Простой импульсный стабилизатор напряжения

Предлагаемый импульсный стабилизатор напряжения от аналогичных устройств отличается простотой, хорошей повторяемостью и отсутствием регулировочных элементов.

Схема стабилизатора приведена на рисунке.

При включении питания напряжение на конденсаторе С2 равно нулю и через резистор R1 и эмиттерные переходы транзисторов VT1 и VT2 начинает протекать ток. Транзисторы VT1 и VT2, а вслед за ними и транзисторы VT3 и VT4 открываются. Конденсатор С2 начинает заряжаться током, протекающим через дроссель L1.

Когда напряжение на конденсаторе превысит напряжение стабилизации стабилитрона VD3, транзисторы VT1 и VT2 закрываются, в результате чего закрываются и транзисторы VT3, VT4. Диод VD4 обеспечивает путь тока дросселя L1, когда транзистор VT4 закрыт. Когда напряжение на конденсаторе С2 станет меньше напряжения стабилизации стабилитрона VD3, процесс повторяется.

С указанными на схеме элементами выходное напряжение стабилизатора составляет около 5 В, а максимальный ток нагрузки - 0,5...0,7 А. Уровень пульсаций при выходном токе 0,7 А - около 0,1 В и от нагрузки мало зависит: в большей степени он зависит от сопротивления резисторов R1 и R2. КПД стабилизатора - примерно 80...85 %. Входное напряжение устройства ограничено предельно допустимыми напряжениями транзисторов VT1-VT4 и для указанных приборов не должно превышать 25 В. Отрицательное свойство стабилизатора: он совершенно неустойчив к замыканию на выходе. Однако это легко поправимо - в него можно ввести цепь защиты, например, параллельно стабилитрону подключить транзистор, который при перегрузке "замыкает" его на общий провод, уменьшая тем самым выходное напряжение.

Если потребуется стабилизатор на другое выходное напряжение, следует установить стабилитрон с напряжением стабилизации, равным требуемому выходному. Другие элементы устройства при этом не изменяются, необходимо лишь следить, чтобы рабочий ток стабилитрона, протекающий через резистор R1, не был меньше минимально допустимого для этого прибора. В противном случае сопротивление резисторов R1 и R2 следует уменьшить до получения нужного тока так, чтобы их соотношение осталось неизменным.

Дроссель L1 намотан на кольцевом магнитопроводе К20х12х6 из феррита М2000НМ с зазором 0,25 мм и содержит 60 витков провода ПЭВ-2 0,6. Возможно применение промышленных дросселей Д-0,3 (если ток нагрузки не превышает 0,3 А) индуктивностью не менее 100 мкГн. На месте транзистора VT3 можно установить любой высокочастотный транзистор с максимальным током коллектора не менее 300 мА, а на месте VT4 - любой из серий КТ802, КТ805. Диод КД212А (VD4) заменим любым с допустимой рабочей частотой не менее 100 кГц, например, из серий КД212, КД213, КД2997-КД2999. Емкость конденсатора С1 (обязательно керамического) может быть в пределах 0,33... 1 мкФ.

Правильно собранный стабилизатор налаживания не требует. С помощью осциллографа, подключенного к эмиттеру транзистора VT4, проверяют наличие прямоугольных импульсов частотой 20...80 кГц. Если частота следования импульсов выше 80 кГц (при слишком высокой частоте начинает разогреваться транзистор VT4), следует увеличить число витков дросселя L1.

Автор: А.Черномырдин, г.Магнитогорск

Источник: www.diagram.com.ua