Стабилизатор напряжения на КМОП-микросхеме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Источники питания, в которых силовые элементы работают в ключевом режиме, сложнее источников литания с элементами, работающими в активном режиме, но КПД их вдвое, а то и втрое превышает КПД последних. КПД импульсных стабилизаторов напряжения высок, поскольку транзисторы в закрытом и насыщенном состояниях рассеивают незначительную мощность. Кроме того, на выходе не требуются фильтры с большими значениями индуктивности и емкости, так как частота пульсаций высока (25...50 кГц). Импульсный стабилизатор напряжения с постоянной частотой переключения ключевого элемента, но с переменной длительностью его открытого состояния (ШИМ), более простой, чем стабилизаторы других типов, и допускает использование низкочастотных транзисторов.

Предлагаемый импульсный стабилизатор напряжения с ШИМ (рис. 1) содержит широтно-импульсный модулятор, выполненный на КМОП-микросхеме К176ЛП1 [1]. Это - многоцелевая микросхема, содержащая набор КМОП-транзисторов (три р- и три n-канальных). Инверторы DD1.1 и DD1.2. каждый из которых образован двумя размещенными в микросхеме К176ЛП1 транзисторами, совместно с резистором R4 и конденсатором C3 образуют мультивибратор Два остальных транзистора микросхемы К176ЛП1 (n-канальный и р-канальный) подсоединены параллельно выходу инвертора DD1 1 и резистору R4.

(нажмите для увеличения)

При высоком уровне на выходе DD1.1 диод VD2 открыт, и, пренебрегая его сопротивлением, можно считать, что р-канал транзистора включен параллельно с резистором R4, причем сопротивление канала падает с уменьшением управляющего напряжения. Аналогичным образом n-канал включается параллельно резистору R4 при низком уровне на выходе инвертора DD1.1 и открытом VD3 (сопротивление этого канала уменьшается с увеличением управляющего напряжения). Поскольку при любой величине управляющего напряжения выходное сопротивление одного полевого транзистора возрастает, а другого уменьшается, среднее за период значение сопротивления, шунтирующего резистор R4, является постоянным, и частота колебаний генератора также постоянна, т.е. изменяется лишь коэффициент заполнения (от 1 до 99% периода рабочей частоты), причем он прямо пропорционален амплитуде управляющего напряжения.

Последовательность модулированных по длительности импульсов подается с выхода широтно-импульсного модулятора на базу транзистора VT2, который отпирает и запирает ключевой транзистор VT4. Диод VD4 обеспечивает замкнутую цепь для тока катушки индуктивности L2 при запирании транзистора VT4.

Стабилизатор за счет изменения коэффициента заполнения выходных импульсов допускает изменение выходного напряжения в широких пределах. Однако, поскольку выходное напряжение имеет двойной уровень шумов, на его входе и выходе включены фильтры (дроссели L1 и L3, конденсаторы С1, С4, С5).

Работает стабилизатор напряжения следующим образом. Часть выходного напряжения, снимаемого с потенциометра R8, управляет коэффициентом заполнения импульсов, вырабатываемых широтно-импульсным модулятором, т.е. соотношением между длительностями открытого и закрытого состояний ключевого транзистора VT4. При понижении напряжения на выходе стабилизатора, уменьшается управляющее напряжение, снимаемое с R8. в результате ключевой транзистор VT4 дольше открыт, а мощный диод VC4 закрыт, и наоборот, при увеличении выходного напряжения ключевой транзистор VT4 дольше закрыт, а мощный диод VD4 открыт. Как только ключевой транзистор VT4 закрывается, сразу же открывается диод VD4. и энергия, запасенная в дросселе L2, отдается в нагрузку. Выходное напряжение устанавливают потенциометром R8. Стабилизатор размещен на печатной плате размерами 52x52 мм из двустороннего стеклотекстолита. Чертеж платы изображен на рис. 2.

В стабилизаторе вместо транзистора КТ908А можно применить другие мощные высокочастотные транзисторы, например, КТ903А. или мощные низкочастотные - КТ803, КТ805, КТ808 При больших нагрузочных токах ключевой транзистор VT4 необходимо установить на радиатор для устранения его перегрева В качестве диода VD4 можно использовать диод КД212 или коллекторный переход мощного высокочастотного транзистора. Дроссели L1 и L3 намотаны на отрезках ферритового (600МН) стержня длиной 20 мм и диаметром 8 мм. Они содержат 10 витков провода ПЭВ-2 01,2 мм. Дроссель L2 выполнен на броневом ферритовом (Б26) сердечнике 2000МН с зазором между чашечками 0,2 мм. Обмотки L2 дросселя выполнены из трех скрученных с помощью дрели проводов ПЭВ-2 00,2 мм Намотка идет до заполнения броневого сердечника.

Литература

1. М.Е Anglin. C-MOS 1С forms pulsewkrth modulator. - Electronics, 1977. vol 50. №13, P126.
2. Селезнев В. Стабилизатор напряжения на компараторе. - Радио. №3. С. 46-47.

Авторы: В.Калашник, М.Еремин, Р.Панов, г.Воронеж.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Случайная новость из Архива Самая дешевая рабочая сила - не китайцы, а роботы 26.07.2012 Китай рискует потерять статус мирового сборочного цеха - все больше компаний планируют отказаться от некогда дешевой китайской рабочей силы и заменить ее роботами. Один из последних примеров - компания Foxconn, производящая электронику. Компания в течение трех лет планирует поставить к сборочным линиям до одного миллиона промышленных роботов. Подобные инициативы существенно изменят рынок труда и повлияют на мировую экономику. Производство все более автоматизируется и в ближайшие десятки лет компании и государства, не способные широко использовать роботов, понесут большие убытки. Китай, как и многие страны Азии, долгое время оставался местом, где можно было найти большое количество дешевой рабочей силы. Огромная внутренняя миграция, в основном молодых девушек из сельской местности, привела к тому, что в городах появились гигантские заводы, где молодые люди сидят на сборочных линиях и выполняют несложные действия, не требующие никакой квалификации. Только в Foxconn работают около одного миллиона низкооплачиваемых рабочих, не меньше и у компаний Apple, Nintendo, Intel, Dell, Nokia, Microsoft, Samsung, и Sony. В настоящее время в общежитиях вблизи заводского комплекса Longhua компании Foxconn живут 300 тыс. китайских рабочих. Они собирают продукцию компании Apple, выполняя элементарные операции, вроде наклеивания логотипов. Например, для сборки IPad требуется пять дней и 325 операций. Однако экономическая эффективность подобного труда с каждым годом падает. Несмотря на то, что по западным меркам заработная плата в 300-400 долл. очень мала, в Китае жизнь дорожает с каждым годом и дальнейшее повышение зарплаты китайским работникам невыгодно для иностранных компаний, а местным компаниям и вовсе "не по плечу". Гораздо выгоднее заменить их роботами. Даже с учетом невероятно тяжелой рабочей смены (12 часов с двумя перерывами на обед), люди проигрывают роботам. По расчетам специалистов Foxconn, промышленные роботы, оснащенные подвижным манипулятором, лазерами и датчиками давления, могут работать 160 часов в неделю. Проще говоря, один робот может заменить двух рабочих или даже четыре, ведь роботу не нужен перерыв на сон и отдых.

Другие интересные новости:

▪ Цемент при комнатной температуре

▪ Брелок Tile Mate для контроля за вещами

▪ Микросхема IR25750L для измерения тока

▪ Ирландия планирует достичь нулевых выбросов вредных веществ

▪ Первый 4K-дисплей для смартфонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Государственные младенцы. Крылатое выражение

▪ статья Как в Древнем мире определяли время? Подробный ответ

▪ статья Глициния. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Черепаховые протравы для рога. Простые рецепты и советы

▪ статья Блок питания с защитой от перегрузок и короткого замыкания из простых деталей прошлых лет. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025