コンパクトなトランスレス電源、220/9ボルト0,2アンペア。スキーム、説明

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コンパクトなトランスレス電源、220/9 ボルト 0,2 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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整流された主電源電圧コンバータ (主電源変圧器なし) を使用した二次電源の構造は、そのコンパクトな設計のためだけではなく、開発者の注目を集めています。場合によっては、このようなブロックは、携帯機器内のノードの電磁両立性を確保するという点で最も合理的であることが判明します。

以下に説明する電源は高性能であるため、高品質の機器での使用に適しています。

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主な技術的特徴：

主電源電圧、V ....... 220±15％
ネットワークから消費される電流、nA ....... 25
変換周波数、kHz ....... 20
最大 200 mA の負荷電流および合計リップル係数 (ピーク値) 0,02% での出力安定化電圧、V ..... 2x9
安定化係数......2000

電源ユニットは、コンバータ、絶縁トランス、補償バイポーラ電圧安定器で構成されます。ダイオードブリッジ VD2 によって整流された主電源電圧は、コンバータに供給される前に予備安定化を受けます。スタビライザーはトランジスタ VT1、VT2 に組み込まれています。比較要素および誤差信号増幅器のトランジスタＶＴ２のエミッタ回路に含まれる例示的な電源ＶＤ３Ｒ２は、ダイオードＶＤ５の整流器を介して変圧器Ｔ１の巻線ＩＩＩから電力を供給される。

このコンバータは、トランス T1 (巻線 I、II、IV)、コンデンサ C3、C4、およびトランジスタ VT3、VT4 のハーフブリッジ回路上に構築されています。 RC 回路 R9C6、R10C8 - タイミング。トランジスタ VT3 と VT4 のエミッタ接合は、ダイオード (VD4、VD6) によって保護されています。コンバータの起動ユニットは、VT5 トランジスタ上の緩和器であり、その雪崩のような動作モードとトリガパルスのパラメータは要素 R6 ～ R8、C5 によって設定されます。

ユニットがネットワークに接続されると、コンデンサ C5 は抵抗 R6、R7、ツェナーダイオード VD1、およびオープントランジスタ VT1 を介して充電されます。トランジスタ VT5 のコレクタの電圧が 70 ～ 90 V に達すると、雪崩のように開き、コンデンサ C5 はトランジスタ VT5、トランジスタ VT4 のエミッタ接合、および抵抗 R7 を介して放電されます。その結果、トランジスタ VT4 が開き、コンバータが動作し始めます。コンデンサ C5 は、変圧器 T5 の巻線 IV からのパルスによって開かれるトランジスタ VT1 を介して周期的に放電されます。

コンバータの起動後、ツェナーダイオード VD3 のパラメトリックスタビライザが動作し、トランジスタ VT1 が開いたトランジスタ VT2 とともに電圧安定化モードになります。主電源電圧が変化すると、たとえば主電圧が増加すると、巻線 III の電圧が増加します。これにより、トランジスタ VT2 を流れる電流が増加し、トランジスタ VT1 のコレクタ電流が減少します。コンバータの電源電圧（コンデンサC1の両端の電圧）の低下。負荷電流が減少すると、同様に自動調整プロセスが発生します。

主電源電圧が ±15% 変化し、負荷電流が 0 ～ 200 mA の場合、7 次安定器の入力 (VD1 ブリッジの出力) での電圧変化は、公称電圧 12,5 V で ±2 V を超えません。 V (抵抗R1によって設定)。この場合、ネットワークスタビライザーの制御要素 (コンデンサ C2 と C15 の正端子間) での電圧降下は 80 ～ 7 V の範囲で変化します。ネットワークスタビライザーの導入により、ほぼ公称の動作モードを保証することができます。出力スタビライザのオペアンプは、制御トランジスタ VT4 用の小さなヒートシンク (約 2 cm1、トランジスタ VT8 のヒートシンク面積は約 2 cmXNUMX) で済みます。

出力補償レギュレータには、調整トランジスタ VT7、トランジスタ VT6 のエミッタフォロワ、オペアンプ DA1、DA2 の DC アンプ、およびツェナーダイオード VD8 のパラメトリックスタビライザが含まれています。各オペアンプは負のフィードバック (抵抗 R11、R12 および R14、R16 を介して) によってカバーされており、制御要素の速度が向上します。制御ループに高速直流アンプを使用することで、スタビライザーの過渡応答が改善され、出力の大容量コンデンサが不要になります。検討中のブロックでは、比較的小さなコンデンサ C11 を使用するこのような技術的解決策は、スタビライザの出力で 1000 マイクロファラッドのコンデンサをオンにすることと同等です。

スタビライザーの特性がわずかに低下するだけで 11 つのオペアンプを省略できることに注意してください。ただし、コンデンサ C68 の静電容量を増加する必要があります (容量 2 マイクロファラッドのコンデンサを使用してテストしました)。この簡略化により、オペアンプ DA6 の出力はトランジスタ VT1 のベースに直接接続され、オペアンプ DAXNUMX に関連するすべての要素が除外されます。

このデバイスは固定抵抗 MLT を使用します。 R2、R18 - SP3-27; 1/2 V 用コンデンサ C50、C7 - K300-345。 C3、C4 - 73 V 用 K17-250; C5、C6、C8、C12、C13 - KM-5a; C7、C9、C11 - KM-6; C10 - K53-1。トランジスタ KT704A は、任意の文字インデックスを持つ KT940、KT605 に置き換えることができます。KT312V - 抵抗器 R315 の抵抗を 8 kOhm に減少させた KT10B に置き換えることができます。KT646A - 任意の文字インデックスを持つ KT602、KT503、GT404 に置き換えることができます。

トランス T1 は、フェライト 28NN 製のサイズ K16x9x3000 のリングに巻かれています。巻線 I と IV には PELSHO 12 ワイヤが 0,15 ターン、巻線 II - PEV-240 2 ワイヤが 0,25 ターン、巻線 III - PELSHO 15 ワイヤが 0,15 ターン、巻線 V と VI - ワイヤ PEV-34 2 が 0,35 ターン含まれています。

コンバータ自体に関連する要素はシールドする必要があります。

通常、正しくマウントされたソースはすぐに動作を開始します。コンバータが起動しない場合は、巻線と起動ユニットの正しい接続を確認する必要があります。その動作は、オシロスコープ画面（閉入力）で信号形状を監視することで確認できます。 VT5 トランジスタのコレクタでは、信号は数百ヘルツの周波数を持つ一連の鋸歯状パルスのように見えるはずです。

ネットワーク安定化装置の確立は、(定格主電源電圧と負荷電流において) 抵抗R2によるコンデンサC1、C2の正端子間の電圧降下を、コンデンサのコレクタ電圧である40 ... 45 Vに設定することで構成されます。トランジスタ VT5 は約 12,5 V である必要があります。電圧 2x9 V は抵抗 R18 によって設定されます。

著者：V.Karlashchuk、S.Karlashchuk

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