Szórakoztató kísérletek: a térhatású tranzisztor néhány lehetősége

Rádiómagazin, 1998. 11. szám.

Ismeretes, hogy a bipoláris tranzisztor bemeneti ellenállása függ a kaszkád terhelési ellenállásától, az emitter áramkör ellenállásának ellenállásától és az alap áramátviteli tényezőtől. Néha viszonylag kicsi lehet, ami megnehezíti a kaszkád és a bemeneti jelforrás összehangolását. Ez a probléma teljesen eltűnik, ha térhatású tranzisztort használ - a bemeneti ellenállása eléri a tíz, sőt több száz megaohmot. A térhatású tranzisztor jobb megismeréséhez végezze el a javasolt kísérleteket.

Egy kicsit a térhatású tranzisztor jellemzőiről. A bipolárishoz hasonlóan a terepi elektródának is három elektródája van, de másképpen hívják őket: kapu (hasonlóan az alaphoz), lefolyó (kollektor), forrás (emitter). A bipoláris térhatású tranzisztorokhoz hasonlóan különböző „struktúrák” léteznek: p-csatornával és n-csatornával. A kétpólusúakkal ellentétben lehetnek p-n átmenet formájú kapuval és szigetelt kapuval. Kísérleteink az elsőre vonatkoznak majd.

A térhatású tranzisztor alapja egy szilícium lapka (gate), amelyben van egy vékony tartomány, az úgynevezett csatorna (1a. ábra). A csatorna egyik oldalán lefolyó, a másikon forrás található. Amikor a tranzisztor pozitív pólusát a forráshoz, a GB2 akkumulátor negatív pólusát pedig a lefolyóhoz csatlakoztatja (1. ábra, b), elektromos áram keletkezik a csatornában. A csatorna ebben az esetben maximális vezetőképességű.

Amint egy másik áramforrást - GB1 - csatlakoztat a forrás és a kapu kivezetéséhez (plusz a kapuhoz), a csatorna „szűkül”, ami az ellenállás növekedését okozza a leeresztő-forrás áramkörben. Ebben az áramkörben az áram azonnal csökken. A kapu és a forrás közötti feszültség változtatásával a leeresztő áramot szabályozzuk. Ráadásul a kapuáramkörben nincs áram, a leeresztőáramot elektromos tér szabályozza (ezért nevezik a tranzisztort téreffektusnak), amelyet a forrásra és a kapura adott feszültség hozza létre.

A fentiek a p-csatornás tranzisztorokra vonatkoznak, de ha a tranzisztor n-csatornás, akkor a táp- és vezérlőfeszültségek polaritása megfordul (1c. ábra).

Leggyakrabban fémházban található térhatású tranzisztor - ekkor a három fő kivezetésen kívül lehet egy házkivezetés is, amely a telepítés során a szerkezet közös vezetékéhez csatlakozik.

A térhatású tranzisztor egyik paramétere a kezdeti leeresztő áram (I indítástól), vagyis a leeresztő áramkörben a tranzisztorkapu nulla feszültségű árama (a 2a. ábrán a változó ellenállás csúszkája az alsóban van). helyzet a diagramban) és adott tápfeszültség mellett .

Ha az ellenállás csúszkáját simán felfelé mozgatja az áramkörben, akkor a tranzisztor kapuján lévő feszültség növekedésével a leeresztőáram csökken (2b. ábra), és egy adott tranzisztor adott feszültségénél majdnem nullára csökken. Az ennek a pillanatnak megfelelő feszültséget lekapcsolási feszültségnek (U ZIots) nevezzük.

A leeresztőáram függése a kapu feszültségétől meglehetősen közel áll az egyeneshez. Ha tetszőleges növekményt veszünk a leeresztőáramban, és elosztjuk a kapu és a forrás közötti feszültség megfelelő növekedésével, akkor megkapjuk a harmadik paramétert - a karakterisztika meredekségét (S). Ez a paraméter könnyen meghatározható anélkül, hogy eltávolítaná a jellemzőket, vagy meg kellene keresnie a könyvtárban. Elég megmérni a kezdeti leeresztő áramot, majd a kapu és a forrás közé bekötni mondjuk egy 1,5 V feszültségű galvanikus elemet.A keletkező leeresztő áramot kivonni a kezdeti áramból, a maradékot elosztani az elem feszültségével - a karakterisztika meredekségének értékét milliamperben kapja meg voltonként.

A térhatású tranzisztor jellemzőinek ismerete kiegészíti a készletkimeneti jellemzőinek ismeretét (2c. ábra). Eltávolítják őket, ha a lefolyó és a forrás közötti feszültség több rögzített kapufeszültségre változik. Könnyen belátható, hogy egy bizonyos feszültségig a lefolyó és a forrás között a kimeneti karakterisztika nemlineáris, majd jelentős feszültséghatárokon belül szinte vízszintes.

Természetesen a valódi kivitelben nem használnak külön tápegységet a kapu előfeszítő feszültségének ellátására. Az előfeszítés automatikusan létrejön, amikor a szükséges ellenállású állandó ellenállást csatlakoztatják a forrásáramkörhöz.

Most válassza ki a KP103-as (p-csatornás), KP303-as (n-csatornás) sorozatból több, különböző betűindexű térhatású tranzisztort, és gyakorolja a paraméterek meghatározását a megadott diagramok segítségével.

A térhatástranzisztor egy érintésérzékelő. Az „érzékelő” szó érzést, érzékelést, érzékelést jelent. Ezért feltételezhetjük, hogy kísérletünkben a térhatású tranzisztor érzékeny elemként fog működni, amely reagál az egyik kivezetésére.

A tranzisztoron (3. ábra) kívül, például a KP103 sorozat bármelyikén, szükség lesz egy ohmmérőre is, bármilyen mérési tartománnyal. Csatlakoztassa az ohmmérő szondákat tetszőleges polaritással a leeresztő- és forráskapcsokhoz - az ohmmérő nyíla ennek a tranzisztoros áramkörnek egy kis ellenállását mutatja.

Ezután érintse meg ujjával a zárkimenetet. Az ohmmérő tűje élesen eltér a növekvő ellenállás irányába. Ez azért történt, mert az elektromos áram interferencia megváltoztatta a feszültséget a kapu és a forrás között. A csatorna ellenállása megnőtt, amit az ohmmérő rögzített.

Anélkül, hogy eltávolítaná az ujját a kapuról, próbálja meg egy másik ujjal megérinteni a forráskivezetést. Az ohmmérő tű visszatér eredeti helyzetébe - végül is kiderült, hogy a kapu a kézi rész ellenállásán keresztül kapcsolódik a forráshoz, ami azt jelenti, hogy az elektródák közötti vezérlőmező gyakorlatilag eltűnt, és a csatorna vezetővé vált.

A térhatású tranzisztorok ezeket a tulajdonságait gyakran használják érintőkapcsolókban, gombokban és kapcsolókban.

Mezőhatás tranzisztor - térjelző. Módosítsa kissé az előző kísérletet - hozza a tranzisztort a kapu termináljával (vagy testével) a lehető legközelebb a konnektorhoz vagy egy működő elektromos készülék vezetékéhez. A hatás ugyanaz lesz, mint az előző esetben - az ohmmérő tűje eltér a növekvő ellenállás irányába. Ez érthető - a kimenet közelében vagy a vezeték körül elektromos mező képződik, amelyre a tranzisztor reagál.

Ebben a minőségben egy térhatású tranzisztort használnak eszközérzékelőként a rejtett elektromos vezetékek vagy az újévi füzérben elszakadt vezeték helyének észlelésére - ekkor a térerősség nő.

Tartsa a jelzőtranzisztort a tápkábel közelében, és próbálja meg be- és kikapcsolni az elektromos készüléket. Az elektromos tér változását az ohmmérő tűje rögzíti.

A térhatású tranzisztor egy változó ellenállás. Miután csatlakoztatta az előfeszítő feszültség beállító áramkört a kapu és a forrás közé (4. ábra), állítsa az ellenállás csúszkát az alsó helyzetbe a diagramnak megfelelően. Az ohmmérő tűje, a korábbi kísérletekhez hasonlóan, rögzíti a leeresztő-forrás áramkör minimális ellenállását.

Az ellenállás csúszkáját az áramkörben felfelé mozgatva megfigyelheti az ohmmérő leolvasásának egyenletes változását (az ellenállás növekedését). A térhatású tranzisztor egy változtatható ellenállás lett, nagyon széles ellenállásváltozási tartományban, függetlenül a kapu áramkörben lévő ellenállás értékétől. Az ohmmérő csatlakozásának polaritása nem számít, de a galvanikus elem polaritását meg kell változtatni, ha n-csatornás tranzisztort használnak, például a KP303 sorozat bármelyikét. Mezőhatás tranzisztor - áramstabilizátor. A kísérlet végrehajtásához (5. ábra) egy 15...18 V feszültségű egyenáramforrásra (négy sorba kapcsolt 3336-os akkumulátorra vagy egy AC tápegységre), valamint egy 10-es ellenállású változó ellenállásra lesz szüksége. vagy 15 kOhm, két állandó ellenállás, egy milliamper 3-5 mA méréshatárral, igen térhatású tranzisztor. Először állítsa az ellenállás csúszkát az alsó helyzetbe a diagramnak megfelelően, amely megfelel a tranzisztor minimális tápfeszültségének - körülbelül 5 V -nak, az R2 és R3 ellenállások diagramon feltüntetett értékeivel. Az R1 ellenállás kiválasztásával (ha szükséges) állítsa be a tranzisztor leeresztő áramkörének áramát 1,8...2,2 mA-re. Miközben az ellenállás csúszkáját felfelé mozgatja az áramkörben, figyelje meg a leeresztőáram változását. Előfordulhat, hogy változatlan marad, vagy enyhén nő. Más szóval, amikor a tápfeszültség 5-ről 15...18 V-ra változik, a tranzisztoron áthaladó áramot automatikusan a megadott szinten tartja (az R1 ellenállással). Sőt, az aktuális karbantartás pontossága az eredetileg beállított értéktől függ - minél kisebb, annál nagyobb a pontosság. ábrán látható készletkibocsátási jellemzők elemzése segít megerősíteni ezt a következtetést. 2, c.

Az ilyen kaszkádot áramforrásnak vagy áramgenerátornak nevezzük. Sokféle kivitelben megtalálható.

Kapcsoló stabilizátorok

Y. SEMENOV, Rostov-on-Don

Az olvasóinknak bemutatott cikk két impulzusos stabilizátort ír le: különálló elemeken és egy speciális mikroáramkörön. Az első eszközt arra tervezték, hogy 12 V feszültségű autóipari berendezéseket tápláljon a teherautók és buszok 24 V-os fedélzeti hálózatába. A második eszköz a laboratóriumi tápegység alapja.

A kapcsolófeszültség-stabilizátorok (lelépés, emelés és invertálás) különleges helyet foglalnak el a teljesítményelektronika fejlődésének történetében. Nem is olyan régen minden 50 W-nál nagyobb kimeneti teljesítményű áramforrás tartalmazott egy lefelé kapcsoló stabilizátort. Manapság az ilyen eszközök alkalmazási köre csökkent a transzformátor nélküli bemenetű tápegységek költségének csökkenése miatt. Mindazonáltal az impulzusos stabilizátorok használata bizonyos esetekben gazdaságilag jövedelmezőbbnek bizonyul, mint bármely más egyenfeszültségű átalakító.

A lefelé kapcsoló stabilizátor működési diagramja látható rizs. 1, és időzítési diagramok, amelyek elmagyarázzák a működését L, ≈ folyamatos induktoráram üzemmódban rizs. 2. A t bekapcsolása alatt az S elektronikus kapcsoló zárva van, és az áramkörön keresztül folyik az áram: a kondenzátor pozitív kapcsa C be, ellenállásáram érzékelő R dt, tároló fojtótekercs L, kondenzátor C ki, terhelés, a kondenzátor negatív pólusa C be. Ebben a szakaszban az l L tekercsáram egyenlő az elektronikus kommutátor S áramával, és szinte lineárisan növekszik l Lmin-ről l Lmax-ra.

Az összehasonlító csomópontból származó mismatch jel vagy egy áramérzékelő túlterhelési jele vagy a kettő kombinációja alapján a generátor nyitott állapotba kapcsolja az S elektronikus kapcsolót. Mivel az L tekercsen áthaladó áram nem változhat azonnal, az emf önindukció hatására a VD dióda kinyílik, és az l L áram folyik végig az áramkörön: a VD dióda katódján, az L induktoron, a C Out kondenzátoron , a terhelés, a VD dióda anódja. A t lKl időpontban, amikor az S elektronikus kommutátor nyitva van, az l L tekercsáram egybeesik a VD diódaárammal, és lineárisan csökken

l Lmax - l L min. A T periódus alatt a C out kondenzátor ΔQ out töltésnövekményt vesz és enged el. az áram l L idődiagramján az árnyékolt területnek megfelelő. Ez a növekmény határozza meg a ΔU Out hullámos feszültség tartományát a C out kondenzátoron és a terhelésen.

Amikor az elektronikus kapcsoló zárva van, a dióda zár. Ezt a folyamatot a kapcsolóáram I smax értékre történő meredek növekedése kíséri, mivel az áramköri ellenállás ≈ áramérzékelő, zárt kapcsoló, visszaállító dióda ≈ nagyon kicsi. A dinamikus veszteségek csökkentése érdekében rövid fordított helyreállítási idejű diódákat kell használni. Ezenkívül a buck-szabályozók diódáinak ellenállniuk kell a nagy fordított áramnak. A dióda zárási tulajdonságainak helyreállításával kezdődik a következő átalakítási időszak.

Ha egy kapcsoló buck szabályozó alacsony terhelési áram mellett működik, akkor átválthat szakaszos induktoráram üzemmódba. Ebben az esetben az induktoráram a kapcsoló zárásának pillanatában leáll, és növekedése nulláról indul. A szakaszos áram üzemmód nem kívánatos, ha a terhelési áram közel van a névleges áramhoz, mivel ebben az esetben megnövekszik a kimeneti feszültség hullámzása. A legoptimálisabb helyzet az, amikor a stabilizátor folyamatos induktoráramú üzemmódban működik maximális terhelés mellett, és szakaszos áramú üzemmódban, amikor a terhelés a névleges 10...20%-ára csökken.

A kimeneti feszültség szabályozása a kapcsoló zárási idejének és az impulzusismétlési periódus arányának változtatásával történik. Ebben az esetben az áramkör kialakításától függően a vezérlési mód megvalósításának különféle lehetőségei vannak. A relé szabályozású készülékeknél a kapcsoló bekapcsolt állapotából a kikapcsolt állapotba való átmenetet az összehasonlító csomópont határozza meg. Ha a kimeneti feszültség nagyobb, mint a beállított feszültség, a kapcsoló kikapcsol, és fordítva. Ha rögzíti az impulzusismétlési periódust, akkor a kimeneti feszültség a kapcsoló bekapcsolt állapotának időtartamának változtatásával állítható. Néha olyan módszereket alkalmaznak, amelyeknél vagy a kapcsoló zárt vagy nyitott állapotának idejét rögzítik. Bármely szabályozási módnál korlátozni kell az induktivitás áramát a kapcsoló zárt állapotában a kimeneti túlterhelés elleni védelem érdekében. Erre a célra rezisztív érzékelőt vagy impulzusáram-transzformátort használnak.

Kiválasztjuk az impulzuscsökkentő stabilizátor fő elemeit, és egy konkrét példa segítségével kiszámítjuk azok üzemmódját. Az ebben az esetben használt összes összefüggést a funkcionális diagram és az idődiagramok elemzése alapján kapjuk meg, és a módszertant vesszük alapul.

1. Számos nagy teljesítményű tranzisztor és dióda kezdeti paramétereinek és maximális megengedett áram- és feszültségértékeinek összehasonlítása alapján először kiválasztjuk a KT853G bipoláris kompozit tranzisztort (elektronikus S kapcsoló) és a KD2997V (VD) diódát. .

2. Számítsa ki a minimális és maximális kitöltési tényezőt:

γ min =t és min /T min =(U BуX +U pr)/(U BX max +U sincl ≈ U RдТ +U pr)=(12+0,8)/(32-2-0,3+ 0,8)=0,42 ;

γ max = t és max /T max = (U Bыx +U pp)/(U Bx min - U sbkl -U Rdt +U pp)=(12+0,8)/(18-2-0,3+ 0,8)=0,78 , ahol U pp =0,8 V ≈ előremenő feszültségesés a VD diódán, amelyet az I-V karakterisztika előremenő ágából kapunk a legrosszabb esetben I Out-val egyenlő áram esetén; U sbcl = 2 V ≈ az S kapcsoló funkcióját ellátó KT853G tranzisztor telítési feszültsége, áramátviteli együtthatóval telítési módban h 21e = 250; U RдТ = 0,3 V ≈ feszültségesés az áramérzékelőn névleges terhelési áram mellett.

3. Válassza ki a maximális és minimális konverziós gyakoriságot.

Ezt a tételt akkor hajtják végre, ha az impulzusismétlési periódus nem állandó. Olyan szabályozási módot választunk, amely az elektronikus kapcsoló nyitott állapotának fix időtartamával rendelkezik. Ebben az esetben a következő feltétel teljesül: t=(1 - γ max)/f min = (1 -γ min)/f max =állandó.

Mivel a kapcsolás a KT853G tranzisztoron történik, amely gyenge dinamikai jellemzőkkel rendelkezik, ezért a maximális konverziós frekvenciát viszonylag alacsonyra választjuk: f max = 25 kHz. Ekkor a minimális konverziós gyakoriság a következőképpen definiálható

fmin =f max (1 - γ max)/(1 - γ min) =25╥10 3](1 - 0,78)/(1-0,42) = 9,48 kHz.

4. Számítsuk ki a kapcsoló teljesítményveszteségét!

A statikus veszteségeket a kapcsolón átfolyó áram effektív értéke határozza meg. Mivel az áram alakja ≈ trapéz alakú, akkor I s = I out ahol α=l Lmax /l lx =1,25 ≈ a maximális induktoráram és a kimeneti áram aránya. Az a együtthatót 1,2... 1,6 tartományon belül választjuk. A kapcsoló statikus veszteségei P Scstat =l s U SBKn =3,27-2=6,54 W.

Dinamikus veszteségek a kapcsolón Р sdin =0,5f max *U BX max (l smax *t f +α*l lx *t cn),

ahol I smax ≈ kapcsolóáram amplitúdója a VD dióda fordított helyreállítása miatt. Ha l Smax = 2l BуX , akkor azt kapjuk

Р sdin =0,5f max* U BX max * I out (2t f + α∙ t cn)=0,5*25*10 3 *32*5 (2*0,78-10 -6 +1,25 -2-10 -6) =8,12 ​​W, ahol t f =0,78*10 -6 s ≈ a kapcsolón áthaladó áramimpulzus elejének időtartama, t cn =2*10 -6 s ≈ csillapítási időtartam.

A kapcsoló összes vesztesége: Р s = Р sctat + Р sdin = 6,54 + 8,12 = 14,66 W.

Ha a kapcsolón a statikus veszteségek voltak túlsúlyban, akkor a számítást a minimális bemeneti feszültségre kellett volna elvégezni, amikor az induktoráram maximális. Azokban az esetekben, amikor nehéz megjósolni az uralkodó veszteségek típusát, azokat a minimális és maximális bemeneti feszültségen is meghatározzák.

5. Számítsa ki a dióda teljesítményveszteségét.

Mivel a diódán átmenő áram alakja is trapéz alakú, effektív értékét a P diódán lévő statikus veszteségekként határozzuk meg. vDcTaT =l vD ╥U pr =3,84-0,8=3,07 W.

A dióda dinamikus veszteségei főként a fordított helyreállítás során fellépő veszteségekből adódnak: P VDdin =0.5f max *l smax *U Bx max *t oB *f max *l Bуx *U in max *t ov =25-10 3 - 5-32 *0,2*10 -6 =0,8 W, ahol t OB =0,2-1C -6 s ≈ dióda fordított helyreállítási ideje.

A dióda teljes vesztesége a következő lesz: P VD =P MDstat + P VDdin = 3,07 + 0,8 = 3,87 W.

6. Válasszon hűtőbordát.

A hűtőborda fő jellemzője a hőellenállás, amelyet a környezet és a hűtőborda felülete közötti hőmérséklet-különbség és az általa disszipált teljesítmény közötti arányként határoznak meg: R g =ΔТ/Р disszipáció. Esetünkben a kapcsolótranzisztort és a diódát szigetelő távtartókon keresztül ugyanahhoz a hűtőbordához kell rögzíteni. Annak érdekében, hogy ne vegyük figyelembe a tömítések hőállóságát, és ne nehezítsük a számítást, alacsony felületi hőmérsékletet választunk, körülbelül 70 °C-ot. Ezután 40╟СΔТ=70-40=30╟С környezeti hőmérsékleten. A hűtőborda hőellenállása esetünkben R t =ΔT/(P s +P vd)=30/(14,66+3,87)=1,62╟С/W.

A természetes hűtés hőellenállását általában a hűtőborda referenciaadataiban adják meg. A készülék méretének és súlyának csökkentése érdekében ventilátor segítségével kényszerhűtést alkalmazhat.

7. Számítsuk ki a fojtószelep paramétereit!

Számítsuk ki az induktor induktivitását:

L= (U BX max - U sbkl -U Rdt - U Out)γ min /=(32-2-0,3-12)*0,42/=118,94 µH.

A mágneses áramkör anyagaként a Mo-permalloy-val préselt MP 140-et választjuk. A mágneses magban lévő mágneses tér változó komponense esetünkben olyan, hogy a hiszterézisveszteségek nem korlátozó tényező. Ezért a mágnesezési görbe lineáris szakaszában az inflexiós pont közelében választható ki a maximális indukció. Az ívelt szakaszon végzett munka nem kívánatos, mivel ebben az esetben az anyag mágneses permeabilitása kisebb lesz, mint a kezdeti. Ez viszont az induktivitás csökkenését okozza az induktoráram növekedésével. Kiválasztjuk a maximális B m indukciót 0,5 T értékkel, és kiszámítjuk a mágneses áramkör térfogatát:

Vp=μμ 0 *L(αI vyx) 2 /B m 2 =140*4π*10 -7 *118,94* 10 -6 (1,25-5) 2 0,5 2 =3,27 cm 3, ahol μ=140 ≈

az anyag kezdeti mágneses permeabilitása MP140; μ 0 =4π*10 -7 H/m ≈ mágneses állandó.

A számított térfogat alapján kiválasztjuk a mágneses kört. A tervezési jellemzők miatt az MP140 permalloy mágneses áramkör általában két összehajtott gyűrűn készül. Esetünkben a KP24x13x7 gyűrűk megfelelőek. A mágneses kör keresztmetszete Sc = 20,352 = 0,7 cm 2, a mágneses vonal átlagos hossza λc = 5,48 cm. A kiválasztott mágneses kör térfogata:

VC=SC* λс=0,7*5,48=3,86 cm3 >Vp.

Kiszámoljuk a fordulatok számát: 23-nak vesszük a fordulatok számát.

A szigeteléssel ellátott vezeték átmérőjét az alapján határozzuk meg, hogy a tekercsnek egy rétegben kell illeszkednie, el kell fordulnia a mágneses áramkör belső kerülete mentén: d =πd K k 3 /w=π*13-0,8 /23= 1,42 mm, ahol d K =13 mm ≈ a mágneses mag belső átmérője; k 3 =0,8 ≈ a mágneses áramköri ablak kitöltési tényezője a tekercseléssel.

1,32 mm átmérőjű PETV-2 vezetéket választunk.

A vezeték tekercselése előtt a mágneses áramkört egy rétegben 20 mikron vastag és 6...7 mm széles PET-E fóliával kell szigetelni.

8. Számítsuk ki a kimeneti kondenzátor kapacitását: C Bуx =(U BX max -U sBkl - U Rдт) *γ min /=(32-2-0.3)*0.42/ =1250 μF, ahol ΔU Bуx =0, 01 V ≈ hullámzási tartomány a kimeneti kondenzátoron.

A fenti képlet nem veszi figyelembe a kondenzátor belső soros ellenállásának a hullámosságra gyakorolt ​​hatását. Ezt, valamint az oxidkondenzátorok kapacitásának 20%-os tűrését figyelembe véve két darab K50-35 kondenzátort választunk ki 40 V névleges feszültségre, egyenként 1000 μF kapacitással. A megnövelt névleges feszültségű kondenzátorok választása annak a ténynek köszönhető, hogy ennek a paraméternek a növekedésével a kondenzátorok soros ellenállása csökken.

A számítás során kapott eredményeknek megfelelően kialakított diagramot az ábrán mutatjuk be rizs. 3. Nézzük meg közelebbről a stabilizátor működését. Az elektronikus kapcsoló nyitott állapotában ≈ VT5 tranzisztor ≈ fűrészfog feszültség keletkezik az R14 ellenálláson (áramérzékelő). Amikor elér egy bizonyos értéket, a VT3 tranzisztor kinyílik, ami viszont kinyitja a VT2 tranzisztort és kisüti az S3 kondenzátort. Ebben az esetben a VT1 és VT5 tranzisztorok bezáródnak, és a VD3 kapcsolódióda kinyílik. A korábban nyitott VT3 és VT2 tranzisztorok zárnak, de a VT1 tranzisztor nem nyit addig, amíg az SZ kondenzátor feszültsége el nem éri a nyitófeszültségének megfelelő küszöbszintet. Így kialakul egy időintervallum, amely alatt a VT5 kapcsolótranzisztor zárva lesz (kb. 30 μs). Ezen intervallum végén a VT1 és VT5 tranzisztorok kinyílnak, és a folyamat megismétlődik.

Az R. 10 ellenállás és a C4 kondenzátor egy szűrőt képez, amely elnyomja a VT3 tranzisztor alján a VD3 dióda fordított helyreállítása miatti feszültséglökést.

A VT3 szilícium tranzisztor esetében az alap-emitter feszültség, amelynél aktív módba kerül, körülbelül 0,6 V. Ebben az esetben az R14 áramérzékelőn viszonylag nagy teljesítmény disszipálódik. Az áramérzékelő feszültségének csökkentése érdekében, amelynél a VT3 tranzisztor nyit, körülbelül 0,2 V állandó előfeszítést táplálunk a bázisára a VD2R7R8R10 áramkörön keresztül.

A VT4 tranzisztor talpára a kimeneti feszültséggel arányos feszültséget táplálunk egy osztóból, melynek felső kart az R15, R12 ellenállások, az alsó kart pedig az R13 ellenállás alkotja. A HL1R9 áramkör referenciafeszültséget állít elő, amely megegyezik a LED-en és a VT4 tranzisztor emitter csomópontján bekövetkező előremenő feszültségesés összegével. Esetünkben a referenciafeszültség 2,2 V. A mismatch jel egyenlő a VT4 tranzisztor bázisán lévő feszültség és a referenciafeszültség különbségével.

A kimeneti feszültség stabilizálása a VT4 tranzisztor által felerősített mismatch jel és a VT3 tranzisztoron alapuló feszültség összegzésével történik. Tegyük fel, hogy a kimeneti feszültség nőtt. Ekkor a VT4 tranzisztor alján lévő feszültség nagyobb lesz, mint a példakénti. A VT4 tranzisztor kissé kinyílik, és eltolja a feszültséget a VT3 tranzisztor alján, hogy az is elkezdjen nyitni. Következésképpen a VT3 tranzisztor az R14 ellenálláson lévő fűrészfog feszültség alacsonyabb szintjén nyílik meg, ami a kapcsolótranzisztor nyitvatartási időintervallumának csökkenéséhez vezet. Ekkor a kimeneti feszültség csökkenni fog.

Ha a kimeneti feszültség csökken, a szabályozási folyamat hasonló lesz, de fordított sorrendben történik, és a kapcsoló nyitvatartási idejének növekedéséhez vezet. Mivel az R14 ellenállás árama közvetlenül részt vesz a VT5 tranzisztor nyitott állapot idejének kialakításában, itt a szokásos kimeneti feszültség-visszacsatolás mellett áram-visszacsatolás is van. Ez lehetővé teszi a kimeneti feszültség terhelés nélküli stabilizálását, és gyors reagálást biztosít az eszköz kimenetén bekövetkező hirtelen áramváltozásokra.

Terhelés vagy túlterhelés esetén rövidzárlat esetén a stabilizátor áramkorlátozó üzemmódba lép. A kimeneti feszültség 5,5...6 A áramerősségnél csökkenni kezd, az áramköri áram pedig körülbelül 8 A. Ezekben az üzemmódokban a kapcsolótranzisztor bekapcsolási ideje minimálisra csökken, ami csökkenti a disszipált teljesítményt. Rajta.

Ha a stabilizátor hibásan működik, amelyet az egyik elem meghibásodása okoz (például a VT5 tranzisztor meghibásodása), a kimeneti feszültség megnő. Ebben az esetben a betöltés meghiúsulhat. A vészhelyzetek elkerülése érdekében az átalakító védelmi egységgel van felszerelve, amely egy VS1 tirisztorból, egy VD1 zener-diódából, egy R1 ellenállásból és egy C1 kondenzátorból áll. Amikor a kimeneti feszültség meghaladja a VD1 zener-dióda stabilizációs feszültségét, áram kezd átfolyni rajta, ami bekapcsolja a VS1 tirisztort. Beépítése a kimeneti feszültség majdnem nullára csökkenéséhez és az FU1 biztosíték kiolvadásához vezet.

A készüléket 12 V-os, elsősorban személygépjárművekhez tervezett audioberendezések táplálására tervezték, a teherautók és buszok fedélzeti hálózatából 24 V-os feszültséggel. Mivel a bemeneti feszültség ebben az esetben alacsony hullámzású. szinten, a C2 kondenzátornak viszonylag kicsi a kapacitása. Nem elegendő, ha a stabilizátort közvetlenül egy egyenirányítós hálózati transzformátorról táplálják. Ebben az esetben az egyenirányítót legalább 2200 μF kapacitású kondenzátorral kell felszerelni a megfelelő feszültséghez. A transzformátor teljes teljesítményének 80...100 W-nak kell lennie.

A stabilizátor K50-35 (C2, C5, C6) oxidkondenzátorokat használ. SZ kondenzátor ≈ filmkondenzátor K73-9, K73-17 stb. megfelelő méretű, C4 ≈ kis öninduktivitású kerámia, pl. K10-176. Minden ellenállás, kivéve R14, ≈ C2-23 a megfelelő teljesítményű. Az R14 ellenállás egy 60 mm hosszú PEK 0,8 konstans vezetékből készül, amelynek lineáris ellenállása körülbelül 1 Ohm/m.

Az egyoldalas fóliaüvegszálból készült nyomtatott áramköri lap rajza látható rizs. 4.

A VD3 dióda, a VD5 tranzisztor és a VS1 tirisztor szigetelő, hővezető tömítésen keresztül, műanyag perselyekkel van rögzítve a hűtőbordához. A tábla is ugyanahhoz a hűtőbordához van rögzítve. Az összeszerelt készülék megjelenése a képen látható rizs. 5.

IRODALOM 1. Titze U., Schenk K. Félvezető áramkörök: referencia útmutató. Per. vele. ≈ M.: Mir, 1982. 2. Félvezető eszközök. Közepes és nagy teljesítményű tranzisztorok: Kézikönyv / A. A. Zaitsev, A. I. Mirkin, V. V. Mo-krjakov stb. Szerk. A. V. Golomedova. ≈ M.: Rádió és kommunikáció, 1989. 3. Félvezető eszközök. Egyenirányító diódák, Zener-diódák, tirisztorok: Kézikönyv / A. B. Gitsevich, A. A. Zaitsev, V. V. Mokryakov stb. Szerk. A. V. Golomedova. ≈ M.: Rádió és kommunikáció, 1988. 4 http://www. ferrite.ru

Stabilizált egyvégű feszültségátalakító

Rádiómagazin, 1999. 3. szám.

A cikk leírja az egyszerű impulzusstabilizált feszültségátalakító felépítésének alapelveit és gyakorlati változatát, amely a bemeneti feszültségváltozások széles tartományában működik.

A különféle, transzformátor nélküli bemenettel rendelkező másodlagos áramforrások (SPS) közül az egyciklusú, az egyenirányító dióda „fordított” csatlakozású önoszcillátoros átalakítója rendkívüli egyszerűségével tűnik ki (1. ábra).

Először röviden tekintsük át a nem stabilizált feszültségátalakító működési elvét, majd a stabilizálás módját.

T1 transzformátor - lineáris fojtó; A benne lévő energiafelhalmozódás és a felhalmozott energia terhelésre való átvitelének intervallumai időben el vannak osztva. ábrán. A 2. ábra a következőket mutatja: I I - a transzformátor primer tekercsének árama, I II - a szekunder tekercs árama, t n - az energia felhalmozódásának intervalluma az induktorban, t p - a terhelésre történő energiaátvitel intervalluma.

Amikor az U tápfeszültséget csatlakoztatjuk, a VT1 tranzisztor bázisárama elkezd áthaladni az R1 ellenálláson (a VD1 dióda megakadályozza az áram átfolyását az alaptekercs áramkörön, és az azt söntölő C2 kondenzátor növeli a pozitív visszacsatolást (POF) a fokozatban. feszültségfrontok kialakítása). A tranzisztor kissé kinyílik, a PIC áramkör a T1 transzformátoron keresztül zár, amelyben az energiatárolás regeneratív folyamata megy végbe. A VT1 tranzisztor telítettségbe lép. A tápfeszültség a transzformátor primer tekercsére kerül, és az I I áram (I. kollektoráram a VT1 tranzisztorhoz) lineárisan növekszik. A telített tranzisztor I B alapáramát az I II tekercs feszültsége és az R2 ellenállás ellenállása határozza meg. Az energiatárolási szakaszban a VD2 dióda zárva van (innen ered az átalakító neve - a dióda „fordított” beépítésével), és a transzformátor energiafogyasztása csak a tranzisztor bemeneti áramkörén keresztül történik az alaptekercsen keresztül.

Amikor a kollektoráram Ik eléri a következő értéket:

I K max = h 21E I B, (1)

ahol h 21E a VT1 tranzisztor statikus áramátviteli tényezője, a tranzisztor kilép a telítési módból, és egy fordított regenerációs folyamat alakul ki: a tranzisztor zár, a VD2 dióda kinyílik és a transzformátor által felhalmozott energia átkerül a terhelésre. A szekunder tekercs áramának csökkenése után újra kezdődik az energiatárolási szakasz. A t p időintervallum akkor a legnagyobb, amikor az átalakító be van kapcsolva, amikor az SZ kondenzátor lemerül és a terhelés feszültsége nulla.

A B ábrán látható, hogy a tápegység az ábrán látható diagram szerint van összeszerelve. 1, - az U tápfeszültségforrás funkcionális átalakítója az I n terhelő áramforrásba.

Fontos megjegyezni: mivel az energiafelhalmozás és az átvitel szakaszai időben elkülönülnek, a tranzisztor maximális kollektorárama nem függ a terhelőáramtól, vagyis a konverter teljesen védett a kimeneti rövidzárlatoktól. Ha azonban az átalakítót terhelés nélkül kapcsolják be (tétlen üzemmód), a tranzisztor zárásának pillanatában a transzformátor tekercsén fellépő feszültséglökés meghaladhatja a kollektor-emitter feszültség megengedett legnagyobb értékét, és károsíthatja azt.

A legegyszerűbb konverter hátránya, hogy az I K max kollektoráram, és így a kimeneti feszültség függ a VT1 tranzisztor statikus áramátviteli tényezőjétől. Ezért a tápegység paraméterei jelentősen eltérnek a különböző példányok használatakor.

Az „önvédett” kapcsolótranzisztort használó konverter sokkal stabilabb karakterisztikával rendelkezik (3. ábra).

Az R3 ellenállásból a transzformátor primer tekercsének áramával arányos fűrészfog feszültséget vezetnek a VT2 segédtranzisztor alapjára. Amint az R3 ellenállás feszültsége eléri a VT2 tranzisztor nyitási küszöbét (körülbelül 0,6 V), kinyitja és korlátozza a VT1 tranzisztor bázisáramát, ami megszakítja az energia felhalmozódási folyamatát a transzformátorban. A transzformátor primer tekercsének maximális árama

I I max = I K max = 0,6/R3 (2)

kiderül, hogy kevéssé függ egy adott tranzisztorpéldány paramétereitől. Természetesen a (2) képlettel számított áram határértéknek kisebbnek kell lennie, mint az (1) képlet által meghatározott áram a statikus áramátviteli tényező legrosszabb értékéhez.

Most nézzük meg a tápegység kimeneti feszültségének szabályozásának (stabilizálásának) lehetőségét.

A B azt mutatja, hogy a konverter egyetlen megváltoztatható paramétere a kimeneti feszültség szabályozására az I K max áramerősség, vagy ami ugyanaz, a transzformátorban a t n energiafelhalmozási idő, és a vezérlő (stabilizáló) egység csak csökkenteni tudja. az áramerősség a (2) képlet szerint számított értékhez viszonyítva.

Az átalakító stabilizáló egység működési elvét megfogalmazva a következő követelmények határozhatók meg vele szemben: - a konverter állandó kimeneti feszültségét össze kell vetni a referenciafeszültséggel, és ezek arányától függően az áramszabályozáshoz használt mismatch feszültséget kell generálni. I K max; - a transzformátor primer tekercsében az áramnövekedés folyamatát ellenőrizni kell, és le kell állítani, amikor az elér egy bizonyos küszöböt, amelyet az eltérési feszültség határozza meg; - a vezérlőegységnek galvanikus leválasztást kell biztosítania az átalakító kimenete és a kapcsolótranzisztor között.

Az ábrákon látható, ezt az algoritmust megvalósító vezérlő csomópontok egy K521SAZ komparátort, hét ellenállást, egy tranzisztort, egy diódát, két zener-diódát és egy transzformátort tartalmaznak. Más jól ismert eszközök, köztük a televíziós tápegységek is meglehetősen összetettek. Mindeközben egy önvédõ kapcsolótranzisztor segítségével sokkal egyszerûbb stabilizált konverter építhetõ (lásd a 4. ábra diagramját).

A III. visszacsatoló tekercs (OS) és a VD3C4 áramkör az átalakító kimeneti feszültségével arányos visszacsatoló feszültséget képez.

A VD4 zener-dióda referencia stabilizáló feszültségét kivonjuk a visszacsatoló feszültségből, és az így kapott eltérési jelet az R5 ellenállásra vezetjük.

Az R5 vágóellenállás motorjából két feszültség összege kerül a VT2 tranzisztor alapjába: egy állandó vezérlőfeszültség (az eltérési feszültség egy része) és egy fűrészfog feszültség az R3 ellenállásról, arányos a primer tekercs áramával. a transzformátor. Mivel a VT2 tranzisztor nyitási küszöbe állandó, a vezérlőfeszültség növekedése (például az U teljesítmény tápfeszültség növekedésével és ennek megfelelően az átalakító kimeneti feszültségének növekedésével) az áram csökkenéséhez vezet. I I, amelynél a VT2 tranzisztor kinyílik, és a kimeneti feszültség csökkenéséhez. Így az átalakító stabilizálódik, és a kimeneti feszültségét kis határok között az R5 ellenállás szabályozza.

Az átalakító stabilizációs együtthatója a konverter kimeneti feszültségében bekövetkezett változás és a VT2 tranzisztoron alapuló állandó feszültségkomponens megfelelő változásának arányától függ. A stabilizációs együttható növeléséhez növelni kell a visszacsatoló feszültséget (a III tekercs fordulatszámát), és a stabilizációs feszültségnek megfelelően kell kiválasztani a VD4 zener diódát, amely körülbelül 0,5 V-tal kisebb, mint az operációs rendszer feszültsége. A D814 sorozatú zener-diódák körülbelül 10 V operációs rendszer feszültséggel gyakorlatilag teljesen megfelelőek.

Meg kell jegyezni, hogy az átalakító jobb hőmérsékleti stabilitásának elérése érdekében pozitív TKN-vel rendelkező VD4 zener-diódát kell használni, amely kompenzálja a feszültségesés csökkenését a VT2 tranzisztor emittercsatlakozásán hevítés közben. Ezért a D814 sorozatú zener-diódák alkalmasabbak, mint a D818-as precíziós zener-diódák.

A transzformátor kimeneti tekercseinek száma (hasonlóan a II-es tekercshez) növelhető, azaz az átalakító többcsatornássá tehető.

ábrán látható diagram szerint épült. 4 konverter biztosítja a kimeneti feszültségek jó stabilizálását, ha a bemeneti feszültség nagyon széles tartományban (150...250 V) változik. Változó terhelés esetén azonban, különösen többcsatornás konvertereknél, az eredmények valamivel rosszabbak, mivel amikor a terhelési áram megváltozik az egyik tekercsben, az energia újraeloszlik az összes tekercs között. Ebben az esetben a visszacsatoló feszültség változása kisebb pontossággal tükrözi az átalakító kimeneti feszültségének változását.

Változó terhelés melletti működés esetén javítható a stabilitás, ha az operációs rendszer feszültségét közvetlenül a kimeneti feszültségből állítják elő. Ennek legegyszerűbb módja egy további kis teljesítményű transzformátor feszültségátalakító használata, amely az ismert áramkörök szerint van összeszerelve.

Többcsatornás áramforrás esetén is indokolt a kiegészítő feszültségátalakító alkalmazása. A nagyfeszültségű konverter biztosítja az egyik stabilizált feszültséget (a legmagasabb ezek közül - nagy feszültségeknél a kondenzátorszűrő a konverter kimenetén hatékonyabb), és a fennmaradó feszültségeket, beleértve az operációs rendszer feszültségét, egy további feszültség generálja. átalakító.

Transzformátor gyártásához a legjobb egy páncélozott ferrit mágneses magot használni, amelynek a központi rúdjában van egy rés, amely biztosítja a lineáris mágnesezést. Ha nincs ilyen mágneses áramkör, akkor 0,1...0,3 mm vastagságú NYÁK-ból vagy akár papírból készült tömítést is használhatunk rés kialakítására. Lehetőség van gyűrűs mágneses magok használatára is.

Bár a szakirodalom azt jelzi, hogy a jelen cikkben tárgyalt „fordított” diódacsatlakozású konvertereknél a kimeneti szűrő lehet pusztán kapacitív, az LC szűrők használata tovább csökkentheti a kimeneti feszültség hullámzását.

Az IVEP biztonságos működése érdekében a motor jó szigetelésével rendelkező trimmelő ellenállást (R5 a 4. ábrán) kell használni. A hálózati feszültségre galvanikusan csatlakoztatott transzformátor tekercseket megbízhatóan le kell szigetelni a kimenettől. Ugyanez vonatkozik más rádióelemekre is.

Mint minden frekvenciakonverziós áramforrást, a leírt áramforrást is fel kell szerelni elektromágneses árnyékolással és bemeneti szűrővel.

Az átalakító beállításának biztonságát egy egységnyi transzformációs arányú hálózati transzformátor biztosítja. Legjobb azonban sorba kapcsolt LATR és leválasztó transzformátor használata.

A konverter terhelés nélküli bekapcsolása nagy valószínűséggel az erős kapcsolótranzisztor meghibásodásához vezet. Ezért a beállítás megkezdése előtt csatlakoztassa az egyenértékű terhelést. Bekapcsolás után először oszcilloszkóppal ellenőrizni kell az R3 ellenállás feszültségét - a t n fokozatban lineárisan kell növekednie. Ha a linearitás megszakad, ez azt jelenti, hogy a mágneses áramkör telítettségbe lép, és a transzformátort újra kell számolni. Nagyfeszültségű szondával ellenőrizze a jelet a kapcsolótranzisztor kollektoránál - az impulzuscsökkenésnek meglehetősen meredeknek kell lennie, és a nyitott tranzisztor feszültségének kicsinek kell lennie. Ha szükséges, állítsa be az alap tekercs fordulatszámát és az R2 ellenállás ellenállását a tranzisztor alapáramkörében.

Ezután megpróbálhatja megváltoztatni a konverter kimeneti feszültségét az R5 ellenállással; ha szükséges, állítsa be az operációs rendszer tekercsének fordulatszámát, és válasszon egy VD4 zener diódát. Ellenőrizze az átalakító működését, amikor a bemeneti feszültség és terhelés változik.

ábrán. Az 5. ábra egy ROM programozó IVEP diagramját mutatja be példaként a javasolt elv alapján épített konverter használatára.

A forrásparamétereket a táblázat tartalmazza. 1.

Amikor a hálózati feszültség 140 V-ról 240 V-ra változik, a 28 V-os forrás kimeneti feszültsége a 27,6...28,2 V tartományba esik; forrás +5 V - 4,88...5 V.

A C1-SZ kondenzátorok és az L1 tekercs bemeneti hálózati szűrőt alkotnak, amely csökkenti az átalakító által kibocsátott nagyfrekvenciás zavarokat. Az R1 ellenállás korlátozza a C4 kondenzátor töltőáram impulzusát, amikor az átalakító be van kapcsolva.

Az R3C5 áramkör kisimítja a VT1 tranzisztoron lévő feszültséglökéseket (hasonló áramkör nem látható az előző ábrákon).

A VT3, VT4 tranzisztorokra egy hagyományos konvertert szerelnek össze, amely a +28 V kimeneti feszültségből további kettőt generál: +5 V és -5 V, valamint az operációs rendszer feszültségét. Általánosságban elmondható, hogy az IVEP +28 V stabilizált feszültséget biztosít. A másik két kimeneti feszültség stabilitását egy további konverter +28 V-os forrásból való táplálása és ezen csatornák meglehetősen állandó terhelése biztosítja.

Az IVEP védelmet nyújt a +28 V-tól 29 V-ig terjedő kimeneti feszültség túllépése ellen. Túllépéskor a triac VS1 nyitja és zárja a +28 V-os forrást A tápegység hangos csikorgást ad ki. A triakon áthaladó áram 0,75 A.

A VT1 tranzisztor egy 40-es (30 mm-es) alumíniumlemezből készült kis hűtőbordára van felszerelve.A KT828A tranzisztor helyett más, legalább 600 V-os feszültségű és 1-nél nagyobb áramerősségű készülékek is használhatók. A például KT826B, KT828B, KT838A.

A KT3102A tranzisztor helyett bármilyen KT3102 sorozatot használhat; A KT815G tranzisztorok KT815V, KT817V, KT817G tranzisztorokra cserélhetők. Az egyenirányító diódákat (a VD1 kivételével) magas frekvencián kell használni, például a KD213 sorozatot stb. Célszerű a K52, ETO sorozatú oxidszűrős kondenzátorokat használni. A C5 kondenzátor feszültségének legalább 600 V-nak kell lennie.

A TS106-10 (VS1) triac-ot kizárólag kis mérete miatt használják. Szinte bármilyen típusú SCR alkalmas, amely körülbelül 1 A áramot képes elviselni, beleértve a KU201 sorozatot is. A tirisztort azonban a minimális vezérlőáramnak megfelelően kell kiválasztani.

Meg kell jegyezni, hogy egy adott esetben (viszonylag kis áramfelvétel mellett a forrásból) lehetséges lenne egy második konverter nélkül is, ha az 1. ábrán látható áramkörnek megfelelő átalakítót építünk. 4 kiegészítő tekercsekkel a +5 V és -5 V csatornákhoz és a KR142 sorozat lineáris stabilizátoraihoz. A kiegészítő konverter használatát a különböző IVEP-ek összehasonlító vizsgálatának vágya okozza, és megbizonyosodni arról, hogy a javasolt lehetőség jobb kimeneti feszültség stabilizálást biztosít.

A transzformátorok és fojtók paramétereit a táblázat tartalmazza. 2.

2. táblázat
Kijelölés	Mágneses mag		A fordulatok száma
	B26 M1000 résszel a központi rúdban			PEV-2 0,18 PEV-2 0,35 PEV-2 0,18
	K16x10x4,5 M2000NM1		2x65 2x7 2x13 23	PEV-2 0,18 PEV-2 0,18 PEV-2 0,35 MGTF 0,07
	K16x10x4,5 M2000NM1	MGTF 0,07 két vezetékben a megtöltésig
	K17,5x8x5 M2000NM1
	K16x10x4,5 M2000NM1
	K12x5x5,5 M2000NM1

A T1 transzformátor mágneses magját a meghajtó tápegységének szűrőfojtójából használják az ES sorozatú számítógépek cserélhető mágneses lemezein.

Az L1-L4 fojtótekercsek mágneses áramköreinek típusai nem kritikusak.

A forrás beállítása a fenti módszer szerint történik, de először a túlfeszültség elleni védelmet kell kikapcsolni az R10 ellenállás csúszka alsó helyzetbe állításával a diagramnak megfelelően. Az IVEP beállítása után az R5 ellenállással állítsa be a kimeneti feszültséget +29 V-ra, és az R10 ellenállás csúszkáját lassan forgatva érje el a triac VS1 nyitási küszöbét. Ezután kapcsolja ki a forrást, fordítsa el az R5 ellenállás csúszkáját a kimeneti feszültség csökkentése felé, kapcsolja be a forrást, és az R5 ellenállással állítsa a kimeneti feszültséget 28 V-ra.

Figyelembe kell venni: mivel a +5 V és -5 V kimenetek feszültségei a +28 V feszültségtől függenek, és nem szabályozzák attól külön, a felhasznált elemek paramétereitől és az adott terhelés áramától függően szükség lehet a T2 transzformátor tekercseinek menetszámának kiválasztására.

Irodalom

1. Bas A. A., Milovzorov V. P., Musolin A. K. Másodlagos tápegységek transzformátor nélküli bemenettel. - M.: Rádió és kommunikáció, 1987.

A háztartási készülékek normál működéséhez stabil feszültségre van szükség. A hálózaton általában különféle hibák fordulhatnak elő. A 220 V-os feszültség eltérhet, és a készülék meghibásodhat. A lámpákat érik el először. Ha figyelembe vesszük a házban lévő háztartási gépeket, akkor a televíziók, az audioberendezések és más, hálózatról működő készülékek szenvedhetnek.

Ebben a helyzetben egy impulzusfeszültség-stabilizátor segít az embereknek. Teljesen képes megbirkózni a naponta előforduló túlfeszültségekkel. Sok embert aggaszt az a kérdés, hogy hogyan fordulnak elő feszültségesések, és mihez kapcsolódnak. Főleg a transzformátor terhelésétől függenek. Ma a lakóépületekben folyamatosan növekszik az elektromos készülékek száma. Ennek eredményeként a villamos energia iránti kereslet biztosan növekedni fog.

Figyelembe kell venni azt is, hogy a már elavult lakóépülethez kábeleket lehet fektetni. Az apartmanok vezetékeit viszont a legtöbb esetben nem nagy terhelésre tervezték. A házban lévő berendezések védelme érdekében részletesebben meg kell ismerkednie a feszültségstabilizátorok kialakításával, valamint működési elvével.

Milyen funkciókat lát el a stabilizátor?

Főleg egy kapcsolási feszültségstabilizátor szolgál hálózati vezérlőként. Minden ugrást felügyel és kiesik. Ennek eredményeként a berendezés stabil feszültséget kap. Az elektromágneses interferenciát a stabilizátor is figyelembe veszi, és nem befolyásolhatja az eszközök működését. Így a hálózat megszabadul a torlódásoktól, és gyakorlatilag megszűnnek az esetek.

Egyszerű stabilizátor

Ha egy szabványos impulzusfeszültséget veszünk figyelembe, akkor csak egy tranzisztor van benne. Általában kizárólag kapcsolási típusúak, mivel ma hatékonyabbnak tartják őket. Ennek eredményeként a készülék hatékonysága nagymértékben növelhető.

A kapcsolási feszültségstabilizátor második fontos elemét diódáknak kell nevezni. A szokásos rendszerben legfeljebb hármat találhat belőlük. Fojtószelep segítségével kapcsolódnak egymáshoz. A szűrők fontosak a tranzisztorok normál működéséhez. A lánc elejére és a végére is fel vannak szerelve. Ebben az esetben a vezérlőegység felelős a kondenzátor működéséért. Ennek szerves részének tekintendő az ellenállásosztó.

Hogyan működik?

Az eszköz típusától függően az impulzusfeszültség-stabilizátor működési elve eltérő lehet. A szabványos modellt tekintve azt mondhatjuk, hogy először áramot vezetnek a tranzisztorra. Ebben a szakaszban az átalakulása megtörténik. Ezután a diódák kapcsolódnak be, amelyek feladata a jel továbbítása a kondenzátorhoz. A szűrők segítségével az elektromágneses interferencia kiküszöbölhető. Ebben a pillanatban a kondenzátor kiegyenlíti a feszültségingadozásokat, és az induktoron áthaladó áram az ellenállásosztón keresztül visszatér a tranzisztorokhoz átalakítás céljából.

Házi készítésű készülékek

Saját kezűleg készíthet impulzusfeszültség-stabilizátort, de kis teljesítményűek lesznek. Ebben az esetben a leggyakoribb ellenállásokat telepítik. Ha egynél több tranzisztort használ egy eszközben, akkor magas hatásfokot érhet el. Ebben a tekintetben fontos feladat a szűrők felszerelése. Befolyásolják a készülék érzékenységét. Az eszköz méretei viszont egyáltalán nem fontosak.

Stabilizátorok egy tranzisztorral

Az ilyen típusú kapcsoló egyenfeszültség-stabilizátor 80%-os hatásfokkal büszkélkedhet. Általában csak egy üzemmódban működnek, és csak alacsony hálózati interferenciával tudnak megbirkózni.

A visszajelzés ebben az esetben teljesen hiányzik. A szabványos kapcsolófeszültség-stabilizáló áramkörben lévő tranzisztor kollektor nélkül működik. Ennek eredményeként a kondenzátorra azonnal nagy feszültség kerül. Az ilyen típusú eszközök másik megkülönböztető jellemzője a gyenge jel. Különféle erősítők meg tudják oldani ezt a problémát.

Ennek eredményeként a tranzisztorok jobb teljesítménye érhető el. Az áramkörben az eszköz ellenállását mögött kell elhelyezni Ebben az esetben a készülék jobb működését lehet elérni. Az áramkör szabályozójaként az impulzusos állandó feszültségstabilizátor vezérlőegységgel rendelkezik. Ez az elem képes gyengíteni és növelni a tranzisztor teljesítményét. Ez a jelenség a rendszerben lévő diódákhoz csatlakoztatott fojtótekercsek segítségével következik be. A szabályozó terhelését szűrők szabályozzák.

Kulcs típusú feszültségstabilizátorok

Miért telepítsünk kompenzátorokat?

A legtöbb esetben a kompenzátorok másodlagos szerepet töltenek be a stabilizátorban. Összefügg az impulzusok szabályozásával. A tranzisztorok főleg ezzel birkóznak meg. A kompenzátoroknak azonban továbbra is megvannak az előnyei. Ebben az esetben sok függ attól, hogy mely eszközök csatlakoznak az áramforráshoz.

Ha rádióberendezésekről beszélünk, akkor speciális megközelítésre van szükség. Különféle rezgésekhez kapcsolódik, amelyeket egy ilyen eszköz eltérően érzékel. Ebben az esetben a kompenzátorok segíthetnek a tranzisztoroknak a feszültség stabilizálásában. A további szűrők beszerelése az áramkörbe általában nem javítja a helyzetet. Ugyanakkor nagyban befolyásolják a hatékonyságot.

A galvanikus leválasztás hátrányai

Galvanikus leválasztások vannak felszerelve a jelek továbbítására a fontos rendszerelemek között. Fő problémájuk a bemeneti feszültség helytelen becslése. Ez leggyakrabban a stabilizátorok elavult modelljeivel fordul elő. A bennük lévő vezérlők nem képesek az információk gyors feldolgozására és a kondenzátorok működésre való csatlakoztatására. Ennek eredményeként elsősorban a diódák szenvednek. Ha a szűrőrendszert ellenállások mögé telepítik az elektromos áramkörbe, akkor egyszerűen kiégnek.

Helló. Figyelmébe ajánlom az LM317 integrált lineárisan állítható feszültség (vagy áram) stabilizátor áttekintését, darabonként 18 cent áron. Egy helyi boltban egy ilyen stabilizátor egy nagyságrenddel többe kerül, ezért is érdekelt ez a tétel. Úgy döntöttem, megnézem, mit árulnak ezen az áron, és kiderült, hogy a stabilizátor meglehetősen jó minőségű, de erről lentebb.
A felülvizsgálat magában foglalja a tesztelést feszültség- és áramstabilizátor üzemmódban, valamint a túlmelegedés elleni védelem ellenőrzését.
Akit érdekel, kérem...

Egy kis elmélet:

Vannak stabilizátorok lineárisÉs impulzus.
Lineáris stabilizátor feszültségosztó, melynek bemenetét bemeneti (instabil) feszültséggel látják el, a kimeneti (stabilizált) feszültséget pedig az osztó alsó karjáról távolítják el. A stabilizálást az egyik osztókar ellenállásának megváltoztatásával hajtják végre: az ellenállást folyamatosan fenntartják, hogy a stabilizátor kimenetén a feszültség a megállapított határokon belül legyen. A nagy bemeneti/kimeneti feszültség arány mellett a lineáris stabilizátor alacsony hatásfokú, mivel a teljesítmény nagy része Pdis = (Uin - Uout) * Hőként disszipálódik a vezérlőelemen. Ezért a vezérlőelemnek képesnek kell lennie elegendő teljesítmény leadására, vagyis a kívánt területű radiátorra kell felszerelni.
Előny lineáris stabilizátor - egyszerűség, interferencia hiánya és kevés használt alkatrész.
Hiba- alacsony hatásfok, magas hőtermelés.
Kapcsoló stabilizátor A feszültség egy feszültségstabilizátor, amelyben a szabályozó elem kapcsolási módban működik, vagyis legtöbbször vagy lekapcsolási üzemmódban van, amikor az ellenállása maximális, vagy telítési üzemmódban - minimális ellenállással, ami azt jelenti, hogy kapcsolónak tekinthető. A feszültség zökkenőmentes változása egy integráló elem jelenléte miatt következik be: a feszültség növekszik, amikor energiát halmoz fel, és csökken, amikor a terhelésbe kerül. Ez az üzemmód jelentősen csökkentheti az energiaveszteséget, valamint javíthatja a súly- és méretmutatókat, de megvannak a maga sajátosságai.
Előny impulzusstabilizátor - nagy hatásfok, alacsony hőtermelés.
Hiba- nagyobb számú elem, interferencia jelenléte.

Az áttekintés hőse:

A tétel 10 mikroáramkört tartalmaz egy TO-220-as csomagban. A stabilizátorok polietilén habba csomagolt műanyag zacskóban érkeztek.






Összehasonlítás a valószínűleg leghíresebb lineáris stabilizátorral, a 7805-ös 5 voltos feszültséggel ugyanabban a házban.

Tesztelés:
Hasonló stabilizátorokat sok gyártó gyárt itt.
A lábak helyzete a következő:
1 - beállítás;
2 - kilépés;
3 - bejárat.
Egy egyszerű feszültségstabilizátort szerelünk össze a kézikönyv diagramja szerint:


Íme, mit sikerült elérnünk a változó ellenállás 3 pozíciójával:
Az eredmények őszintén szólva nem túl jók. Nem merném stabilizátornak nevezni.
Ezután feltöltöttem a stabilizátort egy 25 Ohm-os ellenállással, és a kép teljesen megváltozott:

Ezután úgy döntöttem, hogy megvizsgálom a kimeneti feszültség függését a terhelési áramtól, amihez a bemeneti feszültséget 15 V-ra állítottam, a kimeneti feszültséget körülbelül 5 V-ra állítottam trimmer ellenállással, és a kimenetet egy változó 100 Ohm-os huzalellenállással terheltem. . Íme, mi történt:
0,8A-nál nagyobb áramerősséget nem lehetett elérni, mert A bemeneti feszültség csökkenni kezdett (gyenge a tápegység). A tesztelés eredményeként a stabilizátor a radiátorral 65 fokra melegedett:

Az áramstabilizátor működésének ellenőrzéséhez a következő áramkört állítottuk össze:


Változó ellenállás helyett állandót használtam, itt vannak a teszteredmények:
A jelenlegi stabilizáció is jó.
Nos, hogyan lehet kritika a hős elégetése nélkül? Ehhez visszaszereltem a feszültségstabilizátort, 15V-ot adtam a bemenetre, a kimenetet 5V-ra állítottam, pl. 10V esett a stabilizátoron, és 0,8A-re terhelte, pl. 8W teljesítmény szabadult fel a stabilizátoron. A radiátort eltávolították.
Az eredményt az alábbi videóban mutatták be:

Igen, a túlmelegedés elleni védelem is működik, a stabilizátort nem lehetett elégetni.

Eredmény:

A stabilizátor teljesen működőképes, és feszültségstabilizátorként (terhelés jelenlététől függően) és áramstabilizátorként használható. Számos különböző alkalmazási séma létezik a kimeneti teljesítmény növelésére, akkumulátortöltőként való használatára stb. A téma költsége meglehetősen ésszerű, tekintve, hogy offline is megvásárolhatok egy ilyen minimumot 30 rubelért, és 19 rubelért. , amely lényegesen drágább, mint a felülvizsgálat alatt álló.

Ezzel hadd vegyem ki a szabadságomat, sok sikert!

A terméket az üzlet véleménye írásához biztosította. Az áttekintést a Webhelyszabályzat 18. pontja szerint tették közzé.

+37 vásárlását tervezem Add hozzá a kedvencekhez Tetszett az értékelés +59 +88

Ebből a cikkből megtudhatja:

Mindannyian számos különféle elektromos készüléket használunk életünk során. Nagyon sok közülük alacsony feszültségű tápellátást igényel. Más szóval, áramot fogyasztanak, amelyet nem 220 voltos feszültség jellemez, hanem 1 és 25 volt között kell lennie.

Természetesen speciális eszközöket használnak az ilyen számú voltos áram ellátására. A probléma azonban nem a feszültség csökkentésével, hanem a stabil szintjének tartásában jelentkezik.

Ehhez lineáris stabilizáló eszközöket használhat. Egy ilyen megoldás azonban nagyon nehézkes öröm lesz. Ezt a feladatot ideálisan bármilyen kapcsolási feszültségstabilizátor elvégzi.

Szétszerelt impulzusstabilizátor

Ha összehasonlítjuk az impulzus- és lineáris stabilizáló eszközöket, akkor a fő különbség a vezérlőelem működésében rejlik. Az első típusú eszközökben ez az elem kulcsként működik. Más szóval, zárt vagy nyitott állapotban van.

Az impulzusstabilizáló berendezések fő elemei a szabályozó és integráló elemek. Az első biztosítja az elektromos áram ellátását és megszakítását. A második feladata az elektromosság felhalmozása és fokozatosan a terhelésre való felszabadítása.

Impulzus átalakítók működési elve

Az impulzusstabilizátor működési elve

A fő működési elv az, hogy amikor a szabályozóelem zárva van, elektromos energia halmozódik fel az integráló elemben. Ez a felhalmozódás a feszültség növekedésével figyelhető meg. A vezérlőelem kikapcsolása után, pl. kinyitja az áramellátó vezetéket, az integráló alkatrész áramot bocsát ki, fokozatosan csökkentve a feszültséget. Ennek a működési módnak köszönhetően az impulzusstabilizáló készülék nem fogyaszt nagy mennyiségű energiát, és kis méretű lehet.

A szabályozó elem lehet tirisztor, bipoláris tranzisztor vagy térhatású tranzisztor. Fojtótekercsek, akkumulátorok vagy kondenzátorok integráló elemként használhatók.

Vegye figyelembe, hogy az impulzusstabilizáló eszközök két különböző módon működhetnek. Az első az impulzusszélesség-moduláció (PWM) alkalmazását foglalja magában. A második egy Schmitt trigger. Mind a PWM, mind a Schmitt trigger a stabilizáló eszköz kapcsolóinak vezérlésére szolgál.

Stabilizátor PWM használatával

A PWM-en működő kapcsoló egyenfeszültség stabilizátor a kapcsolón és az integrátoron kívül a következőket tartalmazza:

1. generátor;
2. műveleti erősítő;
3. modulátor

A kapcsoló működése közvetlenül függ a bemeneti feszültség szintjétől és az impulzusok munkaciklusától. Az utolsó karakterisztikát a generátor frekvenciája és az integrátor kapacitása befolyásolja. Amikor a kapcsoló kinyílik, megkezdődik az elektromos áram átvitele az integrátorról a terhelésre.

Egy PWM stabilizátor sematikus diagramja

Ebben az esetben a műveleti erősítő összehasonlítja a kimeneti feszültség és a referenciafeszültség szintjeit, meghatározza a különbséget és továbbítja a szükséges erősítést a modulátornak. Ez a modulátor a generátor által előállított impulzusokat téglalap alakú impulzusokká alakítja.

A végső impulzusokat ugyanaz a munkaciklus-eltérés jellemzi, amely arányos a kimeneti feszültség és az összehasonlító feszültség különbségével. Ezek az impulzusok határozzák meg a kulcs viselkedését.

Vagyis egy bizonyos munkaciklusnál a kapcsoló zárhat vagy nyithat. Kiderült, hogy ezekben a stabilizátorokban az impulzusok játsszák a főszerepet. Valójában innen ered ezeknek az eszközöknek a neve.

Schmitt trigger átalakító

Azok az impulzusstabilizáló készülékek, amelyek Schmitt-triggert használnak, már nem rendelkeznek olyan nagy számú komponenssel, mint az előző típusú készülékekben. Itt a fő elem a Schmitt trigger, amely egy komparátort tartalmaz. A komparátor feladata a kimeneti feszültségszint és a maximális megengedett szint összehasonlítása.

Stabilizátor Schmitt kioldóval

Amikor a kimeneti feszültség meghaladja a maximális szintet, a trigger nulla helyzetbe kapcsol és kinyitja a kapcsolót. Ekkor az induktor vagy a kondenzátor lemerül. Természetesen az elektromos áram jellemzőit folyamatosan figyeli a fent említett komparátor.

Ezután, amikor a feszültség a kívánt szint alá esik, a „0” fázis „1”-re változik. Ezután a kulcs bezárul, és elektromos áram folyik az integrátorba.

Az ilyen impulzusfeszültség-stabilizátor előnye, hogy áramköre és kialakítása meglehetősen egyszerű. Ez azonban nem alkalmazható minden esetben.

Érdemes megjegyezni, hogy az impulzusstabilizáló eszközök csak bizonyos irányokban működhetnek. Itt azt értjük, hogy lehetnek tisztán lefelé vagy tisztán felfelé irányulóak. Két további típus is létezik, mégpedig az invertáló és a feszültséget tetszőlegesen megváltoztató eszközök.

Redukáló impulzusstabilizáló berendezés vázlata

A jövőben megfontoljuk egy csökkentő impulzusstabilizáló eszköz áramkörét. A következőkből áll:

1. Szabályozó tranzisztor vagy bármilyen más típusú kapcsoló.
2. Induktorok.
3. Kondenzátor.
4. Dióda.
5. Terhelések.
6. Vezérlő eszközök.

Az egység, amelyben a villamosenergia-ellátás felhalmozódik, magából a tekercsből (tekercsből) és egy kondenzátorból áll.

Amíg a kapcsoló (esetünkben a tranzisztor) be van kötve, áram folyik a tekercsbe és a kondenzátorba. A dióda zárt állapotban van. Vagyis nem tudja átengedni az áramot.

A kezdeti energiát egy vezérlőkészülék figyeli, amely a megfelelő pillanatban kikapcsolja a kulcsot, azaz lekapcsolt állapotba helyezi. Amikor a kapcsoló ebben az állapotban van, csökken az induktoron áthaladó áram.

Buck impulzus stabilizátor

Ebben az esetben megváltozik a feszültség iránya az induktorban, és ennek eredményeként az áram feszültséget kap, amelynek értéke a tekercs önindukciójának elektromotoros ereje és a feszültségek száma közötti különbség. a bemenet. Ekkor a dióda kinyílik, és az induktor árammal látja el rajta keresztül a terhelést.

Amikor az áramellátás kimerül, a kulcs be van kötve, a dióda zárva van és az induktor feltöltődik. Vagyis minden ismétli önmagát.
A fokozatos kapcsolási feszültségstabilizátor ugyanúgy működik, mint a lecsökkentő feszültségszabályozó. Az invertáló stabilizáló berendezést hasonló működési algoritmus jellemzi. Természetesen a munkájában is vannak különbségek.

A fő különbség az impulzusnövelő eszköz között az, hogy a bemeneti feszültsége és a tekercsfeszültsége azonos irányú. Ennek eredményeként összegzik őket. Az impulzusstabilizátorban először egy fojtótekercset, majd egy tranzisztort és egy diódát helyeznek el.

Az invertáló stabilizáló berendezésben a tekercs önindukciójának EMF iránya megegyezik a leléptető berendezéssel. Amíg a kapcsoló be van kötve és a dióda zár, a kondenzátor szolgáltat áramot. Ezen eszközök bármelyike ​​összeállítható saját kezével.

Hasznos tanács: diódák helyett kapcsolókat (tirisztor vagy tranzisztor) is használhatunk. Azonban olyan műveleteket kell végrehajtaniuk, amelyek az elsődleges kulcs ellentétei. Más szóval, amikor a fő kulcs bezárul, a kulcsnak kell kinyílnia a dióda helyett. És fordítva.

Az impulzusszabályozású feszültségstabilizátorok fent definiált szerkezete alapján meghatározható, hogy mely jellemzők számítanak előnynek és melyek hátrányok.

Előnyök

Ezen eszközök előnyei a következők:

1. Meglehetősen könnyű elérni az ilyen stabilizációt, amelyet nagyon magas együttható jellemez.
2. Magas szintű hatékonyság. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a tranzisztor kapcsolóalgoritmusban működik, alacsony teljesítmény disszipáció lép fel. Ez a disszipáció lényegesen kisebb, mint a lineáris stabilizáló készülékeknél.
3. A feszültség kiegyenlítésének képessége, amely a bemeneten nagyon széles tartományban ingadozhat. Ha az áram állandó, akkor ez a tartomány 1 és 75 volt között lehet. Ha az áram váltakozó, akkor ez a tartomány 90-260 volt között ingadozhat.
4. A bemeneti feszültség frekvenciájára és a tápegység minőségére való érzékenység hiánya.
5. A végső kimeneti paraméterek meglehetősen stabilak még akkor is, ha nagyon nagy áramváltozások következnek be.
6. Az impulzuskészülékből kilépő feszültséghullám mindig a millivoltos tartományon belül van, és nem függ a csatlakoztatott elektromos készülékek vagy elemeik teljesítményétől.
7. A stabilizátor mindig halkan kapcsol be. Ez azt jelenti, hogy a kimeneti áramot nem jellemzik ugrások. Bár meg kell jegyezni, hogy az első bekapcsoláskor az áramlökés magas. Ennek a jelenségnek a kiegyenlítésére azonban olyan termisztorokat használnak, amelyek negatív TCR-rel rendelkeznek.
8. Kis tömeg- és méretértékek.

Hibák

1. Ha ezeknek a stabilizáló eszközöknek a hátrányairól beszélünk, akkor azok az eszköz összetettségében rejlenek. A különféle, meglehetősen gyorsan meghibásodó alkatrészek nagy száma, valamint a sajátos működési mód miatt a készülék nem büszkélkedhet magas szintű megbízhatósággal.
2. Állandóan magas feszültséggel szembesül. Működés közben gyakran fordul elő kapcsolás, és nehéz hőmérsékleti viszonyok figyelhetők meg a diódakristály számára. Ez egyértelműen befolyásolja az áramkiegyenlítésre való alkalmasságot.
3. A kapcsolók gyakori váltása frekvenciainterferenciát okoz. Számuk nagyon nagy, és ez negatív tényező.

Hasznos tanács: ennek a hiányosságnak a kiküszöböléséhez speciális szűrőket kell használni.

1. Mind a bejáratnál, mind a kijáratnál felszerelik, és abban az esetben, ha javításra van szükség, szintén nehézségekkel járnak. Itt érdemes megjegyezni, hogy nem szakember nem fogja tudni kijavítani a meghibásodást.
2. A javítási munkákat olyan személy végezheti, aki jártas az ilyen áramátalakítókban és rendelkezik a szükséges szaktudással. Más szóval, ha egy ilyen eszköz kiég, és a felhasználója nem ismeri az eszköz tulajdonságait, akkor jobb, ha elviszi javításra szakosodott cégekhez.
3. A nem szakemberek számára is nehéz kapcsolási feszültségstabilizátorokat konfigurálni, amelyek 12 voltos vagy más számú voltosak lehetnek.
4. Ha egy tirisztor vagy bármely más kapcsoló meghibásodik, nagyon összetett következmények merülhetnek fel a kimeneten.
5. A hátrányok közé tartozik, hogy olyan eszközöket kell használni, amelyek kompenzálják a teljesítménytényezőt. Ezenkívül egyes szakértők megjegyzik, hogy az ilyen stabilizáló eszközök drágák, és nem büszkélkedhetnek nagy számú modellel.

Alkalmazási területek

Ennek ellenére az ilyen stabilizátorok számos területen használhatók. Leggyakrabban azonban rádiónavigációs berendezésekben és elektronikában használják őket.

Ezenkívül gyakran használják LCD televíziókhoz és LCD monitorokhoz, digitális rendszerek tápegységeihez, valamint kisfeszültségű áramot igénylő ipari berendezésekhez.

Hasznos tanács: AC hálózatokban gyakran használnak impulzusstabilizáló eszközöket. Az eszközök maguk alakítják át az ilyen áramot egyenárammá, és ha olyan felhasználókat kell csatlakoztatni, akiknek váltakozó áramra van szükségük, akkor simítószűrőt és egyenirányítót kell csatlakoztatnia a bemenethez.

Érdemes megjegyezni, hogy minden alacsony feszültségű készülékhez ilyen stabilizátorok használata szükséges. Különböző akkumulátorok közvetlen töltésére és nagy teljesítményű LED-ek táplálására is használhatók.

Kinézet

Mint fentebb említettük, az impulzus típusú áramátalakítókat kis méret jellemzi. A bemeneti feszültség tartományától függően, amelyre tervezték, méretük és megjelenésük függ.

Ha nagyon alacsony bemeneti feszültséggel működnek, akkor egy kis műanyag dobozból állhatnak, amelyből bizonyos számú vezeték nyúlik ki.

A nagyszámú bemeneti voltra tervezett stabilizátorok olyan mikroáramkörök, amelyekben az összes vezeték található, és amelyhez minden alkatrész csatlakoztatva van. Már tanultál róluk.

Ezeknek a stabilizáló eszközöknek a megjelenése funkcionális rendeltetésüktől is függ. Ha szabályozott (váltakozó) feszültségű kimenetet biztosítanak, akkor az ellenállásosztó az integrált áramkörön kívülre kerül. Abban az esetben, ha meghatározott számú volt jön ki a készülékből, akkor ez az osztó már magában a mikroáramkörben található.

Fontos jellemzők

Ha olyan kapcsolási feszültségstabilizátort választ, amely állandó 5 V-ot vagy más számú voltot képes előállítani, ügyeljen számos jellemzőre.

Az első és legfontosabb jellemző a minimális és maximális feszültségérték, amely magában a stabilizátorban szerepel. Ennek a jellemzőnek a felső és alsó határait már feljegyeztük.

A második fontos paraméter a legmagasabb kimeneti áramszint.

A harmadik fontos jellemző a névleges kimeneti feszültség szintje. Más szóval, a mennyiségek spektruma, amelyen belül megtalálható. Érdemes megjegyezni, hogy sok szakértő azt állítja, hogy a maximális bemeneti és kimeneti feszültség egyenlő.

A valóságban azonban ez nem így van. Ennek az az oka, hogy a kapcsolótranzisztornál csökken a bemeneti feszültség. Az eredmény valamivel kisebb volt a kimeneten. Az egyenlőség csak nagyon kicsi terhelőáram esetén jöhet létre. Ugyanez vonatkozik a minimális értékekre is.

Bármely impulzusátalakító fontos jellemzője a kimeneti feszültség pontossága.

Hasznos tanács: figyeljen erre a mutatóra, ha a stabilizáló berendezés meghatározott számú voltos kimenetet biztosít.

Ennek az az oka, hogy az ellenállás a konverter közepén helyezkedik el, és pontos működése a gyártásban van meghatározva. Amikor a felhasználó beállítja a kimeneti voltok számát, a pontosság is módosul.

Az LM2596 chip segítségével stabilizált feszültségforrást állíthat össze, amely alapján könnyen elkészíthető egy egyszerű és megbízható rövidzárlat elleni kapcsolós laboratóriumi tápegység.

Először nézzük meg közelebbről az LM2596-ot:

Pinout LM2596T

Pinout LM2596S

A chip jellemzői

• Bemeneti feszültség - 2,4 és 40 V között (a HV változatban 60 V-ig)
• Kimeneti feszültség - fix vagy állítható (1,2 és 37 volt között)
• Kimeneti áram - akár 3 amper (jó hűtéssel - 4,5 A-ig)
• Konverziós frekvencia - 150 kHz
• Ház - TO220-5 (átmenő furatú szerelés) vagy D2PAK-5 (felületre szerelhető)
• Hatékonyság - 70-75% alacsony feszültségen, akár 95% magas feszültségen.

További részletek:

Az LM2596-3.3 jellemzői

Az LM2596-5.0 jellemzői

Az LM2596-12 specifikációi

LM2596-ADJ Műszaki adatok

Az LM2596 blokkvázlata

LM2596 csatlakozási rajz

5 V-os feszültségstabilizátor áramkör polaritás inverterrel az LM2596-5.0-n

Az állítható feszültségstabilizátor az LM2596T chipre épül.

Ez a mikroáramkör impulzus üzemmódban működik, aminek köszönhetően nagy hatásfokkal rendelkezik, amely lehetővé teszi akár 2 A áram átengedését hűtőborda nélkül. 2 A-nél nagyobb áramfelvételű terhelés esetén legalább 100 cm2 felületű hűtőbordát (radiátort) kell használni. A hűtőbordát KPT-8 típusú hővezető pasztával rögzítik a mikroáramkörhöz.

A készülék bármely más rögzített kimeneti feszültségre konfigurálható. Ehhez ki kell cserélni az R2-t egy ellenállásra, amelyet a következő képlettel számítanak ki: R2 = R1*(Vout / Vref-1) vagy R2 = 1210*(Vout /1,23 - 1)

Az LM2596 túlmelegedés elleni hővédelemmel, valamint 3 A-ig terjedő kimeneti áramkorlátozással rendelkezik. Ha ezt az eszközt egy diódahíddal ellátott lecsökkentett hálózati transzformátor táplálja, akkor a C1 kondenzátor kapacitását 2200 µF-ra kell növelni. D1 védődiódaként 1N5822 típusú Schottky diódát használhat.

Gondosan gondoskodnia kell arról is, hogy az op-amp áramkör ne izguljon fel, és ne lépjen lézer üzemmódba. Ehhez próbálja csökkenteni az összes vezető hosszát, és különösen a csaphoz csatlakoztatott sávot. 2 LM2596. Ne helyezze a műveleti erősítőt ennek a nyomvonalnak a közelébe, hanem helyezze közelebb a diódát és a szűrőkondenzátort az LM2596 testéhez, és biztosítson egy minimális földhurok területet ezekhez az elemekhez.

Alapján kész feszültségstabilizátor LM2596S és LM317 chipek bemeneti vagy kimeneti feszültség digitális kijelzőjével.

P O P U L A R N O E:

Figyelembe véve a tápegység blokkvázlatát AT típusú, több fő részre osztható.