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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Potente fuente de alimentación de laboratorio con mayor eficiencia. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Una fuente de alimentación regulada es una parte integral de un laboratorio de radioaficionados. En la revista Radio se describieron muchos dispositivos similares, pero algunos de ellos tienen baja eficiencia. El hecho es que la mayoría de las fuentes de alimentación de laboratorio se fabrican sobre la base de estabilizadores lineales, ya que a menudo es muy difícil eliminar la principal desventaja de las fuentes conmutadas: un mayor nivel de ondulación. Como regla general, la consecuencia de un diseño de circuito de este tipo es un aumento de las pérdidas de potencia. El autor ofrece su propia solución a este problema. Puede aumentar la eficiencia del estabilizador haciéndolo de dos etapas: la primera etapa es un estabilizador preliminar pulsado; el segundo es lineal regular. Ambas etapas están cubiertas por retroalimentación, gracias a la cual el estabilizador lineal mantiene la caída de voltaje mínima permitida y, por lo tanto, garantiza una alta eficiencia. Los estabilizadores de impulsos, ensamblados sobre una base de elementos moderna [1, 2], proporcionan altos parámetros de rendimiento, incluidas bajas pérdidas. Estos dispositivos se tomaron como base para desarrollar la fuente de alimentación de laboratorio propuesta. Principales características técnicas
El diagrama del dispositivo se muestra en la Fig. 1. El estabilizador de conmutación de primera etapa está ensamblado en un chip controlador PHI TL598 (DA4) de Texas Instruments, que controla el transistor de conmutación IRF9540 (VT3). El microcircuito TL598 se diferencia del TL494 común por la presencia de un amplificador push-pull en la salida (el controlador PHI doméstico más cercano en términos de características es el KR1114EU4). El uso de este microcircuito en particular se debe a sus altos parámetros técnicos: corriente de salida de hasta 0,2 A, frecuencia de reloj de hasta 300 kHz y precio bajo.
El uso de un transistor de efecto de campo de conmutación IRF9540 (VT3) y un diodo Schottky KD2998G (VD2) con una baja caída de voltaje y tiempo de recuperación hizo posible aumentar la eficiencia del estabilizador de conmutación a aproximadamente un 90%. Para aumentar los límites de regulación del voltaje de salida, el amplificador buffer en el conjunto del transistor VT2 es alimentado por un estabilizador auxiliar en el chip DA2. Un estabilizador de voltaje paramétrico basado en el transistor de efecto de campo VT4 y el diodo Zener VD9 mejora el coeficiente de estabilización y permite el funcionamiento a un voltaje de entrada más alto. La resistencia R9 en el circuito del condensador de filtro C8 protege el chip DA2 de sobrecargas cuando el dispositivo está encendido. Desde la salida del estabilizador de conmutación, se suministra voltaje al estabilizador lineal ensamblado en el microcircuito DA1 con una baja caída de voltaje. Con este diseño de circuito, las características de salida de la unidad de laboratorio están determinadas por los parámetros del microcircuito, que proporciona una buena supresión de ondulaciones, protección contra corriente y sobrecalentamiento, y la pérdida de energía es de aproximadamente el 5%. Para regular el voltaje de salida de la unidad desde cero, se suministra un voltaje de -1 V al circuito de salida de control del microcircuito DA15 desde una fuente separada. El optoacoplador de transistor U1 mantiene una caída de voltaje a través del regulador lineal de aproximadamente 1,5 V. Si la caída de voltaje a través del chip aumenta (por ejemplo, debido a un aumento en el voltaje de entrada), el diodo emisor del optoacoplador y, en consecuencia, el fototransistor se encienden. El controlador PHI se apaga, cerrando el transistor de conmutación. El voltaje en la entrada del estabilizador lineal disminuirá. Para aumentar la estabilidad, la resistencia R3 se coloca lo más cerca posible del chip estabilizador DA1. Los inductores L1, L2 son secciones de tubos de ferrita colocadas en los terminales de puerta de los transistores de efecto de campo VT1, VT3. La longitud de estos tubos es aproximadamente la mitad de la longitud del cable.
El inductor L3 está enrollado sobre dos núcleos magnéticos anulares K36x25x7,5 plegados de aleación permanente MP140. Su devanado contiene 45 vueltas, que se enrollan en dos cables PEV-2 con un diámetro de 1 mm, colocados uniformemente alrededor del perímetro del núcleo magnético. Dado que con una corriente de carga cercana al máximo, se libera una potencia significativa en el estabilizador DA1 y el transistor VT3, deben instalarse en disipadores de calor con un área de al menos 30 cm2. El transistor IRF9540 (VT3) se puede reemplazar por IRF4905 y el transistor IRF1010N (VT1) por BUZ11, IRF540, KP727B. El área de los disipadores de calor se calcula según el método descrito en [3]. Si se requiere una unidad con una corriente de salida superior a 7,5 A, es necesario agregar otro estabilizador DA5 en paralelo con DA1 (Fig. 2). Entonces la corriente de carga máxima alcanzará los 15 A. En este caso, el inductor L3 está enrollado con un haz que consta de cuatro cables PEV-2 con un diámetro de 1 mm, y la capacitancia de los condensadores C1-C3 se duplica aproximadamente. Las resistencias R18, R19 se seleccionan según el mismo grado de calentamiento de los microcircuitos DA1, DA5. El controlador PHI debe reemplazarse por otro que permita el funcionamiento a una frecuencia más alta, por ejemplo, KR1156EU2. Si no es necesaria una gran corriente de carga, el estabilizador KR142EN22A se puede reemplazar por KR142EN22 (corriente máxima 5 A) o KR142EN12A (1,5 A). Literatura
Autor: S. Korenev, Krasnoyarsk
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Comentarios sobre el artículo: Sergei Ensamble un circuito de conversión de voltaje de pulso para poner un trozo lineal en la salida. voltaje en uno, por cierto, ¿no es un microcircuito barato? Esta es realmente una decisión extraña... ¿No sería más fácil poner un par de filtros LC en la salida para suprimir las ondas? ¿Tiene sentido ensamblar un circuito de conversión de impulsos si la salida sigue siendo KR142EN22A? ¿Alguien ha replicado este patrón? maximo saranchin Intenté hacer esta fuente de alimentación en ese momento. Obtenido con alteración del control del transistor VT3. No fue posible comenzar con el esquema original (este nodo no funciona). El propio autor aparentemente no lo intentó. Bueno, sí, el estabilizador lineal está un poco caliente, digamos a 10v y 8A.
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