Импульсный стабилизатор напряжения, 8-60/5 вольт 2 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Этот стабилизатор отличается от подобных ему схемной простотой и высокими значениями коэффициентов стабилизации и полезного действия. В нем применена широко распространенная микросхема К155ЛАЗ (или ее аналог). Этот стабилизатор применялся для питания цифрового прибора, а при изготовлении различных цифровых устройств всегда найдется пара лишних инверторов.

Стабилизатор (рис. 5.13), состоит из следующих функциональных узлов: узла запуска (R3, VD1, VT1, VD3), источника образцового напряжения и устройства сравнения (DD1.1, R1), усилителя постоянного тока (VT2, DD1.2, VT5), транзисторного ключа (VT3, VT4), индуктивного накопителя энергии с коммутирующим диодом (VD2, L2) и фильтров - входного (L1, C1, C2) и выходного (С4, С5, L3, С6).

(нажмите для увеличения)

Основные технические характеристики:

• номинальное выходное напряжение, В.....5;
• входное напряжение, В.....8...60;
• КПД.....0,69...0,72;
• коэффициент стабилизации, не менее.....500;
• амплитуда пульсаций выходного напряжения, мВ.....5;
• выходное сопротивление, Ом, не более.....0,02;
• максимальный ток нагрузки, А.....2;
• частота переключения, кГц.....1,3...48;
• температурная нестабильность, мВ/°С, около.....12;
• удельная габаритная мощность, Вт/дм3.....40.

Печатная плата стабилизатора приведена на рис. 5.14.

После включения питания вступает в работу узел запуска, представляющий собой параметрический стабилизатор напряжения с эмиттерным повторителем. На эмиттере транзистора VT1 появляется напряжение около 4 В. Так как напряжение на выходе стабилизатора пока отсутствует, диод VD3 закрыт. В результате включаются источник образцового напряжения и усилитель постоянного тока. Транзисторный ключ пока закрыт. Так как напряжение питания элемента DD1.1 меньше 5 В, то на его выходе устанавливается высокий логический уровень, на выходе усилителя постоянного тока формируется крутой фронт коммутирующего импульса. Этот фронт быстро (в течение примерно 30 нс) открывает электронный ключ, который начинает пропускать ток в индуктивный накопитель энергии. Ток через ключ и напряжение на конденсаторе С4 будут увеличиваться плавно. Как только это напряжение превысит напряжение на стабилитроне VD1, диод VD3 откроется, а транзистор VT1 закроется. Произойдет отключение узла запуска, и в дальнейшей работе он не будет принимать участия.

С этого момента в стабилизаторе включается цепь отрицательной обратной связи, и он переходит в рабочее состояние. Напряжение на конденсаторе С4 продолжает увеличиваться до момента, когда на выходе элемента DD1.1 уровень 1 сменится на 0. Усилитель постоянного тока формирует спад коммутирующего импульса, который за время около 200 не закрывает электронный ключ. До этого момента в дросселе L2 накапливалась электромагнитная энергия. Часть энергии, прошедшей через электронный ключ, поступает в нагрузку. Далее напряжение самоиндукции дросселя L2 открывает диод VD2, и энергия, накопленная в этом дросселе, начинает перетекать в нагрузку. Для того, чтобы уменьшить амплитуду опасного для микросхемы DD1 броска напряжения, емкость конденсатора С4 выбрана весьма большой, тогда как обычно она не превышает нескольких десятков или сотен микрофарад.

После исчерпания запаса энергии в дросселе L2 ток в нагрузку будет поступать из конденсатора С4. Спустя некоторое время напряжение на нем уменьшится до значения, когда на выходе усилителя постоянного тока будет сформирован фронт очередного коммутирующего импульса и вновь откроется электронный ключ - начнется новый цикл работы стабилизатора.

Все катушки индуктивности одинаковы и намотаны в броневых магнитопроводах Б20 из феррита 2000НМ с зазором между чашками около 0,2 мм. Обмотки содержат по 20 витков жгута из четырех проводов ПЭВ-2-0,41. Можно применить и кольцевые ферритовые магнитопроводы, но обязательно с зазором. Если аккуратный зазор получить не удалось и кольцо раскололось на несколько частей, то необходимый зазор (около 0,2 мм) можно создать и в этом случае. Для этого на склеиваемые поверхности наносят несколько слоев клея, например, "Суперцемент", до полного высыхания, а затем осколки склеивают в кольцо. Число витков и провод некритичны и в этом случае.

В стабилизаторе использованы конденсаторы К52-2 или другие, но обязательно танталовые или ниобиевые (при замене на К50-6 снижается КПД); К50-6 (С4 и С6), остальные - КМ-5 или. КМ-6. Конденсатор С2 составлен из трех параллельно включенных емкостью по 1 мкФ. Диод VD3 может быть заменен любым импульсным маломощным диодом. Вместо транзистора КТ3102Г подойдут КТ3102Е, КТ342В, КТ373В; вместо КТ608Б (VT1) - КТ503Д, КТ503Е, а на выходе усилителя постоянного тока - КТ608Б, КТ602Б, КТ630А.КТ630Г.

В ключевом элементе можно использовать транзисторы КТ908Б, 2Т908А, 2Т912Б, КТ912Б, а с незначительным ухудшением КПД - КТ808А. Нельзя применять транзисторы серии КТ909, так как это приведет к возбуждению ключа на высокой частоте и выходу из строя всего устройства. Были испытаны также, но показали худшие результаты транзисторы серий КТ802, КТ803, КТ805, КТ819, КТ827, КТ829 и КТ818, КТ825 (в двух последних случаях схема ключа была, соответственно, изменена).

Все используемые детали должны быть тщательно проверены. Перед монтажом на плату подстроечного резистора R1 его сопротивление устанавливают равным 3,3 кОм. Включают стабилизатор сначала при напряжении питания 8 В и сопротивлении нагрузки 10 Ом, после чего контролируют выходное напряжение и, если необходимо, устанавливают его резистором R1 на уровень 5 В.

Окончательно напряжение устанавливают после прогрева стабилизатора в течение 10...16 мин. Если диод VD2 и транзистор VT4 установить на теплоотводы, стабилизатор может обеспечить нагрузочный ток до 4 А, но в этом случае в ключе диод VD2 лучше составить из нескольких параллельно включенных диодов 2Д213А.

Необходимо заметить, что на некоторых режимах работы стабилизатора переходные процессы на коллекторе транзистора VT4 и на базе транзистора VT3 могут существенно отличаться. Напряжение на эмиттере транзистора VT4 может содержать паразитные колебания, обусловленные волновыми процессами в сложном выходном фильтре, не ухудшающие, однако, общего КПД.

Автор: Семьян А.П.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Маргарин повышает риск старческого слабоумия 13.06.2025

Деменция, или старческое слабоумие, остается одной из самых серьезных и необратимых проблем современного здравоохранения. Несмотря на прогресс в медицине, эффективных методов лечения пока нет, поэтому особое внимание уделяется выявлению факторов риска и мерам профилактики. Среди них важную роль играют привычки питания, которые могут как снизить, так и повысить вероятность развития нейродегенеративных заболеваний. Одним из спорных продуктов, вызывающих все больше опасений, является маргарин - популярная замена сливочному маслу. Несмотря на свою распространенность, маргарин подвергается интенсивной химической обработке. По мнению Дэвида Винера, специалиста по фитнесу и здоровому образу жизни, работающего с приложением Freeletics на базе искусственного интеллекта, именно содержащийся в маргарине диацетил способен вызывать слипание белка бета-амилоида, который играет ключевую роль в патогенезе деменции и болезни Альцгеймера. Винер утверждает, что этот компонент не только способствует аг ...>>

Контактные линзы с инфракрасным зрением 13.06.2025

Инфракрасный свет представляет собой часть электромагнитного спектра с длиной волны более 700 нанометров - это волны, которые находятся за пределами видимого человеческому глазу диапазона. Благодаря своим свойствам инфракрасный свет широко используется в различных технологиях, от ночного видения до тепловизоров. Однако человеческий глаз не имеет способности воспринимать эти длинноволновые излучения, поэтому для наблюдения инфракрасного света до сих пор требовались громоздкие приборы, такие как ночные очки или камеры с инфракрасными детекторами. Это ограничивало их применение в повседневной жизни и профессиональной деятельности. Недавно команда ученых из Университета науки и технологий Китая под руководством нейроученого Тяня Сюэ разработала инновационные контактные линзы с наночастицами, способными преобразовывать инфракрасный свет в видимый. Этот процесс называется "восходящим преобразованием" (upconversion) - наноматериалы внутри линз меняют длинные инфракрасные волны на короткие ...>>

Ультратонкие водородные мембраны 12.06.2025

Водородные технологии приобретают все большее значение в глобальном переходе к экологически чистой энергетике. Одним из ключевых элементов таких систем являются мембраны, через которые происходит транспорт ионов в топливных элементах. Недавние разработки норвежской исследовательской лаборатории SINTEF открывают новые горизонты в этой области, предлагая ультратонкие мембраны, которые не только повышают эффективность, но и уменьшают затраты и вредное воздействие на окружающую среду. Новая мембрана, представленная специалистами SINTEF, имеет толщину всего 10 микрометров, что составляет примерно две трети от стандартной толщины в 15 микрометров. В пресс-релизе лаборатории описывается, что такой тонкий материал кажется сопоставимым с легчайшим листом бумаги формата А4, который при этом прочнее и тоньше многих аналогов. Этот значительный шаг вперед позволит существенно сократить себестоимость производства топливных элементов - примерно на 20%. При этом снижение толщины мембраны никак н ...>>

Случайная новость из Архива Статины против депрессии 29.05.2022 Статины прописывают тем, у кого повышен уровень "плохого" холестерина, то есть липопротеинов низкой плотности, которые повышают риск атеросклероза. У статинов есть ряд побочных эффектов, но порой обнаруживаются и неожиданные плюсы: два года назад мы писали, что они подавляют COVID-19, а буквально два-три месяца назад мы рассказывали, что статины не дают метастазировать некоторым злокачественным опухолям. Исследователи из Оксфорда открыли еще один неучтенный бонус, который может быть у статинов - они в какой-то мере защищают от депрессии. Авторы работы в течение года без малого изучали психологическое состояние более двух тысяч людей. У них оценивали память и эмоциональный фон, проверяли, как они реагируют на вознаграждение и насколько хорошо распознают эмоции на чужих лицах. При этом большинство участников исследования не принимали никаких препаратов, 4% принимали только статины, еще 6% - препараты против высокого давления, и еще 5% - и статины, и препараты от давления вместе. Один из признаков депрессии - внутренний перекос в отрицательные эмоции; например, в лицах людей человек в околодепрессивном состоянии склонен видеть страх или злость. Оказалось, статины подавляют отрицательный эмоциональный настрой: те, кто принимал статины, в меньшей степени готовы видеть на лицах страх и гнев, предпочитая приписывать тем же самым лицам какие-нибудь положительные эмоции. Те, кто принимал препараты от давления, смотрели на мир (точнее, на чужие фото) более мрачно. Исследователи полагают, что тут могут срабатывать противовоспалительные механизмы: снижая уровень холестерина, статины косвенно успокаивают воспаление. А фоновое вялотекущее воспаление, как мы неоднократно говорили, может повышать риск психоневрологических расстройств, депрессии в том числе.

Другие интересные новости:

▪ Смартфон Oppo A1 Pro

▪ Бумага против коронавируса

▪ Процессоры AMD Threadripper

▪ Новый метод быстрого оптического измерения расстояния

▪ 5-нм чип IBM

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Лавры Мильтиада не дают мне спать. Крылатое выражение

▪ статья Какая звезда самая яркая? Подробный ответ

▪ статья Жимолость съедобная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA1013, 4,2 ватта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Восковой мелок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025