XNUMXつのクローナからXNUMXつの電圧。スキーム、説明

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XNUMX つのクラウンから XNUMX つの電圧。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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携帯機器でオペアンプ (オペアンプ) を使用すると、+15 V のバイポーラ電圧でどのように電力を供給するかという問題がすぐに生じます。参考資料ではほとんどのオペアンプのパラメータが具体的に示されているため、同様の疑問が生じます。これらの電源電圧では、多くのアマチュア無線家は、オペアンプがこのモードでのみ適切に動作できるという印象を持っています。ほとんどのアマチュア無線機器では、オペアンプにも±15 V のバイポーラ電圧が供給されます。しかし、オペアンプの技術データを注意深く調べると、ほとんどのオペアンプの動作電圧の下限は±5 V であることがわかります。したがって、広く使用されているマイクロ回路 K6UD140 および K6UD140 の最小電源電圧は ±7 V で、低電力オペアンプ K5UD140 の場合、この制限は ±12 V です (B.P. Kudryashov、アナログ集積回路: A を参照)参考図書 - M.: 無線と通信、1,5)。

電源電圧レベルが低下すると、オペアンプが消費する電流が減少します。これにより、携帯機器の電源の問題も単純化されます。ほとんどのオペアンプでは、±5 V の電圧で電源を供給した場合、±3 V の電圧で電源を供給した場合に比べて消費電流が約 15 倍減少します。ただし、これらの偏差は通常、回路の動作には影響しません。携帯機器の電源として9VのKrona-VTやKorund電池を使用し、下記の装置を使用して+5,5Vと-4,8Vのバイポーラ電源を得るのが便利です。 +5,5 V 電圧は安定化されており、オペアンプへの電力供給だけでなく、K134、K176、K561 シリーズのデジタルマイクロ回路にも使用できます。この電源は、必要に応じて、K10 および K168 シリーズの電界効果トランジスタを使用する電子スイッチの制御に使用される -190 V の電圧も生成します。

オペアンプの電源の不安定性の影響係数は -60 dB を超えないため、オペアンプの電源電圧の非対称性は超小型回路の動作にはほとんど影響しません。この電源は、安定した電圧の存在と無負荷時の低消費電流が特徴です。効率は入力電圧に依存し、0,4 ～ 0,5 です。

電源回路図を図に示します。 1. 正極性電圧安定器とパルスコンバータで構成されます。

図1（クリックすると拡大）

正電圧安定器には 2 段 DC アンプ (トランジスタ VT3 および VT3) が含まれており、基準ツェナーダイオードがトランジスタ VT500 のベース回路に接続されています。安定した出力電圧でサポート要素に電力を供給すると、低い出力抵抗 (0,2 オーム以下) で高い電圧安定化係数 (1 以上) を得ることができます。スタビライザの調整素子は pnp トランジスタ VT20 であるため、スタビライザの入力電圧が出力電圧よりわずか 0,05 ～ 0,1 V 高い場合に、最大 1 mA の負荷電流での安定化モードが発生します。電源がオンになると、一連の要素 C1、R2、VD3、R1 のおかげでスタビライザーは動作モードに入ります。この場合、コンデンサ C2 の充電電流は始動回路、VD3、R2、トランジスタ VT1 のベース-エミッタ接合を通過し、トランジスタ VT3 と VTXNUMX を動作モードにします。スタビライザーには短絡保護機能があります。

パルスコンバータには、ジェネレータ、出力トランジスタ段、および容量性電圧乗算器が含まれています。効率を考慮して、発電機はCMOSタイプのDD1チップ上に実装されています。発生器の出力電圧は、周波数約 10 kHz のパルス方形波です。出力段のトランジスタVT4、VT5のベースに供給され、交互にオープン状態となります。トランジスタ VT4 が開いているとき、コンデンサ C6 はこのトランジスタとダイオード VD6 を介して充電されます。発電機のパルス電圧の次の半サイクルでは、トランジスタ VT5 とコンデンサ C6 が開き、トランジスタ VT7 とダイオード VD7 を通して放電し、エネルギーをコンデンサ C7 に転送します。その結果、コンデンサ C4 はスタビライザの出力電圧にほぼ充電されます。 VT8 がオープンになると、コンデンサ C4 は +Ustab、VT8、C8、VD7、CXNUMX、共通バスの回路を通じて充電されます。この回路では、XNUMX つの電圧源が直列に接続されています。

その結果、コンデンサ C8 はおよそ電圧 Uc8 = Ustab + Uc7 = 10V まで充電されます。トランジスタ VT5 が開くと、この電圧はダイオード VD9 を介して出力コンデンサ C9 に伝達されます。電圧増倍コンデンサの再充電サイクルごとに、ダイオードおよび開いたトランジスタ VT4 および VT5 で電圧損失が発生するため、負荷電流の増加とともに出力電圧が低下します。 -4,5 V の負電圧に対するこの依存性を図に示します。 2.

XNUMXクローナからのXNUMXつの電圧
Pic.2

アイドルモードでは、負荷電流がゼロの場合、5,3 つの出力の負電圧は -10,2 V と -0,3 V です。このモードでは、コンバータは 0,4 ～ 3 mA の電流を消費します。コンバータは安定化された電圧で駆動されるため、その出力の電圧は負荷抵抗のみに依存します。つまり、負荷が一定の場合、負の出力電圧は変化しません。負荷電流Ｉｎが３ｍＡに等しいときの上記のパルスコンバータの効率は、値０．７に達するが、この値から±２ｍＡずれると、効率は０．６に低下する。負荷時の出力電圧リップルの振幅は 0,7 mV を超えません。

構造的には、電源ユニットは、電力を供給する回路のプリント基板上に作成するのが最適であるため、電源ユニットのプリント基板のレイアウトは記載されていません。回路要素が占める面積は 12 cm2 を超えません。 MLT-0,125 抵抗と小型コンデンサ C1、C8、C9 - K53-1 を使用します。 C3 - C5 - KM; C2、C6、C7 - K52-1B。

記載の電源ユニットは、設置後の調整作業が不要なシンプルさが特徴です。出力安定化正電圧が公称値と 5% 以上異なる場合、ツェナーダイオード VD3 を選択することによって設定されます。電源の健全性の基準は、出力電圧が存在することと、無負荷電流が 2,5 mA を超えないことです。

文学：

Kudryashov B.P. 他、アナログ集積回路: ディレクトリ.-M.: 無線と通信、1981 年。
Khodakovsky E. 電圧極性コンバーター - ラジオ、1984 年、No. 7、p. 48-49。

著者：V.Efremov、V.Fedko

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