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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Poderosa fonte de alimentação de laboratório com maior eficiência. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação A fonte de alimentação ajustável é parte integrante do laboratório de rádio amador. A revista "Radio" descreveu muitos desses dispositivos, mas alguns deles têm baixa eficiência. O fato é que, na maioria das vezes, as fontes de alimentação de laboratório são feitas com base em estabilizadores lineares, pois muitas vezes é muito difícil eliminar a principal desvantagem das fontes pulsadas - um nível aumentado de ondulação. Como regra, uma consequência de tal solução de circuito é o aumento das perdas de energia. O autor propõe sua própria solução para esse problema. Você pode aumentar a eficiência do estabilizador tornando-o de dois estágios: o primeiro estágio é um estabilizador preliminar de pulso; o segundo - o linear usual. Ambos os estágios são cobertos por feedback, graças ao qual a queda de tensão mínima permitida é mantida no estabilizador linear e, assim, é garantida alta eficiência. Os estabilizadores de comutação, montados em uma base de elementos modernos [1, 2], fornecem altos parâmetros operacionais, incluindo baixas perdas. Esses dispositivos foram tomados como base para o desenvolvimento da fonte de alimentação do laboratório proposta. Principais características técnicas
O esquema do dispositivo é mostrado na fig. 1. O regulador de comutação do primeiro estágio é montado no chip controlador TL598 (DA4) SHI da Texas Instruments, que controla o transistor de comutação IRF9540 (VT3). O microcircuito TL598 difere do TL494 comum pela presença de um amplificador push-pull na saída (o controlador SHI doméstico mais próximo em termos de características é o KR1114EU4). O uso deste microcircuito em particular se deve aos seus altos parâmetros técnicos: corrente de saída de até 0,2 A, frequência de clock de até 300 kHz, além de um pequeno preço.
O uso de um transistor de efeito de campo de comutação IRF9540 (VT3) e um diodo Schottky KD2998G (VD2) com baixa queda de tensão e tempo de recuperação tornou possível aumentar a eficiência do regulador de comutação em cerca de 90%. Para aumentar os limites da regulação da tensão de saída, o amplificador de buffer no conjunto do transistor VT2 é alimentado por um estabilizador auxiliar no chip DA2. Um regulador de tensão paramétrico baseado em um transistor de efeito de campo VT4 e um diodo zener VD9 melhora o coeficiente de estabilização e permite que você trabalhe com uma tensão de entrada mais alta. O resistor R9 no circuito do capacitor de filtro C8 protege o chip DA2 de sobrecarga quando o dispositivo é ligado. Da saída do regulador de comutação, a tensão é fornecida a um regulador linear montado em um chip DA1 com baixa queda de tensão. Com este projeto de circuito, as características de saída da unidade de laboratório são determinadas pelos parâmetros do microcircuito, que fornece boa supressão de ondulação, proteção de corrente e superaquecimento, e a perda de energia é aproximadamente igual a 5%. Para regular a tensão de saída da unidade de zero, uma tensão de -1 V é fornecida ao circuito de saída de controle do microcircuito DA15 de uma fonte separada. O optoacoplador do transistor U1 mantém uma queda de tensão no regulador linear de cerca de 1,5 V. Se a queda de tensão no chip aumentar (por exemplo, devido a um aumento na tensão de entrada), o diodo emissor do optoacoplador e, consequentemente, o fototransistor gira sobre. O controlador SHI desliga fechando o transistor de comutação. A tensão na entrada do regulador linear diminuirá. Para melhorar a estabilidade, o resistor R3 é colocado o mais próximo possível do chip estabilizador DA1. Indutores L1, L2 - pedaços de tubos de ferrite colocados nos terminais das portas dos transistores de efeito de campo VT1, VT3. O comprimento desses tubos é aproximadamente metade do comprimento da saída.
O indutor L3 é enrolado em dois núcleos magnéticos anulares K36x25x7,5 dobrados em permalloy MP140. Seu enrolamento contém 45 voltas, que são enroladas em dois fios PEV-2 com diâmetro de 1 mm, dispostos uniformemente ao longo do perímetro do circuito magnético. Como com uma corrente de carga próxima ao máximo, uma potência significativa é liberada no estabilizador DA1 e no transistor VT3, eles devem ser instalados em dissipadores de calor com área de pelo menos 30 cm2. É permitido substituir o transistor IRF9540 (VT3) por IRF4905 e o transistor IRF1010N (VT1) por BUZ11, IRF540, KP727B. A área dos dissipadores de calor é calculada de acordo com o método descrito em [3]. Se necessitar de uma unidade com corrente de saída superior a 7,5 A, deverá adicionar outro regulador DA5 em paralelo com DA1 (Fig. 2). Então a corrente de carga máxima chegará a 15 A. Nesse caso, o indutor L3 é enrolado com um feixe composto por quatro fios PEV-2 com diâmetro de 1 mm, e a capacitância dos capacitores C1-C3 é aproximadamente dobrada. Os resistores R18, R19 são selecionados de acordo com o mesmo grau de aquecimento dos microcircuitos DA1, DA5. O controlador SHI deve ser substituído por outro que permita operação em frequência maior, por exemplo, KR1156EU2. Se não houver necessidade de uma grande corrente de carga, o estabilizador KR142EN22A pode ser substituído por KR142EN22 (corrente máxima 5 A) ou KR142EN12A (1,5A). Literatura
Autor: S. Korenev, Krasnoyarsk
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Comentários sobre o artigo: Sergei Monte um circuito de conversão de tensão de pulso para colocar um stub linear na saída. tensão em um, a propósito, não é um microcircuito barato? Esta é realmente uma decisão estranha... Não seria mais fácil colocar um par de filtros LC na saída para suprimir ondulações? Faz sentido montar um circuito de conversão de impulso, se a saída ainda for KR142EN22A? Alguém já reproduziu esse padrão? Maxim Saranchin Eu tentei fazer este PSU na época. Ganhou com alteração do controle do transistor VT3. Não foi possível iniciar com o esquema original (este nó não está funcionando). O próprio autor aparentemente não tentou. Bem, sim, o estabilizador linear está um pouco quente, digamos em 10v e 8A.
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