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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 안정화 Uout 커패시터 정류기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
최신 간행물[1...5]에 따르면, 소광 커패시터가 있는 저전력 무변압기 정류기에 대한 무선 아마추어의 관심은 약해지지 않습니다. 실제로, 분수 및 와트 단위의 부하 전력을 사용하면 네트워크 변압기 또는 고주파 변환기가 있는 장치보다 더 효율적입니다. 커패시터 정류기의 공개된 설계의 단점은 부하 및 그 크기의 존재 또는 분리에 대한 출력 전압의 급격한 의존성입니다. 이 의존성은 일반적으로 전압 안정기이자 바람직하지 않은 부하 안정기인 정류기 출력에 제너 다이오드를 포함함으로써 제거됩니다. 부하 전류에 상응하는 전류를 소비합니다. 상당한 전력이 쓸데없이 낭비되어 라디에이터에 배치해야합니다. [2]에서는 면적이 25cm2인 라디에이터가 필요했습니다. 라디에이터는 두 번째 단점인 정류기의 크기와 무게를 증가시킵니다. [4]에서 저자는 커패시터 분배기로 연결된 입력 회로에 하나가 아닌 두 개의 네트워크 커패시터를 사용하여 첫 번째 문제를 부분적으로 해결했습니다. 이로 인해 담금질 커패시터의 커패시턴스가 증가하고 그에 따라 크기와 무게가 증가했습니다. 또한 네트워크에서 무효 전류의 비율이 증가하여 바람직하지 않습니다. 나열된 단점 없이 가능한 모든 작동 모드(유휴 상태에서 정격 부하까지)에서 출력 전압을 자동으로 안정화하는 무변압기 커패시터 정류기를 제공합니다. 이것은 설명 된 장치에서와 같이 제너 다이오드의 저항에 대한 주 전압의 정류 된 반파의 전류 펄스에서 전압 강하로 인한 것이 아니라 출력 전압 생성 원리의 근본적인 변화로 인해 달성되었습니다. (그림 1), 그러나 다이오드 브리지를 스토리지 커패시터 C2에 연결하는 시간의 변화로 인해(그림 2).
설명된 장치에서 이 시간은 일정하고 주 전압의 전체 주기와 같습니다. 그러나 네트워크의 반주기의 일부 동안 브리지의 출력이 키 K와 단락되고 반주기의 나머지 부분에서 키 K가 열리고, 이 때 커패시터 C2는 브리지의 출력 전류에 의해 충전되고, 그 전압은 네트워크의 전체 반주기와 관련하여 이 나머지 부분의 몫에 따라 달라집니다. 그리고 PWM과 마찬가지로 C2의 전압에 따라 자동으로 키가 열린 상태의 시간을 변경하면 커패시터 정류기의 출력 전압이 자동으로 안정화됩니다. 안정화 된 커패시터 정류기의 다이어그램이 그림 3에 나와 있습니다. 다이오드 브리지의 출력과 병렬로 트랜지스터 VT1이 연결되어 키 모드에서 작동합니다(그림 2의 키 K).
키 트랜지스터 VT1의 베이스는 임계 소자(제너 다이오드 VD3)를 통해 스토리지 커패시터 C2에 연결되며, VT2이 개방될 때 급속 방전을 방지하기 위해 다이오드 VD1에 의해 브리지 출력에서 직류로 분리됩니다. C2의 전압이 안정화 전압 VD3보다 낮은 한 정류기는 알려진 방식으로 작동합니다. C2의 전압이 증가하고 VD3이 열리면 트랜지스터 VT1도 열리고 정류기 브리지의 출력을 션트합니다. 결과적으로 브리지 출력의 전압이 갑자기 거의 2으로 감소하여 C2의 전압이 감소하고 제너 다이오드와 스위칭 트랜지스터가 차례로 꺼집니다. 또한 커패시터 CXNUMX의 전압은 제너 다이오드와 트랜지스터가 켜질 때까지 다시 증가합니다. 이러한 프로세스는 출력 전압의 자동 안정화를 제공합니다. 정류기의 유휴 모드에서 주요 트랜지스터 VT1은 전원 전압의 반주기의 대부분 동안 열려 있고 긴 일시 중지가 있는 좁은 전류 펄스가 저장 커패시터 C2에 도달합니다(그림 4a). 부하가 연결되면 트랜지스터의 개방 상태 지속 시간이 감소합니다(그림 4b). 이로 인해 VD2를 통해 C2로 흐르는 전류 펄스의 지속 시간이 증가하고 양단의 전압이 증가합니다. 출력 전압을 동일한 수준으로 유지합니다. 출력 전압의 자동 안정화 프로세스는 펄스 폭 조절 기능이 있는 스위칭 전압 조절기의 작동과 매우 유사합니다. 제안된 장치에서만 펄스 반복률은 C2에서의 전압 리플 주파수와 동일합니다(그림 3의 회로에서 이 주파수는 100Hz).
손실을 줄이는 핵심 트랜지스터 VT1은 예를 들어 합성 KT972A, KT829A, KT827A 등과 같이 높은 이득을 가져야 합니다. 그림 3의 구성표에 따라 조립된 안정화된 정류기는 다음과 같은 출력 전압을 제공합니다. - 유휴 상태에서 - 11,68V; - 290옴의 부하에서 - 11,6V- 출력 전압의 이러한 작은 차이(단 0,08V)는 출력 전압의 양호한 안정화와 이 부하에 대한 켄칭 커패시터 C1의 커패시턴스 값의 올바른 선택을 확인합니다. 커패시턴스가 0,5μF로 감소하면 이 차이는 0,16V에 이릅니다. 290옴 부하에서 리플 전압은 40mV를 초과하지 않습니다. 이 값은 평활 커패시터 C2의 커패시턴스와 기본 회로 VT1의 감도에 의해 결정됩니다. 직렬로 연결된 더 높은 전압의 제너 다이오드 또는 두 개의 저전압 다이오드를 사용하여 정류기의 출력 전압을 높일 수 있습니다. 814개의 제너 다이오드 D814V 및 D1D와 커패시터 C2의 커패시턴스가 250μF인 경우 저항이 23옴인 부하의 출력 전압은 24 ... XNUMXV가 될 수 있습니다. 주어진 예는 주어진 부하에서 필요한 안정화 전압에 대해 무변압기 커패시터 정류기의 요소를 실험적으로 선택하는 방법을 보여줍니다. 제안된 방법에 따르면, 예를 들어 도 5의 방식에 따라 만들어진 반파장 다이오드-커패시터 정류기의 출력 전압을 안정화하는 것이 가능하다. 양의 출력 전압을 갖는 정류기의 경우 KT1A 또는 KT972A npn 트랜지스터가 VD829 다이오드와 병렬로 연결되며 VD3 제너 다이오드를 통해 정류기 출력에서 제어됩니다.
커패시터 C2가 제너 다이오드가 열리는 순간에 해당하는 전압에 도달하면 트랜지스터 VT1도 열립니다. 결과적으로 VD2 다이오드를 통해 C2에 공급되는 전압의 양의 반파의 진폭은 거의 2으로 감소합니다. C1의 전압이 감소하면 제너 다이오드 덕분에 트랜지스터 VTXNUMX이 닫히고 출력 전압이 증가합니다. 이 프로세스에는 그림 2의 회로에 따라 정류기에서 발생하는 방식과 유사하게 입력 VD3에서 펄스 지속 시간의 펄스 폭 조절이 수반됩니다. 결과적으로 커패시터 C2의 전압은 유휴 상태와 부하 상태 모두에서 안정적으로 유지됩니다. VD1 다이오드와 병렬로 음의 출력 전압을 갖는 정류기에서 p-n-p 트랜지스터 KT973A 또는 KT825A를 켜야 합니다. 저항이 470옴인 부하에서 출력 안정화 전압은 약 11V이고 리플 전압은 0,3 ... 0,4V입니다. 제안된 두 버전의 무변압기 정류기에서 제너 다이오드는 몇 밀리암페어의 전류에서 펄스 모드로 작동하며 이는 정류기 부하 전류와 전혀 관련이 없으며 냉각 커패시터의 커패시턴스와 주 전압. 따라서 손실이 크게 줄어들고 열 제거가 필요하지 않습니다. 핵심 트랜지스터는 또한 라디에이터가 필요하지 않습니다. 그림 1과 2의 저항 R3, R5는 장치가 네트워크에 연결되는 순간 과도 상태 동안 입력 전류를 제한합니다. 전원 플러그와 소켓 접점의 불가피한 "바운스"로 인해 스위칭 프로세스에는 일련의 단락 및 회로 차단이 수반됩니다. 이러한 단락 중 하나를 사용하면 퀀칭 커패시터 C1이 주전원 전압의 전체 진폭 값까지 충전할 수 있습니다. 최대 약 300V. "바운스"로 인한 중단 및 후속 단락 후 이 전압과 주 전압은 총 약 600V까지 합산될 수 있습니다. 이는 안정적인 작동을 보장하기 위해 고려해야 하는 최악의 경우입니다. 장치의. 구체적인 예: KT972A 트랜지스터의 최대 컬렉터 전류는 4A이므로 제한 저항의 총 저항은 600V/4A=150옴. 손실을 줄이기 위해 저항 R1의 저항은 51ohm으로, 저항 R2는 100ohm으로 선택할 수 있습니다. 소산 전력은 0,5W 이상입니다. KT827A 트랜지스터의 허용 콜렉터 전류는 20A이므로 저항 R2는 선택 사항입니다. 문학 1. Dorofeev M. 담금질 커패시터가 있는 Transformerless. - 라디오, 1995, N1, S. 41,42; #2, p.36,37. 저자: N.Tsesaruk, 툴라; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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