고효율, 8-16/5볼트 10암페어의 강력한 스위칭 레귤레이터. 계획, 설명

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동기식 정류기가 있는 펄스 전압 안정기에 여러분의 관심을 초대합니다. 그 계획은 Fig. 5.39.

쌀. 5.39 (확대하려면 클릭)

주요 기술 특성 :

입력 전압, V.....8...16;
출력 전압, V.....5;
최대 부하 전류, A.....10;
출력 전압 리플 진폭, mV, 이하.....100;
입력 전압, 부하 전류 및 주변 온도를 변경할 때 출력 전압의 불안정성, 공칭 값의 %.....2;
주변 작동 온도 범위, °С.....-10...+70;
변환 주파수, kHz.....100;
전체 입력 전압 변동 범위에서 최대 부하 전류에서의 효율 평균값, %.....90.

스태빌라이저는 Unitrode Corp.의 UC3843 제어 칩을 사용합니다. 제어 칩은 출력 전압을 안정화하기 위해 펄스 폭 방식을 구현합니다. 이를 위해 연산 증폭기에 비교 장치를 포함하고 하나의 입력에는 기준 전압(2,5V)의 일부가 공급되고 다른 하나는 저항 전압 분배기 R1, R4의 출력의 일부입니다. 요소 R2, C8은 이 증폭기의 보정 회로입니다. 조절하는 동안 미세 회로의 핀 2의 전압이 2,5V를 초과하자마자 출력 펄스의 지속 시간이 원본에 비해 감소하기 시작합니다. 펄스의 주파수는 일정하게 유지됩니다.

스태빌라이저를 과전류로부터 보호하기 위해 마이크로 회로에 고속 비교기가 제공됩니다. 내장 소스에서 1V의 예시적인 전압이 입력 중 하나에 적용되고 개방 트랜지스터 VT3를 통해 흐르는 전류에 비례하는 전압이 다른 하나(핀 2)에 적용됩니다.

IRF4905는 International Rectifier의 p-채널 전계 효과 트랜지스터인 전력 소자로 사용됩니다. 개방 저항은 약 20mΩ이고 개방 및 폐쇄 지연은 약 80ns입니다. 동기식 정류기 어셈블리는 요소 VD2, VT3에서 만들어집니다. 트랜지스터 VT3 - 같은 회사의 n-채널 필드 IRF3205 -도 낮은 개방 채널 저항(8mΩ)으로 선택됩니다. 그런 다음 최대 부하 전류에서 쇼트키 다이오드의 일반적인 0,5V 대신 전압 강하가 약 100mV로 감소하여 전체적으로 ISN의 전력 손실도 감소합니다.

게이트-소스 및 게이트-드레인 커패시턴스의 큰(수 암페어) 재충전 전류를 제공하는 강력한 펄스 증폭기에서 제어될 때만 이러한 특성을 얻습니다. 고려중인 전압 조정기에서이 증폭기는 마이크로 어셈블리 트랜지스터 VT1에서 만들어집니다. 또한 DA1 칩에서 생성된 제어 신호를 반전시킵니다.

출력 평활화 필터는 커패시터 C12 ... C17로 구성됩니다. 그 수(2개)와 유형 선택은 추가 고주파 필터 없이 출력 전압의 고품질 필터링에 충분합니다. 스태빌라이저에서 소비하는 전류의 펄스 특성으로 인해 발생하는 고주파 간섭을 억제하려면 입력 U자형 필터가 필요합니다. VD0,05로 전압 강하가 낮고 복구 시간이 약 XNUMXμs인 Schottky 다이오드를 사용하여 안정기의 효율을 높이면서 스위칭 손실을 줄일 수 있게 되었습니다.

이 장치는 권선을 제외한 표준 요소로 만들어집니다. 초크 L1은 링에 감겨 있습니다. 퍼멀로이에서 K10x6x4,5. MP 140에는 링의 전체 둘레에 고르게 놓인 5개의 PEV-6 와이어가 0,5번 감겨 있습니다. 초크 L2는 동일한 재질의 K19x11x4,8 링으로 만들어지며 동일한 직경의 와이어 12개를 10번 감습니다. 변압기 T1은 링에 감겨 있습니다. 페라이트 10NM6의 K2000x1x0,2 200차 권선은 PEV-2 와이어로 만들어지며 링의 전체 둘레에 고르게 놓인 3개의 권선을 포함합니다. 2 차 권선은 링의 구멍을 통과하는 와이어이며, 그 끝은 트랜지스터 VTXNUMX의 드레인과 트랜지스터 VTXNUMX의 드레인의 전류 연결과 인덕터의 왼쪽 출력에 각각 연결됩니다. 회로에 따라 LXNUMX. 변압기를 연결할 때 권선의 올바른 위상을 주의 깊게 관찰해야 합니다.

고주파 간섭의 고품질 필터링을 위해 NEC, Nichicon, TDK 등의 D 패키지(표면 실장용 커패시터)의 무연 탄탈룸 커패시터(C1 ... C7, C12 ... C17)가 사용됩니다. 국내 제품, 산화물 커패시터 K53-28, K53은 -25, K53-22에 적합합니다. 사실, 마지막 두 가지 유형의 커패시터는 설치 후 밀봉해야 합니다. 물론 스태빌라이저의 설치가 질적으로 완료되면 스태빌라이저를 조정할 필요가 없습니다.

DA1 마이크로 회로의 작동 특성에는 제어 펄스의 듀티 사이클이 2 미만인 작업을 "좋아하지 않는다"는 사실이 포함됩니다. 낮은 공급 전압. 이것은 인접한 기간의 펄스 쌍이 다르지만 주어진 공급 전압에 대해 일정한 지속 시간을 갖는다는 사실에서 나타납니다. 실제로 이것은 출력 전압 리플의 모양이 마스터 오실레이터 주파수보다 두 배 낮은 주파수에서 다른 포락선을 수신한다는 것을 의미합니다. 이 기능은 저항이 3 ... 4 kOhm 인 저항과 용량이 0,1 ... 2 pF 인 커패시터에서 직렬 회로 칩의 단자 1000과 10000 사이를 연결하여 제거 할 수 있습니다. 그러나 이러한 "기생" 진동의 주파수는 높으며 실질적으로 출력 전압 리플의 진폭을 증가시키지 않으며 스태빌라이저 전체의 동적 특성에 영향을 미치지 않습니다.

스위칭 조정기는 짧고 넓은 도체가 있는 인쇄 회로 기판에 장착해야 합니다. 크기가 작을수록 유도된 간섭이 적어지며, 이는 대체로 장치 전체의 안정성을 결정합니다. 트랜지스터 VT2와 다이오드 VD2는 유효 표면적이 100cm2 이상인 방열판에 설치되며 유도 간섭을 줄이기 위해 이러한 요소는 절연 스페이서를 통해 설치되어야 하며 방열판 자체는 음극에 전기적으로 연결됩니다. 커패시터 C2 ... C7의 단자. 다이어그램에 따라 인덕터 L2의 오른쪽 출력은 커패시터 C12의 양의 출력에 연결되고 다이어그램에 따라 저항 R4의 출력은 커패시터 C17의 양의 출력에 연결되어야 합니다. 또한 부하에 출력 전압을 공급합니다.

저자: Semyan A.P.

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