Кернеуді еселейтін және көбейтетін түзеткіштер

Кернеуді еселейтін және көбейтетін түзеткіштер 
 
Конденсаторы бар тізбек кернеуді көбейтетін сұлбалардың негізі болып табылады. Сұлбада келтірілген кернеуді көбейтетін түзеткіштің жұмыс істеу принципін қарастырайық. Трансформатордың төменгі полюсі оң болған кезде V_D1 диоды арқылы С₁конденсаторы зарядталады. Трансформатордың полюсі өзгерген кезде V_D2 диоды арқылы С₂ конденсаторы зарядталады. С₂ конденсаторының кернеуі С₁конденсатордың кернеуі, қосылған трансформатордың екіншілік орамсымның кернеуі С₂, демек С₂ конденсатордағы кернеу 2U₂ - ге тең. Бүл кернеуді көбейтетін түзеткіштің кемшілігі жүктеме арқылы ағатын токтың аз болуы, жуық шамамен ≈0,1мА дейін. Сонымен қатар оның лүпілдеуінің жоғары болуы кемшілікке жатады. Мұндай кернеу көбейткіштері электронды сәулелі түтікшелерді қоректендіруде пайдаланылады. Жоғарғы кернеу алу үшін мұндай түзеткіштің бірнеше каскадтарын тізбектей жалғайды. 
 
Басқарылатын түзеткіштер 
Басқарылатын түзеткіштерді тұрақты токты резисторлар арқылы реттеуге болады немесе кірісіндегі кернеудің шамасын өзгерту арқылы да реттеуге болады. Оны трансформаторлар, тиристорлар арқылы жүзеге асыруға болады. 
 
Трансформатор немесе автотрансформатор арқылы басқару 
 
Бұл әдіс өте тиімді, себебі басқару барысында қуаттың коэффиценті төмендемейді. Мұндай түзеткіштің сұлбасын салайық. 
 
Автотрансформаторды пайдаланған кезімізде шығыстағы кернеуді бірқалыпты өзгертуге болады. Түзеткішті қалағанымызша баптай аламыз. Ал көп каскадты трансформаторды коммутатор ретінде пайдаланған кезде кернеудің өзгерісі секіріп өзгереді.  
Сонымен қатар коммутатор ретінде дроссельдер және тирсторларды пайдалуға болады. 
 
Дросельдер арқылы басқару 
 
Жұмыс істеу принципі: дроссель басқару сұлбасына біріншілік орамсымына тізбектей жалғанады.иДроссель және трансформатордың орамсымы екеуі кернеу бөлгіш функциясын орындайды. Олардың кедергісі индуктивті кедергі болады. Шығыс кернеу дроссельдің индуктивті кедергісіне тәуелді. Дроссельдің кедергісін тұрақты кернеу арқылы басқаруға болады. Тұрақты кернеу үлкен болған сайын, дроссельдің кедергісі соғұрлым аз болады.  
 
Басқарылатын вентильдер арқылы кернеуді реттеу 
 
Басқарылатын вентильдер арқылы кернеуді реттеу бірнеше әдіс арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Біз біржартылай периодты басқарылатын түзеткіштің сұлбасын қарастырайық. 
 
Қорек көздерінің сүзгілері. 
 
Қорек көздерінің сүзгілері 2 түрге бөлінеді: пассивті RLC элементті сүзгілер және активті RLC элементті сүзгілер. RLC сүзгілер пайдалану кезінде сенімді жұмыс істейді. Бірақ олардың көлемдері массасы қорек көзінің жалпы салмағын арттырады. Ол деген сөз қажеттілігіне байланысты қорек көздеріне әр түрлі көлемдегі конденсаторлар, дроссельдер, сонымен қатар дроссельдердің магнит өрісі қоректендіруші құрылғыға кері әсерін тигізеді. Қазіргі кезде активті сүзгілер электрондық құрылғыларда кеңінен пайдаланылады. Активті кедергіде жоғарыда аталған кемшіліктер болмайды. Активті сүзгілерден элементтер жартылай өткізгішті аспаптардың негізінде жасалынған сүзгілерді айтамыз. Қазіргі кезде активті сүзгісі бар сұлбалар өте сирек кездеседі. Себебі лүпілдеуді тегістеуді активті элементтер негізінде жасалынған тұрақтандырғыштар орындай алады.  
 
Пассивті элементтердің негізгі типтерінің сұлбаларын қарастырайық. 
 
а – сыйымдылықты, б – индуктивті, в – Г тәріздес, г – П тәріздес, д – пробка, е – режекторлар. 
 
 
Диодтың анондындағы кернеу оң болған кезде диод арқылы ток ағып конденсаторды зарядттайды. Кірістегі кернеудің полюсі өзгерген кезде диодтың кедергісі өте жоғары бұл кезде конденсатор бойына жинаған электр энергиясын тізбекке қайта береді. Сыйымдылықты сүзгілерде конденсатордың тез зарядталып ақырын қайта беру қасиеті пайда болады.  
 
Сыйымдылықты сүзгілер жүктеменің кедергісінің шамасы аз болған жағдайда пайдаланған тиімді, ал индуктивті фильтрді керісінше жүктемесін жоғары, кедергісі аз жағдайда индуктивті сүзгілер пайда болады. 
 
Сыйымдылықты сүзгімен салыстырғанда индуктивті сүзгіде ток импульсті емес, үздіксіз ағады, ол түзеткіш диодтардың және трансформатордың жұмыс істеуін жеңілдетеді. Берілген лүпілдеу коэффициентің тегістеу үшін сыйымдылығы тегістеуді қанағаттандыратындай конденсаторды тандап алу керек. Ол конденсатордың сыйымдылығын мына өрнек арқылы анықтауға болады: 
 
Бұл жазылған өрнек біржартылай периодты түзеткіштің сыйымдылығын анықтайды. Ал егер түзеткішіміз екіжартылай периодты болса, онда сыйымдылық біржартылай периодтықпен салыстырғанда 4 есе аз болады, демек:  
Индуктивті фильтрде дроссельдің индуктивтілігін мына формула арқылы анықтауға балады.  
Егер түзеткіштерге пайдаланылатын индуктивті және сыйымдылықты сүзгілердің шамалары өте жоғары болса онда Г тәріздес және П тәріздес сүзгілер пайдаланылады. Г тәріздес сүзгілерді мына шарт орындалатындай етіп , сонда тегістеу коэффициенті  
 
П тәріздес сүзгілер Г тәріздес сүзгілерден де жоғарғы тегістеу коэффициенттін береді.  
 
- 
 
 
Активті сүзгілер 
 
Пассивті фильтрлерде дроссельдердің орамсымдары трансформатордың орамсымдарымен шамалас болады, ал бұл оның массасының және көлемінің артуына әкеп соғады. Сонымен қатар дроссельде энергияның біраз бөлігі дроссельдегі магнит өрісінің шашырау себебіне шығындалады. Транзисторды сүзгілерде дроссельдер болмайды. Сол себептен олардың көлемін және массасы пассивті сүзгімен салыстырғанда аз болады. Сонымен қатар оның ішкі кедергісі өте аз. Транзисторлы сүзгілердің жұмыс істеу принципі транзистордың шығыстық сипаттамаларына негізделген. Активті сүзгілердің бірнеше сұлбаларын қарастырайық. 
 
а) 
 
б) 
 
- 
 
в) 
 
г) 
 
д) 
 
Сұлбадағы а, б, в, г сұлбалары транзистордың коллекторы жүктемеге тізбектей жалғанған сүзгілер деп аталады. Ал д жүктемеге параллель жалғанған сүзгі деп аталады. Активті кедергілердің тегістеу коэффиценті жүктемеден ағатын токқа тәуелсіз. Транзистордың сыртқы сипаттамаларының суретін салайық. 
 
Сурет бар 
 
Транзисторлы сүзгінің жұмыс істеу прниципі (α₁) айнымалы кернеу үшін оның кедергісі өте жоғары, ал тұрақты құраушысы үшін кедергісі өте төмен (α₂). 
 
Тегістегіш сүзгілердің негізгі параметрлері 
 
Тегістегіш сүзгілер коэффиценті к – сыншы гармоникалық кірісіндегі лүпілдеу коэффицентінің шығысындағы лүпілдеу коэффиценті % қатынасына тең. 
 
- 
 
η = U1айн/Uтұр1U2айн/Uтұр2=Uтұр2Uтұр1∙ U1айнU2айн; 
 
мұндағы: Uтұр1, Uтұр2 - кірісіндегі және шығысындағы тұрақты құраушысы, ал U1айн, U2айн - кірісіндегі және шығысындағы айнымалы құраушысы. 
 
Сонымен қатар тегістейтін сүзгілерді беруші коэффицент арқылы сипаттауға болады. 
 
A(ω) = U2U1 
 
U2 – шығыс, U1 - кернеуі. 
 
Тегістеу коэффиценті арқылы өрнектеуге болады. 
 
q = A₀ A^-1 (ω) = A0A(ω) 
 
мұндағы A₀ дегеніміз орташа және жоғарғы қуаты қорек көздерінде 0,92 ден 0,96 интервал аралығында болады. 
 
S = 1A(ω) – лүпілдеуді әлсіреу коэффиценті (коэффицент фильтрации). Сүзгілеу коэффиценті. 
 
q = A₀ S 
 
Тегістегіш сүзгілерді құрастыру принциптері: қорек көздерінде қолданылмайтын тегістегіш сүзгілер төменгі жиілікті сүзгілер деп аталады. Сигналды түзететін сүзгілерден қорек көздеріне қолданылатын тегістегіш сүзгілердің айырмашылығы ол жүктемеге электр энергиясының қуатын береді. Сол себептен тегістегіш сүзгілерді мүмкіндігі барынша қуатты аз шығындайтын етіп жасайды. Төменгі жиілікті тегістегіш сүзгілердің қасиеті берілу функциясына және меншікті жиілігінің еселігіне тәуелді болады. ω = 1Т 
 
Өзімге белгілі сүзгілердің берілу коэффицентін және де басқа да параметрлерін техникалық энциклопедиялардан, кестелерден табуға болады. Ал егер бұл шамалар белгісіз болса, онда оны анализдеп есептеп, шығарп алуға болады. 
 
A(ω) = U2U1 = Rэ2R1+Rэ2 
 
Rэ2= Rж∙ R2Rж+ R2 
 
η = P1P2= U2I2U1I1 = A I2I1 
 
- 
 
№ 13 дәріс 
 
Тұрақтандырғыштар  
 
Көптеген құралдардың қалыпты жұмыс істеу үшін оларды тұрақты кернеу көзімен камтамасыз ету керек. Ал шығыстағы кернеудің өзгерісіне алып келетін факторлар, олар желідегі кернеудің өзгерісі. Қорек көзінің элементтерінің температураға байланысты кедергілерінің өзгеруінен жүктемеден өтетін токтың шамасына байланысты. Қорек көздеріндегі тұрақтандырғыштардың ең негізгі элементі ол сызықты емес жартылайөткізгіш стабилитрон. 
 
Тұрақтандырғыштардың негізгі параметрлері: 1) тұрақтандыру коэффициенті мұндағы , кірістегі және шығыстағы кернеудің номиналды мәні және кірістегі өзгерісі кернеудің әсерінен пайда болған шығыстағы кернеудің өзгерісі.  
 
(20 мен 40 арасында) 
 
мұндағы номинал кернеудің берілу коэффициенті. 
 
Тұрақтандыру коэффициентін дифференциалдық және интегралдық деп екіге бөлеміз. 
 
Cурет бар 
 
Интегралды тұрақтандыру коэффициенті деп белгілі бір диапазондағы кіріс және шығыс кернеуінің қатынасы арқылы табылатын шаманы айтамыз. Дифференциалдық тұрақтандыру өте аз диапазонда кіріс және шығыс кернеуінің өзгерісі арқылы анықталатын тұрақтандыру коэффициентін айтамыз. Практикада интегралды тұрақтандыру коэффициентін пайдаланамыз.  
 
2) Кернеу бойынша тұрақсыздық коэффициенті: 
 
, еркін алынатын шамалар. 
 
3) Ток бойынша тұрақсыздық коэффициенті: 
 
беріл. 
 
- 
 
4) Шығыс кедергісі:  
5) Тегістеу коэффициенті:  
6) Пайдалы әсер коэффициенті: 
 
Тұрақтандырғышқа қойылатын талаптар. Қорек көзінің пайдалану аймағына байланысты тұрақтандырғышқа төменгі талаптар қойылады:

1.  
   Жоғарғы ПӘК – і.
2.  
   Жоғарғы тұрақтандыру коэффициенті.
3.  
   Шығыс кернеуін біртіндеп өзгерту мүмкіндігі.
4.  
   Шағын көлемді және массасы жеңіл.
5.  
   Шығыс кернеуінің төменгі пулсациясы.

 
Параметрлік тұрақтандырғыштар 
 
Параметрлік тұрақтандырғыштар өте қарапайым болады. ПӘК – і төмен, тұрақтандыру коэффициенті төмен болады. Тұрақтандыру коэффициентінің сұлбасын қарастырайық. Негізгі элементі стабилитрон.