Этот преобразователь работает благодаря индуктивной нагрузке. Несмотря на то, что он сделан с использованием традиционных элементов, его работа тем не менее безупречна. В схеме используется таймер NE555 в качестве генератора и транзисторы для управления. Это позволяет получить напряжение 24В на его выходе при токе 1,5 Ампер. Кроме того, он имеет контроль выходного напряжения.
Со всеми доступными на рынке компонентами, когда мы говорим о переключающем регуляторе, мы сразу же думаем о специализированной интегральной схеме, управляющей двумя полевыми транзисторами и трансформатором. Кажется трудным представить схему, состоящую из транзистора и некоторых других компонентов.
Что же, несмотря на наличие определенных компонентов (например, преобразователя постоянного тока LM2576 или драйверов для MOSFET SG3524, TL494, UC3842 и т. д.) которые упростили бы изучение и реализацию коммутативных редукторов или усилителей, мы можем показать вам, что все еще можно разработать хороший, надежный коммутационный преобразователь, используя только дискретные компоненты схема приведена на рисунке.
В этой статье, фактически, предлагается схема повышения напряжения, разработанного в соответствии с принципом нагрузки индуктивности, в котором мы приводим катушку, используя полевой МОП-транзистор, возбуждаемый импульсами, генерируемые нестабильным мультивибратором.
Оригинальная цепь обратной связи (реализованная с дифференциальной цепью с биполярными транзисторами) способна регулировать выходное напряжение, делая его нечувствительным к изменениям нагрузки, приложенной к нему. Все это позволяет получать 24 В, начиная с 12 В постоянного тока и обеспечивая 1,5 А, то есть всего 36 Вт. Таким образом, это устройство адаптировано для многих применений, требующих стабилизированного источника питания 24 В.
Это на самом деле упрощенный метод и результат объединения элементарных цепей, полученных на традиционных компонентах. В сущности, это генератор прямоугольных импульсов, который управляет полевым МОП-транзистором через драйвер MOSFET периодически замыкает на землю, катушку, которая накапливает энергию и восстанавливает ее во время пауз, и на фильтр L/C, используемому для выравнивания выходного напряжения. Таким образом, можно восстановить хорошо отфильтрованное постоянное напряжение, амплитуда которого стабилизирована благодаря вмешательству конкретной цепи обратной связи.
Как видно на рисунке, NE555 смонтирован по типовой схеме, для генерации прямоугольных импульсов, имеющей рабочий цикл (отношение длительности положительного импульса к длительности полного периода), регулируемый с использованием потенциометра R7.
Точная установка рабочего цикла сигнала, генерируемого микросхемой и, следовательно, сигнала, который управляет дросселем L1 (фиг. 2) через МОП-транзистор, является основой для правильной работы схемы.
На самом деле, лучшая стабилизация выходного напряжения достигается при работе катушки на пределе «изгиба» кривой взаимной индукции. Таким образом, незначительные изменения амплитуды управляющих импульсов, обусловленные. Благодаря вмешательству обратной связи, можно получить дискретные изменения выходного напряжения.
Выходное напряжение регулируется, состоящая из усилителя очень специфической ошибки, это дифференциальный каскад, реализованный на двух PNP-транзисторах. Поскольку дифференциальный усилитель имеет характеристику обеспечения выхода напряжением, прямо пропорциональным разности потенциалов, приложенных к его входам, мы можем сделать вывод, что потенциал, который он обеспечивает, зависит от разности между частью выборочного напряжения выход и опорный потенциал.
Опорный потенциал фиксирован. Он снабжен 10-вольтовым стабилитроном (DZ1), поляризованным резистором R1. Делитель напряжения, состоящий из R3 и R5, принимает часть выходного напряжения. База транзистора T1 действует как инвертирующий вход, в то время как база T2 соответствует не инвертирующему входу. Если у вас есть какие-либо сомнения, учтите, что увеличение выходного напряжения увеличивает потенциал на T2, таким образом, ограничивает T2 блокировкой и заставляет уменьшить падение напряжения на резисторе R2.
Это определяет увеличение напряжения Vb T1, тем самым возрастает коллекторный ток. В результате падение напряжения на резисторе R4 изменяется соответственно. Таким образом, вы видите прямую пропорциональную связь между потенциалом обратной связи и потенциалом, выходящим из дифференциальной ступени.
Но какова цель последнего? Это очень просто, он воздействует на выходной каскад для динамического ограничения амплитуды импульсов, которые заряжают индуктивность L1, если выходное напряжение увеличивается слишком сильно, или для увеличения этой амплитуды, если напряжение падает под действием слишком большого заряда. Его работа проста: прямоугольные импульсы, которые управляют полевым МОП-транзистором, достигая этой точки с помощью простого драйвера с дополнительной симметрией на основе транзисторов T3 (NPN) и T4 (PNP).
Этот драйвер обладает хорошей характеристикой, он дает очень резкие положительные импульсы и подводит управляющий вывод MOSFET к земле во время пауз. Основания дополнительных транзисторов, в свою очередь, получают прямоугольные импульсы через резистор. R9, но он также подключен к коллектору T5, который, со своей стороны, управляется потенциалом ошибки.
Практическая реализация, я хотел бы успокоить вас, потому что, несмотря на наличие определенного разнообразия компонентов, реализация доступна всем. Только один потенциометр должен быть отрегулирован. Используя печатную плату, на рисунке.
Для транзистора MOSFET это установка BUZ11, лежащая на подходящем радиаторе. Обе индуктивности могут быть изготовлены вами или приобретены полностью коммерчески готовыми, они должны иметь значение 6мкгн и выдерживать ток не менее 3 ампер.
Значение L2 должно составлять несколько микрогенри и может быть реализовано путем намотки бескаркасной катушки 30 витков эмалированного провода 0,5 мм на хвостовик сверла диаметром от 8 до 10 мм (см. рисунок).
Для выходных конденсаторов лучше выбрать тип с достаточно низким сопротивлением, чем те, которые используются при переключении источников питания.
Теперь давайте перейдем к работе DC / DC преобразователя. Для этого он должен питаться напряжением 12 вольт с использованием батареи не менее 6 А/ч или источника питания, способного выдавать 12 вольт с номинальным током около 3,5 А. Прежде всего, установите ползунок потенциометра наполовину и подключите вольтметр на выход «OUT». Включите преобразователь и измерьте напряжение на выходе.
При необходимости подстройте R7 чтобы получить 24 В. Теоретически, положение ползунка R7 не должно чрезмерно влиять на выходное напряжение. Для настройки понадобится сопротивление 220 Ом, 4 Вт и одно из 22 Ом, 25 Вт. Если у вас возникли проблемы с поиском резистора на 25 Вт, подключите 4 резистора по 100 Ом 7 Вт параллельно.
Теперь у вас есть две нагрузки, так что вы можете точно настроить свой преобразователь. Сначала подключите резистор 220 Ом к выходу (будьте осторожны, через некоторое время он нагревается, не касайтесь его пальцами) и измерьте напряжение на вольтметре. При необходимости медленно поверните R7, чтобы получить значение, близкое к 24 вольт.
Отсоедините резистор 220 Ом и установите резистор 22 Ом. Теперь у вас есть нагрузка, близкая к максимальной нагрузке. Смотрим, что показывает вольтметр, и убедитесь, что напряжение остается на ранее выданном значении.
При необходимости отрегулируйте R7, чтобы максимально приблизиться к значению 24В, затем вы можете повторить измерение с сопротивлением 220 Ом. Схема готова к использованию.