Kompensasiya edən gərginlik stabilizatorlarının ümumi çatışmazlığı, idarəetmə elementinin tranzistorlarındakı itkilər səbəbindən onların aşağı səmərəliliyidir ki, bu da əlavə olaraq stabilizatorların özündən ölçü və çəki baxımından əhəmiyyətli dərəcədə böyük olan güclü istilik qəbulediciləri tələb edir. Daha təkmil texniki həll, idarəetmə elementlərinin tranzistorlarının açar rejimində işlədiyi impuls gərginliyi stabilizatorlarıdır (VST). Yüksək tezlikli tranzistorlardan istifadə edərkən, belə stabilizatorlarda səmərəlilik və çəki-ölçülü xüsusiyyətlər problemi olduqca köklü şəkildə həll olunur.
Üç əsas ISN sxemi var: bucking tipli seriyalı ISN (Şəkil 12.15), gücləndirici tipli paralel ISN (Şəkil 12.16) və paralel inverting tipi (şəkil 12.17). Hər üç dövrədə saxlama boğucu L, idarəetmə elementi 1, bloklayıcı diod VD, idarəetmə elementləri 2, 3 və filtr kondansatörü C var.
Bir pilləli keçid seriyası tənzimləyicisi Şəkil 1-də göstərilən blok diaqramına uyğun olaraq hazırlanır. 12.15, burada idarəetmə elementi 1 və induktor L Rn yükü ilə ardıcıl olaraq bağlanır. RE kimi keçid rejimində işləyən tranzistor istifadə olunur. Tranzistor T“ müddətində açıq olduqda, giriş birbaşa cərəyan mənbəyindən olan enerji Ui (və ya çıxış gərginliyi Uo olan bir rektifikator) enerjinin saxlandığı L induktoru vasitəsilə yükə ötürülür. Tranzistor bir müddət Tp bağlandıqda, induktorda yığılan enerji VD diodundan yükə ötürülür. Kommutasiya (çevirmə) dövrü T=Ti+Tn-ə bərabərdir. Kommutasiya (çevirmə) tezliyi F=1/T. Ti müddəti olan gərginlik impulsunun yarandığı tranzistorun açıq vəziyyətinin müddətinin T kommutasiya dövrünə nisbəti vəzifə dövrü K3=Ti/T adlanır.
Beləliklə, impuls stabilizatorunda tənzimləyici element 1 giriş DC gərginliyini Ui müəyyən müddətə və tezlikə malik ardıcıl impulslar seriyasına və VD diodundan, L induktivatorundan və C kondansatorundan ibarət hamarlaşdırıcı filtrə çevirir (modullaşdırır). onları DC gərginliyinə Uo-ya demodulyasiya edir. Çıxış gərginliyi Uo və ya yük cərəyanı Rn nəbz stabilizatorunda ölçmə elementi 3 və idarəetmə dövrəsi 2-dən ibarət əks əlaqə sxemindən istifadə edərək dəyişdikdə, nəbzin müddəti elə dəyişir ki, çıxış gərginliyi Uo dəyişməz (müəyyən dərəcədə dəqiqliklə) qalır.
İmpulslu iş rejimi idarəetmə elementindəki itkiləri əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa və bununla da enerji mənbəyinin səmərəliliyini artırmağa, çəkisini və ölçülərini azaltmağa imkan verir. Bu, impuls stabilizatorlarının davamlı kompensasiya stabilizatorlarından əsas üstünlüyüdür.
Paralel impuls stabilizatoru (gücləndirici tip) Şəkil 1-dəki blok diaqrama uyğun olaraq hazırlanır. 12.16, burada idarəetmə elementi 1 Rn yükü ilə paralel bağlanır. İdarəetmə tranzistoru açıq olduqda, Ui enerji mənbəyindən gələn cərəyan L induktivatorundan keçir və içərisində enerji saxlayır. Diode VD qapalı vəziyyətdədir və buna görə də C kondansatörünün açıq idarəetmə tranzistoru vasitəsilə boşalmasına icazə vermir. Bu müddət ərzində yükə cərəyan yalnız C kondansatöründən gəlir. İdarəetmə tranzistorunun bağlandığı anda, L induktorunun öz-induksiya emf-i giriş gərginliyi ilə cəmlənir və induktorun enerjisi kondansatörə ötürülür. yük və çıxış gərginliyi Ui giriş təchizatı gərginliyindən böyükdür. Şəkildəki diaqramdan fərqli olaraq. 12.15 burada induktor filtr elementi deyil və çıxış gərginliyi induktor L induktivliyi və idarəetmə tranzistorunun açıq vaxtı (və ya idarəetmə impulslarının iş dövrü) ilə müəyyən edilmiş miqdarda giriş gərginliyindən böyük olur.
Şəkildəki stabilizatorun idarəetmə dövrəsi. 12.16, məsələn, giriş təchizatı gərginliyi Ui artdıqda, idarəetmə tranzistorunun açıq vəziyyətinin müddəti o qədər azalır ki, çıxış gərginliyi Uo dəyişməz qalır.
Nəbz paralel inverting stabilizatoru Şəkildə göstərilən blok diaqrama uyğun olaraq hazırlanır. 12.17. Şəkildəki diaqramdan fərqli olaraq. 12.16 burada induktor L Rn yükü ilə paralel, idarəetmə elementi 1 isə onunla ardıcıl birləşdirilir. Bloklama diodu C filtri kondansatörünü və Rn yükünü DC idarəetmə elementindən ayırır. Stabilizator giriş təchizatı gərginliyinin polaritesinə nisbətən çıxış gərginliyinin Uo polaritesini dəyişmək (invertasiya etmək) xüsusiyyətinə malikdir.
Nəbz stabilizatorları, idarəetmə tranzistorunu idarə etmə üsulundan asılı olaraq, impuls genişliyinin modulyasiyası (PWM), impuls tezliyinin modulyasiyası (PFM) və ya rele nəzarəti ilə edilə bilər. PWM stabilizatorlarında əməliyyat zamanı nəbz müddəti Ti dəyişir, lakin keçid tezliyi dəyişməz qalır; PFM stabilizatorlarında keçid tezliyi dəyişir, lakin impuls müddəti Ti sabit qalır; Rele stabilizatorlarında gərginliyin tənzimlənməsi prosesində həm impulsların müddəti, həm də onların təkrarlanma sürəti dəyişir.
Təcrübədə ən çox istifadə olunan ardıcıl ISN-dir (şəkil 12.15), burada saxlama boğucusu həm də hamarlaşdırıcı LC filtrinin elementidir. Şəkildəki stabilizatorlarda. 12.16 və 12.17, induktor L çıxış gərginliyinin dalğalanmasının hamarlanmasında iştirak etmir. Bu sxemlərdə dalğalanmanın hamarlanması yalnız C kondansatörünün tutumunu artırmaqla əldə edilir ki, bu da filtrin və bütövlükdə cihazın kütləsinin və ölçülərinin artmasına səbəb olur.
Şəkildə stabilizator üçün müəyyən edilmiş statik idarəetmə xarakteristikası. 12.15 Uo/Ui=Kз (1 - Kg) düsturuna əsasən, mailliyi (idarəetmə tranzistorunda və diodda itkilər nəzərə alınmadan) induktivatorun aktiv müqavimətlərinin nisbətindən asılı olan düz xəttdir və yük Kg=Rd/Rn. Yük gərginliyi Uo nəzarət impulslarının nisbi müddəti ilə müəyyən edilir (sabit Ui-də) və təchizatı gərginliyindən çox ola bilməz və bu xarakteristikanın xəttiliyi ISN-nin sabit işləməsi şərtlərinə uyğundur.
Şəkildə ISN-nin əsas elementlərini nəzərdən keçirək. 12.15. Diaqramı Şəkildə göstərilən əsas blokdan başlayaq. 12.18.
Bloka bir güc bölməsi və tranzistor VT1-də tənzimləyici element daxildir, tranzistor VT2-nin açarı ilə idarə olunur (VD2 diodu VT2 əsas qovşağını böyük mənfi giriş idarəetmə siqnalı ilə qorumağa xidmət edir). R1 rezistorunun müqaviməti VT1 tranzistorunun qapalı vəziyyətinin təmin edilməsi şərtindən (100...900 Ohm), R2 isə təxminən kbUi=R2 Ikmax şərtindən seçilir, burada k=l,5...2 doyma təhlükəsizlik faktoru; b, Ikmax - cərəyan gücləndirmə faktoru və tranzistor VT1-in maksimum impuls kollektor cərəyanı. R3 rezistorunun müqaviməti oxşar şəkildə seçilir, lakin hesablamalarda Ui funksiya generatorunun idarəetmə impulsunun amplitudası ilə əvəz olunur. Qeyd edək ki, RE tranzistorlarının sayını seçərkən Şəkil 1-də dövrə üçün verilən tövsiyələri rəhbər tuta bilərsiniz. 12.12.
Şəkildəki dövrə parametrlərini seçmək üçün ilkin məlumatlar. 12.18 bunlardır:
gərginlik Ui və onun dəyişmə hədləri; Ui mənbəyinin daxili müqaviməti Ri; stabilizatorun nominal çıxış gərginliyi Uo və onun tənzimlənməsinin icazə verilən hədləri; maksimum Inmax və minimum Imin yük cərəyanları, stabilizatorun çıxış gərginliyinin icazə verilən dalğalanma amplitudası; sabitləşmə əmsalı Kn və daxili müqavimət Ro; gərginliyin maksimum temperatur sapması Uo və s. Parametrlərin seçilməsi proseduru aşağıdakı kimidir:
1. Dönüşüm tezliyini F seçin (100 kHz-ə qədər, model üçün - kilohertz vahidləri) və təxminən səmərəliliyi = 0,85...0,95 qəbul edin.
2. Filtr girişindəki gərginlik impulsunun nisbi müddətinin (vəzifə əmsalı) minimum və maksimum dəyərlərini təyin edin:
3. İnduktiv cərəyanların davamlılıq rejiminin saxlanması şərtindən onu müəyyən edirik
minimum endüktans
4. U„ dalğalanma gərginliyinin verilmiş qiymətindən LC məhsulunu hesablayın.
buradan C kondansatörünün tutumunu tapırıq.
LC məhsulu yalnız dalğalanma səviyyəsini deyil, həm də stabilizator işə salındıqdan sonra çıxış gərginliyi keçidlərinin xarakterini müəyyən edir.
Şəkildə. Şəkil 12.19 Şəkil 1-də dövrənin simulyasiyasının nəticələrini göstərir. 12.18 aşağıdakı məlumatlarla: F=1 kHz, K=0.5, Rn=100 Ohm, L=200 mH, C=100 µF (Şəkil 12.19, a üçün) və C=1 µF (Şəkil 12.19, b üçün) . Rəqəmlərdən göründüyü kimi, LC məhsulunun nisbətən böyük dəyəri ilə, tədqiq olunan dövrənin keçici reaksiyası, istehlakçı (yük) üçün təhlükəli ola bilən çıxış gərginliyinin artımlarına səbəb olan salınım xarakteri daşıyır.
ISN-nin növbəti funksional vahidini - idarəetmə dövrəsini və ölçmə elementini nəzərdən keçirməyə davam edək. Bu halda ISN-də istifadə olunan modulyatorların xüsusiyyətlərini nəzərə almaq məqsədəuyğundur.
PWM ilə keçid stabilizatorları digər iki növ stabilizatorlarla müqayisədə aşağıdakı üstünlüklərə malikdir:
Əsas enerji mənbəyinin gərginliyindən və yük cərəyanından asılı olmayaraq yüksək səmərəlilik və optimal çevrilmə tezliyi təmin edilir; yükdə dalğalanma tezliyi sabitdir, bu, bir sıra elektrik istehlakçıları üçün əhəmiyyətlidir;
Qeyri-məhdud sayda ISN-nin çevrilmə tezliklərinin eyni vaxtda sinxronlaşdırılması imkanı həyata keçirilir ki, bu da bir neçə ISN ümumi ilkin birbaşa cərəyan mənbəyindən qidalandıqda tezliklərin döyünməsi riskini aradan qaldırır. Bundan əlavə, ISN tənzimlənməmiş bir çeviricidə (məsələn, güc gücləndiricisi) işləyərkən, hər iki cihazın tezliklərini sinxronlaşdırmaq mümkündür.
PWM ilə ISN-nin rele tipli stabilizatorla müqayisədə dezavantajı adətən əlavə master osilatoru ehtiva edən daha mürəkkəb idarəetmə sxemidir.
PFM ilə impuls stabilizatorları, digər ISN növləri ilə müqayisədə əhəmiyyətli üstünlüklərə malik olmasa da, aşağıdakı çatışmazlıqlara malikdir:
О geniş diapazonda tezlik tənzimləyicilərinin tətbiqinin mürəkkəbliyi, xüsusən də təchizatı gərginliyində və yük cərəyanında böyük dəyişikliklərlə;
PWM idarəetmə sisteminin yuxarıda qeyd olunan üstünlüklərini həyata keçirmək imkanı yoxdur.
Son çatışmazlıq həmçinin yükdə nisbətən böyük gərginlik dalğası ilə xarakterizə olunan rele (və ya iki mövqeli) ISN-lərə də aiddir (PWM və ya PWM ilə stabilizatorlarda çıxış gərginliyinin dalğalanması prinsipcə sıfıra endirilə bilər, bu da rele stabilizatorlarında nail olmaq mümkün deyil).
Ümumi halda, blok 3 (Şəkil 12.20) bir gərginlik bölücü, istinad gərginlik mənbəyi ION, müqayisə elementi və uyğunsuzluq gücləndiricisini ehtiva edir. Bu elementlər kompensasiya stabilizatorlarında olduğu kimi eyni funksiyaları yerinə yetirir. PWM ilə bir ISN üçün, bu cihazlara sinxronlaşdırıcı gərginlik yaradan (master osilator) və eşik cihazı əlavə olunur, onların köməyi ilə müddəti modulyasiya edən impulslar yaradılır. Nəzarət impulsunun müddəti onun qabaqcıl və ya arxa kənarını modulyasiya etməklə dəyişdirilir.
Qabaqcıl kənar modullaşdırıldıqda, xətti dəyişən sinxronizasiya gərginliyi hər dövrdə artır və arxa kənar modullaşdıqda, hər bir dövrdə idarəetmə gərginliyi azalır. Kenarları modulyasiya edərkən, sinxronizasiya gərginliyi hər dövrdə yüksəlir və düşür. Bu tip modulyasiya, birtərəfli modulyasiya ilə müqayisədə, daha sürətli ISN-ləri həyata keçirməyə imkan verir, çünki bu halda idarəetmə gərginliyinin ani dəyəri kənarların formalaşmasına təsir göstərir.
Hamarlaşdırıcı filtrin girişindəki impulsların nisbi müddətinin dəyişməsi ilə yük gərginliyi (PWM üçün) arasındakı əlaqəni təyin edən idarəetmə dövrəsinin ötürmə əmsalı bərabərdir.
müvafiq olaraq gərginlik bölücü və səhv gücləndirici qazanma nisbətləri; Uy sinxronizasiya gərginliyinin amplitududur.
PWM elementləri ilə ISN-nin tam dövrəsi Şəkil 1-də göstərilmişdir. 12.20. Gərginlik bölücü R3, R4 rezistorlarında hazırlanır, istinad gərginlik mənbəyi R5 rezistorunda və zener diod VD2-də, səhv siqnal gücləndiricisi OU1-də, eşik cihazı OU2-də. Hər iki op-amp birqütblü mənbədən qidalandığı üçün VT2-də əsas mərhələdəki səviyyələrə uyğun gəlmək üçün emitter dövrəsinə parametrik stabilizator (VD3, R8) daxil edilir. Usta kimi üçbucaqlı impuls rejimində funksional generator istifadə edilmişdir; Qabaqcıl kənarda modulyasiya edərkən iş dövrü maksimum (99%), düşən kənarda modulyasiya edərkən - minimum (0,1%), hər iki kənarda modulyasiya edərkən - 50% seçilir. Şəkildə. Şəkil 12.21 qabaqcıl kənar boyunca modulyasiya zamanı idarəetmə impulslarının yaradılması prosesinin modelləşdirilməsinin nəticəsini göstərir.
Şəkildə göstərilmişdir. 12.21 nəticələr Rn = 100 Ohm və Ui = 20 V-də əldə edilmişdir. Şəkildən göründüyü kimi. 12.21, enerji mənbəyini işə saldıqdan dərhal sonra maksimum müddətə nəzarət impulsları yaranır, sonra Uo çıxış gərginliyində müsbət sıçrayış səbəbindən uzun bir fasilə yaranır, sonra Uo-da mənfi atlama səbəbindən məcburi rejim yenidən başlayır. Nəzarət impulsunun formalaşmasının sabit vəziyyət rejimi master osilator idarəetmə siqnalının bir neçə dövründən sonra baş verir.
Test tapşırıqları
1. Şəkildəki dövrə üçün. 12.18 F=1 kHz-də Uo=f(K,) asılılığını əldə edin, Uy=3 V (idarə olunan düzbucaqlı impulsların birqütbü funksional generatorda Ofset=3 V sabit komponentinin təyin edilməsi ilə təmin edilir, iş dövrü K təyin edilir. vəzifə dövrü parametrini seçməklə), Ui= 30 V, Rn=100 Ohm, L=100 mH, C=100 µF.
2. Şəkildəki dövrə üçün. 12.18, keçici proseslərin formasının aktiv itki müqavimətindən Rd, o cümlədən induktorla ardıcıl olaraq 0,1... 10 Ohm müqavimətindən asılılığını öyrənin.
3. Şəkildəki diaqrama uyğun olaraq ISN-i yoxlayın. 12.20 Düşən kənarı modullaşdırarkən, eyni zamanda aparıcı və düşən kənarlar boyunca və cihazların sabit vəziyyətə çatma vaxtı ilə nəticələri müqayisə edin.
4. Stabil vəziyyətdə idarəetmə siqnallarının yaradılmasının hər bir üsulu üçün idarəetmə siqnallarının yaranma müddətinin 10...1000 Ohm diapazonunda Rn yük müqavimətindən və 15.. diapazonunda Ui giriş gərginliyindən asılılığını əldə edin. .40 V.
Səviyyə dəyişdirmə sxemlərinin istifadəsi PWM nəzarətçisinə öz təchizatı gərginliyindən daha yüksək bir gərginliyi idarə etməyə imkan verir.
Ən çox istifadə edilən kommutasiya tənzimləyicisi yüksək gərginliyi aşağı gərginliyə səmərəli şəkildə çevirən bir gerilim çeviricisidir. Şəkildə. Şəkil 1, N-kanallı MOSFET Q 1 qapısının üzən idarəetmə gərginliyini tələb etdiyi tipik pul çevirici dövrəsini göstərir. Üzən səviyyəli siqnal buferi PWM (Pulse Width Modulation) nəzarətçi IC-nin bir hissəsidir. Transistor Q 1 nəzarətçinin istehsal xüsusiyyətlərindən asılı olaraq N- və ya P-kanalı ola bilər. Hər halda, IC təchizatı gərginliyi bu dövrədə giriş gərginliyinin dəyərinə ciddi məhdudiyyətlər qoyan giriş gərginliyindən aşağı olmamalıdır.
Şəkildəki diaqramda. 2, aşağı gərginlikli tənzimləyici çipindən istifadə edərək, buck çeviricisinin keçid tranzistorunu idarə etməyə imkan verən sadə bir səviyyə dəyişdirmə mərhələsindən istifadə edir. Səviyyə dəyişdirmə sxemi PWM IC-ni yüksək gərginlik mənbəyindən təcrid etdiyi üçün, bu prinsipdən istifadə edərək özbaşına böyük giriş gərginliyi olan çeviricilər tikilə bilər.
Aşağı tərəfli sürücüləri olan PWM IC N-kanallı MOSFET-ləri idarə edə bilər, çünki onlar mənbə və qapı arasında müsbət sürücü gərginliyinə malikdirlər. Şəkildəki diaqramda. 2, yüksək tərəfli MOSFET tranzistoru kimi P-kanallı tranzistor istifadə olunur; və bunun üçün mənbə ilə qapı arasında nəzarət gərginliyi mənfi olmalıdır. Buna görə də, PWM nəzarətçisindən çıxış siqnalı ters çevrilməlidir. Q 2 və Q 3 tamamlayıcı MOSFET-lərin keçid konfiqurasiyası istənilən növ keçid tranzistoru ilə işləyəcək, baxmayaraq ki, inverting sürücüsü də istifadə edilə bilər.
Kondansatör C 2 səviyyəni dəyişdirir. Onun dəyəri yükü çevirmə tezliyində saxlamaq üçün kifayət qədər böyük olmalıdır, lakin onun üzərindəki gərginliyin giriş gərginliyindəki dəyişiklikləri izləməsi üçün kifayət qədər kiçik olmalıdır. Rezistor R 1 və P-kanallı MOSFET tranzistoru Q 3 vasitəsilə C 2 kondansatör gərginliyə doldurulur.
V C =V IN -V CC,
burada V C C 2-də gərginlik, V IN giriş gərginliyi, V CC isə tamamlayıcı Q 2 və Q 3 cütünün və PWM IC-nin təchizatı gərginliyidir. Təchizat gərginliyi zener diodunun D2 stabilizasiya gərginliyindən az olmalıdır. Əks təqdirdə, Q 2 tranzistorunun açıq vəziyyətdə olacağı anlarda, zener diodu D 2 və kondansatör C 2 vasitəsilə dövrənin səmərəliliyinin azalmasına səbəb olacaqdır. Zener diodu D 2 yuxarıdakı düsturdan əldə edilən dəyərə C 2 üzərindəki gərginliyi məhdudlaşdırır. Q 3 tranzistoru işə salındıqda, gərginlik artmağa çalışarsa, zener diodu D 2 irəli meylli olur. Bu dövrədə Q 1 tranzistorunun mənbəyi və qapısı arasındakı gərginlik Q 3 tranzistoru işə salındıqda 0 V, Q 2 tranzistoru işə salındıqda -V CC-dir.
Rezistor R 1, bufer mərhələsinin çıxışında yüksək çıxış gərginliyi olduqda tranzistor Q 1-in bağlı qalmasına imkan verən Q 1 tranzistorunun qapı-mənbə tutumunun boşaldılmasını təmin edir. Zener diodu D 2, stabilizatorun giriş gərginliyindən asılı olmayaraq Q 1-dən 12 V-a qədər tranzistorun mənbəyi və qapısı arasındakı gərginliyi məhdudlaşdırır. Kondansatör C 2, Q 1 tranzistorunun qapısındakı gərginlik dalğasını hamarlayır, buna görə də qapı idarəetmə dövrəsinin parametrləri tamamlayıcı keçid dövrəsinin parametrləri ilə eyni olacaqdır. Buna görə səviyyə dəyişdiricisi istifadə olunan MOSFET tranzistoruna heç bir məhdudiyyət qoymur.
Şəkildə. Şəkil 3, keçid tranzistorunu idarə etmək üçün nəzərdən keçirilən prinsipdən istifadə edərək aşağı salınan gərginlik çeviricisinin praktik dövrəsini göstərir. Konvertorun giriş gərginliyi 18 V ilə 45 V diapazonunda ola bilər, çıxış gərginliyi 12 V və maksimum yük cərəyanı 1,5 A. Konvertor Milli Yarımkeçiricidən LM5020-1 irəli və geriyə dönən PWM nəzarətçi çipindən istifadə edir. .
Sözügedən dövrə əvvəlki sxemlərlə eyni komponentlərə malikdir, lakin daha bir neçə funksiya əlavə olunur, məsələn: C 9 kondansatörü ilə giriş gərginliyinin süzülməsi; R 2 və R 7 rezistorları ilə giriş gərginliyinin artımını məhdudlaşdırmaq; kondansatör C 3 istifadə edərək yumşaq başlanğıcın təmin edilməsi; rezistor R3 ilə çevrilmə tezliyini tənzimləmək imkanı (500 kHz tezliyi üçün onun dəyəri 12,7 kΩ olacaq); C 7, C 8 kondansatörləri və rezistor R 6 ilə əks əlaqə kompensasiyası; və çıxış gərginliyinin dəyərinin R 9 və R 10 rezistorları ilə tənzimlənməsi.
LM5020-1 çipi cari idarəetmə rejimində işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur, lakin bu dövrədə gərginliyə nəzarət rejimində işləyir. Rampa gərginliyi generatoru üçün cərəyan siqnalının qeyri-xəttiliyini kompensasiya edən pik dəyəri 50 A olan daxili istinad cərəyan mənbəyi istifadə olunur. 5,11 kΩ rezistor R 4 və daxili 2 kΩ rezistordan keçən bu cərəyan CS-də zirvədən zirvəyə gərginlik (50 ´A×2 kΩ+5,11 kΩ)≈300 mV olan mişar dişi siqnalı yaratmağa xidmət edir. çıxış (pin 8). COMP pinində (pin 3) bu rampa siqnalı COMP pinindən çıxan xətanın çıxış gərginliyi ilə müqayisə edilir, nəticədə Q 1 keçid tranzistorunu idarə etmək üçün lazımi impuls genişliyinə malik bir siqnal əldə edilir.
Şəkildə. Şəkil 4 nəzərdən keçirilən dövrə üçün gərginlik diaqramlarını göstərir. Osiloskopun 1-ci kanalı (üst qrafik) LM5020-1 çipinin yaratdığı nəzarət siqnalını göstərir. Kanal 2 (orta qrafik) push-pull tampon mərhələsinin çıxışında müvafiq gərginliyi göstərir. Kanal 3 (aşağıdakı qrafik) Q 1 tranzistorunun qapısı və mənbəyi arasında tətbiq olunan təkan-çəkmə mərhələsinin səviyyəyə dəyişdirilmiş çıxış gərginliyi. Q 1 tranzistorunun mənbə-drenaj gərginliyinin pik dəyəri giriş gərginliyinə bərabərdir və onun amplitudası LM5020-1 mikrosxemi tərəfindən istehsal olunan idarəetmə siqnalının dəyərindən 8 V yüksəkdir. Bütün siqnallar təmizdir və sürətli yüksəliş və eniş vaxtlarına malikdir. Bu dövrənin səmərəliliyi 18 V və 45 V giriş gərginliyində müvafiq olaraq 86% və 83% təşkil edir.
Diqqətinizə NE 555 taymeri (KR1006VI1-in yerli analoqu) əsasında yığılmış bir dövrə təqdim olunur.
düyü. 1 PWM gərginlik stabilizatoru dövrəsi
Stabilizatorun sxematik diaqramı göstərilmişdirŞəkil 1. DA1-də generator ( NE 555), təsvir edilənə bənzər, faza-nəbz prinsipi ilə işləyir, çünki Pulse eni dəyişməz olaraq qalır və yüzlərlə mikrosaniyəyə bərabərdir və yalnız iki impuls (faza) arasındakı məsafə dəyişir. Mikrosxemin aşağı cərəyan sərfi (5...10 mA) səbəbindən R4 müqavimətini demək olar ki, 5 dəfə artırdım, bu da onun istilik rejimini asanlaşdırdı. VT2, VT1-də əsas mərhələ VT1-də gərginliyin düşməsini minimuma endirən "ümumi emitent - ümumi kollektor" dövrəsinə uyğun olaraq yığılmışdır. Güc gücləndiricisi yalnız 2 tranzistordan istifadə edir, çünki mikrosxemin yüksək çıxış cərəyanı (200 mA-a görə) emitter izləyicisi olmadan güclü tranzistorları birbaşa idarə etməyə imkan verir. Rezistor R5, VT1 və kollektor-emitter bazası keçidləri vasitəsilə cərəyanı istisna etmək üçün lazımdır.
Şəkil 2
açıq tranzistorlar üçün iki diod kimi birləşdirilən emitter VT2. Bu dövrənin nisbətən aşağı sürətinə görə generatorun tezliyini aşağı salmaq lazım idi (C1-in tutumunun artırılması). Giriş gərginliyi maksimum mümkün olmalıdır, lakin 40...50 V-dan çox olmamalıdır. R8 rezistorunun müqaviməti düsturla hesablana bilər.
Beləliklə, giriş gərginliyi 40 V-dirsə və çıxışda 0...25 V daxilində dəyişməlidirsə, R8 müqaviməti təxminən 6 kOhm-dir. Kommutasiya stabilizatorlarının xətti olanlarla müqayisədə ən əhəmiyyətli çatışmazlığı ondan ibarətdir ki, nəbz iş rejiminə görə çıxışda yüksək dalğalanma əmsalı (“fit”) müşahidə olunur ki, bunu aradan qaldırmaq çox çətindir. L1-C3 filtri ilə seriyaya başqa oxşar filtr daxil etmək məsləhətdir.
Bu dövrənin ən əhəmiyyətli üstünlüyü onun yüksək səmərəliliyidir və 200 mA-a qədər yük cərəyanı ilə VT1-də bir radiatora ehtiyac yoxdur. Stabilizatorun çap dövrə lövhəsinin rəsmi göstərilirŞəkil 2. Lövhə, ona lehimlənmiş VT1 tranzistorundan istifadə edərək radiatora əlavə olunur, lakin tranzistordan ayrıca şassiyə əlavə edilə bilər. Bu halda birləşdirici naqillərin uzunluğu 10...15 sm-dən çox olmamalıdır.Rezistor R7
İdxal edilmiş, dəyişən; əvəzinə lövhədən kənarda yerləşən trimmer və ya dəyişən istifadə edə bilərsiniz. Bu vəziyyətdə tellərin uzunluğu kritik deyil. Şok L1 xarici diametri 10...15 mm olan halqaya d=0,6...0,8 mm naqillə doldurulana qədər sarılır, əlavə süzgəcin boğucusu transformatordan gələn rulona eyni naqillə sarılır, döngələrin sayı maksimum olmalıdır. Transistor VT2 - istənilən orta güc (KT602, KT817B...G).
Kondansatör C1 filmdən daha yaxşıdır (aşağı sızma ilə). L1 tənzimləyicisini parafinlə doldurmaq məsləhətdir, çünki olduqca yüksək səslə fit çalır.
A. KOLDUNOV
Son 10-20 ildə məişət elektronikasının sayı dəfələrlə artmışdır. Çox sayda elektron komponentlər və hazır modullar meydana çıxdı. Güc tələbləri də artdı; bir çoxu sabitləşdirilmiş gərginlik və ya sabit cərəyan tələb edir.
Sürücü ən çox LED-lər və avtomobil akkumulyatorlarını doldurmaq üçün cari stabilizator kimi istifadə olunur. Belə bir mənbə indi hər bir LED işıqforda, lampada və ya lampada mövcuddur. Köhnə və sadədən ən təsirli və müasirə qədər bütün sabitləşdirmə variantlarını nəzərdən keçirək. Onlara led sürücülər də deyilir.
Pulse tənzimlənən DC
15 il əvvəl, birinci kursda elektron avadanlıqlar üçün “Güc mənbələri” fənnindən testlər vermişdim. O vaxtdan bu günə qədər xətti stabilizatorlar sinfinə aid olan LM317 mikrosxem və onun analoqları ən populyar və populyar olaraq qalır.
Hal-hazırda bir neçə növ gərginlik və cərəyan stabilizatorları var:
Pulse PWM nəzarətçisində xüsusiyyətlər adətən 3 ilə 7 amper arasındadır. Əslində, bu, müəyyən bir rejimdə soyutma sistemindən və səmərəliliyindən asılıdır. Aşağı giriş gərginliyini artırmaq çıxışı daha yüksək edir. Bu seçim aşağı voltlu enerji təchizatı üçün istifadə olunur. Məsələn, bir avtomobildə, 12V-dən 19V və ya 45V etmək lazım olduqda. Bir azaldılması ilə daha asandır, yüksək istənilən səviyyəyə endirilir.
"12 və 220V" məqaləsində LED-ləri gücləndirməyin bütün yolları haqqında oxuyun. Bağlantı diaqramları 20 rubl üçün ən sadə olanlardan yaxşı funksionallığı olan tam hüquqlu vahidlərə qədər ayrıca təsvir edilmişdir.
Funksionallığa görə, onlar ixtisaslaşmış və universal bölünür. Universal modullar adətən Volt və Amper çıxışını tənzimləmək üçün 2 dəyişən müqavimətə malikdir. İxtisaslaşmış olanlarda çox vaxt tikinti elementləri yoxdur və çıxış dəyərləri sabitdir. İxtisaslaşmış olanlar arasında LED-lər üçün cari stabilizatorlar geniş yayılmışdır, dövrə diaqramları İnternetdə çox miqdarda mövcuddur.
Lm2596
LM2596 impulslu olanlar arasında populyarlaşdı, lakin müasir standartlara görə aşağı səmərəliliyə malikdir. 1 amperdən çox olarsa, o zaman radiator tələb olunur. Bənzərlərin kiçik bir siyahısı:
Yaxşı xüsusiyyətlərə malik olan, lakin daha az yayılmış müasir Çin çeşidini əlavə edəcəyəm. Aliexpress-də işarələmə ilə axtarış kömək edir. Siyahı onlayn mağazalar tərəfindən tərtib edilmişdir:
Çin gündüz işləyən işıqlar DRL üçün də uyğundur. Aşağı qiymətə görə, LED-lər bir rezistor vasitəsilə avtomobil akkumulyatoruna və ya avtomobil şəbəkəsinə qoşulur. Lakin gərginlik impulslarda 30 volta qədər sıçrayır. Aşağı keyfiyyətli LED-lər belə dalğalanmalara tab gətirə bilmir və ölməyə başlayır. Çox güman ki, bəzi LED-lərin işləmədiyi yerlərdə yanıb-sönən DRL-ləri və ya işləyən işıqları görmüsünüz.
Bu elementlərdən istifadə edərək öz əllərinizlə bir dövrə yığmaq sadə olacaq. Bunlar əsasən cərəyan stabilizasiya rejimində işə salınan gərginlik stabilizatorlarıdır.
Bütün blokun maksimum gərginliyini və PWM nəzarətçisinin maksimum gərginliyini qarışdırmayın. Pulse mikrosxeminin 35V-ə qədər girişi olduqda blokda aşağı gərginlikli 20V kondansatörlər quraşdırıla bilər.
Öz əlinizlə LED-lər üçün cari stabilizator düzəltməyin ən asan yolu LM317-dən istifadə etməkdir, sadəcə onlayn kalkulyatordan istifadə edərək LED üçün rezistoru hesablamalısınız. Yemək əlində istifadə edilə bilər, məsələn:
Belə bir çeviricinin üstünlükləri aşağı qiymət, satın almaq asan, minimum hissələr, yüksək etibarlılıqdır. Cari stabilizator dövrəsi daha mürəkkəbdirsə, onu öz əllərinizlə yığmaq irrasional olur. Bir radio həvəskarı deyilsinizsə, nəbz cərəyanı stabilizatoru almaq daha asan və daha sürətli olur. Gələcəkdə tələb olunan parametrlərə dəyişdirilə bilər. Daha çox məlumatı "Hazır modullar" bölməsində tapa bilərsiniz.
220V LED üçün bir sürücü ilə maraqlanırsınızsa, onu sifariş etmək və ya almaq daha yaxşıdır. Onların orta istehsal mürəkkəbliyi var, lakin quraşdırma daha çox vaxt aparacaq və quraşdırma təcrübəsi tələb edəcək.
220 LED sürücüsü, nasaz LED dövrəsi olan nasaz LED lampaları, lampalar və işıqforlardan çıxarıla bilər. Bundan əlavə, demək olar ki, hər hansı bir mövcud sürücü dəyişdirilə bilər. Bunu etmək üçün konvertorun yığıldığı PWM nəzarətçisinin modelini öyrənin. Tipik olaraq, çıxış parametrləri bir rezistor və ya bir neçə ilə təyin olunur. Məlumat cədvəlindən istifadə edərək, tələb olunan Amperi əldə etmək üçün müqavimətin nə olduğuna baxın.
Hesablanmış dəyərin tənzimlənən bir rezistorunu quraşdırsanız, çıxışdakı Amperlərin sayı tənzimlənəcəkdir. Yalnız göstərilən nominal gücü aşmayın.
Ucuz, lakin yüksək keyfiyyətli modullar axtarmaq üçün tez-tez Aliexpress-də çeşidlərə baxmalı oluram. Qiymət fərqi 2-3 dəfə ola bilər, minimum qiyməti axtarmağa vaxt sərf olunur. Amma bunun sayəsində sınaq üçün 2-3 ədəd sifariş edirəm. Çində komponentlər alan istehsalçılarla rəylər və məsləhətlər üçün alıram.
2016-cı ilin iyun ayında optimal seçim XL4015-ə əsaslanan universal modul idi, qiyməti pulsuz çatdırılma ilə 110 rubl idi. Onun xüsusiyyətləri 100 vata qədər yüksək güclü LED-ləri birləşdirmək üçün uygundur.
Sürücü rejimində dövrə.
Standart versiyada XL4015 korpusu soyuducu kimi xidmət edən lövhəyə lehimlənir. Soyutmanı yaxşılaşdırmaq üçün XL4015 korpusunda radiator quraşdırmaq lazımdır. Əksər insanlar onu üstünə qoyurlar, lakin belə bir quraşdırmanın səmərəliliyi aşağıdır. Soyutma sistemini lövhənin altındakı mikrosxemin lehimləndiyi yerin əksinə quraşdırmaq daha yaxşıdır. İdeal olaraq, onu lehimləmək və termal pastadan istifadə edərək tam hüquqlu bir radiatora yerləşdirmək daha yaxşıdır. Ayaqları çox güman ki, məftillərlə uzatmaq lazımdır. Nəzarətçi belə ciddi soyutma tələb edirsə, Schottky dioduna da ehtiyac olacaq. O, həmçinin radiatora yerləşdirilməlidir. Bu modifikasiya bütün dövrənin etibarlılığını əhəmiyyətli dərəcədə artıracaqdır.
Ümumiyyətlə, modulların yanlış enerji təchizatına qarşı qorunması yoxdur. Bu, onları dərhal sıradan çıxarır, diqqətli olun.
Tətbiq (yuvarlanan) hətta elektronika ilə bağlı heç bir bacarıq və ya bilik tələb etmir. Sxemlərdə xarici elementlərin sayı minimaldır, buna görə də bu, hər kəs üçün əlverişli bir seçimdir. Onun qiyməti çox aşağıdır, onun imkanları və tətbiqləri dəfələrlə sınaqdan keçirilmiş və yoxlanılmışdır. Yalnız yaxşı soyutma tələb edir, bu onun əsas çatışmazlığıdır. Ehtiyatlı olmağınız lazım olan yeganə şey, daha pis parametrləri olan aşağı keyfiyyətli Çin LM317 mikrosxemləridir.
Çıxışda artıq səs-küyün olmaması səbəbindən yüksək keyfiyyətli Hi-Fi və Hi-End DAC-ları gücləndirmək üçün xətti sabitləşdirmə mikrosxemlərindən istifadə edilmişdir. DAC-lər üçün gücün təmizliyi böyük rol oynayır, buna görə də bəziləri bunun üçün batareyalardan istifadə edirlər.
LM317 üçün maksimum güc 1,5 Amperdir. Amperlərin sayını artırmaq üçün dövrəyə sahə effektli tranzistor və ya adi birini əlavə edə bilərsiniz. Çıxışda aşağı müqavimət müqaviməti ilə təyin olunan 10A-a qədər əldə etmək mümkün olacaq. Bu diaqramda əsas yük KT825 tranzistoru tərəfindən qəbul edilir.
Başqa bir yol, daha böyük bir soyutma sisteminə daha yüksək texniki xüsusiyyətləri olan bir analoq quraşdırmaqdır.
20 illik təcrübəyə malik bir radio həvəskarı olaraq, satılan hazır blok və modulların çeşidindən məmnunam. İndi minimum vaxt ərzində hazır bloklardan istənilən cihazı yığa bilərsiniz.
“Tank biatlonu”nda ən yaxşı Çin tankının təkərinin necə yıxıldığını görəndən sonra Çin məhsullarına inamımı itirməyə başladım.
Çin onlayn mağazaları enerji təchizatı, DC-DC cərəyan çeviriciləri və sürücülərin çeşidində lider oldu. Onların pulsuz satış üçün demək olar ki, hər hansı modulları var; daha diqqətlə baxsanız, çox yüksək ixtisaslaşdırılmış modulları da tapa bilərsiniz. Məsələn, 10.000 min rubl üçün 100.000 rubl dəyərində bir spektrometr yığa bilərsiniz. Burada qiymətin 90%-i marka və bir qədər dəyişdirilmiş Çin proqramı üçün qiymət artımıdır.
Qiymət 35 rubldan başlayır. DC-DC gərginlik çeviricisi üçün sürücü daha bahalıdır və bir əvəzinə iki və ya üç kəsmə rezistoruna malikdir.
Daha çox yönlü istifadə üçün tənzimlənən sürücü daha yaxşıdır. Əsas fərq, çıxış amperlərini təyin edən dövrədə dəyişən bir rezistorun quraşdırılmasıdır. Bu xüsusiyyətlər mikrosxem, məlumat cədvəli, məlumat cədvəli üçün spesifikasiyalarda tipik əlaqə diaqramlarında göstərilə bilər.
Belə sürücülərin zəif nöqtələri induktorun və Schottky diodunun istiləşməsidir. PWM nəzarətçi modelindən asılı olaraq, çipin əlavə soyudulması olmadan 1A-dan 3A-a qədər davam edə bilərlər. 3A-dan yuxarıdırsa, PWM-nin və güclü Schottky diodunun soyudulması tələb olunur. Boğucu daha qalın bir məftillə bükülür və ya uyğun olanı ilə əvəz olunur.
Səmərəlilik iş rejimindən və giriş və çıxış arasındakı gərginlik fərqindən asılıdır. Səmərəlilik nə qədər yüksək olarsa, stabilizatorun istiləşməsi bir o qədər aşağı olar.
Çatdırılma qiymətə daxil olduğunu nəzərə alsaq dəyəri çox aşağıdır. Əvvəllər düşünürdüm ki, qiyməti 30-50 rubl olan bir məhsula görə çinlilər heç çirklənməz, aşağı gəlir üçün bu, çox işdir. Amma təcrübə göstərdiyi kimi, yanılmışam. İstənilən ucuz cəfəngiyyatı yığıb göndərirlər. 98% hallarda gəlir və mən Aliexpress-də 7 ildən çoxdur və böyük məbləğlərə, yəqin ki, artıq təxminən 1 milyon rubla alıram.
Ona görə də əvvəlcədən sifariş verirəm, adətən eyni adlı 2-3 ədəd. Mən yerli forumda və ya Avitoda ehtiyacım olmayanları satıram, hər şey isti tortlar kimi satılır.
Pulse-width modelləşdirmə (PWM) prinsipi çoxdan məlumdur, lakin nisbətən yaxınlarda müxtəlif sxemlərdə istifadə olunmağa başladı. Müxtəlif sahələrdə istifadə olunan bir çox cihazların işləməsi üçün əsas nöqtədir: müxtəlif güclərin fasiləsiz enerji təchizatı, tezlik çeviriciləri, gərginlik, cərəyan və ya sürətə nəzarət sistemləri, laboratoriya tezliyi çeviriciləri və s. O, həm xidmət, həm də güclü elektrik mühərriklərinin işinə nəzarət elementi kimi avtomobil sənayesində və istehsalda özünü mükəmməl şəkildə sübut etmişdir. PWM tənzimləyicisi müxtəlif dövrələrdə işləyərkən özünü sübut etdi.
PWM nəzarətçisi daxil olan elektron sxemlərdən istifadə edərək elektrik mühərrikinin fırlanma sürətini necə tənzimləyə biləcəyinizi göstərən bir neçə praktik nümunəyə baxaq. Tutaq ki, avtomobilinizin istilik sistemində elektrik mühərrikinin sürətini dəyişmək lazımdır. Kifayət qədər faydalı təkmilləşdirmə, elə deyilmi? Xüsusilə mövsümdən kənarda, kabinədəki temperaturu rəvan tənzimləmək istədiyiniz zaman. Bu sistemdə quraşdırılmış DC mühərriki sürəti dəyişdirməyə imkan verir, lakin onun EMF-yə təsir etmək lazımdır. Müasir elektron elementlərin köməyi ilə bu vəzifəni asanlıqla yerinə yetirmək olar. Bunun üçün mühərrikdə güclü sahə effektli tranzistor işə salınır. O, təxmin etdiyiniz kimi, PWM tərəfindən idarə olunur.Onun köməyi ilə siz elektrik mühərrikinin sürətini geniş diapazonda dəyişə bilərsiniz.
PWM tənzimləyicisi sxemlərdə necə işləyir?Bu vəziyyətdə bir az fərqli idarəetmə sxemi istifadə olunur, lakin iş prinsipi eyni qalır. Nümunə olaraq, tezlik çeviricisinin işini nəzərdən keçirə bilərik. Bu cür cihazlar mühərriklərin sürətini tənzimləmək üçün istehsalda geniş istifadə olunur. Başlamaq üçün, üç fazalı gərginlik Larionov körpüsündən istifadə edərək düzəldilir və qismən hamarlanır. Və yalnız bundan sonra o, güclü bipolyar montaja və ya sahə effektli tranzistorlara əsaslanan modula qidalanır. Mikrokontroller əsaslı cihaz tərəfindən idarə olunur. Elektrik mühərrikinin müəyyən bir sürətini yaratmaq üçün lazım olan nəzarət impulslarını, onların genişliyini və tezliyini yaradır.
Təəssüf ki, yaxşı performans xüsusiyyətlərinə əlavə olaraq, PWM nəzarətçisindən istifadə edən sxemlər adətən güc dövrəsində güclü səs-küy yaşayır. Bu, elektrik mühərriklərinin sarımlarında və xəttin özündə endüktansın olması ilə bağlıdır. Onlar bununla çox müxtəlif dövrə həlləri ilə mübarizə aparırlar: AC dövrələrində güclü dalğalanma qoruyucuları quraşdırın və ya DC enerji təchizatı sxemlərində motorla paralel olaraq sərbəst dönmə diodunu quraşdırın.
Bu cür sxemlər kifayət qədər yüksək əməliyyat etibarlılığı ilə xarakterizə olunur və müxtəlif güclərin elektrik sürücülərini idarə etmək sahəsində yenilikçidir. Onlar olduqca yığcamdır və yaxşı idarə olunur. Belə cihazların ən son modifikasiyaları istehsalda geniş istifadə olunur.
