Амплитуда первой гармоники выходного напряжения U = --- У - 4- (л - ее) sin 2а + sinа.

Улучшения формы кривой выходного напряжения регулятора и увеличения коэффициента мощности можно достичь при ступенчатом регулировании переменного напряжения (рис. 32). Исполнительный орган в это.м случае выполняется на трансформаторе или автотрансформаторе с отводами, которые коммутируются ключевыми элементами (тиристорами, магнитными усилителями и пр.). В схеме на рнс. 32 при положительной полярности напряжения сети на интервале м/ = 0 ... а (см. рис. 29,8) открыт лишь тиристор Дг, через который и протекает ток нагрузки. Коэффициент трансформации в этом случае равен n\ = w2/w\. В момент времени Ы = а под действием сигнала схемы управления СУ открывается тиристор Д1 и коэффициент трансформации становится равным «2 = = WslWi, а тиристор Дз закрывается. Поскольку обычно выбирают п2>пх, то выходное напряжение возрастает. Среднее значение выходного напряжения (см. рис. 29, s)

a действующее значение

гаах с ~ /

"1 1/ (а.-У2л

-г л.

При ступенчатом регулировании в кривой выхрдного напряжения содержится существенно меньше высших гармоник, чем в кривой напряжения на рис. 29,6.

12. Стабилизаторы напряжения переменного тока

Для стабилизации напряжения переменного тока широко используются как параметрические, так и компенсационные стабилизаторы. Параметрические стабилизаторы напряжения являются более простыми, надежными в зрхплуатации и, кроме того, дешевыми устройствами вторичного электропитания. Принцип их действия основан на использовании нелинейности вольт-амперной характеристики какого-либо элемента или устройства.

В радиолюбительской практике находят применение маломощные параметрические стабилизаторы напряжения переменного тока на кремниевых стабилитронах.

Простейшая схема подобного стабилизатора напряжения приведена на рис. 33, а. К выходу вторичной обмотки Шг трансформатора Тр подключена цепь, состоящая из балластного сопротивления . Ябл и встречно включенных стабилитронов Д,, Дг. Напряжение со стабилитронов поступает на нагрузку Rn. В качестве сопротивления Rtn может быть использован не только активный резистор, но и реактивное сопротивление с индуктивным или емкостным харак-

г1 3« 67

тером. Временные диаграммы напряжений для этой схемы приведены на рис. 34. Каждая полуволна переменного напряжения синусоидальной формы ограничивается стабилитронами на ypoBiie UcT+U"np или [/"cT + f/np, причем

где Unp, U"np - соответственно падение напряжения на стабилитронах Д] и Дг в прямом направлении; [/ст. "ст - напряжения стабилизации Дг и Дг.

Рис. 33, Схемы параметрических стабилизаторов напряжения перемситюго тока с Кре.мниевыл1и стайилитронами

При изменении напряжения электросети амплитудное значение напряжения нагрузки остается неизменным, а действующее значение несколько изменяется за счет изменения его площади. Форма напряжения на выходе стабилизатора сильно искажена (напоминает трапецию). Коэффициент стабилизации такой схемы невысок (порядка 5). Его можно существенно повысить, если последовательно с нагрузкой включить компенсирующую обмотку Шк.о (см. рис. 33,6), у которой ЭДС изменяется пропорционально изменению входного напряжения и направлена встречно этому изменению. Напряжение компенсирующей обмотки w,, обеспечивающее постоянство выходного напряжения при условии, что f/cT>

At/a

где [Угд - действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора fp\ AU - абсолютное изменение этого напряжения,

Амплитуда переменного тока, протекающего через стабилитроны.

ст.и -

Ут2 - Уст

где б-тг - амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке W2 трансформатора.

Рис. 34. Временные диаграммы напряжений в схе.ме параметрического стабилизатора .напряжения леременного тока

Рис. 35. Схема и вольт-амперные характеристикн параметрического стабилизатора напряжения с дроссельным магнитным устройством

Недостаток схем (см. рис. 33, а, б) заключается в том, что из-за возможного разброса напряжений стабилизации встречио-включен-ных стабилитронов в нагрузке и обмотках трансформатора может появиться постоянная составляющая тока. Это приводит к подмаг-ничиваиию магнитопровода трансформатора, следствием которого являются искажение формы кривой напряжения и уменьшение • КПД стабилизатора.

В мостовой схеме параметрического стабилизатора напряжения переменного тока (см. рис. 33, s) кремниевый стабилитрон Дб включен в диагональ моста по постоянному току, а в другую диагональ включена нагрузка н- При выполнении условия t/cT»C/„p разброс параметров диодов мостовой схемы практически не ска-.зывается на симметрии полуволн выходного напряжения. Дополнительными преимуществами схемы являются хорошая температур-