CMOS芯片上的稳压器。方案、说明

CMOS 芯片上的电压调节器。无线电电子电气工程百科全书

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功率元件工作在关键模式的电源比元件工作在主动模式的锂电源复杂，但其效率比后者高出两倍甚至三倍。开关稳压器的效率很高，因为处于闭合和饱和状态的晶体管消耗很少的功率。此外，输出不需要具有大电感和电容值的滤波器，因为纹波频率很高（25...50 kHz）。开关电压调节器的关键元件具有恒定的开关频率，但其开路状态 (PWM) 的持续时间可变，比其他类型的稳定器更简单，并且允许使用低频晶体管。

所提出的带 PWM 的开关电压调节器（图 1）包含一个在 K176LP1 CMOS 芯片上制作的脉宽调制器 [1]。这是一款多用途芯片，包含一组 CMOS 晶体管（三个 p 沟道和三个 n 沟道）。逆变器DD1.1和DD1.2。每一个都由放置在K176LP1芯片中的两个晶体管组成，与电阻R4和电容器C3一起组成多谐振荡器，K176LP1芯片的另外两个晶体管（n沟道和p沟道）并联到反相器DD1 1和电阻R4的输出端。

（点击放大）

在DD1.1输出高电平时，二极管VD2开路，忽略其阻值，我们可以假设晶体管的p沟道与电阻R4并联，沟道电阻随着控制电压的减小而减小。同样，n沟道在反相器DD4的输出端并联低电平的电阻R1.1，并开路VD3（该沟道的阻值随着控制电压的增大而减小）。由于在任意控制电压值下，一个场效应晶体管的输出电阻增大，另一个场效应晶体管的输出电阻减小，因此在该周期内电阻分流电阻R4的平均值是恒定的，并且发电机振荡频率也是恒定的，即只有占空比发生变化（从工作频率周期的 1% 到 99%），并且它与控制电压的幅值成正比。

持续时间调制的脉冲序列从脉宽调制器的输出馈送到晶体管VT2的基极，从而解锁和锁定关键晶体管VT4。当晶体管VT4关断时，二极管VD2为电感L4的电流提供闭合电路。

稳定器通过改变输出脉冲的占空比，允许输出电压在很宽的范围内变化。然而，由于输出电压具有双倍噪声电平，因此在其输入和输出处包含滤波器（扼流圈 L1 和 L3、电容器 C1、C4、C5）。

稳压器的工作原理如下。从电位器 R8 获取的部分输出电压控制脉宽调制器生成的脉冲的占空比，即关键晶体管VT4开启和关闭状态的持续时间之比。当稳定器输出端的电压降低时，取自R8的控制电压也随之降低。结果，关键三极管VT4开启时间更长，大功率二极管VC4关闭，反之亦然，随着输出电压的升高，关键三极管VT4关闭时间更长，大功率二极管VD4开启。关键晶体管VT4一关闭，VD4二极管立即打开。电感L2储存的能量提供给负载。输出电压由电位器R8设定。稳定器放置在由双面玻璃纤维制成的 52x52 mm 印刷电路板上。板子的图纸如图所示。 2.

CMOS稳压器

在稳定器中，可以使用其他强大的高频晶体管来代替KT908A晶体管，例如KT903A。或大功率低频晶体管——KT803、KT805、KT808 在大负载电流时，关键晶体管VT4必须安装在散热器上，以消除其过热，作为VD4二极管，可以使用KD212二极管或大功率高频晶体管的集电极结。电感器 L1 和 L3 缠绕在一根长 600 毫米、直径 20 毫米的铁氧体 (8MN) 棒上。它们包含 10 匝 PEV-2 01,2 毫米电线。电感器 L2 采用铠装铁氧体 (B26) 磁芯 2000MN 制成，杯之间的间隙为 0,2 mm。电感器的L2绕组由三根PEV-2 00,2毫米电线用钻头绞合而成，绕组一直缠绕到铠装芯充满为止。

文学

M.E.安格林. C-MOS 1C 构成脉冲调制器。 - 电子学，1977 年。第 50 卷。第 13 期，P126。
Seleznev V. 比较器上的稳压器。 - 收音机。第三。第 3-46 页。

作者：V.Kalashnik、M.Eremin、R.Panov、沃罗涅日。

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