スイッチング電圧レギュレータ、8-60/5ボルト2アンペア。スキーム、説明

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スイッチング電圧スタビライザー、8-60/5 ボルト 2 アンペア。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この安定化装置は、回路の単純さと安定化係数と効率係数の高い値が同様のものとは異なります。広く使用されている K155LAZ マイクロ回路 (またはその類似物) を使用します。このスタビライザーはデジタルデバイスに電力を供給するために使用されており、さまざまなデジタルデバイスの製造では常に追加のインバーターが XNUMX つあります。

スタビライザ (図 5.13) は、トリガユニット (R3、VD1、VT1、VD3)、基準電圧源および比較デバイス (DD1.1、R1)、DC アンプ (VT2、DD1.2) の機能ユニットで構成されます。 .5、VT3）、トランジスタスイッチ（VT4、VT2）、スイッチングダイオード（VD2、L1）を備えた誘導性エネルギー蓄積デバイス、およびフィルタ - 入力（L1、C2、C4）および出力（C5、C3、L6、CXNUMX））。

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主な技術的特徴：

定格出力電圧、V ..... 5;
入力電圧、V.....8...60;
効率 ..... 0,69 ... 0,72;
安定化係数、少なくとも..... 500;
出力電圧リップル振幅、mV ..... 5;
出力インピーダンス、オーム、以下..... 0,02;
最大負荷電流、A ..... 2;
スイッチング周波数、kHz ..... 1,3 ... 48;
温度不安定性、mV /°С、約..... 12;
比総合電力、W/dm3.....40。

スタビライザーのプリント回路基板を図 5.14 に示します。 XNUMX.

スイッチング電圧レギュレータ、8-60/5ボルト2アンペア

電源投入後、エミッタフォロア付パラメトリック電圧安定器であるトリガユニットが動作します。トランジスタ VT1 のエミッタには約 4 V の電圧が現れますが、スタビライザの出力にはまだ電圧がないため、ダイオード VD3 は閉じています。その結果、基準電圧源とDCアンプがオンになります。トランジスタスイッチは閉じたままです。 DD1.1 素子の電源電圧は 5 V 未満であるため、その出力には高論理レベルが設定され、スイッチングパルスの急峻なエッジが DC アンプの出力に形成されます。このエッジはすぐに (約 30 ns 以内に) 電子スイッチを開き、誘導エネルギー蓄積デバイスに電流を流し始めます。スイッチを流れる電流とコンデンサ C4 の電圧は滑らかに増加します。この電圧がツェナーダイオード VD1 の電圧を超えるとすぐに、ダイオード VD3 が開き、トランジスタ VT1 が閉じます。起動ノードはオフになり、それ以降の操作には参加しません。

この瞬間からスタビライザー内の負帰還回路がオンとなり動作状態になります。コンデンサ C4 の電圧は、要素 DD1.1 の出力でレベル 1 が 0 に変化する瞬間まで増加し続けます。DC アンプはスイッチングパルスの減衰を形成し、電子キーは約 200 分間閉じられません。この瞬間まで、電磁エネルギーはインダクタ L2 に蓄積されます。電子キーを通過したエネルギーの一部が負荷に入ります。次に、インダクタL2の自己誘導電圧によりダイオードVD2が開き、このインダクタに蓄積されたエネルギーが負荷に流れ込み始めます。 DD1 マイクロ回路にとって危険な電圧サージの振幅を低減するために、コンデンサ C4 の静電容量は非常に大きく選択されますが、通常は数十または数百マイクロファラッドを超えません。

インダクタ L2 のエネルギー予備が使い果たされると、コンデンサ C4 から負荷に電流が流れます。しばらくすると、その電圧は次のスイッチングパルスの先頭が DC アンプの出力で形成され、電子スイッチが再び開くときの値まで減少します。つまり、スタビライザーの新しい動作サイクルが始まります。

すべてのインダクタは同じで、カップ間のギャップが約 20 mm の 2000NM フェライトで作られた B0,2 装甲磁気コアに巻かれています。巻線には、20 本の PEV-2-0,41 ワイヤの束が 0,2 回巻かれています。リングフェライト磁気コアを使用することもできますが、常にギャップが必要です。きれいな隙間が得られず、リングがいくつかの部分に分かれる場合でも、この場合でも必要な隙間（約XNUMX mm）を作成できます。これを行うには、接着する表面に「スーパーセメント」などの接着剤を何層か完全に乾くまで塗布し、その後断片を接着してリングを形成します。この場合も、巻き数とワイヤは重要ではありません。

スタビライザーはコンデンサ K52-2 などを使用しますが、常にタンタルまたはニオブを使用します (K50-6 に置き換えると効率が低下します)。 K50-6（C4およびC6）、残りはKM-5または。 KM-6。コンデンサ C2 は 1 μF の容量を持つ 3 つの並列接続で構成されます。ダイオード VD3102 は、任意のパルス低電力ダイオードと置き換えることができます。 KT3102G トランジスタの代わりに、KT342E、KT373V、KT608V が適しています。 KT1B (VT503) - KT503D、KT608E、および DC アンプの出力 - KT602B、KT630B、KT630A.KTXNUMXG の代わりに。

重要な要素では、トランジスタKT908B、2T908A、2T912B、KT912B、および効率がわずかに低下するKT808Aを使用できます。 KT909シリーズのトランジスタはスイッチが高周波で励磁され、機器全体が故障する恐れがありますので使用できません。 KT802、KT803、KT805、KT819、KT827、KT829、およびKT818、KT825シリーズのトランジスタもテストされましたが、より悪い結果が示されました(最後のXNUMXつのケースでは、それに応じてスイッチ回路が変更されました)。

使用されているすべての部品を注意深くチェックする必要があります。同調抵抗器 R1 をボードに取り付ける前に、その抵抗は 3,3 kΩ に設定されます。スタビライザーは最初に電源電圧 8 V、負荷抵抗 10 オームでオンになり、その後出力電圧が監視され、必要に応じて抵抗 R1 で 5 V のレベルに設定されます。

スタビライザーが 10 ～ 16 分間ウォームアップした後、最終的に電圧が設定されます。 VD2 ダイオードと VT4 トランジスタがヒートシンクに取り付けられている場合、スタビライザーは最大 4 A の負荷電流を供給できますが、この場合、スイッチ内の VD2 ダイオードを並列接続されたいくつかの 2D213A ダイオードから作成する方が良いでしょう。。

スタビライザの一部の動作モードでは、トランジスタ VT4 のコレクタとトランジスタ VT3 に基づく過渡プロセスが大幅に異なる場合があることに注意してください。トランジスタ VT4 のエミッタの電圧には、複雑な出力フィルタの波形プロセスによって引き起こされる寄生発振が含まれる場合がありますが、全体の効率は低下しません。

著者: Semyan A.P.

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