Импульсный регулируемый стабилизатор напряжения и тока. Введение популярность tl494 неоспорима
 Скачать 443.21 Kb.
|
|
ВВЕДЕНИЕ Популярность TL494 неоспорима. Появившись более двух десятков лет назад, микросхема производится до сих пор, являясь основой многих промышленных и любительских силовых конструкций. Она замечена даже в схеме управления инвертором подсветки LCD-дисплея, не говоря уже о том, что существуют варианты любительских разработок звуковых усилителей (с ШИ-управлением, разумеется) на базе TL494. В последние десятилетия, импульсные стабилизаторы напряжения нашли широчайшее применение в электронной аппаратуре различного назначения, начиная от измерительной и коммуникационной техники, автоматики, ПК и сотовых телефонов вплоть до телевизоров и бытовой техники. Импульсные стабилизаторы зачастую являются основой узлов, которые принято называть DC/DC-преобразователями. Они имеют высокий КПД и намного меньшие потери на нагрев регулирующего элемента (РЭ), чем обычные линейные стабилизаторы. Это происходит потому, что РЭ импульсных стабилизаторов работает в ключевом режиме, а значит, имеет меньшую площадь поверхности и размеры радиатора, на котором устанавливается микросхема или внешний РЭ стабилизатора. Маломощные импульсные стабилизаторы могут не иметь радиатора вообще. Большая часть современных импульсных блоков питания изготавливается на микросхемах типа TL494, которая является импульсным ШИМ контроллером. Силовая часть изготавливается на мощных элементах, например транзисторах. Схема включения ТЛ494 простая, дополнительных радиодеталей требуется минимум. Довольно часто возникают ситуации, когда характеристики электрического тока в сети не позволяют нормально эксплуатировать различные приборы и оборудование. Для решения этой проблемы используется импульсный стабилизатор тока, конструктивно напоминающий стабилизирующее устройство напряжения, работающего на основе импульсного преобразователя. Основной функцией импульсного стабилизатора является контроль над состоянием тока через нагрузку. В случае снижения тока в нагрузке подкачивается дополнительная мощность, а при повышении тока - мощность понижается. Микросхему не обошли вниманием и разработчики лабораторных источников питания. В связи чем, рассматриваемая тема будет постоянно развиваться, усовершенствоваться и не терять своей актуальности. ГЛАВА 1. ИМПУЛЬСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА КЛЮЧЕВЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ УСТРОЙСТВАХ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ Важнейшими устройствами преобразования энергии в (ИВЭП) источниках вторичного электропитания являются преобразователи и стабилизаторы с импульсным регулированием энергии. Импульсное преобразование энергии осуществляется с помощью мощных транзисторных ключей, имеющих два основных состояния: режим насыщения – полностью открытое состояние и режим отсечки – закрытое (запертое) состояние. Потери мощности (мощности рассеивания) уменьшаются и, как следствие, увеличивается коэффициент полезного действия (КПД до η=95÷98%). Преобразование энергии на высоких частота позволяет значительно уменьшить объем и массу электромагнитных элементов и конденсаторов преобразователей и тем самым повысить (улучшить) массогабаритные показатели источника питания. Импульсные преобразователи принято разделять на нерегулируемые и регулируемые. В регулируемых импульсных преобразователях осуществляется регулирование выходного напряжения или тока и поэтому может быть реализована их стабилизация. Различают однотактные преобразователи с передачей энергии только в течении одного полупериода и двухтактные. Подавляющее большинство импульсных стабилизаторов постоянного напряжения и тока с гальванической связью входа и выхода являются регулируемыми преобразователями однотактного типа. В импульсных стабилизированных преобразователях применяются широтно-импульсные способы регулирования энергии, при которых величина выходного напряжения определяется временными параметрами импульсов. В результате изменения временных параметров, т.е. отношения длительности импульсов tи к длительности пауз tп регулируется количество энергии, передаваемое в нагрузку и, таким образом, величина выходного напряжения. ПРИНЦИП ШИМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ Отношение длительности tи импульсов к периоду повторения Т называется коэффициентом заполнения γ= tи/Т. период повторения импульсов или частота преобразования электрической энергии может быть постоянной, переменной или изменяющейся по определенному закону в зависимости от режима работы например стабилизатора. Способ управления (изменения) длительности импульсов, паузы или периода определяет название способа широтно-импульсного регулирования энергии: - широтно-импульсная модуляция с фиксированной частотой; - широтно-импульсная модуляция релейного типа (двухпозиционная); - широтно-импульсная модуляция фазосдвигающего типа; - частотно-импульсная модуляция. Наиболее широко в импульсных преобразователях и стабилизаторах используется широтно-импульсная модуляция с фиксированной частотой (несущей), т.е. постоянным периодом коммутации энергии. В этом случае спектр пульсаций выходного напряжения имеет известные частоты спектральных составляющих. Это значительно облегчает задачу подавления пульсаций и выбора частоты преобразования энергии из условия наименьшего влияния на другие устройства. При ШИМ этого вида изменяется длительность импульса (открытого состояния ключа) и, соответственно паузы. Как известно, в стабилизаторах компенсационного типа производится сравнение выходного напряжения Uвых стабилизатора с опорным напряжением Uоп. В результате сравнения (т.е. вычитания) получается сигнал ошибки Uош, который сравнивается с линейно изменяющимся сигналом Uлин. Отпирание ключевого элемента производится по началу тактового импульса, а запирание – в момент равенства Uош и Uлин. Таким образом, сигнал Uош является модулирующим по отношению к импульсному напряжению несущей частоты или частоты преобразования. С помощью ШИМ модулятора формируются импульсы управления ключевым регулирующим элементом стабилизатора. Большей ширине импульсов tи, т.е. времени открытого состояния ключа (соответственно, меньшим значениям времени паузы tп), соответствует большее усредненное по времени выходное напряжение Uвых. Например, при увеличении обратной связи, сигнал ошибки Uош уменьшается, следовательно, уменьшается ширина tи импульсов. В результате усредненное по времени выходное напряжение Uвых остается практически неизменным. С помощью накопительного дросселя и конденсатора фильтра производится сглаживание пульсаций выходного напряжения Uвых (Рис.1.1). Рисунок 1.1 - Рисунок 1 – Широтно-импульсная модуляция с фиксированной несущей частотой. Диаграмма 1 – кривая входного напряжения (питания) стабилизатора  2 - модулирующий сигнал (ошибки Uош), и сигнал линейно-изменяющегося напряжения Uлин несущей частоты на входе устройства модуляции; 3 - широтно-модулированное напряжение (ключа); 4 - интегрированное (фильтрованное) напряжение на выходе стабилизатора В зависимости от построения силовой части импульсные стабилизаторы постоянного напряжения с гальванической связью входа и выхода (регулируемые преобразователи однотактного типа) подразделяются на три основные схемы: понижающую с последовательным включением дросселя и регулирующего транзисторного ключа; повышающую с параллельным включением транзисторного ключа и инвертирующую с параллельным включением дросселя. В импульсных стабилизаторах компенсационного типа используется компенсационный принцип стабилизации выходного напряжения, поэтому они имеют структурную схему управления, функционально аналогичную схеме непрерывных стабилизаторов с контуром отрицательной обратной связи. Различие заключается в том, что сигнал ошибки преобразуется с помощью ШИМ модулятора в импульсный сигнал управления с изменяемым коэффициентом заполнения γ=tи/Т; этот сигнал используется для управления регулирующим элементом РЭ, который также работает в импульсном, ключевом режиме. В однотактных стабилизаторах между первичным источником энергии и нагрузкой имеется промежуточный буфер накопления энергии - дроссель. Сначала, на интервале импульса, энергия накапливается в дросселе (EL=LI2/2), а затем, на интервале паузы, передается в нагрузку. Одновременно с помощью дросселя и конденсатора производится сглаживание выходного напряжения стабилизатора (Рис.1.2). Рисунок 1.2 - Структурная схема импульсного стабилизатора понижающего типа  Эта схема однотактного ИСН позволяет получить на выходе напряжение, которое всегда меньше, чем напряжение на входе Uвых< Uвх. Стабилизаторы построенные по такой схеме называются понижающими, а в иностранной литературе «Chopper» («хоппер»). Стабилизатор включает в себя силовую часть (РЭ - транзистор VT1, накопительный дроссель L, конденсатор С1 фильтра и диод VD1) и схему управления или контроллер. Контроллер содержит источник опорного напряжения Uоп, сравнивающий усилитель и широтно-импульсный модулятор. Выходной сигнал контроллера представляет собой импульсный сигнал несущей частоты fпр, широтно-модулированный в соответствии с медленно изменяющимся сигналом Uош. В течении времени tи, когда ключ VT1 открыт, происходит накопление энергии в дросселе L1. При этом ток проходит от положительного полюса + Uвх первичного источника через открытый ключ VT1, дроссель L1, конденсатор С1 фильтра и нагрузки Rн к «-». Когда ключ VT1 заперт (интервал tп паузы), под действием ЭДС самоиндукции дросселя L1 происходит отпирание диода VD1 и энергия, запасенная в дросселе поступает в нагрузку и на заряд конденсатора С1. В импульсном стабилизаторе с понижением напряжения выходное напряжение равно Uвых= Uвхγ. В ИСН повышающего типа когда ключ VT1 открыт, диод VD1 оказывается закрытым (напряжение на конденсаторе С1), а ток проходит от положительного вывода +Uвх источника через дроссель L1 и ключ VT1 «-». На интервале tп (паузы) запертого состояния ключа полярность ЭДС самоиндукции UEL дросселя L1 оказывается согласной по отношению к полярности напряжения Uвх первичного источника, поэтому диод VD1 отпирается. Ток суммарного напряжения (Uвх + UЕl) проходит от +Uвх через дроссель L1, диод VD1, нагрузку Rн и конденсатор С1 к «-». В стабилизаторе с повышением напряжения Uвых= Uвх/(1-γ), т.е. Uвых всегда больше напряжения питания Uвх (Рис.1.3). Рисунок 1.3 - Структурная схема импульсного стабилизатора повышающего типа  В стабилизаторе инвертирующего типа на интервале tп ток проходит от +Uвх источника через ключ VT1 и дросель L1 к «-» источника. В это время питание нагрузки осуществляется от конденсатора С1. После запирания ключа VT1 в дросселе L1 возникает ЭДС самоиндукции с отрицательным потенциалом на верхнем выводе дросселя и положительным на нижнем выводе. Ток разряда энергии дросселя L1 проходит от его нижнего, положительного вывода через нагрузку Rн и конденсатор С1, затем открывшийся диод VD1 к верхнему, отрицательному выводу. В стабилизаторе с изменением полярности напряжения питания Uвых=- Uвх(1-γ) выходное направление противоположно по знаку входного по величине. Так, например, при γ=0,5 выходное напряжение равно по величине входному Uвых= -Uвх. Рисунок 1.4 - Структурная схема импульсного стабилизатора инвертирующего типа  Стабилизация выходного напряжения Uвых обеспечивается с помощью цепей обратной связи. Сигнал выходного напряжения подается на вход контроллера, где выходное напряжение Uвых сравнивается с опорным напряжением Uоп, которое является практически неизменным. В результате сравнения (вычитания) получается ошибка Uош выходного напряжения относительно опорного значения. Сигнал ошибки Uош усиливается и затем преобразуется в широтно-модулированный сигнал γ с помощью модулятора. Широтно-модулированный сигнал используется для управления регулирующим элементом VT1 ключевого типа и определяет время его открытого tи и закрытого tп состояния. В силу отрицательной по знаку обратной связи, например при увеличении выходного напряжения Uвых, величина сигнала ошибки Uош уменьшается. Поэтому длительность открытого состояния (импульса) tи уменьшается, а длительность закрытого состояния (паузы) tп увеличивается [Гейтенко Е.Н. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и расчет. Учебное пособие. - М.: Солон - Пресс, 2008 - 448 с]. В зависимости от величины индуктивности дросселя L, тока нагрузки Iн и других параметров для всех трех стабилизаторов можно выделить два режима работы: режим непрерывных токов и режим прерывистых токов, протекающих через дроссель (Рис. 1.5). Рисунок 1.5 - Диаграммы напряжений в схеме импульсного стабилизатора понижающего типа  Период ТПр частоты преобразования электрической энергии в стабилизаторе определяется задающим генератором и генератором линейно изменяющегося напряжения Uлин (Uу на диаграмме рисунок 5). В результате сравнения сигналов Uош и линейно изменяющегося Uлин с помощью широтно-импульсного модулятора задаются длительность импульса tи и паузы tп, т.е. значение коэффициента заполнения γ=tи/ТПр. При отпирании ключевого транзистора VT1 под действием управляющего импульса в течении короткого интервала времени tв, пока не заперся диод VD1, на транзисторе оказывается напряжение, равное напряжению питания Uвх. Это обусловлено тем, что время восстановления обратного сопротивления диода VD1 может составлять значительную величину, превышающую время отпирания ключевого транзистора. Ток через открытый транзистор резко возрастает. Далее, по мере запирания диода, ток транзистора VT1 снижается до значения, определяемого параметрами дросселя, емкости и нагрузки. В течении времени открытого состояния ток в транзисторе и дросселе возрастает практически по линейному закону. Как показано на рисунке переменная составляющая ΔIʟ/2 тока дросселя меньше тока нагрузки Iн. Граничное значение индуктивности дросселя, соответствующее равенству амплитуды переменной составляющей тока в дросселе ΔIL/2 значению тока нагрузки Iн принято называть критическим значением индуктивности Lкр. Для обеспечения безразрывности тока дросселя расчет индуктивности ведется из условия L>Lкр для рабочего диапазона изменения тока нагрузки Iн. При расчетах импульсных стабилизаторов параметры дросселя выбираются из условия обеспечения непрерывности тока в дросселе. Одновременно дроссель L и конденсатор С являются выходным фильтром стабилизатора и их параметры определяются заданным уровнем пульсаций выходного напряжения Uвых. Для уменьшения массогабаритных показателей требуется уменьшать индуктивность дросселя, но это приводит к режиму прерывистых токов через дроссель, при этом резко возрастают пульсации напряжения. В качестве электронного ключа VT1 используются мощные высокочастотные биполярные или полевые транзисторы самых разных технологий изготовления. Среди них наиболее широко распространены транзисторы с изолированным затвором, т.е. МДП – транзисторы (MOSFET). В качестве ключа VD1 используются мощные высокочастотные диоды. При больших токах и низких напряжениях преобразования используются диоды диффузией золота или диоды Шотки. Также на этом месте могут быть использованы биполярные или полевые транзисторы, но для этого следует усложнить устройство управления. ГЛАВА 2. ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОММУТАТОРА НА БСИТ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ МИКРОСХЕМЫ TL494 2.1 КОММУТАТОР БСИТ БСИТ (биполярный транзистор со статической индукцией, Bipolar Static Induction Transistor) - транзисторы кремниевые ключевые эпитаксиально-планарные с вертикальным каналом со статической индукцией. Предназначены для применения в схемах высокочастотных источников питания и в других быстродействующих ключевых схемах радиоэлектронной аппаратуры. Выпускаются в пластмассовых корпусах. К перспективным приборам силовой электроники относятся биполярные со статической индукцией транзисторы (БСИТ). Они являются переключательными элементами для изделий и устройств силовой электроники и в сравнении с их более известными транзисторными прототипами (БМТ, МОП МТ и БТИЗ) превосходят их по основным характеристикам [Исмаилов Т.А., Шахмаева А. Транзисторные структуры силовой электроники/ СПб.:Политехника, 2011.-125 с. Исмаилов Т.А., Шахмаева А.Р., Букашев Ф.И., Захарова П.Р.Технология, конструкции, методы моделирования и применение БСИТ-транзисторов/ М.: Академия, 2012.-252 с. Исмаилов Т.А., Шахмаева А.Р., Захарова П.Р. Способ изготовления БСИТ-транзистора с охранными кольцами. Пат. 2013100528/28 Рос. Федерация:МПК H01L 29/70, No 2524145; заявл. 09.01.2013;опубл. 27.07.2014 Бюл. No21.-6с] Характеристики БСИТ схожи с характеристиками биполярного транзистора. По сравнению с полевым транзистором БСИТ эффективно работает при параллельном включении и имеет высокое быстродействие, не уступающее полевым транзисторам. БСИТ сочетает все лучшие достоинства биполярных транзисторов и полевых транзисторов при низкой стоимости, что позволяет предположить, что в ближайшие годы эти транзисторы смогут заменить биполярные, практически во всех областях применения с одновременным улучшением технико-экономических показателей РЭА. БСИТ - транзисторы изготавливаются с применением эффективных методов биполярной технологии, хорошо отработанных при производстве мощных транзисторов. Они имеют заметно более низкую стоимость по сравнению как с МОП МТ, так и с БТИЗ. Тем не менее, широкое внедрение БСИТ - транзисторов сдерживается, как по субъективным причинам (разработчики доверяют проверенным временем мощным полупроводниковым приборам), так и по объективным. Небольшой процент выхода годных БСИТ в процессе их производства и достаточно большой разброс получаемых значений нормируемых параметров у этого типа мощных полупроводниковых приборов (Таблица 2). Таблица 2
Номенклатура БСИТ 2.1 ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ Специально созданные для управления МВП микросхемы TL493/494/495 обеспечивают разработчику расширенные возможности при конструировании схем управления ИВП. Приборы TL493/494/495 включают в себя усилитель ошибки, встроенный регулируемый генератор, компаратор регулировки «мертвого времени», триггер управления, прецизионный ИОН на 5 В и схему управления выходным каскадом. Усилитель ошибки выдает синфазное напряжение в диапазоне -0,3…(Vcc -2) В. Компаратор регулировки «мертвого» времени имеет постоянное смещение, которое ограничивает минимальную деятельность «мертвого» времени величиной порядка 5%. Допускается синхронизация встроенного генератора при помощи подключения вывода Rɩ к выходу опорного напряжения и подачи входного пилообразного напряжения на вывод Сɩ, что используется при синхронной работе нескольких схем ИВП. Независимые выходные формирователи на транзисторах обеспечивают возможность работы выходного каскада по схеме с общим эмиттером либо по схеме с общим эмиттерного повторителя. Выходной каскад микросхем TL493/494/495 работает в однотактном или двухтактном режиме с возможностью выбора режима с помощью специального входа. Встроенная схема контролирует каждый выход и запрещает выдачу сдвоенного импульса в двухтактном режиме. Импульсный стабилизатор с широким интервалом изменения выходного напряжения. Его отличают использование коммутатора на БСИТ и специализированной управляющей микросхемы TL494, которая содержит два операционных усилителя в контуре обратной связи широтноимпульсного регулятора, что позволяет организовать отрицательную обратную связь (ООС) по напряжению и по току. Основные технические характеристики стабилизатора: - Входное напряжение, В 40…45 - Выходное напряжение, В 1…30 - Максимальный выходной ток, А 8 - Частота преобразования, кГц 40 - Выходное сопротивление, Ом, не более 0,01 Предложенная схема может быть применима для предотвращения перегрузок и стабилизации напряжения при его избыточности (Схема 2.1). Схема 2.1  Принципиальная схема устройства Силовая часть стабилизатора состоит из БСИТ VT1, разрядного диода VD6, накопительного дросселя L1, выходного фильтра С16— С18 и цепи формирования области безопасной работы (ОБР) транзистора VT1 на элементах Т2, R7, VD1, С5. Силовая часть имеет традиционное строение, за исключением цепи формирования ОБР. Индуктивность первичной обмотки трансформатора тока Т2 ограничивает скорость нарастания тока через открытый транзистор VT1. После закрывания этого транзистора энергия, накопленная магнитопроводом трансформатора Т2, возвращается во входную цепь через правый по схеме диод сборки VD1. Скорость нарастания напряжения на БСИТ VT1 ограничивает конденсатор С5. Так,цепь формирования ОБР облегчает условия коммутации транзистора VT 1, уменьшает потери энергии в нем и поэтому повышает КПД стабилизатора. Левый по схеме диод сборки VD1 защищает БСИТ VT1 от протекания обратного тока в цепи Т2С5. Управление БСИТУП осуществляется через трансформатор Т1 и транзистор VT3, эмиттер которого через резистор R8 подключен к коллекторам выходных транзисторов микросхемы DA1 (выводы 8 и 11). Сопротивление резистора R8 определяет ток затвора БСИТ VT 1. Цепь VD2VD3R1 ограничивает выбросы обратного напряжения на затворе. Узел управления собран на специализированной микросхеме TL494 (DA1), включенной по типовой схеме в однотактном режиме (вывод 13 соединен с выводом 7). получить минимальное выходное напряжение примерно 1 В, выбрано малое (около 0,9 В) образцовое напряжение на выводе 2 DA1 Делитель R15R16 задает максимальную скважность управляющих импульсов (максимальная длительность этих импульсов должна быть ограничена временем рассеивания энергии, накопленной в магнитопроводах трансформаторов Т1 и Т2). Цепи R14C12 и R13C11 служат для коррекции АЧХ контура управления. Конденсатор С14 и резистор R21 определяют частоту преобразования (около 40 кГц). R24, R25, R20, VD8 — цепь отрицательной обратной связи по напряжению. Переменным резистором R24 регулируют выходное напряжение. Параллельно соединенные резисторы R4 и R5 образуют датчик выходного тока, напряжение которого поступает на второй ОУ цепи обратной связи микросхемы DA1 (выводы 15 и 16). Порог ограничения выходного тока регулируют подстроечным резистором R19. Операционный усилитель DA2 обеспечивает отключение нагрузки, когда ее ток превышает допустимый предел. ОУ DA2 работает как компаратор, его входы подключены к входам (выводы 15 и 16 DA1) второго ОУ микросхемы DA1. Выход ОУ DA2 подключен через резистор R22, выключатель SA1 и диод VD7 к неинвертирующему входу ОУ (вывод 3). Если выключатель SA1 замкнут, то при перегрузке из-за положительной обратной связи на выходе ОУ DA2 появится напряжение около 10 В, которое станет удерживать ОУ в таком состоянии и блокировать выходные импульсы микросхемы DA1 напряжением, подаваемым на вывод 16, в результате чего нагрузка будет отключена. Для ее включения нужно разомкнуть выключатель SA1 или отключить и снова включить питание стабилизатора. При разомкнутом выключателе SA1 стабилизатор будет работать в режиме ограничения тока. Индикатор HL1 светится как в режиме ограничения тока нагрузки, так и при ее отключении. Если режим выключения при перегрузке не нужен, то элементы DA2, SA1, HL1, VD7, R22, R23, R26 можно не устанавливать. Внутренний стабилизатор напряжения VT2VD4VD5R2R3C3C4C6—С10 обеспечивает питание цепи управления. 2.2 Конструкция и детали импульсного регулируемого стабилизатора напряжения Все детали, кроме переменного резистора R24, светодиода HL1 и выключателя SA1, смонтированы на печатной плате (Рис. 2.2). Рисунок 2.1 – Печатная плата  Данная плата изготовлена из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Вдоль печатных проводников, по которым течет ток нагрузки, припаян медный провод диаметром около 1 мм. В стабилизаторе применены следующие детали. Оксидные конденсаторы С1, СЗ, С6, CIO, С17, С18 - К50-29. Через конденсатор С5 протекает большой импульсный ток, поэтому он составлен из трех параллельно соединенных С5.1 - С5.3 по 0,033 мкФ из серии К71-5. Остальные конденсаторы - любые пленочные или керамические. Левый по схеме диод сборки VD1 должен иметь максимально допустимое обратное напряжение не менее 250 В и максимальный прямой ток не менее 3 А (например, КД637ГС - КД637ЕС, FR604 - FR607). Правый по схеме диод сборки VD1 можно заменить на КД213А. Диод VD6 - любой из серий КД2999, КД2997 или аналогичный. БСИТ КП954А (VT1) можно заменить на КП958А, КП958Б,КП973А,КП973Б. Транзистор VT2 должен иметь допустимую рассеиваемую мощность не менее 1 Вт и коэффициент передачи тока базы более 40, например, КТ815В, установленный на теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности не менее 3 см2. Транзистор КТ940А (VT3) заменим на КТ630А—КТ630Г, учитывая их другую цоколевку. Резисторы датчика тока R4 и R5 — импортные металлодиэлектрические, их допустимо заменить на МЛТ-2. Микросхему TL494 (DA1) выпускают многие фирмы. Она может иметь иное обозначение (например,KIA494P), ее найти нетрудно, поскольку она широко используется в блоках питания компьютеров. Такую микросхему можно заменить отечественным аналогом КР1114ЕУ4. ОУ К140УД6 (DA2) заменим на К140УД7 без изменения рисунка проводников печатной платы. БСИТ VT1 и диодная сборка VD1 установлены на общем теплоотводе площадью охлаждающей поверхности около 370 см2, диод VD6 - на теплоотводе площадью около 130 см2. Для изготовления моточных деталей применены магнитопроводы из феррита 2000НМ и провод ПЭВ-1. Дроссель L1 намотан на магнитопроводе типоразмера Ш15х12 с зазором 0,85 мм и содержит 27 витков жгута из 12 проводов диаметром 0,5 мм.Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе К20х10х5. Первичная обмотка (I) содержит 200 витков провода диаметром 0,23 мм, вторичная (II) - 20 витков провода диаметром 0,33 мм, сложенного вчетверо. Трансформатор тока Т2 намотан на магнитопроводе типоразмера Б22 с зазором 0,26 мм. Его первичная обмотка содержит 8 витков жгута из 8 проводов диаметром 0,33 мм, а вторичная - 37 витков того же провода. 2.3 Налаживание импульсного регулируемого стабилизатора напряжения Наладка заключается в установке порога срабатывания компаратора DA2. Это делают при среднем положении движка подстроечного резистора R23, верхнем по схеме положении движка переменного резистора R24 и выключенном SA1. К выходу через амперметр подключают такую регулируемую нагрузку (1,5…2 Ом), чтобы стабилизатор вошел в режим ограничения тока. Далее движок подстроечного резистора R19 перемещают до погасания светодиода HL1, затем медленно в противоположном направлении до его включения. Если светодиод HL1 не включается при ограничении тока нагрузки или включается при меньшем токе, перемещают движок подстроечного резистора R23 в такое положение, чтобы при плавном увеличении тока нагрузки включение светодиода HL1 совпадало с моментом ограничения тока нагрузки. Устройство можно использовать при меньшем входном напряжении 25…30 В, но максимальное выходное напряжение уменьшится до 18 В. В этом случае элементы R2, R3, VT2 и VD4 не устанавливают. Вместо стабилитрона VD4 устанавливают резистор сопротивлением 2 кОм и мощностью рассеяния 0,25 Вт. Резисторы R2 и R3 заменяют перемычками. Соединяют контактные площадки базы и эмиттера транзистора VT2. Сопротивление резистора R8 уменьшают до 43 Ом. Число витков вторичной обмотки ЗАКЛЮЧЕНИЕ С учетом современного времени, усовершенствования и внедрения новых технологий использование техники на основе импульсных регулируемых стабилизаторов с широким интервалом изменения выходного напряжения, для работы в режиме стабилизации подаваемого тока, как на повышение, так и на понижение является остро-необходимой частью современных технологий. Импульсные стабилизаторы напряжения постоянного тока, знания их ключевых понятий является важнейшим фактором для обеспечения работоспособности технических устройств питающихся от электрического тока. В работе были рассмотрены основные понятия об устройствах электропитания с импульсным регулированием напряжения, рассмотрены принципы ШИМ регулирования энергии и их схемы, а также изучено устройство импульсного стабилизатора на основе силовой части с использованием оптического силового коммутатора БСИТ и микросхемы TL 494 по устройству которой можно использовать данное устройство во многих сферах. Таким образом, цель работы достигнута, задачи выполнены. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ |