Импульсные стаби­лизаторы, страница 2

Средний потребляемый стабилиза­тором ток при перегрузке уменьшает­ся, поэтому в состоянии перегрузки стабилизатор может находиться нео­граниченно долго. Сигнал перегруз­ки по току формируется с помощью токового трансформатора Т1, пер­вичная обмотка которого включена последовательно с силовым ключом VT2. Во время открытого состояния последнего через вторичную обмот­ку трансформатора, диод VD1 и ре­зистор R6 протекает ток, меньший тока первичной обмотки в К раз, где К — коэффициент трансформации Т1. Таким образом, на резисторе R6 формируется напряжение, точно по­вторяющее форму тока транзистора VT2, мгновенное значение которого в каждый момент времени определяет­ся из выражения:

В процессе регулировки стабилиза­тора необходимо установить резис­тор R6 такого номинала, чтобы ток срабатывания защиты составлял 10,5...11 А. При этом выходное на­пряжение стабилизатора начинает уменьшаться. В качестве силового ключа VT2 ис­пользуется р-канальный полевой транзистор типа IRF4905 фирмы INTERNATIONAL RECTIFIER. Его со­противление в открытом состоянии — около 20 мОм, а задержка при откры­вании и закрывании — менее 100 не. Такие характеристики он приобрета­ет только при управлении от мощно­го буферного каскада, обеспечиваю­щего большие (в несколько ампер) токи перезарядки затворной и стоко­вой емкостей. В рассматриваемом стабилизаторе напряжения этот кас­кад выполнен на транзисторах VT1.1, VT1.2, представляющих собой микро­сборку. Он инвертирует сигнал, выра­батываемый управляющей микросхе­мой, и усиливает его по току.

Выходной сглаживающий фильтр L2-C12...C17 выполнен по традици­онной Г-образной схеме. Количество выходных конденсаторов (6 штук) до­статочно для качественной фильтра­ции выходного напряжения без до­полнительного выходного высокоча­стотного фильтра.

Входной П-образный фильтр С1-L1-C2...C7 необходим для подавле­ния высокочастотных помех во вход­ной цепи стабилизатора напряжения, возникающих вследствие импульсно­го характера потребляемого на вхо­де тока.

Уменьшить коммутационные поте­ри с одновременным повышением КПД стабилизатора стало возмож­ным с применением диода Шотки типа 32CTQ030 с малым падением напряжения и временем восстанов­ления порядка 50 не. Еще меньшее падение напряжения в открытом со­стоянии имеют диоды типа 20TQ020, 47CTQ020.

Детали. Стабилизатор выполнен на стандартных элементах, за исклю­чением моточных. Дроссель L1 намо­тан на кольце «10x6x4,5 из пермал­лоя МП140 и содержит 5 витков в 6 проводов ПЭВ 00,5 мм, уложенных по всему периметру кольца в один слой. Дроссель L2 выполнен на коль­це К19x11x4,8 из того же материала и содержит 12 витков в 10 проводов того же диаметра. Трансформатор Т1 намотан на кольце К10x6x3 из фер­рита 2000НМ1. Вторичная обмотка II намотана проводом ПЭВ 00,2 мм и содержит 200 витков, равномерно уложенных по всему периметру коль­ца. Первичная обмотка содержит 1 виток и представляет собой много­жильный провод сечением 1 мм2, проходящий через отверстие кольца. Концы его подключены к стоку тран­зистора VT2 и точке соединения катода диода VD2 и левого по схеме вывода дросселя L2. При этом необходимо тщательно соблюдать полярность подключения обмоток.

Для качественного сглаживания и фильтрации высокочастотных помех конденсаторы С2...С7, С12...С17 выб­раны безвыводными танталовыми (так называемые "чип"-конденсаторы) в корпусе D фирм NEC, NICHCON, TDK и др. Из отечественных подой­дут танталовые конденсаторы типов К53-28, К53-25, К53-22. Последние два типа, правда, необходимо герме­тизировать после установки. Осталь­ные конденсаторы — керамические. Все резисторы стабилизатора — мощностью 0,125 Вт.

Конструкция. Импульсный стаби­лизатор необходимо смонтировать на плате с короткими и широкими си­ловыми проводниками. Чем меньше будет ее размер, тем меньше будут наведенные помехи, которые в боль­шой степени определяют устойчи­вость работы устройства в целом. Элементы VT2 и VD2 устанавливают­ся на теплоотводе с эффективной пло­щадью поверхности не менее 100 см2, причем с целью уменьшения наве­денных теплоотводом помех указан­ные элементы должны быть установ­лены через изолирующие прокладки, а сам теплоотвод — электрически соединен с общим проводом. Правый по схеме вывод дросселя L2 необхо­димо подсоединить к положительно­му выводу конденсатора С12, а вер­хний по схеме вывод резистора R1 — к положительному выводу конденса­тора С17. С него же выходное напря­жение подается на нагрузку.