Маломощный конденсаторный выпрямитель с ШИМ стабилизатором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Предлагаемый вашему вниманию бестрансформаторный конденсаторный выпрямитель работает с автостабилизацией выходного напряжения во всех возможных режимах работы (от холостого хода до номинальной нагрузки). Это достигнуто за счет кардинального изменения принципа формирования выходного напряжения - не за счет падения напряжения от импульсов тока выпрямленных полуволн сетевого напряжения на сопротивлении стабилитрона, как в других подобных устройствах, а за счет изменения времени подключения диодного моста к накопительному конденсатору.

Схема стабилизированного конденсаторного выпрямителя приведена на рис. 6.12.

Параллельно выходу диодного моста включен транзистор VT1, работающий в ключевом режиме. База ключевого транзистора VT1 через пороговый элемент (стабилитрон VD3) соединена с накопительным конденсатором С2, отделенным по постоянному току от выхода моста диодом VD2 для исключения быстрого разряда при открытом VT1. Пока напряжение на С2 меньше напряжения стабилизации VD3, выпрямитель работает известным образом.

При увеличении напряжения на С2 и открывании VD3 транзистор VT1 также отрывается и шунтирует выход выпрямительного моста. Вследствие этого напряжение на выходе моста скачкообразно уменьшается практически до нуля, что приводит к уменьшению напряжения на С2 и последующему выключению стабилитрона и ключевого транзистора. Далее напряжение на конденсаторе С2 снова увеличивается до момента включения стабилитрона и транзистора и т.д. Процесс автостабилизации выходного напряжения очень похож на функционирование импульсного стабилизатора напряжения с широтно-импульсным регулированием.

Только в предлагаемом устройстве частота следования импульсов равна частоте пульсации напряжения на С2. Ключевой транзистор VT1 для уменьшения потерь должен быть с большим коэффициентом усиления, например, составной КТ972А, КТ829А, КТ827А и др. Увеличить выходное напряжение выпрямителя можно, применив более высоковольтный стабилитрон или два низковольтных, соединенных последовательно.

При двух стабилитронах Д814В и Д814Д и емкости конденсатора С1 2 мкФ выходное напряжение на нагрузке сопротивлением 250 Ом может составлять 23...24 В. По предложенной методике можно застабилизировать выходное напряжение одно-полупериодного диодно-конденсаторного выпрямителя, выполненного, например, по схеме рис. 6.13.

Для выпрямителя с плюсовым выходным напряжением параллельно диоду VD1 включен n-p-n транзистор КТ972А или КТ829А, управляемый с выхода выпрямителя через стабилитрон VD3. При достижении на конденсаторе С2 напряжения, соответствующего моменту открывания стабилитрона, транзистор VT1 тоже открывается. В результате амплитуда положительной полуволны напряжения, поступающего на С2 через диод VD2, уменьшается почти до нуля. При уменьшении же напряжения на С2 транзистор VT1, благодаря стабилитрону, закрывается, что приводит к увеличению выходного напряжения. Процесс сопровождается широтно-импульсным регулированием длительности импульсов на входе VD2, следовательно, напряжение на конденсаторе С2 остается стабилизированным как на холостом ходу, так и под нагрузкой.

В выпрямителе с отрицательным выходным напряжением параллельно диоду VD1 нужно включить p-n-р транзистор КТ973А или КТ825А. Выходное стабилизированное напряжение на нагрузке сопротивлением 470 Ом - около 11 В, напряжение пульсации - 0,3...0,4 В.

В обоих предложенных вариантах бестрансформаторного выпрямителя стабилитрон работает в импульсном режиме при токе в единицы миллиампер, который никак не связан с током нагрузки выпрямителя, с разбросом емкости гасящего конденсатора и колебаниями напряжения сети. Поэтому потери в нем существенно уменьшены, и теплоотвод ему не требуется. Ключевому транзистору радиатор также не требуется.

Резисторы R1, R2 в этих схемах ограничивают входной ток при переходных процессах в момент включения устройства в сеть. Из-за неизбежного "дребезга" контактов сетевых вилки и розетки, процесс включения сопровождается серией кратковременных замыканий и разрывов цепи.

При одном из таких замыканий гасящий конденсатор С1 может зарядиться до полного амплитудного значения напряжения сети, т.е. примерно до 300 В. После разрыва и последующего замыкания цепи из-за "дребезга" это и сетевое напряжения могут сложиться и составить в сумме около 600 В. Это наихудший случай, который необходимо учитывать для обеспечения надежной работы устройства.

Конкретный пример: максимальный коллекторный ток транзистора КТ972А равен 4 А, поэтому суммарное сопротивление ограничительных резисторов должно составлять 600 В / 4 А = 150 Ом. С целью уменьшения потерь сопротивление резистора R1 можно выбрать 51 Ом, а резистора R2 - 100 Ом. Их мощность рассеяния - не менее 0,5 Вт. Допустимый коллекторный ток транзистора КТ827А составляет 20 А, поэтому для него резистор R2 необязателен.

Автор: Семьян А.П.

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Летающий автомобиль Klein Vision AirCar 2 21.05.2025 Идея летающего автомобиля давно перестала быть исключительно фантастическим сюжетом из научно-популярных романов. В последние годы этот концепт все активнее переходит из сферы воображения в реальность, благодаря усилиям инженеров и стартапов по всему миру. Одним из наиболее амбициозных проектов в этой области стала разработка словацкой компании Klein Vision, которая представила вторую версию своего гибридного транспортного средства - AirCar 2. Новый летающий автомобиль AirCar 2 представляет собой не просто технологическую новинку, а полноценный взгляд в будущее мобильности. Его появление символизирует смену парадигмы в сфере транспортных средств, где границы между дорогой и небом начинают стремительно стираться. AirCar 2 представляет собой уникальный симбиоз автомобиля и легкого самолета. Его создатели стремятся совместить преимущества традиционного наземного транспорта с возможностями авиации, открывая новые горизонты мобильности. В движении по обычным дорогам AirCar 2 способен разгоняться до 200 км/ч, а в воздухе его крейсерская скорость достигает уже 250 км/ч, что делает его полноценным участником воздушного движения на малых расстояниях. Одной из самых впечатляющих особенностей устройства является момент трансформации. На превращение из машины в летательный аппарат уходит не более 80 секунд, и весь процесс полностью автоматизирован: крылья аккуратно выдвигаются из боковых отсеков корпуса, задняя часть переоборудуется в хвостовую секцию, а специальный пропеллер приводит аппарат в готовность к полету. При этом длина AirCar 2 в обычном состоянии составляет около шести метров, что делает его достаточно компактным для парковки на стандартных автоплощадках. Инженеры компании предусмотрели и значительную дальность полета - до 1000 километров на одном заряде топлива. Это открывает широкие перспективы для использования AirCar 2 не только в городских условиях, но и в качестве средства передвижения между крупными населенными пунктами без необходимости использования аэропортов. Стоимость устройства составляет около 800 тысяч долларов, что, безусловно, делает его продуктом премиального сегмента. Однако в условиях стремительного развития технологий и роста интереса к персональной авиации, такие транспортные решения вполне могут стать массовыми уже в ближайшие десятилетия. Klein Vision уже заявила о намерении завершить сертификацию AirCar 2 к сентябрю 2025 года. После этого компания планирует запустить серийное производство, рассчитывая выпускать до сотни экземпляров ежегодно. Это станет важным шагом на пути интеграции подобных гибридов в общую транспортную инфраструктуру.

Другие интересные новости:

▪ Серотонин помогает сжигать жир

▪ Устройство для контроля сновидений

▪ Мобильные телефоны портят осанку

▪ Выращивание помидоров в теплицах с кондиционерами

▪ Нейроморфный нос Intel

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Гражданское право. Части I, III и IV. Шпаргалка

▪ статья Кто в течение жизни съел около девяти тонн металла? Подробный ответ

▪ статья Роза майская. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Музыкальный квартирный звонок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ромские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025