Економічний імпульсний стабілізатор напруги. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Економічний імпульсний стабілізатор напруги

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

Коментарі до статті

Відмінна риса описаного тут імпульсного стабілізатора - невеликий струм, який споживає його вузол управління. Це певною мірою компенсує зниження ККД, властиве таким стабілізаторам при малих струмах навантаження.

На сторінках журналу описано чимало економічних стабілізаторів постійної напруги, наприклад [1, 2]. За принципом дії ці пристрої – послідовні транзисторні стабілізатори безперервного регулювання. Від звичайних вони відрізняються лише тим, що вузли формування зразкової напруги та порівняння виконані на елементах, що допускають роботу в режимі мікрострумів, за рахунок чого досягається певна економія енергоспоживання. Проте ККД таких стабілізаторів – невисокий.

Інший клас цих пристроїв – імпульсні стабілізатори. Вони мають більш високий ККД при середньому і великому струмі навантаження, проте при малому струмі ККД у них зменшується.

Описаний пристрій не має такого недоліку. Це дозволяє використовувати його практично в будь-якій апаратурі: від різних цифрових до звуковідтворювальних та радіоприймальних пристроїв.

Стабілізатор містить (рис. 1) комутуючий складовий транзистор (VТ1, VТ2), комутуючий діод (VD2) та дросель (L1). У вузол управління входять джерело зразкової напруги (VТЗ) та компаратор (DА1). На виході стабілізатора включено транзисторний фільтр (VТ4, VТ5).

Економічний імпульсний стабілізатор напруги

Технічні характеристики

Струм холостого ходу, ма, не більше	0,25
Тривалий струм навантаження, ма: номінальний максимальний	100 200
Вихідна стабілізована напруга,	9
Вхідна напруга,	11 ... 15
ККД,% при вхідній напрузі 11 В та номінальному струмі навантаження при вхідній напрузі 13 В та струмі навантаження 10 мА 100мА 200мА	82 65 72 69
Коефіцієнт стабілізації при номінальному струмі навантаження, щонайменше	300
Амплітуда пульсацій, мВ, не більше, при максимальному струмі навантаження	2

Принцип роботи пристрою відповідає нормальному імпульсному регулюванню. Про нього докладно написано у [3]. Тому має сенс зупинитися лише на відмінних рисах у вузлі управління і транзисторному фільтрі.

Основа вузла управління – компаратор, виконаний на ОУ К140УД12. До його входу, що інвертує, підключений мікропотужний джерело зразкової напруги, виконаний на зворотнозміщеному емітерному переході транзистора VТ3 [1]. Напруга його стабілізації (7...7,5) забезпечується при струмі 20...30 мкА.

На неінвертуючий вхід ОП подано сигнал порівняння від резистивного дільника R5-R7. Підстроювальним резистором R6 регулюють вихідну напругу.

Конденсатор C3 збільшує фазове зсув сигналу зворотного зв'язку, що необхідно для циклічного характеру роботи пристрою. Він визначає частоту робочих циклів і значною мірою впливає на розмах пульсацій.

Вихід компаратора підключений до бази складового транзистора VТ1, VТ2 через резистор R3, що задає струм управління, і стабілітрон VD1, який забезпечує відсічення струму керуючого і надійне закриття комутувального транзистора у всьому інтервалі вхідної напруги. Конденсатор С2 згладжує фронти імпульсів і цим пригнічує високочастотні перешкоди, що виникають під час роботи.

На відміну від традиційних стабілізаторів імпульсних, на виході включений не LС-фільтр, а транзисторний. Справа в тому, що LС-фільтр різко погіршує динамічні характеристики пристрою: при зміні навантаження струму виникають викиди вихідної напруги. Транзисторний фільтр вільний від цього недоліку, не вимагає намотувальних виробів і ефективно пригнічує пульсації не менше ніж на 40 дБ.

Завдяки високому коефіцієнту передачі складового транзистора VТ4, VТ5 (не менше 1500) і режиму роботи транзистора VТ4 з малою напругою колектор-емітер, ККД фільтра дуже високий і знижує загальний ККД стабілізатора всього на 6 ... 8%, що є зовсім невисокою платою за Мінімальний рівень пульсацій.

У транзисторного фільтра є ще одна перевага - "м'яке" включення стабілізатора: вихідна напруга плавно наростає протягом 2...4 с у міру заряджання конденсатора С6. У звуковідтворювальній апаратурі це усуває характерні неприємні клацання при включенні живлення.

Пристрій виготовлений на макетній платі. У ньому застосовано імпортні малогабаритні оксидні конденсатори фірми Samsung (С1, С5-С7), керамічні КМ-6 (С2-С4), постійні резистори - МЛТ-0,125. Дросель L1 містить 28 витків дроту ПЕВ-2 0,56, намотаних на броньовому магнітопроводі Б14 з фериту 2000НМ. Немагнітний зазор у магнітопроводі забезпечений прокладкою з паперу завтовшки 0,2 мм.

ОУ К140УД12 замінимо на К140УД1208. Транзистори VТ1, VТ4 повинні мати малу напругу насичення, допустимий імпульсний струм колектора 400...500 мА та коефіцієнт передачі струму не менше 50. Цим умовам задовольняють транзистори серії КТ209 або КТ501 з літерними індексами Д, Е, К.

p align="justify"> Коефіцієнт передачі струму транзисторів VТ2, VТ5 повинен бути не менше 300. При дотриманні цієї умови, крім зазначених на схемі, застосовні транзистори серій КТ361 і КТ315 з літерними індексами Б, Г, Е.

Транзистори VТ1, VТ4 за номінального струму не вимагають тепловідведення. Якщо стабілізатор припускають експлуатувати при максимальному струмі навантаження, транзистор VT1 слід встановити на невеликий тепловідведення площею 10...15 см 2 . Допустимо також використовувати транзистори середньої потужності, наприклад серій КТ639, КТ644, при цьому вихідний струм стабілізатора можна збільшити до 0,5 А.

Правильно зібраний пристрій починає працювати одразу. Його налагодження зводиться до встановлення підстроювальним резистором R6 вихідної напруги 9 при струмі навантаження 1 мА (відповідає опору навантаження 9,1 кОм - при відсутності навантаження вихідна напруга збільшується). Потім, підключивши до виходу стабілізатора резистор опором 91 Ом і потужністю не менше 1 Вт, перевіряють і при необхідності коригують добіркою резистора R10 падіння напруги між емітером та колектором транзистора VТ4 в межах 0,9...1,1 В. Після цього остаточно встановлюють вихідна напруга резистором R6.

Стабілізатор може працювати і при іншій вихідній напрузі (8...12), причому з його зростанням ККД пристрою збільшується.

Рівень пульсації перевіряють осцилографом, підключеним до виходу навантаженого стабілізатора. Якщо амплітуда пульсацій при максимальному струмі навантаження перевищує 2 мВ, підбирають конденсатор C3 (у бік зменшення ємності), не допускаючи зриву коливань.

Стабілізатор доцільно виготовити на загальній платі разом з випрямлячем у вигляді єдиного блоку, причому його конструкція залежить від особливостей пристрою, що живиться. Випрямляч - звичайний двонапівперіодний (рис. 2), конденсатори С1, С2 усувають відповідно мережеві перешкоди та мультиплікативний фон при живленні радіоприймачів.

Економічний імпульсний стабілізатор напруги

Слід зазначити, що у імпульсному блоці живлення потужність мережевого трансформатора Т1 на 20...30 % менше, ніж у безперервному. У зв'язку з цим пропонований блок можна виконати досить малогабаритним і вбудувати, наприклад, батарейний відсік радіоприймача або магнітоли. Зрозуміло, можливе застосування у вигляді окремого мережевого адаптера.

література

Нечаєв І. Економічний стабілізатор. – Радіо, 1984, № 12, с. 53.
Федічкін С. Мікропотужні стабілізатори напруги. – Радіо, 1988, № 2, с. 56, 57.
Тітце У., Шенк К. Напівпровідникова схемотехніка. - М: Мир, 1983.

Автор: А.Пахомов, м.Зерноград Ростовської обл.

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

Швидкісна флеш-пам'ять Samsung eUFS 3.1 512 ГБ 21.03.2020

Samsung Electronics повідомила про початок серійного випуску швидкісних модулів флеш-пам'яті eUFS (Embedded Universal Flash Storage) 3.1 об'ємом 512 ГБ для наступного покоління флагманських смартфонів, планшетів та інших мобільних пристроїв.

Нова флеш-пам'ять eUFS 3.1 втричі швидше за минуле покоління, виготовлене відповідно до стандарту eUFS 3.0. Говорячи конкретніше, нові модулі забезпечують пікову швидкість послідовного запису 1200 МБ/с проти 410 МБ/с у моделей eUFS 3.0. Це більш ніж удвічі швидше, ніж у ПК з накопичувачем SATA (540 МБ/с) і вдесятеро швидше, ніж у карті пам'яті microSD UHS-I (90 МБ/с). До речі, з освоєння випуску останніх минуло трохи більше одного року.

Заявлена пікова швидкість послідовного читання становить попередні 2100 МБ/с, максимальна продуктивність на операціях читання з довільним доступом заявлена на рівні 100 000 IOPS (приріст в 1,6 раза), а записи - 70 000 IOPS (приріст у 1,03).

У смартфонах з новою пам'яттю eUFS 3.1 потрібно всього близько 1,5 хвилини для переміщення 100 ГБ даних, тоді як у моделях з UFS 3.0 ця операція займе більше чотирьох хвилин.

Окрім модулів eUFS 3.1 максимального об'єму 512 ГБ, виробник пропонує версії об'ємом 128 та 256 ГБ. Вони також будуть використовуватись у смартфонах, які вийдуть на ринок цього року.

Інші цікаві новини:

▪ Астеросейсмологія як музика для вимірювання відстаней до зірок

▪ Синдром хронічної втоми хімічно схожий на сплячку у тварин

▪ Звукова приманка

▪ Мамонту поставили градусник

▪ Мережні HD-камери Axis P1435-E та P1435-LE

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Параметри, аналоги, маркування радіодеталей. Добірка статей

▪ стаття Після нас хоч потоп. Крилатий вислів

▪ стаття Яка гора вважалася б найвищою на Землі, якби відлік висоти вели не від рівня океану, а від підніжжя гори? Детальна відповідь

▪ стаття Помідор. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Електронна гра на мікроконтролері Світлодіодні наперстки. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Економічний сигналізатор наявності напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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