Трансформаторен DC-към-AC преобразувател. Трансформаторни преобразуватели на напрежение с ниска мощност на кондензатори (18 вериги). Инвертиране към захранването плюс

Тази глава ще се фокусира предимно върху трансформаторни преобразуватели на напрежение, обикновено състоящи се от генератор на квадратни вълни и множител на напрежение. Обикновено по този начин е възможно да се увеличи напрежението без забележими загуби с не повече от няколко пъти, както и да се получи напрежение с различен знак на изхода на преобразувателя. Токът на натоварване на такива преобразуватели е изключително малък - обикновено единици, по -рядко десетки mA.

Главният генератор на трансформаторни преобразуватели на напрежение може да бъде направен по типична схема, чийто основен елемент 1 (фиг. 1.1) е направен на базата на симетричен мултивибратор. Като пример, блоковите елементи могат да имат следните параметри: R1 = R4 = 1 kOhm; R2 = R3 = 10 kΩ; C1 = C2 = 0.01 μF. Транзисторите са с ниска мощност, например KT315. За да се увеличи мощността на изходния сигнал, беше използван типичен усилвател 2.

Ориз. 1.1. Схеми на основните елементи на безтрансформаторни преобразуватели: 1 - главен осцилатор; 2 - типичен усилвателен блок

Безтрансформаторният преобразувател на напрежение се състои от два типични елемента (фиг. 1.2): главен осцилатор 1 и натискащ превключвател-усилвател 2, както и умножител на напрежение (фиг. 1.1, 1.2). Преобразувателят работи при честота 400 Hz и осигурява изходно напрежение 12,5 V

напрежение 22 V при ток на натоварване до 100 mA (параметри на елементите: R1 = R4 = 390 Ohm, R2 = R3 = 5,6 kOhm, C1 = C2 = 0,47 μF). В блок 1 се използват транзистори KT603A - B; в блок 2 - GT402V (G) и GT404V (G).

Удвояваща напрежението верига без трансформатор

Вериги на преобразувателя на напрежение, базирани на типичен блок

Преобразувател на напрежение, изграден въз основа на типичния блок, описан по -горе (фиг. 1.1), може да се използва за получаване на изходно напрежение с различна полярност, както е показано на фиг. 1.3.

За първия вариант на изхода се генерират напрежения от -1-10 B и -10 B; за втория --1-20 B и -10 B, когато устройството се захранва от 12 V източник.

За захранване на тиратрони с напрежение около 90 B се използва схема на преобразувател на напрежение съгласно фиг. 1.4 с главен осцилатор 1 и параметрите на елементите: R1 = R4 = 1 kOhm,

R2 = R3 = 10 kΩ, C1 = C2 = 0,01 μF. Тук могат да се използват обикновени транзистори с ниска мощност. Умножителят има коефициент на умножение 12 и с наличното захранващо напрежение може да се очаква около 200 V на изхода, но в действителност, поради загуби, това напрежение е само 90 V, а стойността му спада бързо с увеличаване на тока на натоварване.

Ориз. 1.4. Схема на преобразувател на напрежение с многостепенен множител

Ориз. 1.5. Инверторна верига за напрежение

За получаване на обърнато изходно напрежение може да се използва и преобразувател, базиран на типична единица (фиг. 1.1). На изхода на устройството (фиг. 1.5) се формира напрежение, което е противоположно по знак на захранващото напрежение. В абсолютна стойност това напрежение е малко по -ниско от захранващото напрежение, което се дължи на спада на напрежението (загуба на напрежение) върху полупроводниковите елементи. Колкото по-ниско е захранващото напрежение на веригата и колкото по-висок е товарният ток, толкова по-голяма е тази разлика.

Преобразувателят на напрежение (удвоител) (фиг. 1.6) съдържа главен осцилатор 1 (1 на фиг. 1.1), два усилвателя 2 (2 на фиг. 1.1) и мостов токоизправител (VD1 -VD4).

Блок 1: R1 = R4 = 100 Ohm; R2 = R3 = 10 kΩ; C1 = C2 = 0,015 μF, транзистори KT315.

Известно е, че мощността, предавана от първи контур към вторична верига, е пропорционална на работната честота на преобразуване, следователно, едновременно с нейния растеж, капацитетът на кондензаторите намалява и следователно размерите и цената на устройството.

Този преобразувател осигурява изходно напрежение от 12 B (на празен ход). При съпротивление на натоварване от 100 Ohm, изходното напрежение пада до 11 B; при 50 Ohm - до 10 B; и при 10 Ohm - до 7 B.

Ориз. 1.6. Удвояваща верига за напрежение с висока мощност

Преобразувателна схема за получаване на биполярни изходни напрежения

Преобразувателят на напрежение (фиг. 1.7) ви позволява да получите на изхода две напрежения с различна полярност с обща средна точка. Тези напрежения често се използват за захранване на операционни усилватели. Изходните напрежения са близки по абсолютна стойност до захранващото напрежение на устройството и се променят едновременно при промяна на стойността му.

Транзистор VT1 - KT315, диоди VD1 и U02 -D226.

Блок 1: R1 = R4 = 1,2 kΩ; R2 = R3 = 22 kΩ; C1 = C2 = 0,022 μF, транзистори KT315.

Блок 2: транзистори GT402, GT404.

Изходният импеданс на удвоителя е 10 ома. В режим на празен ход общото изходно напрежение на кондензаторите C1 и C2 е 19,25 V при консумация на ток от 33 mA. С увеличаване на тока на натоварване от 100 на 200 mA, това напрежение намалява от 18,25 на 17,25 V.

Главният генератор на преобразувателя на напрежение (фиг. 1.8) е направен върху два / SHO / 7-елемента. Към неговия изход е свързана каскада от усилване на транзистори VT1 и VT2. Инвертираното напрежение на изхода на устройството, като се вземат предвид загубите от преобразуване, е с няколко процента (или десетки процента - при захранване с ниско напрежение) по-малко от входното напрежение.

Ориз. 1.8. Схема на преобразувател-инвертор на напрежение с главен осцилатор върху CMOS елементи

Подобна схема на преобразувател е показана на следната фигура (фиг. 1.9). Преобразувателят съдържа главен осцилатор на / CMO / 7-микросхема, етап на усилване на транзистори VT1 и VT2, схеми за удвояване на изходното импулсно напрежение, кондензаторни филтри и верига за образуване на изкуствена средна точка на базата на чифт ценерови диоди. На изхода на преобразувателя се образуват следните напрежения: -i -15 B при ток на натоварване 13 ... 15 ml и -15 B при ток на натоварване 5 mA.

На фиг. 1.10 показва диаграма на изходния възел на безтрансформаторен преобразувател на напрежение. Този възел всъщност е

Схема на преобразувател на напрежение за образуване на биполярни напрежения с главен осцилатор върху CMOS елементи

Ориз. 1.10. Схема на изходния етап на безтрансформаторен преобразувател на напрежение

е усилвател на мощност. За да го управлявате, можете да използвате генератор на импулси, работещ на честота ^ 0 kHz.

Без товар, преобразувател с такъв усилвател на мощност консумира ток от около 5 mA. Изходното напрежение се доближава до 18 волта (два пъти по -голямо от захранващото напрежение). При ток на натоварване от 120 mA, изходното напрежение се намалява до 16 B при ниво на пулсации от 20 mV. Ефективността на устройството е около 85%, изходният импеданс е около 10 ома.

Когато възелът работи от главен осцилатор на CMOS-елементи, инсталирането на резистори R1 и R2 не е необходимо, но за ограничаване на изходния ток на микросхемата е препоръчително да свържете изхода му към транзисторен усилвател на мощност през резистор с съпротивление от няколко kΩ.

Една проста схема на преобразувател на напрежение за управление на варикапи е възпроизвеждана многократно в различни списания. Преобразувателят произвежда 20 V, когато се захранва от 9 B, и такава схема е показана на фиг. 1.11. Генератор на импулси близо до правоъгълен е сглобен на транзистори VT1 и VT2. Диодите VD1 - VD4 и кондензаторите C2 - C5 образуват множител на напрежение, а резистор R5 и ценерови диоди VD5, VD6 образуват параметричен регулатор на напрежението.

Ориз. 1.11. Схема на преобразувател на напрежение за варикапи

Ориз. 1.12. CMOS верига на преобразувател на напрежение

Прост преобразувател на напрежение само на една микросхема K561LN2 с минимален брой шарнирни елементи може да бъде сглобен съгласно схемата на фиг. 1.12.

Основните параметри на преобразувателя при различни захранващи напрежения и токове на натоварване са показани в Таблица 1.1.

Таблица 1.1. Параметри на преобразувателя на напрежение (фиг. 1.12)

Upit		Uout, V

Схема на изходното стъпало на биполярния драйвер за напрежение

За преобразуване на напрежение от едно ниво в биполярно изходно напрежение може да се използва преобразувател с изходен етап съгласно схемата на фиг. 1.13. Когато входното напрежение на преобразувателя е 5 B, изходното напрежение е -i -8 B и -8 B при ток на натоварване 30 mA. Ефективността на преобразувателя е 75%. Стойността на ефективността и стойността на изходното напрежение могат да бъдат увеличени чрез използване на диоди на Шотки в токоизправителя на множителя на напрежението. С увеличаване на захранващото напрежение до 9 B, изходното напрежение се увеличава до 15 V.

Приблизителен аналог на транзистора 2N5447 - KT345B; 2N5449 - KT340B. Във веригата можете да използвате по -често срещани елементи, например транзистори като KT315, KT361.

Голямо разнообразие от генератори на квадратни вълни могат да се използват за вериги на преобразуватели на напрежение, базирани на принципа на умножителите на импулсното напрежение. Такива генератори често се изграждат на микросхема KR1006VI1 (фиг. 1.14). Изходният ток на тази микросхема е доста голям (100 mA) и често е възможно да се направи без допълнителни етапи на усилване. Генераторът на микросхемата DA1 (KR1006VI1) произвежда правоъгълни импулси, чиято честота на повторение се определя от елементите R1, R2, C2. Тези импулси от пин 3 на микросхемата се подават към умножителя на напрежението. Резистивен делител R3, R4 е свързан към изхода на множителя на напрежението, напрежението от което се подава към входа за "нулиране" (щифт 4) на микросхемата DA1. Параметрите на този делител са избрани по такъв начин, че ако изходното напрежение в абсолютна стойност предвижда входното напрежение (захранващо напрежение), генерирането спира. Точната стойност на изходното напрежение може да се регулира чрез избор на съпротивленията на резисторите R3 и R4.

Схема на преобразувател на напрежение-инвертор с главен осцилатор на микросхемата KR1006VI1

Характеристиките на преобразувателя - инвертор на напрежение (фиг. 1 ^ 14) са дадени в таблица. 1.2.

Следващата фигура показва друга схема на преобразувателя на напрежение на микросхемата KR1006VI1 (фиг. 1.15). Работната честота на главния осцилатор е 8 kHz. Изходът му е включен транзисторен усилватели токоизправител за удвояване на напрежението. Когато напрежението на захранването е 12 B, изходът на преобразувателя е 20 V. Загубите на преобразувателя се дължат на спада на напрежението върху диодите на токоизправителя с удвояващо напрежение.

Таблица 1.2. Характеристики на преобразувателя на напрежение-инвертор (фиг. 1.14)

Upit, V		Консумация, mA

Схема на преобразувател на напрежение с микросхема KR1006VI1 и усилвател на мощност

Въз основа на същата микросхема (фиг. 1.16) може да се създаде инвертор на напрежение. Работната честота на преобразуването е 18 kHz, работният цикъл е 1,2.

Както при другите подобни устройства, изходното напрежение на преобразувателя зависи значително от тока на натоварване.

TTL и /SMOG/-чипове могат да се използват за изправяне на тока. Развивайки темата, авторът на тази идея Д. Кътбърт предложи безтрансформаторен преобразувател-инвертор на напрежение на базата на GG // - микросхеми (фиг. 1.17).

Устройството съдържа две микросхеми: DDI и DD2. Първият от тях работи като генератор на правоъгълни импулси с честота 7 kHz (елементи DDI .1 и DDI .2), към чийто изход е свързан инверторът DD1.3 - DDI.6. Втората микросхема (DD2) е включена по необичаен начин (виж диаграмата): изпълнява функцията

Драйвер на отрицателно напрежение

Ориз. 1.17. Инверторна схема на напрежение, базирана на две микросхеми

диоди. Всички негови елементи-инвертори са свързани паралелно, за да се увеличи товароносимостта на преобразувателя.

В резултат на такова включване на изхода на устройството се получава обърнато напрежение-U, приблизително равно (по абсолютна стойност) на захранващото напрежение. Захранващото напрежение на устройството със 74HC04 може да бъде от 2 до 7 V. Приблизителен вътрешен аналог е GG // - микросхема от типа K555LN1 (работи в по -тесен диапазон на захранващи напрежения) или / SMOS / -схеми и KR1564LN1.

Максималният изходен ток на преобразувателя достига 10 mA. Когато товарът е изключен, устройството практически не консумира ток.

При разработването на по-горе разгледаната идея за използване на защитни диоди / C / WO / 7-микросхеми, налични на входовете и изходите / SL // 0/7-елементи, ще разгледаме работата на преобразувател на напрежение, направен на две микросхеми DDI и DD2 от тип K561LA7 (радар. 1.18). Първият от тях сглоби генератор, работещ на честота 60 kHz. Втората микросхема изпълнява функцията на мостов изправител на честота на изглед.

Ориз. 1.18. Схема на точен преобразувател на полярността на две микросхеми K561LA7

CMOS прекъсвач с малък размер

Превключването е направено с главен осцилатор, базиран на CMOS инвертори. Честотата на осцилатора зависи от оценките на C2-R1. Тъй като полевият транзистор с изолирана порта се управлява от статичен заряд и не изисква голям ток в …….

Стабилизатор на напрежението на компаратора Основни технически характеристики: Изходно напрежение, V ……………………………………………………. 5 Ток на натоварване, A …………………………………………………………………… 2 Пулсационно напрежение, mV ………………………………………… …… …… ..50 Коефициент на стабилизиране ………………………………………………… .100 Честота на превключване, kHz ……………………………………………… ..25 Стабилизаторът на напрежението работи по следния начин. Референтното напрежение на трион се сравнява от компаратора .......

Използването на кондензатори за намаляване на напрежението, подавано към товар от осветителна мрежа, има дълга история. През 50-те години радиолюбителите широко използваха кондензатори в безтрансформаторни захранвания за радиоприемници, които бяха свързани последователно в …….

Използването на тристепенен инвертор в честотния преобразувател позволява повишаване на напрежението на системата. Ако не се изисква възстановяване на енергия в захранващата мрежа, тогава е препоръчително да се използва 12-импулсен диоден токоизправител с последователно свързване на трифазни мостове. Ако …….

Понякога се налага повишаване на напрежението за зареждане на кондензатори или захранване на вериги с високо напрежение. Това напрежение може да се използва за пистолети на Гаус с ниска мощност и др. Преобразувателят няма импулсен трансформатор, което драстично намалява размера на печатната платка.

Увеличаването на входното напрежение се дължи на използвания дросел. Акумулаторният дросел има индуктивност от 1000 microHenry, ефективността на преобразувателя като цяло зависи от коефициента на качество на дросела.

Генераторът на импулси е настроен на честота 14 kHz, но можете да увеличите работната честота, като по този начин намалите оборотите на дросела. Самият дросел може да бъде навит на W-образна сърцевина или, в краен случай, на прът, размерите не са критични.

Проводникът, използван за навиване на дросела, може да има диаметър 0,2 мм, тъй като изходният ток на преобразувателя не надвишава 7-8 mA.

Транзистор с полеви ефект-буквално всеки, който може да работи при напрежение над 400 волта, дори поставям биполярни, но с полеви е определено по-добре. Мощността на преобразувателя може да се увеличи по няколко начина, които са взаимосвързани.

1) Увеличаване на захранващото напрежение.
2) Използване на по -мощни транзистори.
3) Използване на допълнителен драйвер на изхода на микросхемата.
4) Използване на по-дебела тел за навиване на дросела.

Но всички тези методи могат да увеличат изходния ток на устройството само с няколко милиампера. Именно поради незначителната изходна мощност (не повече от 2 вата) веригата не е намерила широко приложение, но понякога е просто незаменима. Вместо чипа NE555 можете да използвате мултивибратор, който ще бъде настроен на същата честота (14 kHz).

Полевият транзистор не се нуждае от радиатор, тъй като разсейването на мощността е твърде оскъдно.

За да заредите напълно капацитет с високо напрежение от 1000 μF, устройството ще отнеме около 5 минути, така че ако ще използвате такъв преобразувател, трябва да изчакате, но устройството е много просто, компактно и икономично.

Тук ще бъдат разгледани безтрансформаторни преобразуватели на напрежение, обикновено състоящ се от генератор с квадратна вълна и множител на напрежение.

Обикновено по този начин е възможно да се увеличи напрежението без забележими загуби с не повече от няколко пъти, а също и да се получи напрежение с различен знак на изхода на преобразувателя. Токът на натоварване на такива преобразуватели е изключително малък - обикновено единици, по -рядко десетки mA.

Главен генератор

Главният генератор на трансформаторни преобразуватели на напрежение може да бъде направен по типична схема, чийто основен елемент 1 (фиг. 1) е направен на базата на симетричен мултивибратор.

Като пример, блоковите елементи могат да имат следните параметри: R1 = R4 = 1 kOhm; R2 = R3 = 10 kΩ C1 = C2 = 0,01 μF. Транзисторите са с ниска мощност, например KT315. За увеличаване на мощността на изходния сигнал се използва типичен усилвател 2.

Ориз. 1. Схеми на основните елементи на безтрансформаторни преобразуватели: 1 - главен осцилатор; 2 - типичен усилвател блок.

Безтрансформаторен преобразувател на напрежение

Безтрансформаторният преобразувател на напрежение се състои от два типични елемента (фиг. 2): главен осцилатор 1 и натискащ превключвател-усилвател 2, както и множител на напрежение (фиг. 2).

Конверторът работи на честота 400 Hz и осигурява захранващо напрежение 12,5Vизходно напрежение 22Впри ток на натоварване до 100 mA(параметри на елементите: R1 = R4 = 390 ома. R2- R3 = 5,6 kOhm, C1 = C2 = 0,47 μF). В блок 1 се използват транзистори KT603A - b; в блок 2 - GT402V (G) и GT404V (G).

Ориз. 2. Схема на безтрансформаторен преобразувател с удвояване на напрежението.

Ориз. 3. Схеми на преобразуватели на напрежение, базирани на типичен блок.

За получаване може да се използва преобразувател на напрежение, базиран на типичния блок, описан по -горе (фиг. 1) изходно напрежение с различна полярносткакто е показано на фиг. 3.

За първия вариант на изхода се генерират напрежения от +10 V и -10 V; за втория - +20 V и -10 V, когато устройството се захранва от източник 12V.

Преобразувателна верига за захранване на тиратрони 90V

За захранване на тиратрони с напрежение около 90 V се използва схема на преобразувател на напрежение съгласно фиг. 4 със задаващ осцилатор 1 и параметрите на елементите: R1 = R4 = -1 kΩ, R2 = R3 = 10 kΩ, C1 = C2 = 0,01 μF.

Тук могат да се използват обикновени транзистори с ниска мощност. Умножителят е с коефициент на умножение 12 и при наличното захранващо напрежение може да се очаква около 200 V на изхода, но реално поради загуби това напрежение е само 90 V, а стойността му намалява бързо с увеличаване на тока на натоварване.

Ориз. 4. Схема на преобразувател на напрежение с многостепенен множител.

Инвертор за полярност на напрежението от (+) до (-)

За да се получи обърнато изходно напрежение, може да се използва и преобразувател, базиран на типична единица (фиг. 1). На изхода на устройството (фиг. 5) се генерира напрежение, противоположно по знак на захранващото напрежение.

Ориз. 5. Инверторна верига за напрежение.

В абсолютна стойност това напрежение е малко по -ниско от захранващото напрежение, което се дължи на спада на напрежението (загуба на напрежение) върху полупроводниковите елементи. Колкото по -ниско е захранващото напрежение на веригата и колкото по -голям е токът на натоварване, толкова по -голяма е тази разлика.

Преобразувател на напрежение (удвоител)

Преобразувателят на напрежение (удвоител) (фиг. 6) съдържа главен осцилатор 1 (1 на фиг. 1.1), два усилвателя 2 (2 на фиг. 1.1) и мостов токоизправител (VD1 - VD4).

Ориз. 6. Схема за удвояване на напрежение с висока мощност.

Блок 1: R1 = R4 = 100 Ohm; R2 = R3 = 10 kΩ; C1 = C2 = 0,015 μF, транзистори KT315.

Този преобразувател осигурява изходно напрежение 12V(на празен ход). При съпротивление на натоварване от 100 ома, изходното напрежение пада до 11 V; при 50 Ohm - до 10 V; и при 10 ома - до 7 V.

Биполярен преобразувател на средната точка

Преобразувателят на напрежение (фиг. 7) ви позволява да получите на изхода две напрежения с различна полярност с обща средна точка. Тези напрежения често се използват за захранване на операционни усилватели. Изходните напрежения са близки по абсолютна стойност до захранващото напрежение на устройството и когато стойността му се промени, те се променят едновременно.

Ориз. 7. Схемата на преобразувателя за получаване на биполярни изходни напрежения.

Транзистор VT1 - KT315, диоди VD1 и VD2 - D226.

Блок 1: R1 = R4 = 1,2 kΩ; R2 = R3 = 22 kΩ; C1 = C2 = 0,022 μF, транзистори KT315.

Блок 2: транзистори GT402, GT404.

Преобразуватели-инвертори с главен осцилатор върху CMOS елементи

Главният генератор на преобразувателя на напрежение (фиг.8) е направен върху два CMOS елемента, към изхода му е свързан усилвателен етап на транзистори VT1 и VT2. Инвертираното напрежение на изхода на устройството, като се вземат предвид загубите при преобразуване, е с няколко процента (или десетки проценти - при захранване с ниско напрежение) по -малко от входното напрежение.

Ориз. 8. Схема на преобразувател-инвертор на напрежение с главен осцилатор върху CMOS елементи.

Подобна схема на преобразувател е показана на следващата фигура (фиг. 9). Преобразувателят съдържа главен осцилатор на CMOS микросхема, усилвателен етап на транзистори VT1 и VT2, схеми за удвояване на изходното импулсно напрежение, кондензаторни филтри и схема за формиране на изкуствена средна точка на базата на двойка ценерови диоди.

На изхода на преобразувателя се образуват следните напрежения: +15 b при ток на натоварване 13 ... 15 mA и -15 V при ток на натоварване 5 mA.

Ориз. 9. Схема на преобразувател на напрежение за образуване на биполярни напрежения с главен осцилатор върху CMOS елементи.

На фиг. 10 показва диаграма на изходния възел на безтрансформаторния преобразувател на напрежение.

Ориз. 10. Схема на изходния етап на безтрансформаторния преобразувател на напрежение.

Този възел всъщност е усилвател на мощност. За да го управлявате, можете да използвате генератор на импулси, работещ на честота 10 kHz.

Без товар, преобразувател с такъв усилвател на мощност консумира ток от около 5 mA. Изходното напрежение се доближава до 18 V (двойно захранващото напрежение). При ток на натоварване от 120 mA, изходното напрежение се намалява до 16 b при ниво на пулсации от 20 mV. Ефективността на устройството е около 85%, изходният импеданс е около 10 ома.

Когато възелът работи от главен осцилатор върху CMOS елементи, инсталирането на резистори R1 и R2 не е необходимо, но за ограничаване на изходния ток на микросхемата е препоръчително да се свърже неговият изход към транзисторен усилвател на мощност чрез резистор с съпротивление от няколко kΩ.

Преобразувател на напрежение за управление на варикапи

Една проста схема на преобразувател на напрежение за управление на варикапи е възпроизвеждана многократно в различни списания. Преобразувателят генерира 20 V, когато се захранва от 9 b, и такава схема е показана на фиг. единадесет.

Генератор на импулси близо до правоъгълен е сглобен на транзистори VT1 и VT2. Диодите VD1 - VD4 и кондензаторите C2 - C5 образуват умножител на напрежение, а резистор R5 и ценерови диоди VD5, VD6 образуват параметричен регулатор на напрежението.

Ориз. 11. Схема на преобразувателя на напрежение за варикапи.

Преобразувател на напрежение на CMOS микросхема

Ориз. 12. Схема на преобразувател на напрежение на CMOS микросхема.

Прост преобразувател на напрежениесамо на един CMOS чипс минимален брой приставки могат да бъдат сглобени съгласно схемата на фиг. 12.

Основните параметри на преобразувателя при различни захранващи напрежения и токове на натоварване са показани в Таблица 1.

Таблица 1. Параметри на преобразувателя на напрежение (фиг. 12):

Upit, V	Івых. mA	Uout, V

Биполярен преобразувател

Ориз. 13. Схема на изходния каскад на биполярния драйвер за напрежение.

За преобразуване на напрежение от едно ниво в биполярно изходно напрежение може да се използва преобразувател с изходен етап съгласно схемата на фиг. 13.

Когато входното напрежение на преобразувателя е 5V, изходното напрежение е + 8V и -8V при ток на натоварване 30 mA. Ефективността на преобразувателя е 75%. Стойността на ефективността и стойността на изходното напрежение могат да бъдат увеличени чрез използване на диоди на Шотки в токоизправителя на множителя на напрежението. С увеличаване на захранващото напрежение до 9 V, изходните напрежения се увеличават до 15 V.

Такива генератори често са изградени върху микросхемата KR1006VI1 (фиг. 14). Изходният ток на тази микросхема е доста голям (100 mA) и често е възможно да се направи без допълнителни етапи на усилване.

Генераторът на микросхемата DA1 (KR1006VI1) произвежда правоъгълни импулси, чиято честота на повторение се определя от елементите R1, R2, C2. Тези импулси от пин 3 на микросхемата се подават към умножителя на напрежението.

Резистивен делител R3, R4 е свързан към изхода на множителя на напрежението, напрежението от което се подава към входа за "нулиране" (щифт 4) на микросхемата DA1.

Параметрите на този делител са избрани по такъв начин, че ако изходното напрежение в абсолютна стойност надвишава входното напрежение (захранващо напрежение), генерирането спира. Точната стойност на изходното напрежение може да се регулира чрез избор на съпротивленията на резисторите R3 и R4.

Ориз. 14. Схема на преобразувател на напрежение-инвертор с главен осцилатор на микросхемата KR1006VI1.

Характеристиките на преобразувателя - инвертор на напрежение (фиг. 14) са дадени в таблица. 2.

Таблица 2. Характеристики на преобразувателя на напрежение-инвертор (фиг. 14).

Upit, V	Iout, mA	Ipotr, mA	Ефективност,%

Мощен преобразувател-инвертор на микросхемата KR1006VI1

Следващата фигура показва друга схема на преобразувател на напрежение на микросхемата KR1006VI1 (Фиг. 15). Работната честота на главния осцилатор е 8 kHz.

На изхода си са свързани транзисторен усилвател и токоизправител, сглобени съгласно схема за удвояване на напрежението. Когато напрежението на захранването е 12 b, изходът на преобразувателя е 20 V. Загубите на преобразувателя се дължат на спада на напрежението върху диодите на токоизправителя с удвояващо напрежение.

Ориз. 15. Схема на преобразувател на напрежение с микросхема KR1006VI1 и усилвател на мощност.

Инвертор за полярност на напрежението на микросхема KR1006VI1

На базата на същата микросхема (фиг. 16) може да се създаде инвертор на напрежение. Работната честота на преобразуването е 18 kHz, работният цикъл е 1,2.

Ориз. 16. Верига на драйвера на напрежението с отрицателна полярност.

Преобразувател на напрежение-инвертор на базата на микросхеми TTL

Както при другите подобни устройства, изходното напрежение на преобразувателя силно зависи от тока на натоварване.

TTL и CMOS ИС могат да се използват за коригиране на тока. Развивайки темата, авторът на тази идея Д. Кътбърт предлага безтрансформаторен преобразувател-инвертор на напрежение на базата на микросхеми TTL (фиг. 7).

Ориз. 17. Инвертор на напрежение на веригата на базата на две микросхеми.

Устройството съдържа две микросхеми: DD1 и DD2. Първият от тях работи като генератор на правоъгълни импулси с честота 7 kHz (елементи DD1.1 и DD1.2), към изхода на който е свързан инверторът DD1.3 - DD1.6.

Втората микросхема (DD2) е включена по необичаен начин (виж диаграмата): тя функционира като диоди. Всички негови елементи-инвертори са свързани паралелно, за да се увеличи товароносимостта на преобразувателя.

В резултат на такова включване се получава инвертирано напрежение -U на изхода на устройството, приблизително равно (по абсолютна стойност) на захранващото напрежение. Захранващото напрежение на устройство с CMOS микросхема 74NS04 може да бъде от 2 до 7 V. Приблизителен вътрешен аналог е микросхемата K555LN1 TTL (работи в по -тесен диапазон на захранващото напрежение) или CM15 микросхема KR1564LN1 CMOS.

Максимален изходен токконвертор достига 10 mA... Когато товарът е изключен, устройството практически не консумира ток.

Преобразувател на напрежение на микросхемата K561LA7

При разработването на горната идея за използване на защитни диоди от CMOS микросхеми, налични на входовете и изходите на CMOS елементи, ще разгледаме работата на преобразувател на напрежение, направен върху две микросхеми DD1 и DD2 от тип K561LA7 (фиг. 18) .

Първият от тях сглоби генератор, работещ на честота 60 kHz. Втората микросхема действа като мостов високочестотен токоизправител.

Ориз. 18. Схема на точен преобразувател на полярността на две микросхеми K561LA7.

По време на работа на преобразувателя на изхода се образува напрежение с отрицателна полярност, с висока точност при натоварване с високо съпротивление, повтарящо захранващото напрежение в целия диапазон от номинални стойности на захранващите напрежения (от 3 до 15 V ).

Увеличаване на напрежението без трансформатор. Множители. Изчислете онлайн. AC и DC преобразуване (10+)

Захранвания без трансформатори - Boost

Този процес е илюстриран на фигурата:

Синята област маркира зоната, където се зареждат кондензаторите С, а червената зона, където те пренасят натрупания заряд към кондензатора С1 и към товара.

За съжаление, периодично се срещат грешки в статиите, те се коригират, статиите се допълват, разработват, подготвят се нови. Абонирайте се за новините, за да сте информирани.

Ако нещо не е ясно, не забравяйте да попитате!
Задай въпрос. Обсъждане на статията. съобщения.

Добър вечер. Колкото и да се опитвах, не можах, използвайки дадените формули за фиг. 1.2, да науча стойностите на капацитетите на кондензаторите C1 и C2 с дадените стойности на данните във вашата таблица (Uin ~ 220V, Uout 15V , Iout 100mA, f 50Hz). Имам проблем, включете бобината на реле за постоянен ток с малък размер за работно напрежение -25V към ~ 220V мрежа, работният ток на бобината е I = 35mA. Може би не съм нещо

Резонансен инвертор, преобразувател на напрежение. Принципът на п ...
Сглобяване и регулиране на повишаващия преобразувател на напрежение. Описание на принципа на работа ...

Измерване на ефективната (ефективна) стойност на напрежение, ток. ...
Схема на устройството за измерване на ефективната стойност на напрежението / тока ...

Обратен импулсен преобразувател на напрежение. Бутон за захранване - б ...
Как да проектирате захранващо превключващо захранване. Как да изберем мощност ...

Изобретението се отнася до областта на електротехниката и е предназначено за използване при вторично захранване на инструменти и измервателни устройства. Техническият резултат е намаляване на стойността на консумираната активна мощност и увеличаване на стабилността на изходното напрежение. Преобразувателят на напрежение се състои от две идентични секции на блока за потискане на пренапрежението, направени под формата на последователно свързан кондензатор и резистор, свързани съответно към двата проводника между клемите за свързване на захранването и входовете на първия и втория мост токоизправители, изходът на първия токоизправител е свързан паралелно с входа на стабилизатора на напрежението, а в двата проводника на изхода на втория токоизправител се въвеждат първият и вторият регулиращи елементи, които са свързани последователно с входа на стабилизатора на напрежението. 2 болен.

Чертежи за RF патент 2513185

Технологична област

Безтрансформаторният преобразувател на напрежение принадлежи към областта на електротехниката и е предназначен за използване при вторично захранване на инструменти и измервателни уреди, по -специално за захранване на електронни електромери, електронен волтметър, различни защитни и автоматични релета, захранвани от наблюдаваната мрежа.

Предшестващо състояние на техниката

Известни източници на захранване (Хоровиц П., Хил У. Изкуството на електрическите схеми. В 3 тома. Т. 1. За от английски. - 4 -то издание. Преработено и допълнително. - М.: Мир, 1993. - 413 стр., Ил. ., Фиг. 1.80), съдържащ силов трансформатор, токоизправител, изглаждащ филтър, регулатор на напрежение от сериен тип, в който регулиращ елемент е свързан последователно с товара и играе ролята на контролирано съпротивление на баласта. Наличието на компенсиращ стабилизатор на напрежението позволява да се получи стабилно захранващо напрежение, а наличието на трансформатор дава възможност да се получи ниска консумация на активна мощност и, ако е необходимо, да се свърже неутралния проводник на мрежата към обща точка на източникът. Въпреки това, именно наличието на трансформатор е основният недостатък на такива източници, което увеличава техния размер и цена.

Известен е и безтрансформаторен преобразувател на MOS транзистор (захранващи вериги Schreiber G. 300. Токоизправители. Превключващи захранвания. Линейни стабилизатори и преобразуватели: Пер. От френски - М.: DMK, 2000. - 224 с: ил. (До помогнете на радиолюбителя), фиг. 246), съдържащ мостов изправител с пълна вълна, демпфиращ резистор, филтър, параметричен стабилизатор на ценеров диод, източник на референтно напрежение, двоен операционен усилвател, регулиращ елемент и мрежа делител на напрежение. Принципът на работа на безтрансформаторен преобразувател на MOS транзистор е, че в началото на всяка полувълна коригираното напрежение през отворен регулиращ елемент зарежда капацитивен филтър, свързан към товара. Когато референтното напрежение достигне резистора в делителя на напрежението, операционният усилвател затваря регулиращия елемент и капацитивният филтър спира зареждането. Основният недостатък на такъв източник на захранване е наличието на пулсации на изхода, които влошават работата на повечето измервателни устройства, и липсата на фиксиран потенциал на една от изходните точки спрямо мрежовото напрежение.

Най -близкият техническо решениепредложеното устройство е безтрансформаторно захранване (Описание на изобретението към патента на Руската федерация № 2077111, MPK6 Н02М 7/155, G05F 1/585, приоритет 01.06.1993 г. Публикувано на 10.04.1997 г., бюлетин. 10), в който модулът за потискане на свръхнапрежение се състои от две секции с еднакви съпротивления на променлив ток и всяка секция на блока за потискане на свръхнапрежението е направена под формата на последователно свързани резистор и кондензатор, общата точка на свързване на които е свързана към съответния терминал за свързване на източник на захранване, а свободните клеми на кондензаторите и резисторите на първата и втората секция модулът за потискане на излишното напрежение е свързан съответно към входовете на първия и втория мостови токоизправители, докато изходите на първият и вторият мостови токоизправители са свързани в съответствие и паралелно и са свързани чрез филтър към стабилизатор на напрежението. Стабилизаторът на напрежението е направен на два етапа, при които първият етап на стабилизатора е направен на ценеров диод, а вторият етап на стабилизатора съдържа главен елемент на ценеров диод, блок за стабилизиране на тока на задвижващия елемент и операционен усилвател, захранван от първия етап. Инвертиращият вход на операционния усилвател през първия резистор е свързан към изхода за свързване на първия товар, а през втория резистор е свързан към изхода за свързване на втория товар, също свързан към изходния изход на блока за стабилизация на тока на драйвера , неинвертиращият вход на усилвателя е свързан чрез третия и четвъртия резистор с равни съпротивления към клемите за свързване на захранването, изходът на операционния усилвател е свързан към терминала за свързване на първия товар. При безтрансформаторно захранване с двустепенен стабилизатор висока стабилност на захранващото напрежение и затягане на потенциала на един от изходните терминали спрямо "изкуствената нулева" точка с потенциала на половината от захранващото напрежение на мрежата е гарантиран, а основният недостатък на такова захранване е голямата консумация на активна мощност.

Разкриване на изобретението

Целта на изобретението е да се създаде безтрансформаторен преобразувател на напрежение с пълно вълнов токоизправител и затягане на потенциала на една от изходните точки спрямо мрежовото напрежение, при което стойността на консумираната активна мощност е намалена и стабилността на изходното напрежение се увеличава.

Проблемът е решен в безтрансформаторен преобразувател на напрежение, съдържащ две секции от модула за демпфиране на излишното напрежение с равни AC съпротивления, два пълноволнови токоизправителя, филтър, два регулиращи елемента, два операционни усилвателя и стабилизатор на напрежението и всяка секция от излишъка блокът за демпфиране на напрежение е направен под формата на последователно свързан резистор и кондензатор, свързани чрез обща точка към съответната клема за свързване на източника на захранване, свободни изводи на кондензаторите на двете секции и резистори на двете секции на блока за потискане на излишното напрежение са свързани съответно към входовете на първия и втория мостови токоизправители; изходът на първия токоизправител е свързан през филтъра паралелно и в съответствие с входа на стабилизатора на напрежението, изходът на втория токоизправител е свързан последователно и според първия и втория регулиращи елементи, свързани в първия и втория проводник съответно към входа на стабилизатора на напрежението, като първият регулиращ елемент е направен на n-канален А MOS транзистор с изчерпан тип или n-канален транзистор с полев ефект, вторият регулиращ елемент е направен на p-канален транзистор с полеви ефекти; стабилизаторът на напрежението е направен двустепенен, в който първият етап съдържа първия и втория възел, свързани съгласно и успоредно, първият възел е направен под формата на последователно свързване на първия ценеров диод и въведения първи резистор, въведеният втори възел е направен под формата на последователно свързване на втория ценеров диод и втория резистор, а общата точка на свързване на катода на първия ценерови диод в първия възел и втория резистор във втория възел е свързан към първия проводник на изхода на първия мостов токоизправител, също така свързан към източника на първия n-канален MOS транзистор от изчерпен тип, общата точка на свързване на анода на втория ценеров диод във втория възел и първия резистор в първия възел е свързан към втория проводник на изхода на първия мостов токоизправител, също свързан към източника на втория p-канален транзистор с полеви ефекти; изтичането на първия n-канал изчерпан тип MOS транзистор и източването на втория p-канален транзистор с полеви ефекти са свързани съответно към първия и втория проводник на изхода на втория токоизправител; първият n-канал изчерпан тип MOS транзистор се управлява от въведения първи операционен усилвател, чиито клеми за захранване са свързани към клемите на първия ценерови диод в първия възел на първия етап на стабилизатора, инвертиращият вход на първият усилвател чрез вмъкнатия трети и четвърти резистор с равни съпротивления е свързан към клемите на първия ценеров диод, неинвертиращият вход на първия усилвател чрез резистори с еднакво съпротивление е свързан към клемите за свързване на захранването, изходът на първия усилвател е свързан към управляващия портал на първия n-канал изчерпан тип MOS транзистор; вторият транзистор с полеви ефекти с p-канал се управлява от въведения втори операционен усилвател, чиито клеми за захранване са свързани към клемите на втория ценеров диод във втория възел на първия етап на стабилизатора, инвертиращият вход на вторият усилвател е свързан към изхода на въведения източник на референтно напрежение, неинвертиращият вход на втория усилвател е свързан към общата точка на анода на първия ценеров диод и първи резистор в първия възел на първия етап на стабилизатора, изходът на втория усилвател е свързан към контролния затвор на втория p-канален полеви транзистор; вторият етап на стабилизатора е направен по схемата на последователен регулатор на напрежението и се състои от главен елемент върху ценерови диод, блок за стабилизиране на тока на главния елемент и операционен усилвател, захранван от изхода на първия етап на стабилизатора, а именно захранван от първия ценеров диод в първия възел на първия етап на стабилизатора, неинвертиращ вход на усилвателя във втория етап на стабилизатора е свързан към неинвертиращия вход на въведения първи усилвател, също свързан чрез резистори с еднакво съпротивление към клемите за свързване на захранването, инвертиращият вход на усилвателя във втория етап на стабилизатора е свързан чрез резистори към клемите за свързване на първия и втория товар, изходът за свързването на втория товар също е свързано към изходния извод на блока за стабилизиране на тока на задвижващия елемент, изходът на усилвателя във втория етап на стабилизатора е свързан към терминала за свързване на първия товар.

Това се дължи на изпълнението на модула за затихване на свръхнапрежението под формата на две еднакви секции с еднакви съпротивления на променлив ток, изпълнени под формата на последователно свързване на кондензатор и резистор, свързани съответно към двата проводника между клемите за свързване захранването и входовете на първия и втория мостови токоизправители, въведени в двата проводника на изхода на втория мостов токоизправител последователно с входа на стабилизатора на напрежението на първия и втория регулиращи елементи, които се управляват съответно от въведените първи и втори операционни усилватели, стабилизаторът на напрежението е двустепенен, първият етап от който се състои от първия и втория възел, свързани в съответствие и паралелно, съдържащи първия и втория ценерови диоди, от които първият и вторият работен усилватели се захранват съответно, въвеждането на съответните резистори и източника на референтно напрежение, както и изпълнението на втория етап на стабилизатора с възел с стабилизиране на тока на задвижващия елемент върху ценеров диод и операционен усилвател, захранван от първия ценеров диод в първия възел на първия етап на стабилизатора, с горната връзка на елементите помежду си и с други елементи на веригата , извършва се пълновълнова ректификация, предварителна симетрия на изходното напрежение в първия етап на стабилизатора и фиксиране на потенциала на един от изходните изводи на заявеното устройство във втория етап на стабилизатора спрямо точката с потенциала от половината от захранващото напрежение на мрежата, консумацията на активна мощност намалява, стабилността на изходното напрежение се увеличава.

Всъщност въвеждането на първия и втория регулиращи елементи, изпълняващи функцията на контролирани баластни резистори, намалява тока във веригите с демпфиращи резистори, което води до намаляване на консумацията на активна мощност.

Разделянето на блока за потискане на излишното напрежение на две секции и синхронната промяна в съпротивлението на първия регулиращ елемент, контролиран от първия операционен усилвател, спрямо промяната в съпротивлението на втория регулиращ елемент, осигурява предварителна симетрия на изходното напрежение на първия етап на стабилизатора спрямо точката с потенциал на половината захранващо напрежение на мрежата и използването на операционен усилвател във втория от стабилизиращия етап, захранван от първия ценеров диод в първия възел на първи стабилизатор, дава възможност за проследяване на потенциала на един от изходните изводи на устройството спрямо точката с потенциал на половината от захранващото напрежение на мрежата.

Въвеждането на първия резистор в първия възел на първия етап на стабилизатора, както и източника на референтно напрежение и втория операционен усилвател, който управлява втория регулиращ елемент, прави възможно поддържането в първия възел на първия етап на стабилизатора входен постоянен ток, равен на съотношението на референтното референтно напрежение към съпротивлението на първия резистор, и за намаляване на пулсациите на напрежението на изхода на първия етап на стабилизатора, а именно за намаляване на вълната на напрежението при първи ценеров диод в първия възел на първия етап на стабилизатора, от който се захранва операционният усилвател във втория етап на стабилизатора.

Изпълнението на втория етап на стабилизатора с блок за стабилизиране на тока на задвижващия елемент дава възможност да се елиминират пулсациите на изходното напрежение, причинени от известно изместване на изходното напрежение на първия ценеров диод в първия възел на първи етап на стабилизатора спрямо точката с потенциал на половината от захранващото напрежение на мрежата.

Кратко описание на чертежите.

Фигура 1 показва схематична електрическа схема на предложеното устройство. Устройството съдържа две еднакви секции 1 на демпферното устройство за пренапрежение 2, два мостови токоизправителя 3 и 4, филтър 5, стабилизатор на напрежение 6, въведени са два регулиращи елемента, а първият регулиращ елемент е направен на n-канален MOS транзистор 7 от изтощен тип (или n-канален транзистор с полеви ефекти), вторият регулиращ елемент е направен върху p-каналния транзистор с полеви ефекти 8, въведен е първият операционен усилвател 9 и вторият операционен усилвател 10.

Секции 1 на демпферното устройство за пренапрежение 2, състоящо се от кондензатор 11 и резистор 12, са свързани от едната страна към клеми 13 и 14 за свързване на мрежата, а от другата страна са свързани към входовете на мостови токоизправители 3 и 4 и кондензаторите 11 са свързани към входа на първия мостов токоизправител 3, а резисторите 12 са свързани към входа на втория мостов токоизправител 4.

Изходът на първия мостов токоизправител 3 през филтъра 5 е свързан в съответствие с и паралелно с входа на стабилизатора на напрежението 6.

Стабилизаторът на напрежението 6 е направен на два етапа. Първият етап на регулатора на напрежението 6 съдържа първи възел 15 и втори възел 16, които са свързани паралелно и паралелно. Първият възел 15 е направен под формата на последователно свързване на ценеровия диод 17 и въведения първи резистор 18. Въведеният втори възел 16 е направен под формата на последователно свързване на ценеровия диод 19 и резистора 20.

В първия и втория проводник на изхода на втория мостов изправител 4 транзисторите 7 и 8 са свързани в съответствие и последователно с входа на стабилизатора на напрежението 6. 17 в първия възел 15 и резистора 20 във втория възел 16 на първия етап на стабилизатора 6, както и към първия проводник на изхода на първия токоизправител 3.

Изтичането на транзистора 8 е свързано към втория проводник на изхода на втория токоизправител 4. Източникът на транзистора 8 е свързан към общата точка на свързване на резистора 18 в първия възел 15 и анода на ценеровия диод 19 във втория възел 16 на първия етап на стабилизатора 6, както и към втория проводник на изхода на първия токоизправител 3 ...

Захранващите щифтове на операционния усилвател 9 са свързани към ценеровия диод 17, неинвертиращият вход на усилвателя 9 чрез резистори 21 и 22 с равни съпротивления е свързан към клеми 13 и 14 за свързване на мрежата, инвертиращият вход на усилвател 9 чрез въведените резистори 23 и 24 с еднакви съпротивления е свързан към клемите на ценеровия диод 17 в първия възел 15 от първия етап на стабилизатора 6, а изходът на усилвателя 9 е свързан към управляващата порта на транзисторът 7.

Захранващите проводници на операционния усилвател 10 са свързани към ценеровия диод 19, инвертиращият вход на усилвателя 10 е свързан към изхода на източника на референтно напрежение 25, направен върху ценеровия диод 26 и ограничителния резистор 27, не инвертиращ вход на усилвателя 10 е свързан към общата точка на свързване на анода на ценеровия диод 17 и резистора 18 в първия възел 15 първия етап на стабилизатора 6, изходът на усилвателя 10 е свързан към управляващата порта на транзистора 8.

Вторият етап на стабилизатора на напрежението 6 е направен съгласно добре познатата схема на сериен стабилизатор на напрежение и се състои от главен елемент върху ценерови диод 28, блок 29 за стабилизиране на тока на главен елемент, направен на транзистор 30 , резистори 31, 32, 33 и диод 34, емитен последовател на транзистор 35.

Вторият етап на стабилизатора 6 също съдържа операционен усилвател 36, захранван от ценерови диод 17 в първия възел 15 на първия етап на стабилизатора 6. Неинвертиращият вход на усилвателя 36 е свързан чрез резистори 21 и 22 с равни съпротивления към клеми 13 и 14 за свързване на мрежата, инвертиращият вход на усилвателя 36, свързан съответно чрез резистори 37 и 38 към изходните клеми 39 и 40, изходът на операционния усилвател 36 е свързан към изходния терминал 39 .

Освен това, за да се ограничи максималният спад на напрежението между дренажа и източника на транзистора 7, е свързан резистор 41 и резистор 42 е свързан между дренажа и източника на транзистора 8. Резисторите 41 и 42 са избрани с еднакво съпротивление.

Принципът на работа на устройството е както следва.

Входното напрежение на мрежата се подава към клеми 13 и 14 на устройството, намалява на кондензатори 11 и резистори 12 в двете секции 1 на възел 2 за гасене на излишното напрежение, коригира се на първия и втория пълновълнови токоизправители 3 и 4, и също намалява на първия и втория транзистори 7 и 8, които се управляват съответно от първия и втория операционни усилватели 9 и 10, след което те се заглаждат от филтъра 5, стабилизиран в двустепенния стабилизатор 6 и се захранва към изходните клеми 39 и 40.

Първият етап на стабилизатора 6 съдържа възли 15 и 16, свързани паралелно, в които ценеровите диоди 17 и 19 са избрани с еднакви стабилизиращи напрежения, а съпротивлението на резистора 18 е избрано значително по-малко от съпротивлението на резистора 20, следователно входният ток в първия възел 15 на първия етап на стабилизатора 6 е много по -висок, отколкото във втория възел 16.

Входният ток в първия възел 15 на първия етап на стабилизатора 6 е равен на сумата от коригираните токове от изходите на първия и втория токоизправители 3, 4 и изместен във фаза с 90 ° един спрямо друг. Фазовото изместване на изхода на първия токоизправител 3 спрямо тока на изхода на втория токоизправител 4 се формира поради изместване на тока в кондензатора 11 на 90 ° спрямо тока в резистора 12. На изхода на първият токоизправител 3, протича пълен вълнов коригиран ток, чиято моментна стойност е пропорционална на съпротивлението на кондензаторите 11, а на изхода на втория токоизправител 4 тече коригиран ток, чиято моментна стойност е пропорционална на сумата от съпротивленията на резисторите 12 и променящите се съпротивления на транзисторите 7 и 8, които играят ролята на контролирани баластни съпротивления.

Промяната в съпротивлението на транзистора 8 се контролира от операционния усилвател 10, който работи по принципа обратна връзка... Напрежението на резистора 18, пропорционално на входния ток в първия възел 15 на първия етап на стабилизатора 6, се подава към неинвертиращия вход на операционния усилвател 10 и се сравнява с референтната стойност на референтното напрежение на ценеровия диод 26, захранван към инвертиращия вход на операционния усилвател 10. Когато моментната стойност на мрежовото напрежение се промени от изхода на операционния усилвател 10, към портата на транзистора 8 се прилага управляващо напрежение, което променя неговото съпротивление така че спадът на напрежението в резистора 18 в първия възел 15 на първия етап на стабилизатора 6 се поддържа при референтното напрежение, зададено от ценеровия диод 26. Тоест при номиналната ефективна стойност на входното мрежово напрежение токът в първия възел 15 на първия етап на стабилизатора 6, преминавайки през резистора 18 и ценеровия диод 17 без свързване на товара, има тенденция да има постоянна стойност, равна на съотношението на референтното напрежение на ценеровия диод 26 към съпротивление на резистора 18. По този начин, поддържайки константа Дадената стойност на входния ток в първия възел 15 на първия етап на стабилизатора 6 дава възможност да се намали пулсацията на напрежението върху ценеровия диод 17, от който оперативният усилвател 36 се захранва във втория етап на стабилизатора 6 .

Едновременно с промяната на съпротивлението на транзистора 8, съпротивлението на транзистора 7. се променя синхронно. Промяната в съпротивлението на транзистора 7 се контролира от операционния усилвател 9, който работи на принципа на обратната връзка. Ако потенциалът на общата точка на свързване на резисторите 21 и 22 в делителя на мрежовото напрежение наполовина се счита за потенциал на точката "изкуствена нула", тогава синхронната промяна в съпротивлението на транзистора 7 спрямо промяната в съпротивлението на транзистора 8 се осигурява, когато потенциалът на общата точка на свързване на резисторите 23 и 24 с равни съпротивления в делителя изходното напрежение на ценеровия диод 17 на първия възел 15 на първия етап на стабилизаторът 6 е равен на потенциала на точката "изкуствена нула".

Потенциалът на общата точка на свързване на резистори 23 и 24 се подава към инвертиращия вход на операционния усилвател 9 и се сравнява с потенциала на точката "изкуствена нула" на неинвертиращия вход на операционния усилвател 9, и управляващото напрежение от изхода на операционния усилвател 9 се подава към портата на транзистора 7, променяйки съпротивлението му така, че потенциалът на общата точка на свързване на резистори 23 и 24 има тенденция да бъде фиксиран спрямо потенциала на „изкуствена нула“. По този начин се осигурява предварителна симетрия на изходното напрежение на ценеровия диод 17 в първия етап на стабилизатора 6 по отношение на "изкуствената нулева" точка.

Във втория етап на стабилизатора 6 оперативният усилвател 36, захранван от ценеровия диод 17, съгласно принципа на обратната връзка, фиксира потенциала на средната точка на резисторите 37 и 38 в делителя на изходното напрежение спрямо „изкуствената нула " точка, когато полярността на входното мрежово напрежение е обърната и други дестабилизиращи фактори. В допълнение, за да се елиминира зависимостта на изходното напрежение на стабилизатора 6, свързана с евентуална промяна на тока в ценеровия диод 28, когато напрежението между катодите на ценеровите диоди 17 и 28 се промени, блокът 29 се използва за стабилизиране токът в ценеровия диод 28 въз основа на токова огледална верига с елементи 30, 31, 32, 33, 34, в която колекторният ток на транзистора 30 е независим от напрежението колектор-база.

При равни резистори 37 и 38 изходното напрежение на източника на клеми 39 и 40 е симетрично спрямо "изкуствената нула". Ако резисторът 37 е късо съединение, потенциалът на клема 39 ще бъде „изкуствена нула“.

За да се ограничи максималният спад на напрежението между дренажа и източника на транзистора 7, е свързан резистор 41 и резистор 42 е свързан между дренажа и източника на транзистора 8. Резисторите 41 и 42 са избрани с еднакви съпротивления.

Тъй като p-канален полеви транзистори 7 имат ниско напрежениеразбивка, тогава вторият регулиращ елемент може да бъде направен и на p-канал MOS транзистор.

Фигура 2 показва фрагмент от фундамента електрическа веригаизползвайки p-канал MOS транзистор 43 като втори регулиращ елемент, който се управлява от операционен усилвател 10. В този случай се въвежда интегрален преобразувател на напрежение 44, чиито входни клеми са свързани паралелно със стабилитрона 19, и кондензатори 45 и 46. Изходите на мощност на операционния усилвател 10 са свързани съответно към катода на ценеровия диод 19 и към изхода на преобразувателя 44 с отрицателна полярност на изходното напрежение.

Индустриална приложимост.

Тестовете на прототипите на предложеното устройство потвърдиха пълните му характеристики, решението на проблема и възможността за промишлена приложимост.

ИСК

Безтрансформаторен преобразувател на напрежение, съдържащ две идентични секции на блока за потискане на излишното напрежение с равни съпротивления на променлив ток, всяка секция на блока за потискане на излишното напрежение е направена под формата на последователно свързан резистор и кондензатор, свързан чрез обща точка към съответната терминал за свързване на източник на захранване, свободните клеми на кондензатори от двете секции и свободните клеми на резисторите на двете секции на блока за потискане на излишното напрежение са свързани съответно към входовете на първия и втория мостови токоизправители, изходите на първият и вторият мостови токоизправители са свързани съответно и паралелно и свързани чрез филтър към стабилизатор на напрежението, стабилизаторът на напрежението е направен двустепенен с единица за стабилизиране на тока на задвижващия елемент върху ценеров диод и операционен усилвател, захранван от първи етап на стабилизатора, неинвертиращият вход на усилвателя чрез резистори с еднакви съпротивления е свързан към клемите за свързване на източника и захранването, инвертиращият вход на усилвателя е свързан чрез резистори към клемите за свързване на първия и втория товар, терминалът за свързване на втория товар също е свързан към изходния извод на блока за стабилизиране на тока на драйвера, изходът на операционният усилвател е свързан към терминала за свързване на първия товар, характеризиращ се с това, че изходът на втория мостов токоизправител е свързан последователно и според първия и втория регулиращи елементи, свързани съответно в първия и втория проводник, с входа на двустепенен стабилизатор на напрежение, първият регулиращ елемент е направен на n-канален транзистор с полеви ефекти, а вторият регулиращ елемент е направен на p-канален транзистор с полеви ефекти, като първият етап на стабилизатора се състои от първия и втори възли, свързани в съответствие и паралелно, първият стабилизатор е направен под формата на последователно свързване на първия ценеров диод и въведения първи резистор, въведения втори стабилизатор е направен в последователно свързване на втория ценеров диод и втория резистор, а общата точка на свързване на катода на първия ценерови диод в първия възел и вторият резистор във втория възел на първия етап на стабилизатора е свързан към източника на първия n-канален полеви транзистор, също свързан към първия проводник на изхода на първия мостов токоизправител, обща точка на свързване на първия резистор в първия възел и анода на втория ценеров диод във втория възел на първия етап на стабилизатора е свързан към източника на втория p-канален транзистор с полеви ефекти, също свързан към втория проводник на изхода на първия мостов токоизправител, източването на първия n-канал и източването на вторите полеви транзистори с p-канал са свързани съответно към първия и втория проводник на изхода на втория мостов токоизправител, управляващият портал на първия n-канален транзистор с полеви ефекти е свързан към изхода на въведения първи операционен усилвател, чиито захранващи проводници, както и захранващите проводници на операционния усилвател във втора точка стабилизаторните упени са свързани към клемите на първия ценеров диод в първия възел на първия етап на стабилизатора, инвертиращият вход на първия усилвател през вмъкнатия трети и четвърти резистор с еднакви съпротивления е свързан към клемите на първия ценер диод в първия възел на първия етап на стабилизатора, неинвертиращият вход на първия усилвател е свързан към неинвертиращия вход на операционния усилвател във втория етап на стабилизатора, а също така е свързан чрез резистори с равни съпротивления към клемите за свързване на източника на захранване, контролната порта на втория p-канал транзистор с полеви ефекти е свързана към изхода на въведения втори операционен усилвател, чиито клеми за захранване са свързани към клемите на втория ценерови диод в вторият възел на първия етап на стабилизатора, неинвертиращият вход на втория усилвател е свързан към общата точка на свързване на анода на първия ценеров диод и първия резистор в първия възел на първия етап на стабилизатора , инвертиращият вход на втория усилвател е свързан към изхода на въведения относно източника на референтно напрежение.