Импульсные регуляторы напряжения

Принцип действия ИРН основан на периодическом подключении к нагрузке источника питания постоянного тока с помощью импульсного (ключевого) элемента, работающего при переменной частоте или длительности включения.

ИМ – импульсный модулятор, который преобразует входное управляющее напряжение U_вх в длительность (или частоту) выходных импульсов.

Q = 3

Q = 1,5

Выходным параметром ИРН является среднее за период коммутации Т значение напряжения U_{н. ср}.

Сглаживание пульсаций и усреднение выходного параметра в самом объекте регулирования обеспечивается чаще всего за счет инерционных свойств самого объекта. К таким инерционным объектам относятся:

– электронагреватели и лампы накаливания;

– электродвигатель (выходной параметр – частота вращения или угловая скорость);

– все виды индуктивных нагрузок, зашунтированных обратным диодом.

В других объектах среднее значение импульсного воздействия непосредственно характеризует выходной параметр. Например, степень заряда аккумулятора определяется именно средним значением импульсного зарядного тока. В общем случае среднее значение выходного напряжения U_н.ср на диаграмме U_вых(t) определяется как уровень постоянного напряжения, ограничивающего площадь прямоугольника за период коммутации Т, равную площади импульса с длительностью t_И и амплитудой U_П.

В зависимости от вида регулирующего воздействия ИРН делятся на:

1. ШИМ (широтно-импульсные регуляторы);

2. ЧИМ (частотно-импульсные регуляторы).

В ШИМ переменным параметром является длительность импульса t_И при T = const.

где t_И = var, T = const, .

Диапазон регулирования: 0 ≤ t_И ≤ T.

Длительность t_И в ЧИМ выбирается постоянной, а частота импульсов меняется.

Диапазон регулирования f : f_мин. < f < f_макс.

f_мин. ограничивается допустимым уровнем пульсаций в ОР.

Амплитуда пульсаций зависит от постоянной времени объекта регулирования (если он 1-го порядка).