Dėl didelio efektyvumo perjungimo įtampos stabilizatoriai pastaruoju metu vis labiau paplitę, nors dažniausiai jie yra sudėtingesni ir juose yra daugiau elementų. Kadangi į šiluminė energija paverčiama tik nedidelė dalis į impulsų stabilizatorių tiekiamos energijos, jo išėjimo tranzistoriai įkaista mažiau, todėl sumažinus šilumos šalinimo plotą, sumažėja įrenginio masė ir matmenys.

Pastebimas perjungimo stabilizatorių trūkumas yra aukšto dažnio bangavimas išėjime, kuris žymiai susiaurina jų diapazoną. praktinis naudojimas- Dažniausiai perjungimo stabilizatoriai naudojami skaitmeninių mikroschemų įrenginiams maitinti.

Stabilizatorius, kurio išėjimo įtampa mažesnė už įėjimo įtampą, gali būti sumontuotas ant trijų tranzistorių (6.1 pav.), iš kurių du (VT1, VT2) sudaro pagrindinį reguliavimo elementą, o trečiasis (VTZ) yra klaidos signalo stiprintuvas.

Ryžiai. 6.1. 84% naudingumo koeficiento perjungimo įtampos reguliatoriaus schema.

Prietaisas veikia savaiminio svyravimo režimu. Teigiama grįžtamojo ryšio įtampa iš kompozitinio tranzistoriaus VT1 kolektoriaus per kondensatorių C2 patenka į tranzistoriaus VT2 bazinę grandinę.

Palyginimo elementas ir neatitikimo signalo stiprintuvas yra VTZ tranzistoriaus kaskada. Jo emiteris yra prijungtas prie atskaitos įtampos šaltinio - zenerio diodo VD2, o pagrindas - prie išėjimo įtampos daliklio R5 - R7.

Perjungiamuose stabilizatoriuose reguliavimo elementas veikia rakto režimu, todėl išėjimo įtampa reguliuojama keičiant rakto darbo ciklą. Tranzistoriaus VT1 įjungimas / išjungimas tranzistoriaus VTZ signalu valdo tranzistorių VT2. Tais momentais, kai tranzistorius VT1 yra atidarytas, induktoryje L1 dėl apkrovos srovės srauto kaupiasi elektromagnetinė energija. Uždarius tranzistorių, sukaupta energija per diodą VD1 atiduodama apkrovai. Stabilizatoriaus išėjimo įtampos pulsaciją išlygina filtras L1, NW.

Stabilizatoriaus charakteristikas visiškai lemia tranzistoriaus VT1 ir diodo VD1 savybės, kurių greitis turėtų būti didžiausias. Esant 24 V įėjimo įtampai, 15 V išėjimo įtampai ir 1 A apkrovos srovei, išmatuotas efektyvumas buvo 84%.

Induktorius L1 turi 100 vijų vielos, kurios skersmuo 0,63 mm, ant K26x16x12 žiedo, pagaminto iš ferito, kurio magnetinis pralaidumas yra 100. Jo induktyvumas, esant 1 A poslinkio srovei, yra apie 1 mH.

Paprasto perjungimo reguliatoriaus schema parodyta fig. 6.2. Induktoriai L1 ir L2 yra suvynioti ant plastikinių rėmų, dedamų į B22 šarvuotas magnetines šerdis, pagamintas iš M2000NM ferito. Droselyje L1 yra 18 vijų 7 laidų ryšulio PEV-1 0,35. Tarp jo magnetinės grandinės kaušelių įkišama 0,8 mm storio tarpinė. Induktoriaus apvijos L1 aktyvioji varža yra 27 mΩ. Droselis L2 turi 9 apsisukimus 10 laidų ryšulio PEV-1 0,35. Tarpas tarp jo kaušelių 0,2 mm, apvijos aktyvioji varža 13 mΩ. Tarpinės gali būti pagamintos iš kietos karščiui atsparios medžiagos – tekstolito, žėručio, elektrinio kartono. Varžtas, tvirtinantis magnetinės grandinės kaušelius, turi būti pagamintas iš nemagnetinės medžiagos.

Ryžiai. 6.2. Paprasto rakto įtampos reguliatoriaus, kurio efektyvumas yra 60%, schema.

Norėdami nustatyti stabilizatorių, prie jo išvesties prijungiama apkrova, kurios varža yra 5 ... 7 omų, o galia - 10 vatų. Pasirinkus rezistorių R7, nustatoma nominali išėjimo įtampa, tada apkrovos srovė padidinama iki 3 A ir, pasirinkus kondensatoriaus C4 reikšmę, nustatomas generavimo dažnis (apie 18 ... 20 kHz), kuriam esant aukšto dažnio įtampos šuoliai ant kondensatoriaus C3 yra minimalūs.

Stabilizatoriaus išėjimo įtampą galima padidinti iki 8 ... 10V padidinus rezistoriaus R7 reikšmę ir nustatant naują darbo dažnio reikšmę. Tokiu atveju padidės ir VTZ tranzistoriaus išsklaidoma galia.

Perjungiant reguliatoriaus grandines, pageidautina naudoti elektrolitiniai kondensatoriai K52-1. Reikalinga talpos vertė gaunama lygiagrečiai prijungus kondensatorius.

Pagrindinis specifikacijas:

Įėjimo įtampa, V - 15 ... 25.

Išėjimo įtampa, V - 5.

Didžiausia apkrovos srovė, A - 4.

Išėjimo įtampos pulsacija esant 4 A apkrovos srovei visame įėjimo įtampų diapazone, mV, ne daugiau kaip -50.

Naudingumas, %, ne mažesnis kaip - 60.

Darbinis dažnis esant 20 b įėjimo įtampai ir 3A apkrovos srovei, kHz - 20.

Palyginti su ankstesne perjungimo reguliatoriaus versija Naujas dizainas A. A. Mironovas (6.3 pav.) patobulino ir pagerino savo charakteristikas, tokias kaip efektyvumas, išėjimo įtampos stabilumas, pereinamojo proceso trukmė ir pobūdis veikiant impulsinei apkrovai.

Ryžiai. 6.3. Perjungimo įtampos stabilizatoriaus schema.

Paaiškėjo, kad veikiant prototipui (6.2 pav.) per sudėtinį rakto tranzistorių atsiranda vadinamoji pralaidinė srovė. Ši srovė atsiranda tais momentais, kai, gavus palyginimo mazgo signalą, atsidaro raktinis tranzistorius, o perjungimo diodas dar nespėjo užsidaryti. Tokios srovės buvimas sukelia papildomų nuostolių tranzistoriaus ir diodo šildymui ir sumažina įrenginio efektyvumą.

Kitas trūkumas yra didelis išėjimo įtampos pulsavimas, kai apkrovos srovė yra artima ribai. Kovai su bangavimu į stabilizatorių buvo įvestas papildomas išėjimo LC filtras (L2, C5) (6.2 pav.). Sumažinti išėjimo įtampos nestabilumą dėl apkrovos srovės pasikeitimo galima tik sumažinus induktoriaus L2 aktyviąją varžą. Pereinamojo proceso dinamikos gerinimas (ypač jo trukmės sumažinimas) yra susijęs su būtinybe sumažinti induktoriaus induktyvumą, tačiau tai neišvengiamai padidins išėjimo įtampos pulsaciją.

Todėl patartina neįtraukti šio išvesties filtro ir padidinti kondensatoriaus C2 talpą 5 ... 10 kartų ( lygiagretus ryšys keli kondensatoriai baterijoje).

Grandinė R2, C2 originaliame stabilizatoriuje (6.2 pav.) praktiškai nekeičia išėjimo srovės mažėjimo trukmės, todėl ją galima pašalinti (uždaryti rezistorių R2), o rezistoriaus R3 varžą padidinti. iki 820 omų. Bet tada, padidėjus įėjimo įtampai nuo 15 6 iki 25 6, srovė, tekanti per rezistorių R3 (pradiniame įrenginyje), padidės 1,7 karto, o sklaidos galia padidės 3 kartus (iki 0,7 W). ). Prijungus apatinį rezistorių R3 pagal išėjimo grandinę (modifikuoto stabilizatoriaus grandinėje tai rezistorius R2) prie teigiamo kondensatoriaus C2 gnybto, šį efektą galima susilpninti, tačiau varža R2 (6.3 pav.) sumažinti iki 620 omų.

Vienas iš veiksmingų būdų, kaip susidoroti su srove, yra padidinti srovės kilimo laiką per atidarytą tranzistorių. Tada, kai tranzistorius bus visiškai atidarytas, srovė per VD1 diodą sumažės iki beveik nulio. Tai galima pasiekti, jei srovės forma per pagrindinį tranzistorių yra artima trikampei. Kaip rodo skaičiavimai, norint gauti tokią srovės formą, saugojimo induktoriaus L1 induktyvumas neturi viršyti 30 μH.

Kitas būdas yra naudoti greitesnį perjungimo diodą VD1, pavyzdžiui, KD219B (su Schottky barjeru). Tokie diodai turi didesnį greitį ir mažesnį įtampos kritimą esant ta pačiai tiesioginei srovei, palyginti su įprastais silicio aukšto dažnio diodais. Kondensatorius C2 tipas K52-1.

Įrenginio parametrus taip pat galima pagerinti pakeitus pagrindinio tranzistoriaus darbo režimą. Galingo VTZ tranzistoriaus veikimo originaliuose ir patobulintuose stabilizatoriuose ypatybė yra ta, kad jis veikia aktyviu, o ne prisotintu režimu, todėl turi didelį srovės perdavimo koeficientą ir greitai užsidaro. Tačiau dėl padidėjusios įtampos ant jo atviroje būsenoje išsklaidyta galia yra 1,5 ... 2 kartus didesnė už mažiausią pasiekiamą vertę.

Rakto tranzistoriaus įtampą galite sumažinti taikydami teigiamą (palyginti su teigiamu maitinimo laido) poslinkio įtampą VT2 tranzistoriaus emiteriui (žr. 6.3 pav.). Reguliuojant stabilizatorių parenkama reikiama poslinkio įtampos vertė. Jei jį maitina lygintuvas, prijungtas prie tinklo transformatoriaus, tada, norėdami gauti poslinkio įtampą, galite pateikti atskira apvija ant transformatoriaus. Tačiau šiuo atveju šališkumo įtampa pasikeis kartu su tinklo įtampa.

Norint gauti stabilią poslinkio įtampą, reikia modifikuoti stabilizatorių (6.4 pav.), o induktorių paversti transformatoriumi T1, apvyniojus papildomą apviją II. Kai raktinis tranzistorius uždarytas, o diodas VD1 atidarytas, apvijos I įtampa nustatoma pagal išraišką: U1=UByx + U VD1. Kadangi įtampa išėjime ir per diodą šiuo metu šiek tiek keičiasi, nepaisant II apvijos įėjimo įtampos vertės, įtampa yra beveik stabili. Po ištaisymo jis tiekiamas į tranzistoriaus VT2 (ir VT1) emiterį.

Ryžiai. 6.4. Modifikuoto perjungimo įtampos reguliatoriaus schema.

Pirmoje modifikuoto stabilizatoriaus versijoje šildymo nuostoliai sumažėjo 14,7%, o antroje - 24,2%, o tai leidžia jiems veikti esant iki 4 A apkrovos srovei, nemontuojant raktinio tranzistoriaus ant šilumos kriauklės.

1 varianto stabilizatoriuje (6.3 pav.) L1 droselyje yra 11 apsisukimų, apvyniotų aštuonių PEV-1 0,35 laidų ryšuliu. Apvija dedama į B22 šarvuotą magnetinę grandinę, pagamintą iš 2000 NM ferito. Tarp puodelių reikia uždėti 0,25 mm storio tekstolito tarpiklį. 2 varianto stabilizatoriuje (6.4 pav.) transformatorius T1 formuojamas per induktoriaus ritę L1 apvijus du laido PEV-1 0,35 apsisukimus. Vietoj germanio diodo D310 galite naudoti silicį, pavyzdžiui, KD212A arba KD212B, o II apvijos apsisukimų skaičius turi būti padidintas iki trijų.

Impulso pločio valdomas stabilizatorius (6.5 pav.) iš esmės panašus į aprašytą stabilizatorių, tačiau, skirtingai nei jis, turi dvi grįžtamojo ryšio grandines, sujungtas taip, kad viršijus apkrovos įtampą arba padidėjus srovei, pagrindinis elementas užsidaro. sunaudojama krovinio.

Prijungus maitinimą į įrenginio įvestį, srovė, tekanti per rezistorių R3, atidaro pagrindinį elementą, kurį sudaro tranzistoriai VT.1, VT2, dėl to grandinėje atsiranda srovė tranzistorius VT1 - induktorius L1 - apkrova - rezistorius R9. Kondensatorius C4 įkraunamas ir energija kaupiama induktoriumi L1. Jei apkrovos pasipriešinimas yra pakankamai didelis, įtampa per ją pasiekia 12 B ir atsidaro VD4 zenerio diodas. Tai veda prie tranzistorių VT5, VTZ atidarymo ir pagrindinio elemento uždarymo, o dėl diodo VD3 buvimo droselis L1 suteikia sukauptą energiją apkrovai.

Ryžiai. 6.5. Stabilizatoriaus schema su impulso pločio valdymu, kurio efektyvumas yra iki 89%.

Stabilizatoriaus specifikacijos:

Įėjimo įtampa - 15 ... 25 V.

Išėjimo įtampa – 12 6.

Nominali apkrovos srovė - 1 A.

Išėjimo įtampos pulsacija, kai apkrovos srovė yra 1 A - 0,2 V. Efektyvumas (esant UBX \u003d 18 6, In \u003d 1 A) - 89%.

Srovės suvartojimas esant UBX = 18 V apkrovos grandinės uždarymo režimu - 0,4 A.

Išėjimo trumpojo jungimo srovė (esant UBX = 18 6) - 2,5 A.

Sumažėjus srovei per induktorių ir išsikrovus kondensatoriui C4, taip pat sumažės įtampa esant apkrovai, o tai lems tranzistorių VT5, VTZ uždarymą ir pagrindinio elemento atidarymą. Toliau stabilizatoriaus procesas kartojamas.

Kondensatorius C3, kuris sumažina virpesių proceso dažnį, padidina stabilizatoriaus efektyvumą.

Esant mažam atsparumui apkrovai, virpesių procesas stabilizatoriuje vyksta skirtingai. Padidėjus apkrovos srovei, padidėja įtampos kritimas rezistoriuje R9, atidaromas tranzistorius VT4 ir uždaromas pagrindinis elementas. Be to, procesas vyksta taip pat, kaip aprašyta aukščiau. Diodai VD1 ir VD2 prisideda prie staigesnio įrenginio perėjimo iš įtampos stabilizavimo režimo į srovės ribojimo režimą.

Visais stabilizatoriaus veikimo režimais jo suvartojama srovė yra mažesnė už apkrovos srovę. Tranzistorius VT1 turėtų būti sumontuotas ant 40x25 mm matmenų šilumos kriauklės.

Induktorius L1 yra 20 vijų trijų PEV-2 0,47 laidų pluošto, įdėto į B22 taurės magnetinę grandinę, pagamintą iš 1500 NMZ ferito. Magnetinėje šerdyje yra 0,5 mm storio tarpelis, pagamintas iš nemagnetinės medžiagos.

Stabilizatorių lengva atkurti, kad būtų galima naudoti skirtingą išėjimo įtampą ir apkrovos srovę. Išėjimo įtampa nustatoma pasirenkant zenerio diodo VD4 tipą, o maksimali apkrovos srovė nustatoma proporcingai keičiant rezistoriaus R9 varžą arba į VT4 tranzistoriaus pagrindą įvedant nedidelę srovę iš atskiro parametrinio stabilizatoriaus. per kintamasis rezistorius.

Norint sumažinti išėjimo įtampos pulsacijos lygį, patartina naudoti LC filtrą, panašų į naudojamą grandinėje Fig. 6.2.

Ryžiai. 6.6. Perjungimo įtampos stabilizatoriaus, kurio konversijos efektyvumas yra 69 ... 72%, schema.

Ryžiai. 6.7. Perjungimo įtampos reguliatoriaus su mažais raibuliais schema.

Perjungimo įtampos stabilizatorius (6.6 pav.) susideda iš trigerio bloko (R3, VD1, VT1, VD2), atskaitos įtampos šaltinio ir palyginimo įtaiso (DD1.1, R1), stiprintuvo. nuolatinė srovė(VT2, DD1.2, VT5), tranzistoriaus raktas(VTZ, VT4), indukcinis energijos kaupiklis su perjungimo diodu (VD3, L2) ir filtrais – įėjimu (L1, C1, C2) ir išėjimu (C4, C5, L3, C6). Indukcinės energijos kaupiklio perjungimo dažnis, priklausomai nuo apkrovos srovės, yra 1,3...48 kHz diapazone.

Visi induktoriai L1 - L3 yra vienodi ir yra suvynioti į B20 šarvuotas magnetines grandines, pagamintas iš 2000 NM ferito su maždaug 0,2 mm tarpu tarp kaušelių. Apvijose yra 20 vijų keturių laidų ryšulio PEV-2 0,41. Taip pat galite naudoti žiedines ferito šerdis su tarpu.

Vardinė išėjimo įtampa yra 5 V, kai įėjimo įtampa kinta nuo 8 iki 60 b, o konversijos efektyvumas yra 69...72%. Stabilizavimo koeficientas – 500. Išėjimo įtampos pulsacijos amplitudė, kai apkrovos srovė yra 0,7 A – ne didesnė kaip 5 mV. Išėjimo varža - 20 mΩ. Didžiausia apkrovos srovė (be VT4 tranzistoriaus ir VD3 diodo šilumos kriauklių) yra 2 A.

Perjungimo įtampos reguliatorius (6.7 pav.), kurio įėjimo įtampa yra 20 ... 25 V, esant 1,2 A apkrovos srovei, išėjime užtikrina stabilią 12 V įtampą. Pulsacija išėjime yra iki 2 mV. Dėl didelio efektyvumo prietaisas nenaudoja šilumos kriauklių. Induktoriaus L1 induktyvumas yra 470 μH.

Tranzistorių analogai: VS547 - KT3102A] VS548V - KT3102V. Apytiksliai tranzistorių analogai VS807 - KT3107; BD244 - KT816.

Prijungimas prie maitinimo šaltinio

Šis keitiklis buvo sukurtas kaip priešdėlis, leidžiantis išplėsti įtampos diapazoną laboratorinis blokas maitinimo šaltinis, skirtas 12 voltų išėjimo įtampai ir 5 amperų srovei. Konverterio schema parodyta 1 pav.

Prietaiso pagrindas yra vieno ciklo impulso pločio valdiklio UC3843N mikroschema, įtraukta pagal tipinę schemą. Ši kamuoliuko schema buvo tiesiogiai pasiskolinta iš vokiečių radijo mėgėjo Georgo Tiefo (Tief G. Dreifacher Step-Up-Wandler. Stabile Spennunger fϋr den FieldDay). Šios mikroschemos duomenis rusų kalba galima peržiūrėti žinyne „Mikroschemos, skirtos impulsų šaltiniai maitinimas ir jų pritaikymas ”leidykla“ Dodeka ”103 puslapyje. Grandinė nesudėtinga, o su tvarkingomis dalimis ir tinkamai sumontuota, pradeda veikti iš karto. Keitiklio išėjimo įtampa reguliuojama naudojant trimerio rezistorių R8. Bet jei pageidaujama, jį galima pakeisti į kintamąjį rezistorių. Išėjimo įtampą galima keisti nuo 15 iki 40 voltų, diagramoje nurodytos rezistorių R8, R9, R10 reikšmės. Šis keitiklis buvo išbandytas su 24 voltų, 40 vatų lituokliu.
Taigi:

Išėjimo įtampa ……………… 24 V
Apkrovos srovė buvo ……….. 1,68 A
Apkrovos galia ………………. 40,488 W
Įėjimo įtampa ………………… 10,2 V
Bendra srovė suvartojimas ………. 4,65 A
Bendra galia ……………………… 47,43 W
Gautas efektyvumas ………………… 85 %
Aktyvių grandinės komponentų temperatūra buvo apie 50 laipsnių.

Šiuo atveju rakto tranzistorius ir diodas su Schottky barjeru turi mažus radiatorius. Kaip pagrindinis tranzistorius naudojamas IRFZ34 tranzistorius, kurio atvirojo kanalo varža yra 0,044 Ohm, o vienas iš S20C40C diodų mazgo diodų, lituojamas iš seno kompiuterio maitinimo šaltinio, naudojamas kaip diodas. Spausdintinė plokštė suteikia diodų perjungimą naudojant trumpiklį. Galima naudoti kitus Schottky barjerinius diodus, kurių tiesioginė srovė yra bent du kartus didesnė už apkrovos srovę. Induktorius suvyniotas ant geltonai balto purškimo geležies žiedo, taip pat paimto iš kompiuterio maitinimo šaltinio. Apie tokius branduolius galite perskaityti Jimo Coxo brošiūroje. Galite atsisiųsti iš interneto. Apskritai patariu atsisiųsti šį straipsnį ir perskaityti visą. Daug naudingos medžiagos apie droselius.

Tokio žiedo magnetinis pralaidumas yra 75, o jo matmenys D = 26,9 mm; d = 14,5 mm; h = 11,1 mm. Induktoriaus apvijoje yra 24 apsisukimai bet kokios 1,5 mm skersmens apvijos vielos. Visos stabilizatoriaus dalys yra sumontuotos ant spausdintinės plokštės ir, viena vertus, yra sumontuotos visos „aukštos“ dalys, kita vertus, visos, taip sakant, „mažo dydžio“. Plokštės brėžinys parodytas 2 paveiksle.

Pirmasis surinkto įrenginio įjungimas gali būti atliekamas be rakto tranzistoriaus ir įsitikinkite, kad PWM valdiklis veikia. Tuo pačiu metu mikroschemos 8 kaištyje turi būti 5 voltų įtampa, ši įtampa vidinis šaltinis atskaitos įtampa ION. Jis turi būti stabilus, kai keičiasi mikroschemos maitinimo įtampa. Pjūklo įtampos dažnis ir amplitudė prie išėjimo 4 DA1 turi būti stabilūs. Įsitikinę, kad valdiklis veikia, galite lituoti ir galingą tranzistorių. Viskas turėtų veikti.


Nepamirškite, kad stabilizatoriaus apkrovos srovė turi būti mažesnė už srovę, kuriai skirtas jūsų maitinimo šaltinis, o jos vertė priklauso nuo stabilizatoriaus išėjimo įtampos. Be apkrovos išėjime stabilizatorius sunaudoja maždaug 0,08 A srovę. Valdymo impulsų sekos dažnis be apkrovos yra apie 38 kHz. Ir dar šiek tiek, jei patys nupiešite spausdintinę plokštę, perskaitykite mikroschemos montavimo taisykles pagal jos dokumentaciją. Stabilus ir be rūpesčių impulsinių įrenginių veikimas priklauso ne tik nuo kokybiškų detalių, bet ir nuo teisingo spausdintinės plokštės laidų sujungimo. Sėkmės. K.V.Yu.

Perjungimo įtampos stabilizatoriai (ISN) yra labai populiarūs tarp radijo mėgėjų. AT pastaraisiais metais tokie įrenginiai yra sukurti remiantis specializuotomis mikroschemomis, lauko tranzistoriais ir Schottky diodais. Dėl to žymiai pagerėjo ISN techninės charakteristikos, ypač efektyvumas, kuris siekia 90%, kartu supaprastinta schema. Aprašytas stabilizatorius yra kompromiso tarp kokybės rodiklių, sudėtingumo ir kainos paieškos rezultatas.

Stabilizatorius pastatytas pagal schemą su savaiminiu sužadinimu. Jis turi pakankamai aukštą našumą ir patikimumą, turi apsaugą nuo išėjimo perkrovų ir trumpųjų jungimų, taip pat nuo įvesties įtampos atsiradimo išėjime avarinio reguliavimo tranzistoriaus gedimo atveju. ISN schema parodyta fig. 5.21. Jo pagrindas yra plačiai paplitęs OU KR140UD608A.

Skirtingai nuo daugelio šios paskirties įrenginių, išėjimo įtampai ir perkrovos srovei stebėti naudojama bendra tranzistoriaus VT4 suformuota OOS grandinė, o kaip srovės jutiklis naudojamas induktorius L2 (aktyvus jo varžos komponentas), kuris taip pat yra LC filtro dalis ( L2, NW), kuri sumažina išėjimo įtampos pulsaciją. Išėjimo įtampą lemia zenerio diodas VD2 ir tranzistoriaus VT4 emiterio jungtis, o perkrovos srovė yra normalizuota aktyvioji induktoriaus L2 varža.

Visa tai leido tam tikru mastu supaprastinti ISN, sumažinti išėjimo įtampos pulsaciją ir padidinti efektyvumą dėl srovės jutiklio derinio su LC filtru. Tokio grandinės sprendimo trūkumas yra šiek tiek pervertinta įrenginio išėjimo varža.

Pagrindinės ISN techninės charakteristikos:

Išėjimo įtampa, V, nesant apkrovos………………..12g5;

esant 4 A apkrovos srovei…………………………12;

Apsaugos veikimo srovė, A……………………………………………………..4.5;

Pulsacijos įtampa (su talpa

lygintuvo išlyginimo kondensatorius 4700 uF), mV……….16;

Konversijos dažnis (esant 4 A apkrovos srovei), kHz…….apie 20;

Naudingumas (esant apkrovos srovei 4 A), %, ne mažesnis kaip…………………………………80;

Įėjimo įtampa, V…………………………………………………………16…27.

Kai maitinimas tiekiamas iš stabilizuoto nuolatinės srovės šaltinio, įrenginys veikia, kai įėjimo įtampa nukrenta beveik iki tranzistoriaus VT3 atviros būsenos. Toliau mažėjant įėjimo įtampai, generavimas nutrūksta, tačiau VT3 lieka atviras. Jei tuo pačiu metu išėjime įvyksta perkrova arba trumpasis jungimas, generacija atkuriama ir stabilizatorius pradeda veikti srovės ribojimo režimu. Ši savybė leidžia jį naudoti kaip elektroninį saugiklį be „užrakto“. Stabilizatorius veikia taip.

Dėl skirtingo skirstytuvo rezistorių R6, R7 ir R8, R9 varžų santykio, įtampa neinvertuojamoje op-amp DA įėjime! įjungus maitinimą, jo yra daugiau nei invertuojančiame, todėl jo išėjimas nustatytas į aukštas lygis. Atsidaro tranzistoriai VT1 ... VT3 ir kondensatoriai C2, C3 pradeda krautis, o ritė L1 - kaupti energiją. Kai įtampa stabilizatoriaus išvestyje pasiekia vertę, atitinkančią zenerio diodo VD2 gedimą ir tranzistoriaus VT4 atidarymą, įtampa neinvertuojančiame OA1 operacinės stiprintuvo įėjime tampa mažesnė nei invertuojančiame. (dėl R9 manevravimo rezistorius R10), o jo išėjimas yra nustatytas žemas lygis.

Dėl to tranzistoriai VT1 ... VT3 užsidaro, įtampos poliškumas ritės L1 gnybtuose staigiai pasikeičia į priešingą, atsidaro perjungimo diodas VD1 ir ritėje L1 bei kondensatoriuose C2, C3 kaupiama energija. perkeltas į krovinį. Tokiu atveju išėjimo įtampa sumažėja, zenerio diodas VD2 ir tranzistorius VT4 užsidaro, operacinės stiprintuvo išvestyje atsiranda aukštas lygis ir vėl atsidaro tranzistorius VT3, taip pradėdamas naują stabilizatoriaus veikimo ciklą.

Didėjant apkrovos srovei, kuri viršija vardinę vertę, didėja įtampos kritimas aktyvus pasipriešinimas ritė L2 pradeda plačiau atidaryti tranzistorių VT4, vyrauja srovės grįžtamasis ryšys, o zenerio diodas VD2

užsidaro. Dėl OOS veikimo išėjimo srovė stabilizuojasi, o išėjimo įtampa ir įėjimo srovė sumažėja, taip užtikrinant saugų VT3 tranzistoriaus veikimą. Pašalinus perkrovą ar trumpąjį jungimą, prietaisas grįžta į įtampos stabilizavimo režimą.

Kaip matyti iš diagramos, tranzistoriai VT1 ir VT3 sudaro sudėtinį tranzistorių. Toks grandinės dizainas yra optimalus, kai naudojamas kaip pagrindinis elementas bipolinis tranzistorius, nes šiuo atveju esant santykinai mažoms valdymo srovėms užtikrinamas santykinai nedidelis įtampos kritimas atvirame tranzistoryje VT3. Šiuo atveju tranzistorius VT1 yra prisotintas, užtikrindamas optimalius kompozitinio tranzistoriaus statinius nuostolius, o VT3 nėra prisotintas, todėl užtikrina optimalius dinaminius nuostolius. Galingas KT817 serijos tranzistorius naudojamas kaip srovės jutiklis VT4. Iš esmės čia galima naudoti ir pigesnį mažos galios tranzistorių, tačiau galingiems esant mažoms darbinėms srovėms (kaip šiuo atveju) emiterio sandūros atidarymo įtampa yra tik apie 0,4 V, o mažos galios tranzistorių. galios, pavyzdžiui, KT3102, tai yra apie 0 ,55 V.

Taigi, esant ta pačiai apsaugos įjungimo srovei, matavimo rezistoriaus varža, naudojant galingą tranzistorių, yra mažesnė, todėl padidėja stabilizatoriaus efektyvumas. Aprašytame ISN, kaip pažymėta, yra numatyta apsauga nuo įvesties įtampos atsiradimo

išvestyje, kai sugenda reguliavimo tranzistorius VT3. Tokiu atveju zenerio diodo VD3 įtampa tampa didesnė nei 15 V, srovė maitinimo grandinėje smarkiai padidėja ir saugiklis FU1 perdega. Daroma prielaida, kad pastarasis sudegs anksčiau nei tai atsitiks su zenerio diodu (dėl šiluminių perkrovų).

Nelaimingo atsitikimo modeliavimas (trumpasis VT3 kolektoriaus ir emiterio gnybtų jungimas) parodė, kad KS515A zenerio diodai (metaliniame korpuse) puikiai apsaugo ISN maitinamus įrenginius: perdegus saugikliui, zenerio diodai, sugedę, lieka „įjungti“. giliai“ trumpas sujungimas(nesulaužti). Tie patys rezultatai gauti ir bandant KS515G zenerio diodus, taip pat panašius importuotus (plastikiniuose korpusuose). Panašūs zenerio diodai vitrinose elgėsi nepatenkinamai - jiems pavyko perdegti kartu su saugikliu.

ISN galite naudoti bet kokius diagramoje nurodytos serijos tranzistorius (išskyrus KT816A kaip VT1). Oksidiniai kondensatoriai C2, SZ - užsienyje pagamintas prekės ženklas SR (apytikslis K50-35 analogas). Tinkamiausias KR140UD608 pakaitalas yra KR140UD708.

Saugojimo induktorius L1 dedamas į šarvuotą magnetinę grandinę, sudarytą iš dviejų kaušelių 422, pagamintų iš M2000NM ferito su maždaug 0,2 mm tarpu, sudarytu iš dviejų sluoksnių lipnaus popieriaus. Ritė apvyniota PEL-1.0 viela. Kad ritė „negirgždėtų“ konversijos dažniu, puodelis su apvija kuriam laikui panardinamas į baką su nitrolaku, tada nuimamas ir leidžiama lakui nutekėti. Po to puodelis uždedamas ant priveržimo varžto, prieš tai įkišto į atitinkamą lentos angą, uždedamas antras puodelis, o taip gautas mazgas priveržiamas varžtu su veržle ir poveržle.

Lakui išdžiūvus, ritės laidai kruopščiai nuvalomi, skardinami ir prilituojami prie atitinkamų plokštės kontaktų. Tada montuojamos likusios dalys. Ritės srovės jutiklis L2 yra įdėtas į magnetinę šerdį, sudarytą iš dviejų taurelių 414, pagamintų iš tos pačios klasės ferito kaip ir ritė L1, ir tos pačios dielektrinės tarpinės. Apvijai naudojama 700 mm ilgio PEL-0,5 viela, jos impregnuoti laku nebūtina. Šią ritę galima pagaminti kitaip, ant standartinio droselio suvyniojus nurodyto skersmens ir ilgio laidą

DPM-0,6, tačiau impulsų slopinimo efektyvumas konversijos dažniu šiuo atveju šiek tiek sumažės.

Stabilizatorius sumontuotas ant spausdintinės plokštės, pagamintos iš vienpusio folijos stiklo pluošto, kurios brėžinys parodytas fig. 5.22. Jei ISN bus naudojamas esant maksimaliai apkrovos srovei, VT3 tranzistorius turi būti sumontuotas ant aliuminio plokštės formos šilumos kriauklės, kurios plotas ne mažesnis kaip 100 cm2 ir storis 1,5 ... 2 mm. Toje pačioje šilumos kriaukle per izoliacinę tarpinę (pavyzdžiui, žėručio) taip pat pritvirtinamas perjungimo diodas VD1. Esant mažesnėms nei 1 A apkrovos srovėms, VT3 tranzistoriaus ir VD1 diodo šilumos šalinimas nereikalingas, tačiau tokiu atveju apsaugos išjungimo srovė turi būti sumažinta iki 1,2 A, pakeičiant L2 ritę į C5-16 rezistorių varža 0,33 omo ir 1 W galia.

Aprašyto ISN praktiškai nereikia koreguoti. Tačiau gali prireikti patikslinti apsaugos išjungimo srovę, kuriai L2 ritės laidas iš pradžių turėtų būti ilgesnis. Prilitavus prie atitinkamų plokštės kontaktų, palaipsniui trumpinama, kol gaunama reikiama apsaugos išjungimo srovė, o tada suvyniojama L2 ritė. Nenaudokite stabilizatoriaus, kai apkrovos srovė didesnė nei 4 A. Apribojimas daugiausia susijęs su maksimalia leistina KT805 serijos tranzistoriaus impulsinio kolektoriaus srove.

Šiandien laikoma mikroschema yra reguliuojamas nuolatinės ir nuolatinės srovės įtampos keitiklis arba tiesiog sumažinimas reguliuojamas stabilizatorius srovė 40 voltų įėjime ir nuo 1,2 iki 35 V išėjime. LM2576 reikia maždaug 40–50 V nuolatinės srovės įvesties galios. Kadangi jis gali valdyti iki 3 amperų sroves, LM2576 veikia kaip perjungimo reguliatorius, galintis valdyti 3 amperų apkrovą su minimaliu komponentų kiekiu ir nedideliu aušintuvu. LM2576 lusto kaina yra maždaug 140 rublių.

Stabilizatoriaus schema

Grandinės ypatybės

• Išėjimo reguliuojama įtampa 1,2 - 35 V ir mažas pulsavimas
• Potenciometras sklandžiai reguliuoti išėjimo įtampą
• Plokštėje yra AC tiltinis lygintuvas
• LED įvesties galios indikacija
• PCB matmenys 70 x 63 mm

Grandinė skirta stalinių kompiuterių maitinimo šaltiniams, įkrovikliai tokioms baterijoms kaip vadovaujamas vairuotojas. Kitos 2 versijos - standartinės ir plokštumos:

Kodėl tokiuose stabilizuotuose maitinimo šaltiniuose negalima naudoti paprastų parametrinių stabilizatorių, tokių kaip LM317? Kadangi išsklaidyta galia esant 30 V 3 A įtampai bus kelios dešimtys vatų – reikės didžiulio radiatoriaus ir aušintuvo. Tačiau stabilizavus impulsą, mikroschemai skiriama galia yra beveik 10 kartų mažesnė. Todėl su LM2576 gauname nedidelį ir galingą, universalų reguliuojamą įtampos reguliatorių.

Maitinimo šaltiniai

Y. SEMENOVAS, Rostovas prie Dono
Radijas, 2002, Nr.5

Perjungimo įtampos reguliatoriai (žemyn, aukštyn ir invertuojant) užima ypatingą vietą galios elektronikos vystymosi istorijoje. Ne taip seniai kiekviename maitinimo šaltinyje, kurio išėjimo galia viršija 50 vatų, buvo sumažintas perjungimo reguliatorius. Šiandien tokių prietaisų apimtis buvo sumažinta, nes sumažėjo maitinimo šaltinių su be transformatoriaus įėjimu sąnaudos. Nepaisant to, kai kuriais atvejais perjungiamųjų stabilizatorių naudojimas yra ekonomiškesnis nei bet kurie kiti nuolatinės srovės-DC keitikliai.

Žemyninio perjungimo reguliatoriaus funkcinė schema parodyta fig. 1, ir laiko diagramos, paaiškinančios jo veikimą induktoriaus L nuolatinės srovės režimu, ≈ pav. 2.

Įjungimo momentu t elektroninis jungiklis S užsidaro ir srovė teka per grandinę: teigiamą kondensatoriaus gnybtą C in, varžos srovės jutiklį R dt, saugojimo induktorių L, kondensatorių C out, apkrovą, neigiamą. C in kondensatoriaus gnybtas. Šiame etape induktoriaus srovė l L lygi elektroninio jungiklio S srovei ir beveik tiesiškai didėja nuo l Lmin iki l Lmax .

Pagal nesutapimo signalą iš palyginimo mazgo arba perkrovos signalą iš srovės jutiklio arba jų derinį generatorius perjungia elektroninį jungiklį S į atvirą būseną. Kadangi srovė per induktorių L negali akimirksniu pasikeisti, tada, veikiant savaiminio induktyvumo EMF, atsidarys diodas VD ir srovė l L tekės išilgai grandinės: diodo VD katodas, induktorius L, kondensatorius C VX, apkrova, diodo VD anodas. Laike t lKl, kai elektroninis jungiklis S yra atidarytas, induktoriaus srovė l L sutampa su diodo srove VD ir tiesiškai mažėja nuo

l Lmax iki l L min . Per periodą T kondensatorius C out priima ir suteikia įkrovos prieaugį ΔQ out. atitinkančią tamsesnę sritį srovės l L laiko diagramoje. Šis padidėjimas nustato pulsacijos įtampos ΔU Cout amplitudę ant kondensatoriaus Cout ir apkrovos.

Kai elektroninis jungiklis uždaromas, diodas užsidaro. Šį procesą lydi staigus jungiklio srovės padidėjimas iki I smax vertės dėl to, kad grandinės ≈ srovės jutiklio, uždaro jungiklio, atkūrimo diodo ≈ varža yra labai maža. Norint sumažinti dinaminius nuostolius, reikia naudoti diodus su trumpu atvirkštiniu atkūrimo laiku. Be to, buck reguliatoriaus diodai turi sugebėti valdyti didelę atvirkštinę srovę. Atkūrus diodo uždarymo savybes, prasideda kitas konversijos laikotarpis.

Jei perjungimo buck reguliatorius veikia esant mažai apkrovos srovei, jis gali persijungti į pertraukiamos induktoriaus srovės režimą. Šiuo atveju induktoriaus srovė sustoja tuo momentu, kai jungiklis uždaromas, o jos padidėjimas prasideda nuo nulio. Pertraukiamo srovės režimas yra nepageidaujamas, kai apkrovos srovė yra artima vardinei, nes tokiu atveju padidėja išėjimo įtampos pulsacija. Optimaliausia situacija, kai stabilizatorius veikia nuolatinės induktoriaus srovės režimu esant maksimaliai apkrovai ir pertraukiamosios srovės režimu, kai apkrova sumažėja iki 10 ... 20% vardinės.

Išėjimo įtampa reguliuojama keičiant jungiklio uždaros būsenos laiko ir impulsų pasikartojimo periodo santykį. Šiuo atveju, priklausomai nuo grandinės, tai įmanoma įvairių variantų kontrolės metodo įgyvendinimas. Įrenginiuose su reliniu valdymu, perėjimas iš įjungtos būsenos į išjungtą būseną lemia palyginimo mazgą. Kai išėjimo įtampa yra didesnė už nustatytą vertę, jungiklis išjungiamas ir atvirkščiai. Jei nustatote impulsų pasikartojimo periodą, tada išėjimo įtampą galima reguliuoti keičiant jungiklio įjungtos būsenos trukmę. Kartais naudojami metodai, kai fiksuojamas jungiklio uždarymo arba atidarymo laikas. Taikant bet kurį iš valdymo metodų, būtina apriboti induktoriaus srovę jungiklio uždarymo būsenoje, kad būtų apsaugota nuo išėjimo perkrovos. Šiems tikslams naudojamas varžinis jutiklis arba impulsinis srovės transformatorius.

Perjungimo buck reguliatoriaus skaičiavimas

Bus pasirenkami pagrindiniai impulsinio sumažinimo stabilizatoriaus elementai ir apskaičiuojami jų režimai konkretus pavyzdys. Visi koeficientai, kurie naudojami šiuo atveju, gauti remiantis funkcinės diagramos ir laiko diagramų analize, o metodika remiasi.

1. Remiantis pradinių parametrų ir didžiausių leistinų serijos srovės ir įtampos verčių palyginimu galingi tranzistoriai ir diodus, pirmiausia parenkame dvipolį kompozitinį tranzistorių KT853G (elektroninį jungiklį S) ir diodą KD2997V (VD).

2. Apskaičiuokite mažiausią ir didžiausią užpildymo koeficientą:

γ min \u003d t ir min / T min \u003d (U VyX + U pr) / (U BX max + U s on ≈ U RdT + U pr) \u003d (12 + 0,8) / (32-2-0,3 + 0,8) = 0,42;

γ max \u003d t ir max / T max \u003d (U Bvyx + U pp) / (U Bx min - U sbkl -U Rdt + U pp) \u003d (12 + 0,8) / (18-2-0,3 + 0,8 )=0,78, kur U pr =0,8 V ≈ tiesioginis įtampos kritimas per diodą VD, gautas iš tiesioginės I–V charakteristikos šakos srovei, lygiai I V, blogiausiu atveju; U sbcl \u003d 2 V ≈ KT853G tranzistoriaus, kuris veikia kaip jungiklis S, soties įtampa su srovės perdavimo koeficientu soties režimu h 21e \u003d 250; U RdT = 0,3 V ≈ įtampos kritimas srovės jutiklyje esant vardinė srovė apkrovų.

3. Pasirinkite didžiausią ir mažiausią konversijos dažnį.

Šis punktas atliekamas, jei pulso periodas nėra pastovus. Mes pasirenkame valdymo būdą su fiksuota elektroninio jungiklio atviros būsenos trukme. Šiuo atveju įvykdoma ši sąlyga: t=(1 – γ max)/f min = (1 – γ min)/f max =konst.

Kadangi jungiklis daromas ant tranzistoriaus KT853G, kurio dinaminės charakteristikos yra prastos, tai maksimalų konversijos dažnį pasirinksime palyginti žemą: f max =25 kHz. Tada minimalų konversijos dažnį galima apibrėžti kaip

f min \u003d f max (1 - γ max) / (1 - γ min) \u003d 25 * 10 3] (1 - 0,78) / (1-0,42) \u003d 9,48 kHz.

4. Apskaičiuokite jungiklio galios nuostolius.

Statinius nuostolius lemia efektyvi srovės, tekančios per jungiklį, vertė. Kadangi dabartinė forma yra ≈ trapecija, tada I s \u003d I out kur α \u003d l Lmax /l lx \u003d 1,25 ≈ santykis maksimali srovė induktoriaus į išėjimo srovę. Koeficientas a pasirenkamas per 1,2 ... 1,6. Jungiklio statiniai nuostoliai P Sstat =l s U SBKn =3,27-2=6,54 W.

Dinaminiai jungiklio nuostoliai Р sdyn ╥0,5f max ╥U BX max (l smax ╥t f + α╥l lx ╥t cn),

kur I smax ≈ jungiklio srovės amplitudė dėl atvirkštinio VD diodo atkūrimo. Paėmę l Smax =2l ByX , gauname

R sdin \u003d 0,5f max ╥U BX max ╥I out (2t f + α∙ t cn) \u003d 0,5╥ 25╥10 3 ╥32╥5 (2╥0,78-10 -6 -1,025 6)=8,12 ​​W, kur t f =0,78╥10 -6 s ≈ srovės impulso priekio trukmė per jungiklį, t cn =2╥10 -6 s ≈ nuosmukio trukmė.

Bendri jungiklio nuostoliai yra: P s \u003d P scstat + P sdin \u003d 6,54 + 8,12 \u003d 14,66 W.

Jei jungiklyje vyravo statiniai nuostoliai, reikia skaičiuoti mažiausią įėjimo įtampą, kai induktoriaus srovė yra didžiausia. Tuo atveju, kai sunku numatyti vyraujančią nuostolių tipą, jie nustatomi tiek esant minimaliai, tiek prie maksimalios įėjimo įtampos.

5. Apskaičiuojame diodo galios nuostolius.

Kadangi srovės forma per diodą ≈ taip pat yra trapecija, jos efektyviąją vertę apibrėžiame kaip statinius diodo nuostolius vDcTaT \u003d l vD ╥U pr \u003d 3,84-0,8 \u003d 3,07 W.

Diodo dinaminiai nuostoliai daugiausia atsiranda dėl nuostolių atvirkštinio atkūrimo metu: P VDdyn \u003d 0,5f max ╥

l smax vU Bx max ╥t oB ╥f max ╥l Bыx ╥U in max ╥t ov ╥25-10 3 -5-32╥0,2╥10 -6 =0,8 W, kur t OB =0, 2-1C - 6 s ≈ diodo atvirkštinio atkūrimo laikas.

Bendri diodo nuostoliai bus: P VD \u003d P MDstat + P VDdin \u003d 3,07 + 0,8 \u003d 3,87 W.

6. Pasirinkite šilumos kriauklę.

Pagrindinė šilumos kriauklės charakteristika yra jos šiluminė varža, kuri apibrėžiama kaip aplinkos ir šilumos kriauklės paviršiaus temperatūrų skirtumo santykis su jo išsklaidoma galia: R g \u003d ΔT / P rass. Mūsų atveju per izoliacinius tarpiklius būtina pritvirtinti perjungimo tranzistorių ir diodą ant to paties šilumos kriauklės. Kad neatsižvelgtume į tarpiklių šiluminę varžą ir neapsunkintume skaičiavimo, renkamės žemą paviršiaus temperatūrą, maždaug 70 laipsnių. C. Tada esant aplinkos temperatūrai 40╟СΔТ=70-40=30╟С. Šilumos kriauklės šiluminė varža mūsų atveju R t \u003d ΔT / (P s + P vd) \u003d 30 / (14,66 + 3,87) \u003d 1,62╟С / W.

Šiluminė varža natūralaus aušinimo metu paprastai nurodoma šilumos kriauklės pamatiniuose duomenyse. Norėdami sumažinti įrenginio dydį ir svorį, galite taikyti priverstinį aušinimą su ventiliatoriumi.

7. Apskaičiuokite droselio parametrus.

Apskaičiuokime induktoriaus induktyvumą: L= (U BX max - U sbkl -U Rdt - U Out)γ min /=(32-2-0,3-12)╥0,42/=118,94 μH.

Kaip magnetinės šerdies medžiagą pasirenkame presuotą Mo-permalloy MP 140. Kintamasis komponentas magnetinis laukas magnetinėje grandinėje mūsų atveju histerezės nuostoliai nėra ribojantis veiksnys. Todėl didžiausią indukciją galima pasirinkti tiesinėje įmagnetinimo kreivės atkarpoje netoli vingio taško. Darbas su lenkta dalimi yra nepageidautinas, nes tokiu atveju medžiagos magnetinis pralaidumas bus mažesnis nei pradinis. Dėl to induktyvumas sumažės didėjant induktoriaus srovei. Mes pasirenkame maksimalią indukciją B m, lygią 0,5 T, ir apskaičiuojame magnetinės grandinės tūrį: Vp \u003d μμ 0 ╥L (αI outx) 2 / B m 2 \u003d 140 ╥ 4π ╥ 10 -7 ╥ 940 -118. 6 (1,25 -5) 2 0,5 2 \u003d 3,27 cm 3, kur μ \u003d 140 ≈ pradinis MP140 medžiagos magnetinis pralaidumas; μ 0 =4π╥10 -7 H/m ≈ magnetinė konstanta.

Pagal apskaičiuotą tūrį pasirenkame magnetinę grandinę. nes dizaino elementai MP140 permalloy magnetinė grandinė paprastai gaminama ant dviejų sulankstytų žiedų. Mūsų atveju tinka žiedai KP24x13x7. Magnetinės grandinės skerspjūvio plotas Sc=20,352 =0,7 cm 2, o vidutinis magnetinės linijos ilgis λс=5,48 cm. Pasirinktos magnetinės grandinės tūris: VC=SC╥ λс=0,7╥5,48 =3,86 cm 3 >VP.

Apskaičiuojame apsisukimų skaičių: imame posūkių skaičių, lygų 23.

Laido su izoliacija skersmenį nustatome remdamiesi tuo, kad apvija turi tilpti viename sluoksnyje, pasukti, kad pasisuktų išilgai vidinės magnetinės grandinės perimetro: kur d K \u003d 13 mm ≈ vidinis magnetinės grandinės skersmuo; k 3 \u003d 0,8 ≈ magnetinės grandinės lango su apvija užpildymo koeficientas.

Mes pasirenkame vielą PETV-2, kurio skersmuo yra 1,32 mm.

Prieš vyniojant laidą, magnetinė šerdis turi būti izoliuota 20 µm storio ir 6...7 mm pločio PET-E plėvele vienu sluoksniu.

8. Apskaičiuokite išėjimo kondensatoriaus talpą: C Bvyx \u003d (U BX max -U sBcl - U Rdt) ╥γ min /= (32-2-0,3) 0,42 / \u003d 1250 μF, kur ΔU 0С03d \u00Сvy3d , 01 V ≈ išėjimo kondensatoriaus pulsacija nuo smailės iki smailės.

Aukščiau pateiktoje formulėje neatsižvelgiama į vidinės, nuosekliosios kondensatoriaus varžos įtaką pulsacijai. Atsižvelgdami į tai ir 20% oksidinių kondensatorių talpos nuokrypį, pasirenkame du K50-35 kondensatorius, kurių vardinė įtampa yra 40 V, kurių kiekvieno talpa yra 1000 mikrofaradų. Kondensatorių pasirinkimas pervertintas vardinė įtampa dėl to, kad padidėjus šiam parametrui kondensatorių nuoseklioji varža mažėja.

Pagal skaičiavimo metu gautus rezultatus sukurta schema parodyta fig. 3.

Panagrinėkime stabilizatorių išsamiau. Atviros elektroninio jungiklio ≈ tranzistoriaus VT5 ≈ metu rezistoriaus R14 (srovės jutiklio) susidaro pjūklo įtampa. Kai jis pasieks tam tikrą vertę, atsidarys tranzistorius VT3, kuris savo ruožtu atidarys tranzistorių VT2 ir iškraus kondensatorių C3. Tokiu atveju tranzistoriai VT1 ir VT5 užsidarys, taip pat atsidarys perjungimo diodas VD3. Anksčiau buvę tranzistoriai VT3 ir VT2 užsidarys, bet tranzistorius VT1 neatsidarys tol, kol įtampa per kondensatorių C3 nepasieks slenksčio lygio, atitinkančio jo atidarymo įtampą. Taigi bus suformuotas laiko intervalas, per kurį bus uždarytas perjungimo tranzistorius VT5 (apie 30 μs). Pasibaigus šiam intervalui, atsidarys tranzistoriai VT1 ir VT5 ir procesas kartosis dar kartą.

Rezistorius R. 10 ir kondensatorius C4 sudaro filtrą, kuris slopina įtampos viršįtampius tranzistoriaus VT3 bazėje dėl atvirkštinio diodo VD3 atkūrimo.

Silicio tranzistoriaus VT3 bazinė ≈emiterio įtampa, kuriai esant jis persijungia į aktyvųjį režimą, yra apie 0,6 V. Šiuo atveju R14 išsisklaido srovės jutiklyje, atsižvelgiant į didelė galia. Norint sumažinti srovės jutiklio įtampą, prie kurios atsidaro tranzistorius VT3, jo pagrindui išilgai VD2R7R8R10 grandinės taikomas pastovus maždaug 0,2 V poslinkis.

Iš dalytuvo į tranzistoriaus VT4 pagrindą tiekiama išėjimo įtampai proporcinga įtampa, kurios viršutinę svirtį sudaro rezistoriai R15, R12, o apatinė svirtis yra ≈ rezistorius R13. HL1R9 grandinė sukuria atskaitos įtampą, lygią tiesioginės įtampos kritimo per šviesos diodą ir tranzistoriaus VT4 emiterio jungties sumai. Mūsų atveju pavyzdinė įtampa yra 2,2 V. Neatitikimo signalas yra lygus skirtumui tarp VT4 tranzistoriaus pagrindo ir pavyzdinio įtampos.

Išėjimo įtampa stabilizuojama dėl tranzistoriaus VT4 sustiprinto neatitikimo signalo sumavimo su įtampa, pagrįsta tranzistoriaus VT3. Tarkime, kad išėjimo įtampa padidėjo. Tada tranzistoriaus VT4 pagrindo įtampa taps pavyzdingesnė. Tranzistorius VT4 šiek tiek atsidaro ir perkelia įtampą prie tranzistoriaus VT3 pagrindo, kad jis taip pat pradėtų atsidaryti. Dėl to tranzistorius VT3 atsidarys esant žemesniam rezistoriaus R14 pjūklo įtampos lygiui, o tai sumažins laiko intervalą, per kurį bus atidarytas perjungimo tranzistorius. Tada išėjimo įtampa sumažės.

Jei išėjimo įtampa mažėja, reguliavimo procesas bus panašus, tačiau vyksta atvirkštine tvarka ir padidina jungiklio atidarymo laiką. Kadangi rezistoriaus R14 srovė yra tiesiogiai susijusi su tranzistoriaus VT5 atviro laiko formavimu, čia, be įprasto išėjimo įtampos grįžtamojo ryšio, yra ir srovės grįžtamasis ryšys. Tai leidžia stabilizuoti išėjimo įtampą be apkrovos ir greitai reaguoti į staigų srovės pokytį įrenginio išvestyje.

Apkrovos trumpojo jungimo ar perkrovos atveju stabilizatorius persijungia į srovės ribojimo režimą. Išėjimo įtampa pradeda mažėti esant 5,5 ... 6 A srovei, o uždarymo srovė apytiksliai lygi 8 A. Šiais režimais perjungimo tranzistoriaus įjungimo laikas sumažinamas iki minimumo, o tai sumažina galią išsisklaidė ant jo.

Jei stabilizatorius tinkamai neveikia dėl vieno iš elementų gedimo (pvz., VT5 tranzistoriaus gedimo), išėjimo įtampa padidėja. Tokiu atveju apkrova gali nepavykti. Siekiant išvengti avarinių situacijų, keitiklyje yra apsauginis blokas, kurį sudaro trinistorius VS1, zenerio diodas VD1, rezistorius R1 ir kondensatorius C1. Kai išėjimo įtampa viršija zenerio diodo VD1 stabilizavimo įtampą, per jį pradeda tekėti srovė, kuri įjungia trinistorių VS1. Dėl jo įtraukimo išėjimo įtampa sumažėja beveik iki nulio ir perdegė saugiklis FU1.

Įrenginys skirtas maitinti 12 voltų garso įrangą, skirtą daugiausia automobiliams, iš sunkvežimių ir autobusų, kurių įtampa yra 24 V, tinklo. Dėl to, kad įvesties įtampa šiuo atveju turi žemą pulsacijos lygį , kondensatorius C2 turi santykinai mažą talpą. Nepakanka, kai stabilizatorius maitinamas tiesiai iš tinklo transformatoriaus su lygintuvu. Tokiu atveju lygintuvas turi būti aprūpintas kondensatoriumi, kurio talpa ne mažesnė kaip 2200 mikrofaradų atitinkamai įtampai. Transformatoriaus bendra galia turi būti 80 ... 100 W.

Stabilizatoriuje naudojami oksidiniai kondensatoriai K50-35 (C2, C5, C6). Kondensatorius SZ ≈ tinkamų dydžių plėvelė K73-9, K73-17 ir kt., C4 ≈ keramika su maža saviinduktyvumu, pvz., K10-176. Visi rezistoriai, išskyrus R14, ≈ C2-23 atitinkamos galios. Rezistorius R14 pagamintas iš 60 mm ilgio PEC 0,8 konstanto laido, kurio linijinė varža yra maždaug 1 omas/m.

Spausdintinės plokštės, pagamintos iš vienpusio folija dengto stiklo pluošto, brėžinys parodytas fig. keturi.

Diodas VD3, tranzistorius VD5 ir trinistorius VS1 yra pritvirtinti prie šilumos kriauklės per izoliuojančią šilumą laidžią tarpinę naudojant plastikines įvores. Plokštė taip pat pritvirtinta prie tos pačios šilumos kriauklės.

Surinkto įrenginio išvaizda parodyta fig. 5.

LITERATŪRA
1. Titze W., Shenk K. Puslaidininkinė grandinė: informacinis vadovas. Per. su juo. ≈ M.: Mir, 1982 m.
2. Puslaidininkiniai įtaisai. Vidutinės ir didelės galios tranzistoriai: vadovas / A. A. Zaicevas, A. I. Mirkinas, V. V. Mo-kryakovas ir kt. Red. A. V. Golomedova. ≈ M.: Radijas ir ryšys, 1989 m.
3. Puslaidininkiniai įtaisai. Lygintuvų diodai, zenerio diodai, tiristoriai: vadovas / A. B. Gitsevičius, A. A. Zaicevas, V. V. Mokryakovas ir kt. Red. A. V. Golomedova. ≈ M.: Radijas ir ryšys, 1988 m.