Линейный источник питания с импульсным регулированием

Для создания небольших регулируемых сетевых источников питания можно использовать простые схемы. В базовой схеме на Рисунке 1 показан универсальный источник питания 5 В, в котором используются стабилитрон и эмиттерный повторитель. Необходимо рассчитать и спроектировать трансформатор таким образом, чтобы транзистор Q1 был близок к насыщению при низком сетевом напряжении и номинальном выходном токе. Кроме того, следует выбрать такое значение сопротивления R1, чтобы обеспечить правильный рабочий ток стабилитрона. На Рисунке 2 показано, что Q1 должен рассеивать около 0.75 Вт при номинальных уровнях входного напряжения и выходного тока. Для токов до 300 мА подходит малосигнальный транзистор в корпусе TO-92, такой как BC337, но лучше выбрать устройство средней мощности, например, BD135. Чтобы снизить цену, радиатор в этой конструкции не используется. Поскольку схема находится внутри невентилируемого корпуса сетевого блока питания, температура перехода транзистора BD135 достигает 100 °C и более.

AC-DC преобразователи MORNSUN – достойная альтернатива известным брендам

Этот простой сетевой блок питания эффективен, но не имеет ограничения тока.
Рисунок 1. Этот простой сетевой блок питания эффективен, но не имеет
ограничения тока.

При использовании линейной схемы ограничения тока транзистор Q1 в случае короткого замыкания выхода должен рассеивать почти 2.5 Вт. Вероятным результатом является расплавление пластикового корпуса и выход из строя транзистора Q1. Чтобы избежать этой катастрофы, можно использовать ограничение тока в импульсном режиме. На Рисунке 3 показана схема Рисунка 1 с некоторыми дополнительными компонентами, а Рисунок 2 помогает понять преимущества импульсного ограничения тока. Q1 и Q2 работают как один эмиттерный повторитель, но с меньшим током базы. Малосигнальный диод Шоттки BAT85, получающий ток смещения через резисторы R3 и R2, обеспечивает приблизительно 0.25 В опорного напряжения для неинвертирующего входа компаратора IC1A. Инвертирующий вход считывает падение напряжения, создаваемое выходным током на резисторе R3. Пока выходной ток меньше уровня 300 мА, выход компаратора находится в высокоимпедансном состоянии (открытый коллектор), и схема работает как линейный регулятор.

Без использования импульсного режима ограничения тока схема на Рисунке 1 может выйти из строя и сгореть.
Рисунок 2. Без использования импульсного режима ограничения тока
схема на Рисунке 1 может выйти из строя и сгореть.
 
Добавление нескольких компонентов защищает схему на Рисунке 1 от перегрузки по току.
Рисунок 3. Добавление нескольких компонентов защищает схему на Рисунке 1 от перегрузки по току.

Если выходной ток достигает 300 мА, на выходе компаратора устанавливается низкий уровень, выключающий транзисторы Q1 и Q2. Ток через дроссель L1 экспоненциально убывает, протекая через диод Шоттки D1. Поскольку напряжение эмиттера транзистора Q1 в этом случае составляет примерно 0.5 В, ток смещения диода D2 уменьшается, и падение напряжения на диоде D2 снижается примерно на 10%. Вследствие этого выходной ток уменьшается, пока не достигнет 270 мА. Затем компаратор снова переключается в высокоимпедансное состояние, включая транзисторы Q1 и Q2 и снова смещая D2 током через резисторы R1 и R2. Ток дросселя L1 экспоненциально увеличивается, пока снова не достигнет 300 мА. L1 представляет собой дроссель индуктивностью 300 мкГн с сердечником из порошкового железа. Действие импульсной схемы ограничения тока иллюстрирует Рисунок 4.

Импульсный режим ограничения удерживает ток в схеме на Рисунке 3 на уровне примерно 320 мА.
Рисунок 4. Импульсный режим ограничения удерживает ток в схеме
на Рисунке 3 на уровне примерно 320 мА.
  1. Datasheet Fairchild 1N5818
  2. Datasheet Vishay BAT85
  3. Datasheet Texas Instruments LM393

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 32
сейчас смотрят 16
представлено поставщиков 1573
загружено
позиций
25 067 862