Три напруги від однієї крони. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Три напруги від однієї крони. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

Коментарі до статті

Застосування в переносній апаратурі операційних підсилювачів (ОУ) відразу ж ставить завдання - яким чином запитати їх двополярною напругою +15 В. Подібне питання виникає тому, що в довідкових матеріалах параметри більшості ОУ наведені саме для цих напруг, що живлять, і у багатьох радіоаматорів створюється враження, що ОУ можуть добре працювати лише у такому режимі. У більшості радіоаматорських пристроїв на ОУ також подається двополярна напруга ±15 В. Але якщо уважно вивчити технічні дані на ОУ, виявиться, що нижня межа робочої напруги для більшості ОУ становить ± 5.. В. Так, для мікросхем широкого застосування К6УД140 і К6У мінімальна напруга живлення дорівнює ±140 В, а для малопотужного ОУ К7УД5 ця межа становить ±140 В (див. Кудряшов Б.П. Аналогові інтегральні мікросхеми: Довідник. - М.: Радіо і зв'язок, 12).

При зниженні рівня напруги зменшується струм, споживаний ОУ - це теж спрощує проблему джерела живлення для переносної апаратури. Для більшості ОУ при живленні напругою ±5 В споживаний струм зменшується приблизно в 3 рази в порівнянні з живленням напругою ±15 В. Зрозуміло, зниження напруги живлення веде до зміни та інших параметрів ОУ, але ці відхилення зазвичай не позначаються на роботі схеми. Як джерело живлення переносних приладів зручно застосувати батарею "Крона-ВЦ" або "Корунд" напругою 9, а двополярне живлення +5,5 і -4,8 В отримати за допомогою пристрою, що описується нижче. Напруга +5,5 В стабілізована, вона призначена не тільки для живлення ОУ, але може бути використана для цифрових мікросхем серій К134, К176, К561. Вузол живлення видає ще й напругу -10 В, яка при необхідності використовується для керування електронними комутаторами на польових транзисторах серій К168 та К190.

Асиметрія напруги живлення для ОУ практично не впливає на роботу мікросхеми, так як коефіцієнт впливу нестабільності джерел живлення для ОУ не перевищує -60 дБ. Вузол живлення відрізняється наявністю стабілізованої напруги та малим споживанням струму без навантаження. ККД залежить від вхідної напруги та становить 0,4...0,5.

Схема вузла живлення наведено на рис. 1. Він складається із стабілізатора напруги позитивної полярності та імпульсного перетворювача.

Рис.1 (натисніть , щоб збільшити)

Стабілізатор позитивної напруги містить двокаскадний підсилювач постійного струму (транзистори VT2 та VT3), в якому опорний стабілітрон включений у ланцюг бази транзистора VT3. Живлення опорного елемента вихідною стабілізованою напругою дозволяє одержати високий коефіцієнт стабілізації за напругою (більше 500) при незначному вихідному опорі (не більше 0,2 Ом). Регулюючим елементом стабілізатора є р-n-р транзистор VT1, тому режим стабілізації при струмах навантаження до 20 мА настає при напрузі на вході стабілізатора всього на 0,05...0,1 більше вихідного. При включенні живлення стабілізатор виходить на робочий режим завдяки ланцюжку елементів C1, R1, VD2, R3. При цьому струм зарядки конденсатора C1 проходить по запуску ланцюга: VD2, R3, перехід база - емітер транзистора VT2 і виводить транзистори VT1 і VT3 на робочий режим. Стабілізатор має захист від короткого замикання.

Імпульсний перетворювач містить генератор, вихідний транзисторний каскад та ємнісний помножувач напруги. Виходячи з міркувань економічності, генератор зібраний на мікросхемі DD1 типу КМОП. Вихідна напруга генератора є імпульсним меандром з частотою близько 10 кГц. Воно подається на бази транзисторів VT4 та VT5 вихідного каскаду та по черзі переводить їх у відкритий стан. Коли відкритий транзистор VТ4 відбувається зарядка конденсатора С6 через цей транзистор і діод VD6. У наступний напівперіод імпульсної напруги генератора відкривається транзистор VT5 і конденсатор С6, розряджаючись через нього і діод VD7, енергію передає на конденсатор С7. В результаті конденсатор С7 заряджається приблизно до вихідної напруги стабілізатора. При відкритому VT4 відбувається зарядка конденсатора С8 ланцюга: +Uстаб, VT4, С8, VD8, С7, загальна шина. У цьому ланцюзі є два послідовно включених джерела напруг: Uстаб.

Отже, конденсатор С8 заряджатиметься приблизно до напруги Uc8 = Uстаб + Uc7 = 10В. Ця напруга при відкриванні транзистора VT5 через діод VD9 передається вихідний конденсатор С9. При кожному циклі перезарядки конденсаторів помножувача напруги відбувається втрата напруги на діодах і відкритих транзисторах VT4 і VT5, тому вихідна напруга зі збільшенням струму навантаження зменшується. Ця залежність для негативної напруги -4,5 представлена на рис. 2.

Три напруги від однієї Крони
Ріс.2

У режимі холостого ходу, коли струм навантаження дорівнює нулю, напруга негативної полярності для двох виходів має значення -5,3 і -10,2 В. У цьому режимі перетворювач споживає струм, рівний 0,3 ... 0,4 мА. Внаслідок того, що перетворювач живиться стабілізованою напругою, напруга на його виходах залежить тільки від опору навантаження, тобто при постійному навантаженні негативна вихідна напруга буде незмінною. Коефіцієнт корисної дії описаного імпульсного перетворювача при струмі навантаження Iн, що дорівнює 3 мА, досягає значення 0,7, але при відхиленні від цього значення на ±2 мА знижується до 0,6. Амплітуда пульсації вихідної напруги під навантаженням не перевищує 10 мВ.

Конструктивно вузол живлення найкраще виконати на друкованій платі схеми, яку він живить, тому розведення друкованої плати вузла живлення не наводиться. Площа, яку займають елементи схеми, не перевищує 12 см2. У ній використовуються резистори МЛТ-0,125 та малогабаритні конденсатори С1, С8, С9 - К53-1; C3 – С5 – КМ; С2, С6, С7 – К52-1Б.

Описаний вузол живлення відрізняється простотою, яка виключає будь-які роботи після монтажу. Якщо вихідна стабілізована позитивна напруга відрізняється від номінального значення більш ніж на 5%, її виставляють підбираючи стабілітрон VD3. Критеріями справності вузла живлення є наявність вихідної напруги і струм холостого ходу, що не перевищує 2,5 мА.

література:

Кудряшов Б. П. та ін. Аналогові інтегральні мікросхеми: Довідник.-М.: Радіо та зв'язок, 1981.
Ходаковський Є. Перетворювач полярності напруги. - Радіо, 1984 № 7, с. 48-49.

Автори: В.Єфремов, В.Федько

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

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

Термоядерний реактор у п'ять разів яскравіший за Сонце 09.01.2022

Термоядерний реактор у Китаї встановив рекорд стійко високих температур, досягнувши 70 мільйонів градусів за Цельсієм.

Таким чином, плазма в установці розігрілася в п'ять разів сильніше за Сонце. У цьому режимі Експериментальний удосконалений надпровідний токамак (EAST), відомий як штучне сонце, пропрацював 1056 секунд. Це є найтривалішим часом роботи такого апарату у світі.

Кінцева мета проекту полягає у виробленні майже безмежної чистої енергії, що імітує природні реакції, що відбуваються всередині зірок. При цьому для даного процесу не потрібне викопне паливо, і воно не залишає небезпечних відходів. Проект уже коштував китайській владі більш ніж 700 мільярдів фунтів стерлінгів.

У червні 2021 року китайські вчені побили рекорд, досягнувши температури плазми 120 мільйонів градусів Цельсія протягом 101 секунди та 160 мільйонів градусів Цельсія протягом 20 секунд.

Інші цікаві новини:

▪ Сонячні панелі з людським волоссям

▪ Велотренажер із вбудованим генератором електроенергії

▪ Радіолокація ґрунту

▪ Автомобіль BMW зловить зелену хвилю

▪ Електромобіль Mercedes-Benz VISION EQXX

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Веселі завдання. Добірка статей

▪ стаття Без дурнів. Крилатий вислів

▪ стаття У чому полягає систематична помилка того, хто вижив? Детальна відповідь

▪ стаття Молодший консультант. Посадова інструкція

▪ стаття Помножувач частоти на фазообертачі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мініатюрна ЧС радіостанція діапазону 2 метри. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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