强大的实验室电源，提高了效率。方案、说明

强大的实验室电源，效率更高。无线电电子电气工程百科全书

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可调电源是业余无线电实验室不可或缺的一部分。《无线电》杂志描述了许多此类设备，但其中一些效率较低。事实上，大多数实验室电源都是基于线性稳定器制成的，因为通常很难消除脉冲源的主要缺点 - 纹波水平增加。通常，这种电路解决方案的结果是功率损耗增加。作者针对这个问题提出了自己的解决方案。

您可以通过将稳定器分为两级来提高其效率：第一级是脉冲初步稳定器；第二级是脉冲预稳定器；第二级是脉冲预稳定器。第二个 - 通常的线性。两个级均由反馈覆盖，从而使线性稳定器保持最小允许压降，从而确保高效率。

开关稳定器组装在现代元件底座上 [1, 2]，可提供高操作参数，包括低损耗。这些设备被作为开发拟议实验室电源的基础。

主要技术特点

输入电压，V......43
输出电压间隔，V......0...35
最大负载电流，A ...... 7,5
开关稳压器转换频率，kHz......55

该装置的方案如图1所示。 598、第一级开关稳压器装配在德州仪器TL4（DA9540）SHI控制芯片上，控制IRF3（VT598）开关晶体管。 TL494微电路与常见的TL1114的不同之处在于输出端有一个推挽放大器（就特性而言最接近的国产SHI控制器是KR4EU0,2）。使用这种特殊的微电路是由于其较高的技术参数：输出电流高达300A，时钟频率高达XNUMXkHz，而且价格低廉。

（点击放大）

使用具有低压降和恢复时间的开关场效应晶体管IRF9540（VT3）和肖特基二极管KD2998G（VD2）可以将开关稳压器的效率提高至约90%。为了提高输出电压调节的极限，VT2 晶体管组件上的缓冲放大器由 DA2 芯片上的辅助稳定器供电。基于场效应晶体管VT4和稳压二极管VD9的参数稳压器提高了稳定系数，并允许您在更高的输入电压下工作。滤波电容C9电路中的电阻R8可以保护DA2芯片在开机时不会过载。

从开关调节器的输出，电压被提供给装配在DA1芯片上的低压降线性调节器。采用这种电路设计，实验室单元的输出特性由微电路的参数决定，具有良好的纹波抑制、电流保护和过热保护，其功率损耗约等于5%。

为了从零开始调节该单元的输出电压，从单独的源向 DA1 微电路的控制输出电路提供 -15 V 的电压。

晶体管光耦合器 U1 将线性稳压器两端的压降维持在约 1,5 V。如果芯片两端的压降增加（例如，由于输入电压增加），则光耦合器的发光二极管以及相应的光电晶体管将导通在。 SHI 控制器通过关闭开关晶体管来关闭。线性稳压器输入端的电压将会降低。

为了提高稳定性，电阻R3尽可能靠近稳定器芯片DA1放置。

电感器L1、L2——铁氧体管，置于场效应晶体管VT1、VT3的栅极端子上。这些管的长度大约是输出长度的一半。

强大的实验室电源，提高了效率

电感器L3缠绕在由坡莫合金MP36折叠在一起的两个环形磁芯K25x7,5x140上。其绕组包含 45 匝，缠绕成两根直径为 2 毫米的 PEV-1 线，沿磁路周边均匀铺设。

由于负载电流接近最大时，DA1 稳定器和 VT3 晶体管会释放大量功率，因此应将它们安装在面积至少为 30 cm2 的散热器上。允许用 IRF9540 代替 IRF3 (VT4905) 晶体管，用 BUZ1010、IRF1、KP11B 代替 IRF540N (VT727) 晶体管。

散热片的面积按照[3]中描述的方法计算。

如果您需要输出电流大于 7,5 A 的设备，则必须添加另一个与 DA5 并联的稳压器 DA1（图 2）。那么最大负载电流将达到15A。此时，L3电感器由四根直径为2mm的PEV-1线组成的束绕制，电容器C1-C3的电容约增加一倍。电阻器R18、R19根据微电路DA1、DA5的相同发热程度来选择。 SHI 控制器应更换为另一种允许在更高频率下运行的控制器，例如 KR1156EU2。

如果不需要大负载电流，可以将KR142EN22A稳压器替换为KR142EN22（最大电流5A）或KR142EN12A（1,5A）。

文学

Mironov A. 提高效率的开关稳压器。 - 广播，2000 年，第 11 期，第 44 页45、XNUMX。
Mironov A.同步整流器在脉冲稳压器中的应用。 - 广播，2001 年，第 10 期，第 38 页39、XNUMX。
谢苗诺夫·B.Yu. 适合业余爱好者和专业人士的电力电子技术。 - M.：Solon-R 2001，p。 115-121

作者：S.Korenev，克拉斯诺亚尔斯克

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文章评论：

谢尔盖
组装一个脉冲电压转换电路，以便在输出端放置一个线性短截线。顺便说一句，不是便宜的微电路吗？这真是一个奇怪的决定……在输出端放置一对 LC 滤波器来抑制波纹不是更容易吗？如果输出仍然是 KR142EN22A，组装脉冲转换电路是否有意义？有没有人复制过这种模式？

马克西姆·萨兰钦
我当时试图制作这个 PSU。通过改变晶体管 VT3 的控制来获得。无法从原始方案开始（此节点不工作）。作者本人显然没有尝试。嗯，是的，线性稳定器有点热，比如 10v 和 8A。

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