Удосконалення стабілізатора імпульсного напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

 Коментарі до статті

У журналі "Радіо" № 8 за 1985 рік у статті "Простий ключовий стабілізатор напруги" був описаний імпульсний стабілізатор напруги, який при відносній простоті технічного рішення має високі енергетичні показники і придатний для електроживлення пристроїв на мікросхемах ТТЛ. Разом з цим при подальшому доопрацюванні стабілізатора такі його характеристики, як ККД, нестабільність вихідної напруги, тривалість і характер перехідного процесу при впливі імпульсного навантаження вдалося значно поліпшити.

Встановлено, що під час роботи стабілізатора виникає так званий наскрізний струм через складовий ключовий транзистор. Цей струм з'являється в ті моменти, коли сигналу вузла порівняння ключовий транзистор відкривається, а комутаційний діод ще не встиг закритися. Наявність цього струму викликає додаткові втрати на нагрівання транзистора та діода та зменшує ККД всього пристрою.

Ще один недолік - значна пульсація вихідної напруги при струмі навантаження, близькому до граничного. Для боротьби з пульсаціями в стабілізатор введено додатковий вихідний LC-фільтр (L2C6). Зменшити нестабільність вихідної напруги від зміни струму навантаження можна лише зменшенням активного опору дроселя L2. Поліпшення динаміки перехідного процесу (зокрема, зниження його тривалості) пов'язані з необхідністю зменшити індуктивність дроселя, та заодно неминуче збільшиться пульсація вихідної напруги.

Рис.1 (натисніть , щоб збільшити)

Тому виявилося доцільним фільтр L2C6 виключити (рис. 1), а загальну ємність конденсаторів С3, С4 збільшити в 5...10 разів паралельним з'єднанням батареї кількох конденсаторів. На рис. 2 зображено вигляд перехідного процесу у доопрацьованому стабілізаторі при імпульсному характері навантаження. Порівняння із графіком, представленим на рис. 3,а у вищезгаданій статті, показує значне покращення перехідного процесу.

Ріс.2

Навантажувальні характеристики Uвых = f (Iн) (див. також рис. 2,б тієї ж статті) при різних значеннях вхідної напруги допрацьованого стабілізатора зображені на рис. 3. З порівняння цих малюнків видно, що нестабільність вихідної напруги в інтервалі вихідного струму від 0,5 до 4 А при вхідній напрузі 15...25 зменшилася в 2 рази.

Ріс.3

Ланцюг R3C2 у вихідному стабілізаторі практично не змінює тривалості спаду вихідного струму, тому його можна видалити (замкнути резистор R3), а опір резистора R4 збільшити до 820 Ом. Але тоді при збільшенні вхідної напруги з 15 до 25 В струм, що протікає через резистор R4 (у вихідному пристрої), буде збільшуватися в 1,7 рази, а потужність розсіювання - в 3 рази (до 0,7 Вт). Підключенням нижнього за схемою виведення резистора R4 (на схемі допрацьованого стабілізатора він теж R4) до плюсового виведення конденсаторів С3 С4 цей ефект можна послабити, але при цьому його опір має бути зменшено до 620 Ом.

Один з ефективних шляхів боротьби зі наскрізним струмом - збільшення часу наростання струму через ключовий транзистор, що відкрився. Тоді при повному відкриванні транзистора струм через діод VD1 зменшиться майже до нуля. Цього можна досягти, якщо форма струму через ключовий транзистор буде близька до трикутної. Як показує розрахунок, для отримання такої форми струму індуктивність накопичувального дроселя L1 має перевищувати 30 мкГн.

Ще один шлях - застосування швидкодіючого комутаційного діода (VD1), наприклад, КД219Б. Це так званий діод із бар'єром Шоттки. У таких діодів вище швидкодія і менше падіння напруги при тому самому значенні струму в порівнянні зі звичайним високочастотним кремнієвим. Конденсатори С3-С7 – із серії К52-1.

Всі перелічені вище зміни не призводять до значної зміни принципової схеми та друкованої плати стабілізатора.

Покращення параметрів пристрою може бути отримане і за зміни режиму роботи ключового транзистора. Особливість роботи потужного транзистора VT3 у вихідному та покращеному стабілізаторах полягає в тому, що він працює в активному режимі, а ненасиченому, і тому має високе значення коефіцієнта передачі струму та швидко закривається. Однак через підвищену напругу на ньому, коли він відкритий, потужність, що розсіюється, в 1,5...2 рази перевищує мінімально досяжне значення.

Зменшити напругу на ключовому транзисторі можна подачею позитивного щодо плюсового дроту живлення напруги зміщення на емітер транзистора VT2 (див. рис. 1). Значення напруги усунення підбирають при налагодженні стабілізатора. Якщо він живиться від випрямляча, підключеного до трансформатора мережі, то для отримання напруги зсуву можна передбачити окрему обмотку на трансформаторі. Однак при цьому напруга зміщення змінюватиметься разом із мережевим.

Для отримання стабілізованої напруги усунення стабілізатор треба доопрацювати (рис. 4), а дросель перетворити на трансформатор Т1, намотавши додаткову обмотку II. Коли ключовий транзистор закритий, а діод VD1 відкритий, напруга на обмотці 1 визначається виразом: U1==Uвых+Uvd1. Оскільки напруга на виході і на діоді в цей час змінюється незначно, незалежно від значення вхідної напруги на обмотці II напруга практично стабілізована. Після випрямлення подають на емітер транзистора VT2.

Рис.4 (натисніть , щоб збільшити)

Поліпшення енергетичних характеристик другого варіанта доопрацьованого стабілізатора ілюструє рис. 5, де для порівняння показані аналогічні залежності та першого варіанту (порівняйте також з рис. 2,а у згаданій вище статті). При цьому втрати на нагрівання знизилися в першому варіанті доопрацьованого стабілізатора на 14,7%, а в другому - на 24,2%, що дозволяє працювати при струмі навантаження до 4 А без установки ключового транзистора на тепловідведення.

Ріс.5

У стабілізаторі варіанта 1 дросель L1 містить 11 витків, намотаних джгутом з восьми провідників ПЕВ-1 0,35. Обмотку поміщають у броньовий магнітопровід Б22 з фериту 2000НМ. Між чашками необхідно закласти прокладку з текстоліту завтовшки 0,25 мм. У стабілізаторі варіанта 2 трансформатор Т1 утворений намотуванням поверх котушки дроселя L1 двох витків дроту ПЕВ-1 0.35. Замість германієвого діода Д310 можна використовувати кремнієвий, наприклад КД212А або КД212Б, при цьому кількість витків обмотки II потрібно збільшити до трьох.

Автор: А. Миронов м. Люберці Московської обл.; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Стабілізатори напруги.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Інноваційна добавка для астронавтів 23.06.2022 Доведено, що добавка від біотехнологічної фірми Amorphical протистоїть згубному впливу невагомості на кістки та м'язи. Добавка карбонату кальцію, розроблена ізраїльською біотехнологічною фірмою, була випробувана в космосі та довела, що вона допомагає організму нарощувати м'язові волокна та зміцнювати кістки в умовах невагомості. Amorphical синтезувала та стабілізувала рідкісну форму природного кальцію, що виробляється блакитними раками, та використовує їх для розробки біоактивних композицій, які вона називає аморфним карбонатом кальцію (ACC). Відкриття ефективності добавок може мати далекосяжні наслідки для астронавтів, які страждають на остеопороз в результаті тривалого перебування в космосі. У квітні Ейтан Стіббе став другим астронавтом Ізраїлю. Стіббе був відправлений до космосу в рамках першої в історії приватної космічної місії від імені Фонду Рамона. Стіббе провів аморфний експеримент на Міжнародній космічній станції та протестував добавку на людських м'язових та кісткових стовбурових клітинах та порівняв результати з результатами, отриманими за допомогою стандартних добавок кальцію. Півтора місяці тому Стіббе повернувся на землю разом зі своїм спорядженням. У лабораторії Amorphical у Нес-Ционе компанія вивчила результати і виявила, що клітини перебували за умов невагомості, і навіть піддавалися впливу високих рівнів радіації, що у космосі, зросли оскільки їх можна було очікувати землі. Клітини, доповнені звичайним кальцієм, та клітини у контрольній групі не покращувалися і майже не росли. Засновник і генеральний директор Amorphical Йоссі Бен зазначив, що "успіх експерименту змінює правила гри, коли йдеться про тривале перебування в космосі. хвороби та проблеми з кістками та м'язами".

Інші цікаві новини:

▪ Робочі станції Lenovo ThinkStation PX, P7 та P5

▪ Позолочені бактерії

▪ Водоблоки повного покриття Aqua Computer Kryographics Next

▪ Поставлено рекорд швидкості обертання

▪ Intel: прорив у фотоніці

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Шпигунські штучки. Добірка статей

▪ стаття Органічна хімія. Шпаргалка

▪ стаття Як великий рекорд потужності ядерних випробувань? Детальна відповідь

▪ стаття Параплан для початківців. Особистий транспорт

▪ стаття Дешеві аромати. Прості рецепти та поради

▪ стаття Цифрове висвітлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024