Egy egyszerű kapcsolási stabilizátor. Kapcsoló stabilizátor az XL4015 chipen
A ma számításba vett mikroáramkör egy állítható DC-DC feszültségátalakító, vagy egyszerűen egy lefelé állítható áramstabilizátor, 40 V a bemeneten és 1,2-35 V a kimeneten. Az LM2576 körülbelül 40-50 VDC bemeneti teljesítményt igényel. Mivel akár 3 amperes áramot is képes kezelni, az LM2576 kapcsolószabályzóként működik, amely 3 amperes terhelést képes meghajtani minimális számú komponenssel és egy kis hűtőbordával. Az LM2576 chip ára körülbelül 140 rubel.
A stabilizátor sematikus diagramja
A rendszer jellemzői
- Állítható kimeneti feszültség 1,2 - 35 V és alacsony hullámosság
- Potenciométer a kimeneti feszültség zökkenőmentes beállításához
- A lap AC feszültséghíd egyenirányítóval rendelkezik
- A bemeneti teljesítmény LED jelzése
- PCB méretei 70 x 63 mm
Az áramkör asztali tápegységekhez, akkumulátortöltőkhöz, LED-meghajtónak készült. Következő 2 tervezési lehetőség - szabványos és sík formában:
Miért nem használhatók olyan egyszerű parametrikus stabilizátorok, mint az LM317 ilyen stabilizált tápegységekben? Mivel 30 V 3 A feszültségnél a teljesítmény disszipáció több tíz watt lesz - hatalmas radiátorra és hűtőre lesz szükség. De impulzusstabilizálással a mikroáramkörön felszabaduló teljesítmény majdnem 10-szer kisebb. Ezért az LM2576-tal egy kicsi és erős, univerzális állítható feszültségszabályozót kapunk.
Ez az áttekintés a kapcsoló stabilizátor modulnak szól, amelyet az online áruházak „5A Lithium Charger CV CC Buck Step Down Power Module LED Driver” néven kínálnak. Így a modul egy impulzus-leléptető konverter, amelyet lítium-ion akkumulátorok töltésére terveztek CV (állandó feszültség) és CC (állandó áram) üzemmódban, valamint LED-ek táplálására. Ez a készülék körülbelül 2 USD-ba kerül. Szerkezetileg a modul egy nyomtatott áramköri kártya, amelyre minden elem fel van szerelve, beleértve a jelző LED-eket és a beállítási vezérlőket. A modul megjelenését az 1. ábra mutatja.
ábrán látható a nyomtatott áramköri lap rajza. 2.
A gyártó specifikációi szerint a modul a következő műszaki jellemzőkkel rendelkezik:
- Bemeneti feszültség 6-38V DC.
- Kimeneti feszültség állítható 1,25-36 VDC.
- Kimeneti áram 0-5 A (állítható).
- Terhelési teljesítmény 75 VA-ig.
- A hatásfok több mint 96%.
- A terhelésben beépített túlmelegedés és rövidzárlat elleni védelem található.
- A modul méretei 61,7x26,2x15 mm.
- Súlya 20 gramm.
Az alacsony ár, a kis méret és a magas műszaki jellemzők kombinációja felkeltette a szerző érdeklődését és vágyát a modul fő jellemzőinek kísérleti meghatározására.
A gyártó nem ad elektromos kapcsolási rajzot, így azt magamnak kellett megrajzolnom. Ennek a munkának az eredményét az ábra mutatja be. 3.
A készülék alapja a DA2 XL4015 chip, amely eredeti kínai kivitel. Ez a chip nagyon hasonlít a népszerű LM2596-hoz, de jobb jellemzőkkel rendelkezik. Ezt nyilvánvalóan úgy érik el, hogy egy erős térhatású tranzisztort használnak tápkapcsolóként. Ennek a mikroáramkörnek a leírása az L1-ben található. Ebben az eszközben a mikroáramkör a gyártó ajánlásainak teljes mértékben megfelel. A „CV” változó ellenállás a kimeneti feszültség szabályozója. Az állítható kimeneti áramkorlátozó áramkör a DA3.1 műveleti erősítőn alapul. Ez az erősítő összehasonlítja az R9 áramérzékelő ellenállás feszültségesését a „CC” változó ellenálláson lévő szabályozott feszültséggel. Ezzel az ellenállással beállíthatja a kívánt áramkorlátozási szintet a stabilizátor terhelésében.
A megadott áramérték túllépése esetén az erősítő kimenetén magas szintű jel jelenik meg, a piros HL2 LED kinyílik és a DA2 chip 2. bemenetén a feszültség megnő, ami a feszültség csökkenéséhez vezet. és áram a stabilizátor kimenetén. Ezenkívül a HL2 fénye jelzi, hogy a modul áramstabilizáló (CC) módban működik. A C5 kondenzátornak biztosítania kell az áramvezérlő egység stabilitását.
A második DA3.2 műveleti erősítő egy jelzőberendezést tartalmaz, amely a terhelésben lévő áramot a megadott maximális áramerősség 9%-ánál kisebb értékre csökkenti. Ha az áram meghaladja a megadott értéket, akkor a kék HL3 LED világít, ellenkező esetben a zöld HL1 LED világít. Lítium-ion akkumulátorok töltésekor a töltési áram csökkenése a töltés befejezésének egyik jele.
A DA1 chip egy stabilizátort tartalmaz, amelynek kimeneti feszültsége 5 V. Ezt a feszültséget használják a DA3 műveleti erősítő táplálására, valamint az áramkorlátozó és az alacsony áramszint riasztás referenciafeszültségének kialakítására.
Az árammérő ellenálláson bekövetkező feszültségesés semmilyen módon nem kompenzálódik, ezért a terhelésben lévő áram növekedésével a stabilizátor kimeneti feszültsége csökken. Ennek a hátránynak a csökkentése érdekében az árammérő ellenállás értéke meglehetősen kicsi (0,05 Ohm). Emiatt a DA3 műveleti erősítő eltolódása észrevehető instabilitást okozhat mind a kimeneti áramkorlátozási szinten, mind a riasztási szinten.
A modul tesztjei kimutatták, hogy a stabilizátor kimeneti ellenállását feszültségszabályozási (CV) üzemmódban szinte teljesen az árammérő ellenállás határozza meg, és körülbelül 0,06 Ohm.
A feszültségstabilizációs tényező körülbelül 400.
A hőleadás értékeléséhez 12 V feszültséget kapcsoltunk a modul bemenetére. A kimeneti feszültséget 5 V-ra állítottuk be 2,5 Ohm terhelési ellenállás mellett (áram 2A). 30 perc elteltével a DA2 chip, az L1 induktor és a VD1 dióda 71, 64 és 48 Celsius-fokra melegedett fel.
A terhelési áram stabilizáló üzemmódban (SS) történő működést a DA2 mikroáramkör impulzusburst generáló üzemmódba való átállása kísérte. A kitörések ismétlési gyakorisága és időtartama az áram nagyságától függően tág határok között változott. Ebben az esetben az áramstabilizáció hatása megtörtént, de a modul kimenetén jelentősen megnőtt a hullámzás. Ezenkívül a készülék CC üzemmódban történő működését meglehetősen hangos csikorgás kísérte, amelynek forrása az L1 induktor volt.
A jelenlegi csökkentési riasztás működése nem okozott panaszt. A modul sikeresen ellenállt a terhelés rövidzárlatának.
Így a modul CV és CC módban is működik, de használatánál figyelembe kell venni a fent leírt jellemzőket.
Ez az áttekintés az eszköz egy példányának vizsgálatának eredményei alapján készült, ami a kapott eredményeket pusztán tájékoztató jellegűvé teszi.
A szerző szerint a leírt kapcsolási stabilizátor sikeresen alkalmazható, ha olcsó, kompakt, kielégítő jellemzőkkel rendelkező áramforrásra van szükség.
Radioelemek listája
| Kijelölés | típus | Megnevezés | Mennyiség | jegyzet | Üzlet | A jegyzettömböm |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | Lineáris szabályozó | LM317L | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| DA2 | Forgács | XL4015 | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| DA3 | Műveleti erősítő | LM358 | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| VD1 | Schottky dióda | SK54 | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| HL1 | Fénykibocsátó dióda | Zöld | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| HL2 | Fénykibocsátó dióda | Piros | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| HL3 | Fénykibocsátó dióda | Kék | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| C1, C6 | Elektrolit kondenzátor | 220 µF 50 V | 2 | Jegyzettömbhöz | ||
| C2-C4, C7 | Kondenzátor | 0,47 µF | 4 | Jegyzettömbhöz | ||
| C5 | Kondenzátor | 0,01 µF | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| R1 | Ellenállás | 680 Ohm | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| R2 | Ellenállás | 220 Ohm | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| R3 | Ellenállás | 330 Ohm | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| R4 | Ellenállás | 18 kOhm | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| R7 | Ellenállás | 100 kOhm | 1 | Jegyzettömbhöz | ||
| R8 | Ellenállás | 10 kOhm | 1 |
A kompenzáló feszültségstabilizátorok közös hátránya a vezérlőelem tranzisztorainak veszteségei miatti alacsony hatásfok, amely ráadásul erőteljes hűtőbordákat igényel, amelyek mérete és súlya lényegesen nagyobb, mint maguk a stabilizátorok. Korszerűbb műszaki megoldás az impulzusfeszültség-stabilizátorok (VST), amelyekben a vezérlőelemek tranzisztorai kulcsos üzemmódban működnek. Nagyfrekvenciás tranzisztorok használatakor az ilyen stabilizátorok hatékonyságának és súly-dimenziós jellemzőinek problémája meglehetősen radikálisan megoldódik.
Három fő ISN-áramkör létezik: soros ISN bucking típusú (12.15. ábra), párhuzamos erősítő típusú ISN (12.16. ábra) és párhuzamos invertáló típusú (12.17. ábra). Mindhárom áramkör tartalmazza az L tároló fojtótekercset, az 1 vezérlőelemet, a VD blokkoló diódát, a 2, 3 vezérlőelemeket és a C szűrőkondenzátort.
ábrán látható blokkvázlat szerint lefelé kapcsoló soros szabályozó készül. 12.15, amelyben az 1 vezérlőelem és az L tekercs sorba van kötve az Rn terheléssel. Egy kapcsolási módban működő tranzisztort használnak RE-ként. Ha a tranzisztor T„ ideig nyitva van, az Ui bemeneti egyenáramforrás (vagy egy Uo kimeneti feszültségű egyenirányító) energiája az L tekercsen keresztül kerül a terhelésre, amelyben az energia tárolódik. Ha a tranzisztor Tp időre zárva van, az induktorban felhalmozódott energia a VD diódán keresztül a terhelésre kerül. A kapcsolási (konverziós) periódus egyenlő T=Ti+Tn. Kapcsolási (átalakítási) frekvencia F=1/T. A tranzisztor nyitott állapotának, amelynél Ti időtartamú feszültségimpulzus keletkezik, időtartamának a T kapcsolási periódushoz viszonyított arányát K3=Ti/T munkaciklusnak nevezzük.
Így egy impulzusstabilizátorban az 1 szabályozóelem az Ui bemeneti egyenfeszültséget meghatározott időtartamú és frekvenciájú egymást követő impulzusok sorozatává alakítja (modulálja), valamint egy simítószűrővé, amely egy VD diódából, egy L induktorból és egy C kondenzátorból áll. demodulálja őket Uo DC feszültséggé. Amikor az Uo kimeneti feszültség vagy az Rn terhelési áram az impulzusstabilizátorban a 3. mérőelemből és a 2. vezérlőáramkörből álló visszacsatoló áramkör segítségével megváltozik, az impulzus időtartama úgy változik, hogy az Uo kimeneti feszültség változatlan marad (bizonyos pontossággal).
Az impulzusos üzemmód lehetővé teszi a vezérlőelem veszteségének jelentős csökkentését, és ezáltal az energiaforrás hatékonyságának növelését, súlyának és méreteinek csökkentését. Ez az impulzusstabilizátorok fő előnye a folyamatos kompenzációs stabilizátorokkal szemben.
ábrán látható blokkvázlat szerint egy impulzus-párhuzamos stabilizátor (boost típusú) készül. 12.16, amelyben az 1 vezérlőelem az Rn terheléssel párhuzamosan van csatlakoztatva. Amikor a vezérlőtranzisztor nyitva van, az Ui áramforrásból származó áram az L induktivitáson keresztül áramlik, energiát tárolva benne. A VD dióda zárt állapotban van, ezért nem engedi, hogy a C kondenzátor kisüljön a nyitott vezérlőtranzisztoron keresztül. Ebben az időszakban a terhelésre jutó áram csak a C kondenzátorból származik. Abban a pillanatban, amikor a vezérlőtranzisztor zár, az L tekercs önindukciós emf-je összeadódik a bemeneti feszültséggel, és az induktor energiája átkerül a vezérlőtranzisztorba. terhelés, és a kimeneti feszültség nagyobb, mint az Ui bemeneti tápfeszültség. ábra diagramjától eltérően. 12.15 itt az induktor nem szűrőelem, és a kimeneti feszültség az L induktor induktivitása és a vezérlőtranzisztor nyitott ideje (illetve a vezérlőimpulzusok munkaciklusa) által meghatározott mértékben nagyobb a bemeneti feszültségnél.
A stabilizátor vezérlő áramköre az ábrán. 12.16 úgy van felépítve, hogy például az Ui bemeneti tápfeszültség növekedésével a vezérlőtranzisztor nyitott állapotának időtartama olyan mértékben csökken, hogy az Uo kimeneti feszültség változatlan marad.
Az impulzus párhuzamos invertáló stabilizátor az ábrán látható blokkvázlat szerint készül. 12.17. ábra diagramjától eltérően. 12.16 itt az L tekercs az Rn terheléssel párhuzamosan, az 1 vezérlőelem pedig vele sorba van kötve. Egy blokkoló dióda választja el a C szűrőkondenzátort és az Rn terhelést a DC vezérlőelemtől. A stabilizátornak megvan az a tulajdonsága, hogy megváltoztatja (megfordítja) az Uo kimeneti feszültség polaritását a bemeneti tápfeszültség polaritásához képest.
Az impulzusstabilizátorok a vezérlőtranzisztor vezérlési módjától függően készülhetnek impulzusszélesség-modulációval (PWM), impulzusfrekvencia-modulációval (PFM) vagy relévezérléssel. A PWM stabilizátorokban a Ti impulzus időtartama működés közben változik, de a kapcsolási frekvencia változatlan marad; a PFM stabilizátorokban a kapcsolási frekvencia változik, de az impulzus időtartama Ti állandó marad; A relé stabilizátorokban a feszültségszabályozás során az impulzusok időtartama és ismétlési gyakorisága egyaránt változik.
A gyakorlatban legelterjedtebb a szekvenciális ISN (12.15. ábra), amelyben a tároló fojtó is a simító LC szűrő eleme. ábra stabilizátoraiban. 12.16 és 12.17, az L tekercs nem vesz részt a kimeneti feszültség hullámosságának simításában. Ezekben a sémákban a hullámosság simítása csak a C kondenzátor kapacitásának növelésével érhető el, ami a szűrő és a készülék egészének tömegének és méreteinek növekedéséhez vezet.
ábrán a stabilizátorra meghatározott statikus szabályozási karakterisztikát. 12,15 az Uo/Ui=Kз (1 - Kg) képlet szerint egy egyenes, amelynek meredeksége (a vezérlőtranzisztor és a dióda veszteségeinek figyelembevétele nélkül) az induktor és az aktív ellenállások arányától függ. a terhelés Kg=Rd/Rn. Az Uo terhelési feszültséget a vezérlőimpulzusok relatív időtartama határozza meg (Ui állandó mellett), és nem lehet nagyobb, mint a tápfeszültség, és ennek a karakterisztikának a linearitása megfelel az ISN stabil működésének feltételeinek.
Tekintsük az ISN fő elemeit az ábrán. 12.15. Kezdjük a fő blokkal, amelynek diagramja az ábrán látható. 12.18.
A blokk egy tápegységet és egy szabályozóelemet tartalmaz a VT1 tranzisztoron, amelyet a VT2 tranzisztoron lévő kapcsoló vezérel (a VD2 dióda a VT2 alapcsatlakozás védelmét szolgálja nagy negatív bemeneti vezérlőjellel). Az R1 ellenállás ellenállása a VT1 tranzisztor zárt állapotát biztosító állapotból (100...900 Ohm), az R2 pedig körülbelül a kbUi=R2 Ikmax feltételből van kiválasztva, ahol k=l,5...2 a telítési biztonsági tényező; b, Ikmax - a VT1 tranzisztor áramerősítési tényezője és maximális impulzuskollektorárama. Az R3 ellenállás ellenállását hasonló módon választjuk meg, de a számításokban az Ui-t a funkciógenerátor vezérlőimpulzusának amplitúdója helyettesíti. Ne feledje, hogy az RE tranzisztorok számának kiválasztásakor a 2. ábrán az áramkörre vonatkozó ajánlások alapján vezérelhető. 12.12.
A kezdeti adatok az áramköri paraméterek kiválasztásához az ábrán. 12.18 a következők:
Ui feszültség és változásának határai; az Ui forrás Ri belső ellenállása; az Uo stabilizátor névleges kimeneti feszültsége és beállításának megengedett határértékei; maximális Inmax és minimális Imin terhelési áramok, a stabilizátor kimeneti feszültségének megengedett hullámossági amplitúdója; stabilizációs együttható Kn és belső ellenállás Ro; az Uo feszültség maximális hőmérsékleti eltérése stb. A paraméterek kiválasztásának eljárása a következő:
1. Válassza ki az F konverziós frekvenciát (maximum 100 kHz, a modellnél - kilohertz egység), és vegye fel a hozzávetőleges hatékonyságot = 0,85...0,95.
2. Határozza meg a szűrőbemeneten lévő feszültségimpulzus relatív időtartamának (üzemi tényező) minimális és maximális értékét:
3. Az induktoráramok folytonossági üzemmódjának fenntartásának feltételéből határozzuk meg
minimális induktivitás
4. Számítsa ki az LC szorzatot az U„ hullámfeszültség adott értékéből
ahonnan ezután megtaláljuk a C kondenzátor kapacitását.
Az LC termék nemcsak a hullámosság szintjét határozza meg, hanem a kimeneti feszültség tranzienseinek jellegét is a stabilizátor bekapcsolása után.
ábrán. A 12.19. ábra az ábra szerinti áramkör szimulációjának eredményeit mutatja. 12,18 a következő adatokkal: F=1 kHz, K=0,5, Rn=100 Ohm, L=200 mH, C=100 µF (a 12.19. ábrához, a) és C=1 µF (12.19. ábra esetén b) . Az ábrákon látható, hogy az LC termék viszonylag nagy értékénél a vizsgált áramkör tranziens válasza oszcilláló jellegű, ami kimeneti feszültséglökésekhez vezet, ami veszélyes lehet a fogyasztóra (terhelésre).
Térjünk át az ISN következő funkcionális egységére - a vezérlőáramkörre és a mérőelemre. Ebben az esetben célszerű figyelembe venni az ISN-ben használt modulátorok jellemzőit.
A PWM kapcsoló stabilizátorok a következő előnyökkel rendelkeznek a másik két típusú stabilizátorokhoz képest:
A nagy hatásfok és az optimális átalakítási frekvencia az elsődleges áramforrás feszültségétől és a terhelési áramtól függetlenül biztosított; a hullámosság frekvenciája a terhelésnél állandó, ami számos villamosenergia-fogyasztó számára jelentős;
Megvalósul a korlátlan számú ISN konverziós frekvenciájának egyidejű szinkronizálásának lehetősége, ami kiküszöböli a frekvenciaütések kockázatát, ha több ISN-t táplálnak közös elsődleges egyenáramforrásról. Ezen túlmenően, ha az ISN szabályozatlan konverteren (például teljesítményerősítőn) működik, lehetőség van mindkét eszköz frekvenciájának szinkronizálására.
A PWM-mel ellátott ISN hátránya a relé típusú stabilizátorhoz képest egy bonyolultabb vezérlőáramkör, amely általában tartalmaz egy további fő oszcillátort.
A PFM impulzusstabilizátorok, bár nem rendelkeznek jelentős előnyökkel más típusú ISN-ekkel szemben, a következő hátrányokkal rendelkeznek:
О a frekvenciaszabályozók széles tartományban történő megvalósításának összetettsége, különösen a tápfeszültség és a terhelési áram nagy változásai esetén;
A PWM vezérlőrendszer fent említett előnyeinek megvalósítására nincs lehetőség.
Az utolsó hátrány a relé (vagy kétállású) ISN-ekre is vonatkozik, amelyeket szintén a terhelésnél viszonylag nagy feszültséghullám jellemez (a PWM vagy PWM stabilizátorokban a kimeneti feszültség hullámossága elvileg nullára csökkenthető, ami reléstabilizátorokban lehetetlen elérni).
Általános esetben a 3. blokk (12.20. ábra) tartalmaz egy feszültségosztót, egy ION referencia feszültségforrást, egy összehasonlító elemet és egy mismatch erősítőt. Ezek az elemek ugyanazokat a funkciókat látják el, mint a kompenzáló stabilizátorok. A PWM-mel rendelkező ISN-hez egy szinkronizáló feszültségformáló (master oszcillátor) és egy küszöbkészülék van hozzáadva ezekhez az eszközökhöz, amelyek segítségével az időtartamban modulált impulzusok generálódnak. A vezérlő impulzus időtartama a bevezető vagy a hátsó él modulálásával változik.
Ha az elülső élt moduláljuk, a lineárisan változó szinkronizációs feszültség minden periódusban növekszik, és amikor a hátsó él modulál, a vezérlőfeszültség minden periódusban csökken. Az élek modulálásakor a szinkronizációs feszültség minden periódusban emelkedik és csökken. Ez a fajta moduláció az egyirányú modulációhoz képest gyorsabb ISN-ek megvalósítását teszi lehetővé, hiszen ebben az esetben a vezérlőfeszültség pillanatnyi értéke befolyásolja az élek kialakulását.
A vezérlő áramkör átviteli együtthatója, amely a simítószűrő bemenetén lévő impulzusok relatív időtartamának változása és a terhelési feszültség közötti összefüggést állapítja meg (PWM esetén), egyenlő
a feszültségosztó és a hibaerősítő erősítési aránya; Uy a szinkronizáló feszültség amplitúdója.
Az ISN teljes áramköre PWM elemekkel az ábrán látható. 12.20. A feszültségosztó az R3, R4 ellenállásokon, a referencia feszültségforrás az R5 ellenálláson és a VD2 zener diódán, a hibajel-erősítő az OU1-en, a küszöbkészülék az OU2-n van. Mivel mindkét műveleti erősítő egypólusú forrásból táplálkozik, a VT2 kulcsfokozatának szintjeihez igazodva az emitter áramkörében egy parametrikus stabilizátor (VD3, R8) található. A háromszögimpulzus üzemmódban működő funkcionális generátort mesterként használtuk; A bevezető élen történő modulálásnál a munkaciklus a maximális (99%), a lefutó élre történő modulálásnál a minimális (0,1%), a mindkét szélen történő modulálásnál 50%. ábrán. A 12.21. ábra mutatja a vezérlőimpulzusok generálási folyamatának modellezésének eredményét a moduláció során a bevezető él mentén.
ábrán látható. 12.21 az eredményeket Rn = 100 Ohm és Ui = 20 V mellett kaptuk. 12.21, közvetlenül az áramforrás bekapcsolása után maximális időtartamú vezérlőimpulzusok jönnek létre, majd az Uo kimeneti feszültség pozitív ugrása miatt hosszú szünet következik be, majd az Uo negatív ugrása miatt újra kezdődik a kényszerített üzemmód. A vezérlő impulzusképzés állandósult állapota a fő oszcillátor vezérlőjelének több periódusa után következik be.
Tesztfeladatok
1. ábra szerinti áramkörhöz. 12.18 kapjuk meg az Uo=f(K,) függést F=1 kHz, Uy=3 V mellett (a vezérlő téglalapimpulzusok egypolaritását a funkcionális generátoron az Offset=3 V állandó komponens beállításával biztosítjuk, a K munkaciklus be van állítva a Munkaciklus paraméter kiválasztásával), Ui= 30 V, Rn=100 Ohm, L=100 mH, C=100 µF.
2. ábra szerinti áramkörhöz. 12.18, tanulmányozza a tranziens folyamatok alakjának függőségét az Rd aktív veszteségellenállástól, beleértve a 0,1...10 Ohm ellenállást az induktorral sorba kapcsolva.
3. Vizsgálja meg az ISN-t az ábra szerinti diagram szerint. 12.20 a lefutó él modulálásakor egyidejűleg a felvezető és a lefutó él mentén, és hasonlítsa össze az eredményeket az eszközök stacionárius állapotának elérésével.
4. A vezérlőjelek állandósult állapotú előállítási módszereinél kapja meg a vezérlőjelek generálási periódusának függőségét az Rn terhelési ellenállástól a 10...1000 Ohm tartományban és az Ui bemeneti feszültségtől a 15... tartományban. .40 V.
Az LM2596 csökkenti a bemeneti feszültséget (40 V-ra) - a kimenet szabályozott, az áramerősség 3 A. Ideális autóban lévő LED-ekhez. Nagyon olcsó modulok - körülbelül 40 rubel Kínában.
A Texas Instruments kiváló minőségű, megbízható, megfizethető és olcsó, könnyen használható LM2596 DC-DC vezérlőket gyárt. A kínai gyárak rendkívül olcsó impulzusos leléptető konvertereket gyártanak ennek alapján: az LM2596 modul ára körülbelül 35 rubel (szállítással együtt). Azt tanácsolom, hogy vásároljon egy 10 darabos tételt egyszerre - mindig lesz hasznuk, és az ár 32 rubelre csökken, 50 darab rendelése esetén pedig kevesebb, mint 30 rubel. Olvasson többet a mikroáramkör áramkörének kiszámításáról, az áram és feszültség beállításáról, annak alkalmazásáról és az átalakító néhány hátrányáról.
A tipikus felhasználási mód a stabilizált feszültségforrás. Erre a stabilizátorra alapozva könnyen készíthető kapcsolóüzemű tápegység, én egyszerű és megbízható, rövidzárlatnak ellenálló laboratóriumi tápként használom. Vonzóak a minőség állandósága miatt (úgy tűnik, hogy mindegyik ugyanabban a gyárban készül - és öt részben nehéz hibázni), valamint az adatlapnak és a deklarált jellemzőknek való teljes megfelelés miatt.
Egy másik alkalmazás az impulzusáram-stabilizátor tápegység nagy teljesítményű LED-ekhez. Az ezen a chipen található modul lehetővé teszi egy 10 wattos autóipari LED-mátrix csatlakoztatását, emellett rövidzárlat elleni védelmet is biztosít.
Nagyon ajánlom, hogy vásároljon belőlük egy tucat - biztosan jól jön. A maguk módján egyedülállóak - a bemeneti feszültség legfeljebb 40 volt, és csak 5 külső alkatrészre van szükség. Ez kényelmes – a kábelek keresztmetszetének csökkentésével 36 V-ra növelheti az intelligens otthoni tápbuszon lévő feszültséget. Egy ilyen modult a fogyasztási helyekre szerelünk be és konfigurálunk a szükséges 12, 9, 5 voltra vagy szükség szerint.
Nézzük meg őket közelebbről.
A chip jellemzői:
- Bemeneti feszültség - 2,4 és 40 V között (a HV változatban 60 V-ig)
- Kimeneti feszültség - fix vagy állítható (1,2 és 37 volt között)
- Kimeneti áram - akár 3 amper (jó hűtéssel - 4,5 A-ig)
- Konverziós frekvencia - 150 kHz
- Ház - TO220-5 (átmenő furatú szerelés) vagy D2PAK-5 (felületre szerelhető)
- Hatékonyság - 70-75% alacsony feszültségen, akár 95% magas feszültségen
- Stabilizált feszültségforrás
- Átalakító áramkör
- Adatlap
- USB töltő LM2596 alapú
- Áramstabilizátor
- Házi készítésű készülékekben használható
- A kimeneti áram és feszültség beállítása
- Az LM2596 továbbfejlesztett analógjai
Történelem - lineáris stabilizátorok
Először elmagyarázom, miért rosszak az olyan szabványos lineáris feszültségátalakítók, mint az LM78XX (például 7805) vagy az LM317. Itt van az egyszerűsített diagramja.
Az ilyen konverter fő eleme egy erős bipoláris tranzisztor, amely „eredeti” jelentésében van bekapcsolva - vezérelt ellenállásként. Ez a tranzisztor egy Darlington-pár része (az áramátviteli együttható növelése és az áramkör működéséhez szükséges teljesítmény csökkentése érdekében). Az alapáramot a műveleti erősítő állítja be, amely felerősíti a kimeneti feszültség és az ION (referencia feszültségforrás) által beállított különbséget, pl. a klasszikus hibaerősítő áramkör szerint van bekötve.
Így az átalakító egyszerűen sorba kapcsolja az ellenállást a terheléssel, és úgy szabályozza az ellenállását, hogy például pontosan 5 volt a terhelésen keresztül. Könnyen kiszámítható, hogy amikor a feszültség 12 V-ról 5-re csökken (a 7805 chip használatának nagyon gyakori esete), a bemeneti 12 volt eloszlik a stabilizátor és a terhelés között „7 volt a stabilizátoron + 5” arányban. volt a terhelésen.” Fél amper áramnál 2,5 watt szabadul fel terhelésnél, 7805-nél pedig 3,5 watt.
Kiderült, hogy az „extra” 7 volt egyszerűen kialszik a stabilizátoron, és hővé alakul. Egyrészt ez hűtési problémákat okoz, másrészt sok energiát vesz el az áramforrástól. Ha konnektorból tápláljuk, ez nem túl ijesztő (bár továbbra is károsítja a környezetet), de ha akkumulátorról vagy újratölthető akkumulátorról működik, ezt nem lehet figyelmen kívül hagyni.
Egy másik probléma, hogy ezzel a módszerrel általában lehetetlen boost konvertert készíteni. Gyakran felmerül egy ilyen igény, és a probléma megoldására tett kísérletek húsz-harminc évvel ezelőtt elképesztőek – milyen bonyolult volt az ilyen áramkörök szintézise és számítása. Az egyik legegyszerűbb ilyen típusú áramkör a push-pull 5V->15V konverter.
El kell ismerni, hogy galvanikus leválasztást biztosít, de nem használja ki hatékonyan a transzformátort - a primer tekercsnek csak a fele kerül felhasználásra bármikor.
Felejtsük el ezt, mint egy rossz álmot, és térjünk át a modern áramkörökre.
Feszültségforrás
Rendszer
A mikroáramkör kényelmesen használható lecsökkentő konverterként: egy nagy teljesítményű bipoláris kapcsoló található benne, csak a szabályozó többi alkatrészét kell hozzáadni - egy gyors diódát, egy induktivitást és egy kimeneti kondenzátort. telepítsen bemeneti kondenzátort - csak 5 rész.
Az LM2596ADJ változathoz egy kimeneti feszültség beállító áramkör is szükséges, ez két ellenállás vagy egy változó ellenállás.
Leléptető feszültségátalakító áramkör az LM2596 alapján:
Az egész séma együtt:
Itt megteheti töltse le az LM2596 adatlapját.
Működési elv: a készülék belsejében egy nagy teljesítményű kapcsoló, amelyet PWM jel vezérel, feszültségimpulzusokat küld az induktivitásnak. Az A pontban az idő x%-ában teljes feszültség van, és az idők (1-x)%-ában a feszültség nulla. Az LC szűrő kisimítja ezeket az oszcillációkat egy x * tápfeszültséggel egyenlő állandó komponens kiemelésével. A dióda akkor fejezi be az áramkört, amikor a tranzisztor ki van kapcsolva.
Részletes munkaköri leírás
Az induktivitás ellenáll a rajta keresztül áramló áram változásának. Amikor az A pontban feszültség jelenik meg, az induktor nagy negatív önindukciós feszültséget hoz létre, és a terhelésen lévő feszültség egyenlő lesz a tápfeszültség és az önindukciós feszültség különbségével. Az induktivitás árama és feszültsége a terhelésen fokozatosan növekszik.
Miután a feszültség eltűnik az A pontban, az induktor igyekszik fenntartani a terhelésből és a kondenzátorból folyó korábbi áramot, és rövidre zárja a diódán keresztül a testtel - fokozatosan csökken. Így a terhelési feszültség mindig kisebb, mint a bemeneti feszültség, és az impulzusok munkaciklusától függ.
Kimeneti feszültség
A modul négy változatban kapható: 3,3 V feszültséggel (index –3,3), 5 V (index –5,0), 12 V (index –12) és állítható változatban LM2596ADJ. A testreszabott változatot érdemes mindenhol használni, hiszen az elektronikai cégek raktáraiban nagy mennyiségben beszerezhető és nem valószínű, hogy hiány lesz belőle - és csak további két fillér ellenállás kell hozzá. És persze népszerű az 5 voltos változat is.
A készleten lévő mennyiség az utolsó oszlopban található.
A kimeneti feszültséget DIP kapcsoló formájában állíthatjuk be, erre adunk itt egy jó példát, vagy forgókapcsoló formájában. Mindkét esetben szüksége lesz egy precíziós ellenállásra - de a feszültséget voltmérő nélkül is beállíthatja.
Keret
Kétféle ház lehetséges: a TO-263 síkba szerelhető ház (LM2596S modell) és a TO-220 átmenő furatú ház (LM2596T modell). Inkább az LM2596S sík változatát használom, mivel ebben az esetben a hűtőborda maga a tábla, és nincs szükség további külső hűtőborda vásárlására. Ráadásul a mechanikai ellenállása is jóval nagyobb, nem úgy, mint a TO-220-nak, amit valamihez, akár deszkához is kell csavarni - de akkor már egyszerűbb a sík változat beszerelése. Javaslom az LM2596T-ADJ chip használatát tápegységekben, mert így könnyebben eltávolítható a nagy mennyiségű hő a házából.
Bemeneti feszültség hullámosság simítása
Hatékony „okos” stabilizátorként használható áramkiegyenlítés után. Mivel a mikroáramkör közvetlenül figyeli a kimeneti feszültséget, a bemeneti feszültség ingadozása fordítottan arányos változást okoz a mikroáramkör konverziós együtthatójában, és a kimeneti feszültség normális marad.
Ebből az következik, hogy az LM2596-os transzformátor és egyenirányító utáni leléptető konverterként történő alkalmazásakor a bemeneti kondenzátor (azaz a közvetlenül a diódahíd után található) kis kapacitású (kb. 50-100 μF) lehet.
Kimeneti kondenzátor
A magas konverziós frekvencia miatt a kimeneti kondenzátornak sem kell nagy kapacitásúnak lennie. Még egy nagy teljesítményű fogyasztónak sem lesz ideje jelentősen csökkenteni ezt a kondenzátort egy ciklus alatt. Végezzük el a számítást: vegyünk egy 100 µF-os kondenzátort, 5 V-os kimeneti feszültséget és egy 3 ampert fogyasztó terhelést. A kondenzátor teljes feltöltése q = C*U = 100e-6 µF * 5 V = 500e-6 µC.
Egy átalakítási ciklusban a terhelés dq = I*t = 3 A * 6,7 μs = 20 μC a kondenzátortól (ez a kondenzátor teljes töltésének csak 4%-a), és azonnal új ciklus kezdődik, és az átalakító új energiát helyez a kondenzátorba.
A legfontosabb dolog az, hogy ne használjunk tantál kondenzátorokat bemeneti és kimeneti kondenzátorként. Közvetlenül az adatlapokon írják - „ne használja az áramkörökben”, mert nagyon rosszul tolerálják még a rövid távú túlfeszültségeket is, és nem szeretik a nagy impulzusáramokat. Használjon hagyományos alumínium elektrolit kondenzátorokat.
Hatékonyság, hatásfok és hőveszteség
A hatásfok nem olyan magas, mivel egy bipoláris tranzisztort erős kapcsolóként használnak - és nem nulla feszültségesése van, körülbelül 1,2 V. Ezért csökken a hatékonyság alacsony feszültségen.
Amint láthatja, a maximális hatékonyság akkor érhető el, ha a bemeneti és a kimeneti feszültségek közötti különbség körülbelül 12 volt. Vagyis ha 12 V-tal kell csökkentenie a feszültséget, minimális mennyiségű energia megy a hőbe.
Mi a konverter hatékonysága? Ez az érték jellemzi az áramveszteségeket - a Joule-Lenz törvény szerint teljesen nyitott nagy teljesítményű kapcsolón történő hőtermelésből és a tranziens folyamatok során fellépő hasonló veszteségekből - amikor a kapcsoló mondjuk csak félig van nyitva. Mindkét mechanizmus hatása nagyságrendileg összehasonlítható, ezért nem szabad megfeledkezni mindkét veszteségi útról. Kis mennyiségű energiát az átalakító „agyának” táplálására is használnak.
Ideális esetben a feszültség U1-ről U2-re konvertálásakor a kimeneti teljesítmény P2 = U2*I2, a bemeneti teljesítmény egyenlő ezzel (ideális eset). Ez azt jelenti, hogy a bemeneti áram I1 = U2/U1*I2 lesz.
Esetünkben az átalakítás hatékonysága egység alatti, így az energia egy része a készülékben marad. Például η hatásfokkal a kimeneti teljesítmény P_out = η*P_in, a veszteségek pedig P_loss = P_in-P_out = P_in*(1-η) = P_out*(1-η)/η. Természetesen a konverternek növelnie kell a bemeneti áramot, hogy fenntartsa a megadott kimeneti áramot és feszültséget.
Feltételezhetjük, hogy 12V -> 5V és 1A kimeneti áram konvertálásakor a mikroáramkör vesztesége 1,3 watt, a bemeneti áram pedig 0,52A lesz. Mindenesetre ez jobb, mint bármely lineáris konverter, amely legalább 7 watt veszteséget ad, és 1 ampert fogyaszt a bemeneti hálózatból (beleértve ezt a haszontalan dolgot is) - kétszer annyit.
Egyébként az LM2577 mikroáramkör háromszor alacsonyabb működési frekvenciával rendelkezik, és a hatékonysága valamivel magasabb, mivel az átmeneti folyamatokban kevesebb veszteség van. Ehhez azonban háromszor nagyobb névleges induktor és kimeneti kondenzátor szükséges, ami plusz pénzt és kártyaméretet jelent.
A kimeneti áram növelése
A mikroáramkör már meglehetősen nagy kimeneti árama ellenére néha még több áramra van szükség. Hogyan lehet kikerülni ebből a helyzetből?
- Több konverter párhuzamosítható. Természetesen pontosan ugyanarra a kimeneti feszültségre kell őket beállítani. Ebben az esetben nem lehet boldogulni az egyszerű SMD ellenállásokkal a Visszacsatoló feszültség beállító áramkörben, vagy 1% -os pontosságú ellenállásokat kell használni, vagy manuálisan kell beállítani a feszültséget változó ellenállással.
USB töltő LM2596-hoz
Nagyon kényelmes utazási USB-töltőt készíthet. Ehhez a szabályozót 5 V-os feszültségre kell állítani, USB porttal kell ellátni, és árammal kell ellátni a töltőt. Egy Kínában vásárolt lítium-polimer akkumulátort használok, amely 5 amperórát biztosít 11,1 volton. Ez sok – elég 8 alkalommal töltsön fel egy normál okostelefont (a hatékonyságot figyelmen kívül hagyva). A hatékonyságot figyelembe véve legalább 6-szoros lesz.
Ne felejtse el rövidre zárni az USB-aljzat D+ és D- érintkezőit, hogy jelezze a telefonnak, hogy csatlakozik a töltőhöz, és az átvitt áram korlátlan. Enélkül az esemény nélkül a telefon azt hiszi, hogy csatlakozik a számítógéphez, és 500 mA-es árammal töltődik – nagyon hosszú ideig. Sőt, egy ilyen áram nem is kompenzálja a telefon áramfelvételét, és az akkumulátor egyáltalán nem töltődik.
Szivargyújtó-csatlakozóval külön 12V-os bemenetet is biztosíthatsz autóakkumulátorról - és valamilyen kapcsolóval kapcsolhatod a forrásokat. Azt tanácsolom, hogy szereljen be egy LED-et, amely jelzi, hogy a készülék be van kapcsolva, hogy ne felejtse el kikapcsolni az akkumulátort a teljes töltés után - különben a konverter veszteségei néhány napon belül teljesen lemerítik a tartalék akkumulátort.
Ez a fajta akkumulátor nem túl megfelelő, mert nagy áramerősségre tervezték - megpróbálhat kisebb áramerősségű akkumulátort találni, és kisebb és könnyebb lesz.
Áramstabilizátor
Kimeneti áram beállítása
Csak állítható kimeneti feszültségű változattal (LM2596ADJ) kapható. Egyébként a kínaiak is gyártják a táblának ezt a változatát, feszültség-, áram- és mindenféle jelzéssel - az LM2596-on kész áramstabilizátor modul rövidzárlatvédelemmel kapható xw026fr4 néven.
Ha nem szeretne kész modult használni, és saját maga szeretné elkészíteni ezt az áramkört, nincs semmi bonyolult, egyetlen kivétellel: a mikroáramkör nem képes áramot vezérelni, de hozzáadhatja. Elmagyarázom, hogyan kell ezt csinálni, és tisztázni fogom a nehéz pontokat az út során.
Alkalmazás
Az áramstabilizátor az erős LED-ek táplálásához szükséges (mellesleg - a mikrokontroller projektem nagy teljesítményű LED meghajtók), lézerdiódák, galvanizálás, akkumulátor töltés. A feszültségstabilizátorokhoz hasonlóan kétféle ilyen eszköz létezik - lineáris és impulzusos.
A klasszikus lineáris áramstabilizátor az LM317, és a maga kategóriájában egész jó - de a maximális áramerőssége 1,5A, ami sok nagy teljesítményű LED-hez kevés. Még akkor is, ha ezt a stabilizátort külső tranzisztorral táplálja, a rajta lévő veszteségek egyszerűen elfogadhatatlanok. Az egész világ a készenléti izzók energiafogyasztásáról csap fel, de itt az LM317 30%-os hatásfokkal dolgozik, ez nem a mi módszerünk.
De mikroáramkörünk kényelmes meghajtó egy impulzusfeszültség-átalakítóhoz, amely számos üzemmóddal rendelkezik. A veszteségek minimálisak, mivel a tranzisztorok lineáris üzemmódjait nem használják, csak kulcsfontosságúakat.
Eredetileg feszültségstabilizáló áramkörökhöz készült, de több elem áramstabilizátorrá alakítja. A helyzet az, hogy a mikroáramkör teljes mértékben a „Feedback” jelre támaszkodik visszacsatolásként, de hogy mit táplálunk, az csak rajtunk múlik.
A szabványos kapcsolóáramkörben erre a lábra egy rezisztív kimeneti feszültségosztóból jut feszültség. Az 1,2 V egyenleg, ha a visszacsatolás kisebb, a meghajtó növeli az impulzusok munkaciklusát, ha több, akkor csökkenti. De erre a bemenetre áramsöntről feszültséget kapcsolhatsz!
Shunt
Például 3A áramerősségnél 0,1 Ohm-nál nem nagyobb névleges értékű söntöt kell venni. Ilyen ellenállásnál ez az áram körülbelül 1 W-ot bocsát ki, szóval ez sok. Jobb, ha három ilyen sönt párhuzamba állít, 0,033 Ohm ellenállást, 0,1 V feszültségesést és 0,3 W hőleadást kap.
A Feedback bemenet azonban 1,2 V feszültséget igényel - és nálunk csak 0,1 V. Irracionális nagyobb ellenállást beépíteni (150-szer több hő szabadul fel), így már csak ezt a feszültséget kell valahogy növelni. Ez műveleti erősítő segítségével történik.
Nem invertáló op-amp erősítő
Klasszikus séma, mi lehetne egyszerűbb?
Egyesülünk
Most kombinálunk egy hagyományos feszültségátalakító áramkört és egy erősítőt egy LM358 op-amp segítségével, amelynek bemenetére áramsönt csatlakoztatunk.
Egy nagy teljesítményű 0,033 ohmos ellenállás egy sönt. Három párhuzamosan kapcsolt 0,1 ohmos ellenállásból készülhet, és a megengedett teljesítményveszteség növelése érdekében 1206-os tokozású SMD ellenállásokat használjunk, azokat kis résszel (nem egymáshoz közel) helyezzük el, és igyekezzünk minél több rézréteget hagyni a körbe. ellenállások és lehetőség szerint alattuk. A Feedback kimenetre egy kis kondenzátor van csatlakoztatva, hogy kiküszöbölje az oszcillátor üzemmódba való esetleges átmenetet.
Áramot és feszültséget egyaránt szabályozunk
Csatlakoztassuk mindkét jelet a Feedback bemenetre - áramot és feszültséget egyaránt. Ezen jelek kombinálásához a szokásos „AND” kapcsolási rajzot fogjuk használni a diódákon. Ha az áramjel nagyobb, mint a feszültségjel, akkor ez dominál, és fordítva.
Néhány szó a séma alkalmazhatóságáról
A kimeneti feszültség nem állítható. Bár lehetetlen egyszerre szabályozni a kimeneti áramot és a feszültséget - ezek arányosak egymással, a "terhelési ellenállás" együtthatójával. És ha a tápegység olyan forgatókönyvet valósít meg, mint „állandó kimeneti feszültség, de amikor az áram meghaladja, elkezdjük csökkenteni a feszültséget”, azaz. A CC/CV már töltő.
Az áramkör maximális tápfeszültsége 30 V, mivel az LM358 esetében ez a határérték. Ezt a határértéket kiterjesztheti 40 V-ra (vagy 60 V-ra az LM2596-HV változatnál), ha az op-erősítőt zener-diódáról táplálja.
Az utóbbi lehetőségnél diódaszerelvényt kell használni összegző diódákként, mivel mindkét dióda ugyanazon technológiai eljáráson belül és ugyanazon a szilícium lapkán készül. Paramétereik terjedése sokkal kisebb lesz, mint az egyes diszkrét diódák paramétereinek terjedése - ennek köszönhetően nagy pontosságú követési értékeket kapunk.
Gondosan gondoskodnia kell arról is, hogy az op-amp áramkör ne izguljon fel, és ne lépjen lézer üzemmódba. Ehhez próbálja csökkenteni az összes vezető hosszát, és különösen az LM2596 2. érintkezőjéhez csatlakoztatott vágányt. Ne helyezze a műveleti erősítőt ennek a sávnak a közelébe, hanem helyezze az SS36 diódát és a szűrőkondenzátort közelebb az LM2596 testhez, és biztosítsa az ezekhez az elemekhez csatlakoztatott földhurok minimális területét - gondoskodni kell a minimális hosszról. visszatérő áramút „LM2596 -> VD/C -> LM2596”.
Az LM2596 alkalmazása eszközökben és független kártyaelrendezésben
Részletesen beszéltem a mikroáramkörök használatáról a készülékeimben, nem kész modul formájában egy másik cikk, amely kiterjed: a dióda, a kondenzátorok, az induktor paraméterek megválasztására, valamint szó esett a helyes bekötésről és néhány további trükkről is.
További fejlődési lehetőségek
Az LM2596 továbbfejlesztett analógjai
Ez után a chip után a legegyszerűbb, ha erre váltunk LM2678. Lényegében ez ugyanaz a leléptető konverter, csak térhatású tranzisztorral, aminek köszönhetően a hatásfok 92%-ra emelkedik. Igaz, 5 helyett 7 lába van, és nem pin-to-pin kompatibilis. Ez a chip azonban nagyon hasonló, és egyszerű és kényelmes megoldás lesz jobb hatékonysággal.
L5973D– egy meglehetősen régi chip, akár 2,5 A-t biztosít, és valamivel nagyobb hatásfokkal. Szintén majdnem kétszer akkora konverziós frekvenciával rendelkezik (250 kHz), ezért alacsonyabb induktor- és kondenzátorértékekre van szükség. Viszont láttam, mi történik vele, ha közvetlenül az autóhálózatba teszed - elég gyakran kiüti az interferenciát.
ST1S10- nagy hatékonyságú (90%-os hatásfokú) DC-DC fokozatmentes átalakító.
- 5-6 külső alkatrészt igényel;
ST1S14- nagyfeszültségű (48 V-ig) vezérlő. A magas működési frekvencia (850 kHz), a kimeneti áram akár 4 A-ig, a jó teljesítmény, a nagy hatásfok (nem rosszabb, mint 85%) és a túlterhelés elleni védőáramkör valószínűleg a legjobb átalakító a szerverek 36 voltos tápellátására. forrás.
Ha a maximális hatékonyságra van szükség, akkor nem integrált fokozatos DC–DC vezérlőket kell használnia. Az integrált vezérlőkkel az a probléma, hogy nincsenek hideg teljesítménytranzisztorok – a tipikus csatornaellenállás nem haladja meg a 200 mOhm-ot. Ha azonban beépített tranzisztor nélküli vezérlőt veszünk, bármilyen tranzisztort választhatunk, akár fél milliohmos csatornaellenállású AUIRFS8409–7P-t is.
DC-DC átalakítók külső tranzisztorral
Következő rész
Helló. Figyelmébe ajánlom az LM317 integrált lineárisan állítható feszültség (vagy áram) stabilizátor áttekintését, darabonként 18 cent áron. Egy helyi boltban egy ilyen stabilizátor egy nagyságrenddel többe kerül, ezért is érdekelt ez a tétel. Úgy döntöttem, megnézem, mit árulnak ezen az áron, és kiderült, hogy a stabilizátor meglehetősen jó minőségű, de erről lentebb.
A felülvizsgálat magában foglalja a tesztelést feszültség- és áramstabilizátor üzemmódban, valamint a túlmelegedés elleni védelem ellenőrzését.
Akit érdekel, kérem...
Egy kis elmélet:
Vannak stabilizátorok lineárisÉs impulzus.Lineáris stabilizátor feszültségosztó, melynek bemenetét bemeneti (instabil) feszültséggel látják el, a kimeneti (stabilizált) feszültséget pedig az osztó alsó karjáról távolítják el. A stabilizálást az egyik osztókar ellenállásának megváltoztatásával hajtják végre: az ellenállást folyamatosan fenntartják, hogy a stabilizátor kimenetén a feszültség a megállapított határokon belül legyen. A nagy bemeneti/kimeneti feszültség arány mellett a lineáris stabilizátor alacsony hatásfokú, mivel a teljesítmény nagy része Pdis = (Uin - Uout) * Hőként disszipálódik a vezérlőelemen. Ezért a vezérlőelemnek képesnek kell lennie elegendő teljesítmény leadására, vagyis a kívánt területű radiátorra kell felszerelni.
Előny lineáris stabilizátor - egyszerűség, interferencia hiánya és kevés használt alkatrész.
Hiba- alacsony hatásfok, magas hőtermelés.
Kapcsoló stabilizátor A feszültség egy feszültségstabilizátor, amelyben a szabályozó elem kapcsolási módban működik, vagyis legtöbbször vagy lekapcsolási üzemmódban van, amikor az ellenállása maximális, vagy telítési üzemmódban - minimális ellenállással, ami azt jelenti, hogy kapcsolónak tekinthető. A feszültség zökkenőmentes változása egy integráló elem jelenléte miatt következik be: a feszültség növekszik, amikor energiát halmoz fel, és csökken, amikor a terhelésbe kerül. Ez az üzemmód jelentősen csökkentheti az energiaveszteséget, valamint javíthatja a súly- és méretmutatókat, de megvannak a maga sajátosságai.
Előny impulzusstabilizátor - nagy hatásfok, alacsony hőtermelés.
Hiba- nagyobb számú elem, interferencia jelenléte.
Az áttekintés hőse:
A tétel 10 mikroáramkört tartalmaz egy TO-220-as csomagban. A stabilizátorok polietilén habba csomagolt műanyag zacskóban érkeztek.
Összehasonlítás a valószínűleg leghíresebb lineáris stabilizátorral, a 7805-ös 5 voltos feszültséggel ugyanabban a házban.
Tesztelés:
Hasonló stabilizátorokat sok gyártó gyárt itt.
A lábak helyzete a következő: 
1 - beállítás;
2 - kilépés;
3 - bejárat.
Egy egyszerű feszültségstabilizátort szerelünk össze a kézikönyv diagramja szerint: 
Íme, mit sikerült elérnünk a változó ellenállás 3 pozíciójával: 
Az eredmények őszintén szólva nem túl jók. Nem merném stabilizátornak nevezni.
Ezután feltöltöttem a stabilizátort egy 25 Ohm-os ellenállással, és a kép teljesen megváltozott: 
Ezután úgy döntöttem, hogy megvizsgálom a kimeneti feszültség függését a terhelési áramtól, amihez a bemeneti feszültséget 15 V-ra állítottam, a kimeneti feszültséget körülbelül 5 V-ra állítottam trimmer ellenállással, és a kimenetet egy változó 100 Ohm-os huzalellenállással terheltem. . Íme, mi történt: 
0,8A-nál nagyobb áramerősséget nem lehetett elérni, mert A bemeneti feszültség csökkenni kezdett (gyenge a tápegység). A tesztelés eredményeként a stabilizátor a radiátorral 65 fokra melegedett: 
Az áramstabilizátor működésének ellenőrzéséhez a következő áramkört állítottuk össze: 
Változó ellenállás helyett állandót használtam, itt vannak a teszteredmények: 
A jelenlegi stabilizáció is jó.
Nos, hogyan lehet kritika a hős elégetése nélkül? Ehhez visszaszereltem a feszültségstabilizátort, 15V-ot adtam a bemenetre, a kimenetet 5V-ra állítottam, pl. 10V esett a stabilizátoron, és 0,8A-re terhelte, pl. 8W teljesítmény szabadult fel a stabilizátoron. A radiátort eltávolították.
Az eredményt az alábbi videóban mutatták be:
Igen, a túlmelegedés elleni védelem is működik, a stabilizátort nem lehetett elégetni.
Eredmény:
A stabilizátor teljesen működőképes, és feszültségstabilizátorként (terhelés jelenlététől függően) és áramstabilizátorként használható. Számos különböző alkalmazási séma létezik a kimeneti teljesítmény növelésére, akkumulátortöltőként való használatára stb. A téma költsége meglehetősen ésszerű, tekintve, hogy offline is megvásárolhatok egy ilyen minimumot 30 rubelért, és 19 rubelért. , amely lényegesen drágább, mint a felülvizsgálat alatt álló.Ezzel hadd vegyem ki a szabadságomat, sok sikert!
A terméket az üzlet véleménye írásához biztosította. Az áttekintést a Webhelyszabályzat 18. pontja szerint tették közzé.
+37 vásárlását tervezem Add hozzá a kedvencekhez Tetszett az értékelés +59 +88