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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Tre tensioni da una corona. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori L'uso di amplificatori operazionali (operazionali) in apparecchiature portatili pone immediatamente il problema di come alimentarli con una tensione bipolare di +15 V. Una domanda simile sorge perché nei materiali di riferimento i parametri della maggior parte degli amplificatori operazionali sono forniti proprio per queste tensioni di alimentazione, e molti radioamatori hanno l'impressione che gli amplificatori operazionali possano funzionare bene solo in questa modalità. Nella maggior parte dei dispositivi radioamatoriali, all'amplificatore operazionale viene fornita anche una tensione bipolare di ±15 V. Ma se studi attentamente i dati tecnici sull'amplificatore operazionale, scoprirai che il limite inferiore delle tensioni operative per la maggior parte degli amplificatori operazionali è ± 5..6 V. al microcircuiti: un manuale. - M .: Radio and communication, 140). Con una diminuzione del livello di tensione di alimentazione, la corrente consumata dall'amplificatore operazionale diminuisce, il che semplifica anche il problema di una fonte di alimentazione per apparecchiature portatili. Per la maggior parte degli amplificatori operazionali, se alimentati con una tensione di ±5 V, il consumo di corrente diminuisce di circa 3 volte rispetto a una tensione di alimentazione di ±15 V. Naturalmente, una diminuzione della tensione di alimentazione porta a un cambiamento in altri parametri dell'amplificatore operazionale, ma queste deviazioni di solito non influiscono sul funzionamento del circuito. Come fonte di alimentazione per dispositivi portatili, è conveniente utilizzare una batteria Krona-VT o Korund con una tensione di 9 V e ottenere un'alimentazione bipolare di +5,5 e -4,8 V utilizzando il dispositivo descritto di seguito. La tensione +5,5 V è stabilizzata, è destinata non solo all'alimentazione dell'amplificatore operazionale, ma può essere utilizzata per i microcircuiti digitali delle serie K134, K176, K561. Il nodo di alimentazione produce anche una tensione di -10 V, che, se necessario, viene utilizzata per controllare interruttori elettronici basati su transistor ad effetto di campo delle serie K168 e K190. L'asimmetria delle tensioni di alimentazione per l'amplificatore operazionale praticamente non influisce sul funzionamento del microcircuito, poiché il coefficiente di influenza dell'instabilità degli alimentatori per l'amplificatore operazionale non supera i -60 dB. Il nodo di potenza si distingue per la presenza di una tensione stabilizzata e un basso consumo di corrente senza carico. L'efficienza dipende dalla tensione di ingresso ed è 0,4 ... 0,5. Lo schema dell'unità di potenza è mostrato in fig. 1. Consiste in uno stabilizzatore di tensione a polarità positiva e un convertitore di impulsi.
Lo stabilizzatore di tensione positivo contiene un amplificatore CC a due stadi (transistor VT2 e VT3), in cui il diodo zener di riferimento è collegato al circuito di base del transistor VT3. Alimentando l'elemento di riferimento con una tensione stabilizzata in uscita è possibile ottenere un elevato fattore di stabilizzazione della tensione (maggiore di 500) con una bassa resistenza di uscita (non superiore a 0,2 Ohm). L'elemento di regolazione dello stabilizzatore è il transistor p-n-p VT1, quindi la modalità di stabilizzazione a correnti di carico fino a 20 mA si verifica quando la tensione all'ingresso dello stabilizzatore è solo 0,05 ... 0,1 V in più rispetto all'uscita. Quando si accende l'alimentazione, lo stabilizzatore entra nella modalità operativa a causa della catena di elementi C1, R1, VD2, R3. In questo caso, la corrente di carica del condensatore C1 passa attraverso il circuito di avviamento: VD2, R3, la transizione base-emettitore del transistor VT2 e porta i transistor VT1 e VT3 in modalità operativa. Lo stabilizzatore ha una protezione da cortocircuito. Il convertitore di impulsi contiene un generatore, uno stadio a transistor di uscita e un moltiplicatore di tensione capacitivo. Per ragioni di economia, il generatore è montato su un chip DD1 di tipo CMOS. La tensione di uscita del generatore è un'onda quadra a impulsi con una frequenza di circa 10 kHz. Viene alimentato alle basi dei transistor VT4 e VT5 dello stadio di uscita e li commuta alternativamente allo stato aperto. Quando il transistor VT4 è aperto, il condensatore C6 viene caricato attraverso questo transistor e il diodo VD6. Nel semiciclo successivo della tensione pulsata del generatore, il transistor VT5 si apre e il condensatore C6, scaricandosi attraverso di esso e il diodo VD7, trasferisce energia al condensatore C7. Di conseguenza, il condensatore C7 viene caricato approssimativamente alla tensione di uscita dello stabilizzatore. Quando VT4 è aperto, il condensatore C8 viene caricato lungo il circuito: + Ustab, VT4, C8, VD8, C7, bus comune. Ci sono due sorgenti di tensione collegate in serie in questo circuito: Ustab. Di conseguenza, il condensatore C8 verrà caricato approssimativamente alla tensione Uc8 = Ustab + Uc7 = 10V. Questa tensione, quando il transistor VT5 è aperto, viene trasmessa attraverso il diodo VD9 al condensatore di uscita C9. Ad ogni ciclo di ricarica dei condensatori del moltiplicatore di tensione, si verifica una perdita di tensione attraverso i diodi e i transistor aperti VT4 e VT5, quindi la tensione di uscita diminuisce all'aumentare della corrente di carico. Questa dipendenza per una tensione negativa di -4,5 V è mostrata in fig. 2.
In modalità idle, quando la corrente di carico è zero, la tensione di polarità negativa per le due uscite è -5,3 e -10,2 V. In questa modalità il convertitore consuma una corrente pari a 0,3...0,4 mA. A causa del fatto che il convertitore è alimentato da una tensione stabilizzata, la tensione alle sue uscite dipende solo dalla resistenza di carico, ad es. a carico costante, la tensione di uscita negativa rimarrà invariata. L'efficienza del convertitore di impulsi descritto a una corrente di carico In pari a 3 mA raggiunge un valore di 0,7, ma con una deviazione da questo valore di ±2 mA diminuisce a 0,6. L'ampiezza dell'ondulazione della tensione di uscita sotto carico non supera i 10 mV. Strutturalmente, il nodo di potenza è meglio realizzato sul circuito stampato del circuito che alimenta, quindi il cablaggio del circuito stampato del nodo di potenza non è dato. L'area occupata dagli elementi del circuito non supera i 12 cm2. Utilizza resistori MLT-0,125 e piccoli condensatori C1, C8, C9 - K53-1; C3 - C5 - KM; DO2, DO6, DO7 - K52-1B. L'unità di potenza descritta è semplice, il che elimina qualsiasi lavoro di regolazione dopo l'installazione. Se la tensione positiva stabilizzata in uscita differisce dal valore nominale di oltre il 5%, viene impostata selezionando il diodo Zener VD3. I criteri per la salute dell'unità di potenza sono la presenza di tensioni di uscita e corrente a vuoto non superiore a 2,5 mA. letteratura:
Autori: V.Efremov, V.Fedko
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