Pretvornik DC v AC brez transformatorja. Breztransformatorski napetostni pretvorniki nizke moči na kondenzatorjih (18 vezij). Preklop na napajalnik plus

To poglavje se bo osredotočilo predvsem na napetostne pretvornike brez transformatorja, ki so običajno sestavljeni iz pravokotnega generatorja valov in napetostnega množitelja. Običajno je na ta način mogoče povečati napetost brez opaznih izgub največ za večkrat, pa tudi na izhodu pretvornika pridobiti napetost drugačnega predznaka. Tok obremenitve takšnih pretvornikov je izjemno majhen - običajno enote, redkeje desetine mA.

Glavni generator breztransformatorskih napetostnih pretvornikov je mogoče izdelati po tipični shemi, katere osnovni element 1 (slika 1.1) je izdelan na osnovi simetričnega multivibratorja. Na primer, blok elementi imajo lahko naslednje parametre: R1 = R4 = 1 kOhm; R2 = R3 = 10 kΩ; C1 = C2 = 0,01 μF. Tranzistorji - nizka moč, na primer KT315. Za povečanje moči izhodnega signala je bila uporabljena tipična ojačevalna enota 2.

riž. 1.1. Sheme osnovnih elementov breztransformatorskih pretvornikov: 1 - glavni oscilator; 2 - tipičen ojačevalni blok

Breztransformatorski napetostni pretvornik je sestavljen iz dveh tipičnih elementov (slika 1.2): glavnega oscilatorja 1 in potisnega stikala-ojačevalnika 2 ter množitelja napetosti (sl. 1.1, 1.2). Pretvornik deluje pri frekvenci 400 Hz in zagotavlja izhodno napetost 12,5 V

napetost 22 V pri toku obremenitve do 100 mA (parametri elementov: R1 = R4 = 390 Ohm, R2 = R3 = 5,6 kOhm, C1 = C2 = 0,47 μF). V bloku 1 se uporabljajo tranzistorji KT603A - B; v bloku 2 - GT402V (G) in GT404V (G).

Tokokrog breztransformatorskega pretvornika za podvojitev napetosti

Vezja pretvornika napetosti, ki temeljijo na tipičnem bloku

Napetostni pretvornik, zgrajen na podlagi tipičnega bloka, opisanega zgoraj (slika 1.1), se lahko uporabi za pridobivanje izhodnih napetosti različne polarnosti, kot je prikazano na sl. 1.3.

Pri prvi možnosti se na izhodu ustvarijo napetosti -1-10 B in -10 B; za drugo - -1-20 B in -10 B, ko se naprava napaja iz vira 12 V.

Za napajanje tiratronov z napetostjo približno 90 B se uporablja vezje pretvornika napetosti v skladu s sl. 1.4 z glavnim oscilatorjem 1 in parametri elementov: R1 = R4 = 1 kOhm,

R2 = R3 = 10 kΩ, C1 = C2 = 0,01 μF. Tukaj lahko uporabite običajne tranzistorje nizke moči. Množitelj ima faktor množenja 12 in pri razpoložljivi napajalni napetosti bi pričakovali okoli 200 V na izhodu, v resnici pa je zaradi izgub ta napetost le 90 V, njena vrednost pa hitro pada z naraščanjem toka obremenitve.

riž. 1.4. Tokokrog pretvornika napetosti z večstopenjskim množiteljem

riž. 1.5. Tokokrog pretvornika napetosti

Za pridobitev obrnjene izhodne napetosti se lahko uporabi tudi pretvornik, ki temelji na tipični enoti (slika 1.1). Na izhodu naprave (slika 1.5) se ustvari napetost, ki je po predznaku nasprotna od napajalne napetosti. V absolutni vrednosti je ta napetost nekoliko nižja od napajalne, kar je posledica padca napetosti (izgube napetosti) na polprevodniških elementih. Nižja kot je napajalna napetost vezja in višji je obremenitveni tok, večja je ta razlika.

Napetostni pretvornik (podvojnik) (slika 1.6) vsebuje glavni oscilator 1 (1 na sliki 1.1), dva ojačevalnika 2 (2 na sliki 1.1) in mostni usmernik (VD1 -VD4).

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

Znano je, da je moč, ki se prenaša iz primarnega vezja v sekundarni tokokrog, sorazmerna z delovno frekvenco pretvorbe, zato se hkrati z njeno rastjo zmanjša kapacitivnost kondenzatorjev in posledično dimenzije in stroški naprave.

Ta pretvornik zagotavlja izhodno napetost 12 B (prosti tek). Z upornostjo obremenitve 100 Ohm se izhodna napetost zmanjša na 11 B; pri 50 Ohmih - do 10 B; in pri 10 Ohmih - do 7 B.

riž. 1.6. Visokonapetostni podvojni tokokrog

Pretvorniško vezje za pridobivanje bipolarnih izhodnih napetosti

Napetostni pretvornik (slika 1.7) vam omogoča, da na izhodu dobite dve napetosti različne polarnosti s skupno srednjo točko. Te napetosti se pogosto uporabljajo za napajanje operacijskih ojačevalnikov. Izhodne napetosti so po absolutni vrednosti blizu napajalne napetosti naprave in ko se njena vrednost spremeni, se spreminjajo hkrati.

Tranzistor VT1 - KT315, diode VD1 in U02-D226.

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

Blok 2: tranzistorji GT402, GT404.

Izhodna impedanca dvojnika je 10 ohmov. V načinu mirovanja je skupna izhodna napetost na kondenzatorjih C1 in C2 19,25 V pri porabi toka 33 mA. S povečanjem toka obremenitve s 100 na 200 mA se ta napetost zmanjša z 18,25 na 17,25 V.

Glavni generator napetostnega pretvornika (slika 1.8) je izdelan na dveh / SHO / 7-elementih. Na njegov izhod je priključena kaskada ojačitve na tranzistorjih VT1 in VT2. Invertirana napetost na izhodu naprave je ob upoštevanju izgub pri pretvorbi nekaj odstotkov (ali deset odstotkov - pri nizkonapetostnem napajanju) manjša od vhodne napetosti.

riž. 1.8. Vezje napetostnega pretvornika-pretvornika z glavnim oscilatorjem na CMOS elementih

Podobno vezje pretvornika je prikazano na naslednji sliki (slika 1.9). Pretvornik vsebuje glavni oscilator na / CMO / 7-mikrovezju, ojačevalno stopnjo na tranzistorjih VT1 in VT2, vezja za podvojitev izhodne impulzne napetosti, kondenzatorske filtre in vezje za oblikovanje umetne srednje točke, ki temelji na paru zener diod. Na izhodu pretvornika se tvorijo naslednje napetosti: -i-15 B pri obremenitvenem toku 13 ... 15 ml in -15 B pri toku obremenitve 5 mA.

Na sl. 1.10 prikazuje diagram izhodnega vozlišča breztransformatorskega napetostnega pretvornika. To vozlišče je pravzaprav

Tokokrog pretvornika napetosti za tvorbo bipolarnih napetosti z glavnim oscilatorjem na CMOS elementih

riž. 1.10. Tokokrog izhodne stopnje napetostnega pretvornika brez transformatorja

je močnostni ojačevalnik. Za nadzor lahko uporabite generator impulzov, ki deluje s frekvenco ^ 0 kHz.

Brez obremenitve pretvornik s takšnim ojačevalnikom moči porabi tok približno 5 mA. Izhodna napetost se približuje 18 voltov (dvakrat večja od napajalne napetosti). Z obremenitvenim tokom 120 mA se izhodna napetost zmanjša na 16 B pri ravni valovanja 20 mV. Učinkovitost naprave je približno 85%, izhodna impedanca je približno 10 ohmov.

Ko vozlišče deluje iz glavnega oscilatorja na CMOS-elementih, namestitev uporov R1 in R2 ni potrebna, vendar je za omejitev izhodnega toka mikrovezja priporočljivo povezati njegov izhod s tranzistorskim ojačevalnikom moči prek upora. z uporom več kΩ.

Preprosto vezje pretvornika napetosti za krmiljenje varikapov je bilo večkrat reproducirano v različnih revijah. Pretvornik ustvari 20 V, ko se napaja iz 9 B, in takšno vezje je prikazano na sl. 1.11. Generator impulzov blizu pravokotnega je sestavljen na tranzistorjih VT1 in VT2. Diode VD1 - VD4 in kondenzatorji C2 - C5 tvorijo množitelj napetosti, upor R5 in zener diode VD5, VD6 pa tvorijo parametrični napetostni regulator.

riž. 1.11. Tokokrog pretvornika napetosti za varikape

riž. 1.12. CMOS vezje pretvornika napetosti

Preprost napetostni pretvornik samo na enem mikrovezju K561LN2 z najmanjšim številom zgibnih elementov je mogoče sestaviti po diagramu na sl. 1.12.

Glavni parametri pretvornika pri različnih napajalnih napetostih in tokovih obremenitve so prikazani v tabeli 1.1.

Tabela 1.1. Parametri napetostnega pretvornika (slika 1.12)

Upit		Uout, V

Diagram izhodne stopnje bipolarnega napetostnega gonilnika

Za pretvorbo napetosti ene stopnje v bipolarno izhodno napetost lahko uporabite pretvornik z izhodno stopnjo v skladu z diagramom na sl. 1.13. Ko je vhodna napetost pretvornika 5 B, je izhodna napetost -i-8 B in -8 B pri toku obremenitve 30 mA. Učinkovitost pretvornika je bila 75 %. Vrednost učinkovitosti in vrednost izhodne napetosti se lahko poveča z uporabo Schottkyjevih diod v usmerniku napetostnega množitelja. S povečanjem napajalne napetosti na 9 B se izhodna napetost poveča na 15 V.

Približni analog tranzistorja 2N5447 - KT345B; 2N5449 - KT340B. V vezju lahko uporabite bolj običajne elemente, na primer tranzistorje, kot so KT315, KT361.

Za vezja pretvornikov napetosti se lahko uporablja širok izbor generatorjev pravokotnih signalov, ki temeljijo na principu množiteljev impulzne napetosti. Takšni generatorji so pogosto zgrajeni na mikrovezju KR1006VI1 (slika 1.14). Izhodni tok tega mikrovezja je precej velik (100 mA) in je pogosto mogoče storiti brez dodatnih stopenj ojačevanja. Generator na mikrovezju DA1 (KR1006VI1) proizvaja pravokotne impulze, katerih hitrost ponavljanja določajo elementi R1, R2, C2. Ti impulzi iz nožice 3 mikrovezja se napajajo v množitelj napetosti. Uporovni delilnik R3, R4 je priključen na izhod množilnika napetosti, iz katerega se napetost napaja na vhod za ponastavitev (pin 4) mikrovezja DA1. Parametri tega delilnika so izbrani tako, da če izhodna napetost v absolutni vrednosti predogleda vhodno napetost (napajalno napetost), se proizvodnja ustavi. Natančno vrednost izhodne napetosti lahko nastavite z izbiro uporov uporov R3 in R4.

Shema napetostnega pretvornika-pretvornika z glavnim oscilatorjem na mikrovezju KR1006VI1

Značilnosti pretvornika - napetostnega pretvornika (slika 1 ^ 14) so ​​podane v tabeli. 1.2.

Na naslednji sliki je prikazano drugo vezje napetostnega pretvornika na mikrovezju KR1006VI1 (slika 1.15). Delovna frekvenca glavnega oscilatorja je 8 kHz. Njegov izhod je vklopljen tranzistorski ojačevalnik in usmernik za podvojitev napetosti. Ko je napetost napajalnika 12 B, je izhod pretvornika 20 V. Izgube pretvornika so posledica padca napetosti na diodah usmernika za podvojitev napetosti.

Tabela 1.2. Značilnosti napetostnega pretvornika-pretvornika (slika 1.14)

Upit, V		Poraba, mA

Tokokrog pretvornika napetosti z mikrovezjem KR1006VI1 in ojačevalnikom moči

Na podlagi istega mikrovezja (slika 1.16) je mogoče ustvariti napetostni pretvornik. Delovna frekvenca pretvorbe je 18 kHz, delovni cikel je 1,2.

Kot pri drugih podobnih napravah je izhodna napetost pretvornika močno odvisna od toka obremenitve.

TTL in / SMOG / - čipi se lahko uporabljajo za popravljanje toka. Pri razvoju teme je avtor te ideje D. Cuthbert predlagal breztransformatorski napetostni pretvornik-pretvornik na osnovi GG // - mikrovezja (slika 1.17).

Naprava vsebuje dve mikrovezji: DDI in DD2. Prvi od njih deluje kot generator pravokotnih impulzov s frekvenco 7 kHz (elementa DDI .1 in DDI .2), na katerega izhod je priključen pretvornik DD1.3 - DDI.6. Drugo mikrovezje (DD2) je vključeno na nenavaden način (glej diagram): opravlja funkcijo

Tokokrog gonilnika negativne napetosti

riž. 1.17. Tokokrog pretvornika napetosti, ki temelji na dveh mikrovezjih

diode. Vsi njegovi elementi-razsmerniki so povezani vzporedno za povečanje nosilnosti pretvornika.

Kot rezultat takšne vključitve na izhodu naprave se dobi obrnjena napetost-U, približno enaka (v absolutni vrednosti) napajalni napetosti. Napajalna napetost naprave z 74HC04 je lahko od 2 do 7 V. Približni domači analog je GG // - mikrovezje tipa K555LN1 (deluje v ožjem območju napajalnih napetosti) ali / SMOS / -vezja in KR1564LN1.

Največji izhodni tok pretvornika je do 10 mA. Ko je obremenitev izklopljena, naprava praktično ne porablja toka.

Pri razvoju zgoraj obravnavane ideje o uporabi zaščitnih diod / C / WO / 7-mikrovezja, ki so na voljo na vhodih in izhodih / SL // 0/7-elementi, bomo upoštevali delovanje napetostnega pretvornika, ki se izvaja na dve mikrovezji DDI in DD2 tipa K561LA7 (radar . 1.18). Prvi izmed njih je sestavil generator, ki deluje na frekvenci 60 kHz. Drugo mikrovezje opravlja funkcijo mostnega frekvenčnega usmernika.

riž. 1.18. Shema natančnega pretvornika polarnosti na dveh mikrovezjih K561LA7

Odklopnik CMOS majhne velikosti

Stikalo je izdelano z glavnim oscilatorjem na osnovi CMOS pretvornikov. Frekvenca oscilatorja je odvisna od ocen C2-R1. Ker je poljski tranzistor z izoliranimi vrati nadzorovan s statičnim nabojem in ne potrebuje velikega toka v …….

Stabilizator napetosti na primerjalniku Glavne tehnične značilnosti: Izhodna napetost, V ……………………………………………………. 5 Tok obremenitve, A …………………………………………………………………… 2 Napetost valovanja, mV ……………………………………… …… …… ..50 Stabilizacijski faktor ……………………………………………………… .100 Preklopna frekvenca, kHz ……………………………………………………… ..25 Stabilizator napetosti deluje na naslednji način. Referenčno napetost žage primerja primerjalnik …….

Uporaba kondenzatorjev za zmanjšanje napetosti, ki se dovaja na obremenitev iz svetlobnega omrežja, ima dolgo zgodovino. V 50-ih letih so radioamaterji široko uporabljali kondenzatorje v breztransformatorskih napajalnikih za radijske sprejemnike, ki so bili zaporedno povezani v …….

Uporaba tristopenjskega pretvornika v frekvenčnem pretvorniku omogoča zvišanje napetosti sistema. Če rekuperacija energije v napajalno omrežje ni potrebna, je priporočljivo uporabiti 12-pulzni diodni usmernik s serijsko povezavo trifaznih mostov. Če …….

Včasih je treba imeti povečano napetost za polnjenje kondenzatorjev ali napajanje visokonapetostnih vezij. Ta napetost se lahko uporablja za Gaussove puške z majhno močjo itd. Pretvornik nima impulznega transformatorja, kar drastično zmanjša velikost tiskanega vezja.

Povečanje vhodne napetosti je posledica uporabljene dušilke. Shranjevalna dušilka ima induktivnost 1000 mikroHenry, učinkovitost pretvornika kot celote je odvisna od faktorja kakovosti dušilke.

Generator impulzov je nastavljen na frekvenco 14 kHz, vendar lahko povečate delovno frekvenco in s tem zmanjšate zavoje dušilke. Sama dušilka se lahko navije na jedro v obliki črke W ali, v skrajnih primerih, na palico, dimenzije niso kritične.

Žica, ki se uporablja za navijanje dušilke, ima lahko premer 0,2 mm, saj izhodni tok pretvornika ne presega 7-8 mA.

Tranzistor z učinkom polja - dobesedno vsak, ki lahko deluje pri napetosti več kot 400 voltov, dal sem celo bipolarne, s polnimi pa je vsekakor bolje. Moč pretvornika je mogoče povečati na več načinov, ki so med seboj povezani.

1) Povečanje napajalne napetosti.
2) Uporaba močnejših tranzistorjev.
3) Uporaba dodatnega gonilnika na izhodu mikrovezja.
4) Uporaba debelejše žice za navijanje dušilke.

Toda vse te metode lahko povečajo izhodni tok naprave le za nekaj miliamperov. Zaradi zanemarljive izhodne moči (ne več kot 2 vata) vezje ni našlo široke uporabe, včasih pa je preprosto nenadomestljivo. Namesto čipa NE555 lahko uporabite multivibrator, ki bo nastavljen na isto frekvenco (14 kHz).

Tranzistor z učinkom polja ne potrebuje hladilnega telesa, saj je odvajanje moči premajhno.

Za popolno polnjenje visokonapetostne kapacitivnosti 1000 μF bo naprava trajala približno 5 minut, tako da če boste uporabljali tak pretvornik, morate počakati, vendar je naprava zelo preprosta, kompaktna in ekonomična.

Tukaj bo upoštevano breztransformatorski napetostni pretvorniki, običajno sestavljen iz generatorja kvadratnega valovanja in množitelja napetosti.

Običajno je na ta način mogoče povečati napetost brez opaznih izgub največ za večkrat in tudi na izhodu pretvornika dobiti napetost drugega predznaka. Tok obremenitve takšnih pretvornikov je izjemno majhen - običajno enote, redkeje desetine mA.

Glavni generator

Glavni generator breztransformatorskih napetostnih pretvornikov je mogoče izdelati po tipični shemi, katere osnovni element 1 (slika 1) je izdelan na osnovi simetričnega multivibratorja.

Na primer, elementi bloka imajo lahko naslednje parametre: R1 = R4 = 1 kOhm; R2 = R3 = 10 kΩ C1 = C2 = 0,01 μF. Tranzistorji so nizke moči, na primer KT315. Za povečanje moči izhodnega signala je bila uporabljena tipična ojačevalna enota 2.

riž. 1. Sheme osnovnih elementov breztransformatorskih pretvornikov: 1 - glavni oscilator; 2 - tipičen ojačevalni blok.

Breztransformatorski napetostni pretvornik

Breztransformatorski napetostni pretvornik je sestavljen iz dveh tipičnih elementov (slika 2): glavnega oscilatorja 1 in potisnega stikala-ojačevalnika 2 ter napetostnega množitelja (slika 2).

Pretvornik deluje pri frekvenci 400 Hz in zagotavlja napajalno napetost 12,5 V izhodna napetost 22B pri obremenitvenem toku do 100 mA(parametri elementov: R1 = R4 = 390 Ohm. R2- R3 = 5,6 kOhm, C1 = C2 = 0,47 μF). V bloku 1 se uporabljajo tranzistorji KT603A - b; v bloku 2 - GT402V (G) in GT404V (G).

riž. 2. Shema breztransformatorskega pretvornika z podvojitvijo napetosti.

riž. 3. Diagrami napetostnih pretvornikov na podlagi tipičnega bloka.

Za pridobitev lahko uporabimo napetostni pretvornik, zgrajen na podlagi tipičnega bloka, opisanega zgoraj (slika 1). izhodne napetosti z različno polarnostjo kot je prikazano na sl. 3.

Za prvo možnost se na izhodu ustvarijo napetosti +10 V in -10 V; za drugo - +20 V in -10 V, ko se naprava napaja iz vira 12 V.

Pretvorniško vezje za napajanje tiratronov 90V

Za napajanje tiratronov z napetostjo približno 90 V se uporablja vezje pretvornika napetosti v skladu s sl. 4 z glavnim oscilatorjem 1 in parametri elementov: R1 = R4 = -1 kOhm, R2 = R3 = 10 kOhm, C1 = C2 = 0,01 μF.

Tukaj lahko uporabite običajno uporabljene tranzistorje nizke moči. Množitelj ima faktor množenja 12 in ob razpoložljivi napajalni napetosti bi pričakovali okoli 200 V na izhodu, v resnici pa je zaradi izgub ta napetost le 90 V, njena vrednost pa hitro pada z naraščanjem toka obremenitve.

riž. 4. Vezje napetostnega pretvornika z večstopenjskim množiteljem.

Pretvornik polarnosti napetosti od (+) do (-)

Za pridobitev obrnjene izhodne napetosti se lahko uporabi tudi pretvornik, ki temelji na tipični enoti (slika 1). Na izhodu naprave (slika 5) nastane napetost, ki je po predznaku nasprotna od napajalne napetosti.

riž. 5. Tokokrog pretvornika napetosti.

V absolutni vrednosti je ta napetost nekoliko nižja od napajalne, kar je posledica padca napetosti (izgube napetosti) na polprevodniških elementih. Nižja kot je napajalna napetost vezja in višji je obremenitveni tok, večja je ta razlika.

Pretvornik napetosti (dvojnik)

Napetostni pretvornik (podvojnik) (slika 6) vsebuje glavni oscilator 1 (1 na sliki 1.1), dva ojačevalnika 2 (2 na sliki 1.1) in mostni usmernik (VD1 - VD4).

riž. 6. Visokonapetostni dvojnik tokokroga.

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

Znano je, da je moč, ki se prenaša iz primarnega tokokroga v sekundarni tokokrog, sorazmerna z delovno frekvenco pretvorbe, zato se hkrati z njeno rastjo zmanjšajo kapacitivnosti kondenzatorjev in posledično dimenzije in stroški naprave.

Ta pretvornik zagotavlja izhodno napetost 12V(prosti tek). Z upornostjo obremenitve 100 ohmov izhodna napetost pade na 11 V; pri 50 Ohmih - do 10 V; in pri 10 ohmih - do 7 V.

Bipolarni pretvornik srednje točke

Napetostni pretvornik (slika 7) vam omogoča, da na izhodu dobite dve napetosti različne polarnosti s skupno srednjo točko. Te napetosti se pogosto uporabljajo za napajanje operacijskih ojačevalnikov. Izhodne napetosti so po absolutni vrednosti blizu napajalne napetosti naprave in ko se njena vrednost spremeni, se spreminjajo hkrati.

riž. 7. Shema pretvornika za pridobivanje bipolarnih izhodnih napetosti.

Tranzistor VT1 - KT315, diode VD1 in VD2 - D226.

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

Blok 2: tranzistorji GT402, GT404.

Izhodna impedanca dvojnika je 10 ohmov. V načinu mirovanja je skupna izhodna napetost na kondenzatorjih C1 in C2 19,25 V pri porabi toka 33 mA. S povečanjem toka obremenitve s 100 na 200 mA se ta napetost zmanjša z 18,25 na 17,25 V.

Pretvorniki-pretvorniki z glavnim oscilatorjem na CMOS elementih

Glavni generator napetostnega pretvornika (slika 8) je izdelan na dveh CMOS elementih, na njegov izhod je priključena ojačevalna stopnja na tranzistorjih VT1 in VT2. Invertirana napetost na izhodu naprave je ob upoštevanju izgub pri pretvorbi nekaj odstotkov (ali deset odstotkov - pri nizkonapetostnem napajanju) manjša od vhodne napetosti.

riž. 8. Shema napetostnega pretvornika-pretvornika z glavnim oscilatorjem na CMOS elementih.

Podobno vezje pretvornika je prikazano na naslednji sliki (slika 9). Pretvornik vsebuje glavni oscilator na mikrovezju CMOS, ojačevalno stopnjo na tranzistorjih VT1 in VT2, vezja za podvojitev izhodne impulzne napetosti, kondenzatorske filtre in vezje za oblikovanje umetne srednje točke na osnovi para zener diod.

Na izhodu pretvornika se tvorijo naslednje napetosti: +15 b pri obremenitvenem toku 13 ... 15 mA in -15 V pri toku obremenitve 5 mA.

riž. 9. Vezje napetostnega pretvornika za tvorbo bipolarnih napetosti z glavnim oscilatorjem na CMOS elementih.

Na sl. 10 prikazuje diagram izhodnega vozlišča breztransformatorskega napetostnega pretvornika.

riž. 10. Shema izhodne stopnje breztransformatorskega napetostnega pretvornika.

To vozlišče je pravzaprav ojačevalnik moči. Za nadzor lahko uporabite generator impulzov, ki deluje s frekvenco 10 kHz.

Brez obremenitve pretvornik s takšnim ojačevalnikom moči porabi tok približno 5 mA. Izhodna napetost se približuje 18 V (dvakrat večja od napajalne napetosti). Z obremenitvenim tokom 120 mA se izhodna napetost zmanjša na 16 b pri ravni valovanja 20 mV. Učinkovitost naprave je približno 85%, izhodna impedanca je približno 10 ohmov.

Ko vozlišče deluje iz glavnega oscilatorja na elementih CMOS, namestitev uporov R1 in R2 ni potrebna, vendar je za omejitev izhodnega toka mikrovezja priporočljivo, da njegov izhod povežete s tranzistorskim ojačevalnikom moči prek upora z upor nekaj kΩ.

Pretvornik napetosti za krmiljenje varikapov

Preprosto vezje pretvornika napetosti za krmiljenje varikapov je bilo večkrat reproducirano v različnih revijah. Pretvornik ustvari 20 V, ko se napaja iz 9 b, in takšno vezje je prikazano na sl. enajst.

Generator impulzov blizu pravokotnika je sestavljen na tranzistorjih VT1 in VT2. Diode VD1 - VD4 in kondenzatorji C2 - C5 tvorijo množitelj napetosti, upor R5 in zener diode VD5, VD6 pa tvorijo parametrični napetostni regulator.

riž. 11. Shema napetostnega pretvornika za varikape.

Pretvornik napetosti na mikrovezju CMOS

riž. 12. Shema napetostnega pretvornika na mikrovezju CMOS.

Preprost pretvornik napetosti samo na enem CMOS čip z minimalnim številom nastavkov je mogoče sestaviti po diagramu na sliki 12.

Glavni parametri pretvornika pri različnih napajalnih napetostih in tokovih obremenitve so prikazani v tabeli 1.

Tabela 1. Parametri napetostnega pretvornika (slika 12):

Upit, V	Івых. mA	Uout, V

Bipolarni pretvornik

riž. 13. Shema izhodne stopnje bipolarnega napetostnega gonilnika.

Za pretvorbo napetosti ene stopnje v bipolarno izhodno napetost lahko uporabite pretvornik z izhodno stopnjo v skladu z diagramom na sl. 13.

Ko je vhodna napetost pretvornika 5V, je izhodna napetost +8V in -8V pri toku obremenitve 30 mA. Učinkovitost pretvornika je bila 75 %. Vrednost učinkovitosti in vrednost izhodne napetosti se lahko poveča z uporabo Schottkyjevih diod v usmerniku napetostnega množitelja. S povečanjem napajalne napetosti na 9 V se izhodna napetost poveča na 15 V.

Približni analog tranzistorja 2N5447 - KT345B; 2N5449 - KT340B. V vezju lahko uporabite bolj običajne elemente, na primer tranzistorje, kot so KT315, KT361.

Za vezja pretvornikov napetosti se lahko uporablja širok izbor generatorjev pravokotnih signalov, ki temeljijo na principu množiteljev impulzne napetosti.

Takšni generatorji so pogosto zgrajeni na mikrovezju KR1006VI1 (slika 14). Izhodni tok tega mikrovezja je precej velik (100 mA) in je pogosto mogoče storiti brez dodatnih stopenj ojačevanja.

Generator na mikrovezju DA1 (KR1006VI1) proizvaja pravokotne impulze, katerih hitrost ponavljanja določajo elementi R1, R2, C2. Ti impulzi iz nožice 3 mikrovezja se napajajo v množitelj napetosti.

Uporovni delilnik R3, R4 je priključen na izhod množilnika napetosti, iz katerega se napetost napaja na vhod za ponastavitev (pin 4) mikrovezja DA1.

Parametri tega delilnika so izbrani tako, da če izhodna napetost v absolutni vrednosti preseže vhodno napetost (napajalna napetost), se proizvodnja ustavi. Natančno vrednost izhodne napetosti lahko nastavite z izbiro uporov uporov R3 in R4.

riž. 14. Shema napetostnega pretvornika-pretvornika z glavnim oscilatorjem na mikrovezju KR1006VI1.

Značilnosti pretvornika - napetostnega pretvornika (slika 14) so ​​podane v tabeli. 2.

Tabela 2. Značilnosti napetostnega pretvornika-pretvornika (slika 14).

Upit, V	Izhod, mA	Ipotr, mA	Učinkovitost, %

Zmogljiv pretvornik-pretvornik na mikrovezju KR1006VI1

Naslednja slika prikazuje drugo vezje napetostnega pretvornika na mikrovezju KR1006VI1 (slika 15). Delovna frekvenca glavnega oscilatorja je 8 kHz.

Na njegovem izhodu sta povezana tranzistorski ojačevalnik in usmernik, sestavljen po vezju za podvojitev napetosti. Ko je napetost napajalnika 12 b, je izhod pretvornika 20 V. Izgube pretvornika so posledica padca napetosti na diodah usmernika za podvojitev napetosti.

riž. 15. Shema napetostnega pretvornika z mikrovezjem KR1006VI1 in močnostnim ojačevalnikom.

Pretvornik polarnosti napetosti na mikrovezju KR1006VI1

Na podlagi istega mikrovezja (slika 16) je mogoče ustvariti napetostni pretvornik. Delovna frekvenca pretvorbe je 18 kHz, delovni cikel je 1,2.

riž. 16. Vezje gonilnika napetosti negativne polarnosti.

Napetostni pretvornik-pretvornik na osnovi TTL mikrovezja

Kot pri drugih podobnih napravah je izhodna napetost pretvornika močno odvisna od toka obremenitve.

TTL in CMOS IC se lahko uporabljajo za popravljanje toka. Avtor te ideje D. Cuthbert je ob razvijanju teme predlagal breztransformatorski napetostni pretvornik-pretvornik na osnovi TTL mikrovezja (slika 7).

riž. 17. Pretvornik napetosti vezja na osnovi dveh mikrovezij.

Naprava vsebuje dve mikrovezji: DD1 in DD2. Prvi od njih deluje kot generator pravokotnih impulzov s frekvenco 7 kHz (elementa DD1.1 in DD1.2), na izhod katerega je priključen pretvornik DD1.3 - DD1.6.

Drugo mikrovezje (DD2) je vključeno na nenavaden način (glej diagram): deluje kot diode. Vsi njegovi elementi-razsmerniki so povezani vzporedno za povečanje nosilnosti pretvornika.

Kot rezultat takega vklopa se na izhodu naprave dobi obrnjena napetost -U, približno enaka (v absolutni vrednosti) napajalni napetosti. Napajalna napetost naprave z mikrovezjem 74NS04 CMOS je lahko od 2 do 7 V. Približni domači analog je mikrovezje K555LN1 TTL (deluje v ožjem območju napajalne napetosti) ali mikrovezje KR1564LN1 CMOS.

Največji izhodni tok pretvornik doseže 10 mA... Ko je obremenitev izklopljena, naprava praktično ne porablja toka.

Pretvornik napetosti na mikrovezju K561LA7

Pri razvoju zgornje ideje o uporabi zaščitnih diod mikrovezij CMOS, ki so na voljo na vhodih in izhodih elementov CMOS, bomo upoštevali delovanje napetostnega pretvornika, izdelanega na dveh mikrovezjih DD1 in DD2 tipa K561LA7 (slika 18). .

Prvi izmed njih je sestavil generator, ki deluje na frekvenci 60 kHz. Drugo mikrovezje deluje kot mostni visokofrekvenčni usmernik.

riž. 18. Shema natančnega pretvornika polarnosti na dveh mikrovezjih K561LA7.

Med delovanjem pretvornika se na izhodu tvori napetost negativne polarnosti z visoko natančnostjo pri obremenitvi z visokim uporom, ki ponavlja napajalno napetost v celotnem območju nazivnih vrednosti napajalnih napetosti (od 3 do 15 V ).

Povečanje napetosti brez transformatorja. Multiplikatorji. Izračunajte na spletu. AC in DC pretvorba (10+)

Breztransformatorski napajalniki - Boost

Ta postopek je prikazan na sliki:

Modro območje označuje območje, kjer se kondenzatorji C polnijo, rdeče pa območje, kjer prenesejo nakopičeni naboj na kondenzator C1 in na obremenitev.

Žal se v člankih občasno pojavljajo napake, jih popravljajo, članke dopolnjujejo, razvijajo, pripravljajo nove. Naročite se na novice, da ostanete obveščeni.

Če kaj ni jasno, vprašajte!
Postavi vprašanje. Razprava o članku. sporočila.

Dober večer. Ne glede na to, kako močno sem se trudil, se po danih formulah za sliko 1.2 nisem mogel naučiti vrednosti kapacitivnosti kondenzatorjev C1 in C2 z danimi vrednostmi podatkov v vaši tabeli (Uin ~ 220V, Uout 15V, Iout 100mA, f 50Hz). Imam težavo, vklopite tuljavo majhnega enosmernega releja za delovno napetost -25V na omrežje ~220V, obratovalni tok tuljave je I = 35mA. Mogoče sem kaj narobe

Resonančni pretvornik, pretvornik napetosti. Načelo p ...
Montaža in nastavitev pretvornika napetosti. Opis principa dela ...

Merjenje efektivne (dejavne) vrednosti napetosti, toka. ...
Shema vezja naprave za merjenje efektivne vrednosti napetosti / toka ...

Flyback impulzni napetostni pretvornik. Tipka za vklop - b ...
Kako oblikovati povratno preklopno napajanje. Kako izbrati moč ...

Izum se nanaša na področje elektrotehnike in je namenjen uporabi pri sekundarnem napajanju instrumentov in merilnih naprav. Tehnični rezultat je zmanjšanje vrednosti porabljene aktivne moči in povečanje stabilnosti izhodne napetosti. Napetostni pretvornik je sestavljen iz dveh enakih delov enote za dušenje presežne napetosti, izdelane v obliki serijsko povezanega kondenzatorja in upora, ki sta povezana na obe žici med priključkoma za priključitev napajalnika in vhodoma prvega in drugega. mostnih usmernikov je izhod prvega usmernika povezan vzporedno z vhodom napetostnega stabilizatorja, v obe žici na izhodu drugega usmernika pa sta vpeljana prvi in ​​drugi regulacijski element, ki sta serijsko povezana z vhodom. napetostnega stabilizatorja. 2 bolna.

Risbe za patent RF 2513185

Tehnološko področje

Breztransformatorski napetostni pretvornik spada v področje elektrotehnike in je namenjen za uporabo pri sekundarnem napajanju instrumentov in merilnih naprav, zlasti za napajanje elektronskih števcev električne energije, elektronskih voltmetrov, različnih relejev za zaščito in avtomatizacijo, ki se napajajo iz nadzorovanega omrežja.

Predhodna umetnost

Znani viri energije (Horowitz P., Hill W. Umetnost vezja. V 3 zvezkih. Zv. 1. Per iz angleščine. - 4. izd. Revidirano in dodatno. - M .: Mir, 1993. - 413 str., ilustr. ., slika 1.80), ki vsebuje močnostni transformator, usmernik, izravnalni filter, serijski kompenzacijski napetostni regulator, pri katerem je regulacijski element povezan zaporedno z obremenitvijo in igra vlogo nadzorovanega balastnega upora. Prisotnost kompenzacijskega stabilizatorja napetosti vam omogoča, da dobite stabilno napajalno napetost, prisotnost transformatorja pa vam omogoča nizko porabo aktivne energije in po potrebi priključite nevtralno žico omrežja na skupno točko vira. . Vendar pa je prisotnost transformatorja glavna pomanjkljivost takšnih virov, kar poveča njihovo velikost in stroške.

Poznan je tudi breztransformatorski pretvornik na MOS tranzistorju (napajalna vezja Schreiber G. 300. Usmerniki. Stikalni napajalniki. Linearni stabilizatorji in pretvorniki: Per. Iz francoščine - M .: DMK, 2000. - 224 s: ilustr. (Do pomagajte radioamaterju), slika 246), ki vsebuje polnovalni mostni usmernik, dušilni upor, filter, parametrični stabilizator na zener diodi, referenčni vir napetosti, dvojni operacijski ojačevalnik, regulacijski element in omrežje napetostni delilnik. Načelo delovanja breztransformatorskega pretvornika na MOS tranzistorju je, da na začetku vsakega polovičnega vala usmerjena napetost skozi odprt regulacijski element napolni kapacitivni filter, povezan z obremenitvijo. Ko referenčna napetost doseže upor v napetostnem delilniku, operacijski ojačevalnik zapre regulacijski element in kapacitivni filter se ne polni več. Glavna pomanjkljivost takšnega vira energije je prisotnost pulzacij na izhodu, ki poslabšajo delovanje večine merilnih naprav, in odsotnost fiksnega potenciala ene od izhodnih točk glede na omrežno napetost.

Najbližje tehnično rešitev k predlagani napravi je napajalnik brez transformatorja (Opis izuma k patentu Ruske federacije št. 2077111, MPK6 Н02М 7/155, G05F 1/585, prednost 01.06.1993. Objavljeno 10.04.1997, bull. št. 10), pri kateri je enota za dušenje presežne napetosti sestavljena iz dveh delov z enakimi AC upori, vsak del enote za dušenje presežne napetosti pa je izdelan v obliki serijsko povezanega upora in kondenzatorja, katerih skupna priključna točka je povezana na ustrezen priključek za priključitev vira energije, prosti priključki kondenzatorjev in uporov prvega in drugega odseka pa je enota za dušenje presežne napetosti povezana z vhodoma prvega oziroma drugega mostnega usmernika, medtem ko je izhoda prvi in ​​drugi mostni usmernik sta povezana v skladu z in vzporedno in povezana preko filtra na napetostni stabilizator. Napetostni stabilizator je izdelan v dveh stopnjah, pri čemer je prva stopnja stabilizatorja izdelana na zener diodi, druga stopnja stabilizatorja pa vsebuje glavni element na zener diodi, enoto za stabilizacijo toka pogonskega elementa. in operacijski ojačevalnik, ki se napaja iz prve stopnje. Inverzni vhod operacijskega ojačevalnika preko prvega upora je povezan z izhodom za priključitev prve obremenitve, preko drugega upora pa je povezan z izhodom za priključitev druge obremenitve, ki je povezan tudi z izhodom enote za stabilizacijo gonilnega toka. , je neinverzni vhod ojačevalnika povezan preko tretjega in četrtega upora z enakimi upori na sponke za priključitev napajalnika, izhod operacijskega ojačevalnika je priključen na sponko za priključitev prvega bremena. Pri breztransformatorskem napajanju z dvostopenjskim stabilizatorjem je visoka stabilnost napajalne napetosti in vpenjanje potenciala enega od izhodnih sponk glede na "umetno ničlo" s potencialom polovice napajalne napetosti omrežja. zagotovljena, glavna pomanjkljivost takšnega napajalnika pa je velika poraba aktivne energije.

Razkritje izuma

Namen izuma je izdelati breztransformatorski napetostni pretvornik s polnovalnim usmernikom in vpenjanjem potenciala ene od izhodnih točk glede na omrežno napetost, pri čemer se zmanjša vrednost porabljene aktivne moči in stabilnost električne energije. izhodna napetost se poveča.

Problem je rešen v breztransformatorskem napetostnem pretvorniku, ki vsebuje dva dela dušenja presežne napetosti z enakimi izmeničnimi upori, dva polnovalovna usmernika, filter, dva regulacijska elementa, dva operacijska ojačevalnika in napetostni stabilizator ter vsak odsek presežka. napetostna dušilna enota je izdelana v obliki serijsko povezanega upora in kondenzatorja, ki sta povezana s skupno točko na pripadajoč priključek za priključitev vira napajanja, prosti priključki kondenzatorjev obeh odsekov in uporov obeh odsekov enote za dušenje presežne napetosti so priključeni na vhoda prvega in drugega mostnega usmernika; izhod prvega usmernika je povezan skozi filter vzporedno in v skladu z vhodom napetostnega stabilizatorja, izhod drugega usmernika je povezan zaporedno in glede na prvi in ​​drugi regulacijski element povezana v prvi in ​​drugi žici oziroma na vhod napetostnega stabilizatorja, pri čemer je prvi regulacijski element izdelan na n-kanalnem MOS tranzistorju osiromašenega tipa ali n-kanalnem poljskem tranzistorju, drugi regulacijski element je izdelan na p-kanalnem poljskem tranzistorju; napetostni stabilizator je dvostopenjski, pri katerem prva stopnja vsebuje prvo in drugo vozlišče, ki sta povezana v skladu in vzporedno, prvo vozlišče je izvedeno v obliki zaporedne povezave prve zener diode in vnesenega prvega upora , je uvedeno drugo vozlišče izvedeno v obliki zaporedne povezave druge zener diode in drugega upora, skupna točka stičišča katode prve zener diode v prvem vozlišču in drugega upora v drugem vozlišču je priključen na prvo žico na izhodu prvega mostnega usmernika, povezan tudi z virom prvega n-kanalnega osiromašenega MOS tranzistorja, skupno stičišče anode druge zener diode v drugem vozlišču in prvi upor v prvem vozlišču je povezan z drugo žico na izhodu prvega mostnega usmernika, ki je povezan tudi z virom drugega p-kanalnega tranzistorja na polju; odtok prvega n-kanalnega MOS tranzistorja osiromašenega tipa in odtok drugega p-kanalnega tranzistorja z učinkom polja sta povezana na prvo in drugo žico na izhodu drugega usmernika; prvi n-kanalni MOS tranzistor osiromašenega tipa krmili uveden prvi operacijski ojačevalnik, katerega močnostni terminali so povezani s sponkami prve zener diode v prvem vozlišču prve stopnje stabilizatorja, invertni vhod prvi ojačevalnik je priključen na sponke prve zener diode preko vstavljenih tretjih in četrtih uporov z enakimi upori, neinverzni vhod prvi ojačevalnik preko uporov z enakim uporom je priključen na sponke za priključitev napajalnika, izhod prvi ojačevalnik je povezan s krmilnimi vrati prvega n-kanalnega MOS tranzistorja osiromašenega tipa; drugi p-kanalni poljski tranzistor krmili uvedeni drugi operacijski ojačevalnik, katerega močnostni priključki so povezani s sponkami druge zener diode v drugem vozlišču prve stopnje stabilizatorja, invertni vhod stabilizatorja. drugi ojačevalnik je priključen na izhod vpeljanega referenčnega vira napetosti, neinverzni vhod drugega ojačevalnika je priključen na skupno točko povezave anode prve zener diode in prvega upora v prvem vozlišču prva stopnja stabilizatorja, je izhod drugega ojačevalnika povezan s krmilnimi vrati drugega p-kanalnega tranzistorja s poljem; druga stopnja stabilizatorja je izdelana po shemi sekvenčnega regulatorja napetosti in je sestavljena iz glavnega elementa na zener diodi, enote za stabilizacijo toka glavnega elementa in operacijskega ojačevalnika, ki se napaja iz izhoda prve stopnje. stabilizatorja, in sicer, ki se napaja iz prve zener diode v prvem vozlišču prve stopnje stabilizatorja, je neinverzni vhod ojačevalnika v drugi stopnji stabilizatorja povezan z neinvertirajočim vhodom stabilizatorja. uveden prvi ojačevalnik, prav tako povezan preko uporov z enakimi upori na sponke za priključitev napajalnika, invertni vhod ojačevalnika v drugi stopnji stabilizatorja je povezan preko uporov na sponke za priključitev prve in druge obremenitve, izhod za priključitev druge obremenitve je priključen tudi na izhodni priključek tokovne stabilizacijske enote pogonskega elementa, izhod ojačevalnika v drugi stopnji stabilizatorja je povezan s priključkom za priključitev prvega bremena.

To je posledica izvedbe prenapetostne dušilne enote v obliki dveh enakih odsekov z enakimi upori izmeničnega toka, izdelane v obliki zaporedne povezave kondenzatorja in upora, ki sta povezana na obe žici med priključki za povezavo napajalnik in vhoda prvega in drugega mostnega usmernika, vpeljanih v obe žici na izhodu drugega mostnega usmernika zaporedno z vhodom napetostnega stabilizatorja prvega oziroma drugega regulacijskega elementa, ki ju krmili vpeljani prvi in ​​drugi operacijski ojačevalnik, napetostni stabilizator je dvostopenjski, katerega prvo stopnjo sestavljata prvo in drugo vozlišče, ki sta povezana v skladu in vzporedno, ki vsebujeta prvo in drugo zener diodo, od katerih sta prvi in ​​drugi operacijski ojačevalniki se napajajo, oziroma uvedba ustreznih uporov in referenčnega vira napetosti ter izvedba druge stopnje stabilizatorja z vozliščem z stabilizacija toka pogonskega elementa na zener diodi in operacijskem ojačevalniku, ki se napaja iz prve zener diode v prvem vozlišču prve stopnje stabilizatorja, z zgornjo povezavo elementov med seboj in z drugimi elementi vezja , se izvede polnovalovna rektifikacija, predhodna simetrija izhodne napetosti v prvi stopnji stabilizatorja in fiksiranje potenciala enega od izhodnih sponk zahtevane naprave v drugi stopnji stabilizatorja glede na točko s potencialom polovice napajalne napetosti omrežja se poraba aktivne energije zmanjša, stabilnost izhodne napetosti se poveča.

Dejansko uvedba prvega in drugega regulacijskega elementa, ki opravljata funkcijo nadzorovanih balastnih uporov, zmanjša tok v tokokrogih z dušilnimi upori, kar vodi do zmanjšanja porabe aktivne energije.

Delitev enote za dušenje presežne napetosti na dva dela in sinhrona sprememba upora prvega regulacijskega elementa, ki ga krmili prvi operacijski ojačevalnik, glede na spremembo upora drugega regulacijskega elementa, zagotavlja predhodno simetrijo izhodne napetosti. prve stopnje stabilizatorja glede na točko s potencialom polovice napajalne napetosti omrežja in uporabo operacijskega ojačevalnika v drugi stopnji stabilizatorja, ki ga napaja prva zener dioda v prvem vozlišču prva stopnja stabilizatorja, omogoča sledenje potencialu enega od izhodnih sponk naprave glede na točko s potencialom polovice napajalne napetosti omrežja.

Uvedba prvega upora v prvo vozlišče prve stopnje stabilizatorja, pa tudi referenčni napetostni vir in drugi operacijski ojačevalnik, ki krmili drugi regulacijski element, omogoča vzdrževanje v prvem vozlišču prvega stopnji stabilizatorja vhodni konstantni tok, ki je enak razmerju referenčne referenčne napetosti in upora prvega upora, in za zmanjšanje valovanja napetosti na izhodu prve stopnje stabilizatorja, in sicer za zmanjšanje valovanja napetosti na prva zener dioda v prvem vozlišču prve stopnje stabilizatorja, iz katere se napaja operacijski ojačevalnik v drugi stopnji stabilizatorja.

Izvedba druge stopnje stabilizatorja z enoto za stabilizacijo toka pogonskega elementa omogoča odpravo pulzacij izhodne napetosti, ki jih povzroča nekaj premika izhodne napetosti prve zener diode v prvem vozlišču pogonskega elementa. prva stopnja stabilizatorja glede na točko s potencialom polovice napajalne napetosti omrežja.

Kratek opis risb.

Slika 1 prikazuje shematski električni diagram predlagane naprave. Naprava vsebuje dva enaka odseka 1 prenapetostne dušilne enote 2, dva mostna usmernika 3 in 4, filter 5, stabilizator napetosti 6, uvedena sta dva regulacijska elementa, prvi regulacijski element pa je izdelan na n-kanalnem MOS tranzistorju. 7 osiromašenega tipa (ali n-kanalni poljski tranzistor), je drugi regulacijski element izdelan na p-kanalnem poljskem tranzistorju 8, uvedena sta prvi operacijski ojačevalnik 9 in drugi operacijski ojačevalnik 10.

Odseki 1 prenapetostne dušilne enote 2, sestavljene iz kondenzatorja 11 in upora 12, so na eni strani priključeni na priključka 13 in 14 za priključitev omrežja, na drugi strani pa na vhoda mostnih usmernikov 3 in 4. , kondenzatorji 11 pa so priključeni na vhod prvega mostnega usmernika 3, upori 12 pa so priključeni na vhod drugega mostnega usmernika 4.

Izhod prvega mostnega usmernika 3 skozi filter 5 je povezan v skladu z in vzporedno z vhodom napetostnega stabilizatorja 6.

Stabilizator napetosti 6 je izdelan v dveh stopnjah. Prva stopnja napetostnega regulatorja 6 vsebuje prvo vozlišče 15 in drugo vozlišče 16, ki sta povezani vzporedno in vzporedno. Prvo vozlišče 15 je izdelano v obliki zaporedne povezave Zener diode 17 in vpeljanega prvega upora 18. Uvedeno drugo vozlišče 16 je izdelano v obliki zaporedne povezave Zener diode 19 in upora 20.

V prvi in ​​drugi žici na izhodu drugega mostnega usmernika 4 sta tranzistorja 7 in 8 povezana v skladu z in zaporedno z vhodom napetostnega stabilizatorja 6. 17 v prvem vozlišču 15 in upor 20 v drugem vozlišče 16 prve stopnje stabilizatorja 6, pa tudi do prve žice na izhodu prvega usmernika 3.

Odtok tranzistorja 8 je priključen na drugo žico na izhodu drugega usmernika 4. Vir tranzistorja 8 je povezan s skupno točko stičišča upora 18 v prvem vozlišču 15 in anodo zener diode. 19 v drugem vozlišču 16 prve stopnje stabilizatorja 6, pa tudi na drugo žico na izhodu prvega usmernika 3 ...

Napajalni zatiči operacijskega ojačevalnika 9 so priključeni na zener diodo 17, neinverzni vhod ojačevalnika 9 prek uporov 21 in 22 z enakimi upori je priključen na priključka 13 in 14 za povezavo omrežja, invertni vhod ojačevalnika ojačevalnik 9 je preko vnesenih uporov 23 in 24 z enakimi upori priključen na sponke zener diode 17 v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6, izhod ojačevalnika 9 pa je povezan s krmilnimi vrati tranzistor 7.

Napajalni zatiči operacijskega ojačevalnika 10 so priključeni na Zener diodo 19, invertni vhod ojačevalnika 10 je povezan z izhodom referenčnega vira napetosti 25, ki je izdelan na Zener diodi 26 in omejevalnem uporu 27, ne- invertni vhod ojačevalnika 10 je priključen na skupno stičišče anode Zener diode 17 in upora 18 v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6, izhod ojačevalnika 10 je povezan s krmilnimi vrati tranzistorja 8.

Druga stopnja napetostnega stabilizatorja 6 je izdelana po dobro znanem vezju zaporednega stabilizatorja napetosti in je sestavljena iz glavnega elementa na zener diodi 28, enote 29 za stabilizacijo toka glavnega elementa, izdelane na tranzistorju 30. , upori 31, 32, 33 in dioda 34, emiterski sledilec na tranzistorju 35.

Druga stopnja stabilizatorja 6 vsebuje tudi operacijski ojačevalnik 36, ki ga napaja zener dioda 17 v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6. Neinverzni vhod ojačevalnika 36 je povezan preko uporov 21 in 22. z enakimi upori do priključkov 13 in 14 za priključitev omrežja, je invertni vhod ojačevalnika 36 povezan prek uporov 37 in 38 na izhodna terminala 39 oziroma 40, izhod operacijskega ojačevalnika 36 je povezan z izhodnim terminalom 39 .

Poleg tega je za omejitev največjega padca napetosti med odtokom in izvorom tranzistorja 7 priključen upor 41, upor 42 pa je povezan med odtokom in virom tranzistorja 8. Izbrana sta upora 41 in 42 z enakimi upori.

Načelo delovanja naprave je naslednje.

Vhodna napetost omrežja se napaja na terminala 13 in 14 naprave, se zmanjša na kondenzatorjih 11 in uporih 12 v obeh odsekih 1 vozlišča 2 za gašenje presežne napetosti, se izravna na prvem in drugem polnovalnem usmerniku 3 in 4, in se zmanjša tudi na prvem in drugem tranzistorju 7 in 8 , ki ju krmilita prvi in ​​drugi operacijski ojačevalnik 9 in 10, nato ju zgladi filter 5, stabilizira v dvostopenjskem stabilizatorju 6 in napaja na izhodna priključka 39 in 40.

Prva stopnja stabilizatorja 6 vsebuje vzporedno povezana vozlišča 15 in 16, v katerih sta izbrani zener diodi 17 in 19 z enakimi stabilizacijskimi napetostmi, upor upora 18 pa je izbran bistveno manjši od upora upora 20, zato je vhodni tok v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6 veliko višji kot v drugem vozlišču 16.

Vhodni tok v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6 je enak vsoti usmerjenih tokov iz izhodov prvega in drugega usmernika 3, 4 in zamaknjenih v fazi za 90 ° drug glede na drugega. Fazni premik na izhodu prvega usmernika 3 glede na tok na izhodu drugega usmernika 4 nastane zaradi tokovnega premika v kondenzatorju 11 za 90 ° glede na tok v uporu 12. Polni val Na izhodu prvega usmernika 3 teče popravljeni tok, katerega trenutna vrednost je sorazmerna upornosti kondenzatorjev 11, na izhodu drugega usmernika 4 pa teče popravljeni tok, katerega trenutna vrednost je sorazmerna z vsota uporov uporov 12 in spreminjajočih se uporov tranzistorjev 7 in 8, ki igrajo vlogo nadzorovanih balastnih uporov.

Spremembo upora tranzistorja 8 nadzira operacijski ojačevalnik 10, ki deluje po principu povratne informacije... Napetost na uporu 18, sorazmerna z vhodnim tokom v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6, se dovaja na neinverzni vhod operacijskega ojačevalnika 10 in se primerja z referenčno vrednostjo referenčne napetosti. na zener diodi 26, ki se napaja na invertni vhod operacijskega ojačevalnika 10. Ko se trenutna vrednost omrežne napetosti spremeni od izhoda operacijskega ojačevalnika 10, se na vrata tranzistorja 8 uporabi krmilna napetost, ki spremeni njegov upor. tako da se padec napetosti na uporu 18 v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6 vzdržuje pri referenčni napetosti, ki jo nastavi zener dioda 26. To je pri nazivni efektivni vrednosti vhodne omrežne napetosti tok. v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6, ki poteka skozi upor 18 in zener diodo 17 brez povezave bremena, teži k konstantni vrednosti, ki je enaka razmerju referenčne napetosti na zener diodi 26 in odpornost upora 18. Tako ohranjamo konstantno Podana vrednost vhodnega toka v prvem vozlišču 15 prve stopnje stabilizatorja 6 omogoča zmanjšanje valovanja napetosti na Zener diodi 17, iz katere se napaja operacijski ojačevalnik 36 v drugi stopnji stabilizatorja 6. .

Hkrati s spremembo upora tranzistorja 8 se sinhrono spreminja upor tranzistorja 7. Spremembo upora tranzistorja 7 nadzira operacijski ojačevalnik 9, ki deluje po principu povratne zveze. Če potencial skupne točke povezave uporov 21 in 22 v delilniku omrežne napetosti na polovico upoštevamo kot potencial točke "umetna ničla", potem sinhrona sprememba upora tranzistorja 7 glede na sprememba upora tranzistorja 8 je zagotovljena, ko potencial skupne točke povezave uporov 23 in 24 z enakimi upori v delilniku izhodne napetosti na Zener diodi 17 prvega vozlišča 15 prve stopnje stabilizator 6 je enak potencialu "umetne ničelne" točke.

Potencial skupne stičišča uporov 23 in 24 se napaja na invertni vhod operacijskega ojačevalnika 9 in se primerja s potencialom "umetne ničle" točke na neinvertirajočem vhodu operacijskega ojačevalnika 9, in Krmilna napetost iz izhoda operacijskega ojačevalnika 9 se dovaja na vrata tranzistorja 7, pri čemer spremeni njegov upor tako, da se potencial skupne točke povezave uporov 23 in 24 nagiba k fiksiranju glede na potencial "umetna ničla". Tako je zagotovljena predhodna simetrija izhodne napetosti na Zener diodi 17 v prvi stopnji stabilizatorja 6 glede na "umetno ničelno" točko.

V drugi stopnji stabilizatorja 6 operacijski ojačevalnik 36, ki ga napaja zener dioda 17, po principu povratne informacije fiksira potencial sredine uporov 37 in 38 v delilniku izhodne napetosti glede na "umetno ničlo". ", ko je polarnost vhodne omrežne napetosti obrnjena in drugi destabilizirajoči dejavniki. Poleg tega se za odpravo odvisnosti izhodne napetosti stabilizatorja 6, povezane z možno spremembo toka v zener diodi 28, ko se spremeni napetost med katodama zener diod 17 in 28, uporablja enota 29 za stabilizacijo tok v zener diodi 28 temelji na tokovnem zrcalnem vezju z elementi 30, 31, 32, 33, 34, pri katerem je kolektorski tok tranzistorja 30 neodvisen od napetosti kolektor-baza.

Pri enakih uporih 37 in 38 je izhodna napetost vira na sponkah 39 in 40 simetrična glede na "umetno ničlo". Če je upor 37 v kratkem stiku, bo potencial terminala 39 "umetna ničla".

Za omejitev največjega padca napetosti med odtokom in izvorom tranzistorja 7 je priključen upor 41, upor 42 pa je povezan med odtokom in virom tranzistorja 8. Upori 41 in 42 so izbrani z enakimi upori.

Ker imajo p-kanalni poljski tranzistorji 7 nizka napetost razčlenitev, potem lahko drugi regulacijski element izdelamo tudi na p-kanalnem MOS tranzistorju.

Slika 2 prikazuje delček temeljnega električni tokokrog z uporabo p-kanalnega MOS tranzistorja 43 kot drugega regulacijskega elementa, ki ga krmili operacijski ojačevalnik 10. V tem primeru je uveden integralni napetostni pretvornik 44, katerega vhodne sponke so povezane vzporedno z Zener diodo 19, in kondenzatorja 45 in 46. Izhodi moči operacijskega ojačevalnika 10 so povezani na katodo Zener diode 19 in na izhod pretvornika 44 z negativno polarnostjo izhodne napetosti.

Industrijska uporabnost.

Preizkusi prototipov predlagane naprave so potrdili njeno polno zmogljivost, rešitev problema in možnost industrijske uporabnosti.

ZAHTEVAJ

Breztransformatorski napetostni pretvornik, ki vsebuje dva enaka dela prenapetostne dušilne enote z enakimi izmeničnimi upori, vsak del prenapetostne enote je izdelan v obliki serijsko povezanega upora in kondenzatorja, ki sta povezana s skupno točko na ustrezen priključek za priključitev. vir napajanja, prosti priključki kondenzatorjev obeh odsekov in prosti sponke uporov obeh odsekov enote za dušenje presežne napetosti so priključeni na vhoda prvega in drugega mostnega usmernika, izhoda prvega in drugi mostni usmerniki so povezani po in vzporedno ter povezani preko filtra na napetostni stabilizator, napetostni stabilizator je dvostopenjski s tokovno stabilizacijsko enoto pogonskega elementa na zener diodi in operacijskim ojačevalnikom, ki se napaja iz prve stopnje. stabilizatorja je neinverzni vhod ojačevalnika povezan preko uporov z enakimi upori na sponke za priključitev vira in napajalnik, invertni vhod ojačevalnika je preko uporov povezan s sponkami za priključitev prve in druge obremenitve, priključek za priključitev druge obremenitve je povezan tudi z izhodnim priključkom enote za stabilizacijo toka gonilnika, izhod operacijski ojačevalnik je priključen na priključek za priključitev prve obremenitve, označen s tem, da je izhod drugega mostnega usmernika povezan zaporedno in v skladu s prvim in drugim regulacijskim elementom povezan v prvi oziroma drugi žici z vhodom dvostopenjski napetostni stabilizator, prvi regulacijski element je izdelan na n-kanalnem poljskem tranzistorju, drugi regulacijski element pa na p-kanalnem poljskem tranzistorju, prva stopnja stabilizatorja je sestavljena iz prvega in druga vozlišča, povezana v skladu z in vzporedno, je prva stabilizatorska enota izdelana v obliki serijske povezave prve zener diode in vpeljanega prvega upora, uvedena druga stabilizatorska enota je izdelana v de serijska povezava druge zener diode in drugega upora, skupno stičišče katode prve zener diode v prvem vozlišču in drugega upora v drugem vozlišču prve stopnje stabilizatorja pa je priključena na vir prvega n-kanalnega tranzistorja na polju, ki je prav tako priključen na prvo žico na izhodu prvega mostnega usmernika, je skupna stičišče prvega upora v prvem vozlišču in anode druge zener diode v drugem vozlišču prve stopnje stabilizatorja je priključen na vir drugega p-kanalnega tranzistorja na polju, ki je povezan tudi z drugo žico na izhodu prvega mostnega usmernika, odvodom prvega n-kanala in odtokom drugi p-kanalni poljski tranzistorji so priključeni na prvo in drugo žico na izhodu drugega mostnega usmernika, krmilna vrata prvega n-kanalnega tranzistorja na polju so povezana z izhodom vpeljanega prvega operacijski ojačevalnik, katerega napajalni vodi, kot tudi napajalni kabli operacijskega ojačevalnika v 2. stabilizator upeni so priključeni na sponke prve zener diode v prvem vozlišču prve stopnje stabilizatorja, invertni vhod prvega ojačevalnika je povezan preko vstavljenega tretjega in četrtega upora z enakimi upori na sponke prvega zenerja diode v prvem vozlišču prve stopnje stabilizatorja, je neinvertirni vhod prvega ojačevalnika povezan z neinvertirajočim vhodom operacijskega ojačevalnika v drugi stopnji stabilizatorja, povezan pa je tudi preko uporov z enakimi uporov na sponke za priključitev vira napajanja, so krmilna vrata drugega p-kanalnega tranzistorja s polnim učinkom priključena na izhod vpeljanega drugega operacijskega ojačevalnika, katerega napajalni terminali so priključeni na sponke druge zener diode v drugem vozlišču prve stopnje stabilizatorja je neinverzni vhod drugega ojačevalnika priključen na skupno stičišče anode prve zener diode in prvega upora v prvem vozlišču prve stopnje ojačevalnika. stabilizator, je invertni vhod drugega ojačevalnika povezan z izhodom vhoda o viru referenčne napetosti.