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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Um estabilizador paralelo simples e poderoso em transistores de 12 volts e 600 miliamperes. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos Este artigo descreve os princípios de operação de um estabilizador paralelo e discute a possibilidade de seu uso para estabilizar a fonte de alimentação de potentes amplificadores de baixa frequência de alta qualidade. Um diagrama de uma fonte de alimentação completa com estabilizador paralelo também é mostrado. Os estabilizadores paralelos são amplamente utilizados entre rádios amadores, bem como em dispositivos de áudio industriais de alta qualidade. Nestes dispositivos, o elemento estabilizador é conectado em paralelo à carga, o que tem um bom efeito em um parâmetro do estabilizador como seu desempenho. Na verdade, a velocidade do estabilizador é determinada pela velocidade do elemento estabilizador. Também entre as vantagens dos estabilizadores paralelos está o fato de que independente da corrente consumida do estabilizador, a corrente consumida por ele da fonte de alimentação permanece inalterada. Este fato tem um efeito positivo no nível de ruído emitido pela fonte de alimentação como um todo (devido ao fato de desvios da corrente de consumo não fluirem pelo transformador e ponte retificadora), embora seja a razão de sua baixa eficiência . Consideremos o acima exposto usando o exemplo do estabilizador paralelo mais simples - um estabilizador paramétrico baseado em um diodo zener (Fig. 1).
O resistor R0 define a corrente total que fluirá através do diodo zener e da carga conectada em paralelo a ele. É fácil ver que quando a corrente de carga muda, a corrente através do resistor R0 permanecerá constante, apenas a corrente que flui através do diodo zener D1 mudará. Isso acontecerá desde que a condição (1) seja atendida: IН<IR0-Ist.min. (1)
O desempenho deste estabilizador será determinado principalmente pela taxa de variação do valor da capacitância da barreira do diodo zener [1], bem como pelo tempo de carga-descarga do capacitor C1. No entanto, tais estabilizadores também apresentam desvantagens - em particular, para obter um coeficiente de estabilização mais ou menos decente (>100), uma corrente proporcional à corrente de carga deve fluir através do diodo zener. Esta circunstância, tendo em conta o facto de a grande maioria dos díodos zener serem concebidos para correntes até 100 mA, dificulta a utilização de estabilizadores paramétricos em dispositivos de alta potência. Para contornar este obstáculo, um poderoso elemento ativo, por exemplo um transistor MOSFET, é colocado paralelamente ao estabilizador, como mostrado na Fig. 2.
Neste circuito, o diodo zener apenas define uma tensão estável na porta do transistor Q1, através do circuito dreno-fonte por onde flui a corrente principal. O diodo Zener VD3 protege Q1 contra quebra devido à alta tensão desta implementação. Mais detalhes sobre o funcionamento deste esquema podem ser encontrados em [2]. O circuito mostrado na Figura 30 é capaz de operar com altas correntes (limitado pelas características máximas do mosfet utilizado), mas emite alta potência e tem baixa eficiência (menos de 1% - se a queda no resistor R100 for relativamente grande, o a corrente através do mosfet é comparável à corrente através da carga, a magnitude das tensões de entrada e saída não excede XNUMX V), o que é uma séria desvantagem em aplicações de alta potência. Mas a corrente que flui através do mosfet pode ser significativamente reduzida sem comprometer o coeficiente de estabilização se a fonte de instabilidade neste circuito for eliminada. Vejamos isso com mais detalhes. Quando a tensão na entrada do estabilizador muda, a corrente que flui através do resistor R1 muda; essa mudança pode ser reduzida aumentando o valor desse resistor, mas isso, por sua vez, exigirá um aumento na queda de tensão nesse resistor, e, portanto, reduzirá a eficiência. A solução ideal, na minha opinião, é substituir este resistor por uma fonte de corrente, na qual a queda de tensão possa ser igual à soma do desvio da tensão de entrada + 2-3 volts para operação normal do elemento ativo da corrente fonte. Levando em conta essas adições, foi desenvolvido um circuito de alimentação com estabilizador paralelo, mostrado na Fig. 3.
A função do resistor de ajuste de corrente aqui é executada pela fonte de corrente no transistor Q1. Para reduzir a instabilidade da corrente que produz, ele é alimentado por outra fonte de corrente de menor potência, que por sua vez é alimentada através de um filtro RCR para reduzir a ondulação. O resistor R7 pode ser usado para regular aproximadamente a corrente operacional do estabilizador, e o resistor R4 pode ser usado para regulá-la suavemente. Com o resistor R8 você pode ajustar a tensão de saída do estabilizador dentro de pequenos limites. R6 é uma carga de fonte de alimentação que consome cerca de 600 mA (não conecte a fonte de alimentação sem carga!). Os transistores Q1 e M1 podem ser instalados em um radiador comum com área de pelo menos 500 cmXNUMX. Principais características técnicas do estabilizador (com filtros RC de entrada e saída):
É fácil perceber que o circuito apresentado possui parâmetros bastante elevados em termos de eficiência e Kst, comparáveis às características dos estabilizadores de compensação em série, mantendo quase completamente as vantagens dos estabilizadores paralelos. Ao mesmo tempo, o circuito é bastante simples, não requer peças escassas e pode ser projetado até mesmo por rádios amadores novatos. Com tensão de entrada de até 50V, o circuito pode usar - Q1-BD244C, Q2-BC546A, M1-IRF630. Como diodo zener D7, você pode usar qualquer tensão de 8,2 V, diodos D1-D4 por exemplo SF54, diodos D5, D6, D8, D9 - por exemplo 1N4148. Literatura
Autor: Baushev Oleg, também conhecido como Olegyurich; Publicação: cxem.net
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