Импульсный стабилизатор напряжения на микросхеме MC34165P. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

При большой разности между входным и выходным напряжением постоянного тока целесообразно использовать импульсные стабилизаторы напряжения, которые в таком случае обеспечивают более высокий КПД по сравнению с линейными стабилизаторами. Применяя для этих целей специализированные микросхемы, можно значительно упростить разработку, сборку и налаживание импульсных стабилизаторов. Предлагаемый вниманию читателей стабилизатор на микросхеме фирмы Motorola обеспечивает регулируемое выходное напряжение от 1,2 до 15 В при токе нагрузки до 1 А.

Если имеется относительно высоковольтный источник постоянного или переменного напряжения, например, блок питания от старого принтера, сканера, настольного бухгалтерского микрокалькулятора, импульсный стабилизатор напряжения можно изготовить на интегральной микросхеме MC34165P, которая допускает входное постоянное напряжение до 65 В. На этой микросхеме можно собирать понижающие, повышающие и инвертирующие преобразователи постоянного напряжения (так называемые DC-DC конвертеры). Она по своим функциям похожа на более известные маломощные микросхемы серий MC34063, MC33063, но допускает больший ток нагрузки и более высокое входное напряжение.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема понижающего стабилизатора постоянного напряжения, собранного на микросхеме MC34165P, показана на рис. 1. Стабилизатор изготовлен как универсальное устройство, он рассчитан на входное переменное напряжение 8...42 В или постоянное 8...60 В и обеспечивает выходное напряжение 1,2.15 В при токе нагрузки до 1 А. Такой интервал выходного напряжения чаще всего используется для питания различных маломощных промышленных и радиолюбительских конструкций.

Минимальное входное постоянное или переменное напряжение должно быть приблизительно на четыре и более вольт выше установленного выходного. Полимерные самовосстанавливающиеся предохранители FU1, FU2 защищают источники входного напряжения от перегрузки при неисправностях стабилизатора. Диод VD1 защищает стабилизатор от неправильной полярности входного напряжения. Диодный мост VD2 выпрямляет напряжение переменного тока. Конденсатор C6 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Светодиод HL1 синего цвета свечения сигнализирует о наличии входного напряжения.

Микросхема DA1 включена по схеме понижающего стабилизатора напряжения, близкой к типовой. Выходное напряжение стабилизатора зависит от отношения сопротивления резисторов R5 и R3. Чем больше установленное сопротивление переменного резистора R5, тем выше выходное напряжение. Максимальное выходное напряжение для этого устройства выбрано равным 15 В, но можно отрегулировать стабилизатор на другое, большее или меньшее значение. Резистор R2 - датчик тока для работы узла защиты микросхемы DA1. Частота внутреннего генератора микросхемы DA1 зависит от емкости конденсатора C8, при указанном на схеме значении она примерно равна 60 кГц. Резистор R4 и диод VD3 уменьшают вероятность повреждения микросхемы. Дроссель L1 - накопительный.

Пульсации выходного напряжения стабилизатора сглаживает конденсатор C9. На выход блока питания стабилизированное напряжение поступает через двухзвенный LC-фильтр L2C12- C14L3C15-C17. Для повышения надежности работы относительно низковольтные конденсаторы C10-C13 и С15, С16 включены последовательно. Светодиод HL2 начинает светить, когда выходное напряжение стабилизатора превышает 2 В. Резистор R7 разряжает конденсаторы C9-C17 при понижении выходного напряжения стабилизатора или выключении его питания. Стабилитрон VD5 на номинальное напряжение стабилизации 20 В может защитить некоторые подключенные нагрузки от повреждений в случае неисправности стабилизатора.

При входном постоянном напряжении 45 В, выходном 15 В и отсутствии нагрузки собственный потребляемый стабилизатором ток не превышает 21 мА. Когда входное напряжение равно 42 В, выходное - 9 В, а ток нагрузки - 1 А, потребляемый стабилизатором от источника ток - около 0,28 А, что соответствует КПД 76 %. При входном напряжении 42 В, выходном 5 В и токе нагрузки 1 А стабилизатор потребляет ток около 0,19 А, КПД -примерно 62 %. Для сравнения, КПД обычного линейного стабилизатора в первом случае приблизительно равно 27 %, а во втором только 13 %. В этом случае регулирующий элемент - транзистор - потребовалось бы установить на внушительный теплоотвод с большой площадью охлаждающей поверхности. Амплитуда напряжения пульсаций и шумов на выходе стабилизатора менее 5 мВ при токе нагрузки 1 А.

Рис. 2

Большинство деталей стабилизатора напряжения расположены на монтажной плате размерами 130x45 мм. Вся конструкция помещена в металлический корпус размерами 155x57 мм с пластмассовыми вставками рис. 2. Металлические детали корпуса оклеены декоративной самоклеящейся пленкой "под дерево". Корпус электрически соединен с общим проводом. Точка подключения корпуса к общему проводу - минусовый вывод конденсатора C9, к этой же точке подключена экранирующая оплетка провода, идущего к переменному резистору R5. Длина этого провода должна быть минимально возможной.

Резисторы в устройстве можно использовать любые общего применения, например, МЛТ, С1-4, С1-14, С2-23. Переменный резистор - СП4-1, СП4-3, СП3-9, СП3-33-32, его металлический корпус-экран соединяют с общим проводом. Оксидные конденсаторы - низкопрофильные импортные аналоги отечественных К50-68, К50-35. Конденсаторы C1-С5, C7 малогабаритные пленочные на номинальное напряжение не менее 100 В. Конденсатор C8 пленочный или керамический с низким ТКЕ. Конденсаторы C10-C13, C15, C16 керамические для поверхностного монтажа. Их припаивают под выводами соответствующих оксидных конденсаторов. Подойдут конденсаторы емкостью от 2,2 мкФ, по принципу "чем больше емкость, тем лучше" и чем больше размеры этих конденсаторов, тем лучше. Конденсатор C18 малогабаритный танталовый для поверхностного монтажа, его устанавливают внутри выходного разъема (на схеме рис. 1 разъем не показан).

Диодный мост D2SB60 можно заменить на KBP02-KBP10, RS203-RS207, RC203-RC207. Вместо диода 1N4003 подойдет любой из 1N4002-1N4007, UF4002-UF4007, КД243Б, КД247А, КД257А. Диод 1N5402 заменим на 1N5402-1N5408 или из серий КД226, КД257, КД411, КД213. Быстродействующий диод MR852 допустимо заменить на MR851-MR856, SRP300B-SRP300K, UF5402-UF5408, такими же приборами заменимы и другие диоды из этой конструкции, в том числе и мост VD2. Вместо стабилитрона 1 N5357 подойдут два последовательно включенных более мощных 1.5KE10CA или один Д816А. Светодиоды применимы любые, желательно с повышенной светоотдачей, например, из серий КИПД21, КИПД40, КИПД66, L-1513S. Самовосстанавливающиеся предохранители FU1, FU2 - любые на рабочее напряжение 60 или 250 В, например LP60-110. В отлаженном устройстве вместо них можно установить обычные плавкие вставки.

Микросхема MC34165P заменима на MC33165P, которая допускает работу в более широком температурном интервале. К микросхеме клеем БФ приклеивают дюралюминиевый или медный теплоотвод, площади охлаждающей поверхности которого должно быть достаточно, чтобы температура корпуса микросхемы не поднималась выше 60 °С во всех режимах работы стабилизатора напряжения. Если ограничиться максимальным входным постоянным напряжением 40 В или переменным 28 В, можно применить микросхему MC33163P или MC34163P, которая допускает ток нагрузки до 3 А. При отсутствии упомянутых микросхем можно применить LM2575HV-ADJ или LM2576HV-ADJ. В случае использования этих микросхем схему устройства незначительно изменяют (на рис. 3 показана отличающаяся часть), сопротивление резистора R4 увеличивают до 1 кОм, резистор R2 не устанавливают, а последовательно с дросселем L3 включают самовосстанавливающийся предохранитель с рабочим напряжением 15.60 В и током 900 мА, например LP60-090.

Рис. 3

Следует отметить, что при такой замене нет необходимости заново рассчитывать или подбирать резисторы R3, R5. Для устойчивой и надежной работы микросхемы стабилизатора исключительно важна корректная разводка сильноточных и сигнальных цепей общего провода. К минусовому выводу конденсатора C6 отдельными печатными проводниками или проводами подключают соответствующие выводы элементов С8, С9, VD4, выводы 3-5, 12, 13 микросхемы DA1. Для минимизации пульсаций и помех на выходе стабилизатора минусовые выводы конденсаторов C14, C17 соединяют с минусовым выводом C9 последовательно, как показано на схеме. Общая длина печатных проводников или проводов до резистора R2 от соответствующих выводов микросхемы DA1 должна быть не более 6 см, включая длину выводов этого резистора. Экранированный провод от переменного резистора должен быть отдален от дросселя L1.

Дроссель L1 применен промышленного изготовления из узла коррекции растра кинескопного компьютерного монитора. Он намотан на H-образном ферритовом магнитопроводе с внешним диаметром 13 и высотой 20 мм. Желательно применить экранированный дроссель в металлическом экране. Для самостоятельного изготовления дросселя L1 можно применить кольцевой магнитопровод Кз2х20х9 из феррита 3000НМ, намотав на него 180 витков самодельного литцендрата из 24 жил обмоточного провода диаметром 0,15...0,18 мм. Перед намоткой в кольце пропиливают немагнитный зазор 0,5.1 мм, который заполняют эпоксидным или термоклеем, а сам магнитопровод обматывают лакотканью или лавсановой пленкой. Между слоями обмотки также прокладывают слой изоляции из тонкой лакоткани или лавсановой пленки.

Дроссели L2, L3 могут иметь произвольную конструкцию, необходимо лишь, чтобы они были рассчитаны на рабочий ток не менее 1 А и имели сопротивление обмоток не более 0,1 Ом. На их месте также можно использовать дроссели узлов коррекции растра или фильтров блоков питания компьютерных мониторов, старых импортных телевизоров и другой радиоаппаратуры.

Проверять работоспособность и налаживать стабилизатор желательно при пониженном до 20...25 В входном напряжении, подключив устройство к блоку питания с узлом ограничения выходного тока. В случае успешной проверки в таких условиях стабилизатор последовательно испытывают при входных напряжениях около 40 и около 60 В. Если входное напряжение превышает 40 В, крайне нежелательно испытывать стабилизатор на стойкость к перегрузкам и замыканиям в цепи нагрузки. При желании изготовить полноценный сетевой блок питания на основе этого стабилизатора напряжения его можно оснастить понижающим трансформатором, например, ТП115-14, ТП115-15. В случае изготовления стабилизатора для питания конкретного устройства, например, МР3-плейера, или применения стабилизатора в качестве зарядного устройства мобильного телефонного аппарата вместо переменного резистора R5 можно установить постоянный необходимого сопротивления (около 1,3 кОм для выходного напряжения 5 В).

Автор: А. Бутов

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Случайная новость из Архива Климатические изменения повлияли на пищевую ценность растений 23.07.2025 На фоне все более заметных изменений климата, внимание ученых сосредоточено не только на снижении урожайности, но и на менее очевидной, но не менее тревожной проблеме - ухудшении качества выращиваемой пищи. Если раньше считалось, что потепление и повышение уровня углекислого газа могут ускорить рост растений, то теперь становится ясно: внешнее изобилие не всегда означает внутреннюю пользу. Исследование, проведенное в Ливерпульском университете Джона Мурса, выявило, что изменение атмосферных условий способно заметно повлиять на химический состав растений. Ученые моделировали климатические сценарии, которые ожидаются в Великобритании в ближайшие десятилетия, включая повышение температур и уровня CO2. В контролируемых лабораторных условиях они выращивали популярные овощи, такие как шпинат, рукола и капуста, чтобы отследить, как новые условия влияют на их питательную ценность. Как оказалось, растения, выросшие в среде с повышенным содержанием углекислого газа, действительно показывают ускоренный рост и становятся визуально более пышными. Однако за этим "здоровым" видом скрывается тревожная картина: такие овощи содержат меньше белков, кальция, антиоксидантов и других жизненно важных микроэлементов. Об этом заявила аспирантка Джиата Угва Экеле, принимавшая участие в исследовании. Особое беспокойство вызывает влияние дополнительного теплового стресса. Более высокие температуры не только усугубляют снижение качества, но и могут вызывать биохимические изменения в растении, при которых оно накапливает больше сахаров в ущерб полезным веществам. Такой сдвиг в составе овощей может изменить пищевую картину целых регионов, особенно тех, где люди сильно зависят от растительной пищи. По словам исследователей, подобные изменения уже сейчас должны вызывать озабоченность. Снижение уровня белков и витаминов в овощах, при одновременном увеличении сахаров, может способствовать росту хронических заболеваний, включая диабет 2 типа, ожирение и иммунодефицитные состояния. Особенно остро это может сказаться на странах с низкими и средними доходами, где альтернативы растительной пище просто нет. Проблема выходит далеко за рамки лабораторных экспериментов. Если тенденции сохранятся, то даже те культуры, что визуально выглядят полноценными, будут давать организму меньше пользы. Это создает риск так называемого "скрытого голода", когда человек получает калории, но не получает необходимых микроэлементов и белков. И это уже вопрос не только биологии, но и глобального здравоохранения.

Другие интересные новости:

▪ Память DDR4

▪ Видеокарта GIGABYTE GeForce GTX 1650 D6 Eagle OC

▪ Молодежь в США сильнее всего эмоционально привязана к YouTube

▪ Lenovo - крупнейший производитель ноутбуков

▪ Ион почувствует силу

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Дикий народ! Дети гор. Крылатое выражение

▪ Как Римская республика стала самым развитым государством Средиземноморья? Подробный ответ

▪ статья Рюкзак. Советы туристу

▪ статья Микрофон на специализированной микросхеме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Микросхемы ПЛИС XILINX: серия VIRTEX. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026