Kuchlanish stabilizatori nima va u qanday ishlaydi?

Impulsli kuchlanish stablizatori
Uzluksiz ta’sirlashuvchi kompensatsion kuchlanish sablizatorining eng asosiy kamchiligi foydali ish koeffisiyentining kamligi bo‘lib, 60% dan oshmaydi. Bundan tashqari qurilmaning geometrik o‘lchamlari va og‘irligi katta bo‘ladi. Boshqaruv elementining (tranzistorning) ishini impulsli rejimga o‘tkazish bilan foydali ish koeffisiyentini 80% ga yetkazish olchamlari va massalarini kamaytirish mumkin, chunki impulsli rejimda boshqaruv elementidan kam quvvat sochilishi sababli katta massiv sovutgichlar (radiatorlar) talab qilinmaydi. Impulsli kuchlanish stablizatorining ishlash tamoyillarini tushuntirish imkonini beruvchi tarkibiy tuzilish sxemasi quyidagi 5.21-rasmda tasvirlangan. Sxemada yuklanish silliqlovchi F filtr va kalitli rejimda ishlavchi BE boshqaruv elementi bilan ketma-ket holda kirish kuchlanishi manbaiga ulangan. Yuklanishdagi chiqish kuchlanishi etalon UT tayanch kuchlanisi bilan TS taqqoslash sxemasida taqqoslanadi. Taqqoslashda yuzaga kelgan Ur kuchlanish farqi BS boshqaruv sxemasiga ta’sir qiladi va u kalitli boshqaruv elementini qisqa ulash hamda uzuvchi impulslarni ishlab chiqaradi. Natijada F filtr kirishida shakli 5.21- b, rasmda tasvirlangan impusli kuchlanish hosil bo‘ladi. Bu Ufo kuchlanishning o‘rtacha qiymati kalitl BE ining tq.u qisqa ulanish va tuz uzilish vaqtiga bog‘liq bo‘lib,

ifoda bilan aniqlanadi, bunda T  Tq.u  Tuz va f kalit rejimida ishlovchi BE boshqaruv elementining qayta ulanish davri va chstotasi, Q = T / t q.m impulslar kema-ketligining chuqurligi.

5.21- rasm. a) Impulsli kuchlanish stablizatori tarkibiy tuzilish sxemasi, b) filtrdagi impuslar vaqt diagrammasi.
Stablitronning chiqish kuchlanishi deyarli o‘zgarishsiz bo‘lishini ta’minlash uachun, Ufo kuchlanishni rostlash talab qilinadi, bu esa o‘z navbatida tq.u va f ko‘rsatkichlarni tanlash bilan amalga oshirilishi mumkin. Qisqa ulanish tq.u vaqti va f chastotani o‘zgartirishni BE vositasida kirish kuchlanishni modulyatsiyalash deb qarash mumlin. Kirish kuchlanishini modulyatsiyalashning uch xil usuli mavjud.

5.22-rasm. a) Keng implusli modulatsiya asosida ishlovchi impulsli stablizator tarkibiy tuzilish sxemasi b) ishga tushuruvchi impluslar vaqt diagrammalari.
Keng impusli moduyatsiya (KIM), bunda tq,u boshqaruv impusining davomiyligi o‘zgaradi, ularning takrorlanish f chastotasi (kalitli elementning qayta ulanish chastotasi) o‘zgarmas bo‘ladi. Chastota impulsli modulyatsiya (CHIM), bu jarayonda boshqaruv impuslarining chastotasi o‘zgaradi, davomiyligi esa o‘zgarmaydi. Keng - chastotali modulyatsiya bunda chastota va davomiylik o‘zgaruvchan kattalikdir. Impulsli stablizatorlarda keng impulsli moduyatsiya ko‘p qo‘llaniladi. Keng impulsli moduyatsiya bilan ishlovchi stablitronlarda BS boshqaruv sxemasi sifatida doimiy chastotali to‘g‘ri burchakli IG impulslar generatorlaridan foydalaniladi. TS taqqoslash sxemasi chiqishidagi signal farqi generator ishlab chiqarayotgan impuls davomiyligini bildiradi. Sxemasi 5.22-rasmda tasvirlangan keng impulsli modulyatsiya bilan ishlovchi stablizatorda (KK) kuchlanish komparatori qo‘llangan bo‘lib, komparator kirishlaridan biriga Uch chiqish kuchlanishi ikkinchi kirishiga esa chiziqli o‘zgaruvchi kuchlanishlar generatoridan (CHO‘KG) Ug arrasimon kuchlanish beriladi. Kirishlarga berilayotgan kuchlanishlar tenglashganda (5.22-b, rasm) komparator to‘g‘ri burchakli impulslarni ishlab chiqaradi va bu impulslar ta’sirida BE boshqaruv elementi (kalitni BE F YuK ChUKG 135 ochib yoki yopib turadi.) chiqish kuchlanishi nominal qiymatdan o‘zgarganda komparatorning ishga tushish vaqti o‘zgaradi, ya’ni BE boshqaruv elementi kirishidagi impuls davomiyligi o‘zgaradi, bu esa Uch chiqish kuchlanishini nominal holatga qaytaradi. Stablizatorning ishlash jarayoni 5.22-b, rasmda tasvirlangan. Boshqaruv elementining chiqishidagi Uch kuchlanish impulslar ketmaketligidan iborat bo‘lgani uchun impulsli stablizatorning asosiy elementlaridan biri bu yuqori darajadagi silliqlash koeffisiyentiga ega bo‘lgan silliqlovchoi filtrdir (5.23-rasm). Odatda G shakldagi LC filtrlardan foydalaniladi.

5.23-rasm. a) G shaklidagi LC filtrli impulsli stablizator sxemasi b) kirishchiqish kuchlanishlarining vaqt diagrammalari.
Silliqlovchi LC elementlardan iborat bo‘lgan G shakldagi filtr ish jarayonining vaqt diagrammalari 5.23-b, rasmda tasvirlangan. Faraz qilaylik t=0 vaqt momentida boshqariluvchi tranzistor va induktiv g‘altak orqali o‘tayogan tok

chiziqli qonun bilan o‘zgarayotgan bo‘lsin, bunda iL(0)- tranzistor ochilgan momentdagi g‘altak orqali o‘tayotgan tok. Tranzistor t=t1 momenda yopiladi (kalit uzuladi). G‘altak orqali o‘tayotgan iL=(t1) tok ochiq diod orqali o‘tib chiziqli kamayadi.

Shudan so‘ng t2 vaqt davomida kalit yana ulanadi (tranzistor ochiladi) iL tok chiziqli ortadi va shu tariqa jarayon davom etadi. Stablizatorning iL(t2)>0 holdagi ishiga uzluksiz tok rejimi deyiladi. Bu holda induktiv g‘altak orqali o‘tayotgan tok pulsatsiyalari ifodasini

ko‘rinishda yozish mumkin.
O‘rnatilgan ish rejimida induktiv g‘altak va yuklanish orqali o‘tayotgan toklarning o‘rtacha qiymatlarini teng deb hisoblab ΔUch chiqish kuchlanishi pulsatsiyasini aniqlaymiz. Kondensator orqali o‘tayotgan tokning o‘rtacha qiymati nolga teng bo‘lganligidan undagi kuchlanishning o‘zgarishi (chiqish kuchlanishi pulsatsiyasi) iL tok pulsatsiyasi bilan aniqlanadi. G‘altakning iL toki IL0 tok o‘rtacha qiymatidan katta bolganda Uc kondensator kuchlanishi kamayadi. Shunday qilib, undagi induktiv g‘altak kondensator zanjirlaridagi zaryad balansini

ko‘rinishda yozish mumkin, bunda T-tranzistorli kalitining qayta ulanish davri, ΔiL /2 kondensator orqali T/2 vaqtda o‘tgan tokning o‘rtacha qiymati, 2ΔUch – kondensatordagi kuchlanishning T/2 vaqtdagi o‘zgarishi.
Yuqoridagi (5.60) ifodani (5.61) ga qo‘yib, bir qadar o‘zgartirishlardan so‘ng

ifodaga ega bo‘lamiz.
Oxirgi (5.62) ifodadan ko‘rinadiki, chiqish kuchlanishining pulsatsiyalarini kamaytirish uchun f boshqarish chastotasini oshirish lozim. Biroq chastotaning ortishi tranzistor va indutiv g‘altakda quvvat yo‘qotilishini yuzaga keltiradi va natijada foydali ish koeffisiyenti kamayadi. Odatda impulsli kuchlanish stablizatorlarida boshqaruv chastotasi 2-50 kHz oralig‘ida tanlanadi.