Beztransformátorový DC-AC-AC převodník. Nízkovýkonové beztransformátorové měniče napětí na kondenzátorech (18 okruhů). Invertování na napájecí zdroj plus

Tato kapitola se zaměří především na beztransformátorové měniče napětí, obvykle sestávající z generátoru obdélníkové vlny a násobiče napětí. Obvykle je tímto způsobem možné zvýšit napětí bez znatelných ztrát maximálně několikanásobně a také získat na výstupu převodníku napětí jiného znaménka. Zatěžovací proud takových měničů je extrémně malý - obvykle několik, méně často desítky mA.

Hlavní generátor beztransformátorových měničů napětí může být vyroben podle typického schématu, jehož základní prvek 1 (obr. 1.1) je vyroben na bázi symetrického multivibrátoru. Blokové prvky mohou mít například následující parametry: R1 = R4 = 1 kOhm; R2 = R3 = 10 kΩ; C1 = C2 = 0,01 μF. Tranzistory - nízkoenergetické, například KT315. Pro zvýšení výkonu výstupního signálu byla použita typická zesilovací jednotka 2.

Rýže. 1.1. Schémata základních prvků beztransformátorových měničů: 1 - hlavní oscilátor; 2 - typický blok zesilovače

Beztransformátorový měnič napětí se skládá ze dvou typických prvků (obr. 1.2): hlavního oscilátoru 1 a push-pull spínače-zesilovače 2 a také násobiče napětí (obr. 1.1, 1.2). Převodník pracuje na frekvenci 400 Hz a poskytuje výstupní napětí 12,5 V

napětí 22 V při zatěžovacím proudu do 100 mA (parametry prvků: R1 = R4 = 390 Ohm, R2 = R3 = 5,6 kOhm, C1 = C2 = 0,47 μF). V bloku 1 jsou použity tranzistory KT603A - B; v bloku 2 - GT402V (G) a GT404V (G).

Obvod beztransformátorového převodníku pro zdvojení napětí

Obvody měniče napětí založené na typickém bloku

Napěťový měnič postavený na základě typického bloku popsaného výše (Obr.1.1) lze použít k získání výstupních napětí různé polarity, jak je znázorněno na Obr. 1.3.

U první možnosti jsou na výstupu generována napětí -1-10 B a -10 B; pro druhý - -1-20 B a -10 B, když je zařízení napájeno ze zdroje 12 V.

Pro napájení tyratronů o napětí asi 90 B se používá obvod měniče napětí podle Obr. 1.4 s hlavním oscilátorem 1 a parametry prvků: R1 = R4 = 1 kOhm,

R2 = R3 = 10 kΩ, C1 = C2 = 0,01 μF. Zde lze použít běžně používané tranzistory s nízkým výkonem. Násobič má násobící faktor 12 a při dostupném napájecím napětí by člověk očekával na výstupu cca 200 V, ale ve skutečnosti je toto napětí vlivem ztrát pouze 90 V a s rostoucím zatěžovacím proudem jeho hodnota rychle klesá.

Rýže. 1.4. Obvod měniče napětí s vícestupňovým násobičem

Rýže. 1.5. Obvod měniče napětí

Pro získání invertovaného výstupního napětí lze také použít převodník založený na typické jednotce (obr. 1.1). Na výstupu zařízení (obr. 1.5) je generováno napětí opačného znaménka než napájecí napětí. V absolutní hodnotě je toto napětí o něco nižší než napájecí napětí, což je způsobeno úbytkem napětí (ztráta napětí) na polovodičových prvcích. Čím nižší je napájecí napětí obvodu a čím vyšší je zatěžovací proud, tím větší je tento rozdíl.

Napěťový měnič (zdvojovač) (obr. 1.6) obsahuje hlavní oscilátor 1 (1 na obr. 1.1), dva zesilovače 2 (2 na obr. 1.1) a můstkový usměrňovač (VD1 -VD4).

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

Je známo, že výkon přenášený z primárního okruhu do sekundárního okruhu je úměrný pracovní frekvenci konverze, proto současně s jejím růstem klesá kapacita kondenzátorů a následně i rozměry a cena zařízení.

Tento převodník poskytuje výstupní napětí 12 B (naprázdno). Při zatěžovacím odporu 100 Ohm klesne výstupní napětí na 11 B; při 50 Ohm - až 10 B; a při 10 Ohm - až 7 B.

Rýže. 1.6. Vysokonapěťový zdvojovací obvod

Obvod měniče pro získání bipolárních výstupních napětí

Napěťový měnič (obr. 1.7) umožňuje dostat na výstup dvě napětí různé polarity se společným středem. Tato napětí se často používají k napájení operačních zesilovačů. Výstupní napětí jsou v absolutní hodnotě blízká napájecímu napětí zařízení a při změně jeho hodnoty se mění současně.

Tranzistor VT1 - KT315, diody VD1 a U02-D226.

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

Blok 2: tranzistory GT402, GT404.

Výstupní impedance zdvojovače je 10 ohmů. V klidovém režimu je celkové výstupní napětí na kondenzátorech C1 a C2 19,25 V při odběru proudu 33 mA. Se zvýšením zatěžovacího proudu ze 100 na 200 mA toto napětí klesá z 18,25 na 17,25 V.

Hlavní generátor měniče napětí (obr. 1.8) je vyroben na dvou / SHO / 7-článcích. Na jeho výstupu je připojena kaskáda zesílení na tranzistorech VT1 a VT2. Invertované napětí na výstupu zařízení, s přihlédnutím k převodním ztrátám, je o několik procent (nebo o desítky procent - u nízkonapěťového napájení) menší než vstupní napětí.

Rýže. 1.8. Obvod měniče-střídač napětí s hlavním oscilátorem CMOS

Obdobné zapojení měniče je na následujícím obrázku (obr. 1.9). Převodník obsahuje hlavní oscilátor na / CMO / 7-mikroobvod, zesilovací stupeň na tranzistorech VT1 a VT2, obvody pro zdvojnásobení výstupního pulzního napětí, kondenzátorové filtry a obvod pro vytvoření umělého středu na bázi dvojice zenerových diod. Na výstupu převodníku se tvoří následující napětí: -i-15 B při zatěžovacím proudu 13 ... 15 ml a -15 B při zatěžovacím proudu 5 mA.

Na Obr. 1.10 je schéma výstupního uzlu beztransformátorového měniče napětí. Tento uzel ve skutečnosti je

Obvod měniče napětí pro tvorbu bipolárních napětí s hlavním oscilátorem na prvcích CMOS

Rýže. 1.10. Obvod koncového stupně beztransformátorového měniče napětí

je výkonový zesilovač. K jeho ovládání můžete použít pulzní generátor pracující na frekvenci ^ 0 kHz.

Bez zátěže převodník s takovýmto koncovým zesilovačem odebírá proud asi 5 mA. Výstupní napětí se blíží 18 voltům (dvojnásobek napájecího napětí). Při zatěžovacím proudu 120 mA se výstupní napětí sníží na 16 B při úrovni zvlnění 20 mV. Účinnost zařízení je asi 85%, výstupní impedance je asi 10 ohmů.

Když uzel pracuje z hlavního oscilátoru na prvcích CMOS, není nutná instalace rezistorů R1 a R2, ale pro omezení výstupního proudu mikroobvodu je vhodné připojit jeho výstup k tranzistorovému výkonovému zesilovači přes odpor s odporem několika kΩ.

Jednoduchý obvod měniče napětí pro ovládání varikapů byl mnohokrát reprodukován v různých časopisech. Převodník generuje 20 V při napájení z 9 B a takový obvod je na Obr. 1.11. Na tranzistorech VT1 a VT2 je namontován pulzní generátor blízký obdélníku. Diody VD1 - VD4 a kondenzátory C2 - C5 tvoří násobič napětí a rezistor R5 a zenerovy diody VD5, VD6 tvoří parametrický regulátor napětí.

Rýže. 1.11. Obvod měniče napětí pro varikapy

Rýže. 1.12. Obvod měniče napětí CMOS

Jednoduchý měnič napětí pouze na jednom mikroobvodu K561LN2 s minimálním počtem sklopných prvků lze sestavit podle schématu na Obr. 1.12.

Hlavní parametry převodníku při různých napájecích napětích a zatěžovacích proudech jsou uvedeny v tabulce 1.1.

Tabulka 1.1. Parametry měniče napětí (obr. 1.12)

Upit		Uout, V

Schéma koncového stupně bipolárního napěťového budiče

Pro převod napětí jedné úrovně na bipolární výstupní napětí lze použít převodník s koncovým stupněm podle schématu na Obr. 1.13. Když je vstupní napětí převodníku 5 B, výstupní napětí je -i-8 B a -8 B při zatěžovacím proudu 30 mA. Účinnost konvertoru byla 75 %. Hodnotu účinnosti a hodnotu výstupního napětí lze zvýšit použitím Schottkyho diod v usměrňovači násobiče napětí. Se zvýšením napájecího napětí na 9 B se výstupní napětí zvýší na 15 V.

Přibližný analog tranzistoru 2N5447 - KT345B; 2N5449 - KT340B. V obvodu můžete použít běžnější prvky, například tranzistory jako KT315, KT361.

Pro obvody měničů napětí na principu pulzních násobičů napětí lze použít širokou škálu generátorů obdélníkového signálu. Takové generátory jsou často postaveny na mikroobvodu KR1006VI1 (obr. 1.14). Výstupní proud tohoto mikroobvodu je poměrně velký (100 mA) a často se lze obejít bez dalších zesilovacích stupňů. Generátor na mikroobvodu DA1 (KR1006VI1) vytváří obdélníkové impulsy, jejichž opakovací frekvence je určena prvky R1, R2, C2. Tyto impulsy z kolíku 3 mikroobvodu jsou přiváděny do násobiče napětí. Na výstup násobiče napětí je připojen odporový dělič R3, R4, jehož napětí je přivedeno na "resetovací" vstup (pin 4) mikroobvodu DA1. Parametry tohoto děliče jsou voleny tak, že pokud výstupní napětí v absolutní hodnotě předznamenává vstupní napětí (napájecí napětí), generování se zastaví. Přesnou hodnotu výstupního napětí lze upravit volbou odporů rezistorů R3 a R4.

Schéma napěťového měniče-střídač s hlavním oscilátorem na mikroobvodu KR1006VI1

Charakteristiky měniče - napěťového měniče (obr. 1 ^ 14) jsou uvedeny v tabulce. 1.2.

Na dalším obrázku je další obvod měniče napětí na mikroobvodu KR1006VI1 (obr. 1.15). Pracovní frekvence hlavního oscilátoru je 8 kHz. Jeho výstup je zapnutý tranzistorový zesilovač a usměrňovač pro zdvojení napětí. Při napětí zdroje 12 B je výstup měniče 20 V. Ztráty měniče jsou způsobeny úbytkem napětí na diodách usměrňovače zdvojovače napětí.

Tabulka 1.2. Charakteristika měniče napětí (obr. 1.14)

Upit, V		Spotřeba ikon, mA

Obvod měniče napětí s mikroobvodem KR1006VI1 a výkonovým zesilovačem

Na základě stejného mikroobvodu (obr. 1.16) lze vytvořit napěťový střídač. Pracovní frekvence převodu je 18 kHz, pracovní cyklus je 1,2.

Stejně jako u jiných podobných zařízení závisí výstupní napětí převodníku výrazně na zatěžovacím proudu.

Pro usměrnění proudu lze použít TTL a / SMOG / -čipy. Při rozvíjení tématu navrhl autor této myšlenky D. Cuthbert beztransformátorový napěťový měnič-střídač na bázi GG // - mikroobvodů (obr. 1.17).

Zařízení obsahuje dva mikroobvody: DDI a DD2. První z nich pracuje jako generátor pravoúhlých impulsů o frekvenci 7 kHz (prvky DDI .1 a DDI .2), na jehož výstup je připojen střídač DD1.3 - DDI.6. Druhý mikroobvod (DD2) je zahrnut neobvyklým způsobem (viz obrázek): plní funkci

Budící obvod záporného napětí

Rýže. 1.17. Napěťový invertorový obvod založený na dvou mikroobvodech

diody. Všechny jeho prvky-měniče jsou pro zvýšení zatížitelnosti měniče zapojeny paralelně.

V důsledku takového zařazení na výstupu zařízení se získá invertované napětí-U, přibližně rovné (v absolutní hodnotě) napájecímu napětí. Napájecí napětí zařízení s 74NS04 může být od 2 do 7 V. Přibližným domácím analogem je GG // - mikroobvod typu K555LN1 (pracuje v užším rozsahu napájecích napětí) nebo / SMOS / -obvody a KR1564LN1.

Maximální výstupní proud převodníku je až 10mA. Když je zátěž vypnutá, zařízení prakticky nespotřebovává proud.

Při vývoji výše zvažované myšlenky použití ochranných diod / C / WO / 7-mikroobvodů dostupných na vstupech a výstupech / SL // 0/7-prvků budeme uvažovat provoz napěťového měniče provedeného na dva mikroobvody DDI a DD2 typu K561LA7 (radar . 1.18). První z nich sestavil generátor pracující na frekvenci 60 kHz. Druhý mikroobvod plní funkci můstkového usměrňovače rozhledové frekvence.

Rýže. 1.18. Schéma přesného převodníku polarity na dvou mikroobvodech K561LA7

Malý jistič CMOS

Přepínač je vyroben s hlavním oscilátorem založeným na invertorech CMOS. Frekvence oscilátoru závisí na jmenovitých hodnotách C2-R1. Protože tranzistor s efektem pole s izolovaným hradlem je řízen statickým nábojem a nevyžaduje velký proud v …….

Stabilizátor napětí na komparátoru Hlavní technické vlastnosti: Výstupní napětí, V …………………………………………………………. 5 Zatěžovací proud, A ………………………………………………………………………… 2 Zvlněné napětí, mV ………………………………………… …… …… ..50 Stabilizační faktor ………………………………………………… .100 Spínací frekvence, kHz ……………………………………………… ..25 Stabilizátor napětí funguje následovně. Referenční napětí pilových zubů je porovnáno komparátorem …….

Použití kondenzátorů ke snížení napětí dodávaného do zátěže z osvětlovací sítě má dlouhou historii. V 50. letech radioamatéři hojně používali kondenzátory v beztransformátorových napájecích zdrojích pro rádiové přijímače, které byly zapojeny do série v …….

Použití tříúrovňového měniče ve frekvenčním měniči zvyšuje napětí systému. Pokud není požadována rekuperace energie do napájecí sítě, pak je vhodné použít 12pulzní diodový usměrňovač se sériovým zapojením třífázových můstků. Li…….

Někdy je nutné mít zvýšené napětí pro nabíjení kondenzátorů nebo napájení vysokonapěťových obvodů. Toto napětí lze použít pro nízkovýkonové Gaussovy zbraně atd. Převodník nemá pulzní transformátor, což drasticky zmenšuje velikost desky plošných spojů.

Zvýšení vstupního napětí je způsobeno použitou tlumivkou. Akumulační tlumivka má indukčnost 1000 mikroHenry, účinnost měniče jako celku závisí na kvalitativním faktoru tlumivky.

Pulzní generátor je naladěn na frekvenci 14 kHz, ale můžete zvýšit provozní frekvenci, a tím snížit otáčky tlumivky. Vlastní tlumivka může být navinuta na jádro ve tvaru W nebo v extrémním případě na tyč, rozměry nejsou kritické.

Vodič použitý k navíjení tlumivky může mít průměr 0,2 mm, protože výstupní proud měniče nepřesahuje 7-8 mA.

Tranzistor s efektem pole - doslova jakýkoli, který umí pracovat při napětí větším než 400 voltů, dokonce jsem dal bipolární, ale s polem je to rozhodně lepší. Výkon měniče lze zvýšit několika způsoby, které spolu souvisí.

1) Zvýšení napájecího napětí.
2) Použití výkonnějších tranzistorů.
3) Použití přídavného ovladače na výstupu mikroobvodu.
4) Pomocí silnějšího drátu navinout sytič.

Ale všechny tyto metody mohou zvýšit výstupní proud zařízení pouze o několik miliampérů. Je to kvůli zanedbatelnému výstupnímu výkonu (ne více než 2 watty), že obvod nenašel široké použití, ale někdy je prostě nenahraditelný. Místo čipu NE555 můžete použít multivibrátor, který bude naladěn na stejnou frekvenci (14 kHz).

Tranzistor s efektem pole nepotřebuje chladič, protože ztrátový výkon je příliš malý.

Plné nabití vysokonapěťové kapacity 1000 μF bude zařízení trvat asi 5 minut, takže pokud budete takový převodník používat, musíte počkat, ale zařízení je velmi jednoduché, kompaktní a ekonomické.

Zde bude zváženo beztransformátorové měniče napětí, obvykle sestávající z generátoru obdélníkových vln a násobiče napětí.

Obvykle je tímto způsobem možné zvýšit napětí bez znatelných ztrát maximálně několikanásobně a také získat na výstupu převodníku napětí jiného znaménka. Zatěžovací proud takových měničů je extrémně malý - obvykle několik, méně často desítky mA.

Hlavní generátor

Hlavní generátor beztransformátorových měničů napětí může být vyroben podle typického schématu, jehož základní prvek 1 (obr. 1) je vyroben na bázi symetrického multivibrátoru.

Blokové prvky mohou mít například následující parametry: R1 = R4 = 1 kOhm; R2 = R3 = 10 kΩ C1 = C2 = 0,01 μF. Tranzistory - nízkoenergetické, například KT315. Pro zvýšení výkonu výstupního signálu byla použita typická zesilovací jednotka 2.

Rýže. 1. Schémata základních prvků beztransformátorových měničů: 1 - hlavní oscilátor; 2 - typický blok zesilovače.

Beztransformátorový měnič napětí

Beztransformátorový měnič napětí se skládá ze dvou typických prvků (obr. 2): hlavního oscilátoru 1 a push-pull spínače-zesilovače 2 a také násobiče napětí (obr. 2).

Převodník pracuje na frekvenci 400 Hz a poskytuje napájecí napětí 12,5V výstupní napětí 22B při zatěžovacím proudu až 100 mA(parametry prvků: R1 = R4 = 390 Ohm. R2- R3 = 5,6 kOhm, C1 = C2 = 0,47 μF). V bloku 1 jsou použity tranzistory KT603A - b; v bloku 2 - GT402V (G) a GT404V (G).

Rýže. 2. Schéma beztransformátorového měniče se zdvojením napětí.

Rýže. 3. Schémata měničů napětí na základě typického bloku.

K získání lze použít měnič napětí postavený na základě typického bloku popsaného výše (obr. 1). výstupní napětí s různou polaritou jak je znázorněno na Obr. 3.

U první možnosti se na výstupu generují napětí +10 V a -10 V; za druhé - +20 V a -10 V při napájení zařízení ze zdroje 12V.

Obvod měniče pro napájení tyratronů 90V

Pro napájení tyratronů s napětím asi 90 V se používá obvod měniče napětí podle Obr. 4 s hlavním oscilátorem 1 a parametry prvků: R1 = R4 = -1 kΩ, R2 = R3 = 10 kΩ, C1 = C2 = 0,01 μF.

Zde lze použít běžně používané tranzistory s nízkým výkonem. Násobič má násobící faktor 12 a při dostupném napájecím napětí by člověk očekával na výstupu cca 200 V, ale ve skutečnosti je toto napětí vlivem ztrát pouze 90 V a s rostoucím zatěžovacím proudem jeho hodnota rychle klesá.

Rýže. 4. Obvod měniče napětí s vícestupňovým násobičem.

Měnič polarity napětí z (+) na (-)

Pro získání invertovaného výstupního napětí lze také použít převodník založený na typické jednotce (obr. 1). Na výstupu zařízení (obr. 5) je generováno napětí opačného znaménka než napájecí napětí.

Rýže. 5. Obvod střídače napětí.

V absolutní hodnotě je toto napětí o něco nižší než napájecí napětí, což je způsobeno úbytkem napětí (ztráta napětí) na polovodičových prvcích. Čím nižší je napájecí napětí obvodu a čím vyšší je zatěžovací proud, tím větší je tento rozdíl.

Měnič napětí (zdvojovač)

Napěťový měnič (zdvojovač) (obr. 6) obsahuje hlavní oscilátor 1 (1 na obr. 1.1), dva zesilovače 2 (2 na obr. 1.1) a můstkový usměrňovač (VD1 - VD4).

Rýže. 6. Obvod zdvojovače napětí zvýšeného výkonu.

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

Tento převodník poskytuje výstupní napětí 12V(volnoběh). Při zatěžovacím odporu 100 ohmů klesne výstupní napětí na 11 V; při 50 Ohm - až 10 V; a při 10 ohmech - až 7 V.

Bipolární středový měnič

Napěťový měnič (obr. 7) umožňuje získat na výstupu dvě napětí různé polarity se společným středem. Tato napětí se často používají k napájení operačních zesilovačů. Výstupní napětí jsou v absolutní hodnotě blízká napájecímu napětí zařízení a při změně jeho hodnoty se mění současně.

Rýže. 7. Schéma převodníku pro získání bipolárních výstupních napětí.

Tranzistor VT1 - KT315, diody VD1 a VD2 - D226.

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

Blok 2: tranzistory GT402, GT404.

Převodníky-invertory s hlavním oscilátorem na prvcích CMOS

Hlavní generátor měniče napětí (obr. 8) je proveden na dvou prvcích CMOS, na jehož výstupu je připojen zesilovací stupeň na tranzistorech VT1 a VT2. Invertované napětí na výstupu zařízení, s přihlédnutím k převodním ztrátám, je o několik procent (nebo o desítky procent - u nízkonapěťového napájení) menší než vstupní napětí.

Rýže. 8. Schéma měniče napětí-střídač s hlavním oscilátorem na prvcích CMOS.

Obdobné zapojení měniče je na následujícím obrázku (obr. 9). Převodník obsahuje hlavní oscilátor na mikroobvodu CMOS, zesilovací stupeň na tranzistorech VT1 a VT2, obvody pro zdvojnásobení výstupního pulzního napětí, kondenzátorové filtry a obvod pro vytvoření umělého středu na bázi dvojice zenerových diod.

Na výstupu převodníku jsou generována následující napětí: +15 b při zatěžovacím proudu 13 ... 15 mA a -15 V při zatěžovacím proudu 5 mA.

Rýže. 9. Obvod měniče napětí pro generování bipolárních napětí s hlavním oscilátorem na bázi prvků CMOS.

Na Obr. 10 znázorňuje schéma výstupního uzlu beztransformátorového měniče napětí.

Rýže. 10. Schéma koncového stupně beztransformátorového měniče napětí.

Tento uzel je ve skutečnosti výkonový zesilovač. K jeho ovládání můžete použít pulzní generátor pracující na frekvenci 10 kHz.

Bez zátěže převodník s takovýmto koncovým zesilovačem odebírá proud asi 5 mA. Výstupní napětí se blíží 18 V (dvojnásobek napájecího napětí). Při zatěžovacím proudu 120 mA se výstupní napětí sníží na 16 b při úrovni zvlnění 20 mV. Účinnost zařízení je asi 85%, výstupní impedance je asi 10 ohmů.

Když uzel pracuje z hlavního oscilátoru na CMOS prvcích, není nutná instalace rezistorů R1 a R2, ale pro omezení výstupního proudu mikroobvodu je vhodné připojit jeho výstup k tranzistorovému výkonovému zesilovači přes rezistor s odpor několika kΩ.

Napěťový měnič pro ovládání varikapů

Jednoduchý obvod měniče napětí pro ovládání varikapů byl mnohokrát reprodukován v různých časopisech. Převodník generuje 20 V při napájení z 9 b a takový obvod je na Obr. jedenáct.

Na tranzistorech VT1 a VT2 je namontován pulzní generátor blízký obdélníku. Diody VD1 - VD4 a kondenzátory C2 - C5 tvoří násobič napětí a rezistor R5 a zenerovy diody VD5, VD6 tvoří parametrický regulátor napětí.

Rýže. 11. Schéma měniče napětí pro varikapy.

Převodník napětí na mikroobvodu CMOS

Rýže. 12. Schéma měniče napětí na mikroobvodu CMOS.

Jednoduchý měnič napětí na jediné CMOS čip s minimálním počtem nástavců lze sestavit podle schématu na obr. 12.

Hlavní parametry převodníku při různých napájecích napětích a zatěžovacích proudech jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1. Parametry měniče napětí (obr. 12):

Upit, V	Івых. mA	Uout, V

Bipolární převodník

Rýže. 13. Schéma koncového stupně bipolárního napěťového budiče.

Pro převod napětí jedné úrovně na bipolární výstupní napětí lze použít převodník s koncovým stupněm podle schématu na Obr. 13.

Při vstupním napětí převodníku 5V je výstupní napětí + 8V a -8V při zatěžovacím proudu 30 mA. Účinnost konvertoru byla 75 %. Hodnotu účinnosti a hodnotu výstupního napětí lze zvýšit použitím Schottkyho diod v usměrňovači násobiče napětí. Se zvýšením napájecího napětí na 9 V se výstupní napětí zvýší na 15 V.

Přibližný analog tranzistoru 2N5447 - KT345B; 2N5449 - KT340B. V obvodu můžete použít běžnější prvky, například tranzistory jako KT315, KT361.

Pro obvody měničů napětí na principu pulzních násobičů napětí lze použít širokou škálu generátorů obdélníkového signálu.

Takové generátory jsou často postaveny na mikroobvodu KR1006VI1 (obr. 14). Výstupní proud tohoto mikroobvodu je poměrně velký (100 mA) a často se lze obejít bez dalších zesilovacích stupňů.

Generátor na mikroobvodu DA1 (KR1006VI1) vytváří obdélníkové impulsy, jejichž opakovací frekvence je určena prvky R1, R2, C2. Tyto impulsy z kolíku 3 mikroobvodu jsou přiváděny do násobiče napětí.

Na výstup násobiče napětí je připojen odporový dělič R3, R4, jehož napětí je přivedeno na "resetovací" vstup (pin 4) mikroobvodu DA1.

Parametry tohoto děliče jsou voleny tak, že pokud výstupní napětí v absolutní hodnotě překročí vstupní napětí (napájecí napětí), generování se zastaví. Přesnou hodnotu výstupního napětí lze upravit volbou odporů rezistorů R3 a R4.

Rýže. 14. Schéma napěťového měniče-střídač s hlavním oscilátorem na mikroobvodu KR1006VI1.

Charakteristiky měniče - napěťového měniče (obr. 14) jsou uvedeny v tabulce. 2.

Tabulka 2. Charakteristika měniče napětí-střídač (obr. 14).

Upit, V	Iout, mA	Ipotr, mA	Účinnost,%

Výkonný měnič-střídač na mikroobvodu KR1006VI1

Na dalším obrázku je další obvod měniče napětí na mikroobvodu KR1006VI1 (obr. 15). Pracovní frekvence hlavního oscilátoru je 8 kHz.

Na jeho výstupu je zapojen tranzistorový zesilovač a usměrňovač sestavený podle obvodu zdvojení napětí. Při napětí zdroje 12 b je výstup měniče 20 V. Ztráty měniče jsou způsobeny úbytkem napětí na diodách usměrňovače zdvojovače napětí.

Rýže. 15. Schéma napěťového měniče s mikroobvodem KR1006VI1 a výkonovým zesilovačem.

Měnič polarity napětí na mikroobvodu KR1006VI1

Na základě stejného mikroobvodu (obr. 16) lze vytvořit napěťový střídač. Pracovní frekvence převodu je 18 kHz, pracovní cyklus je 1,2.

Rýže. 16. Obvod napěťového budiče se zápornou polaritou.

Napěťový měnič-střídač na bázi TTL mikroobvodů

Stejně jako u jiných podobných zařízení je výstupní napětí převodníku značně závislé na zatěžovacím proudu.

K usměrnění proudu lze použít integrované obvody TTL a CMOS. Při rozvíjení tématu navrhl autor této myšlenky D. Cuthbert beztransformátorový napěťový měnič-střídač na bázi TTL mikroobvodů (obr. 7).

Rýže. 17. Obvodový napěťový střídač založený na dvou mikroobvodech.

Zařízení obsahuje dva mikroobvody: DD1 a DD2. První z nich pracuje jako generátor obdélníkových impulsů o frekvenci 7 kHz (prvky DD1.1 a DD1.2), na jehož výstup je připojen střídač DD1.3 - DD1.6.

Druhý mikroobvod (DD2) je zařazen neobvyklým způsobem (viz schéma): plní funkci diod. Všechny jeho prvky-měniče jsou pro zvýšení zatížitelnosti měniče zapojeny paralelně.

V důsledku takového zapnutí se na výstupu zařízení získá invertované napětí -U, které se přibližně rovná (v absolutní hodnotě) napájecímu napětí. Napájecí napětí zařízení s mikroobvodem 74NS04 CMOS může být od 2 do 7 V. Přibližným domácím analogem je mikroobvod K555LN1 TTL (pracuje v užším rozsahu napájecího napětí) nebo mikroobvod CMOS KR1564LN1.

Maximální výstupní proud převodník dosáhne 10 mA... Když je zátěž vypnutá, zařízení prakticky nespotřebovává proud.

Měnič napětí na mikroobvodu K561LA7

Při vývoji výše uvedené myšlenky použití ochranných diod mikroobvodů CMOS dostupných na vstupech a výstupech prvků CMOS budeme uvažovat provoz napěťového měniče, prováděného na dvou mikroobvodech DD1 a DD2 typu K561LA7 (obr. 18 ).

První z nich sestavil generátor pracující na frekvenci 60 kHz. Druhý mikroobvod funguje jako můstkový vysokofrekvenční usměrňovač.

Rýže. 18. Schéma přesného převodníku polarity na dvou mikroobvodech K561LA7.

Při provozu převodníku se na výstupu vytváří s vysokou přesností při vysokoodporové zátěži napětí záporné polarity, opakující napájecí napětí v celém rozsahu jmenovitých hodnot napájecích napětí (od 3 do 15 V ).

Zvýšení napětí bez transformátoru. Multiplikátory. Počítejte online. AC a DC konverze (10+)

Beztransformátorové napájecí zdroje – Boost

Tento proces je znázorněn na obrázku:

Modrá oblast označuje oblast, kde se nabíjejí kondenzátory C, a červená oblast, kde přenášejí nahromaděný náboj do kondenzátoru C1 a do zátěže.

Bohužel se v článcích periodicky vyskytují chyby, jsou opravovány, články doplňovány, rozvíjeny, připravovány nové. Přihlaste se k odběru novinek a zůstaňte informováni.

Pokud vám něco není jasné, určitě se ptejte!
Položit otázku. Diskuse k článku. zprávy.

Dobrý večer. Ať jsem se snažil sebevíc, nemohl jsem pomocí uvedených vzorců pro obr. 1.2 zjistit hodnoty kapacit kondenzátorů C1 a C2 s danými datovými hodnotami ve vaší tabulce (Uin ~ 220V, Uout 15V , výstup 100 mA, f 50 Hz). Mám problém, zapněte cívku malého stejnosměrného relé na provozní napětí -25V do sítě ~220V, pracovní proud cívky je I = 35mA. Možná něco nedělám

Rezonanční měnič, zvyšovací měnič napětí. Princip p...
Montáž a zprovoznění zvyšovacího měniče napětí. Popis principu práce...

Měření efektivní (efektivní) hodnoty napětí, proudu. ...
Schéma zařízení pro měření efektivní hodnoty napětí / proudu ...

Pulsní měnič napětí Flyback. Vypínač - b...
Jak navrhnout flyback spínaný zdroj. Jak vybrat výkon...

Vynález se týká oblasti elektrotechniky a je určen pro použití v sekundárních napájecích zdrojích přístrojů a měřicích zařízení. Technickým výsledkem je snížení hodnoty odebíraného činného výkonu a zvýšení stability výstupního napětí. Měnič napětí se skládá ze dvou identických částí jednotky pro potlačení přepětí, vyrobených ve formě sériově zapojeného kondenzátoru a rezistoru, připojených příslušně k oběma vodičům mezi svorkami pro připojení napájení a vstupy prvního a druhého můstku. usměrňovačů je výstup prvního usměrňovače zapojen paralelně se vstupem stabilizátoru napětí a v obou vodičích na výstupu druhého usměrňovače jsou zavedeny první a druhý regulační prvek, které jsou zapojeny do série se vstupem stabilizátor napětí. 2 nemocný.

Výkresy pro RF patent 2513185

Technologická oblast

Beztransformátorový měnič napětí patří do oblasti elektrotechniky a je určen pro použití v podružných napájecích zdrojích přístrojů a měřicí techniky, zejména pro napájení elektronických elektroměrů, elektronických voltmetrů, různých ochranných a automatizačních relé napájených z monitorované sítě.

Předchozí umění

Známé zdroje energie (Horowitz P., Hill W. The art of circuitry. Ve 3 svazcích. Vol. 1. Per z angličtiny. - 4. vydání. Přepracované a dodatečné. - M .: Mir, 1993. - 413 s., ill. ., obr. 1.80), obsahující výkonový transformátor, usměrňovač, vyhlazovací filtr, sériový kompenzační stabilizátor napětí, ve kterém je regulační prvek zapojen do série se zátěží a plní roli řízeného předřadného odporu. Přítomnost kompenzačního stabilizátoru napětí vám umožní získat stabilní napájecí napětí a přítomnost transformátoru vám umožní získat nízkou činnou spotřebu energie a v případě potřeby připojit neutrální vodič sítě ke společnému bodu zdroje. . Právě přítomnost transformátoru je však hlavní nevýhodou takových zdrojů, která zvyšuje jejich velikost a cenu.

Známý je také beztransformátorový měnič na tranzistoru MOS (napájecí obvody Schreiber G. 300. Usměrňovače. Spínané zdroje. Lineární stabilizátory a měniče: Per. Z francouzštiny - M .: DMK, 2000. - 224 s: obr. pomoc radioamatérovi ), obr. 246), obsahující celovlnný můstkový usměrňovač, tlumící rezistor, filtr, parametrický stabilizátor na zenerově diodě, zdroj referenčního napětí, duální operační zesilovač, regulační prvek a síť dělič napětí. Princip činnosti beztransformátorového měniče na tranzistoru MOS spočívá v tom, že na začátku každé půlvlny usměrněné napětí přes otevřený regulační článek nabíjí kapacitní filtr připojený k zátěži. Když referenční napětí dosáhne rezistoru v děliči napětí, operační zesilovač sepne regulační prvek a kapacitní filtr se přestane nabíjet. Hlavní nevýhodou takového zdroje energie je přítomnost pulsací na výstupu, které zhoršují činnost většiny měřicích zařízení, a absence pevného potenciálu jednoho z výstupních bodů vzhledem k síťovému napětí.

Nejbližší technické řešení k navrhovanému zařízení je beztransformátorový napájecí zdroj (Popis vynálezu k patentu Ruské federace č. 2077111, MPK6 Н02М 7/155, G05F 1/585, priorita 01.06.1993. Zveřejněno 10.04.1997, bull. No. 10), ve kterém se jednotka pro tlumení přepětí skládá ze dvou částí se stejnými střídavými odpory a každá část jednotky pro potlačení přepětí je vyrobena ve formě sériově zapojeného odporu a kondenzátoru, jejichž společným bodem připojení je připojena k odpovídající svorce pro připojení zdroje energie a volným svorkám kondenzátorů a rezistorů první a druhé sekce je jednotka tlumení přepětí připojena ke vstupům prvního a druhého můstkového usměrňovače, zatímco výstupy první a druhý můstkový usměrňovač jsou zapojeny v souladu a paralelně a připojeny přes filtr ke stabilizátoru napětí. Stabilizátor napětí je vyroben ve dvou stupních, kdy první stupeň stabilizátoru je vyroben na zenerově diodě a druhý stupeň stabilizátoru obsahuje hlavní prvek na zenerově diodě, jednotku pro stabilizaci proudu prvku řidiče. a operační zesilovač napájený z prvního stupně. Invertující vstup operačního zesilovače přes první rezistor je připojen k výstupu pro připojení první zátěže a přes druhý rezistor je připojen k výstupu pro připojení druhé zátěže, který je zároveň připojen k výstupnímu výstupu proudu budiče. stabilizační jednotka, neinvertující vstup zesilovače je připojen přes třetí a čtvrtý rezistor se stejnými odpory ke svorkám pro připojení napájení, výstup operačního zesilovače je připojen ke svorce pro připojení první zátěže. U beztransformátorového zdroje s dvoustupňovým stabilizátorem je vysoká stabilita napájecího napětí a upnutí potenciálu jedné z výstupních svorek vůči bodu "umělé nuly" s potenciálem poloviny napájecího napětí sítě. zajištěno a hlavní nevýhodou takového zdroje je velká spotřeba činné energie.

Zveřejnění vynálezu

Cílem vynálezu je vytvořit beztransformátorový měnič napětí s celovlnným usměrňovačem a sevřením potenciálu jednoho z výstupních bodů vůči síťovému napětí, ve kterém je snížena hodnota spotřebovaného činného výkonu a stabilita výstupní napětí se zvýší.

Problém je řešen v beztransformátorovém měniči napětí, který obsahuje dvě sekce tlumicí jednotky přepětí se stejnými střídavými odpory, dva celovlnné usměrňovače, filtr, dva regulační prvky, dva operační zesilovače a stabilizátor napětí a každou sekci přepětí napěťová útlumová jednotka je vyrobena ve formě sériově zapojeného odporu a kondenzátoru, spojeného společným bodem s odpovídající svorkou pro připojení napájecího zdroje, volnými svorkami kondenzátorů obou sekcí a odpory obou sekcí jednotky pro potlačení přepětí jsou připojeny ke vstupům prvního a druhého můstkového usměrňovače; výstup prvního usměrňovače je zapojen přes filtr paralelně a v souladu se vstupem stabilizátoru napětí, výstup druhého usměrňovače je zapojen sériově a podle prvního a druhého regulačního prvku zapojeného v prvním a druhém vodiči respektive ke vstupu stabilizátoru napětí, přičemž první regulační prvek je vyroben na n-kanálovém tranzistoru MOS ochuzeného typu nebo n-kanálovém tranzistoru s řízeným polem, druhý regulační prvek je vyroben na p-kanálovém tranzistoru s řízeným polem ; stabilizátor napětí je dvoustupňový, ve kterém první stupeň obsahuje první a druhý uzel zapojený v souladu a paralelně, první uzel je vyroben ve formě sériového zapojení první zenerovy diody a zavedeného prvního rezistoru , zavedený druhý uzel je proveden ve formě sériového zapojení druhé zenerovy diody a druhého rezistoru a celkový bod spojení katody první zenerovy diody v prvním uzlu a druhého odporu ve druhém uzlu je připojen k prvnímu vodiči na výstupu prvního můstkového usměrňovače, také připojen ke zdroji prvního n-kanálového ochuzeného typu MOS tranzistoru, společnému spojovacímu bodu anody druhé zenerovy diody ve druhém uzlu a první rezistor v prvním uzlu je připojen k druhému vodiči na výstupu prvního můstkového usměrňovače, také připojen ke zdroji druhého p-kanálového tranzistoru s efektem pole; sběrač prvního n-kanálového ochuzeného MOS tranzistoru a sběrač druhého p-kanálového tranzistoru s efektem pole jsou připojeny příslušně k prvnímu a druhému vodiči na výstupu druhého usměrňovače; první n-kanálový ochuzený tranzistor MOS je řízen zavedeným prvním operačním zesilovačem, jehož výkonové vývody jsou připojeny na vývody první zenerovy diody v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru, invertující vstup první zesilovač přes vložený třetí a čtvrtý odpor se stejnými odpory je připojen na svorky první zenerovy diody, neinvertující vstup první zesilovač přes odpory se stejným odporem je připojen na svorky pro připojení napájení, výstup prvního zesilovače je připojen k řídicímu hradlu prvního n-kanálového ochuzeného typu MOS tranzistoru; druhý p-kanálový tranzistor s efektem pole je řízen zavedeným druhým operačním zesilovačem, jehož výkonové vývody jsou připojeny na vývody druhé zenerovy diody ve druhém uzlu prvního stupně stabilizátoru, invertujícího vstupu el. druhý zesilovač je připojen na výstup zavedeného zdroje referenčního napětí, neinvertující vstup druhého zesilovače je připojen ke společnému bodu připojení anody prvního a zenerovy diody a prvního rezistoru v prvním uzlu zesilovače. první stupeň stabilizátoru, výstup druhého zesilovače je připojen k řídicímu hradlu druhého p-kanálového tranzistoru s efektem pole; druhý stupeň stabilizátoru je vyroben podle schématu sekvenčního regulátoru napětí a skládá se z hlavního prvku na zenerově diodě, jednotky pro stabilizaci proudu hlavního prvku a operačního zesilovače napájeného z výstupu prvního stupně stabilizátoru, totiž napájený z první zenerovy diody v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru, neinvertující vstup zesilovače ve druhém stupni stabilizátoru je připojen k neinvertujícímu vstupu stabilizátoru. zaveden první zesilovač, rovněž připojen přes rezistory se stejnými odpory na svorky pro připojení napájení, invertující vstup zesilovače ve druhém stupni stabilizátoru je připojen přes odpory na svorky pro připojení první a druhé zátěže, výstup pro připojení druhé zátěže je rovněž připojen na výstupní svorku proudové stabilizační jednotky hnacího prvku, výstup zesilovače ve druhém stupni stabilizátoru je připojen ke svorce pro připojení první zátěže.

Je to díky implementaci jednotky tlumení přepětí ve formě dvou identických sekcí se stejnými střídavými odpory, provedených ve formě sériového zapojení kondenzátoru a rezistoru, připojených příslušně k oběma vodičům mezi svorkami pro připojení napájení a vstupy prvního a druhého můstkového usměrňovače, zavedení do obou vodičů na výstupu druhého můstkového usměrňovače v sérii se vstupem stabilizátoru napětí prvního a druhého regulačního prvku, které jsou řízeny příslušně zavedeným prvním a druhých operačních zesilovačů, stabilizátor napětí je dvoustupňový, jehož první stupeň tvoří první a druhý uzel zapojený shodně a paralelně, obsahující první a druhou zenerovu diodu, z nichž první a druhý operační zesilovač jsou napájeny, respektive zavedením odpovídajících rezistorů a zdroje referenčního napětí, jakož i implementací druhého stupně stabilizátoru s uzlem s stabilizace proudu budícího prvku na zenerově diodě a operačním zesilovači napájeném z první zenerovy diody v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru, s výše uvedeným propojením prvků mezi sebou a s ostatními prvky obvodu je provedena celovlnná rektifikace, předběžná symetrie výstupního napětí v prvním stupni stabilizátoru a fixace potenciálu jedné z výstupních svorek nárokovaného zařízení ve druhém stupni stabilizátoru vzhledem k bodu s potenciál poloviny napájecího napětí sítě, klesá činný příkon, zvyšuje se stabilita výstupního napětí.

Zavedením prvního a druhého regulačního prvku plnícího funkci řízených předřadných odporů se totiž snižuje proud v obvodech s tlumícími odpory, což vede ke snížení činné spotřeby energie.

Rozdělení jednotky potlačení přepětí na dvě sekce a synchronní změna odporu prvního regulačního členu řízené prvním operačním zesilovačem vzhledem ke změně odporu druhého regulačního členu poskytuje předběžnou symetrii výstupního napětí. prvního stupně stabilizátoru vzhledem k bodu s potenciálem poloviny napájecího napětí sítě a použití operačního zesilovače ve druhém stupni stabilizátoru, napájeného z první zenerovy diody v prvním uzlu sítě. první stupeň stabilizátoru, umožňuje sledovat potenciál jedné z výstupních svorek zařízení vzhledem k bodu s potenciálem poloviny napájecího napětí sítě.

Zavedení prvního rezistoru v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru, stejně jako zdroj referenčního napětí a druhý operační zesilovač, který řídí druhý regulační prvek, umožňuje udržovat v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru vstupní konstantní proud rovný poměru referenčního referenčního napětí k odporu prvního rezistoru a ke snížení zvlnění napětí na výstupu prvního stupně stabilizátoru, konkrétně ke snížení zvlnění napětí na první zenerova dioda v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru, která napájí operační zesilovač ve druhém stupni stabilizátoru.

Implementace druhého stupně stabilizátoru s jednotkou pro stabilizaci proudu budícího prvku umožňuje eliminovat pulsace výstupního napětí způsobené určitým posunem výstupního napětí první zenerovy diody v prvním uzlu budícího prvku. prvního stupně stabilizátoru vzhledem k bodu s potenciálem poloviny napájecího napětí sítě.

Stručný popis výkresů.

Obrázek 1 ukazuje schematické elektrické schéma navrhovaného zařízení. Zařízení obsahuje dvě totožné sekce 1 jednotky tlumení přepětí 2, dva můstkové usměrňovače 3 a 4, filtr 5, stabilizátor napětí 6, jsou zavedeny dva regulační prvky a první regulační prvek je vyroben na n-kanálovém tranzistoru MOS. 7 ochuzeného typu (neboli n-kanálového polem řízeného tranzistoru), je druhý regulační prvek vytvořen na p-kanálovém tranzistoru 8 řízeného polem, jsou zavedeny první operační zesilovač 9 a druhý operační zesilovač 10.

Sekce 1 jednotky 2 pro tlumení přepětí, sestávající z kondenzátoru 11 a rezistoru 12, jsou na jedné straně připojeny ke svorkám 13 a 14 pro připojení sítě a na druhé straně jsou připojeny ke vstupům můstkových usměrňovačů 3 a 4 a kondenzátory 11 jsou připojeny ke vstupu prvního můstkového usměrňovače 3 a rezistory 12 jsou připojeny ke vstupu druhého můstkového usměrňovače 4.

Výstup prvního můstkového usměrňovače 3 přes filtr 5 je zapojen v souladu a paralelně se vstupem stabilizátoru 6 napětí.

Stabilizátor napětí 6 je vyroben ve dvou stupních. První stupeň regulátoru 6 napětí obsahuje první jednotku 15 a druhou jednotku 16, které jsou zapojeny paralelně a paralelně. První uzel 15 je proveden ve formě sériového zapojení Zenerovy diody 17 a zavedeného prvního odporu 18. Zavedený druhý uzel 16 je proveden ve formě sériového zapojení Zenerovy diody 19 a odporu 20.

V prvním a druhém vodiči na výstupu druhého můstkového usměrňovače 4 jsou tranzistory 7 a 8 zapojeny v souladu a sériově se vstupem stabilizátoru napětí 6. 17 v prvním uzlu 15 a rezistorem 20 ve druhém uzel 16 prvního stupně stabilizátoru 6, jakož i k prvnímu drátu na výstupu prvního usměrňovače 3.

Drain tranzistoru 8 je připojen k druhému vodiči na výstupu druhého usměrňovače 4. Zdroj tranzistoru 8 je připojen ke společnému spojovacímu bodu odporu 18 v prvním uzlu 15 a anodě zenerovy diody. 19 ve druhém uzlu 16 prvního stupně stabilizátoru 6, stejně jako k druhému drátu na výstupu prvního usměrňovače 3 ...

Výkonové piny operačního zesilovače 9 jsou připojeny na zenerovu diodu 17, neinvertující vstup zesilovače 9 přes rezistory 21 a 22 se stejnými odpory je připojen na svorky 13 a 14 pro připojení sítě, invertující vstup el. zesilovač 9 přes zavedené rezistory 23 a 24 se stejnými odpory je připojen na vývody zenerovy diody 17 v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6 a výstup zesilovače 9 je připojen k řídicímu hradlu tranzistor 7.

Výkonové kolíky operačního zesilovače 10 jsou připojeny k Zenerově diodě 19, invertující vstup zesilovače 10 je připojen k výstupu zdroje referenčního napětí 25, vytvořeného na Zenerově diodě 26 a omezovacím rezistoru 27, ne invertující vstup zesilovače 10 je připojen ke společnému spojovacímu bodu anody Zenerovy diody 17 a rezistoru 18 v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6, výstup zesilovače 10 je připojen k řídicí bráně tranzistoru 8.

Druhý stupeň stabilizátoru napětí 6 je vyroben podle známého zapojení sériového stabilizátoru napětí a skládá se z hlavního prvku na zenerově diodě 28, jednotky 29 pro stabilizaci proudu hlavního prvku vyrobeného na tranzistoru 30 rezistory 31, 32, 33 a diodu 34, emitorový sledovač na tranzistoru 35.

Druhý stupeň stabilizátoru 6 obsahuje také operační zesilovač 36, napájený zenerovou diodou 17 v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6. Neinvertující vstup zesilovače 36 je připojen přes odpory 21 a 22. se stejnými odpory ke svorkám 13 a 14 pro připojení sítě, invertující vstup zesilovače 36 připojený přes odpory 37 a 38 k výstupním svorkám 39 a 40, výstup operačního zesilovače 36 je připojen k výstupní svorce 39 .

Kromě toho, aby se omezil maximální úbytek napětí mezi kolektorem a zdrojem tranzistoru 7, je připojen rezistor 41 a odpor 42 je zapojen mezi kolektor a zdroj tranzistoru 8. Odpory 41 a 42 jsou vybrány se stejnými odpory.

Princip fungování zařízení je následující.

Vstupní napětí sítě je přiváděno na svorky 13 a 14 zařízení, klesá na kondenzátorech 11 a rezistorech 12 v obou sekcích 1 uzlu 2 pro zhášení přepětí, usměrňuje na prvním a druhém plnovlnném usměrňovači 3 a 4, a také klesá na prvním a druhém tranzistoru 7 a 8, které jsou řízeny prvním a druhým operačním zesilovačem 9 a 10, načež jsou vyhlazeny filtrem 5, stabilizovány ve dvoustupňovém stabilizátoru 6 a napájeny na výstupní svorky 39 a 40.

První stupeň stabilizátoru 6 obsahuje paralelně zapojené uzly 15 a 16, ve kterých jsou zenerovy diody 17 a 19 zvoleny se stejnými stabilizačními napětími a odpor rezistoru 18 je zvolen výrazně menší než odpor rezistoru 20, proto je vstupní proud v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6 mnohem vyšší než ve druhém uzlu 16.

Vstupní proud v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6 je roven součtu usměrněných proudů z výstupů prvního a druhého usměrňovače 3, 4 a fázově posunutých o 90° vůči sobě navzájem. Fázový posun na výstupu prvního usměrňovače 3 vůči proudu na výstupu druhého usměrňovače 4 je vytvořen v důsledku proudového posunu v kondenzátoru 11 o 90° vzhledem k proudu v rezistoru 12. Na výstupu prvním usměrňovačem 3 protéká celovlnný usměrněný proud, jehož okamžitá hodnota je úměrná odporu kondenzátorů 11 a na výstupu druhého usměrňovače 4 teče usměrněný proud, jehož okamžitá hodnota je úměrná. k součtu odporů rezistorů 12 a měnících se odporů tranzistorů 7 a 8, které hrají roli řízených předřadných odporů.

Změna odporu tranzistoru 8 je řízena operačním zesilovačem 10, který pracuje na principu zpětná vazba... Napětí na rezistoru 18, úměrné vstupnímu proudu v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6, se přivádí na neinvertující vstup operačního zesilovače 10 a porovnává se s referenční hodnotou referenčního napětí. na zenerově diodě 26 přiváděné na invertující vstup operačního zesilovače 10. Při změně okamžité hodnoty síťového napětí z výstupu operačního zesilovače 10 je na hradlo tranzistoru 8 přivedeno řídicí napětí, měnící jeho odpor. tak, aby úbytek napětí na rezistoru 18 v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6 byl udržován na referenčním napětí nastaveném zenerovou diodou 26. To znamená, že při jmenovité efektivní hodnotě vstupního síťového napětí proud v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6, procházející rezistorem 18 a zenerovou diodou 17 bez připojení zátěže, má tendenci mít konstantní hodnotu rovnou poměru referenčního napětí na zenerově diodě 26 k odpor rezistoru 18. Tedy udržování konstanty Daná hodnota vstupního proudu v prvním uzlu 15 prvního stupně stabilizátoru 6 umožňuje snížit zvlnění napětí na Zenerově diodě 17, ze které je napájen operační zesilovač 36 ve druhém stupni stabilizátoru 6.

Současně se změnou odporu tranzistoru 8 se synchronně mění odpor tranzistoru 7. Změna odporu tranzistoru 7 je řízena operačním zesilovačem 9, který pracuje na principu zpětné vazby. Pokud je potenciál společného bodu připojení rezistorů 21 a 22 v děliči síťového napětí na polovinu uvažován jako potenciál bodu "umělá nula", pak synchronní změna odporu tranzistoru 7 vzhledem k změna odporu tranzistoru 8 je zajištěna, když potenciál společného bodu spojení rezistorů 23 a 24 se stejnými odpory v děliči výstupní napětí na Zenerově diodě 17 prvního uzlu 15 prvního stupně el. stabilizátor 6 je roven potenciálu bodu "umělé nuly".

Potenciál společného spojovacího bodu rezistorů 23 a 24 je přiveden na invertující vstup operačního zesilovače 9 a je porovnáván s potenciálem bodu "umělé nuly" na neinvertujícím vstupu operačního zesilovače 9 a řídicí napětí z výstupu operačního zesilovače 9 je přivedeno na hradlo tranzistoru 7, měnící jeho odpor tak, že potenciál společného bodu připojení rezistorů 23 a 24 má tendenci být fixován vzhledem k potenciálu tranzistoru 7. "umělá nula". Je tak zajištěna předběžná symetrie výstupního napětí na Zenerově diodě 17 v prvním stupni stabilizátoru 6 vzhledem k bodu "umělé nuly".

Ve druhém stupni stabilizátoru 6 fixuje operační zesilovač 36, napájený zenerovou diodou 17, podle principu zpětné vazby potenciál středního bodu rezistorů 37 a 38 ve výstupním děliči napětí vzhledem k "umělé nule". “ bod, kdy je obrácená polarita vstupního síťového napětí a další destabilizující faktory. Navíc, aby se vyloučila závislost výstupního napětí stabilizátoru 6 spojená s možnou změnou proudu v zenerově diodě 28 při změně napětí mezi katodami zenerových diod 17 a 28, je použita jednotka 29 pro stabilizaci. proud v zenerově diodě 28 na základě obvodu proudového zrcadla s prvky 30, 31, 32, 33, 34, ve kterém je kolektorový proud tranzistoru 30 nezávislý na napětí kolektor-báze.

Se stejnými odpory 37 a 38 je výstupní napětí zdroje na svorkách 39 a 40 symetrické kolem "umělé nuly". Pokud je odpor 37 zkratován, potenciál svorky 39 bude „umělá nula“.

Pro omezení maximálního úbytku napětí mezi kolektorem a zdrojem tranzistoru 7 je připojen odpor 41 a odpor 42 je zapojen mezi kolektor a zdroj tranzistoru 8. Rezistory 41 a 42 jsou vybrány se stejnými odpory.

Protože p-kanálové tranzistory s efektem pole 7 mají nízké napětí průrazu, pak může být druhý regulační prvek také vyroben na p-kanálovém MOS tranzistoru.

Obrázek 2 ukazuje fragment základu elektrický obvod pomocí p-kanálového MOS tranzistoru 43 jako druhého regulačního prvku, který je řízen operačním zesilovačem 10. V tomto případě je zaveden integrální měnič napětí 44, jehož vstupní svorky jsou zapojeny paralelně se Zenerovou diodou 19, a kondenzátory 45 a 46. Výkonové výstupy operačního zesilovače 10 jsou připojeny ke katodě Zenerovy diody 19 a k výstupu převodníku 44 se zápornou polaritou výstupního napětí.

Průmyslová využitelnost.

Testy prototypů navrhovaného zařízení potvrdily jeho plný výkon, vyřešení problému a možnost průmyslové použitelnosti.

NÁROK

Beztransformátorový měnič napětí obsahující dvě identické sekce jednotky pro potlačení přepětí se stejnými odpory střídavého proudu, přičemž každá část jednotky pro potlačení přepětí je vyrobena ve formě sériově zapojeného odporu a kondenzátoru spojeného společným bodem s odpovídajícím svorka pro připojení zdroje, volné svorky kondenzátorů obou sekcí a volné svorky rezistorů obou sekcí jednotky pro potlačení přepětí jsou připojeny příslušně na vstupy prvního a druhého můstkového usměrňovače, výstupy prvního a druhé můstkové usměrňovače jsou zapojeny podle a paralelně a připojeny přes filtr ke stabilizátoru napětí, stabilizátor napětí je dvoustupňový s proudovou stabilizační jednotkou budícího prvku na zenerově diodě a operačním zesilovačem napájeným z prvního stupně stabilizátoru, neinvertující vstup zesilovače přes rezistory se stejnými odpory je připojen na svorky pro připojení zdroje a napájení, invertující vstup zesilovače je připojen přes odpory na svorky pro připojení první a druhé zátěže, svorka pro připojení druhé zátěže je také připojena k výstupní svorce jednotky pro stabilizaci proudu budiče, výstup operační zesilovač je připojen ke svorce pro připojení první zátěže, vyznačující se tím, že výstup druhého můstkového usměrňovače je zapojen do série a podle prvního a druhého regulačního prvku vloženého do prvního a druhého vodiče se vstupem dvoustupňového stabilizátoru napětí a první regulační prvek je vyroben na n-kanálovém tranzistoru s řízeným polem a druhý regulační prvek je vyroben na p-kanálovém tranzistoru s řízeným polem, první stupeň stabilizátoru se skládá z první a druhý uzel zapojeny podle a paralelně, první stabilizační jednotka je vyrobena ve formě sériového zapojení první zenerovy diody a zavedeného prvního odporu, zavedená druhá stabilizační jednotka je vyrobena v sériové zapojení druhé zenerovy diody a druhého odporu a společný spojovací bod katody první zenerovy diody v prvním uzlu a druhého odporu ve druhém uzlu prvního stupně stabilizátoru je připojen ke zdroji prvního n-kanálového tranzistoru s řízeným polem, také připojeného k prvnímu vodiči na výstupu prvního můstkového usměrňovače, je společný bod připojení prvního odporu v prvním uzlu a anoda druhé zenerovy diody ve druhém uzlu prvního stupně stabilizátoru je připojen ke zdroji druhého p-kanálového tranzistoru s efektem pole, rovněž připojen k druhému vodiči na výstupu prvního můstkového usměrňovače, kolektoru prvního n-kanálu a kolektoru druhý p-kanálový tranzistor s efektem pole jsou připojeny k prvnímu a druhému vodiči na výstupu druhého můstkového usměrňovače, řídicí brána prvního n-kanálového tranzistoru s efektem pole je připojena k výstupu zavedeného prvního operačního zesilovače , jehož napájecí vodiče, stejně jako napájecí vodiče operačního zesilovače v druhém st upeny stabilizátoru jsou připojeny na vývody první zenerovy diody v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru, invertující vstup prvního zesilovače přes vložený třetí a čtvrtý odpor se stejnými odpory je připojen na vývody prvního zenera diody v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru, neinvertující vstup prvního zesilovače je připojen k neinvertujícímu vstupu operačního zesilovače ve druhém stupni stabilizátoru a je také připojen přes rezistory s rovným odporu na svorky pro připojení zdroje, řídicí hradlo druhého p-kanálového tranzistoru s efektem pole je připojeno na výstup zavedeného druhého operačního zesilovače, jehož výkonové svorky jsou připojeny na svorky druhé zenerovy diody. ve druhém uzlu prvního stupně stabilizátoru je neinvertující vstup druhého zesilovače připojen ke společnému spojovacímu bodu anody první zenerovy diody a prvního rezistoru v prvním uzlu prvního stupně stabilizátoru, je invertující vstup druhého zesilovače připojen k výstupu zaváděného o zdroji referenčního napětí.