Sursa de Tensiune Continuă în Comutație cu Revenire

Cuvinte cheie: stabilizator de tensiune continuă, punte redresoare, curent alternativ, circuit alternativ, frecvenţa.

Rezumat lucrare:

În aceast proiect mi-am propus studierea unor surse de tensiune continuă în comutaţie cu revenire făcând o scurtă prezentare teoretică, dar mai ales am pus accentul pe contribuţia la înfăptuirea programului de modernizare şi ridicare a nivelului tehnico-ştiinţific şi calitativ al industriei româneşti.

În proiect sunt prezentate modele de stabilizatoare şi scheme, fiind folosite pe fundalul unei intelegeri temeinice a notiunilor care se pun în evidenţa în acest caz.

S-a mai urmărit scoaterea în evidenţa a procesului de optimizare a stabilizatoarelor de tensiune în comutaţie, astfel facându-ne să înţelegem importanţa studierii electrotehnicii în viaţa de zi cu zi.

I. INTRODUCERE

Funcţionarea normală şi corectă a oricărui aparat electronic necesita alimentarea acestuia la surse de tensiune la care variaţiile tensiunii de alimentare sa nu depăşească anumite limite, dependente de performanţele aparatului. Sursa principală de energie folosită pentru alimentarea aparaturii electronce o reprezintă reţeaua de curent alternativ, conversia acesteia în curent continuu realizându-se cu ajutorul sistemelor de redresare.

Un stabilizator de tensiune continuă este un ansamblu electronic care menţine tensiunea de ieşire în limite foarte restrânse, la variaţii mari al tensiuni de alimentare, a curentului de sarcină sau a temperaturii mediului ambiant.

Stabilizarea unei tensiuni continue se poate realiza fie „înainte de redresor”, menţinând constantă tensiunea alternativă de alimentare, fie „după redresor”, intercalând între acesta şi sarcină un subansamblu denumit stabilizator de tensiune continuă., capabil să menţină între anumite limite tensiunea constantă.

Aceste stabilizatoare, în funcţie de modul de comandă a elementului de putere, se

împart astfel:

- stabilizatoare cu acţiune continuă (stabilizatoare liniare);

- stabilizatoare cu acţiune discontinuă (stabilizatoare în comutaţie);

Sistemele de alimentare cu tensiune continuă bazate pe principiul stabilizării liniare au început să se dovedească nepotrivite pentru un echipament electronic care necesita volum si greutate cât mai mici.

Datorită progreselor obţinute în domeniul semiconductoarelor de putere, de comutaţie, realizarea unor circuite magnetice capabile să funcţioneze la frecvenţe mari şi cu pierderi mici, au creat posibilitatea proiectării şi realizării unor stabilizatoare de tensiune în comutaţie care să satisfacă cerinţele impuse de greutate, randament şi cost.

În funcţie de cerinţele impuse tensiunilor şi curenţilor pe care trebuie să-i livreze,

stabilizatoarele în comutaţie se realizează în două variante:

a) fără circuit de reacţie;

b) cu circuit de reacţie.

II. SCHEMA BLOC A UNUI STABILIZATOR DE TENSIUNE ÎN COMUTAŢIE

Tensiunea alternativă a reţelei este redresată de obicei, printr-o punte redresoare.

Tensiunea redresată este filtrată corespunzător până se asigură nivelul pulsaţiilor admis de celelalte părţi componente pentru funcţionarea corectă a acestora.

Fig.1: Schema bloc a unui stabilizator de tensiune continuă în comutaţie

Tensiunea continuă alimentează elementul de comutaţie (de exemplu: tranzistor de putere, tiristor, etc.), care la rândul său este comandat de un semnal rectangular de mare frecvenţă. Tensiunea de formă dreptunghiulară se aplică unui transformator de putere, în secundarul căruia se obţine o tensiune de aceeaşi formă ca în circuitul primar cu amplitudine determinată de raportul de transformare. Tramsformatorul mai îndeplineşte şi rolul de element izolator între circuitele conectate la reţeaua de curent alternativ şi consumator. Tensiunea alternativă, de formă rectangulară, este în continuare redresată şi filtrată şi constituie tensiunea de ieşire a stabilizatorului.

Pentru ca tensiunea să rămână constantă chiar dacă tensiunea reţelei se modifică sau chiar dacă circuitul de sarcină îşi modifică valoarea, un eşantion din tensiunea de ieşire este preluat de circuitul de comandă şi control. Acest bloc are rolul de a compara tensiunea de reacţie cu o tensiune de prescriere şi să ajusteze pe baza rezultatului comparării durata de conducţie a elementului de comutare.

Întrucât elementul de comutare se află într-una din cele două stări distincte, conducţie, respectiv blocare, tensiunea rezultată va avea un important conţinut de armonici superioare. Ele pot perturba alte echipamente aflate în apropierea stabilizatorului sau se pot propaga în reţeaua de alimentare. Pentru a împiedica pătrunderea în reţea a tensiunilor perturbatoare la intrarea stabilizatorului este obligatorie folosirea unui filtru (filtru de radiofrecvenţă).

Stabilizatorul mai posedă circuite de protecţie care să-i asigure funcţionarea corecta în situaţii când curentul de sarcină depăşeşte o anumită limită, precum şi în cazul apariţiei unor supratensiuni accidentale.