Импульсные стаби­лизаторы, страница 3

Макет стабилизатора был изготов­лен на двусторонней печатной плате размерами 60x90 мм и толщиной 2 мм. С верхней стороны платы размеща­лись "высокие" элементы — дроссе­ли L1 и L2, трансформатор Т1, микросхема; с "нижней" стороны — филь­трующие конденсаторы, транзистор­ная сборка VT1, силовые элементы VT2 и VD2 фланцами наружу. Через 6 отверстий, расположенных равномер­но по периметру платы, последняя притягивалась к алюминиевой плас-тине-теплоотводу таких же как и пла­та размеров и толщиной 3 мм. Полу­чалась плоская конструкция толщиной 18 мм.

Для улучшения охлаждения стаби­лизатор во время работы устанавли­вается вертикально. В наладке ста­билизатор не нуждается, если, конеч­но, качественно выполнен его мон­таж. Точность выходного напряжения полностью определяется точностью номиналов резисторов R1, R2. Ток срабатывания защиты от перегрузок устанавливается на уровне 10,5...11 А подбором резистора R6.

К особенностям работы микросхе­мы DA1 относится тот факт, что пос­ледняя "не любит" работать при зна­чениях коэффициента заполнения уп­равляющих импульсов более 0,5, то есть при низких напряжениях пита­ния. Это проявляется в том, что уп­равляющие импульсы соседних пери­одов имеют разную, но постоянную при данном напряжении питания ши­рину. Фактически это означает, что "картинка" пульсаций выходного на­пряжения получит еще одну огибаю­щую на частоте вдвое ниже частоты работы задающего генератора. Эту особенность можно устранить под­ключением между выводами 3 и 4 мик­росхемы RC-цепи с параметрами 0,1...2кОм, 1...10нФ. Однако посколь­ку частота этих "паразитных" колеба­ний высока, они практически не увели­чивают амплитуду пульсаций вы­ходного напряжения и никак не влия­ют на динамические свойства устрой­ства в целом.

Высокий КПД стабилизатора на­пряжения (около 90%) — не предел. Если требования к потерям еще бо­лее высокие, стабилизатор можно по­строить по схеме, показанной на рис.2. Отличие от схемы рис.1, со­стоит в том, что для уменьшения по­терь в диоде VD2 используется прин­цип синхронного выпрямления. Это значит, что во время паузы управля­ющего сигнала, когда должен прово­дить диод VD2 (для схемы рис.1), здесь включается транзистор VT3, выбранный также с малым сопротив­лением открытого канала. В данном случае использовался транзистор той же фирмы IRF3205 с сопротив­лением открытого канала 8 мОм. Тогда при максимальном токе нагрузки падение напряжения вместо имевших место 0,5 В уменьшится примерно до 100 мВ, что снизит суммарные поте­ри мощности в этом узле в 5 раз — с 3 до 0,6 Вт! Это означает, что общий КПД увеличится еще примерно на 5%, т.е. до 95%!

Для реализации указанного режи­ма работы буферный каскад на тран­зисторах VT1.1, VT1.2 видоизменен так, чтобы он мог вырабатывать два синхронных и синфазных управляю­щих сигнала, отделенных друг от дру­га во времени защитными промежут­ками длительностью 50...100 не. Это сделано для того чтобы исключить возможность одновременного нахож­дения транзисторов VT2, VT3 в открытом состоянии, так как в этом слу­чае через них течет ток короткого за­мыкания. Указанная особенность ра­боты каскада реализуется тем, что каждый из упомянутых выше транзи­сторов закрывается "активно", соот­ветствующим открытым транзисто­ром буфера VT1, а, значит, и форси­рованно, а открывается "пассивно", после заряда емкости "затвор-исток" через резистор R7.

Во время закрытого состояния обо­их транзисторов ток дросселя L2 за­мыкается через диод VD2. Этот диод должен также иметь малое падение напряжения в открытом состоянии, чтобы не допустить открывания "па­разитного" диода, находящегося на кристалле транзистора VT3 и шунтирующего его выводы стока и исто ка, так как время восстановления это­го диода велико и нарушит алгоритм работы всего силового каскада. В ос­тальном работа стабилизатора не от­личается от описанной выше.