Мощный импульсный стабилизатор с высоким КПД, 8-16/5 вольт 10 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Вашему вниманию предлагается импульсный стабилизатор напряжения с узлом синхронного выпрямителя. Его схема показана на рис. 5.39.

Рис. 5.39 (нажмите для увеличения)

Основные технические характеристики:

• входное напряжение, В.....8...16;
• выходное напряжение, В.....5;
• максимальный ток нагрузки, А.....10;
• амплитуда пульсаций выходного напряжения, мВ, не более.....100;
• нестабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения, тока нагрузки и температуры окружающей среды,% от номинального значения.....2;
• интервал рабочей температуры окружающей среды, °С.....-10...+70;
• частота преобразования, кГц.....100;
• среднее значение КПД при максимальном токе нагрузки во всем интервале изменения входного напряжения, %.....90.

В стабилизаторе применена управляющая микросхема UC3843 фирмы Unitrode Corp. Микросхема управления реализует широтно-импульсный способ стабилизации выходного напряжения. Для этого в ее состав включен узел сравнения на ОУ, на один вход подают часть образцового напряжения (2,5 В), а на другой - часть выходного с резистивного делителя напряжения R1, R4. Элементы R2, С8 - корректирующая цепь этого усилителя. Во время регулирования длительность выходного импульса начинает уменьшаться по сравнению с исходной, как только напряжение на выводе 2 микросхемы превысит значение 2,5 В. Частота же импульсов остается постоянной.

Для защиты стабилизатора от перегрузки по току в микросхеме предусмотрен быстродействующий компаратор. На один из его входов подано образцовое напряжение 1 В от встроенного источника, а на другой (вывод 3) - напряжение, пропорциональное току, протекающему через открытый транзистор VT2.

В качестве силового элемента применен IRF4905 - p-канальный полевой транзистор фирмы International Rectifier. Его сопротивление в открытом состоянии - около 20 мОм, а задержка при открывании и закрывании - около 80 н.с. Узел синхронного выпрямителя выполнен на элементах VD2, VT3. Транзистор VT3 - n-канальный полевой IRF3205 той же фирмы - выбран также с малым сопро-тиэленцем открытого канала (8 мОм). Тогда при максимальном токе нагрузки падение напряжения вместо типового для диодов Шотки 0,5 В уменьшится примерно до 100 мВ, что также снижает потери мощности в ИСН в целом.

Такие характеристики он приобретает только при управлении от мощного импульсного усилителя, обеспечивающего большой (в несколько ампер) ток перезарядки емкости затвор-исток и затвор-сток. В рассматриваемом стабилизаторе напряжения этот усилитель выполнен на транзисторах микросборки VT1. Кроме того, он инвертирует управляющий сигнал, вырабатываемый микросхемой DA1.

Выходной сглаживающий фильтр образуют конденсаторы С12...С17. Их число (шесть) и выбор типа достаточны для качественной фильтрации выходного напряжения без дополнительного высокочастотного фильтра. Входной П-образный фильтр необходим для подавления высокочастотных помех, возникающих из-за импульсного характера потребляемого стабилизатором тока. Уменьшить коммутационные потери с одновременным повышением КПД стабилизатора стало возможным благодаря использованию в качестве VD2 диода Шоттки с малым падением напряжения и временем восстановления около 0,05 мкс.

Устройство выполнено на стандартных элементах, за исключением моточных. Дроссель L1 намотан на кольце. К10х6х4,5 из пермаллоя. МП 140 и содержит 5 витков в 6 проводов ПЭВ-0,5, уложенных равномерно по всему периметру кольца. Дроссель L2 выполнен на кольце К19х11x4,8 из того же материала и содержит 12 витков в 10 проводов того же диаметра. Трансформатор Т1 намотан на кольце. К10х6хЗ из феррита 2000НМ1 Вторичная обмотка выполнена проводом ПЭВ-0,2 и содержит 200 витков, равномерно уложенных по всему периметру кольца. Первичная обмотка представляет собой провод, проходящий через отверстие кольца, концы которого соединяют, соответственно, к стоку транзистора VT2 и токе соединения стока транзистора VT3 с левым по схеме выводом дросселя L2. При подключении трансформатора необходимо тщательно соблюдать правильную фазировку обмоток.

Для качественной фильтрации высокочастотных помех применены безвыводные танталовые конденсаторы (С1...С7, С12...С17) в корпусе D (конденсаторы для поверхностного монтажа) фирм NEC, Nichicon, TDK и др. Из отечественных подойдут оксидные конденсаторы К53-28, К53-25, К53-22. Правда, конденсаторы последних двух типов необходимо герметизировать после установки. В налаживании стабилизатор не нуждается, конечно, если качественно вы полнен его монтаж.

К особенностям работы микросхемы DA1 относится тот факт, что она "не любит" работать при значениях скважности управляющих импульсов менее 2, т.е. низком напряжении питания. Это проявляется в том, что пары импульсов соседних периодов имеют разную, но постоянную при данном напряжении питания длительность. Фактически же это означает, что форма пульсаций выходного напряжения получит еще одну огибающую на частоте вдвое ниже частоты работы задающего генератора. Такую особенность можно устранить подключением между выводами 3 и 4 микросхемы последовательной цепи из резистора сопротивлением 0,1...2 кОм и конденсатора емкостью 1000...10000 пФ. Однако частота этих "паразитных" колебаний высока, практически не увеличивает амплитуду пульсаций выходного напряжения и никак не влияет на динамические свойства стабилизатора в целом.

Импульсный стабилизатор необходимо смонтировать на печатной плате с короткими и широкими проводниками. Чем меньше будет ее размер, тем меньше станут наведенные помехи, которые в большой степени определяют устойчивость работы устройства в целом. Транзистор VT2 и диод VD2 устанавливают на теплоотводе с эффективной площадью поверхности не менее 100 см2, причем для уменьшения наведенных помех указанные элементы следует установить через изолирующие прокладки, а сам тепло-отвод электрически соединяют с минусовым выводом конденсаторов С2...С7. Правый по схеме вывод дросселя L2 следует соединить с плюсовым выводом конденсатора С12, а правый по схеме вывод резистора R4 - с плюсовым выводом конденсатора С17. С него же подают выходное напряжение на нагрузку.

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:

Интерактивная система Lego Smart Play 17.01.2026

Компания Lego предложила новый подход к конструкторским играм, представив платформу Smart Play, которая объединяет традиционные кирпичики с сенсорами, звуками и возможностью реагировать на действия ребенка. Разработка системы заняла около восьми лет и направлена на поддержку социальной, сюжетной и творческой игры. Главная идея Smart Play заключается в том, чтобы "спрятать" сложную электронику внутри конструкции. Это позволяет детям сосредотачиваться не на гаджетах, а на создании историй, взаимодействии с персонажами и собственной фантазии. Технология ориентирована на развитие творческого мышления и вовлечение в игру с самого начала. Система базируется на специальном "умном кирпиче", оснащенном датчиками, который способен реагировать на движение, воспроизводить звуки и распознавать другие элементы конструктора, включая умные минифигурки. Дополнительные Tiny Smart Tags позволяют платформе понимать контекст использования кирпичей: например, находится ли элемент в машине, вертолете и ...>>

Геймерские AR-очки ROG XREAL R1 17.01.2026

Дополненная реальность (AR) стремительно проникает в сферу развлечений, открывая пользователям новые формы взаимодействия с играми и мультимедийным контентом. Компании ASUS и XREAL представили долгожданное устройство - AR-очки ROG XREAL R1, которые обещают изменить представление о мобильных играх и иммерсивном игровом опыте. Новинка поражает своими техническими характеристиками. Каждое глазное яблоко пользователя получает изображение с помощью двух micro-OLED дисплеев с разрешением 1920x1080, пиковая яркость достигает 700 нит, а поле зрения составляет 57°. Частота обновления 240 Гц обеспечивает плавное изображение даже в динамичных играх, а встроенные динамики от Bose гарантируют качественный звук. Центром управления устройством стал ROG Control Dock - настоящий мультимедийный хаб, оснащенный двумя HDMI 2.0 и DisplayPort 1.4. Он позволяет мгновенно переключаться между ПК, консолями и другими устройствами. Подключение через USB-C обеспечивает максимальную совместимость, включая по ...>>

Большой адронный коллайдер прекращает работу 16.01.2026

Физика элементарных частиц - одна из самых передовых областей науки, где каждый эксперимент может изменить наше понимание мироздания. Центральным инструментом этих исследований является Большой адронный коллайдер (LHC), уникальный ускоритель частиц, позволяющий изучать самые фундаментальные законы природы. Недавно стало известно, что LHC временно прекращает свою работу для масштабной модернизации, которая подготовит его к новому этапу экспериментов с гораздо большей производительностью. Коллайдер, расположенный в подземном тоннеле вдоль швейцарско-французской границы, создает столкновения частиц на невероятно высоких энергиях. Именно здесь в 2012 году ученые открыли бозон Хиггса - ключевую частицу, объясняющую, почему другие элементарные частицы имеют массу. Это открытие стало одним из самых значимых событий современной физики и подтвердило предсказания Стандартной модели. Причиной временной остановки LHC стало развертывание проекта High-Luminosity LHC (HL-LHC). Модернизация позв ...>>

Случайная новость из Архива Формирование ложных воспоминаний у шмелей 27.09.2024 Шмели, известные своим удивительным поведением и навыками, оказались способны формировать ложные воспоминания - подобно людям. Ученые впервые заставили этих насекомых объединять элементы прежних воспоминаний в новые образы, которые никогда не существовали. Этот факт свидетельствует о том, что память шмелей является конструктивной, то есть они не всегда точно воспроизводят прошлые события. Подобно людям, их мозг способен перестраивать воспоминания, что может также указывать на наличие эпизодической памяти и даже способности мысленно представлять будущее. Ранее способность создавать ложные воспоминания, или конъюнкционные ошибки, считалась исключительно человеческой чертой. Однако недавние исследования показали, что некоторые животные также склонны к подобным когнитивным феноменам. Например, признаки ложных воспоминаний были выявлены у каракатиц. Это открытие побудило ученых исследовать память более простых организмов, таких как шмели, чтобы лучше понять природу формирования воспоминаний и влияние на них различных факторов, включая такие заболевания, как деменция. Исследование, проведенное ученой из Университета Стерлинга в Шотландии, было направлено на изучение способности шмелей создавать ложные воспоминания. Для этого были выбраны дикие шмели трех видов: полевые (Bombus pascuorum), земляные (Bombus terrestris) и городские (Bombus hypnorum). Эксперимент включал демонстрацию насекомым двух различных объектов-приманок, содержащих сахарный сироп. После небольшого перерыва шмелям предлагали выбрать один из четырех новых объектов: один объект был знаком им, другой - представлял комбинацию двух знакомых объектов, третий включал как новые, так и знакомые признаки, а четвертый был полностью новым. Результаты эксперимента показали, что шмели могут правильно узнавать ранее виденные объекты, что свидетельствует о хорошей способности к запоминанию. Однако, когда они допускали ошибки, чаще всего выбирали объекты, содержащие уже знакомые элементы, а не совершенно новые. Это указывает на то, что их мозг склонен к созданию новых воспоминаний на основе старых, что и является проявлением конъюнкционных ошибок памяти. Данное исследование демонстрирует, что память шмелей гораздо сложнее, чем считалось ранее. Способность шмелей реконструировать детали воспоминаний говорит о более высоком уровне их когнитивных способностей. Это открытие может значительно расширить наше понимание эволюции памяти и умственных процессов в животном мире. Наличие общих когнитивных особенностей у шмелей и людей, таких как склонность к ошибкам памяти, дает ученым уникальную возможность глубже изучить, как и почему возникают такие ошибки. Это также может помочь в исследовании заболеваний, связанных с ухудшением памяти, например, деменции, и пролить свет на механизмы, лежащие в основе процессов запоминания и восприятия информации.

Другие интересные новости:

▪ FingerReader - устройство для чтения текста

▪ Музыка, кофе и запахи улучшают работу мозга

▪ Наночастицы остановят старость

▪ Экшн-камера DJI Osmo Action

▪ Сеть для сверхбыстрого Интернета

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электробезопасность, пожаробезопасность. Подборка статей

▪ статья Автомобили класса ЭЛ-2. Советы моделисту

▪ статья Что такое морская болезнь? Подробный ответ

▪ статья Однополозные сани. Личный транспорт

▪ статья Расчет усилителей с обратной связью. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Неуязвимый платок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026