаза работает один раз за период в течение трети периода. Ток в работающей фазе равен току нагрузки. Обратное напряжение на закрытых диодах равно линейному. Максимальное обратное напряжение в 2.09 раза превышает постоянную составляющую выпрямленного напряжения.
Основные зависимости и характеристики трёхфазного неуправляемого выпрямителя по мостовой схеме. Принципиальная электрическая схема. Диаграммы токов и напряжений при работе на активную нагрузку.
Трехфазная мостовая схема содержит трехфазный трансформатор, шесть диодов и нагрузку. Диоды в схеме объединены в две группы: анодную – с объединенными анодами и катодную – с объединенными катодами.
Первичная и вторичная обмотки трансформатора могут быть соединены либо в звезду, либо в треугольник. В каждый момент времени в схеме Ларионова работают два вентиля: один из катодной группы и один из анодной. В катодной группе ток проводит тот вентиль, анодное напряжение которого является в данный момент наибольшим. В анодной группе ток проводит вентиль, имеющий наибольшее отрицательное напряжение на катоде. Положительные полуволны синусоиды выпрямляются диодами катодной группы, а отрицательные полуволны выпрямляются диодами анодной группы. В результате к нагрузке приложена сумма выпрямленных напряжений анодной и катодной групп. Мгновенные значения напряжений этой суммы представляет собой разность фазных напряжений вторичной обмотки, т. е. линейное напряжение чередующихся фаз вторичной обмотки. Длительность протекания тока через диод составляет 1/3 периода.
Достоинства:
1 Низкая избыточная мощность трансформатора
2 Малый коэффициент пульсации
3 Невысокие обратные напряжения
Среднее значение выпрямленного напряжения: Uср = 2.34Uвх
Обратное макс. Напряжение: Uобр.max = 1.05Uср
коэффициент пульсаций p = 0.057 –величина, равная отношению амплитуды низшей (основной) гармоники пульсаций к среднему значению выпрямленного напряжения. (Kп =Uпульс.max01/Uн.ср.)
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 611; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!