带 PWM 稳压器的低功率电容整流器。方案、说明

带 PWM 稳定器的低功率电容整流器。无线电电子电气工程百科全书

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引起您注意的无变压器电容整流器可在所有可能的工作模式（从空闲到额定负载）下自动稳定输出电压。这是由于生成输出电压的原理发生了根本性变化而实现的，而不是像其他类似设备那样，是由于电源电压整流半波的电流脉冲在齐纳二极管的电阻上产生的压降而实现的，而是由于二极管电桥与存储电容连接的时间发生了变化。

稳压电容整流器的框图如图 6.12 所示。 XNUMX。

带 PWM 稳压器的小功率电容整流器

晶体管VT1与二极管电桥的输出并联，工作在按键模式。关键晶体管VT1的基极通过阈值元件(齐纳二极管VD3)连接到存储电容C2，并通过二极管VD2将直流电与电桥的输出隔开，以防止VT1开路时快速放电。只要C2上的电压小于稳定电压VD3，整流器就以已知的方式工作。

当C2上的电压升高并且VD3打开时，晶体管VT1也打开并分流整流桥的输出。结果，电桥输出端的电压突然下降到几乎为零，导致 C2 上的电压下降，随后齐纳二极管和开关晶体管截止。此外，电容C2上的电压再次升高，直到稳压二极管和晶体管导通等。输出电压的自动稳定过程与具有脉宽调节功能的开关稳压器的操作非常相似。

仅在所提出的器件中，脉冲重复率等于 C2 处的电压纹波频率。为了减少损耗，关键晶体管VT1必须采用高增益，例如复合KT972A、KT829A、KT827A等。可以通过使用一个较高电压的稳压二极管或串联两个低压稳压二极管来提高整流器的输出电压。系列。

使用两个齐纳二极管 D814V 和 D814D 以及电容 C1 的电容为 2 μF，电阻为 250 欧姆的负载上的输出电压可为 23 ... . 24。

对于具有正输出电压的整流器，KT1A 或 KT972A npn 晶体管与 VD829 二极管并联，通过 VD3 齐纳二极管由整流器输出控制。当电容器C2达到与齐纳二极管打开的时刻对应的电压时，晶体管VT1也打开。结果，通过VD2二极管提供给C2的电压的正半波的幅度几乎减小到零。当 C2 上的电压降低时，晶体管 VT1 由于齐纳二极管而关闭，从而导致输出电压增加。该过程伴随着输入 VD2 处脉冲持续时间的脉宽调节，因此，电容器 C2 两端的电压在空闲和负载下都保持稳定。

在输出负电压的整流器中，需要导通与VD1二极管并联的pn-p晶体管KT973A或KT825A。在电阻为470欧姆的负载下输出稳定电压约为11V，纹波电压为0,3…0,4V。

在两种建议的无变压器整流器版本中，齐纳二极管以脉冲模式在几毫安的电流下工作，这与整流器的负载电流没有任何关系，淬火电容器的电容和电源电压的波动。因此，它的损失显着减少，并且不需要散热。关键晶体管也不需要散热器。

这些电路中的电阻器 R1、R2 限制设备连接到网络时瞬态期间的输入电流。由于电源插头和插座的触点不可避免地会发生“弹跳”，因此开关过程中会伴随着一系列的短路和断路现象。

通过这些短路之一，猝灭电容器 C1 可以充电至电源电压的全幅值，即高达约 300 V。在由于“弹跳”而导致断路和随后的短路之后，该电压与电源电压总计可达约 600 V。这是为确保可靠运行而必须考虑的最坏情况设备的。

具体示例：KT972A晶体管的最大集电极电流为4A，因此限流电阻的总阻值应为600V/4A=150欧姆。为了减少损耗，电阻R1的阻值可选为51欧姆，电阻R2的阻值可选为100欧姆。它们的耗散功率不小于0,5W。 KT827A晶体管允许的集电极电流为20A，因此电阻R2是可选的。

作者：Semyan A.P.

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