简单强大的稳压器。方案、说明

免费技术库

无线电电子与电气工程百科全书
免费图书馆 / 无线电电子和电气设备方案

简单强大的稳压器。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

无线电电子与电气工程百科全书 / 浪涌保护器

文章评论

直流稳压器 (SN) 的电路非常多样化。一般来说，这些设备的特性越好，其设计就越复杂。

对于初学者来说，电路简单的稳压器是最合适的。所建议的选项基于稳定器电路图 1。尽管电路极其简单，但运行非常可靠。

简单强大的稳压器

这样的 CH 必须在各种情况下使用。它具有负载电流限制，这是非常有益的，因为它允许您无需额外的元件即可完成工作。

负载中的最大电流由电阻器R3的阻值决定。当该电阻器的阻值减小时，短路电流 (Ish.c) 值增大，反之，该电阻器阻值增大会导致 Ish.c 减小，从而导致短路电流 (Ish.c) 减小。 CH 的最大工作电流（通常该电流在 (0,5, 0,7 ... 3) Ikz 范围内）。当电阻器RXNUMX的端子短路时，电流Ik.z没有明确的限制，因此，在这种情况下，负载CH中的短路(短路)会导致晶体管CH的损坏。这种操作方式不再进一步考虑。

选择电流 Ik.z 时，以晶体管 VT2 的安全操作 (OBR) 面积为指导。因此，CH仅由11个组件组装而成，可用于为电流消耗高达数安培的各种设备供电。

因此，根据图1，CH的优点是： 1）能够通过可变电阻R1将输出稳定电压从几乎为零快速调整到齐纳二极管VD2和VD2的稳定电压； 2）改变电流Ik.z的可能性（为此，安装阻值为3欧姆的PP3型线绕可变电阻器代替R470就足够了）； 3）易于启动电路（不需要特殊的触发元件，而这在其他CH电路中经常需要）； 4）通过简单的方法显着改善SN特性的能力。

还有一个重要的情况。由于大功率调节晶体管VT2的集电极连接到CH的输出（正母线），因此可以将该元件直接固定在电源单元（PSU）的金属外壳上。按照这个方案构建双极CH并不困难。在这种情况下，需要单独的网络变压器和整流器绕组，但两个SN臂的强大晶体管的集电极可以安装在PSU底盘上。

现在谈谈由于 CH 电路极其简单而出现的缺点。主要是稳压系数（VSC）值较低，通常不超过几十。纹波抑制系数也较低。对CH输出阻抗的决定性影响是由晶体管VT1和VT2的应用实例的基极的电流传输系数产生的。此外，输出阻抗高度依赖于负载电流。因此，该CH中必须安装具有最大增益的晶体管。

一些不便之处在于，输出电压不能从零开始调整，而是从大约 0,6V 开始调整。但在大多数情况下，这并不重要。

市场上有许多功能强大的 PSU 可供选择，它们在电路方面非常“被欺骗”，因此它们价格昂贵且需要大量时间来修复。

根据图 1 的 SN 电路使您可以创建低功率电源和简单的实验室电源，甚至无需在制造过程中花费大量时间和金钱，更不用说维修操作了。

通过根据图 1 对 CH 进行简单修改，可以显着改善该设备的参数。首先，需要对参数稳压电路（元件R1、VD1、VD2）进行升级，采用复合晶体管作为晶体管，例如按照达林顿电路。 KT825 类型的 Superbeta 晶体管非常适合（最好使用 2T825）。复合晶体管的CH输出电阻减小，不超过0,1欧姆（对于图1电路的单个晶体管，在0,3…1A的负载电流范围内，输出电阻大于5欧姆），当使用KT825晶体管时，在负载电流0,02...0,03 A范围内，输出电阻可降低至3...5 Ohm。

当CH中安装KT825型晶体管时，必须增大限流电阻R3的阻值。如果不这样做，那么 Ik.z 的值实际上将是无限的，并且在负载短路的情况下，KT825 晶体管将失效。经过这样的升级，该 SN 电路非常适合为各种 UMZCH、接收器、录音机、广播电台等供电。

如果没有KT825晶体管，则可以按照图2的方案进行CH。其主要区别在于增加了一只KT816三极管，并将电阻R4的阻值增大了数倍。

简单强大的稳压器

在印刷电路板上钻孔时，该电路可用于为微型电钻供电。因此，并未使用输出稳定电压的整个可能的调节范围，而仅使用12 ... 17 V内的部分。在此区间内，确保了钻电机轴上的最佳功率调节。如果可变电阻器R3的引擎与其石墨涂层之间的接触断开，则电阻器R1消除了晶体管VT2在基极截止的情况下工作的可能性。也可以使用线电阻R2，这种电阻比石墨电阻更耐用。 R4 = 20 kOhm 时的电流 Ik.z 为 5 A，R4 = 10 kOhm - 6,3 A，R4 = 4,7 kOhm - 9 A。

如果将两个 KT8102 晶体管并联（图 3），则 R4 = 4,7 kOhm Ik.z = 10 A。因此，在电路中包含一个额外的 KT816 晶体管不仅可以改善CH，还要减少流经VD4元件、R4和VT1的电流。后一种情况使得可以使用具有高电流传输系数的晶体管作为VT1，例如KT3102D(E)。反过来，这将提高 CH 的工作质量。因此，例如，当电阻器 R3 = 75 Ohm CH 时，图 1 的电流值为 Ik.z = 5,5 A，对于 R3 = 43 Ohm Ik.z = 7 A，等等。正如您所看到的，对于高负载电流，限流电阻 Ik.z 的电阻值太低。在这种情况下，CH 的效率会降低，电阻器 R3 会过热，并且 CH 的二极管 VD3 会有大量电流通过。

简单强大的稳压器

通过改变参量稳定器的电路（图1和图1电路中的元件R2、VD1、VD2）可以进一步改善CH的特性。可以按照图4的方案改进该节点的参数。晶体管VT1上组装有稳定电流发生器(GST)。由于晶体管VT1按共基极电路连接，该电路在高频时极易产生自激。由于没有旁路齐纳二极管 VD3 和 VD4 的电容器，也有利于自激。因此，在图4（C1）的电路中引入这样的电容器。

图 4 方案的测量结果在表 1 中给出。

简单强大的稳压器

表1
简单强大的稳压器

更为完善的方案如图5所示，其测量结果如表2所示。

简单强大的稳压器

表2
简单强大的稳压器

不难看出，虽然电路稍微复杂一些，但CSN的改进是非常显着的。

最简单的 HTS 方案的缺点是电流稳定系数低（对于 HTS 的双极变体尤其如此）。这首先是由于参考电压的不稳定，即齐纳二极管 VD1 的稳定电压（参见 RE 4/5 中的图 9 和 2001）。毕竟，当Uin变化时，流经稳压二极管VD1的电流也会变化，这必然导致稳压二极管VD1上的电压变化。后一种情况肯定会引起 GTS 电流的变化，当然还有 ION 输出端电压的变化（元件 VD2、VD3 - 图 4 和 VD3、VD4 - 图 5）。

这种现象沿着电路进一步传播，导致稳定器的SVR急剧下降。 ION 根据图 5 的方案。 2 已经由两个独立的 GTS 组成。其中第二个组装在 VT1 场效应晶体管上。该 HST 稳定了流经齐纳二极管 VD2 的电流，几乎消除了后者的电压变化（参见表 2）。这确保了该 ION 的 CSN 急剧增加。齐纳二极管VD818随着电压Uin的增加而增加电路的可靠性。此外，通过在 ION 电路中再增加一个“场”，可以实现流经齐纳二极管 D6E 的电流的稳定性（图 1）。该场效应晶体管包含在VTXNUMX晶体管的发射极电路中，使电流稳定性提高数倍。

简单强大的稳压器

根据规格，通过 D818E 齐纳二极管的电流等于 10 mA，我们拥有最佳的 ION 电压热稳定性。

拥有一组简单的 ION 电路，您可以非常快速地组装具有良好特性的 PSU 设计，最重要的是，具有高性价比。图 7 显示了一个简单的实验室 PSU 的示意图。 XNUMX.

（点击放大）

PSU 包含用于“软”连接到网络的设备。在这种情况下，我们一定会赢在昂贵的电源元件（网络变压器、滤波电容和整流二极管）的使用寿命上，后者虽然在价格范畴上便宜，但它们的“离开”将带来故障和故障的可能性。其他无线电组件）。当PSU接入网络时，网络变压器T1通过大功率电阻R2的导通。

这大大减少了通过元件T1、C3、VD1-VD4的电流浪涌。几秒钟后，继电器 K1 被激活，其触点 K1.1 闭合电阻器 R2。现在PSU已做好运行准备。软启动电路由以下元件组成：R1、R2、VD5-VD8、VD9、C2和K1。 T1接入网络的延迟时间由电解电容器C2的电容值和继电器K1的绕组对直流的电阻决定。

随着这些元件的电容和电阻的增加，时间延迟增加。电阻器R1通过电容器C1和二极管电桥VD5-VD8是可靠的限流器。齐纳二极管保护电容器 C2 和继电器 K1 免受这些元件上电压紧急升高的影响（如果继电器 K1 的绕组损坏，例如，没有齐纳二极管，则电容器 C2 显然会因电压急剧升高而处于故障危险中。其端子电压）。

所有其他 CH 节点已经在上面进行了描述，因此无需评论。

关于细节。在此 PSU 和其他类似设计中，我使用了 KT8102 晶体管，其最大集电极-发射极电压 (Uke) 值明显降低。 Ukemax 值是通过专门为此目的设计的仪表来测量的 [1]。

我为 UMZCH 选择了 KT8102 晶体管，但不幸的是，在购买的晶体管中，大多数副本的 Ukemax 都降低了。安装在 PSU 中的正是这些“糟糕”的晶体管。在该PSU的电路中，可以使用Ukemax≥35V的大功率晶体管（应该始终有一个最小余量）。您可以安装KT816来代替晶体管KT814。 KT801型晶体管可以用任何Uke≥30V且Ik≥0,1A的硅晶体管代替。晶体管VT2-具有任何字母索引的KT3107或KT361（B、T、E）。场效应晶体管类型 2P303D (KP 303D) 可由初始漏极电流 (Is.nach) ≥3 mA 的该系列 (V、D、D、E、I) 中的任何一个来替代。

如果决定不使用场效应晶体管，那么最好根据图 8 中的方案使用 ION。在此电路中，齐纳二极管 VD1 的电压稳定由安装在晶体管 VT2 上的第二 HST 执行。

简单强大的稳压器

电阻器 R2 和 R3 是抗寄生电阻。您可以安装 KS133 或 147-5 个稳压二极管来代替 KS7 齐纳二极管。串联硅二极管，例如KD521、522、D220、D223等。二极管的数量可以减少，但KT3107K晶体管发射极电路中的稳流电阻的阻值也必须减少。而这会导致GTS电流的稳定性变差。还安装了 AL133 类型的三个串联 LED 来代替 KS307，但其他也是可能的。由于在该 HTS 电路中流过它们的电流是稳定的，因此电压也将是稳定的（我们还没有讨论温度影响）。但用 D818 和其他类似二极管替换 D814E 齐纳二极管将导致 ION 的热稳定性恶化。因此，选择了电压温度系数（TKN）较小的D818E型齐纳二极管。如果对TKN没有特殊要求，那么电路中可以使用非常广泛的稳压二极管。

稳压二极管VD11可用D814A(B)、KS175等代替，VD9可用D816V代替。硅二极管D223可替换为任何同类二极管。将大功率整流器VD1-VD4中的二极管更换为Uobr≥100V的二极管，例如KD213。这些二极管安装在三个散热器上（一个散热器上有两个二极管）。

两个较小散热器的面积为 16 cm2（AL，40x40 mm），第三个为 32 cm2（80x40 mm）。桥式二极管 VD5-VD8 - 任何 Uobr ≥ 400 V 且 Istraight ≥ 0,3 A，例如 KTs401G、KU402 (A、B、C、F、I)、KTs405 (A、B、C、F、I)、KTS407A ， ETC。

可变电阻器 R4、R10 和 R11 - 任何类型。改变这些电阻的值是完全可以接受的（对于 R4 - 减小到 2,2 kOhm）。随着电阻器R4的阻值减小，需要增加GTS电流。电阻器 R13 和 R14 允许您设置所需的电流 Ik.z 值。

大功率线绕发射极电阻R5-R7均采用镍铬丝制成，线性电阻约为0,056欧姆/厘米。 PEV-10 型强力线电阻。可用电阻并联代替，例如MLT-2W（5-6个，阻值3…3,3 kOhm等）。

继电器 - RKM1，版本 RS4-503.861，绕组直流电阻 - 500 欧姆。在图中的方案中。 7.所用电容器：C1、C4、C6——K73-17型； C2-K50-16； C3-K50-18； C5、C7 - K50-12。在电路的特别关键位置，“电解质”被非电解电容器分流。

如果 PSU 将用于为 RF 设备供电，则建议使用额外的电容器（例如云母 (CSO)）对 CH 输出进行分流。当然，该电源电路中的所有电容器可以是具有适当参数的任何类型。

关于变压器T1。使用重绕 TC-200 作为网络变压器。次级绕组电压为 22 V，PEV-2 线直径为 1,45 mm。保险丝.U - 自制。它由一段∅0,23毫米、长30毫米（焊接）的单芯铜导体（可用普通电线）制成。

作为 KT8102 晶体管的散热器，使用了旧 UEMI-50 放大器的常规散热器。如果没有所需的散热面积（≥2000 cm2），请按以下步骤操作。

金属板（硬铝或铝）用于制造 PSU 外壳。机箱尺寸为 40x20x11 cm，仅上部可拆卸盖板的冷却表面约为 1240 cm2。这样的散热器非常有效；其中一个晶体管也固定在机壳底部（底部、底盘）。功率晶体管彼此固定一定距离。如果有两个，则将上半身的总长度（本例中为 62 厘米）分成三等份。这些强大的晶体管位于 20 厘米的距离（在同一条线上，外壳的中间部分）。通过将电源电路中所有半导体器件和电解电容的极性反转，可以在CH中安装强大的通用N-PN晶体管，其类型为：KT802、KT803、KT805、KT808、KT812等。电路，所以当你需要设计双极BP时他们就会这样做。图中未显示电压表和电流表。当CH负载中需要电流超过5A时（意味着PSU长期工作在这种模式下），则使用TS-1（TSA-270）作为变压器T270。次级绕组用直径为 1,82 mm 的导线缠绕，可以让您从变压器“拉”出 6-8 A 或更大（最高 12 A）的电流，选择 Ik.z。 = 20 A。

关于锻造。没有错误，由可维修无线电组件组装而成的 PSU 设计在连接到网络后立即发挥作用。只需选择所需电阻R3和R9的阻值即可。第一个参数决定 GTS 电流。需要将通过齐纳二极管 VD12 和 VD13 的电流设置为 10 mA。电阻器 R9 设置电流 Ik.z。 5-10 A 内。

KT8102 的某些实例非常容易产生自励磁（尤其是“扫式”安装）。通过将示波器连接到 CH 输出来检测发电的存在。在这种情况下，电容器C6和C7临时从CH焊接。即使没有它们，工作的 CH 电路也不会被激励，但如果发生 RF 生成，那么没有这些元件就更容易检测到。发生晶体管（通常是VT3-VT5晶体管之一）的基极电路中包含一个5-10欧姆的低阻值电阻，最好是电感量大于60μHz的扼流圈。基极电路中的电阻过大会降低 MV 性能（Rout 将增加）。

该 PSU 的印刷电路板如图 9 所示。 10，从印刷导体的一侧 - 图 XNUMX。

简单强大的稳压器

该板有两个技术跳线，专门用于测量通过晶体管 VT1 和 VT2 的电流（无需切割印刷导线）。 “软”开关电路的印刷电路板如图11所示。 12和XNUMX。

简单强大的稳压器

继电器位于板外。为了使Rout不会因安装而增加，通向CH输出“负”端的导线直接焊接到电容器C3的负极板上。该输出 C3 使用单独的导体焊接到 CH 电路。选择该电容器的电容时，遵循以下规则：每安培负载电流为 1000-2000 μA。电容器 C6 和 C7 直接焊接到 PSU 输出端子的接触片上。

论CH现代化的可能性。首先也是最重要的，为了改善SN的特性，需要为ION和SN单独供电。在这种情况下，使用单独的绕组（或变压器）及其自己的整流器。这不仅可以增加 ION 和整个 CH 电路的 CSN，还可以减少强大整流器的绕组 II 的匝数，因为 16,7 V CH 的输出电压是在 II 的电压下实现的。变压器T1的绕组为17,5V。这卸载了调节晶体管VT3VT5的功率。中压在负载电流为5A的情况下长期运行时，也会采用强制冷却（用小尺寸风扇吹），尤其是将散热器放置在打孔PSU机箱内时。您可以使用带有开关的绕组抽头 II 并“绑定”到电阻器 R4，但是，正如实践所示，这在操作 PSU 时非常不方便。顺便说一句，GTS电路中的场效应晶体管可以并联以获得所需的GTS电流，这样就不用为这些导线的选择而烦恼。

使用图 8 中的 ION 方案获得了非常好的结果。图1中，其中电阻器R4和R6已被HTS替代。 3（发射器 HST - VT1）。同时，将齐纳二极管VD133（KS8D，图818）更换为D35E，Uin升至XNUMXV以上。由参数稳压器的最简单电路（典型结构 - 晶体管 - 齐纳二极管 - 电阻器 - 两个电容器）向该 ION 的输入提供稳定电压。上述数十个 CH 已运行多年，从而证明了它们在为各种可再生能源供电时的可靠性。

参考文献：

Zyzyuk A.G. 为强大的 UMZI // Radioamator 选择晶体管。 -2001年。 -No.6。-S.6。
佩图霍夫 V.M. 半导体器件。参考号晶体管。-M.：RIKEL，无线电和通信，1995 年。
戈洛梅多夫 A.V. 半导体器件。参考号低功率晶体管。-M.：无线电和通信，1995 年。
戈留诺夫。 N.N. 半导体器件。参考号二极管、晶闸管、光电器件。第二版-M.：Energoatomizdat，2

作者：A.G. Zyzyuk

查看其他文章 部分浪涌保护器.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

控制和操纵光信号的新方法 05.05.2024

现代科学技术发展迅速，每天都有新的方法和技术出现，为我们在各个领域开辟了新的前景。其中一项创新是德国科学家开发了一种控制光信号的新方法，这可能会导致光子学领域取得重大进展。最近的研究使德国科学家能够在熔融石英波导内创建可调谐波片。这种方法基于液晶层的使用，可以有效地改变通过波导的光的偏振。这一技术突破为开发能够处理大量数据的紧凑高效光子器件开辟了新的前景。新方法提供的偏振电光控制可以为新型集成光子器件提供基础。这为以下人员提供了绝佳的机会： ... >>

Primium Seneca 键盘 05.05.2024

键盘是我们日常计算机工作中不可或缺的一部分。然而，用户面临的主要问题之一是噪音，尤其是对于高端型号。但随着 Norbauer & Co 推出的新型 Seneca 键盘，这种情况可能会改变。 Seneca 不仅仅是一个键盘，它是五年开发工作的成果，创造了理想的设备。这款键盘的每个方面，从声学特性到机械特性，都经过仔细考虑和平衡。 Seneca 的主要特点之一是其静音稳定器，它解决了许多键盘常见的噪音问题。此外，键盘支持各种键宽，方便任何用户使用。尽管 Seneca 尚未上市，但预计将于夏末发布。 Norbauer & Co 的 Seneca 代表了键盘设计的新标准。她 ... >>

世界最高天文台落成 04.05.2024

探索太空及其奥秘是一项吸引世界各地天文学家关注的任务。在高山的新鲜空气中，远离城市的光污染，恒星和行星更加清晰地揭示它们的秘密。随着世界最高天文台——东京大学阿塔卡马天文台的落成，天文学史上翻开了新的一页。阿塔卡马天文台位于海拔5640米，为天文学家研究太空开辟了新的机遇。该地点已成为地面望远镜的最高位置，为研究人员提供了研究宇宙中红外波的独特工具。虽然海拔高，天空更晴朗，大气干扰也更少，但在高山上建设天文台却面临着巨大的困难和挑战。然而，尽管困难重重，新天文台为天文学家开辟了广阔的研究前景。 ... >>

来自档案馆的随机新闻

用于生物材料的月球方舟 25.03.2021

每个生物 - 50 个样本：他们想在月球上建造一个带有数百万物种 DNA 的方舟。这个雄心勃勃的项目旨在在发生全球危机时拯救人类以及动物、植物和真菌。

亚利桑那大学（美国）的科学家提议在月球上建立一个精子库，以防地球死亡。研究人员希望将包括人类在内的 6,7 万种生物的生殖细胞样本发送到天然卫星。所谓的“方舟”计划被保存在月球表面之下。

正如亚利桑那大学科学家 Jekan Thanga 在电气和电子工程师协会的一次航空会议上所说的那样，由于自然灾害、干旱、小行星和核战争的可能性，今天的地球变得不稳定。因此，他认为，有必要以我们所知道的多样性来保存生命。

计划在月球熔岩管中创建一个含有生物材料的储存库 - 隧道深达 100 米，这将保护样本免受极端温度、陨石和辐射的影响。该银行可以存储每种类型的生殖细胞 50 个样本。对于他们的运输，将需要 250 次火箭发射。

其他有趣的新闻：

▪ 激光冷却

▪ LG 智能手机

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章为何夺得欧冠冠军的利物浦只能破例卫冕？详细解答

▪ 文章鼻子受伤。卫生保健