Всем здравствуйте. В настоящее время импульсные источники питания являются наиболее распространенным способом получения стабилизированного напряжения при более высоких токах, либо непосредственно от сети, либо от другого источника постоянного тока. Хотя они являются довольно сложными и требуют большего количества компонентов, этот недостаток был устранен, по крайней мере, с точки зрения сложности, путем создания специализированных микросхем.
Конечно, сравнение количества компонентов с классической серией 78xx кажется на первый взгляд неблагоприятным, но постарайтесь сделать блок питания на 5В, 4А с КПД около 80%. Эти стабилизаторы работают в линейном режиме, и поэтому неэкономичность. Напротив, импульсные источники питания работают в импульсном режиме и теоретически потребляют столько энергии, сколько потребляет нагрузка.
В нашем случае был выбран так называемый регулятор на микросхеме L296, который имеет все необходимые вспомогательные цепи, встроенные в общий корпус, за исключением того, что только основные диод и индуктивность остаются от основных элементов. Кроме того, схема имеет ряд функций, возможность синхронной работы нескольких источников или плавный запуск.
Требуемая разница между входом и выходом составляет около 2В, фактическое потребление составляет около 60 мА. Напряжение питания постоянного тока фильтруется группой конденсаторов C1 - C4. Поскольку это импульсное потребление тока с очень резким увеличением, последовательное сопротивление этой емкости должно быть как можно ниже. Это определяется внутренней конструкцией конденсатора, и особенно сопротивлением и индуктивностью.
При параллельном включении нескольких конденсаторов достигается лучший результат, чем при одинаковом значении. Частотная компенсация усилителя подключена к выводу 9 встроенного контроллера. Конденсатор С8 является частью схемы плавного пуска. Конденсатор С9 вместе с резистором R2 определяют частоту внутреннего генератора. Входное напряжение проходит от вывода 3 через резистор измерительного тока и выключатель питания к выводу 2.
Напряжение с резистора обрабатывается в компараторе, уровень которого определяется величиной сопротивления внешнего потенциометра P1. Диод D3, дроссель L1 и выходной фильтр C11 – C14 подключены к выходу 2. Шоттки используется вместо диода, как для небольшого уменьшения в прямом направлении, так и для высокой скорости переключения.
Тип из обычного производства с низким сопротивлением постоянному току был выбран как L1. Чтобы уменьшить последовательное сопротивление конденсаторов фильтра, снова батарея использованы четыре соединенные параллельно. Все это способствует снижению потерь и, следовательно, повышению эффективности.
Вспомогательная схема устанавливает размер выходного напряжения. Это использует тот факт, что напряжение на входе 10 сравнивается с заданным значением 5,1В. Любое другое выходное напряжение должно быть соответствующим образом отрегулировано до этого значения. В нашем случае это делитель R3 - P2, при условии, что бегунок потенциометра P3 находится на земле.
По величине сопротивления потенциометра мы напрямую устанавливаем верхнее значение выходного напряжения. Чем ниже сопротивление, тем выше напряжение. Выходное напряжение выбирается при работе с потенциометром P3. Это передает ток от источника постоянного тока T1, D2 и R4. На транзисторе T1 существует постоянное напряжение в соответствии со значением диода D2. Затем ток протекает через транзистор, так что падение напряжения на нагрузочном резисторе (в нашем случае P3) вызывает разницу BE 0,65В.
Напряжение на потенциометре составляет около 6В. Нижний конец делителя напряжения R3 - P2 затем подключается с помощью бегунка P3 в соответствии с его позиционирует напряжение от 0В до +6 В. и, таким образом, уменьшает величину выходного напряжения.
Выходное напряжение может быть взято с клеммы X1-2 относительно X1-1 или из X1-3. В этом случае последовательно включается небольшой резистор 0,1 Ом, на котором ток может быть измерен по падению напряжения. При максимальном использовании схемы, т. е. входном напряжении 35В и потреблении тока 4А, потери мощности на управляющей микросхеме составят около 10 Вт, поэтому необходимо внешнее охлаждение.
Преимущество состоит в том, что подкладка микросхемы подключена к выводу 8 (то есть заземлению), так что, если отдельное заземление не требуется, необходимость в изолирующих прокладках исключается. На диоде D2 происходит потеря мощности примерно 1,2Вт, и это сопровождается потерей, вызванной переходными состояниями во время переключения, когда диод еще не полностью открыт или закрыт и работает в течение определенного времени в качестве переменного резистора.
Однако для диода дополнительное охлаждение не требуется. Стоит помнить, что из принципа работы стабилизатора величина выходного напряжения практически не влияет на тепловые потери, на них влияет только ток. Конструктивно схема собрана на односторонней печатной плате с расположением микросхемы по краю, так что установка радиатора не вызывает проблем.
Стабилизатор практически не нуждается в настройке, после подключения напряжения питания около +24В сначала проверьте потребление с помощью амперметра, которое не должно превышать 100 мА в состоянии покоя. Затем мы отключаем источник питания и подключаем нагрузочный резистор приблизительно 100 Ом / 5 Вт к выходным клеммам источника, что обеспечит постоянную нагрузку на источник, но также будет имитировать нагрузку.
Благодаря этому мы можем надежно проверить стабилизацию напряжения регулятора с помощью вольтметра. Затем мы заменим этот нагрузочный резистор переменным резистором (мощный), изменив значение которого можно смоделировать различное потребление тока источника, и тем самым проверить работу ограничителя тока. На этом все статья получилась достаточно большая. Всем спасибо.
