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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Regulador de tensão em um chip CMOS. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos As fontes de energia nas quais os elementos de potência operam em modo de comutação são mais complexas do que as fontes de energia com elementos operando em modo ativo, mas sua eficiência é duas ou até três vezes maior que a eficiência destas últimas. A eficiência da comutação dos estabilizadores de tensão é alta, uma vez que os transistores nos estados fechado e saturado dissipam pouca energia. Além disso, filtros com grandes valores de indutância e capacitância não são necessários na saída, pois a frequência de ondulação é alta (25...50 kHz). Um estabilizador de tensão de comutação com frequência de comutação constante do elemento chave, mas com duração variável de seu estado aberto (PWM), é mais simples que outros tipos de estabilizadores e permite o uso de transistores de baixa frequência. O estabilizador de tensão de pulso proposto com PWM (Fig. 1) contém um modulador de largura de pulso feito em um chip CMOS K176LP1 [1]. Este é um chip multifuncional contendo um conjunto de transistores CMOS (três canais p e três canais n). Inversores DD1.1 e DD1.2. cada um deles formado por dois transistores localizados no microcircuito K176LP1, juntamente com o resistor R4 e o capacitor C3 formam um multivibrador.Os dois transistores restantes do microcircuito K176LP1 (canal n e canal p) são conectados em paralelo à saída do o inversor DD1 1 e o resistor R4.
Quando o nível na saída DD1.1 é alto, o diodo VD2 está aberto e, desprezando sua resistência, podemos assumir que o canal p do transistor está conectado em paralelo com o resistor R4, e a resistência do canal cai com a diminuição do controle tensão. De forma semelhante, o canal n é conectado em paralelo com o resistor R4 quando a saída do inversor DD1.1 está baixa e VD3 está aberto (a resistência deste canal diminui com o aumento da tensão de controle). Como em qualquer valor da tensão de controle a resistência de saída de um transistor de efeito de campo aumenta e o outro diminui, o valor médio do resistor de derivação de resistência R4 ao longo do período é constante, e a frequência de oscilação do gerador também é constante, ou seja, apenas o ciclo de trabalho muda (de 1 a 99% do período de frequência operacional) e é diretamente proporcional à amplitude da tensão de controle. Uma sequência de pulsos modulados por duração é fornecida da saída do modulador de largura de pulso para a base do transistor VT2, que desbloqueia e bloqueia o transistor chave VT4. O diodo VD4 fornece um circuito fechado para a corrente do indutor L2 quando o transistor VT4 é desligado. O estabilizador, ao alterar o ciclo de trabalho dos pulsos de saída, permite que a tensão de saída mude em uma ampla faixa. Porém, como a tensão de saída possui nível de ruído duplo, são incluídos filtros em sua entrada e saída (indutâncias L1 e L3, capacitores C1, C4, C5). O estabilizador de tensão funciona da seguinte maneira. Parte da tensão de saída removida do potenciômetro R8 controla o ciclo de trabalho dos pulsos gerados pelo modulador de largura de pulso, ou seja, a relação entre as durações dos estados aberto e fechado do transistor chave VT4. Quando a tensão na saída do estabilizador diminui, a tensão de controle removida de R8 diminui. como resultado, o transistor chave VT4 fica aberto por mais tempo e o poderoso diodo VC4 está fechado, e vice-versa, com um aumento na tensão de saída, o transistor chave VT4 fica fechado por mais tempo e o poderoso diodo VD4 está aberto. Assim que o transistor chave VT4 fecha, o diodo VD4 abre imediatamente. e a energia armazenada no indutor L2 é transferida para a carga. A tensão de saída é ajustada com o potenciômetro R8. O estabilizador é colocado em uma placa de circuito impresso medindo 52x52 mm feita de fibra de vidro dupla face. O desenho da placa é mostrado na Fig. 2.
No estabilizador, em vez do transistor KT908A, você pode usar outros transistores poderosos de alta frequência, por exemplo, KT903A. ou potentes de baixa frequência - KT803, KT805, KT808 Em altas correntes de carga, o transistor chave VT4 deve ser instalado no radiador para eliminar seu superaquecimento.Como diodo VD4, você pode usar o diodo KD212 ou a junção coletor de um poderoso transistor de alta frequência. As bobinas L1 e L3 são enroladas em seções de haste de ferrite (600MN) com 20 mm de comprimento e 8 mm de diâmetro. Eles contêm 10 voltas de fio PEV-2 01,2 mm. O indutor L2 é feito em um núcleo de ferrite blindado 26MN (B2000) com uma folga entre os copos de 0,2 mm. Os enrolamentos L2 do indutor são compostos por três fios PEV-2 de 00,2 mm torcidos com uma broca. O enrolamento continua até que o núcleo da armadura seja preenchido. Literatura
Autores: V.Kalashnik, M.Eremin, R.Panov, Voronezh.
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