Regulator de comutare puternic. Dispozitivul, principiul de funcționare al unui stabilizator de tensiune de comutare. Istoric - Stabilizatori liniari

Funcționarea aproape oricărui circuit electronic necesită una sau mai multe surse de tensiune constantă, iar în marea majoritate a cazurilor se folosește o tensiune stabilizată. Sursele de alimentare reglate folosesc regulatoare liniare sau comutatoare. Fiecare tip de convertor are propriile sale avantaje și, în consecință, propria sa nișă în circuitele de alimentare. Avantajele incontestabile ale regulatoarelor de comutare includ valori mai mari de eficiență, posibilitatea de a obține curenți mari de ieșire și eficiență ridicată cu o diferență mare între valorile tensiunilor de intrare și de ieșire.

Principiul de funcționare al unui regulator de comutare descendente

Figura 1 prezintă o diagramă simplificată a părții de putere a PSSN.

Orez. 1.

Tranzistorul cu efect de câmp VT efectuează comutarea curentului de înaltă frecvență. În reglatoarele de comutare, tranzistorul funcționează într-un mod cheie, adică poate fi într-una din cele două stări stabile: conducție completă și întrerupere. În consecință, funcționarea PSSN constă din două faze care se înlocuiesc una pe cealaltă - faza de pompare a energiei (când tranzistorul VT este deschis) și faza de descărcare (când tranzistorul este închis). Activitatea IPSN este ilustrată în Figura 2.

Orez. 2. Principiul de funcționare al PSSN: a) faza de pompare; b) faza de descărcare; c) diagrame de timp

Faza de pompare a energiei continuă în intervalul de timp T I. În acest moment, cheia este închisă și conduce curentul I VT . În continuare, curentul trece prin inductorul L către sarcina R, șuntat de condensatorul de ieșire C OUT . În prima parte a fazei, condensatorul dă curentul I C sarcinii, iar în a doua jumătate ia o parte din curentul I L de la sarcină. Mărimea curentului I L crește continuu, iar energia este acumulată în inductorul L și în a doua parte a fazei - și pe condensatorul C OUT. Tensiunea pe dioda V D este egală cu U IN (minus căderea de tensiune pe tranzistorul deschis), iar dioda este închisă în această fază - nu trece curent prin ea. Curentul I R care circulă prin sarcina R este constant (diferența I L - I C), respectiv tensiunea U OUT la ieșire este de asemenea constantă.

Faza de descărcare continuă în timpul T P: cheia este deschisă și nu trece curent prin ea. Se știe că curentul care curge prin inductor nu se poate schimba instantaneu. Curentul IL, în continuă scădere, trece prin sarcină și se închide prin dioda V D . În prima parte a acestei faze, condensatorul C OUT continuă să acumuleze energie, preluând o parte din curentul I L de la sarcină. În a doua jumătate a fazei de descărcare, condensatorul începe, de asemenea, să dea curent sarcinii. În această fază, curentul I R care circulă prin sarcină este de asemenea constant. Prin urmare, tensiunea de ieșire este, de asemenea, stabilă.

Setări principale

În primul rând, observăm că, conform designului funcțional, PSSN-urile se disting cu tensiune de ieșire reglabilă și fixă. Circuitele de comutare tipice ale ambelor tipuri de IPSN sunt prezentate în Figura 3. Diferența dintre ele constă în faptul că, în primul caz, divizorul de rezistență care determină valoarea tensiunii de ieșire este situat în afara circuitului integrat, iar în al doilea - interior. În consecință, în primul caz, valoarea tensiunii de ieșire este setată de utilizator, iar în al doilea caz, este setată în timpul fabricării microcircuitului.

Orez. 3. Un circuit de comutare IPSN tipic: a) cu tensiune de ieșire reglabilă și b) cu o tensiune de ieșire fixă

Cei mai importanți parametri ai IPS includ:

• Gama de valori admisibile ale tensiunii de intrare U IN_MIN …U IN_MAX .
• Valoarea maximă a curentului de ieșire (curent în sarcină) I OUT_MAX .
• Valoarea nominală a tensiunii de ieșire U OUT (pentru IPS cu o valoare fixă ​​a tensiunii de ieșire) sau intervalul de valori ale tensiunii de ieșire U OUT_MIN ... U OUT_MAX (pentru IPS cu o valoare reglabilă a tensiunii de ieșire). Adesea, materialele de referință indică faptul că valoarea maximă a tensiunii de ieșire U OUT_MAX este egală cu valoarea maximă a tensiunii de intrare U IN_MAX. În realitate, acest lucru nu este în întregime adevărat. În orice caz, tensiunea de ieșire este mai mică decât tensiunea de intrare, cel puțin cu valoarea căderii de tensiune pe tranzistorul de comutare U DROP . Cu o valoare a curentului de ieșire egală, de exemplu, cu 3A, valoarea U DROP va fi 0,1 ... 1,0 V (în funcție de cipul IPSN selectat). Egalitatea aproximativă a U OUT_MAX și U IN_MAX este posibilă numai la valori foarte mici ale curentului de sarcină. De asemenea, observăm că procesul de stabilizare a tensiunii de ieșire în sine implică pierderea a mai multe procente din tensiunea de intrare. Egalitatea declarată a lui U OUT_MAX și U IN_MAX ar trebui înțeleasă numai în sensul că nu există alte motive pentru scăderea lui U OUT_MAX , cu excepția celor indicate mai sus într-un anumit produs (în special, nu există restricții explicite asupra maximului factor de umplere D). Ca U OUT_MIN indică de obicei valoarea tensiunii de feedback U FB . În realitate, U OUT_MIN ar trebui să fie întotdeauna cu câteva procente mai mare (din aceleași motive de stabilizare).
• Precizia setarii tensiunii de iesire. Specificat ca procent. Are sens numai în cazul IPS cu o valoare fixă ​​a tensiunii de ieșire, deoarece în acest caz rezistențele divizorului de tensiune sunt în interiorul microcircuitului, iar precizia lor este un parametru controlat în timpul producției. În cazul IPSN cu o valoare reglabilă a tensiunii de ieșire, parametrul este lipsit de sens, deoarece precizia rezistențelor divizorului este selectată de utilizator. În acest caz, putem vorbi doar despre mărimea fluctuațiilor tensiunii de ieșire în raport cu o anumită valoare medie (precizia procesării semnalului de feedback). Reamintim că, în orice caz, acest parametru pentru comutarea stabilizatorilor de tensiune este de 3 ... 5 ori mai rău în comparație cu stabilizatorii liniari.
• Căderea de tensiune pe tranzistorul deschis R DS_ON . După cum sa menționat deja, acest parametru este asociat cu o scădere inevitabilă a tensiunii de ieșire în raport cu tensiunea de intrare. Dar un alt lucru este mai important - cu cât valoarea rezistenței canalului deschis este mai mare, cu atât cea mai mare parte a energiei este disipată sub formă de căldură. Pentru microcircuite IPSN moderne, valorile de până la 300 mOhm sunt o valoare bună. Valorile mai mari sunt tipice pentru microcircuite dezvoltate cu cel puțin cinci ani în urmă. De asemenea, rețineți că valoarea lui R DS_ON nu este o constantă, ci depinde de valoarea curentului de ieșire I OUT.
• Durata ciclului de lucru T și frecvența de comutare F SW . Durata ciclului de lucru T este definită ca suma intervalelor T AND (durata impulsului) și T P (durata pauzei). În consecință, frecvența F SW este reciproca duratei ciclului de lucru. Pentru o parte a IPS, frecvența de comutare este o valoare constantă determinată de elementele interne ale circuitului integrat. Pentru cealaltă parte a PSSN, frecvența de comutare este setată de elemente externe (de regulă, printr-un circuit RC extern), în acest caz, se determină gama de frecvențe admise F SW_MIN ... F SW_MAX. O frecvență de comutare mai mare permite utilizarea choke-urilor cu o valoare mai mică a inductanței, ceea ce are un efect pozitiv atât asupra dimensiunilor produsului, cât și asupra prețului acestuia. În majoritatea ISPN-urilor se folosește controlul PWM, adică valoarea lui T este constantă, iar în procesul de stabilizare se reglează valoarea lui T I. Modulația în frecvență puls (control PFM) este folosită mult mai rar. În acest caz, valoarea lui T și este constantă, iar stabilizarea se realizează prin modificarea duratei pauzei T P. Astfel, valorile lui T și, în consecință, F SW devin variabile. În materialele de referință, în acest caz, de regulă, frecvența corespunzătoare ciclului de lucru este setată egală cu 2. Rețineți că este necesar să se distingă intervalul de frecvență F SW_MIN ... F SW_MAX al frecvenței reglabile de poarta de toleranță pentru o frecvență fixă, deoarece valoarea toleranței este adesea indicată în producătorul materialelor de referință.
• Factorul de umplere D, care este egal cu procentul
  la raportul dintre T și T. Adesea materialele de referință indică „până la 100%”. Evident, aceasta este o exagerare, deoarece dacă tranzistorul cheie este deschis în mod constant, atunci nu există un proces de stabilizare. În majoritatea modelelor lansate pe piață până în jurul anului 2005, din cauza unui număr de limitări tehnologice, valoarea acestui coeficient a fost limitată de mai sus la 90%. Cele mai multe dintre aceste limitări au fost depășite în modelele actuale de IPSN, dar expresia „până la 100%” nu trebuie luată la propriu.
• Eficiență (sau eficiență). După cum știți, pentru stabilizatorii liniari (scăderea fundamentală) acesta este procentul tensiunii de ieșire la intrare, deoarece curenții de intrare și de ieșire sunt aproape egali. Pentru regulatoarele de comutare, curenții de intrare și de ieșire pot diferi semnificativ, prin urmare, procentul dintre puterea de ieșire și puterea de intrare este luat ca eficiență. Strict vorbind, pentru același cip IPSN, valoarea acestui coeficient poate diferi semnificativ în funcție de raportul dintre valorile tensiunii de intrare și de ieșire, mărimea curentului în sarcină și frecvența de comutare. Pentru majoritatea PSSN-urilor, eficiența maximă este atinsă la o valoare curentă în sarcină de aproximativ 20 ... 30% din valoarea maximă admisă, deci valoarea numerică nu este foarte informativă. Este mai convenabil să folosiți graficele de dependență care sunt date în materialele de referință ale producătorului. Figura 4 prezintă graficele de eficiență pentru stabilizator ca exemplu. . Este evident că utilizarea unui stabilizator de înaltă tensiune la valori reale scăzute ale tensiunii de intrare nu este o soluție bună, deoarece valoarea eficienței scade semnificativ pe măsură ce curentul din sarcină se apropie de valoarea maximă. Al doilea grup de grafice ilustrează un mod mai preferabil, deoarece valoarea eficienței depinde slab de fluctuațiile curentului de ieșire. Criteriul pentru alegerea corectă a convertorului nu este atât valoarea numerică a eficienței, ci mai degrabă netezimea graficului funcției curentului în sarcină (absența unui „blocare” în regiunea curenților mari. ).

Orez. 4.

Lista de mai sus nu epuizează întreaga listă de parametri IPSN. Parametrii mai puțin semnificativi pot fi găsiți în literatură.

Caracteristici speciale
stabilizatoare de tensiune de comutare

În cele mai multe cazuri, IPSN are o serie de funcții suplimentare care extind posibilitățile de aplicare practică a acestora. Cele mai frecvente sunt următoarele:

• Intrarea de deconectare a sarcinii „Pornit/Oprit” sau „Oprire” vă permite să deschideți tranzistorul cheie și, astfel, să deconectați tensiunea de la sarcină. De regulă, este utilizat pentru controlul de la distanță a unui grup de stabilizatori, implementând un anumit algoritm pentru alimentarea și deconectarea tensiunilor individuale în sistemul de alimentare cu energie. În plus, poate fi folosit ca intrare pentru oprirea de urgență în caz de urgență.
• Ieșire din starea normală „Power Good” - un semnal de ieșire generalizat care confirmă că PSSN este într-o stare normală de funcționare. Nivelul activ al semnalului se formează după finalizarea tranzitorilor de la sursa de alimentare cu tensiune de intrare și, de regulă, este folosit fie ca un semn al stării de sănătate a PSSN, fie pentru a porni următorul PSPN în sistemele de alimentare secvențiale. Motivele pentru care acest semnal poate fi resetat: scăderea tensiunii de intrare sub un anumit nivel, tensiunea de ieșire care depășește anumite limite, oprirea sarcinii prin semnalul Shutdown, depășirea curentului maxim în sarcină (în special, faptul unui scurtcircuit), termică oprirea încărcăturii și altele. Factorii care sunt luați în considerare în formarea acestui semnal depind de modelul specific al IPS.
• Pinul de sincronizare oferă capacitatea de a sincroniza oscilatorul intern cu un semnal de ceas extern. Folosit pentru a organiza sincronizarea comună a mai multor stabilizatori în sisteme complexe de alimentare cu energie. Rețineți că frecvența semnalului de ceas extern nu trebuie să coincidă cu frecvența naturală FSW, dar trebuie să se încadreze în limitele admisibile specificate în materialele producătorului.
• Funcția Soft Start asigură o creștere relativ lentă a tensiunii de ieșire atunci când tensiunea este aplicată la intrarea PSSN sau când semnalul de oprire este activat la marginea de fugă. Această funcție vă permite să reduceți supratensiunile de curent în sarcină atunci când microcircuitul este pornit. Parametrii de funcționare ai circuitului de pornire ușoară sunt cel mai adesea fixați și sunt determinați de componentele interne ale stabilizatorului. Unele modele IPSN au o ieșire specială Soft Start. În acest caz, parametrii de declanșare sunt determinați de valorile elementelor externe (rezistor, condensator, circuit RC) conectate la această ieșire.
• Protectia termica este conceputa pentru a preveni defectarea microcircuitului in cazul supraincalzirii cristalului. O creștere a temperaturii cristalului (indiferent de motiv) peste un anumit nivel declanșează un mecanism de protecție - o scădere a curentului în sarcină sau oprirea sa completă. Acest lucru previne creșterea temperaturii cipului și deteriorarea cipului. Revenirea circuitului la modul de stabilizare a tensiunii este posibilă numai după ce microcircuitul s-a răcit. Trebuie remarcat faptul că protecția temperaturii este implementată în marea majoritate a microcircuitelor IPSN moderne, cu toate acestea, nu este furnizată o indicație separată a acestei stări particulare. Inginerul va trebui să ghicească singur că cauza deconectării sarcinii este tocmai funcționarea protecției temperaturii.
• Protecția curentului constă fie în limitarea cantității de curent care circulă prin sarcină, fie în deconectarea sarcinii. Protecția este declanșată dacă rezistența de sarcină este prea mică (de exemplu, există un scurtcircuit), iar curentul depășește o anumită valoare de prag, ceea ce poate duce la defectarea microcircuitului. Ca și în cazul precedent, diagnosticarea acestei afecțiuni este preocuparea inginerului.

O ultimă notă privind parametrii și funcțiile IPS. În figurile 1 și 2 există o diodă de descărcare V D . În stabilizatoarele destul de vechi, această diodă este implementată exact ca o diodă externă de siliciu. Dezavantajul acestei soluții de circuit a fost o cădere de tensiune mare (aproximativ 0,6 V) pe diodă în stare deschisă. Proiectele mai recente au folosit o diodă Schottky cu o cădere de tensiune de aproximativ 0,3 V. În ultimii cinci ani, aceste soluții au fost folosite doar pentru convertoare de înaltă tensiune. În majoritatea produselor moderne, dioda de descărcare este realizată sub forma unui tranzistor cu efect de câmp intern care funcționează în antifază cu tranzistorul cheie. În acest caz, căderea de tensiune este determinată de rezistența canalului deschis și, la curenți mici de sarcină, oferă un câștig suplimentar. Stabilizatorii care utilizează acest design de circuit sunt numiți sincroni. Vă rugăm să rețineți că capacitatea de a lucra de la un semnal de ceas extern și termenul „sincron” nu sunt legate în niciun fel.

cu tensiune de intrare scăzută

Ținând cont de faptul că există aproximativ 70 de tipuri de IPS cu un tranzistor cheie încorporat în nomenclatura STMicroelectronics, este logic să sistematizați întreaga varietate. Dacă luăm un astfel de parametru ca valoare maximă a tensiunii de intrare ca criteriu, atunci pot fi distinse patru grupuri:

1. IPSN cu tensiune de intrare scăzută (6 V sau mai puțin);

2. PSSN cu tensiune de intrare 10…28 V;

3. PSSN cu tensiune de intrare 36…38 V;

4. PSSN cu tensiune de intrare mare (46 V și mai sus).

Parametrii stabilizatorilor din primul grup sunt prezentați în tabelul 1.

Tabelul 1. IPSN cu tensiune de intrare scăzută

În 2005, linia de stabilizatori de acest tip era incompletă. Era limitat la microcipuri. Aceste microcircuite aveau caracteristici bune: precizie și eficiență ridicate, fără restricții privind ciclul de funcționare, capacitatea de a regla frecvența atunci când funcționează de la un semnal de ceas extern și o valoare R DSON acceptabilă. Toate acestea fac ca aceste produse să fie solicitate în prezent. Un dezavantaj semnificativ îl reprezintă valorile scăzute ale curentului maxim de ieșire. Stabilizatorii pentru curenții de sarcină de la 1 A și mai sus au lipsit în linia de IPS de joasă tensiune de la STMicroelectronics. În viitor, acest decalaj a fost eliminat: în primul rând, stabilizatori pentru 1,5 și 2 A ( și ), iar în ultimii ani - pentru 3 și 4 A ( , Și ). Pe lângă creșterea curentului de ieșire, frecvența de comutare a crescut, valoarea rezistenței canalului deschis a scăzut, ceea ce a avut un efect pozitiv asupra proprietăților de consum ale produselor finale. De asemenea, remarcăm apariția microcircuitelor IPSN cu o tensiune de ieșire fixă ​​( și ) - nu există foarte multe astfel de produse în linia STMicroelectronics. Cea mai recentă inovație, cu o valoare RDSON de 35 mOhm, este una dintre cele mai bune din industrie, care, combinată cu funcționalitatea largă, promite acestui produs un viitor bun.

Domeniul principal de aplicare pentru acest tip de produs sunt dispozitivele mobile alimentate cu baterie. O gamă largă de tensiune de intrare asigură funcționarea stabilă a echipamentului la diferite niveluri de încărcare a bateriei, iar eficiența ridicată minimizează conversia energiei de intrare în căldură. Această din urmă împrejurare determină avantajele comutării regulatoarelor în comparație cu cele liniare în acest domeniu particular al aplicațiilor utilizatorului.

În general, acest grup de STMicroelectronics se dezvoltă destul de dinamic - aproximativ jumătate din întreaga linie a apărut pe piață în ultimii 3-4 ani.

Comutarea regulatoarelor de dolar
cu tensiune de intrare 10…28 V

Parametrii convertoarelor din acest grup sunt prezentați în tabelul 2.

Masa 2. PSSN cu tensiune de intrare 10…28 V

În urmă cu opt ani, acest grup era reprezentat doar de microcircuite , și cu tensiune de intrare de până la 11 V. Intervalul de la 16 la 28 V a rămas gol. Dintre toate modificările enumerate, doar , dar parametrii acestui IPSN îndeplinesc prost cerințele moderne. Se poate presupune că în acest timp nomenclatorul grupului în cauză a fost complet actualizat.

În prezent, baza acestui grup sunt microcircuite . Această linie este proiectată pentru întreaga gamă de curenți de sarcină de la 0,7 la 4 A, oferă un set complet de funcții speciale, frecvența de comutare este reglabilă într-un interval destul de larg, nu există restricții privind valoarea ciclului de lucru, eficiența iar valorile rezistenței canalului deschis îndeplinesc cerințele moderne. Există două dezavantaje semnificative în această serie. În primul rând, nu există o diodă de descărcare încorporată (cu excepția microcircuitelor cu sufixul D). Precizia de reglare a tensiunii de ieșire este destul de mare (2%), dar prezența a trei sau mai multe elemente externe în circuitul de compensare a feedback-ului nu poate fi atribuită avantajelor. Microcircuite și diferă de seria L598x numai într-un domeniu diferit de tensiune de intrare, dar circuitele și, în consecință, avantajele și dezavantajele, sunt similare cu familia L598x. Ca exemplu, Figura 5 prezintă un circuit tipic pentru pornirea unui microcircuit de trei amperi. Există, de asemenea, o diodă de descărcare D și elemente ale circuitului de compensare R4, C4 și C5. Intrările F SW și SYNCH rămân libere, prin urmare, convertorul funcționează de la oscilatorul intern cu frecvența implicită F SW .

LM2596 reduce tensiunea de intrare (până la 40 V) - ieșirea este reglată, curentul este de 3 A. Ideal pentru LED-urile din mașină. Module foarte ieftine - aproximativ 40 de ruble în China.

Texas Instruments produce controlere DC-DC LM2596 de înaltă calitate, fiabile, accesibile și ieftine, ușor de utilizat. Fabricile chineze produc convertoare stepdown ultra-ieftine pe baza acestuia: prețul unui modul pentru un LM2596 este de aproximativ 35 de ruble (inclusiv livrarea). Vă sfătuiesc să cumpărați imediat un lot de 10 bucăți - va fi întotdeauna o utilizare pentru ele, în timp ce prețul va scădea la 32 de ruble și la mai puțin de 30 de ruble când comandați 50 de bucăți. Citiți mai multe despre calculul legăturii microcircuitului, reglarea curentului și tensiunii, aplicarea acestuia și câteva dintre dezavantajele convertorului.

O metodă tipică de utilizare este o sursă de tensiune stabilizată. Pe baza acestui stabilizator, este ușor de realizat o sursă de alimentare comutată, o folosesc ca o sursă de alimentare de laborator simplă și fiabilă, care poate rezista la scurtcircuite. Sunt atractive datorită consistenței calității (se pare că toate sunt realizate la aceeași fabrică - și este dificil să greșești în cinci detalii), și respectarea deplină a fișei de date și a caracteristicilor declarate.

Un alt domeniu de aplicare este un stabilizator de curent de comutare pentru alimentarea cu LED-uri de mare putere. Modulul de pe acest cip vă va permite să conectați o matrice LED auto de 10 wați, oferind suplimentar protecție la scurtcircuit.

Recomand cu căldură să cumpărați o duzină de ele - cu siguranță vor fi la îndemână. Sunt unice în felul lor - tensiunea de intrare este de până la 40 de volți și sunt necesare doar 5 componente externe. Acest lucru este convenabil - puteți crește tensiunea pe magistrala de alimentare a casei inteligente la 36 de volți reducând secțiunea transversală a cablurilor. Instalăm un astfel de modul la punctele de consum și îl setăm la 12, 9, 5 volți necesari sau atât cât aveți nevoie.

Să le luăm în considerare mai detaliat.

Caracteristicile cipului:

• Tensiune de intrare - de la 2,4 la 40 volți (până la 60 volți în versiunea HV)
• Tensiune de ieșire - fixă ​​sau reglabilă (de la 1,2 la 37 volți)
• Curent de ieșire - până la 3 amperi (cu răcire bună - până la 4,5 A)
• Frecvența de conversie - 150kHz
• Carcasă - TO220-5 (montare cu orificii) sau D2PAK-5 (montare la suprafață)
• Eficiență - 70-75% la tensiuni joase, până la 95% la tensiuni înalte

1. Sursă de tensiune stabilizată
2. Circuit convertizor
3. fișa cu date
4. Încărcător USB bazat pe LM2596
5. stabilizator de curent
6. Aplicație în dispozitive de casă
7. Reglarea curentului și tensiunii de ieșire
8. Analogi îmbunătățiți ai LM2596

Istoric - Stabilizatori liniari

Pentru început, voi explica de ce convertoarele standard de tensiune liniară precum LM78XX (de exemplu 7805) sau LM317 sunt proaste. Iată diagrama lui simplificată.

Elementul principal al unui astfel de convertor este un tranzistor bipolar puternic, inclus în sensul său „original” - ca rezistor controlat. Acest tranzistor face parte dintr-o pereche Darlington (pentru a crește raportul de transfer al curentului și a reduce puterea necesară pentru a funcționa circuitul). Curentul de bază este stabilit de amplificatorul operațional, care amplifică diferența dintre tensiunea de ieșire și cea setată folosind ION (sursa de tensiune de referință), adică. este inclus conform circuitului clasic amplificator de eroare.

Astfel, convertorul include pur și simplu un rezistor în serie cu sarcina și controlează rezistența acestuia astfel încât, de exemplu, exact 5 volți să se stingă la sarcină. Este ușor de calculat că atunci când tensiunea scade de la 12 volți la 5 (un caz foarte frecvent de utilizare a microcircuitului 7805), intrarea de 12 volți este distribuită între stabilizator și sarcină în raportul „7 volți la stabilizator + 5 volți la sarcină”. La un curent de jumătate de amperi, 2,5 wați sunt eliberați pe sarcină, iar la 7805 - până la 3,5 wați.

Se dovedește că „extra” 7 volți se sting pur și simplu pe stabilizator, transformându-se în căldură. În primul rând, din această cauză, există probleme cu răcirea, iar în al doilea rând, este nevoie de multă energie de la sursa de alimentare. Când este alimentat de la o priză, acest lucru nu este foarte înfricoșător (deși încă dăunează mediului), dar atunci când utilizați baterii sau baterii reîncărcabile, nu se poate să nu-ți amintești acest lucru.

O altă problemă este că, în general, este imposibil să faci un convertor boost cu această metodă. Adesea apare o astfel de nevoie și încercările de a rezolva această problemă acum douăzeci sau treizeci de ani sunt izbitoare - cât de complicată a fost sinteza și calculul unor astfel de scheme. Unul dintre cele mai simple circuite de acest fel este un convertor push-pull 5V->15V.

Trebuie să admitem că asigură izolare galvanică, dar folosește ineficient transformatorul - doar jumătate din înfășurarea primară este implicată în orice moment.

Să uităm ca pe un vis urât și să trecem la circuitele moderne.

Sursa de tensiune

Sistem

Microcircuitul este convenabil de utilizat ca convertor descendente: un comutator bipolar puternic este înăuntru, rămâne să adăugați restul componentelor regulatorului - o diodă rapidă, o inductanță și un condensator de ieșire, este, de asemenea, posibil să puneți o intrare. condensator - doar 5 părți.

Versiunea LM2596ADJ va necesita, de asemenea, un circuit de setare a tensiunii de ieșire, acestea sunt două rezistențe sau un rezistor variabil.

Circuit convertizor de tensiune descendente bazat pe LM2596:

Întreaga schemă împreună:

Aici poti Descărcați fișa de date pentru LM2596.

Cum funcționează: Un comutator de mare putere controlat PWM din interiorul dispozitivului trimite impulsuri de tensiune către un inductor. În punctul A x% din timp este prezentă tensiunea completă și (1-x)% din timp tensiunea este zero. Filtrul LC netezește aceste fluctuații prin extragerea unei componente DC egală cu x * tensiune de alimentare. Dioda închide circuitul când tranzistorul este oprit.

Descriere detaliată a postului

Un inductor se opune schimbării curentului prin el. Când tensiunea apare în punctul A, inductorul creează o tensiune de auto-inducție negativă mare, iar tensiunea pe sarcină devine egală cu diferența dintre tensiunea de alimentare și tensiunea de auto-inducție. Curentul de inductanță și tensiunea de sarcină cresc treptat.

După ce tensiunea dispare în punctul A, inductorul încearcă să mențină același curent care curge din sarcină și condensator și îl închide prin diodă la pământ - scade treptat. Astfel, tensiunea la sarcină este întotdeauna mai mică decât tensiunea de intrare și depinde de ciclul de lucru al impulsurilor.

Tensiune de ieșire

Modulul este disponibil în patru versiuni: cu o tensiune de 3,3V (index -3,3), 5V (index -5,0), 12V (index -12) și o versiune reglabilă LM2596ADJ. Este logic să folosiți versiunea personalizată peste tot, deoarece este în cantități mari în depozitele companiilor de electronice și este puțin probabil să întâmpinați o lipsă a acesteia - și necesită încă două rezistențe de penny. Și, desigur, versiunea de 5 volți este, de asemenea, populară.

Cantitatea din stoc este in ultima coloana.

Puteți seta tensiunea de ieșire ca un comutator DIP, un bun exemplu în acest sens este prezentat aici, sau ca un comutator rotativ. În ambele cazuri, veți avea nevoie de o baterie de rezistențe precise - dar puteți regla tensiunea fără voltmetru.

Cadru

Există două opțiuni de carcasă: carcasă cu montare plană TO-263 (modelul LM2596S) și carcasă TO-220 cu montare prin orificiu (modelul LM2596T). Prefer versiunea plană a LM2596S deoarece radiatorul este placa în sine și nu este nevoie să achiziționați un radiator extern suplimentar. În plus, rezistența sa mecanică este mult mai mare, spre deosebire de TO-220, care trebuie înșurubat pe ceva, chiar și pe placă - dar apoi este mai ușor să instalați versiunea plană. Recomand să folosiți cipul LM2596T-ADJ în sursele de alimentare, deoarece este mai ușor să eliminați o cantitate mare de căldură din carcasa acestuia.

Netezirea ondulației tensiunii de intrare

Poate fi folosit ca stabilizator „inteligent” eficient după redresarea curentului. Deoarece IC-ul monitorizează tensiunea de ieșire în mod direct, fluctuațiile tensiunii de intrare vor face ca raportul de conversie al IC-ului să se schimbe invers, iar tensiunea de ieșire va rămâne normală.

Rezultă din aceasta că atunci când se folosește LM2596 ca convertizor descendente după transformator și redresor, condensatorul de intrare (adică cel care stă imediat după puntea de diode) poate avea o capacitate mică (aproximativ 50-100uF).

condensator de ieșire

Datorită frecvenței mari de conversie, condensatorul de ieșire, de asemenea, nu trebuie să aibă o capacitate mare. Nici măcar un consumator puternic nu va avea timp să planteze în mod semnificativ acest condensator într-un singur ciclu. Să efectuăm calculul: luați un condensator de 100uF, tensiune de ieșire de 5V și o sarcină care consumă 3 amperi. Sarcina totală a condensatorului q \u003d C * U \u003d 100e-6 uF * 5 V \u003d 500e-6 uC.

Într-un ciclu de conversie, sarcina va lua dq = I * t = 3 A * 6,7 μs = 20 μC de la condensator (aceasta este doar 4% din sarcina totală a condensatorului), iar un nou ciclu va începe imediat și convertorul va pune o nouă porțiune de energie în condensator.

Cel mai important, nu utilizați condensatori de tantal ca condensatori de intrare și de ieșire. Ei scriu corect în fișele de date - „nu utilizați în circuitele de alimentare”, deoarece nu tolerează prea bine nici măcar supratensiunile pe termen scurt și nu le plac curenții de impuls mari. Utilizați condensatori electrolitici obișnuiți din aluminiu.

Eficiență, eficiență și pierderi de căldură

Eficiența nu este atât de mare, deoarece un tranzistor bipolar este folosit ca o cheie puternică - și are o cădere de tensiune diferită de zero, de ordinul a 1,2V. De aici scaderea randamentului la tensiuni joase.

După cum puteți vedea, eficiența maximă este atinsă cu o diferență între tensiunile de intrare și de ieșire de ordinul a 12 volți. Adică, dacă trebuie să reduceți tensiunea cu 12 volți, cantitatea minimă de energie va intra în căldură.

Ce este eficiența convertorului? Aceasta este o valoare care caracterizează pierderile de curent - pentru generarea de căldură pe o cheie puternică complet deschisă conform legii Joule-Lenz și pentru pierderi similare în timpul tranzitorii - când cheia este deschisă, să zicem, doar jumătate. Efectele ambelor mecanisme pot fi comparabile ca amploare, așa că nu ar trebui să uităm de ambele moduri de pierdere. O cantitate mică de putere este, de asemenea, utilizată pentru a alimenta „creierul” convertorului însuși.

În cazul ideal, când tensiunea este convertită de la U1 la U2 și curentul de ieșire este I2, puterea de ieșire este P2 = U2*I2, puterea de intrare este egală cu aceasta (cazul ideal). Aceasta înseamnă că curentul de intrare va fi I1 = U2/U1*I2.

În cazul nostru, conversia are o eficiență sub unitate, astfel încât o parte din energie va rămâne în interiorul dispozitivului. De exemplu, cu randamentul η, puterea de ieșire va fi P_out = η*P_in, iar pierderile P_loss = P_in-P_out = P_in*(1-η) = P_out*(1-η)/η. Desigur, convertizorul va fi forțat să crească curentul de intrare pentru a menține curentul și tensiunea de ieșire specificate.

Putem presupune că la conversia 12V -> 5V și un curent de ieșire de 1A, pierderile în microcircuit vor fi de 1,3 wați, iar curentul de intrare va fi de 0,52A. În orice caz, acesta este mai bun decât orice convertor liniar, care va da un minim de 7 wați de pierderi și va consuma 1 amper din rețeaua de intrare (inclusiv pentru această afacere inutilă) - de două ori mai mult.

Apropo, cipul LM2577 are o frecvență de funcționare de trei ori mai mică, iar eficiența sa este puțin mai mare, deoarece există mai puține pierderi în tranzitorii. Cu toate acestea, are nevoie de trei ori mai mari decât evaluările inductorului și condensatorului de ieșire, ceea ce înseamnă bani suplimentari și dimensiunea plăcii.

Creșterea curentului de ieșire

În ciuda curentului de ieșire deja destul de mare al microcircuitului, uneori este necesar și mai mult curent. Cum să ieși din această situație?

1. Puteți pune în paralel mai multe convertoare. Desigur, acestea trebuie setate exact la aceeași tensiune de ieșire. În acest caz, nu puteți face cu simple rezistențe SMD în circuitul de setare a tensiunii de feedback, fie trebuie să utilizați rezistențe cu o precizie de 1%, fie să setați manual tensiunea cu un rezistor variabil.

Încărcător USB pe LM2596

Puteți face un încărcător USB de camping foarte convenabil. Pentru a face acest lucru, trebuie să setați regulatorul la o tensiune de 5V, să îi furnizați un port USB și să furnizați energie încărcător. Folosesc un model radio de baterie cu polimer de litiu achiziționat din China care furnizează 5 amperi-oră la 11,1 volți. Asta e mult - suficient pentru de 8 oriîncărcați un smartphone obișnuit (fără a ține cont de eficiență). Ținând cont de eficiență, se va dovedi de cel puțin 6 ori.

Nu uitați să scurtați pinii D+ și D- ai mufei USB pentru a spune telefonului că este conectat la încărcător și că curentul transmis este nelimitat. Fără acest eveniment, telefonul va crede că este conectat la un computer și va fi încărcat cu un curent de 500mA - pentru o perioadă foarte lungă de timp. Mai mult, este posibil ca un astfel de curent să nu compenseze nici măcar consumul de curent al telefonului, iar bateria nu se va încărca deloc.

De asemenea, puteți furniza o intrare separată de 12 V de la o baterie de mașină cu o priză pentru brichetă - și puteți comuta sursele cu un fel de comutator. Vă sfătuiesc să instalați un LED care va semnala că dispozitivul este pornit, pentru a nu uita să opriți bateria după o încărcare completă - altfel pierderile din convertor vor epuiza complet bateria de rezervă în câteva zile.

O astfel de baterie nu este foarte potrivită, deoarece este proiectată pentru curenți mari - puteți încerca să găsiți o baterie cu curent mai puțin mare și va fi mai mică și mai ușoară.

stabilizator de curent

Reglarea curentului de ieșire

Disponibil numai în versiunea configurabilă cu tensiune de ieșire (LM2596ADJ). Apropo, chinezii fac și o astfel de versiune a plăcii, cu reglare de tensiune și curent și tot felul de indicații - un modul stabilizator de curent gata făcut pe LM2596 cu protecție la scurtcircuit poate fi cumpărat sub numele xw026fr4.

Dacă nu doriți să utilizați un modul gata făcut și doriți să faceți singur acest circuit - nimic complicat, cu o singură excepție: microcircuitul nu are capacitatea de a controla curentul, dar poate fi adăugat. Voi explica cum să o faci și voi explica punctele dificile de-a lungul drumului.

Aplicație

Un stabilizator de curent este un lucru necesar pentru a alimenta LED-urile de mare putere (apropo - proiectul meu de microcontroler driver LED de mare putere), diode laser, galvanizare, încărcare baterie. Ca și în cazul stabilizatorilor de tensiune, există două tipuri de astfel de dispozitive - liniare și comutatoare.

Regulatorul de curent liniar clasic este LM317 și este destul de bun în clasa sa - dar limita de curent este de 1,5 A, ceea ce nu este suficient pentru multe LED-uri de mare putere. Chiar dacă acest stabilizator este alimentat de un tranzistor extern, pierderile asupra acestuia sunt pur și simplu inacceptabile. Întreaga lume dă un baril pe consumul de energie al becurilor de așteptare, iar aici LM317 funcționează cu o eficiență de 30% Aceasta nu este metoda noastră.

Dar microcircuitul nostru este un driver convenabil al unui convertor de tensiune în impulsuri, care are multe moduri de funcționare. Pierderile sunt minime, deoarece nu sunt utilizate moduri de funcționare liniare ale tranzistoarelor, ci doar cele cheie.

Inițial a fost destinat circuitelor de stabilizare a tensiunii, dar mai multe elemente îl transformă într-un regulator de curent. Cert este că microcircuitul se bazează în întregime pe semnalul „Feedback” ca feedback, dar ceea ce să-i aplicăm este deja treaba noastră.

În circuitul de comutare standard, tensiunea este furnizată acestui picior de la un divizor rezistiv de tensiune de ieșire. 1.2V este echilibru, dacă Feedback-ul este mai mic - șoferul crește ciclul de funcționare al impulsurilor, dacă este mai mult - scade. Dar puteți aplica tensiune de la șuntul de curent la această intrare!

Shunt

De exemplu, la un curent de 3A, trebuie să luați un șunt cu o valoare nominală de cel mult 0,1 Ohm. La o astfel de rezistență, acest curent va elibera aproximativ 1W, deci este mult. Este mai bine să paraleli trei astfel de șunturi, obținând o rezistență de 0,033Ω, o cădere de tensiune de 0,1V și o disipare a căldurii de 0,3W.

Cu toate acestea, intrarea Feedback necesită 1,2 V - și avem doar 0,1 V. Este irațional să setați mai multă rezistență (se va elibera de 150 de ori mai multă căldură), așa că rămâne să creșteți cumva această tensiune. Acest lucru se face folosind un amplificator operațional.

Amplificator op-amp fără inversare

Schema clasică, ce poate fi mai simplu?

Ne unim

Acum combinăm circuitul obișnuit al convertorului de tensiune și un amplificator op-amp LM358, la intrarea căruia conectăm un șunt de curent.

Un rezistor puternic de 0,033 ohmi este șuntul. Poate fi realizat din trei rezistențe de 0,1 ohmi conectate în paralel, iar pentru a crește disiparea de putere admisă - folosiți rezistențe SMD în pachetul 1206, puneți-le cu un spațiu mic (nu aproape) și încercați să lăsați cât mai mult cupru în jurul rezistențe și sub ele. Un mic condensator este conectat la ieșirea Feedback pentru a elimina posibila trecere la modul generator.

Curent și tensiune reglabile

Să conectăm ambele semnale la intrarea Feedback - atât curent, cât și tensiune. Pentru a combina aceste semnale, folosim circuitul obișnuit al montajului „ȘI” pe diode. Dacă semnalul de curent este mai mare decât semnalul de tensiune, acesta va domina și invers.

Câteva cuvinte despre aplicabilitatea schemei

Nu puteți regla tensiunea de ieșire. Deși este imposibil să reglați atât curentul de ieșire, cât și tensiunea în același timp - acestea sunt proporționale între ele, cu un factor de „rezistență la sarcină”. Și dacă sursa de alimentare implementează un scenariu precum „tensiune de ieșire constantă, dar când curentul este depășit, începem să reducem tensiunea”, adică. CC/CV este deja un încărcător.

Tensiunea maximă de alimentare a circuitului este de 30 V, deoarece aceasta este limita pentru LM358. Este posibil să extindeți această limită la 40V (sau 60V cu versiunea LM2596-HV) dacă amplificatorul operațional este alimentat de o diodă zener.

În ultima versiune, este necesar să se folosească un ansamblu de diode ca diode de însumare, deoarece ambele diode din acesta sunt realizate în cadrul aceluiași proces tehnologic și pe aceeași placă de siliciu. Răspândirea parametrilor lor va fi mult mai mică decât răspândirea parametrilor diodelor individuale individuale - datorită acestui lucru vom obține o precizie ridicată a valorilor de urmărire.

De asemenea, trebuie să monitorizați cu atenție dacă circuitul de pe amplificatorul operațional nu este excitat și nu intră în modul de generare. Pentru a face acest lucru, încercați să reduceți lungimea tuturor conductorilor și în special a căii conectate la pinul 2 al LM2596. Nu plasați amplificatorul operațional lângă această pistă, ci plasați dioda SS36 și condensatorul de filtru mai aproape de carcasa LM2596 și asigurați-vă aria minimă a buclei de masă conectată la aceste elemente - este necesar să asigurați lungimea minimă a calea curentului de întoarcere „LM2596 -> VD/C -> LM2596”.

Aplicarea LM2596 în dispozitive și autodispunerea plăcii

Am vorbit în detaliu despre utilizarea unui microcircuit în dispozitivele mele, nu sub forma unui modul gata făcut în alt articol, care discută: alegerea unei diode, condensatori, parametrii inductorului și, de asemenea, a vorbit despre cablarea corectă și câteva trucuri suplimentare.

Oportunități de dezvoltare ulterioară

Analogi îmbunătățiți ai LM2596

Cel mai simplu mod după acest cip este să comutați la LM2678. De fapt, acesta este același convertor stepdown, doar cu un tranzistor cu efect de câmp, datorită căruia eficiența crește la 92%. Adevărat, are 7 picioare în loc de 5 și nu este compatibil pin-to-pin. Cu toate acestea, acest cip este foarte asemănător și va fi o opțiune simplă și convenabilă, cu o eficiență îmbunătățită.

L5973D- un microcircuit destul de vechi, oferind pana la 2.5A, si o eficienta ceva mai mare. De asemenea, are aproape dublul frecvenței de conversie (250 kHz) - prin urmare, sunt necesare valori mai mici ale inductorului și condensatorului. Cu toate acestea, am văzut ce se întâmplă cu ea dacă îl puneți direct în rețeaua mașinii - destul de des se stinge cu interferențe.

ST1S10- Convertor redus DC-DC foarte eficient (eficienta 90%).

• Necesită 5-6 componente externe;

ST1S14- controler de înaltă tensiune (până la 48 volți). Frecvența ridicată de operare (850 kHz), curentul de ieșire de până la 4A, puterea de ieșire bună, eficiența ridicată (nu mai rău de 85%) și circuitul de protecție la supracurent îl fac probabil cel mai bun convertor pentru alimentarea unui server de la o sursă de 36V.

Dacă este necesară o eficiență maximă, va trebui să apelați la controlere DC-DC stepdown neintegrate. Problema cu controlerele integrate este că nu au niciodată tranzistoare de putere rece - o rezistență tipică a canalului nu este mai mare de 200mOhm. Cu toate acestea, dacă luați un controler fără tranzistor încorporat, puteți alege orice tranzistor, chiar și AUIRFS8409-7P cu o rezistență de canal de jumătate de miliohm

Convertoare DC-DC cu tranzistor extern

Partea următoare

Circuitul unui regulator de tensiune reglat cu comutare foarte simplu, puternic, cu eficiență ridicată

O zi buna dragi radioamatori!
Vă urez bun venit pe site-ul ""

Astăzi suntem alături de tine luați în considerare o diagramă a unui regulator de tensiune reglabil în impulsuri puternic. Acest circuit poate fi utilizat atât pentru instalarea în dispozitive radio amator cu o tensiune de ieșire fixă, cât și în surse de alimentare cu o tensiune de ieșire reglabilă. Deși schema este foarte simplă, are caracteristici suficient de bune și este disponibilă pentru repetiție de către radioamatorii cu orice pregătire inițială.

Baza acestui stabilizator este un microcircuit specializat LM-2596T-ADJ, care este conceput doar pentru a construi stabilizatori de tensiune reglată în impulsuri. Microcircuitul are încorporat protecție la curent de ieșire și protecție termică. În plus, circuitul conține o diodă D1 - Dioda Schottky tip 1N5822Și regulator fabricat din fabrică (în principiu, poate fi realizat independent) 120 microhenry inductanță. Condensatoarele C1 și C2 - pentru o tensiune de funcționare de cel puțin 50 volți, rezistența R1 cu o putere de 0,25 wați.

Pentru a obține o tensiune reglabilă la ieșire, este necesar să conectați un rezistor variabil la pinii 1 și 2 (cu cea mai scurtă lungime posibilă a firelor de conectare). Dacă este necesar să se obțină o tensiune fixă ​​la ieșire, atunci în loc de un rezistor variabil, este instalată o constantă, a cărei valoare este selectată empiric.

În plus, seria LM-2596 are regulatoare fixe de tensiune pentru 3,3 V, 5 V și 12 V, a căror schemă de conectare este și mai simplă (poate fi vizualizată în fișa tehnică).

Specificații:

După cum puteți vedea, caracteristicile pentru utilizarea acestui circuit într-o sursă de alimentare sunt destul de decente (conform fișei tehnice, tensiunea de ieșire este reglată între 1,2-37 volți). Eficiența stabilizatorului cu o tensiune de intrare de 12 volți, o tensiune de ieșire de 3 volți și un curent de sarcină de 3 amperi este de 73%. La fabricarea acestui stabilizator, nu trebuie să uităm că, cu cât tensiunea de intrare este mai mare și tensiunea de ieșire mai mică, curentul de sarcină admisibil va scădea, prin urmare acest stabilizator trebuie instalat pe un radiator cu o suprafață de cel puțin 100 mp. .cm. Dacă circuitul va funcționa la curenți de sarcină mici, atunci nu este necesar să instalați un radiator.

Mai jos sunt prezentate aspectul pieselor principale, costul lor aproximativ în magazinele online și locația pieselor pe placă.

Pe baza aspectului pieselor, auto-fabricarea unei plăci de circuit imprimat nu este dificilă.

Acest circuit poate funcționa în modul de stabilizare a curentului de ieșire, ceea ce îi permite să fie utilizat pentru a încărca bateriile, a alimenta un LED puternic sau un grup de LED-uri puternice etc.

Pentru a transforma circuitul în modul de stabilizare a curentului, este necesar să instalați un rezistor în paralel cu rezistorul R1, a cărui valoare este determinată de formula: R = 1,23 / I

Costul acestei scheme este de aproximativ 300 de ruble, ceea ce este cu cel puțin 100 de ruble mai ieftin decât cumpărarea unui produs finit.

Pentru funcționarea normală a aparatelor de uz casnic este necesară o tensiune stabilă. De regulă, în rețea pot apărea diverse defecțiuni. Tensiunea de la 220 V se poate abate și dispozitivul se va defecta. În primul rând, lămpile sunt lovite. Dacă luăm în considerare electrocasnicele din casă, atunci televizoarele, echipamentele audio și alte aparate care funcționează la rețea pot avea de suferit.

În această situație, un stabilizator de tensiune de impuls vine în ajutorul oamenilor. El este pe deplin capabil să facă față creșterilor care apar zilnic. În același timp, mulți sunt îngrijorați de întrebarea cum apar căderile de tensiune și cu ce sunt asociate. Ele depind în principal de sarcina de lucru a transformatorului. Astăzi, numărul de aparate electrice din clădirile rezidențiale este în continuă creștere. Ca urmare, cererea de energie electrică este obligată să crească.

De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că cablurile care au fost de mult învechite pot fi așezate la o clădire rezidențială. La rândul său, cablarea apartamentului în majoritatea cazurilor nu este proiectată pentru sarcini grele. Pentru a vă proteja echipamentul din casă, ar trebui să vă familiarizați mai mult cu dispozitivul stabilizatorilor de tensiune, precum și cu principiul funcționării acestora.

Care este funcția unui stabilizator?

În principal, stabilizatorul de tensiune de comutare servește ca controler de rețea. Toate săriturile sunt urmărite de el și eliminate. Ca rezultat, echipamentul primește o tensiune stabilă. Interferențele electromagnetice sunt, de asemenea, luate în considerare de stabilizator și nu pot afecta funcționarea dispozitivelor. Astfel, rețeaua scapă de aglomerație, iar cazurile sunt practic eliminate.

Dispozitiv stabilizator simplu

Dacă luăm în considerare tensiunea pulsului standard, atunci este instalat un singur tranzistor în el. De regulă, ele sunt utilizate exclusiv de tip comutare, deoarece astăzi sunt considerate mai eficiente. Ca rezultat, eficiența dispozitivului poate fi mult mai mare.

Al doilea element important al unui regulator de tensiune de comutare ar trebui să fie numit diode. În schema obișnuită, acestea pot fi găsite nu mai mult de trei unități. Ele sunt conectate între ele printr-o sufocare. Filtrele sunt importante pentru funcționarea normală a tranzistorilor. Sunt instalate la început, precum și la sfârșitul lanțului. În acest caz, unitatea de control este responsabilă de funcționarea condensatorului. Partea sa integrală este considerată a fi un divizor de rezistență.

Cum functioneaza?

În funcție de tipul de dispozitiv, principiul de funcționare al unui regulator de tensiune de comutare poate diferi. Având în vedere modelul standard, putem spune că mai întâi se aplică curentul tranzistorului. În această etapă, se transformă. În plus, în lucrare sunt incluse diode, ale căror atribuții includ transmiterea semnalului către condensator. Cu ajutorul filtrelor, interferențele electromagnetice sunt eliminate. Condensatorul în acest moment netezește fluctuațiile de tensiune și curentul prin inductor prin divizorul rezistiv revine din nou la tranzistoare pentru conversie.

Dispozitive de casă

Puteți face un regulator de tensiune de comutare cu propriile mâini, dar vor avea o putere scăzută. În acest caz, sunt instalate cele mai comune rezistențe. Dacă utilizați mai mult de un tranzistor în dispozitiv, puteți obține o eficiență ridicată. O sarcină importantă în acest sens este instalarea filtrelor. Acestea afectează sensibilitatea dispozitivului. La rândul lor, dimensiunile dispozitivului nu sunt deloc importante.

Stabilizatoare cu un singur tranzistor

Un stabilizator de tensiune DC comutator de acest tip se poate lăuda cu o eficiență de 80%. De regulă, ele funcționează doar într-un singur mod și pot face față doar interferențelor mici în rețea.

Feedback-ul în acest caz este complet absent. Tranzistorul din circuitul standard de reglare a tensiunii de comutare funcționează fără colector. Ca rezultat, o tensiune mare este imediat aplicată condensatorului. O altă caracteristică distinctivă a dispozitivelor de acest tip poate fi numită semnal slab. Diferite amplificatoare pot rezolva această problemă.

Ca rezultat, pot fi obținute performanțe mai bune ale tranzistorilor. Rezistorul dispozitivului din circuit trebuie să fie neapărat în spate.În acest caz, va fi posibilă o funcționare mai bună a dispozitivului. Ca regulator în circuit, stabilizatorul de tensiune DC de comutare are o unitate de control. Acest element este capabil să slăbească, precum și să crească puterea tranzistorului. Acest fenomen are loc cu ajutorul șocurilor care sunt conectate la diodele din sistem. Sarcina asupra regulatorului este controlată prin filtre.

Stabilizatori de tensiune tip cheie

De ce să instalați compensatoare?

Compensatoarele în majoritatea cazurilor joacă un rol secundar în stabilizator. Este legat de reglarea impulsurilor. Tranzistorii fac acest lucru în cea mai mare parte. Cu toate acestea, compensatorii au încă avantajele lor. În acest caz, mult depinde de ce dispozitive sunt conectate la sursa de alimentare.

Dacă vorbim despre echipamente radio, atunci este nevoie de o abordare specială. Este asociat cu diverse vibrații care sunt percepute diferit de un astfel de dispozitiv. În acest caz, compensatorii pot ajuta tranzistoarele să stabilească tensiunea. Instalarea de filtre suplimentare în circuit, de regulă, nu îmbunătățește situația. Cu toate acestea, ele afectează foarte mult eficiența.

Dezavantajele izolației galvanice

Izolațiile galvanice sunt instalate pentru transmiterea semnalului între elementele importante ale sistemului. Problema lor principală poate fi numită o evaluare incorectă a tensiunii de intrare. Acest lucru se întâmplă cel mai adesea cu modelele învechite de stabilizatori. Controlerele din ele nu sunt capabile să proceseze rapid informațiile și să conecteze condensatorii pentru a funcționa. Drept urmare, diodele sunt primele care suferă. Dacă sistemul de filtrare este instalat în spatele rezistențelor din circuitul electric, atunci pur și simplu se ard.