Электротехника и электроника

Индивидуальное контрольное задание №2 5

ВАРИАНТ 5

ЗАДАНИЕ 1

Стабилитроны. Принцип действия, основные параметры. Вольтамперная характеристика стабилитрона.

Стабилитрон – ионный газоразрядный электровакуумный прибор, предназначенный для стабилизации напряжения. Стабилитроны тлеющего разряда заполнены смесью инертных газов и предназначены для стабилизации напряжений от 80 В (аргонно-гелиевая и неон-криптоновая смеси) до 1,2 кВ (гелиево-неоновая смесь). Конструктивно близкие стабилитроны коронного разряда заполнены водородом и предназначены для стабилизации напряжений от 0,4 до десятков кВ.

Принцип действия

Работа стабилитрона основана на свойстве тлеющего разряда при изменении тока через прибор не изменять падение напряжения между электродами. Конструктивно стабилитрон состоит из 2 коаксиальных электродов (катод обычно снаружи), помещённых в стеклянный или металлический баллон, содержащий смесь газов (как правило, инертных) при давлении в десятки мм рт. ст. Рост тока при тлеющем разряде при таком расположении электродов происходит за счёт увеличения площади катода, охваченной разрядом, при этом плотность тока в ионизированной части газа остаётся неизменной, следовательно, остаётся неизменным и падение напряжения на разрядном промежутке. В некоторых случаях для снижения напряжения зажигания внутрь прибора вводится небольшое количество радиоактивного вещества.

• Основные параметры и их типичные значения

• Uстабилизации (70... 1400 Вольт)

• Uзажигания (больше, чем истабилизации примерно на 20-40 %)

• Iстабилизации (от микроампер до десятков миллиампер; отношение минимального рабочего тока к максимальному от 1:4 до 1:10)

• Rвнутренние (СОТНИ Ом)

• Изменение напряжения стабилизации при изменении тока в рабочем диапазоне (единицы Вольт для низковольтных стабилитронов)

• Изменение напряжения стабилизации во времени (десятые доли Вольта для низковольтных стабилитронов)

• Температурный коэффициент напряжения (единицы мВ/°С, как для низковольтных, так и для высоковольтных приборов)

Особенности использования:

• Стабилитроны предназначены для работы в цепях постоянного тока. Недопустимо подавать на стабилитрон переменное или обратное постоянное напряжение.

• Желательно, чтобы напряжение источника питания было на 10-20 % выше напряжения возникновения разряда. Иначе, возможны задержки с включением стабилитрона.

• Блок питания, нагрузка и собственно стабилитрон должны быть согласованы по току и напряжению так, чтобы ток стабилитрона в любых условиях (в том числе при отключении нагрузки) был в пределах штатного диапазона.

• При обрыве тока через стабилитрон напряжение на нагрузке может превысить допустимый порог. В некоторых стабилитронах предусмотрена дополнительная защитная перемычка: если вынуть лампу из разъёма, нагрузка отсоединяется от источника питания.

• Недопустимо подключать фильтрующие ёмкости в параллель со стабилитроном. Как все устройства с гистерезисом, газоразрядные стабилитрон в связке с высокоомным источником питания и ёмкостью может порождать паразитные автоколебания.

Задача № 1

Трехфазный однотактный выпрямитель питает потребитель мощностью Pd = 90 Вт при напряжении Ud = 30 В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов: Д218, Д222, Д232Б. Начертить схему выпрямителя, пояснить принцип действия с помощью временных графиков напряжения.

Решение: