Импульсный стабилизатор напряжения (стр. 4 из 4)
Рис. 9
В качестве прецизионного датчика напряжения нагрузки до недавнего времени использовались операционные усилители, охваченные частотно зависимыми обратными связями. Однако в последнее время появился более компактный способ отслеживания напряжения на нагрузке. Заключается он в использовании трехвыводного опорного регулируемого стабилизатора VD3 типа TL431 [7, 8]. Этот стабилизатор проще назвать управляемым стабилитроном, напряжение стабилизации которого меняется в зависимости от того, какое напряжение подано на управляющий электрод. Функциональная схема управляемого стабилитрона показана на рис. 11, а условное обозначение на рис. 12.
Основные электрические параметры программируемого стабилитрона:
- Max напряжение "катод-анод" (Uka) – 37 В;
- Max ток катода (ika) – 150 мА;
- Min напряжение стабилизации (Uref= Uka) – 2,5 В.
Рис. 11
Получение сигнала обратной связи стабилитрона осуществляется на рис. 13 следующим образом. Предположим, что резисторы R2=R3 являются делителем напряжения Uн, через оптронный светодиод в номинальном режиме будет протекать совершенно конкретный ток, определяемый падением напряжения на светодиоде и токоограничивающем резисторе R1. В номинальном режиме напряжение питания цепи светодиода составляет 2,5 В. Изменение напряжения на нагрузке в 2 раза приведет к тому, что напряжение питания светодиодной цепи возрастает до 5 вольт, увеличится ток через светодиод, транзистор оптопары приоткроется и схема управления получит информацию об изменении напряжения нагрузки.
Рис. 13
Для служебного питания микросхем DA1 и DA2 выбирается стабилитрон КС515Г [2], его основные параметры:
- Мощность рассеяния - ,5 Вт;
- Минимальное напряжение стабилизации – 14 В;
- Номинальное напряжение стабилизации – 15 В;
- Максимальное напряжение стабилизации – 16 В;
- Статическое сопротивление (Rст) – 25 Ом, при токе (Iст) – 5 мА;
- Минимальный ток стабилизации (Iст.мин). – 3 мА;
- Максимальный ток стабилизации (Iст.макс). – 31 мА.
4. Конструкция устройства
Корпус выполнен из пластмассы.
Трансформатор TVзакреплен винтом с шайбу к корпусу-платформе, к нему же прикреплено шасси из листовой стали для крепления винтом с шайбой выходного дросселя L2. Входной дроссель L1 имеет 4 отверстия для крепления винтами. Оба радиатора охлаждения для транзисторов и диодов закреплены на одном шасси двумя винтами, печатная плата закреплена на двух шасси четырьмя винтами.
Печатная плата из фольгилированого стеклотекстолита.
Для изоляции между радиатором и транзисторами использованы теплопроводящие изолирующие подложки.
Клеммы Х1 и Х2 приклеены к корпусу-платформе. Они могут принять провод диаметром до 3,5 мм, который закрепляется прижимным винтом.
Вывод
Были получены навыки разработки и конструирования структурной электрической схемы ИВЭП, схемы электрической принципиальной, расчета и выбора из справочных источников элементов схемы электрической принципиальной, построения временных диаграмм, отражающих принцип действия ИВЭП, а так же разработки печатной платы и конструкции импульсного преобразователя напряжения.
Результатом работы является довольно компактный стабилизирующий преобразователь напряжения, габариты его корпуса следующие 125х80х60.
Он обеспечивает понижение входного постоянного напряжения 220 В в выходное постоянное напряжение 100 В с максимальным током нагрузки 2А.
Список использованных источников
1. Цокур Е.И. Алгоритмы расчета силовых частей ИСН. – Казань: КАИ, 1987. – 32с.
2. Найтвель Г.С. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Издательство "Радио и связь", 1985. – 576с.
3. Сидоров И.Н. Малогабаритные трансформаторы и дроссели. – М.: Издательство "Радио и связь", 1985. – 416с.
4. Дьяконов М.Н. Справочник по электрическим конденсаторам – М.: Издательство "Радио и связь", 1983. – 576с.
5. Баюков А.В. Полупроводниковые приборы: диоды и тиристоры – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 744с.
6. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов – М.: САЛОН-Пресс, 2001. – 327с.
7. Семенов Б.Ю. Силовая электроника: от простого к сложному – М.: САЛОН-Пресс, 2005. – 416с.