Регулировка Uвых бестрансформаторного блока питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тока, напряжения, мощности

 Комментарии к статье

Известные читателям [1...5] бестрансформаторные блоки питания с гасящим конденсатором (БПГК) (рис.1) обладают существенным недостатком - невозможностью плавно регулировать выходное напряжение. Его величина всегда фиксирована и однозначно определяется напряжением стабилизации примененного стабилитрона, и изменить его плавно нельзя. Во многих случаях такая регулировка необходима.

Предлагаю БПГК, позволяющий в широких пределах плавно изменять выходное напряжение (рис.2). Его особенность заключается в использовании регулируемой отрицательной обратной связи с выхода блока на транзисторный каскад VT1, включенный параллельно выходу диодного моста. Этот каскад является параллельным регулирующим элементом и управляется сигналом с выхода однокаскадного усилителя на VT2. Выходной сигнал VT2 зависит от разности напряжений, подаваемых с переменного резистора R7, включенного параллельно выходу блока питания, и источника опорного напряжения на диодах VD3, VD4.

(нажмите для увеличения)

По существу, эта схема представляет собой регулируемый параллельный стабилизатор. Роль балластного резистора играет гасящий конденсатор С1, роль параллельного управляемого элемента - транзистор VT1.

Работает этот блок питания следующим образом. При включении в сеть транзисторы VT1 и VT2 заперты, через диод VD2 происходит заряд накопительного конденсатора С2. При достижении на базе транзистора VT2 напряжения, равного опорному на диодах VD3, VD4, транзисторы VT2, VT1 начинают отпираться. Транзистор VT1 шунтирует выход диодного моста, и его выходное напряжение начинает падать, что приводит к уменьшению напряжения на накопительном конденсаторе С2 и к запиранию транзисторов VT2 и VT1. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение шунтирования выхода диодного моста, увеличение напряжения на С2 и отпирание VT2, VT1, и т.д.

За счет действующей таким образом отрицательной обратной связи выходное напряжение остается постоянным (стабилизированным) при включенной нагрузке R9 и без нее, на холостом ходу. Его величина зависит от положения движка потенциометра R7. Верхнему (по схеме) положению движка соответствует большее выходное напряжение. Максимальная выходная мощность приведенного устройства равна 2 Вт. Пределы регулировки выходного напряжения - от 16 В до 26 В, а при закороченном диоде VD4 пределы регулировки - от 15 В до 19,5 В. В этих диапазонах при отключении R9 (сброс нагрузки) увеличение выходного напряжения не превышает одного процента. Блок питания по схеме рис.2 не боится короткого замыкания нагрузки.

Транзистор VT1 работает в переменном режиме: при работе на нагрузку R9 - в линейном режиме, на холостом ходу - в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с частотой пульсации напряжения на конденсаторе С2 - 100 Гц. При этом импульсы напряжения на коллекторе транзистора VT1 имеют пологие фронты.

Линейный режим является облегченным, транзистор VT1 нагревается мало и может работать практически без радиатора. Небольшой нагрев имеет место в нижнем положении движка потенциометра R7 при минимальном выходном напряжении. На холостом ходу, с отключенной нагрузкой R9, тепловой режим транзистора VT1 ухудшается в верхнем положении движка R7. В этом случае транзистор VT1 должен быть установлен на небольшой радиатор, например в виде алюминиевой пластинки квадратной формы со стороной 3 см, толщиной 1...2 мм.

Регулирующий транзистор VT1 - средней мощности, с большим коэффициентом передачи (составной). Его коллекторный ток должен быть в 2...3 раза больше максимального тока нагрузки. Коллекторное напряжение VT1 должно быть не меньше максимального выходного напряжения блока питания.

В качестве VT1 могут быть использованы n-p-n транзисторы КТ972А, КТ829А, КТ827А и т.д. Транзистор VT2 работает в режиме малых токов, поэтому годится любой маломощный p-n-p-транзистор - КТ203А...В, КТ361А...Г, КТ313А, Б, КТ209А, Б и т.д.

Емкость гасящего конденсатора С1 может быть ориентировочно определена по методикам [3, 5]. Критерием правильности выбора емкости С1 является получение на нагрузке требуемого максимального напряжения. Если его емкость искусственно уменьшить на 20...30%, то максимальное выходное напряжение на номинальной нагрузке не будет обеспечено.

Другим критерием правильности выбора С1 является неизменность характера осциллограммы напряжения на выходе диодного моста (рис.3). Осциллограмма напряжения имеет вид последовательности выпрямленных синусоидальных полуволн сетевого напряжения с ограниченными (уплощенными) вершинами положительных полусинусоид. Амплитуды ограниченных вершин являются переменной величиной, зависят от положения движка потенциометра R7 и меняются линейно при его вращении. Но каждая полуволна должна обязательно доходить до нуля, наличие постоянной составляющей (как показано на рис.3 пунктиром) не допускается, т.к. при этом нарушается режим стабилизации.

Уровень пульсации на нагрузке для схемы рис.2 - не более 70 мВ. Резисторы R1, R2-защитные. Они предохраняют регулирующий транзистор VT1 от выхода из строя вследствие перегрузки по току при переходных процессах в момент включения блока в сеть (из-за дребезга контактов соединительной пары сетевая вилка-розетка).

По принципу приведенной схемы могут быть построены аналогичные блоки питания на другие требуемые значения мощности.

Литература

1. Дорофеев М. Бестрансформаторный с гасящим конденсатором. - Радио, 1995, N1, С.41; N2, С.36, 37.
2. Хухтитков Н. Зарядное устройство. - Радио,1993, N5, С.37.
3. Бирюков С. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором. - Радио, 1997, N5, С.48-50.
4. Ховайко О. Источник питания с конденсаторным делителем напряжения. - Радио, 1997, N11, С.56.
5. Банников В. Упрощенный расчет бестрансформаторного блока питания. - Радиолюбитель, 1998, N1, С.14-16; N2.C.16, 17.

Автор: Н.Цесарук, г.Тула; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тока, напряжения, мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Контроллеры синхронного выпрямителя IR1161L и IR11688S 16.12.2016 Компания Infineon представила на рынок новую линейку контроллеров синхронных выпрямителей для вторичной стороны импульсных преобразователей питания, отвечающих последним требованиям энергоэффективности. Используя IR1161L и IR11688S совместно с последним поколением MOSFET ключей OptiMOS и StrongIRFET, можно достичь значительного выигрыша в КПД по сравнению со схемой на диодах Шоттки. Контроллеры относятся к семейству SmartRectifier. В процессе работы напряжение сток-исток постоянно измеряется, что позволяет определить направление и амплитуду тока через транзистор. Таким образом, достигается переключение при его значениях близких к нулю. За счет постоянного мониторинга напряжения Vds не допускается протекание тока через паразитный диод транзистора, что способствует значительному снижению потерь мощности. Стоит так же отметить функцию MOT (minimum on time), которая обеспечивает отсутствие обратных (отрицательных) токов через MOSFET. Надежность и помехоустойчивость достигается за счет использования схем подавления двойных импульсов, что позволяет без проблем работать в режимах фиксированной и переменной частоты. IR1161L управляет одним n-канальным MOSFET и может работать в режиме прерывистых токов (DCM), граничном режиме проводимости в схеме обратноходового преобразователя (CrCM Flyback) и в резонансных полумостовых схемах. Микросхема находит применение в зарядных устройствах и AC-DC адаптерах. IR11688 может управлять двумя n-канальными MOSFET и применяется в схемах резонансных полумостовых преобразователей. В микросхеме предусмотрена защита от одновременного включения обоих транзисторов, а также режим энергосбережения, который снижает ток собственного потребления до сотен микроампер при работе на небольшую нагрузку. Контроллер применяется в компактных источниках питания средней и большой мощности. Особенности IR1161L и IR11688: - контроль напряжения стока транзистора до 200 В; - максимальная частота коммутации 500 кГц для IR1161L и 400кГц для IR11688; - регулируемое время MOT (minimum on time); - защита от защелкивания при низких напряжениях питания и управления; - низкий ток потребления; - задержка времени включения 50 нс; - диапазон напряжений питания от 4,75 В до 18 В.

Другие интересные новости:

▪ Цеолит в алюминии

▪ Батарея, производящая электричество из человеческого пота

▪ Музыка из автомата

▪ Крокодилы пустыни

▪ Компьютер для бушменов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоэлектроника и электротехника. Подборка статей

▪ статья В окопах не бывает атеистов. Крылатое выражение

▪ статья Когда и где ограничение скорости для автомобилей в черте города было равно 3 км/ч? Подробный ответ

▪ статья Работа на малых листовых машинах офсетной печати типа HAMADA, RYOBI, YIYING, GRONHI, TOKO OFFSET и др.. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Цветомузыкальный переключатель гирлянд. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Лампы люминесцентные. Часть 1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026