|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Potężny bipolarny stabilizator napięcia dla UMZCH. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochronniki przeciwprzepięciowe Autor proponuje bipolarny regulator napięcia zasilania, odpowiedni dla wzmacniaczy o mocy do 50-100 W na kanał. Urządzenie zbudowane jest na wydajnych tranzystorach polowych, które mogą pracować przy wielokrotnych krótkotrwałych przeciążeniach prądowych. Zastosowanie takich stabilizatorów ma duże uzasadnienie we wzmacniaczach o dużej wrażliwości na zmiany i tętnienia napięcia zasilania, co jest szczególnie charakterystyczne dla prostych wzmacniaczy bez ogólnego sprzężenia zwrotnego. Jak wiadomo, do zasilania potężnego stopnia wyjściowego UMZCH w wielu konstrukcjach służy oddzielny zasilacz, a reszta wzmacniacza jest zasilana przez stabilizator napięcia. Większość tych zasilaczy jest nieregulowana i składa się z dwóch prostowników pełnookresowych (dla napięć o polaryzacji dodatniej i ujemnej) z punktem środkowym z kondensatorami wygładzającymi. To nieuregulowane napięcie nie jest wykorzystywane przez resztę wzmacniacza, jeśli ma on dodatkowe węzły i przełącznik źródła sygnału (pełny, „integralny” wzmacniacz). Ponadto ogólne sprzężenie zwrotne stosowane w większości UMZCH znacznie zmniejsza wrażliwość na tętnienia napięcia zasilania. A jeśli głębokość ogólnej ochrony środowiska jest niewielka lub nie ma jej wcale, w systemach akustycznych słychać tętnienie napięcia zasilania. Podstawowym sposobem tłumienia tętnień i niestabilności jest zasilanie stopni wyjściowych wzmacniacza stabilizowanym napięciem, jednak zastosowanie integralnych stabilizatorów napotyka również szereg problemów. Faktem jest, że takie stabilizatory mają stosunkowo duży spadek napięcia. Ponadto z reguły mają wbudowane ograniczniki prądu i mocy, co ogólnie może zniweczyć zalety stabilizatora. Można oczywiście zastosować zintegrowany stabilizator dużej mocy (na przykład o prądzie wyjściowym 10 A), ale moim zdaniem jego koszt jest nie do przyjęcia. Alternatywą w rozwiązaniu tego problemu może być zastosowanie w stabilizatorze napięcia zasilania wydajnych tranzystorów polowych. Nawiasem mówiąc, tranzystory te są niedrogie i mają niską rezystancję otwartego kanału (setne oma) i maksymalny prąd do 70 ... 100 A, co pozwala projektować stabilizatory o bardzo niskim spadku napięcia (nie powyżej 0,25 V) przy prądzie do 20 A. Parametry opisywanego stabilizatora są następujące. Przy napięciu wyjściowym 27 V jego maksymalny prąd osiąga 4,5 A. Przy tym prądzie obciążenia minimalne napięcie robocze między wejściem a wyjściem nie przekracza 0,25 V. Różnica między napięciem wyjściowym stabilizatora bez obciążenia a napięciem przy prąd obciążenia 4,5 A wynosi nie więcej niż 0,15 V, przy prądzie 6 A różnica ta nie przekracza 0,16 V. Takie parametry stabilizatora zapewniają zastosowane w nim mocne tranzystory polowe - IRF4905 (kanał p) o maksymalnym prądzie drenu 74 A i rezystancji otwartego kanału 0,02 oma oraz IRL2505 (kanał n) z odpowiedni prąd 104 A i rezystancja 0,008 oma.
Stabilizator bipolarny składa się z dwóch niezależnych źródeł napięcia o polaryzacji dodatniej i ujemnej (rys. 1). Górna część obwodu odnosi się do stabilizatora polaryzacji dodatniej, a dolna część odnosi się do polaryzacji ujemnej. Dla ułatwienia porównania numeracja odpowiednich elementów różni się jedynie przedrostkami 1 i 2. Najpierw o niektórych cechach stabilizatora. Ma trzy krytyczne elementy - są to kondensatory C2 i C3 oraz dioda Zenera VD1. Wskazane na schemacie wartości pojemności kondensatorów C2 i C3 są w pewnym sensie kompromisem: gdy się zmniejszają, pojawia się możliwość samowzbudzenia stabilizatora. Zwiększenie ich pojemności do 1 μF powoduje, że tętnienia, które zawsze występują w wyprostowanym napięciu, przenikają na wyjście stabilizatora. Teraz kilka słów o tym, dlaczego wybrano diodę Zenera VD1 (BZX55-C7V5) o napięciu stabilizacji 7,5 V. Wskazane jest wybranie diody Zenera, której rezystancja różnicowa jest minimalna (wpływa to na właściwości całego stabilizatora). Ze wszystkich diod Zenera serii BZX55 diody Zenera BZX7-C55V7 i BZX5-C55V8 mają najmniejszą rezystancję różnicową (2 omów). Jeżeli napięcie wejściowe stabilizatora jest mniejsze niż 20 ... 25 V, zaleca się zastosowanie diody Zenera na napięcie nie większe niż 3,3 V (na przykład BZX55-C3V3). Obwód stabilizatora o ujemnej polaryzacji z niewielkimi zmianami został zapożyczony z [1] i był już kiedyś przeze mnie używany do regulatora prędkości wiertarki (z marginesem prądu 20 ... 30 A). W porównaniu z obwodem z [1], w obwodzie z rys. 1 zmieniono wartości niektórych kondensatorów i rezystorów, dodano diodę Zenera VD2 w celu zabezpieczenia bramki VT2 przed przebiciem oraz zastosowano diodę Zenera (VD1) na inne napięcie stabilizacji (7,5 V) ). Obwód stabilizatora o polaryzacji dodatniej jest lustrzanym odbiciem obwodu stabilizatora o polaryzacji ujemnej. Zamiast n-kanałowego wykorzystuje tranzystor polowy z kanałem p IRF4905 w obudowie TO-220 (VT2) zamiast tranzystora bipolarnego p-n-p , tranzystor o strukturze npn BC337-40 lub KT503B (VT1), a obciążenie stabilizatora równoległego DA1 (TL431CZ w pakiecie TO-92) jest zawarte w jego obwodzie anodowym.Chociaż obciążenie to jest mniej znane, najczęściej występuje w przełączanie zasilaczy do komputerów. Kilka uwag o tym, jak można zmodyfikować opisany stabilizator do pracy przy napięciu zasilania +/-35 ... 45 V. W tym przypadku rezystancję rezystora R4 (620 Ohm) należy zwiększyć do 0,9..DA1 (TL1CZ) nie przekroczył połowy maksymalnego prądu 431 mA. Zamiast komplementarnej pary tranzystorów VS50 / VS327 (Uke max = 337 V, Ikmax = 45 A, PKmax = 0,8 W) należy zastosować parę o nieco wyższym napięciu iKe max. na przykład 2SA1284 / 2SC3244 (UK3max = 100 V, lKmax = 0,5 A, PKmax = 0,9 W). Pożądane jest instalowanie tranzystorów polowych na radiatorach o dużej powierzchni chłodzenia.Dodajmy również, że w celu ustawienia pożądanego napięcia stabilizacji konieczna będzie zmiana wartości rezystorów R5, R6 i R7. Pożądane jest użycie diody Zenera dla napięcia stabilizującego 7,5 V (BZX55-C7V5). Polecam zakup chipa TL431CZ produkcji National Semiconductor, Texas Instruments, Vishay, Motorola. Wszystkie rezystory, z wyjątkiem trymera R6 (SPZ-19A), mają moc 0,25 W, kondensatory ceramiczne - dla napięcia 50 V.
Ponieważ potrzebowałem dwóch płytek stabilizatora bipolarnego (po jednej na każdy kanał UMZCH), korzystając z programu Sprint Layout 5.0, rozłożyłem wydrukowane okablowanie płytki (ryc. 2 wydrukowałem jej rysunek na kalce przeznaczonej do drukowania za pomocą drukarki laserowej , i wykonałem ją metodą opisaną przeze mnie w [2, 3] Wygląd zamontowanej płytki pokazano na rys. 3
Aby przetestować działanie stabilizatora, użyłem trzech multimetrów cyfrowych, z których dwa zmierzyły napięcia wejściowe i wyjściowe stabilizatora, a trzeci w trybie amperomierza zmierzył jego prąd wyjściowy. Warto w tym miejscu dodać, że obwód z rys. Do badania stabilizatora napięcia dodatniego wykorzystano rysunek 4. W podobny sposób zbadano właściwości stabilizatora napięcia ujemnego.
Jako obciążenie (R1) zastosowano rezystor ceramiczny SQP o mocy 20 W i rezystancji 1 Ohm, a jako R2 - rezystor PE-75 o mocy 75 W i rezystancji 5 Ohm. Zatem całkowita rezystancja obciążenia (6 omów) stabilizatora odpowiadała całkowitej mocy 95 watów. a prąd wynosi 4,5 A. Testując stabilizator, jako źródło zasilania zastosowałem zmodyfikowany stabilizowany zasilacz B5-47, w którym napięcie wyjściowe (do 30 V) podawane jest przy prądzie obciążenia do 4 A (do 5 A bez modyfikacji) . Aby zwiększyć ograniczenie prądu do 3 A należy założyć zworki pomiędzy stykami 4,59, 23, 24 i 26 w złączu pilota umieszczonym na tylnej ściance urządzenia, a z przodu ustawić maksymalną wartość prądu na 50 A. płyta Wyniki badań działania stabilizatorów w pełni potwierdziły ich parametry. Stabilizatory mają znaczny zapas prądu, a moc w obciążeniu każdego ze stabilizatorów odpowiada 121,5 W, co daje łącznie 243 W. Jeżeli moc jednego kanału wzmacniacza P = 35 W, a rezystancja obciążenia R = 4 Ohm, to amplituda sygnału napięcia U "17 V i prądu lm = 4,25 A. Oznacza to, że jeśli stabilizator jest dwubiegunowy i składa się ze stabilizatorów o polaryzacji dodatniej i ujemnej, każdy z nich musi zapewniać maksymalny prąd 4,25 A. Jeżeli napięcie wyjściowe stabilizatora wynosi 27 V, a prąd w obciążeniu wynosi 4,25 A, wówczas obciążenie zastępcze odpowiada rezystancji ReKB = 6,35 oma. Dlatego wybrano rezystancję obciążenia stabilizatora równą 6 omów. Do testów wykorzystano także rzeczywisty prostownik zasilający o dużym prądzie i dużym poziomie tętnienia (kondensator akumulacyjny o pojemności 10000 60 μF oraz diody prostownicze DSS 0045-45V (Uobr = 60 V, lmax = 0,35 A, Upr = 10 V / XNUMX A), zawarte w obwodzie mostkowym. Opisywany stabilizator jest również odporny na krótkotrwałe przeciążenia. Użyłem go do regulacji prędkości obrotowej wiertła, w którym prąd rozruchowy silnika osiąga 20 A. Dzięki temu stabilizator ma znaczny margines prądu, co pozwala na stosowanie go z dużymi radiatorami i mocniejszymi UMZCH Teraz kilka słów o montażu i regulacji stabilizatora we wzmacniaczu Przede wszystkim należy ocenić za pomocą oscyloskopu minimalne wartości napięcia zasilania stopni wyjściowych UMZCH przy maksymalnym obciążeniu. Aby to zrobić, podłącz rezystor do wyjścia UMZCH o wartości nominalnej równej rezystancji prądu przemiennego (4 lub 8 omów) i mocy odpowiadającej maksymalnej dla UMZCH.Zastosuj sygnał o częstotliwości 34 ... 20 Hz z generatora 30 do wejścia wzmacniacza i ustaw poziom sygnału odpowiadający regulacji głośności maksymalnej mocy wzmacniacza. Następnie należy określić minimalną wartość bezwzględną (biorąc pod uwagę amplitudę tętnień) napięć zasilania i ustawić napięcie stabilizacji za pomocą rezystora dostrajającego R6 o około 1 V mniej niż ta minimalna wartość w każdym ze stabilizatorów. Przed montażem po dwie płytki takich stabilizatorów w każdym z kanałów wzmacniacza („Kumir U-001”), w mostkach prostowniczych zasilaczy wymieniłem diody KD208A (Unp=1 V/1.5 A) na diody Schottky’ego MBR10100 (Unp = 0,45 V / 1,5 A) oraz diody KD209A w regulatorze napięcia 30 V z diodami HER503. Dodatkowo podwojono pojemność kondensatorów wygładzających (zarówno w prostownikach stopni wyjściowych, jak i w stabilizatorze 30 V). Po zainstalowaniu stabilizatorów w obudowie i włączeniu wzmacniacza należy sprawdzić i wyregulować równowagę stopni wyjściowych dla prądu stałego, a następnie prądu spoczynkowego mocnych tranzystorów Po dostosowaniu trybów pracy tranzystorów stopni wyjściowych UMZCH z zainstalowanymi stabilizatorami stwierdziłem zauważalny spadek tła nawet przy maksymalnej czułości przy braku sygnału wejściowego. literatura
Autor: A.Kuzminov
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Serwer muzyczny na procesorze ARM ▪ Rzep zagraża naturze Antarktydy ▪ Etui do izolowania smartfona od właściciela ▪ Wielomodowa technologia bezprzewodowa dla sieci czujników ▪ W zeszłym roku wyświetlacze OLED zostały sprzedane za 101 milionów dolarów.
▪ część witryny „Podręcznik elektryka”. Wybór artykułu ▪ artykuł Choroby zakaźne. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Jakie wysokości osiągnął niewidomy himalaista Erik Weienmeier? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Operator produkcji mielenia mąki. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Niezwyciężony balon. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony