Импульсный стабилизатор напряжения. Принцип работы

Опубликовано 20.07.2010 Ведущий Валерий Харыбин

Импульсный стабилизатор - регулятор напряжения, работающий в ключевом режиме. (Фото-1)Большую часть времени регулирующий элемент находится либо в режиме отсечки, когда его сопротивление максимально, либо режиме насыщения - с минимальным сопротивлением, а значит, может рассматриваться как ключ. (Фото-2) В импульсном стабилизаторе ток от нестабилизированного внешнего источника подаётся на накопитель короткими импульсами, накопителем, как правило, служит дроссель; (Фото-3)при этом запасается энергия, которая затем высвобождается в нагрузку в виде электрической энергии, но уже с другим напряжением. Стабилизация осуществляется за счёт управления длительностью импульсов и пауз между ними - широтно-импульсной модуляции. (Фото-4) Импульсный стабилизатор, по сравнению с линейным, обладает значительно более высоким КПД.
По соотношению входного и выходного напряжения, импульсные стабилизаторы подразделяются на: понижающие, повышающие, с произвольным изменением напряжения, инвертирующие. По типу ключа - полевой транзистор, (Фото-5)тиристор, биполярный транзистор. А в качестве накопителя - дроссель, аккумулятор или конденсатор.
Один из примеров использования импульсного стабилизатора с дроссельным накопителем, в качестве преобразователя с повышением напряжения.
В этом преобразователе ключ установлен после дросселя. Когда ключ замкнут, ток от источника протекает через дроссель L, ток через него увеличивается, в нём накапливается энергия. При размыкании ключа ток от источника течёт через дроссель L, диод D и нагрузку. Напряжение источника и ЭДС самоиндукции дросселя приложены в одном направлении и складываются на нагрузке. Ток постепенно уменьшается, дроссель отдаёт энергию в нагрузку. Пока ключ замкнут, нагрузка питается напряжением конденсатора C. Диод D не даёт ему разрядиться через ключ.