Імпульсний стабілізатор конденсаторного блоку живлення

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

 Коментарі до статті

Автор статті, що публікується, ділиться досвідом застосування імпульсних стабілізаторів вихідної напруги в безтрансформаторних блоках живлення з баластним конденсатором.

Один з найбільш серйозних недоліків безтрансформаторних джерел живлення з конденсатором, що гасить, наприклад, описаних в [1, 2], полягає в тому, що їх не можна включати в мережу без навантаження або з навантаженням недостатньої потужності. Усувають його включенням стабілізатора на стабілітроні паралельно виходу випрямного моста [3]. Але при цьому сам стабілітрон може споживати струм, значення якого порівняно зі струмом навантаження, якщо врахувати вплив розкиду ємності конденсатора, що гасить, напруги стабілізації стабілітрона і коливання в бік збільшення напруги мережі. На стабілітроні розсіюється значна потужність, тому його доводиться ставити на тепловідведення [2].

Основна ідея вдосконалення безтрансформаторного блоку живлення з конденсатором, що гасить, полягає у введенні в нього імпульсного регулюючого елемента, наприклад, як це зроблено в [4], для зменшення розсіюється на стабілізаторі потужності.

У пропонованому стабілізованому джерелі живлення з регульованою вихідною напругою (див. схему) паралельно виходу діодного мосту VD1 включений аналог некерованого чотиришарового діода (диністора) [5], виконаний на комплементарній парі транзисторів КТ502А, КТ503А. Для забезпечення стабільного порога включення аналога диністора підключений стабілітрон VD2 послідовно з емітерним переходом транзистора VT1.

При збільшенні вихідної напруги діодного моста конденсатор С2 починає заряджатися. Коли напруга досягне деякого значення, що залежить від положення двигуна змінного резистора R6, увімкнеться стабілітрон VD2 і відкриється спочатку транзистор VТ1, а потім і VТ2. Через глибокий позитивний зворотний зв'язок транзистори відкриваються лавиноподібно і шунтують вихід моста, що призводить до стрибкоподібного зменшення напруги на ньому практично до нуля. Діод VD3 закривається, а конденсатор С2 підживлює навантаження. Коли напруга на виході моста зменшиться до нуля, транзисторний аналог диністора вимикається, починається заряджання конденсатора С2. Процес повторюється. Сумарна напруга насичення між емітерами транзисторів (падіння напруги на аналогі диністора) близько 0,7 Ст.

Залежно від опору навантаження включення аналога диністора відбувається у різні моменти напівперіодів напруги. У режимі холостого ходу на виході діодного мосту - короткі імпульси, що йдуть з найбільшою шпаруватістю. При підключенні навантаження шпару зменшується: зменшується час відкритого стану транзисторів, що призводить до збільшення тривалості імпульсу напруги, що надходить через роздільний діод VD3 на конденсатор С2.

Процес стабілізації напруги дуже нагадує функціонування відомого радіоаматорам стабілізатора напруги з широтно-импульсным регулюванням. Частота проходження імпульсів дорівнює частоті пульсацій на конденсаторі С2. Роздільний діод VD3 запобігає розрядці конденсатора С2 через відкриті транзистори.

Амплітуда імпульсу струму через стабілізатор VD2 не перевищує 0,5 мА у всіх режимах роботи, що свідчить про економічність стабілізатора з транзисторним аналогом диністора за сигналом управління. Для порівняння: якщо застосувати імпульсний елемент - триністор, приладам серій КУ201, КУ202 необхідна амплітуда струму включення до 100 мА.

Крім того, використання паралельного стабілізатора дозволяє плавно регулювати вихідну стабілізовану напругу на навантаженні, наприклад, опором 1 ком в межах від 4,7 до 46 В. На холостому ходу - відповідно від 4,84 до 46,06 В. Відмінність значень напруги на навантаженні і на неодруженому ходу становить близько одного відсотка. Цього цілком достатньо для всіх випадків.

Якщо регулювання вихідної напруги не потрібне (необхідне фіксоване значення), резистори R5 і R6 видаляють, а анод стабілітрона підключають до емітера транзистора VT2. Таке джерело живлення зі стабілітроном Д814Г забезпечує фіксовану стабілізовану напругу 9,94 на навантаженні опором 180 Ом. На неодруженому ходу вихідна напруга дорівнює 10,09 В . При використанні стабілітрона Д814А Uвих = 7,67 на тому ж навантаженні, а на холостому ходу - 7,8 В. Як видно, різниця між напругами на навантаженні і на холостому ходу і в цьому випадку становить близько одного відсотка.

Підвищити вихідну напругу випрямляча можна використанням більш високовольтного стабілітрона або двох низьковольтних, з'єднаних послідовно. При двох стабілітронах Д814В і Д814Д та ємності конденсатора С1 2 мкФ вихідна напруга на навантаженні опором 250 Ом може бути 23...24 В.

Наведені приклади ілюструють можливість експериментальним шляхом підібрати елементи безтрансформаторного випрямляча на потрібну стабілізовану вихідну напругу при заданому навантаженні.

Коли потрібна наявність загального дроту між виходом стабілізованого випрямляча та мережею, може бути застосований відомий однонапівперіодний діодно-конденсаторний випрямляч. Для цього слід виключити діодний міст VD1, резистор R2 включити послідовно з баластним конденсатором С1, нижній (за схемою) мережний провід з'єднати з "мінусовим" вихідним і між емітерами транзисторів підключити випрямний діод анодом до емітера транзистора VT2.

Резистор R2 обмежує вхідний струм при перехідних процесах у момент увімкнення пристрою в мережу. Через неминучий "брязкіт" контактів мережевої вилки та розетки процес включення супроводжується серією короткочасних замикань і розривів ланцюга.

При одному з таких явищ конденсатор С1, що гасить, може зарядитися до повного амплітудного значення напруги мережі, тобто приблизно до 300 В. Після розриву і подальшого замикання ланцюга напруга на конденсаторі і мережева можуть скластися і скласти в сумі близько 600 В. Це - найгірший випадок, який необхідно враховувати для забезпечення надійної роботи пристрою.

Тому в пристроях, запропонованих для підвищення надійності, краще застосувати потужніші комплементарні пари транзисторів, наприклад, КТ814А та КТ815А; КТ816А та КТ817А; КТ837А та КТ805А; КТ973А та КТ972А; 2Т505А та 2Т504А і т. д.

Пристрій гальванічно пов'язаний із мережею. Про це слід пам'ятати і бути обережним при його конструюванні та налагодженні.

література

1. Дорофєєв М. Безтрансформаторний з конденсатором, що гасить. – Радіо, 1995, № 1, с. 41, 42; №2, с. 36, 37.
2. Хухтіков Н. Зарядний пристрій. – Радіо, 1993, № 5, с. 37.
3. Бірюков С. Розрахунок мережевого джерела живлення з конденсатором, що гасить. – Радіо, 1997, № 5, с. 48-50.
4. Алексєєв С. Симетричні диністори - у джерелах харчування. – Радіо, 1998, № 10, с. 70, 71.
5. Войцехівський Я. Радіоелектронні іграшки. - М: Радянське радіо, 1970, с. 40.

Автор: Н.Цесарук, м.Тула

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 Новий IEEE 802.15.4 трансівер CC2520 для мереж ZigBee 17.03.2008 CC2520 – це мікросхема IEEE 802.15.4 трансівера другого покоління, випущена Texas Instruments і призначена для використання в мережах ZigBee у безліцензійному діапазоні 2,4 ГГц. Цей чіп можна використовувати у відповідальних додатках за умов високих індустріальних електромагнітних перешкод. Трансівер СС2520 має високий енергетичний потенціал радіоканалу, низький рівень споживаного струму і може працювати в інтервалі робочих температур від -40 до 125°С. Також трансівер CC2520 надає широку апаратну підтримку для управління пакетами, буферизації даних, пакетної передачі, шифрування та автентифікації даних, оцінки рівня шуму каналу, індикації рівня сигналу, формування точних тимчасових характеристик пакетів. Ця перевага зменшують обчислювальне навантаження на керуючий контролер.

Інші цікаві новини:

▪ Вітамін B6 допомагає краще запам'ятовувати сни

▪ Виробництво LED-ламп збільшується

▪ Мультикоптер - багатогвинтовий електричний вертоліт

▪ Металевий клей

▪ Безконтактна система розпізнавання емоцій

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електродвигуни. Добірка статей

▪ стаття Лоренс Стерн. Знамениті афоризми

▪ стаття Чому Чорний квадрат висить у Третьяковській галереї догори ногами? Детальна відповідь

▪ стаття Професійні захворювання та їх профілактика

▪ стаття Сонячні печі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Верстат радіоаматора. 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