Стабілізатор напруги на потужному польовому транзисторі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

 Коментарі до статті

У статті описано аналоговий стабілізатор напруги для блоку живлення підвищеної потужності. Автору вдалося значно покращити параметри стабілізатора, застосувавши як силовий елемент потужний перемикач польовий транзистор.

При побудові сильноточних стабілізаторів напруги радіоаматори зазвичай використовують спеціалізовані мікросхеми серії 142 і аналогічні, "посилені" одним або декількома включеними паралельно біполярними транзисторами. Якщо для цих цілей застосувати потужний перемикач польовий транзистор, то вдасться зібрати більш простий сильноточний стабілізатор.

Схема одного з варіантів такого стабілізатора наведено на рис.1. У ньому як силовий застосований потужний польовий транзистор IRLR2905. Хоча він і призначений для роботи в ключовому (перемикачовому) режимі, у цьому стабілізаторі він використовується в лінійному режимі. Транзистор має у відкритому стані дуже малий опір каналу (0,027 Ом), забезпечує струм до 30 А при температурі корпусу до 100 °С, має високу крутість і вимагає для управління напруги на затворі всього 2,5...3 [1]. Потужність, що розсіюється транзистором, може досягати 110 Вт.

Польовим транзистором управляє мікросхема паралельного стабілізатора напруги КР142ЕН19 (TL431). Її призначення, пристрій та параметри докладно описані у статті [2]. Працює стабілізатор (рис. 1) в такий спосіб. При підключенні мережевого трансформатора Т1 до мережі на його вторинній обмотці з'являється змінна напруга близько 13 (ефективне значення). Воно випрямляється діодним мостом VD1, і на конденсаторі, що згладжує великій ємності (зазвичай кілька десятків тисяч мікрофарад) виділяється постійна напруга близько 16 В.

Воно надходить на стік потужного транзистора VT1 через резистор R1 на затвор, відкриваючи транзистор. Частина вихідної напруги через дільник R2R3 подається на вхід мікросхеми DA1 замикаючи ланцюг ООС. Напруга на виході стабілізатора зростає аж до того моменту, поки напруга на вході управління мікросхеми DA1 не досягне порогового, близько 2,5 В. У цей момент мікросхема відкривається, знижуючи напругу на затворі потужного транзистора, тобто частково закриваючи його, і пристрій входить у режим стабілізації. Конденсатор C3 прискорює вихід стабілізатора робочого режиму. Значення вихідної напруги можна встановити в межах від 2,5 до 30 В підбором резистора R2, його значення може змінюватися в широких межах. Конденсатори С1, С2 та С4 забезпечують стійку роботу стабілізатора.

Для описаного варіанту стабілізатора мінімальне падіння напруги на потужному регулювальному транзисторі VT1 становить 2,5...3 В, хоча потенційно цей транзистор може працювати при напрузі сток-витік, близькому до нуля. Обумовлений цей недолік тим, що керуюча напруга на затвор надходить з ланцюга стоку, тому при меншому значенні падіння напруги на ньому транзистор не відкриватиметься, адже на затворі відкритого транзистора має бути позитивна напруга щодо витоку.

Щоб зменшити падіння напруги на регулювальному транзисторі, ланцюг його затвора доцільно живити від окремого випрямляча з напругою на 5...7 більше, ніж вихідна напруга стабілізатора.

Якщо немає можливості зробити додатковий випрямляч, то пристрій можна ввести додатковий діод і конденсатор (рис. 2).

Ефект від такого простого доопрацювання може бути більшим. Справа в тому, що напруга, що надходить на стік транзистора, є пульсуючим, має значну змінну складову, яка збільшується зі збільшенням споживаного струму. Завдяки діоду VD2 і конденсатору С5 напруга на затворі приблизно дорівнює піковому значенню пульсуючого, тобто. може бути на кілька вольт більше, ніж середнє чи мінімальне. Тому стабілізатор виявляється працездатним при меншій середній напрузі сток-витік.

Найкращі результати вдасться отримати, якщо діод VD2 підключити до випрямного мосту (рис. 3).

У цьому випадку напруга на конденсаторі С5 збільшиться, оскільки падіння напруги на діоді VD2 буде менше, ніж падіння напруги на діодах моста, особливо при максимальному струмі. При необхідності плавного регулювання вихідної напруги постійний резистор R2 слід замінити змінним або підстроювальним резистором. Значення вихідної напруги можна визначити за формулою Uвих = 2,5(1+R2/R3). У пристрої можна застосувати відповідний транзистор зі списку у вищенаведеному довідковому листку, бажано виділений жовтим кольором. Якщо використовувати, наприклад, IRF840, то мінімальне значення керуючої напруги на затворі становитиме 4,5...5 В. Конденсатори - малогабаритні танталові, резистори - МЛТ, С2-33, Р1-4. Діод VD2 - випрямляючий з малим падінням напруги (германієвий, діод Шоттки). Параметри трансформатора, діодного моста та конденсатора С1 вибирають виходячи з необхідної вихідної напруги та струму.

Хоча транзистор і розрахований на великі струми і більшу потужність, що розсіюється, для реалізації всіх його можливостей необхідно забезпечити ефективне тепловідведення. Застосований транзистор призначений для встановлення на радіатор за допомогою паяння. У цьому випадку доцільно використовувати проміжну мідну пластину завтовшки кілька міліметрів, до якої припаюють транзистор і на якій можна встановити інші деталі (рис. 4). Потім після закінчення монтажу пластину можна розмістити на радіаторі. Паяння при цьому вже не потрібно, оскільки пластина матиме велику площу теплового контакту з радіатором.

Рис. 4

Якщо застосувати для поверхневого монтажу мікросхему DA1 типу TL431C, резистори типу Р1-12 та відповідні чіп-конденсатори, їх можна розмістити на друкованій платі (рис. 5) з однобічно фольгованого склотекстоліту. Плату припаюють до висновків транзистора і приклеюють до згаданої мідної пластини клеєм. Як така пластина можна використовувати, наприклад, корпус з фланцем від зіпсованого потужного біполярного транзистора, скажімо, КТ827, застосувавши при цьому навісний монтаж.

Налагодження стабілізатора зводиться до встановлення необхідного значення вихідної напруги. Потрібно обов'язково перевірити пристрій на відсутність самозбудження у всьому діапазоні робочих струмів. Для цього напруги у різних точках пристрою контролюють за допомогою осцилографа. Якщо самозбудження виникає, паралельно конденсаторам С1, С2 і С4 слід підключити керамічні конденсатори ємністю 0,1 мкФ з висновками мінімальної довжини. Розміщуються ці конденсатори якомога ближче до транзистора VT1 та мікросхеми DA1.

література

1. Потужні польові перемикальні транзистори фірми International Rectifier. – Радіо, 2001, № 5, с. 45.
2. І. Нечаєв. Незвичайне застосування мікросхеми КР142ЕН19А. – Радіо, 2003, № 5, с. 53, 54.

Автор: І.Нечаєв, м.Курськ

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 Знайдено гормон, який відновлює тканини серця 14.10.2022 Вчені Університету штату Мічиган змогли довести у дослідженні, що нейротрансмітер окситоцин може допомогти залікувати після інфаркту пошкоджені тканини у серці. Механізм відновлення заснований на тому, що клітини епікарда, зовнішньої прозорої оболонки серця, можуть мігрувати внутрішньо серцевого м'яза. Там вони перетворюються на кардіоміоцити, тобто м'язові клітини, які відповідають за скорочення серця, які організм не може легко замінити у разі ушкодження. В епікарді є спеціальні клітини, здатні трансформуватися в різновид стовбурових, які можуть формувати тканину серцевого м'яза. Однак у нормальних умовах цей ефект у людини не може компенсувати масову загибель кардіоміоцитів, що виникає під час серцевого нападу. На це здатні рибки даніо, які можуть повністю регенерувати різні органи, включаючи серце, що відновлює три чверті втрачених клітин.

Інші цікаві новини:

▪ Дисплей Samsung Galaxy S III краще за дисплей Apple iPhone 5

▪ Можна пити з калюжі

▪ Електрокар потужністю 3000 л.

▪ Пастка для позитронів

▪ ДНК у ліпосомних кульках

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Заземлення та занулення. Добірка статей

▪ стаття Відчайдушні хвороби вимагають відчайдушних коштів. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке пам'ять? Детальна відповідь

▪ стаття Друкар офсетної машини. Посадова інструкція

▪ Коаксіальний кабель - котушка індуктивності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мікрорадіостанція. 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