스위칭 스태빌라이저 커패시터 전원 공급 장치. 구성표, 설명

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스위칭 레귤레이터 커패시터 전원 공급 장치

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게시된 기사의 저자는 안정기 커패시터가 있는 무변압기 전원 공급 장치에서 펄스 출력 전압 안정기를 사용한 경험을 공유합니다.

예를 들어 [1, 2]에 설명된 것과 같이 퀀칭 커패시터가 있는 무변압기 전원 공급 장치의 가장 심각한 단점 중 하나는 부하가 없거나 전력이 부족한 부하가 있는 경우 네트워크에 연결할 수 없다는 것입니다. 이는 정류기 브리지 [3]의 출력과 평행한 제너 다이오드의 안정기를 켜면 제거됩니다. 그러나 동시에 제너 다이오드 자체는 켄칭 커패시터의 커패시턴스 변화, 제너의 안정화 전압의 영향을 고려하면 부하 전류에 상응하는 값을 갖는 전류를 소비할 수 있습니다. 네트워크 전압을 증가시키는 방향으로 다이오드 및 변동. 제너 다이오드는 상당한 전력을 소모하므로 방열판에 배치해야 합니다[2].

퀀칭 커패시터를 사용하여 무변압기 전원 공급 장치를 개선하는 주요 아이디어는 예를 들어 [4]에서 수행한 것처럼 펄스 조절 요소를 여기에 도입하여 안정기에 의해 소비되는 전력을 줄이는 것입니다.

조정 가능한 출력 전압(다이어그램 참조)을 갖춘 제안된 안정화된 전원 공급 장치에서는 상보적인 트랜지스터 쌍 KT1A, KT5A로 만들어진 제어되지 않은 502층 다이오드(디니스터) [503]의 아날로그가 출력에 병렬로 연결됩니다. 다이오드 브리지 VD2. 디니스터 아날로그를 켜기 위한 안정적인 임계값을 보장하기 위해 제너 다이오드 VD1가 트랜지스터 VTXNUMX의 이미터 접합과 직렬로 연결됩니다.

스위칭 레귤레이터 커패시터 전원 공급 장치

다이오드 브리지의 출력 전압이 증가함에 따라 커패시터 C2가 충전되기 시작합니다. 전압이 특정 값에 도달하면 가변 저항 R6의 위치에 따라 제너 다이오드 VD2가 켜지고 먼저 트랜지스터 VT1이 열리고 그 다음 VT2가 열립니다. 깊은 포지티브 피드백으로 인해 트랜지스터는 눈사태처럼 열리고 브리지 출력을 분류하여 브리지 전체의 전압이 거의 3으로 갑자기 감소합니다. 다이오드 VD2이 닫히고 커패시터 C2가 부하에 전력을 공급합니다. 브리지 출력의 전압이 0,7으로 감소하면 dinistor의 트랜지스터 아날로그가 꺼지고 커패시터 CXNUMX가 충전을 시작합니다. 이 과정은 반복됩니다. 트랜지스터 이미터 사이의 총 포화 전압(dinistor 아날로그 양단의 전압 강하)은 약 XNUMXV입니다.

부하 저항에 따라 dinistor 아날로그는 주전원 전압 반주기의 다양한 순간에 켜집니다. 유휴 모드에서 다이오드 브리지의 출력은 가장 높은 듀티 사이클을 따르는 짧은 펄스입니다. 부하가 연결되면 듀티 사이클이 감소합니다. 트랜지스터의 개방 시간이 감소하여 절연 다이오드 VD3을 통해 커패시터 C2에 공급되는 전압 펄스의 지속 시간이 증가합니다.

전압 안정화 과정은 라디오 아마추어에게 알려진 펄스 폭 제어 기능을 갖춘 전압 안정기의 작동과 매우 유사합니다. 펄스 반복 주파수는 커패시터 C2의 맥동 주파수와 동일합니다. 분리 다이오드 VD3은 커패시터 C2가 개방형 트랜지스터를 통해 방전되는 것을 방지합니다.

제너 다이오드 VD2를 통한 전류 펄스의 진폭은 모든 작동 모드에서 0,5mA를 초과하지 않습니다. 이는 제어 신호를 기반으로 한 dinistor의 트랜지스터 아날로그를 사용하는 안정기의 효율성을 나타냅니다. 비교를 위해 펄스 요소(사이리스터)를 사용하는 경우 KU201, KU202 시리즈 장치에는 최대 100mA의 스위칭 전류 진폭이 필요합니다.

또한 병렬 안정기를 사용하면 예를 들어 1~4,7V 범위에서 46kOhm의 저항을 사용하여 부하의 출력 안정화 전압을 원활하게 조절할 수 있습니다. 유휴 상태에서는 각각 4,84~46,06V입니다. 부하 전체와 유휴 상태에서의 전압 값 차이는 약 XNUMX%입니다. 이것은 거의 모든 경우에 충분합니다.

출력 전압 조정이 필요하지 않은 경우 (고정 값이 필요함) 저항 R5 및 R6이 제거되고 제너 다이오드의 양극이 트랜지스터 VT2의 이미 터에 연결됩니다. D814G 제너 다이오드가 포함된 이러한 전원 공급 장치는 저항이 9,94Ω인 부하 전체에서 180V의 고정되고 안정화된 전압을 제공합니다. 유휴 상태에서 출력 전압은 10,09V입니다. D814A 제너 다이오드를 사용하는 경우 동일한 부하에서 Uout = 7,67V, 유휴 상태에서는 7,8V입니다. 보시다시피 이 경우 부하 상태와 유휴 상태의 전압 차이는 약 XNUMX%입니다.

고전압 제너 다이오드 또는 직렬로 연결된 두 개의 저전압 제너 다이오드를 사용하여 정류기의 출력 전압을 높일 수 있습니다. 814개의 제너 다이오드 D814V 및 D1D와 2μF의 커패시터 C250 커패시턴스를 사용하면 저항이 23Ω인 부하의 출력 전압은 24...XNUMXV가 될 수 있습니다.

주어진 예는 주어진 부하에서 필요한 안정화된 출력 전압을 위해 무변압기 정류기의 요소를 실험적으로 선택할 수 있는 가능성을 보여줍니다.

안정화 정류기의 출력과 네트워크 사이에 공통 와이어가 필요한 경우 알려진 반파 다이오드 커패시터 정류기를 사용할 수 있습니다. 이렇게 하려면 다이오드 브리지 VD1을 제외하고 저항 R2를 안정기 커패시터 C1과 직렬로 연결하고 다이어그램에 따라 아래쪽 네트워크 와이어를 "음극" 출력에 연결한 다음 정류기 다이오드를 양극과 양극 사이에 연결해야 합니다. 트랜지스터의 이미 터를 트랜지스터 VT2의 이미 터로.

저항 R2는 장치가 네트워크에 연결되어 있을 때 과도 프로세스 중에 입력 전류를 제한합니다. 전원 플러그와 소켓 접점의 불가피한 "반동"으로 인해 스위칭 프로세스에는 일련의 단기 단락 및 개방 회로가 수반됩니다.

이러한 현상 중 하나에서 급냉 커패시터 C1은 네트워크 전압의 전체 진폭 값, 즉 최대 약 300V까지 충전될 수 있습니다. 회로가 중단되고 이후에 폐쇄된 후 커패시터의 전압과 네트워크 전압 이 경우는 장치의 안정적인 작동을 보장하기 위해 고려해야 하는 최악의 시나리오입니다.

따라서 신뢰성을 높이기 위해 제안된 장치에서는 KT814A 및 KT815A와 같이 더 강력한 보완 트랜지스터 쌍을 사용하는 것이 좋습니다. KT816A 및 KT817A; KT837A 및 KT805A; KT973A 및 KT972A; 2T505A 및 2T504A 등

장치는 네트워크에 전기적으로 연결되어 있습니다. 이 점을 기억하시고 설계 및 설치시 주의가 필요합니다.

문학

Dorofeev M. 댐핑 커패시터가 있는 Transformerless. - 라디오, 1995, No. 1, p. 41, 42; 2호, p. 36, 37.
Khukhtikov N. 충전기. - 라디오, 1993, No. 5, p. 37.
Biryukov S. 퀀칭 커패시터를 사용한 네트워크 전원 공급 장치 계산. - 라디오, 1997, No. 5, p. 48-50.
Alekseev S. 대칭형 디니스터 - 전원 공급 장치. - 라디오, 1998, No. 10, p. 70, 71.
Voitsikhovsky Ya. 라디오 전자 장난감. -M.: 소비에트 라디오, 1970, p. 40.

저자: N.Tsesaruk, 툴라

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