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8 년 잡지 "Radio"No. 1985에서 "간단한 키 전압 안정기"기사에서 기술 솔루션의 상대적 단순성으로 높은 에너지 성능을 가지며 매우 적합한 스위칭 전압 조정기가 설명되었습니다. TTL 마이크로 회로의 장치에 전원을 공급합니다. 동시에 스태빌라이저의 추가 개선으로 효율성, 출력 전압의 불안정성, 펄스 부하에 노출되었을 때 과도 프로세스의 지속 시간 및 특성과 같은 특성이 크게 개선되었습니다.

안정기가 작동하는 동안 소위 통과 전류가 복합 키 트랜지스터를 통해 발생한다는 것이 확인되었습니다. 이 전류는 비교 노드의 신호에서 키 트랜지스터가 열리고 스위칭 다이오드가 아직 닫힐 시간이 없는 순간에 나타납니다. 이 전류가 존재하면 트랜지스터와 다이오드를 가열하기 위한 추가 손실이 발생하고 전체 장치의 효율이 감소합니다.

또 다른 단점은 한계에 가까운 부하 전류에서 출력 전압의 상당한 리플입니다. 리플을 방지하기 위해 추가 출력 LC 필터(L2C6)가 안정기에 도입되었습니다. 인덕터 L2의 능동 저항을 줄이는 것만으로 부하 전류의 변화로 인한 출력 전압의 불안정성을 줄일 수 있습니다. 과도 프로세스의 역학을 개선하는 것(특히 지속 시간을 줄이는 것)은 인덕터의 인덕턴스를 줄여야 할 필요성과 관련이 있지만, 이는 필연적으로 출력 전압 리플을 증가시킬 것입니다.

스위칭 전압 조정기 개선
그림 1(확대하려면 클릭)

따라서 L2C6 필터 (그림 1)를 제외하고 여러 커패시터를 배터리에 병렬로 연결하여 커패시터 C3, C4의 총 커패시턴스를 5 ... 10 배 늘리는 것이 좋습니다. 무화과에. 2는 펄스 부하가 있는 수정된 안정기의 과도 과정을 보여줍니다. 그림에 제시된 그래프와 비교. 위 기사의 3a는 과도 현상에서 상당한 개선을 보여줍니다.

스위칭 전압 조정기 개선
Pic.2

수정된 안정기의 입력 전압의 다른 값에 대한 부하 특성 Uout=f(In)(동일한 기사의 그림 2,b 참조)가 그림에 나와 있습니다. 3. 이 그림을 비교하면 0,5 ... 4 V의 입력 전압에서 15 ~ 25 A의 출력 전류 범위에서 출력 전압의 불안정성이 2 배 감소한 것을 알 수 있습니다.

스위칭 전압 조정기 개선
Pic.3

원래 안정기의 R3C2 회로는 실제로 출력 전류 감소 기간을 변경하지 않으므로 제거할 수 있고(저항 R3 닫기) 저항 R4의 저항을 820옴까지 증가시킬 수 있습니다. 그러나 입력 전압이 15V에서 25V로 증가하면 저항 R4(원래 장치에서)를 통해 흐르는 전류는 1,7배 증가하고 손실 전력은 3배(최대 0,7W) 증가합니다. ). 출력 회로에 따라 낮은 저항 R4(수정된 안정기 회로의 R4이기도 함)를 커패시터 C3, C4의 양극 단자에 연결하면 이 효과가 약해질 수 있지만 저항은 620옴으로 줄여야 합니다. .

관통 전류를 방지하는 효과적인 방법 중 하나는 열린 키 트랜지스터를 통한 전류의 상승 시간을 늘리는 것입니다. 그런 다음 트랜지스터가 완전히 열리면 VD1 다이오드를 통과하는 전류가 거의 1으로 감소합니다. 이것은 주요 트랜지스터를 통과하는 전류의 모양이 삼각형에 가까울 경우 달성할 수 있습니다. 계산에서 알 수 있듯이 이러한 형태의 전류를 얻으려면 저장 인덕터 L30의 인덕턴스가 XNUMXμH를 초과해서는 안됩니다.

또 다른 방법은 더 빠른 스위칭 다이오드(VD1)(예: KD219B)를 사용하는 것입니다. 이것은 소위 쇼트키 배리어 다이오드입니다. 이러한 다이오드는 기존의 고주파 실리콘에 비해 동일한 전류 값에서 속도가 빠르고 전압 강하가 적습니다. 커패시터 C3-C7 - K52-1 시리즈.

위의 모든 변경 사항은 스태빌라이저의 회로도 및 인쇄 회로 기판에 큰 변화를 일으키지 않습니다.

키 트랜지스터의 작동 모드를 변경하여 장치의 매개변수를 개선할 수도 있습니다. 원본 및 개선 된 안정기에서 강력한 트랜지스터 VT3의 작동 특성은 활성 모드에서 작동하지만 불포화 모드에서 작동하므로 전류 전달 계수가 높고 빠르게 닫힙니다. 그러나 전압 증가로 인해 열렸을 때 전력 손실은 달성 가능한 최소 값의 1,5 ... 2 배입니다.

양의 전원 와이어에 상대적인 양의 바이어스 전압을 트랜지스터 VT2의 이미 터에 적용하여 키 트랜지스터의 전압을 낮출 수 있습니다(그림 1 참조). 바이어스 전압의 값은 안정기를 조정할 때 선택됩니다. 주 변압기에 연결된 정류기에 의해 전원이 공급되는 경우 변압기에 별도의 권선을 제공하여 바이어스 전압을 얻을 수 있습니다. 그러나 이 경우 바이어스 전압은 주전원 전압과 함께 변경됩니다.

안정화된 바이어스 전압을 얻으려면 스태빌라이저를 수정해야 하고(그림 4), 인덕터를 추가 권선 II를 권선하여 변압기 T1으로 전환해야 합니다. 키 트랜지스터가 닫히고 VD1 다이오드가 열리면 권선 1의 전압은 다음 식에서 결정됩니다. U1==Uout+Uvd1. 이 때 출력 및 다이오드의 전압은 미미하게 변하기 때문에 권선 II의 입력 전압 값에 관계없이 전압은 실질적으로 안정화됩니다. 정류 후 트랜지스터 VT2의 이미 터에 공급됩니다.

스위칭 전압 조정기 개선
그림 4(확대하려면 클릭)

수정된 안정기의 두 번째 버전의 에너지 특성 개선은 그림 5에 나와 있습니다. 여기서 비교를 위해 유사한 종속성이 첫 번째 변형에 대해 표시됩니다(위에서 언급한 기사의 그림 2a와도 비교). 동시에, 열 손실은 수정된 안정기의 첫 번째 버전에서 14,7%, 두 번째 버전에서 24,2% 감소하여 주요 트랜지스터를 설치하지 않고도 최대 4A의 부하 전류에서 작동할 수 있습니다. 방열판.

스위칭 전압 조정기 개선
Pic.5

옵션 1의 스태빌라이저에서 L1 초크에는 11개의 PEV-1 0,35 도체 묶음으로 22회 감겨 있습니다. 권선은 2000NM 페라이트로 만든 B0,25 장갑 자기 회로에 배치됩니다. 컵 사이에 두께 2mm의 텍스타일 라이트로 만든 개스킷을 놓아야합니다. 옵션 1의 스태빌라이저에서 변압기 T1은 인덕터 코일 L1 위에 PEV-0.35 310 와이어를 두 번 감아서 형성됩니다. 게르마늄 다이오드 D212 대신 KD212A 또는 KDXNUMXB와 같은 실리콘을 사용할 수 있으며 권선 II의 권선 수는 XNUMX으로 늘려야합니다.

저자: A. Mironov, Lyubertsy, 모스크바 지역; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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