Потужний лабораторний блок живлення із підвищеним ККД. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Потужний лабораторний блок живлення із підвищеним ККД. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

Коментарі до статті

Регульований блок живлення – невід'ємна частина радіоаматорської лабораторії. У журналі "Радіо" було описано чимало таких пристроїв, проте деякі з них мають низький ККД. Справа в тому, що найчастіше лабораторні блоки живлення виготовляють на основі лінійних стабілізаторів, оскільки усунути основний недолік імпульсних джерел – підвищений рівень пульсацій – нерідко дуже складно. Як правило, наслідок подібного схемотехнічного рішення – підвищені втрати потужності. Автор пропонує свій варіант вирішення цієї проблеми.

Збільшити ККД стабілізатора можна, зробивши його двоступеневим: перший ступінь – імпульсний попередній стабілізатор; друга – звичайний лінійний. Обидва ступені охоплені зворотним зв'язком, завдяки якому на лінійному стабілізаторі підтримується мінімально допустиме падіння напруги і, тим самим, забезпечується високий ККД.

Імпульсні стабілізатори, зібрані на сучасній елементній базі [1, 2] забезпечують високі експлуатаційні параметри, у тому числі малі втрати. Ці пристрої були взяті за основу розробки пропонованого лабораторного блоку живлення.

Основні технічні характеристики

Вхідна напруга, В......43
Інтервал вихідної напруги, В......0...35
Максимальний струм навантаження, А......7,5
Частота перетворення імпульсного стабілізатора, кГц......55

Схема пристрою показано на рис. 1. Імпульсний стабілізатор першого ступеня зібраний на мікросхемі ШІ-контролера TL598 (DA4) фірми Texas Instruments, яка управляє комутуючим транзистором IRF9540 (VT3). Мікросхема TL598 відрізняється від поширеної TL494 наявністю на виході двотактного підсилювача (найближчий за характеристиками вітчизняний ШІ-контролер – КР1114ЕУ4). Застосування саме цієї мікросхеми обумовлено її високими технічними параметрами: вихідним струмом до 0,2 А, тактовою частотою до 300 кГц, і навіть невеликою ціною.

(Натисніть для збільшення)

Використання комутують польового транзистора IRF9540 (VT3) і діода Шотки КД2998Г (VD2) з малими падінням напруги та часом відновлення дозволили збільшити ККД імпульсного стабілізатора приблизно до 90%. Для збільшення меж регулювання вихідної напруги буферний підсилювач на транзисторній збірці VT2 живлять від допоміжного стабілізатора мікросхемі DA2. Параметричний стабілізатор напруги на польовому транзисторі VT4 і стабілітроні VD9 покращує коефіцієнт стабілізації і дозволяє працювати при більшій вхідній напрузі. Резистор R9 в ланцюзі конденсатора, що фільтрує, С8 захищає мікросхему DA2 від перевантаження в момент включення пристрою.

З виходу стабілізатора імпульсного напруга надходить на лінійний стабілізатор, зібраний на мікросхемі DA1 з малим падінням напруги. При такому схемному рішенні вихідні характеристики лабораторного блоку визначаються параметрами мікросхеми, яка забезпечує гарне придушення пульсацій, захист струму та від перегріву, а втрати потужності на ній приблизно дорівнюють 5 %.

Щоб вихідну напругу блоку регулювати від нуля, в ланцюг керуючого виведення мікросхеми DA1 подають напругу -15 від окремого джерела.

Транзисторна оптопара U1 підтримує падіння напруги на лінійному стабілізаторі приблизно 1,5 В. Якщо падіння напруги на мікросхемі збільшується (наприклад, внаслідок збільшення вхідної напруги), діод випромінює випромінювачі і, відповідно, фототранзистор відкриваються. ШИ-контролер вимикається, закриваючи комутуючий транзистор. Напруга на вході лінійного стабілізатора зменшиться.

Для підвищення стабільності резистор R3 розміщують якомога ближче до мікросхеми стабілізатора DA1.

Дроселі L1, L2 – відрізки феритових трубок, надітих на виводи затворів польових транзисторів VT1, VT3. Довжина цих трубок дорівнює приблизно половині довжини виведення.

Потужний лабораторний блок живлення із підвищеним ККД

Дросель L3 намотують на двох складених разом кільцевих магнітопроводів К36х25х7,5, 140 з пермалою МП45. Його обмотка містить 2 витків, які намотані в два дроти ПЕВ-1 діаметром XNUMX мм, покладених рівномірно по периметру магнітопроводу.

Оскільки при струмі навантаження близькому до максимального на стабілізаторі DA1 і транзисторі VT3 виділяється значна потужність, їх слід встановити на тепловідведення площею не менше 30 см2. Транзистор IRF9540 (VT3) можна замінити на IRF4905, а транзистор IRF1010N (VT1) - на BUZ11, IRF540, КП727Б.

Площа тепловідведення розраховують за методикою, викладеною в [3].

Якщо потрібно блок із вихідним струмом, що перевищує 7,5 А, необхідно додати ще один стабілізатор DA5 паралельно DA1 (рис. 2). Тоді максимальний струм навантаження досягне 15 А. У цьому випадку дросель L3 намотують джгутом, що складається з чотирьох дротів ПЕВ-2 діаметром 1 мм, і збільшують приблизно вдвічі ємність конденсаторів С1-С3. Резистори R18, R19 підбирають однаковою мірою нагрівання мікросхем DA1, DA5. ШІ-контролер слід замінити іншим, що допускає роботу на вищій частоті, наприклад, КР1156ЕУ2.

Якщо потреби у великому струмі навантаження немає, стабілізатор КР142ЕН22А можна замінити на КР142ЕН22 (максимальний струм 5 А) або КР142ЕН12А(1,5А).

література

Миронов А. Імпульсний стабілізатор напруги із підвищеним ККД. – Радіо, 2000, № 11, с. 44, 45.
Миронов А. Застосування синхронних випрямлячів імпульсних стабілізаторах напруги. – Радіо, 2001, № 10, с. 38, 39.
Семенов Б.Ю. Силова електроніка для любителів та професіоналів. - М: Солон-Р 2001, с. 115-121

Автор: С.Корєнєв, м.Красноярськ

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

Перший 4K-дисплей для смартфонів 16.04.2015

Компанія Sharp представила перший на ринку дисплей для смартфонів формату формату Ultra HD, що має роздільну здатність 2160 x 3840 пікселів. Число пікселів у новому екрані вчетверо більше, ніж у екранах формату Full HD, що стали стандартом на ринку Android-смартфонів, і в 2,25 рази більше, ніж у Samsung Galaxy S6 (2560 x 1440 пікселів).

Новий дисплей Sharp має діагональ 5,5 дюйми. Він виконаний із застосуванням напівпровідникового матеріалу IGZO (оксид індію, галію та цинку) і має рекордну на ринку мобільних дисплеїв щільність пікселів у 806 пікселів на дюйм. Для порівняння, щільність пікселів у Samsung Galaxy S6 становить 577 пікселів, а у Apple iPhone 6 – 326 пікселів на дюйм.

Масове виробництво нового дисплея компанія планує розпочати у 2016 р. Вихід у продаж перших смартфонів з новим екраном також очікується наступного року, пише PhoneArena.

Додамо, що компанія Sharp довгий час є одним із постачальників дисплеїв для пристроїв Apple. Згідно з даними джерел, екрани Sharp, виконані за технологією IGZO, будуть використані в новому 12,9-дюймовому iPad Pro, анонс якого поки що не відбувся.

Деякі закордонні ЗМІ взяли на себе сміливість припустити, що новий дисплей Sharp стоятиме і в наступному поколінні iPhone. Однак варто підкреслити, що наступного року очікується випуск лише покращених iPhone 6s і iPhone 6s Plus. Раніше при оновленні пристроїв Apple ніколи не збільшувала роздільну здатність їхніх екранів.

Інші цікаві новини:

▪ Запах їжі запам'ятовується через рот

▪ Тепло в електрику

▪ Кишенькова звукова колонка

▪ Розумний жилет-поводир для людей з вадами зору

▪ INTEL поширює підтримку технології Hyper-Threading

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електромонтажні роботи. Добірка статей

▪ стаття У чекіста має бути холодна голова, гаряче серце та чисті руки. Крилатий вислів

▪ стаття Як можна підрахувати калорії? Детальна відповідь

▪ стаття Укуси отруйних тварин. Медична допомога

▪ стаття Електроживлення. Блоки живлення. Довідник

▪ стаття Кабелі коаксіальні вітчизняні РК100-7-11 - РК100-7-21. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

Коментарі до статті:

Сергій
Збирати імпульсну схему перетворення напруги, щоб у виході поставити лінійний стаб. напруги на одній, до речі, не дешевій мікросхемі? Ось справді дивне рішення... Не простіше було поставити на виході пару LC фільтрів для придушення пульсацій? Сенс взагалі збирати імпульсну схему перетворення, якщо на виході все одно стоїть КР142ЕН22А? Хтось взагалі цю схему повторював?

Максим Саранчин
Намагався зробити цей БП свого часу. Запрацював із переробкою керуванням транзистора VT3. З вихідною схемою запустити не вдалося (цей вузол не робітник). Сам автор очевидно не пробував. Ну а так, та лінійний стабілізатор трохи теплий, скажімо на 10В та 8А.

All languages of this page

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