KR142EN19 チップ上の電圧安定装置は、保護 27 ボルト / 7-25 ボルト 2 アンペアです。スキーム、説明

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KR142EN19 チップ上の電圧安定器は、27 ボルト / 7 ～ 25 ボルト 2 アンペアの保護機能を備えています。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事では、信頼性の高いインパルス保護を備えた電圧安定器について説明しています。スタビライザーの出力電流が保護しきい値をしばらく超えた場合、スタビライザーは数秒間オフになって調整トランジスタを冷却し、負荷の事故がなくなるまで再びオンとオフを切り替えます。このモードではほとんどの場合制御トランジスタが閉じているため、出力が短絡している場合でも、制御トランジスタによって消費される平均電力は通常モードにすぎません。

提案する安定化装置では、大電流回路に含まれるリードリレー上のインパルス保護ユニットが使用されます。このようなアセンブリには追加の部品がほとんど含まれておらず、スタビライザーの効率がほとんど低下せず、最も重要なことに、リード保護の動作電流は温度にほとんど依存しません。デバイスの安定化係数は 400 を超えています。入力と出力間の最小電圧降下は 0,5 V です。レギュレータ回路を図に示します。 1.

KR142EN19 チップ上の電圧安定装置、保護付き 27 ボルト / 7-25 ボルト 2 アンペア
図。 1

スタビライザーの主な要素は KR142EN19 (DA1) チップです。カソード（ピン1）に対するマイクロ回路の制御入力（ピン2）の電圧がその開放しきい値（2,5 V）を超えると、アノード電流は約2 mA / mVの勾配で増加します。内部デバイスによって決定される、開いたマイクロ回路のアノードの電圧は少なくとも2,5 Vです。同時に、スタビライザーの制御を停止し、その結果、入力電圧が出力に現れることがあります。動作中の安定器から負荷が切り離されたときに発生する出力電圧サージが原因で、マイクロ回路の入力に過負荷がかかる可能性があります。この場合、負荷がオフになる前に負荷に供給された電流は、スタビライザーの出力に取り付けられたコンデンサーを充電し始めます。これにより、安定器を通過したエラー信号によって制御トランジスタが閉じられるまで、出力電圧が増加します。明らかに、電圧サージが小さくなり、デバイスの出力のコンデンサの静電容量が大きくなり、エラー信号が安定器を通過する速度が速くなります。負荷を切断した実験では、出力電流1000アンペアあたり少なくともXNUMXマイクロファラッドの静電容量があれば、説明したスタビライザーでマイクロ回路がオフになるのを防ぐのに十分であることが示されました。

デバイスを繰り返す場合は、低周波トランジスタの使用など、性能の低下につながる変更を控える必要があります。発生を防ぐためにエラー信号パスに統合 RC リンクを追加して、人為的にパフォーマンスを低下させることは特に危険です。出力電圧の一部は出力電圧調整抵抗 R12 のスライダーからマイクロ回路の制御入力に供給されるため、スタビライザーの出力端子間の電圧の増加は、スタビライザーの制御入力間の電圧の増加につながります。マイクロ回路とそのカソード、これがマイクロ回路の開口部につながります。その出力信号は、共通ゲート回路に従って接続されたトランジスタ VT3 を閉じ、次にスタビライザの負のワイヤに含まれる複合調整トランジスタ VT2VT1 を閉じ、それを流れる電流の減少につながります。マイクロ回路が閉じている場合、トランジスタVT3は開いている必要があり、そのチャネルの電流は4 ... 10 mA以内でなければなりません。

このモードは、共通のプラス線に対して約 5 V の電圧がゲートに印加される場合に得られます。リップルを含む入力電圧の一部をゲートに印加すると、スタビライザーの出力に約 1 mV の振幅のリップルが現れることがわかりました。したがって、トランジスタＶＴ３のゲートにおける電圧は、ツェナーダイオードＶＤ１によって共通線に対して安定化され、回路Ｒ２Ｃ３、Ｒ５Ｃ４によってフィルタリングされる。電界効果トランジスタを使用することで、フィルタを流れる電流を大幅に削減し、その結果、フィルタの寸法を大幅に削減することができました。抵抗器 R3 は自己励磁を防ぎます。それがなければ、VT1 トランジスタの段は約 2 MHz の周波数で自己励起できます。記載されているスタビライザーは、負荷とスタビライザー自体の両方での事故に対して3段階の保護を備えています。短期間の過負荷に対する高速保護は、抵抗 R5 によって提供されます。所定の最大値 4 A の負荷電流を約 7 倍大幅に超えると、抵抗 R3 の両端の電圧降下が入力電圧のレベルまで増加し、結果としてトランジスタ VT20 が飽和し、電流の増幅が停止します。これにより、負荷電流が制限されます。

より長い故障から、スタビライザーはK1リードリレーのインパルス保護によって保護されます。負荷電流がリレー作動電流（2 A）を超えると、リードスイッチが閉じ、コンデンサC3が抵抗R1を介して急速に放電します。これにより、抵抗R4を介したコンデンサC5の放電も開始されます。ただし、抵抗R5の抵抗が比較的大きいため、このプロセスははるかに遅くなります。コンデンサC4の両端の電圧降下が約1Vに減少すると、トランジスタVT3が閉じ、スタビライザがオフになります。 R5C4回路によってスタビライザーをオフにするための遅延が導入され、コンデンサC3がリードスイッチK1.1を開く前にほぼ完全に放電する時間があります。

リードスイッチを開いた後、抵抗R3を介してコンデンサC2のゆっくりとした充電が始まります。これにより、トランジスタVT3が徐々に開き、スタビライザーが起動します。同様に、電源を入れるとスタビライザーが起動します。 UMZCH がこのスタビライザーから電力を供給されている場合、電源を入れると、音響システムにクリック音は発生しません。説明されているスタビライザーは、深いフィードバックを持つ他のデバイスと同様に、生成されやすい可能性があります。デバイスのプロトタイプを作成すると、スタビライザーの出力で、振幅が約 5 mV、周波数が約 100 kHz のパルスの形で生成が観察されました。コンデンサC5の品質は、スタビライザーの発生傾向に最も影響を与えることが判明しました。なぜこのようなことが起こるのかを理解するには、次の理由が役立ちます。スタビライザーの出力の電圧が誤って 1 mV 変化したとします。 IC はこの電圧を 2mA の出力電流の変化に変換します。

トランジスタを調整することで電流が約 500 倍に増幅され、その結果、スタビライザーとコンデンサ C5 を流れる電流が 1 A 変化します。この電流の変化により、コンデンサの等価直列抵抗 (ERS) での電圧降下が発生します。「1番目のサークル」でフィードバックループを通過します。この電圧降下が 5mV を超えると発振する可能性があります。明らかに、スタビライザーの安定性は、ESR が 0,001 オーム未満のコンデンサ C100 によって提供されます。選択を行うために、さまざまなシリーズのコンデンサの ESR の測定が実行されました。周波数 1 kHz、電流振幅 500 A の単極電圧を抵抗を介してコンデンサに印加し、オシロスコープで測定したコンデンサ両端の電圧から ESR を計算しました。静電容量が 100 μF を超えるコンデンサの場合、周波数 XNUMX kHz での ESR は主にコンデンサの設計に依存し、静電容量と定格電圧にはあまり依存しないことがわかりました。

測定結果によると、コンデンサC5は、並列に接続された50マイクロファラッドのK24-470シリーズの5個のコンデンサで構成されており、その結果、他の手段を使用せずに自己励起が抑制されます。コンデンサバンク C5 の低抵抗を十分に利用するには、コンデンサ C13 の端子から出力回路に応じて抵抗 R10 の右側の端子まで、および抵抗の接続点までの接続ワイヤの長さが必要です。図に示すように、R14 と R5 はできるだけ短くしてください。安定器が生成する傾向は、上記からわかるように、安定器がコンデンサ C10 に供給できる電流パルスの最大可能振幅の増加に伴い増加します。これは、最大出力電流を増やそうとするときに大きな問題になる可能性があります。抵抗器RXNUMXを選択することで、スタビライザーの安定性を向上させることができます。これにより、マイクロ回路のカソード回路にローカル負帰還が作成されます。

スタビライザーを確立するとき、この抵抗はジャンパーで閉じられ、C5バッテリーのコンデンサーの数を増やすことによって生成が排除され、その後ジャンパーが削除されます。スタビライザーは、C5バッテリー容量が部分的に失われた後でも、通常の動作に十分な安定マージンを獲得します。コンデンサC2は、安定器の安定性に対するリードリレー巻線のインダクタンスの影響を排除します。安定器に別の程度の保護を追加することができます-調整トランジスタVT1の過熱から。これを行うには、バイメタルプレートを備えたサーマルリレーをこのトランジスタの本体に押し付けるだけで十分です。このトランジスタは、60〜70°Cの温度で動作します。サーマルリレーの閉接点は、トランジスタVT3のドレインの開回路に含まれています。トランジスタVT1が過熱すると、サーマルリレーの接点が開き、その結果、トランジスタVT1は冷却されるまで閉じられます。

トランジスタ KP507A (VT3) は、近いパラメーター KP508A に置き換えられます。 KR142EN19 (DA1) マイクロ回路を KR142EN19A または外国のアナログ TL431 と交換することは許容されます。タイミングとして保護ノードで使用されるコンデンサ C3、C4 は、たとえば FT、K78、K71-4 シリーズからの漏れが少ない必要があります。コンデンサC3の静電容量は、インパルス保護の動作期間とスタビライザーの起動期間を決定します。図に示されている抵抗器 R2 の抵抗値とコンデンサ C3 の静電容量を使用すると、この期間は約 3 秒に等しくなります。

起動が速すぎると、負荷の一部である可能性のあるコンデンサの充電電流が 3 A を超え、保護がトリップする可能性があるため、コンデンサ C2 の静電容量を小さくして大幅に小さくしないでください。リードリレー K1 - 自家製。リードスイッチKEM1（または別の同様のもの）には、直径15〜0,4 mmの巻線が0,7回巻かれています。次に、負荷電流2 Aでのリードスイッチの操作によって巻数が指定されます。VT1トランジスタは、少なくとも200平方cmの冷却表面積を持つヒートシンクに取り付ける必要があります。調整時は実験室用電源の出力から入力に電圧をかけます。その最大値は 30 V (DA1 マイクロ回路のアノード - カソードの限界電圧) を超えてはなりません。抵抗R14を選択することにより、出力電圧調整の上限が入力電圧より0,5 ... 1 V低く設定されます。抵抗 R8 は、約 2 A の負荷電流での電圧降下が入力電圧の半分に等しくなるように選択されています。

スタビライザーは起動が遅いため、バイポーラソースでは注意して使用する必要があります。インパルス保護のリードスイッチは強い揺れによって閉じることがあるため、車載システムで提案されたスタビライザーを使用することはお勧めしません。

著者：S.カニギン、ハリコフ。出版物: cxem.net

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