Régulateur de tension de commutation, 8-60/5 volts 2 ampères. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Ce stabilisateur se distingue des autres par la simplicité de son circuit et ses valeurs élevées de coefficients de stabilisation et d'efficacité. Il utilise le microcircuit K155LAZ (ou son analogue) largement utilisé. Ce stabilisateur était utilisé pour alimenter un appareil numérique, et dans la fabrication de divers appareils numériques, il y a toujours quelques onduleurs supplémentaires.

Le stabilisateur (Fig. 5.13) se compose des unités fonctionnelles suivantes : une unité de déclenchement (R3, VD1, VT1, VD3), une source de tension de référence et un dispositif de comparaison (DD1.1, R1), un amplificateur DC (VT2, DD1.2 .5, VT3 ), un interrupteur à transistor (VT4, VT2), un dispositif de stockage d'énergie inductif avec une diode de commutation (VD2, L1) et des filtres - entrée (L1, C2, C4) et sortie (C5, C3, L6, CXNUMX ).

(cliquez pour agrandir)

Caractéristiques techniques principales:

• tension de sortie nominale, V.....5 ;
• tension d'entrée, V.....8...60 ;
• Efficacité.....0,69...0,72 ;
• coefficient de stabilisation, pas moins de.....500 ;
• amplitude de l'ondulation de la tension de sortie, mV.....5 ;
• résistance de sortie, Ohm, pas plus de.....0,02 ;
• courant de charge maximal, A.....2 ;
• fréquence de commutation, kHz.....1,3...48 ;
• instabilité de la température, mV/°C, environ.....12 ;
• puissance globale spécifique, W/dm3.....40.

Le circuit imprimé du stabilisateur est illustré à la Fig. 5.14.

Après la mise sous tension, l'unité de déclenchement, qui est un stabilisateur de tension paramétrique avec un émetteur-suiveur, entre en service. Une tension d'environ 1 V apparaît à l'émetteur du transistor VT4. Comme il n'y a pas encore de tension à la sortie du stabilisateur, la diode VD3 est fermée. En conséquence, la source de tension de référence et l'amplificateur CC sont activés. L'interrupteur à transistor est toujours fermé. Étant donné que la tension d'alimentation de l'élément DD1.1 est inférieure à 5 V, un niveau logique élevé est défini à sa sortie et un front raide de l'impulsion de commutation est formé à la sortie de l'amplificateur CC. Ce front ouvre rapidement (en 30 ns environ) l'interrupteur électronique, qui commence à faire passer le courant dans le dispositif de stockage d'énergie inductif. Le courant traversant l’interrupteur et la tension sur le condensateur C4 augmenteront progressivement. Dès que cette tension dépasse la tension sur la diode Zener VD1, la diode VD3 s'ouvrira et le transistor VT1 se fermera. Le nœud de lancement sera éteint et ne participera plus aux opérations.

À partir de ce moment, un circuit de rétroaction négative est activé dans le stabilisateur et il entre en état de fonctionnement. La tension sur le condensateur C4 continue d'augmenter jusqu'au moment où à la sortie de l'élément DD1.1 le niveau 1 passe à 0. L'amplificateur DC forme une décroissance de l'impulsion de commutation, qui ne ferme pas la clé électronique pendant environ 200 minutes. Jusqu'à ce moment, l'énergie électromagnétique s'accumulait dans l'inducteur L2. Une partie de l'énergie transmise par la clé électronique pénètre dans la charge. Ensuite, la tension d'auto-induction de l'inducteur L2 ouvre la diode VD2 et l'énergie accumulée dans cet inducteur commence à circuler dans la charge. Afin de réduire l'amplitude d'une surtension dangereuse pour le microcircuit DD1, la capacité du condensateur C4 est choisie très grande, alors qu'habituellement elle ne dépasse pas plusieurs dizaines ou centaines de microfarads.

Une fois la réserve d’énergie de l’inductance L2 épuisée, le courant circulera vers la charge à partir du condensateur C4. Après un certain temps, la tension diminuera jusqu'à la valeur lorsque le front de la prochaine impulsion de commutation se formera à la sortie de l'amplificateur CC et que l'interrupteur électronique s'ouvrira à nouveau - un nouveau cycle de fonctionnement du stabilisateur commence.

Tous les inducteurs sont identiques et sont enroulés dans des noyaux magnétiques blindés B20 en ferrite 2000NM avec un espace entre les coupelles d'environ 0,2 mm. Les enroulements contiennent 20 tours d'un faisceau de quatre fils PEV-2-0,41. Vous pouvez également utiliser des noyaux magnétiques en ferrite annulaire, mais toujours avec un espace. S'il n'a pas été possible d'obtenir un espace net et que l'anneau se divise en plusieurs parties, l'espace requis (environ 0,2 mm) peut également être créé dans ce cas. Pour ce faire, plusieurs couches de colle, par exemple « Super Cement », sont appliquées sur les surfaces à coller jusqu'à séchage complet, puis les fragments sont collés en anneau. Le nombre de tours et le fil ne sont pas non plus critiques dans ce cas.

Le stabilisateur utilise des condensateurs K52-2 ou autres, mais toujours du tantale ou du niobium (lorsqu'il est remplacé par K50-6, le rendement diminue) ; K50-6 (C4 et C6), le reste - KM-5 ou. KM-6. Le condensateur C2 est composé de trois connectés en parallèle d'une capacité de 1 μF. La diode VD3 peut être remplacée par n'importe quelle diode pulsée de faible puissance. Au lieu du transistor KT3102G, les KT3102E, KT342V, KT373V conviennent ; au lieu de KT608B (VT1) - KT503D, KT503E et à la sortie de l'amplificateur DC - KT608B, KT602B, KT630A.KT630G.

Dans l'élément clé, vous pouvez utiliser les transistors KT908B, 2T908A, 2T912B, KT912B et avec une légère détérioration de l'efficacité - KT808A. Les transistors de la série KT909 ne peuvent pas être utilisés, car cela entraînerait une excitation du commutateur à haute fréquence et une défaillance de l'ensemble de l'appareil. Les transistors des séries KT802, KT803, KT805, KT819, KT827, KT829 et KT818, KT825 ont également été testés, mais ont montré des résultats pires (dans les deux derniers cas, le circuit de commutation a été modifié en conséquence).

Toutes les pièces utilisées doivent être soigneusement vérifiées. Avant de monter la résistance d'accord R1 sur la carte, sa résistance est réglée à 3,3 kOhm. Le stabilisateur est d'abord activé à une tension d'alimentation de 8 V et une résistance de charge de 10 Ohms, après quoi la tension de sortie est surveillée et, si nécessaire, réglée avec la résistance R1 à un niveau de 5 V.

La tension est finalement réglée après que le stabilisateur ait préchauffé pendant 10 à 16 minutes. Si la diode VD2 et le transistor VT4 sont installés sur des dissipateurs thermiques, le stabilisateur peut fournir un courant de charge allant jusqu'à 4 A, mais dans ce cas, il est préférable de réaliser la diode VD2 dans le commutateur à partir de plusieurs diodes 2D213A connectées en parallèle .

Il convient de noter que dans certains modes de fonctionnement du stabilisateur, les processus transitoires sur le collecteur du transistor VT4 et sur la base du transistor VT3 peuvent différer considérablement. La tension au niveau de l'émetteur du transistor VT4 peut contenir des oscillations parasites provoquées par des processus ondulatoires dans un filtre de sortie complexe, qui ne détériorent cependant pas le rendement global.

Auteur : Semyan A.P.

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