Простой импульсный стабилизатор

Импульсный стабилизатор, описанный в статье С. Косенко "Проектирование импульсного стабилизированного понижающего преобразователя" ("Радио", 2005, № 9, с. 31-33), обладает неплохими параметрами. Однако некоторые из них можно улучшить при одновременном упрощении устройства.

Схема предлагаемого варианта стабилизатора представлена на рис. 1.

В качестве коммутирующего транзистора (VT4) применен n-канальный IRL2505 с очень малым (8 мОм) сопротивлением канала в открытом состоянии. Управляет им генератор, содержащий два инвертора. Первый выполнен на транзисторах VT1, VT2, второй - на микросборке VT3, содержащей два относительно мощных комплементарных МОП-транзистора, обеспечивающих быстрое переключение VT4. Все это позволило повысить КПД преобразователя и получить более широкий (6...20 против 12...20 В в прототипе) интервал входных напряжений. Выходное напряжение устройства - 5 В, максимальный ток нагрузки - 4...5 А (определяется сопротивлением резистора R5).

Частота преобразования (задана элементами R1, R2, С2) - около 70 кГц, скважность - около 8. В режиме стабилизации частота и скважность могут незначительно увеличиваться. Время нахождения ключевого транзистора VT4 в открытом состоянии не превышает 2 мкс.

После подачи входного напряжения коммутирующий транзистор VT4 начинает периодически открываться и на выход поступает питающее напряжение через фильтр C3L2C5. При увеличении тока, протекающего через открытый транзистор VT4, до значения, превышающего 4...5 А, падение напряжения на резисторе R5 становится достаточным для открывания фототранзистора U1.1 оптрона U1. В результате VT1 и нижний (по схеме) транзистор сборки VT3 открываются, a VT2 и верхний транзистор сборки закрываются. Резкое уменьшение сопротивления канала нижнего транзистора сборки обеспечивает быструю разрядку емкости затвор-исток VT4 и, как следствие, его форсированное закрывание. При открытом транзисторе VT4 ток протекает через его участок сток-исток, а при закрытом ток, вызванный ЭДС дросселя, - через диод VD3.

Если по какой-либо причине напряжение на нагрузке превысит 5 В, падение напряжения на резисторе R7 станет больше 2,5 В, что, в свою очередь, приведет к резкому увеличению тока, проходящего через интегральный стабилизатор DA1 и светодиод оптрона U1.2. В результате фототранзистор оптрона U 1.1 будет облучен и сопротивление его участка эмиттер-коллектор уменьшится, вызывая, как и в рассмотренном выше случае, быстрое закрывание коммутирующего транзистора VT4 и уменьшение выходного напряжения стабилизатора. Снижение выходного напряжения (относительно заданного уровня) возобновит работу генератора и оно восстановится до прежнего значения.

Устройство собирают на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2.

Все резисторы - МЛТ, конденсаторы - KM (C2, С4) и малогабаритные оксидные фирмы Jamicon (остальные). Микросборку VT3 монтируют на стороне печатных проводников. Теплоотвод для транзистора VT4 и диода VD3 - пластина размерами 30x30 мм из листового алюминиевого сплава толщиной 2,5 мм. Дроссели L1 и L2 при самостоятельном изготовлении можно намотать на пермаллоевых (марки МП140) кольцах типоразмеров К19x11x4,8 и К10x6x4,5 соответственно. Обмотка дросселя L1 должна содержать 18 витков жгута из пяти отрезков провода ПЭВ-2 0,5, а дросселя L2 - 7 витков жгута из четырех отрезков такого же провода.

При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже устройство налаживания не требует и начинает работать сразу после включения питания.

Автор: М.Озолин, с.Красный Яр Томской обл.

Источник: www.diagram.com.ua