Impulsstabilisator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz
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Schaltstabilisator – ein Schaltkreis, der in einem geschlossenen Regelkreis arbeitet und die Ausgangsparameter des IP regelt. Schauen wir uns eines ihrer Beispiele an.
Das Thema der Entwicklung leistungsstarker Schaltnetzteile ist nach wie vor aktuell. Auf Abb. In Abb. 1.35 zeigt ein Diagramm eines Halbbrücken-Spannungswandlers, der auf einer modernen Elementbasis mit einer Primärwicklung implementiert ist.
Die Eingangsgleichrichterschaltungen werden durch die Ausgangsleistung des Umrichters bestimmt.
Mit einer Ausgangsleistung von bis zu 100 W kann der DB107 als Diodenbrücke eingesetzt werden. Mit zunehmender Leistung können Brücken vom Typ BR310 und leistungsstärker eingesetzt werden. Der Gleichrichter in der Sekundärwicklung des Impulstransformators kann je nach Parameter und Art der Last nach einem beliebigen Schema hergestellt werden.
Reis. 1.35. Schaltplan eines Halbbrücken-Spannungswandlers
Der abgestimmte Widerstand R4 dient dazu, die Frequenz des Oszillators in einem weiten Bereich zu ändern.
Als Oszillator wird ein IR2153-Chip verwendet (Sie können jeden der Mikroschaltkreise verwenden: IR2151D, IR2152D, IR2155D, IR21531D). Eine Besonderheit der betrachteten Mikroschaltungen mit dem Index „D“ gegenüber Mikroschaltungen ohne Index besteht darin, dass im ersten Fall bereits eine Hochspannungsdiode in den Oszillator eingebaut ist, um den Steuerkreis des Ausgangstransistorschalters zu versorgen.
Das Aussehen eines typischen SMPS ist in Abb. 1.36 dargestellt. XNUMX.
Reis. 1.36 Aussehen eines typischen SMPS
Der IR2153-Oszillator verfügt über eine externe Frequenzsteuerung (R4), eine feste Pause von 1,2 µs und ein Miniatur-DIP-8-Gehäuse.
Im Oszillator ist eine 15,6-V-Zenerdiode eingebaut, die die vom Hauptstromkreis über den Strombegrenzungswiderstand R2 empfangene Versorgungsspannung stabilisiert.
Als Ausgangsschalter müssen leistungsstarke MOSFET-Transistoren mit eingebauter Schutzdiode wie IRFBC40 verwendet werden.
Bei Stromversorgung über ein 220-V-Netz muss die zulässige Drain-Source-Spannung des MOSFET-Transistors mindestens 400 V betragen. Die Höhe seines Stroms wird durch die erforderliche Leistung des Wandlers bestimmt.
Tatsächlich wird die Ausgangsleistung nur durch die verwendeten Ausgangstransistoren bestimmt (die Auswahl an MOSFET-Transistoren ist riesig, der Strombereich reicht von Einsen bis zu Hunderten von Ampere), der Treiber - IR2103 kommt mit IRFZ46-Transistoren "kaum zurecht" und so weiter Möglicherweise pumpen leistungsstärkere Transistoren einfach nicht.
Der ideale Ersatz ist der IR2183-Chip – ein vollständiges Analogon in Bezug auf Eigenschaften, Pinbelegung und Gehäusetyp, jedoch mit einem Ausgangsstrom von bis zu 1,7 A. Er sollte einfach anstelle des IR2103 eingelötet werden, ohne dass Änderungen auf der Platine vorgenommen werden. In diesem Fall ist es wünschenswert, die Kapazität des Kondensators C5 um ein Vielfaches (mindestens 1 μF) zu erhöhen, es muss ein Film sein.
Die Strombegrenzungswiderstände R5 und R6 in den Gate-Schaltkreisen sollen den Ausgangssteuerstrom begrenzen, wenn die Eingangskapazität von MOSFET-Transistoren überladen wird.
Ab einer Ausgangsleistung von 50 W ist der Einbau leistungsstarker MOSFET-Transistoren in Heizkörper erforderlich.
Die Arbeitsfrequenz des Oszillators wird durch eine RC-Schaltung eingestellt.
Es wird empfohlen, einen Widerstand mit einem Widerstandswert von mindestens 5 kΩ zu verwenden. Die Erzeugungsfrequenz wird durch die Formel bestimmt:
F \u1d 1,38 / 1 x (R75 + 1) x CXNUMX.
wo R1 in Ohm ist, ist C1 in Farad.
Beim Zusammenbau der Platine ist auf einen elektrostatischen Schutz der MOSFET-Transistoren zu achten. Sie sollten zuletzt mit der Platine verlötet werden.
Die Wahl der Betriebsfrequenz und die Berechnung des Ausgangstransformators wurden in der Literatur für Funkamateure mehrfach beschrieben.
Zur Anpassung in einem weiten Bereich von Pausenzeiten zwischen Impulsen eignen sich die Selbstoszillator-Mikroschaltungen IR2156 oder IR21571.
Autoren: Kashkarov A. P., Koldunov A. S.
Siehe andere Artikel Abschnitt Überspannungsschutz.
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