하나의 크로나에서 세 가지 전압. 계획, 설명

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휴대용 장비에서 연산 증폭기(op-amps)를 사용하면 +15V의 바이폴라 전압으로 전력을 공급하는 방법에 대한 문제가 즉시 발생합니다. 참조 자료에서 대부분의 연산 증폭기의 매개 변수가 정확하게 제공되기 때문에 유사한 질문이 발생합니다. 이러한 공급 전압의 경우, 많은 라디오 애호가들은 연산 증폭기가 이 모드에서만 제대로 작동할 수 있다는 인상을 받습니다. 대부분의 아마추어 무선기기에서도 op-amp에 ±15V의 바이폴라 전압을 공급하는데 op-amp에 대한 기술자료를 잘 살펴보면 대부분의 op-amp에서 동작전압의 하한이 암페어는 ± 5..6V입니다. 따라서 널리 사용되는 미세 회로 K140UD6 및 K140UD7의 경우 최소 공급 전압은 ± 5V이고 저전력 연산 증폭기 K140UD12의 경우 이 제한은 ± 1,5V입니다(Kudryashov B.P. 아날로그 집적 회로 참조). : 핸드북 -M .: 라디오 및 통신, 1981).

공급 전압 레벨이 감소하면 연산 증폭기에서 소비되는 전류가 감소하여 휴대용 장비의 전원 문제도 단순화됩니다. 대부분의 연산 증폭기는 ±5V의 전압을 공급하면 ±3V의 공급 전압에 비해 소비 전류가 약 15배 정도 감소합니다. 물론 공급 전압의 감소는 다른 파라미터의 변화로 이어집니다. 그러나 이러한 편차는 일반적으로 회로 작동에 영향을 미치지 않습니다. 휴대용 장치의 전원으로 전압이 9V인 Krona-VT 또는 Korund 배터리를 사용하고 아래에 설명된 장치를 사용하여 +5,5 및 -4,8V의 바이폴라 전원을 얻는 것이 편리합니다. +5,5V 전압이 안정화되어 연산 증폭기에 전원을 공급할 뿐만 아니라 K134, K176, K561 시리즈의 디지털 마이크로 회로에도 사용할 수 있습니다. 전원 노드는 또한 필요한 경우 K10 및 K168 시리즈의 전계 효과 트랜지스터를 기반으로 전자 스위치를 제어하는 데 사용되는 -190V의 전압을 생성합니다.

연산 증폭기의 전원 공급 장치의 불안정성에 대한 영향 계수가 -60dB를 초과하지 않기 때문에 연산 증폭기의 공급 전압 비대칭은 미세 회로의 작동에 실질적으로 영향을 미치지 않습니다. 전원 노드는 안정화된 전압의 존재와 부하 없이 낮은 전류 소비로 구별됩니다. 효율은 입력 전압에 따라 달라지며 0,4 ~ 0,5입니다.

전원 장치의 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 1. 정극성 전압 안정기와 펄스 변환기로 구성됩니다.

그림 1(확대하려면 클릭)

포지티브 전압 안정기에는 기준 제너 다이오드가 트랜지스터 VT2의 기본 회로에 연결된 3단 DC 증폭기(트랜지스터 VT3 및 VT500)가 포함되어 있습니다. 기준 요소에 출력 안정화 전압을 공급하면 낮은 출력 저항(0,2 옴 이하)으로 높은 전압 안정화 계수(1 이상)를 얻을 수 있습니다. 스태빌라이저의 조절 요소는 p-n-p 트랜지스터 VT20이므로 최대 0,05mA의 부하 전류에서 안정화 모드는 스태빌라이저 입력의 전압이 출력보다 0,1 ~ 1V 더 높을 때 발생합니다. 전원이 켜지면 스태빌라이저는 C1, R2, VD3, R1 요소 체인으로 인해 작동 모드로 들어갑니다. 이 경우 커패시터 C2의 충전 전류는 시작 회로 VD3, R2, 트랜지스터 VT1의 베이스-에미터 전이를 통과하고 트랜지스터 VT3 및 VTXNUMX을 작동 모드로 전환합니다. 스태빌라이저에는 단락 보호 기능이 있습니다.

펄스 변환기에는 생성기, 출력 트랜지스터 스테이지 및 용량성 전압 체배기가 포함되어 있습니다. 경제적인 이유로 발전기는 CMOS 유형 DD1 칩에 조립됩니다. 발생기의 출력 전압은 약 10kHz의 주파수를 갖는 펄스 구형파입니다. 출력단의 트랜지스터 VT4 및 VT5의베이스에 공급되고 교대로 개방 상태로 전환됩니다. VT4 트랜지스터가 열리면 이 트랜지스터와 VD6 다이오드를 통해 커패시터 C6이 충전됩니다. 발전기의 펄스 전압의 다음 반주기에서 트랜지스터 VT5가 열리고 커패시터 C6이 트랜지스터와 다이오드 VD7을 통해 방전되어 커패시터 C7에 에너지를 전달합니다. 결과적으로 커패시터 C7은 스태빌라이저의 출력 전압에 가깝게 충전됩니다. VT4가 열리면 커패시터 C8은 + Ustab, VT4, C8, VD8, C7, 공통 버스 회로를 따라 충전됩니다. 이 회로에는 두 개의 전압원이 직렬로 연결되어 있습니다: Ustab.

결과적으로 커패시터 C8은 대략 전압 Uc8 = Ustab + Uc7 = 10V로 충전됩니다. 이 전압은 트랜지스터 VT5가 열리면 다이오드 VD9를 통해 출력 커패시터 C9로 전달됩니다. 전압 배율기 커패시터의 재충전 주기마다 다이오드와 개방 트랜지스터 VT4 및 VT5에서 전압 손실이 발생하므로 부하 전류가 증가함에 따라 출력 전압이 감소합니다. -4,5V의 음의 전압에 대한 이러한 의존성은 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.

하나의 크로나에서 세 가지 전압
Pic.2

유휴 모드에서 부하 전류가 5,3일 때 두 출력에 대한 음극 전압은 -10,2 및 -0,3V입니다. 이 모드에서 컨버터는 0,4...3mA에 해당하는 전류를 소비합니다. 컨버터는 안정화된 전압에 의해 전원이 공급되기 때문에 출력 전압은 부하 저항에만 의존합니다. 일정한 부하에서 음의 출력 전압은 변경되지 않습니다. 0,7mA와 같은 부하 전류 In에서 설명된 펄스 변환기의 효율은 2의 값에 도달하지만 이 값에서 ±0,6mA 편차가 있으면 10으로 감소합니다. 부하 시 출력 전압 리플의 진폭은 XNUMXmV를 초과하지 않습니다.

구조적으로 전원 노드는 공급하는 회로의 인쇄 회로 기판에서 가장 잘 수행되므로 전원 노드의 인쇄 회로 기판 배선은 제공되지 않습니다. 회로 요소가 차지하는 면적은 12cm2를 초과하지 않습니다. MLT-0,125 저항과 소형 커패시터 C1, C8, C9 - K53-1을 사용합니다. C3 - C5 - KM; C2, C6, C7 - K52-1B.

설명된 전원 장치는 간단하여 설치 후 조정 작업이 필요하지 않습니다. 출력 안정화 양전압이 공칭 값과 5% 이상 차이가 나면 제너 다이오드 VD3을 선택하여 설정합니다. 전원 장치의 상태에 대한 기준은 출력 전압의 존재와 2,5mA를 초과하지 않는 무부하 전류입니다.

문학 :

Kudryashov B.P. 외 아날로그 집적 회로: A Handbook.-M .: 라디오 및 통신, 1981.
Khodakovsky E. 전압 극성 변환기.- Radio, 1984, No. 7, p. 48-49.

저자: V.Efremov, V.Fedko

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