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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.