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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Stabilisateur de tension de commutation économique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Parasurtenseurs Une caractéristique distinctive du stabilisateur de commutation décrit ici est le faible courant consommé par son unité de commande. Ceci compense dans une certaine mesure la diminution des caractéristiques d'efficacité de ces stabilisateurs à faibles courants de charge. De nombreux stabilisateurs de tension continue économiques sont décrits dans les pages du magazine, par exemple dans [1, 2]. Selon le principe de fonctionnement, ces dispositifs sont des stabilisateurs à transistors série à régulation continue. Ils ne diffèrent des nœuds conventionnels que par le fait que les nœuds de génération de tension de référence et de comparaison sont réalisés sur des éléments qui permettent un fonctionnement en mode microcourant, grâce à quoi certaines économies de consommation d'énergie sont réalisées. Cependant, l’efficacité de ces stabilisants est faible. Une autre classe de ces appareils est celle des stabilisateurs à commutation. Ils ont un rendement plus élevé aux courants de charge moyens et élevés, mais à faible courant, leur rendement diminue. Le dispositif décrit est exempt de tels inconvénients. Cela lui permet d'être utilisé dans presque tous les équipements : des divers appareils numériques aux appareils de reproduction sonore et de réception radio. Le stabilisateur contient (Fig. 1) un transistor composite de commutation (VT1, VT2), une diode de commutation (VD2) et une self (L1). L'unité de commande comprend une source de tension de référence (VTZ) et un comparateur (DA1). Un filtre à transistor (VT4, VT5) est activé à la sortie du stabilisateur.
caractéristiques techniques
Le principe de fonctionnement de l'appareil correspond à une commande par impulsions conventionnelle. Il est décrit en détail dans [3]. Par conséquent, il est logique de s'attarder uniquement sur les caractéristiques distinctives de l'unité de commande et du filtre à transistor. La base de l'unité de contrôle est un comparateur réalisé sur l'ampli opérationnel K140UD12. Une micro-source d'alimentation de tension de référence, réalisée sur la jonction d'émetteur polarisée en inverse du transistor VT3, est connectée à son entrée inverseuse [1]. Sa tension de stabilisation (7...7,5 V) est fournie sous un courant de 20...30 µA. Un signal de comparaison du diviseur résistif R5-R7 est fourni à l'entrée non inverseuse de l'ampli opérationnel. La résistance ajustable R6 régule la tension de sortie. Le condensateur C3 augmente le déphasage du signal de rétroaction, nécessaire à la nature cyclique du dispositif. Il détermine également la fréquence des cycles de fonctionnement et affecte de manière significative la plage de pulsations. La sortie du comparateur est connectée à la base du transistor composite VT1, VT2 via la résistance R3, qui règle le courant de commande, et une diode Zener VD1, qui assure la coupure du courant de commande et la fermeture fiable du transistor de commutation sur toute la durée. Plage de tension d'entrée. Le condensateur C2 lisse les fronts d'impulsions et supprime ainsi les interférences haute fréquence qui se produisent pendant le fonctionnement. Contrairement aux stabilisateurs de commutation traditionnels, la sortie ne comprend pas un filtre LC, mais un filtre à transistor. Le fait est que le filtre LC aggrave considérablement les caractéristiques dynamiques de l'appareil : lorsque le courant de charge change, des surtensions de sortie se produisent. Le filtre à transistor est exempt de cet inconvénient, ne nécessite aucun produit de bobinage et supprime efficacement l'ondulation d'au moins 40 dB. Grâce au coefficient de transfert élevé du transistor composite VT4, VT5 (au moins 1500) et au mode de fonctionnement du transistor VT4 à faible tension collecteur-émetteur, l'efficacité du filtre est très élevée et réduit l'efficacité globale du stabilisateur de seulement 6 ...8 %, ce qui représente un coût très faible pour un faible niveau de pulsation. Le filtre à transistor présente un autre avantage : l'activation « douce » du stabilisateur : la tension de sortie augmente progressivement en 2...4 s à mesure que le condensateur C6 se charge. Dans les équipements de reproduction sonore, cela élimine les clics désagréables caractéristiques lors de la mise sous tension. L'appareil est réalisé sur une maquette. Il utilise des condensateurs à oxyde de petite taille importés de Samsung (C1, C5-C7), de la céramique KM-6 (C2-C4), des résistances fixes - MLT-0,125. La self L1 contient 28 tours de fil PEV-2 0,56, enroulé sur un noyau magnétique blindé B14 en ferrite 2000NM. L'entrefer amagnétique du noyau magnétique est assuré par un joint en papier de 0,2 mm d'épaisseur. Nous remplacerons le K140UD12 OU par le K140UD1208. Les transistors VT1, VT4 doivent avoir une faible tension de saturation, un courant de collecteur d'impulsions admissible de 400...500 mA et un coefficient de transfert de courant d'au moins 50. Ces conditions sont remplies par les transistors de la série KT209 ou KT501 avec les indices de lettre D , E, K. Le coefficient de transfert de courant des transistors VT2, VT5 doit être d'au moins 300. Si cette condition est remplie, en plus de ceux indiqués sur le schéma, les transistors des séries KT361 et KT315 avec les lettres indices B, G, E sont applicables. Les transistors VT1, VT4 au courant nominal ne nécessitent pas d'évacuation de chaleur. Si le stabilisateur est destiné à fonctionner au courant de charge maximum, le transistor VT1 doit être installé sur un petit dissipateur thermique d'une superficie de 10...15 cm 2. Il est également permis d'utiliser des transistors de moyenne puissance, par exemple les séries KT639, KT644, tandis que le courant de sortie du stabilisateur peut être augmenté jusqu'à 0,5 A. Un appareil correctement assemblé commence à fonctionner immédiatement. Sa configuration revient à régler la résistance d'ajustement R6 sur une tension de sortie de 9 V à un courant de charge de 1 mA (correspond à une résistance de charge de 9,1 kOhm - lorsqu'il n'y a pas de charge, la tension de sortie augmente). Ensuite, en connectant une résistance d'une résistance de 91 Ohms et d'une puissance d'au moins 1 W à la sortie du stabilisateur, la chute de tension entre l'émetteur et le collecteur du transistor VT10 est vérifiée et, si nécessaire, ajustée en sélectionnant la résistance R4 entre 0,9...1,1 V. Après cela, la chute de tension est finalement réglée sur la tension de sortie par la résistance R6. Le stabilisateur peut fonctionner à une tension de sortie différente (8...12 V) et à mesure qu'elle augmente, l'efficacité de l'appareil augmente. Le niveau d'ondulation est vérifié avec un oscilloscope connecté à la sortie du stabilisateur chargé. Si l'amplitude des pulsations au courant de charge maximum dépasse 2 mV, sélectionner le condensateur C3 (dans le sens de la diminution de la capacité), sans toutefois laisser échouer les oscillations. Il est conseillé de fabriquer le stabilisateur sur une carte commune avec le redresseur en une seule unité, et sa conception dépend des caractéristiques de l'appareil alimenté. Le redresseur est un redresseur double onde ordinaire (Fig. 2), les condensateurs C1, C2 éliminent respectivement les interférences du réseau et le fond multiplicatif lors de l'alimentation des radios.
Il convient de noter que dans une alimentation à découpage, la puissance du transformateur réseau T1 est inférieure de 20 à 30 % à celle d'une alimentation continue. À cet égard, l'unité proposée peut être réalisée de très petite taille et intégrée, par exemple, dans le compartiment à piles d'une radio ou d'une radio. Bien entendu, il peut également être utilisé comme adaptateur réseau séparé. littérature
Auteur : A.Pakhomov, Zernograd, région de Rostov.
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