Un semplice stabilizzatore di tensione a chiave. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protettori di sovratensione

 Commenti sull'articolo

I dispositivi elettronici realizzati su microcircuiti digitali non impongono requisiti troppo elevati sulla stabilità e sul livello di ondulazione della tensione di alimentazione. Pertanto, i più semplici stabilizzatori di tensione chiave possono essere utilizzati con successo per alimentare tali dispositivi. Hanno un'elevata efficienza, dimensioni e peso ridotti rispetto agli stabilizzatori continui. Il corretto design dello stabilizzatore chiave consente di evitare la penetrazione di interferenze ad alta frequenza nel dispositivo alimentato.

Sulla fig. 1 mostra un diagramma schematico di un semplice stabilizzatore a chiave. Con elevate prestazioni energetiche, la qualità della tensione di uscita consente di collegare allo stabilizzatore dispositivi realizzati su microcircuiti digitali delle serie K130, K133, K134, K156, K156, K561, ecc.

Fig.1 (clicca per ingrandire)

Principali caratteristiche tecniche

Tensione di ingresso, V	15 25 ...
Tensione di uscita, V	5
Corrente di carico massima, A	4
Ondulazione della tensione di uscita alla corrente di carico 4 A nell'intero campo della tensione di alimentazione, mV, non di più	50
Efficienza,%. non peggio	60
Frequenza operativa con tensione di ingresso 20 V, corrente di carico 3 A, kHz	20

Quando viene applicata una tensione di alimentazione all'ingresso del dispositivo, nel circuito di base del transistor composito VT2, VT3 appare una corrente, a seguito della quale si apre. Il circuito R3C2 fornisce una natura pulsata del verificarsi di questa corrente, che contribuisce all'apertura forzata del transistor composito. Dopo l'apertura, una corrente crescente inizia a fluire attraverso l'induttanza L1, caricando i condensatori di accumulo C3, C4. Quando la tensione su questi condensatori raggiunge un certo livello U1, i transistor VT4 e VT1 si aprono. L'ultimo, saturando, collega il condensatore C2 caricato nella polarità di chiusura alla giunzione dell'emettitore del transistor VT2. Ciò contribuisce alla rapida chiusura del transistor composito.

La corrente nell'induttore L1 non può essere interrotta istantaneamente, quindi, dopo aver chiuso i transistor VT2, VT3, si apre il diodo VD1, che chiude il circuito di corrente attraverso l'induttore L1. Durante questo periodo di tempo, la corrente nell'induttore diminuisce e dal momento in cui diventa uguale alla corrente di carico, la tensione sui condensatori C3, C4 inizia a diminuire. A un certo valore di U2, i transistor VT4 e VT1 si chiudono e VT2 e VT3 si aprono e la corrente nell'induttore L1 inizia di nuovo ad aumentare, il diodo VD1 si chiude.

La tensione sui condensatori C3, C4 continua a diminuire fino al valore Da, quando la corrente nell'induttore L1 diventa uguale alla corrente di carico; il rapporto tra i valori di tensione ​​sui condensatori di accumulo è il seguente: U3

Sulla fig. 2 mostra le principali caratteristiche del dispositivo. Come si può vedere (Fig. 2, a), l'efficienza vicino al valore ottimale della corrente di carico è piuttosto alta per uno stabilizzatore così semplice. È interessante notare che con un aumento della corrente di carico dal minimo, l'efficienza aumenta. Ciò è dovuto al fatto che la corrente di controllo del transistor composito VT2, VT3 rimane quasi costante. La potenza dissipata dal transistor VT3 e dal diodo VD1 è trascurabile. Ciò consente di ottenere una corrente di carico significativa senza l'uso di dissipatori di calore per elementi potenti. Tuttavia, durante il funzionamento a lungo termine con una corrente di carico superiore a 3,5 A, diventa necessaria l'installazione di questi elementi su un dissipatore di calore.

Ris.2

La caratteristica di carico (Fig. 2, b) mostra le capacità di stabilizzazione del dispositivo. Va notato che la diminuzione della tensione di uscita con una corrente di carico superiore a 2 A si verifica principalmente a causa della caduta di tensione attraverso la resistenza attiva dell'induttore L2.

Sulla fig. 3 mostra gli oscillogrammi della tensione di uscita dello stabilizzatore quando è testato da un carico impulsivo a varie correnti di carico e capacità del condensatore Sat. Il processo transitorio è accompagnato da picchi di tensione in uscita non superiori a 0,4 V. Questa circostanza impone alcune restrizioni alla portata dello stabilizzatore. È possibile migliorare il tipo di processo transitorio aumentando la capacità del condensatore C6 o abbandonando completamente il filtro L2C6 e aumentando significativamente la capacità dei condensatori di accumulo C3, C4 (8 ... 10 volte). La seconda opzione è più appropriata, poiché anche il tempo del processo di transizione diminuirà.

Fig.3 (clicca per ingrandire)

Il dispositivo utilizza parti standard, ad eccezione delle induttanze L1 e L2. Sono autocostruiti, avvolti su telai di plastica inseriti in circuiti magnetici corazzati B22 realizzati in ferrite M2000NM. Choke L1 contiene 18 giri di un fascio di 7 fili PEV-1 0,35. Tra le calotte del suo circuito magnetico è inserita una guarnizione di 0,8 mm di spessore. La resistenza attiva dell'avvolgimento dell'induttore L1 è 27 mΩ. Choke L2 contiene 9 giri di un fascio di 10 fili PEV-1 0,35. Lo spazio tra le sue coppe è di 0,2 mm, la resistenza attiva dell'avvolgimento è di 13 mOhm. Le guarnizioni possono essere realizzate in materiale duro resistente al calore: textolite, mica, cartone elettrico. La vite che fissa le calotte del circuito magnetico deve essere di materiale amagnetico, come l'ottone.

I condensatori C1, C3, C4 funzionano nella modalità di grandi impulsi di corrente. Per questa modalità, i condensatori di ossido K52-1 sono i più adatti. Puoi provare a sostituirli con K53-1a, K50-24, K50-16 per una tensione di almeno 15 V (C3, C4) e 25 V (C1). Tuttavia, le proprietà di frequenza di questi condensatori sono peggiori di quelle di K52-1, quindi sarà necessario ottenere la stessa capacità collegando in parallelo 4-5 condensatori con la stessa potenza. Il transistor VT2 può essere sostituito da KT644, KT626 con qualsiasi indice di lettere.

Strutturalmente, lo stabilizzatore è montato su un circuito stampato, un disegno di cui e la disposizione delle parti su di esso mostrato in fig. 4. Quando si installa lo stabilizzatore, si consiglia di intrecciare i fili che forniscono la tensione di ingresso in un cavo per evitare ulteriore rumore ad impulsi ad alta frequenza dalla corrente di ingresso.

Per stabilire uno stabilizzatore, alla sua uscita è collegata una resistenza di carico con una resistenza di 5 ... 7 Ohm e una potenza di 10 W. Se tutte le parti sono in buone condizioni, lo stabilizzatore inizia immediatamente a funzionare. Innanzitutto, selezionando la resistenza R7, viene impostata la tensione di uscita nominale. Successivamente, la corrente di carico viene aumentata a 3 A e, selezionando il condensatore C5, viene impostata una tale frequenza di generazione (circa 18 ... 20 kHz), alla quale le sovratensioni ad alta frequenza sui condensatori C3, C4 sono minime. Su questo, l'adeguamento è considerato completo.

Lo stabilizzatore è progettato per funzionare con una tensione di uscita di 5 V, tuttavia, può essere aumentata a 8 ... 10 V aumentando il valore della resistenza R7 e selezionando un nuovo valore per la frequenza di funzionamento. Tuttavia, in questo caso, aumenterà anche la potenza dissipata dal transistor VT3, il che richiederà la limitazione della corrente di carico o l'aumento delle dimensioni del dissipatore di calore.

Uno stabilizzatore montato e regolato con cura presenta ondulazioni ad alta frequenza molto insignificanti nella tensione di uscita, quindi non è necessario adottare misure aggiuntive. Se funziona in un ampio intervallo di temperature, l'impostazione "scompare" e compaiono picchi ad alta frequenza di tensione benefica, sebbene insignificanti. Se si richiedono maggiori requisiti sulla qualità della tensione di uscita, è necessario bypassare i condensatori C3, C4 con più condensatori ceramici KM-6b con una capacità totale di 3...5 µF. Inoltre è consigliabile prevedere gli stessi condensatori direttamente all'ingresso del dispositivo alimentato, ma la loro capacità può essere 10...20 volte inferiore.

Se è necessario evitare la propagazione di disturbi ad alta frequenza nei circuiti di ingresso dello stabilizzatore, deve essere alimentato attraverso un filtro LC a forma di L. La bobina deve avere un'induttanza di 5 ... 10 μH e una corrente di saturazione di almeno 2 A (è preferibile avvolgerla su un circuito magnetico chiuso). Il condensatore è in ceramica, con una capacità di 1 ... 2,2 microfarad (ad esempio KM-6b).

Poiché durante il funzionamento del dispositivo, alcuni elementi possono riscaldarsi fino a una temperatura di 90 ... 100 ° C, è consigliabile posizionare la scheda in verticale e adottare misure contro il riscaldamento del diodo zener VD2, altrimenti la tensione di uscita diminuirà.

Autore: A. Mironov, Lyubertsy, regione di Mosca; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

Vedi altri articoli sezione Protettori di sovratensione.

Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo.

<< Indietro

Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:

Pelle artificiale per l'emulazione del tocco 15.04.2024

In un mondo tecnologico moderno in cui la distanza sta diventando sempre più comune, mantenere la connessione e un senso di vicinanza è importante. I recenti sviluppi nella pelle artificiale da parte di scienziati tedeschi dell’Università del Saarland rappresentano una nuova era nelle interazioni virtuali. Ricercatori tedeschi dell'Università del Saarland hanno sviluppato pellicole ultrasottili in grado di trasmettere la sensazione del tatto a distanza. Questa tecnologia all’avanguardia offre nuove opportunità di comunicazione virtuale, soprattutto per coloro che si trovano lontani dai propri cari. Le pellicole ultrasottili sviluppate dai ricercatori, spesse appena 50 micrometri, possono essere integrate nei tessuti e indossate come una seconda pelle. Queste pellicole funzionano come sensori che riconoscono i segnali tattili di mamma o papà e come attuatori che trasmettono questi movimenti al bambino. Il tocco dei genitori sul tessuto attiva i sensori che reagiscono alla pressione e deformano la pellicola ultrasottile. Questo ... >>

Lettiera per gatti Petgugu Global 15.04.2024

Prendersi cura degli animali domestici può spesso essere una sfida, soprattutto quando si tratta di mantenere pulita la casa. È stata presentata una nuova interessante soluzione della startup Petgugu Global, che semplificherà la vita ai proprietari di gatti e li aiuterà a mantenere la loro casa perfettamente pulita e in ordine. La startup Petgugu Global ha presentato una toilette per gatti unica nel suo genere in grado di scaricare automaticamente le feci, mantenendo la casa pulita e fresca. Questo dispositivo innovativo è dotato di vari sensori intelligenti che monitorano l'attività della toilette del tuo animale domestico e si attivano per pulirlo automaticamente dopo l'uso. Il dispositivo si collega alla rete fognaria e garantisce un'efficiente rimozione dei rifiuti senza necessità di intervento da parte del proprietario. Inoltre, la toilette ha una grande capacità di stoccaggio degli scarichi, che la rende ideale per le famiglie con più gatti. La ciotola per lettiera per gatti Petgugu è progettata per l'uso con lettiere idrosolubili e offre una gamma di accessori aggiuntivi ... >>

L'attrattiva degli uomini premurosi 14.04.2024

Lo stereotipo secondo cui le donne preferiscono i "cattivi ragazzi" è diffuso da tempo. Tuttavia, una recente ricerca condotta da scienziati britannici della Monash University offre una nuova prospettiva su questo tema. Hanno esaminato il modo in cui le donne hanno risposto alla responsabilità emotiva degli uomini e alla volontà di aiutare gli altri. I risultati dello studio potrebbero cambiare la nostra comprensione di ciò che rende gli uomini attraenti per le donne. Uno studio condotto da scienziati della Monash University porta a nuove scoperte sull'attrattiva degli uomini nei confronti delle donne. Nell'esperimento, alle donne sono state mostrate fotografie di uomini con brevi storie sul loro comportamento in varie situazioni, inclusa la loro reazione all'incontro con un senzatetto. Alcuni uomini hanno ignorato il senzatetto, mentre altri lo hanno aiutato, ad esempio comprandogli del cibo. Uno studio ha scoperto che gli uomini che mostravano empatia e gentilezza erano più attraenti per le donne rispetto agli uomini che mostravano empatia e gentilezza. ... >>

Notizie casuali dall'Archivio Trasferimento dati mobile a 10 Gbps 07.03.2013 NTT DoCoMo, il principale operatore mobile del Giappone, e il Tokyo Institute of Technology sono stati in grado di raggiungere velocità di trasmissione dati mobili di 10 Gbps, 100 volte più veloci delle attuali velocità disponibili per i consumatori. Questo è il prossimo passo verso le reti 5G. I pacchetti sono stati trasmessi nella direzione dal sistema di abbonato alla stazione base. L'esperimento riuscito è stato il prossimo passo verso le reti di quinta generazione (5G), affermano gli esperti. Per condurre il test, gli ingegneri hanno utilizzato la banda di 400 MHz sulla banda di frequenza di 11 GHz. La trasmissione è stata effettuata da un'auto in movimento ad una velocità di circa 9 km/h. La velocità specificata è stata raggiunta utilizzando la tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output), che suddivide i dati in più flussi. 8 antenne sono state utilizzate contemporaneamente per la trasmissione dei dati e 16 antenne per la ricezione. Le tecnologie sulla base delle quali è stato costruito il sistema sperimentale possono essere utilizzate anche per trasmettere dati nella direzione dalla stazione base al sistema di abbonato, anche ad una velocità di 10 Gbps, ha sottolineato il servizio stampa di NTT DoCoMo. La velocità raggiunta da NTT DoCoMo a 10 Gbps è 100 volte superiore alla velocità di 100 Mbps, la velocità massima che l'operatore offre attualmente ai suoi abbonati, ha aggiunto la società. Tuttavia, prima dell'implementazione commerciale di nuovi standard, gli ingegneri devono risolvere almeno una difficoltà. Il fatto è che l'uso di frequenze superiori a 5 GHz riduce la distanza che le onde possono percorrere, il che è più importante in ambienti densamente costruiti. Pertanto, nelle reti moderne vengono utilizzate frequenze più basse, ha spiegato la società.

Altre notizie interessanti:

▪ Da dove vengono gli occhi azzurri

▪ Come l'Inghilterra è diventata un'isola

▪ Intossicazione senza alcol

▪ L'ottimizzazione hardware riduce il consumo energetico del 5G

▪ I Neanderthal non sono solo in Africa

News feed di scienza e tecnologia, nuova elettronica

Materiali interessanti della Biblioteca Tecnica Libera:

▪ sezione del sito Video d'arte. Selezione di articoli

▪ articolo Lo schermo al radiatore. Suggerimenti per il padrone di casa

▪ articolo Dove vive una donna che nuota con una coda di sirena artificiale? Risposta dettagliata

▪ articolo Lampone artico. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione

▪ Articolo Antenna Delta 144 MHz. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

▪ articolo Cos'è la pneumatica? esperimento fisico

Lascia il tuo commento su questo articolo:

Tutte le lingue di questa pagina

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito

www.diagram.com.ua
2000-2024