Простий потужний паралельний стабілізатор на транзисторах 12 вольт 600 міліампер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

 Коментарі до статті

У запропонованій статті описуються принципи роботи паралельного стабілізатора, і розглядається можливість застосування для стабілізації живлення потужних високоякісних підсилювачів НЧ. Наведено також схему повного джерела живлення з паралельним стабілізатором.

Серед радіоаматорів, а також у промислових аудіопристроях високої якості широко використовуються паралельні стабілізатори. У цих пристроях стабілізуючий елемент підключається паралельно до навантаження, що добре відбивається на такому параметрі стабілізатора, як його швидкодія. Фактично швидкодія стабілізатора визначається швидкодією стабілізуючого елемента. Також до переваг паралельних стабілізаторів варто віднести той факт, що незалежно від струму, що споживається від стабілізатора, струм, споживаний ним самим від джерела живлення, залишається незмінним. Цей факт позитивно відбивається лише на рівні випромінюваних БП загалом перешкод (за рахунок того, що девіації струму споживання не протікають через трансформатор і випрямляючий міст), хоч і є причиною їх низького ККД.

Розглянемо вищевикладене з прикладу найпростішого паралельного стабілізатора - параметрическом стабілізаторі на стабилитроне (рис. 1).

Мал. 1. Параметричний стабілізатор

Резистор R0 задає сумарний струм, який тектиме через стабілітрон і підключену, паралельно йому навантаження. Легко бачити, що при зміні струму навантаження струм через резистор R0 залишиться постійним, зміниться лише струм, поточний через стабілітрон D1. Так відбуватиметься, доки виконуватиметься умова (1):

I_Н<I_R0-I_ст.хв.   (1)
де I_Н - Струм навантаження,
I_R0 - Струм через R0,
I_ст.хв. - Мінімальний струм стабілізації стабілітрона D1

Швидкодія даного стабілізатора визначатиметься в основному швидкістю зміною величини бар'єрної ємності стабілітрона [1], а також часом заряду-розряду конденсатора С1.

Однак у подібних стабілізаторів є і недоліки - зокрема для отримання більш-менш пристойного коефіцієнта стабілізації (>100), через стабілітрон повинен текти струм, який можна порівняти зі струмом навантаження. Ця обставина з урахуванням того, що переважна кількість стабілітронів розрахована на струм до 100 мА, ускладнює використання параметричних стабілізаторів у потужних пристроях.

Щоб обійти цю перешкоду, паралельно стабілізатору ставлять потужний активний елемент, наприклад транзистор MOSFET, як показано на рис. 2.

Рис. 2. Потужний паралельний стабілізатор

У цій схемі стабілітрон лише задає стабільну напругу на затворі транзистора Q1, через ланцюг сток-витік якого і тече основний струм. Стабілітрон VD3 захищає Q1 від пробою через високовольтність цієї реалізації. Докладніше про роботу цієї схеми можна прочитати у [2].

Схема, наведена на малюнку один здатна працювати з великими струмами (обмежується граничними характеристиками застосованого мосфету), але виділяє велику потужність і має низький ККД(менше 30% - якщо падіння на резисторі R1 порівняно велике, струм через мосфет порівняний із струмом через навантаження, величини вхідної та вихідної напруги не перевищують 100 В), що в потужних додатках є серйозним недоліком.

Але поточний струм через мосфет, можна помітно знизити без шкоди для коефіцієнта стабілізації, якщо усунути джерело нестабільності в даній схемі. Зупинимося на ньому докладніше.

При зміні напруги на вході стабілізатора змінюється струм, поточний через резистор R1, цю зміну можна знизити збільшенням номіналу цього резистора, але це, у свою чергу, вимагатиме збільшення падіння напруги на цьому резисторі, а отже знизить ККД. Оптимальним рішенням, на мій погляд, є заміна цього резистора на джерело струму, на якому падіння напруги можна буде встановити рівну сумі девіації вхідної напруги +2-3 вольта для нормальної роботи активного елемента джерела струму.

З урахуванням цих доповнень було розроблено схему джерела живлення з паралельним стабілізатором, представлену на рис. 3.

Мал. 3. Принципова схема БП із паралельним стабілізатором (натисніть для збільшення)

Функцію токозадавального резистора тут виконує джерело струму на транзисторі Q1. Для зниження нестабільності струму, що видається ним, він запитаний від іншого джерела струму меншої потужності, який у свою чергу запитаний через RCR фільтр для зниження пульсацій. Резистором R7 можна грубо регулювати робочий струм стабілізатора, резистором R4 плавно. Резистором R8 можна підлаштувати вихідну анпруження стабілізатора в невеликих межах. R6 являє собою навантаження БП, що споживає близько 600 мА (без навантаження БП не підключати!). Транзистори Q1 та M1 можна встановити на загальному радіаторі площею не менше 500 кв.

Основні технічні характеристики стабілізатора (з вхідним та вихідним RC-фільтрами):

1. Вихідна напруга = 12В.
2. Вхідна напруга > 18В.
3. Струм навантаження - 600 мА
4. Споживаний струм – 750 мА (при номіналах, вказаних на схемі, змінюється підбором резистора R2, R7, R4 – у порядку величини впливу)
5. Рівень пульсацій на виході - -112 дБ
6. ККД = 57%

Легко бачити, що представлена ​​схема має досить високі параметри в частині ККД і Кст, порівнянними з характеристиками послідовних компенсаційних стабілізаторів, при цьому практично повністю зберігаючи переваги паралельних стабілізаторів.

При цьому схема досить проста, не вимагає дефіцитних деталей, і може бути сконструйована навіть радіоаматорами-початківцями.

При вхідній напрузі до 50В у схемі можна застосувати Q1-BD244C, Q2-BC546А, M1-IRF630. Як стабілітрон D7 можна застосувати будь-який на напругу 8,2 В, діоди D1-D4 наприклад SF54, діоди D5, D6, D8, D9 - наприклад 1N4148.

література

1. Жеребцов І.П. Основи електроніки, стор 40, Л, 1989
2. Рижков В.А. Простий паралельний стабілізатор на транзисторі, Audioportal.su/another/p2

Автор: Баушев Олег ака Olegyurich; Публікація: cxem.net

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 Електромобілі як частина загальної електромережі 03.03.2018 Компанія Renault створила в Португалії "розумний острів". Це острів Мадейра площею 785 км2 та населенням понад 267 000 осіб. Він належить Португалії та розташовується в Атлантичному океані. Renault вирішила використати острів для будівництва моделі розумної інфраструктури найближчого майбутнього. Звичайно, проект не поширюється на весь острів, а стосується лише невеликої території 41 км2, на якій проживає майже 5500 осіб. Проект передбачає три етапи. На перших 20 осіб отримають у своє розпорядження електромобілі Zoe та Kango ZE. Для потреб цих машин побудовано 40 зарядних станцій по всій території. За наявності запасу часу, станції заряджатимуть автомобілі тоді, коли це найбільш ефективно та вигідно. Під час другого етапу проекту електромобілі за можливості не заряджатимуться, а віддаватимуть електроенергію назад у мережу. Щоправда, тут постає питання швидшого виснаження ресурсу АКБ, отже доцільність такого підходу під питанням. На заключному етапі Renault надасть учасникам проекту домашні зарядні стаціонарні станції Powervault, що розширить можливості автовласників. Ці зарядні пристрої підключатимуться до мережі із сонячних та вітрових електростанцій, дозволяючи нівелювати непостійність таких джерел енергії. В цілому Renault хоче спробувати створити єдину мережу, яка включатиме як звичайні електромережі, так і домашні акумулятори Powervault і навіть електромобілі. Управляючись єдиною системою, вся ця загальна мережа повинна працювати більш ефективно. Але, як ми вже зазначали, за такого сценарію ресурс акумуляторів в автомобілях буде витрачатися швидше, оскільки відбуватиметься постійна зарядка та розрядка АКБ, навіть коли автомобіль нікуди не їздить.

Інші цікаві новини:

▪ Квантовий процесор на 127 куб.

▪ Синаптичний транзистор, що імітує людський мозок

▪ Першими на Марс мають полетіти лише жінки

▪ LP5907 - малошумний LDO від Texas Instruments

▪ Літак із пластмаси

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Гірлянди. Добірка статей

▪ стаття Інтегральна мікросхема. Історія винаходу та виробництва

▪ стаття Чому місто назвали Ріо-де-Жанейро, хоча воно не стоїть на річці? Детальна відповідь

▪ стаття Лікар приймального спокою (відділення). Посадова інструкція

▪ стаття Підсилювач автомобільний 2x40 ват. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Основи маніпуляції з кульками. Секрет фокусу

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