트랜지스터 12V 600mA의 간단하고 강력한 병렬 안정기입니다. 계획, 설명

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트랜지스터 12V 600mA의 간단하고 강력한 병렬 안정기입니다. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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이 기사에서는 병렬 안정기의 작동 원리를 설명하고 강력한 고품질 저주파 증폭기의 전원 공급 장치를 안정화하는 데 사용할 수 있는 가능성에 대해 논의합니다. 병렬 안정 장치가 포함된 전체 전원 공급 장치의 다이어그램도 표시되어 있습니다.

평행 안정기는 무선 아마추어뿐만 아니라 고품질 산업용 오디오 장치에도 널리 사용됩니다. 이러한 장치에서 안정화 요소는 부하와 병렬로 연결되어 성능과 같은 안정기 매개 변수에 좋은 영향을 미칩니다. 실제로 안정장치의 속도는 안정장치의 속도에 따라 결정됩니다. 또한 병렬 안정기의 장점 중 하나는 안정기에서 소비되는 전류에 관계없이 전원에서 자체적으로 소비되는 전류가 변하지 않는다는 것입니다. 이 사실은 효율이 낮은 이유이기는 하지만 전원 공급 장치 전체에서 방출되는 소음 수준에 긍정적인 영향을 미칩니다(소비 전류의 편차가 변압기 및 정류기 브리지를 통해 흐르지 않기 때문에). .

가장 간단한 병렬 안정기, 즉 제너 다이오드를 기반으로 한 파라메트릭 안정기(그림 1)의 예를 사용하여 위의 내용을 고려해 보겠습니다.

트랜지스터 12볼트 600밀리암페어의 간단하고 강력한 병렬 안정기. 파라메트릭 안정기
쌀. 1. 파라메트릭 안정 장치

저항 R0은 제너 다이오드와 이에 병렬로 연결된 부하를 통해 흐르는 총 전류를 설정합니다. 부하 전류가 변하면 저항 R0을 통과하는 전류는 일정하게 유지되고 제너 다이오드 D1을 통과하는 전류만 변한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 이는 조건 (1)이 충족되는 한 발생합니다.

I_Н<I_R0-I_st.min. (1)
내가 어디에_Н - 부하 전류,
I_R0 - R0을 통한 전류,
I_st.min. - 제너 다이오드 D1의 최소 안정화 전류

이 안정기의 성능은 주로 제너 다이오드[1]의 배리어 커패시턴스 값의 변화율과 커패시터 C1의 충전-방전 시간에 의해 결정됩니다.

그러나 이러한 안정 장치에는 단점도 있습니다. 특히 다소 괜찮은 안정화 계수(>100)를 얻으려면 부하 전류에 상응하는 전류가 제너 다이오드를 통해 흘러야 합니다. 압도적인 수의 제너 다이오드가 최대 100mA의 전류용으로 설계되었다는 사실을 고려하면 이러한 상황에서는 고전력 장치에서 파라메트릭 안정기를 사용하기가 어렵습니다.

이 장애물을 극복하기 위해 그림 2과 같이 MOSFET 트랜지스터와 같은 강력한 능동 소자를 안정 장치와 평행하게 배치합니다. XNUMX.

트랜지스터 12볼트 600밀리암페어의 간단하고 강력한 병렬 안정기. 강력한 병렬 안정기
쌀. 2. 강력한 병렬 안정 장치

이 회로에서 제너 다이오드는 주 전류가 흐르는 드레인-소스 회로를 통해 트랜지스터 Q1의 게이트에만 안정적인 전압을 설정합니다. 제너 다이오드 VD3은 이 구현의 높은 전압으로 인해 Q1이 파손되지 않도록 보호합니다. 이 체계의 작동에 대한 자세한 내용은 [2]에서 확인할 수 있습니다.

그림 30에 표시된 회로는 높은 전류(사용된 MOSFET의 최대 특성에 의해 제한됨)로 작동할 수 있지만 높은 전력을 방출하고 효율이 낮습니다(1% 미만 - 저항 R100의 강하가 상대적으로 큰 경우 MOSFET을 통과하는 전류는 부하를 통과하는 전류와 비슷하며 입력 및 출력 전압의 크기는 XNUMXV를 초과하지 않습니다. 이는 고전력 애플리케이션에서 심각한 단점입니다.

그러나 이 회로의 불안정 원인을 제거하면 안정화 계수를 손상시키지 않고 MOSFET을 통해 흐르는 전류를 크게 줄일 수 있습니다. 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

안정기 입력의 전압이 변하면 저항 R1을 통해 흐르는 전류가 변합니다. 이 변화는 이 저항의 값을 증가시켜 줄일 수 있지만 결과적으로 이 저항의 전압 강하를 증가시켜야 합니다. 따라서 효율성이 감소합니다. 내 생각에 최적의 해결책은 이 저항을 전류원으로 교체하는 것입니다. 이 전류원의 전압 강하는 활성 요소의 정상적인 작동을 위해 입력 전압 편차 + 2-3V의 합과 동일하게 설정할 수 있습니다. 원천.

이러한 추가 사항을 고려하여 병렬 안정기를 갖춘 전원 공급 장치 회로가 개발되었습니다(그림 3). 삼.

쌀. 3. 병렬 안정기가 있는 전원 공급 장치의 개략도(확대하려면 클릭)

여기서 전류 설정 저항의 기능은 트랜지스터 Q1의 전류원에 의해 수행됩니다. 생성되는 전류의 불안정성을 줄이기 위해 더 낮은 전력의 다른 전류원에서 전원을 공급받으며, 이는 리플을 줄이기 위해 RCR 필터를 통해 전원을 공급받습니다. 저항 R7은 안정기의 작동 전류를 대략적으로 조절하는 데 사용할 수 있으며 저항 R4는 안정기의 작동 전류를 원활하게 조절하는 데 사용할 수 있습니다. 저항 R8을 사용하면 작은 한계 내에서 안정기의 출력 전압을 조정할 수 있습니다. R6은 약 600mA를 소모하는 전원부하입니다(부하 없이 전원을 연결하지 마세요!). 트랜지스터 Q1 및 M1은 최소 500제곱미터 면적의 공통 라디에이터에 설치할 수 있습니다.

스태빌라이저의 주요 기술적 특성(입력 및 출력 RC 필터 포함):

출력 전압 = 12V.
입력 전압 > 18V.
부하 전류 - 600mA
전류 소비 - 750mA (다이어그램에 표시된 정격에서 저항 R2, R7, R4를 선택하여 영향 크기 순서대로 변경됨)
출력 리플 레벨 - -112dB
효율성=57%

제시된 회로는 병렬 안정기의 장점을 거의 완벽하게 유지하면서 보상 직렬 안정기의 특성과 비교할 수 있는 효율성 및 Kst 측면에서 상당히 높은 매개변수를 가지고 있음을 쉽게 알 수 있습니다.

동시에 회로는 매우 간단하고 부족한 부품이 필요하지 않으며 초보 무선 아마추어도 설계할 수 있습니다.

최대 50V의 입력 전압으로 회로는 Q1-BD244C, Q2-BC546A, M1-IRF630을 사용할 수 있습니다. 제너 다이오드 D7로는 8,2V의 모든 전압, 다이오드 D1-D4(예: SF54), 다이오드 D5, D6, D8, D9(예: 1N4148)를 사용할 수 있습니다.

문학

Zherebtsov I.P. 전자의 기초, 40페이지, L, 1989
Ryzhkov V.A. 간단한 병렬 트랜지스터 안정기, audioportal.su/another/p2_articleid/65

저자: Baushev Oleg(일명 Olegyurich); 출판물: cxem.net

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