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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Regulador de voltaje en un chip CMOS. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protectores contra sobretensiones Las fuentes de energía en las que los elementos de potencia operan en modo clave son más complicadas que las fuentes de litio con elementos que operan en modo activo, pero su eficiencia es dos o incluso tres veces mayor que la eficiencia de estas últimas. La eficiencia de los reguladores de voltaje de conmutación es alta, ya que los transistores en los estados cerrado y saturado disipan poca energía. Además, la salida no requiere filtros con grandes valores de inductancia y capacitancia, ya que la frecuencia de ondulación es alta (25...50 kHz). Un regulador de voltaje de conmutación con una frecuencia de conmutación constante del elemento clave, pero con una duración variable de su estado abierto (PWM), es más simple que otros tipos de estabilizadores y permite el uso de transistores de baja frecuencia. El regulador de voltaje de conmutación propuesto con PWM (Fig. 1) contiene un modulador de ancho de pulso hecho en un chip CMOS K176LP1 [1]. Este es un chip multipropósito que contiene un conjunto de transistores CMOS (tres canales p y tres canales n). Inversores DD1.1 y DD1.2. cada uno de los cuales está formado por dos transistores colocados en el chip K176LP1, junto con la resistencia R4 y el capacitor C3 forman un multivibrador, los otros dos transistores del chip K176LP1 (canal n y canal p) están conectados en paralelo a la salida del inversor DD1 1 y la resistencia R4.
En un nivel alto en la salida de DD1.1, el diodo VD2 está abierto y, despreciando su resistencia, podemos suponer que el canal p del transistor está conectado en paralelo con la resistencia R4, y la resistencia del canal disminuye con voltaje de control decreciente. De manera similar, el canal n está conectado en paralelo con la resistencia R4 en un nivel bajo en la salida del inversor DD1.1 y abre VD3 (la resistencia de este canal disminuye al aumentar el voltaje de control). Dado que, en cualquier valor del voltaje de control, la resistencia de salida de un transistor de efecto de campo aumenta y el otro disminuye, el valor promedio de la resistencia durante el período, la resistencia de derivación R4, es constante y la frecuencia de oscilación del generador también es constante. , es decir. solo cambia el ciclo de trabajo (del 1 al 99% del período de la frecuencia de operación), y es directamente proporcional a la amplitud del voltaje de control. Una secuencia de pulsos de duración modulada se alimenta desde la salida del modulador de ancho de pulso a la base del transistor VT2, que desbloquea y bloquea el transistor de llave VT4. El diodo VD4 proporciona un circuito cerrado para la corriente del inductor L2 cuando el transistor VT4 está apagado. El estabilizador, al cambiar el ciclo de trabajo de los pulsos de salida, permite un cambio en el voltaje de salida en un amplio rango. Sin embargo, dado que la tensión de salida tiene doble nivel de ruido, en su entrada y salida se incluyen filtros (chokes L1 y L3, condensadores C1, C4, C5). El estabilizador de voltaje funciona de la siguiente manera. Parte del voltaje de salida tomado del potenciómetro R8 controla el ciclo de trabajo de los pulsos generados por el modulador de ancho de pulso, es decir la relación entre las duraciones de los estados abierto y cerrado del transistor clave VT4. Cuando el voltaje a la salida del estabilizador disminuye, el voltaje de control tomado de R8 disminuye. como resultado, el transistor clave VT4 está abierto por más tiempo y el potente diodo VC4 está cerrado, y viceversa, con un aumento en el voltaje de salida, el transistor clave VT4 está cerrado por más tiempo y el potente diodo VD4 está abierto. Tan pronto como se cierra el transistor clave VT4, el diodo VD4 se abre inmediatamente. y la energía almacenada en el inductor L2 se entrega a la carga. El voltaje de salida se establece mediante el potenciómetro R8. El estabilizador se coloca sobre una placa de circuito impreso de 52x52 mm de fibra de vidrio de doble cara. El dibujo del tablero se muestra en la fig. 2.
En el estabilizador, en lugar del transistor KT908A, puede usar otros transistores potentes de alta frecuencia, por ejemplo, KT903A. o potentes de baja frecuencia: KT803, KT805, KT808 A altas corrientes de carga, el transistor clave VT4 debe instalarse en un radiador para eliminar su sobrecalentamiento Como diodo VD4, puede usar un diodo KD212 o una unión colectora de un potente transistor de alta frecuencia. Los inductores L1 y L3 están enrollados en piezas de una varilla de ferrita (600MN) de 20 mm de largo y 8 mm de diámetro. Contienen 10 vueltas de hilo PEV-2 de 01,2 mm. El inductor L2 está construido sobre un núcleo de ferrita blindada (B26) 2000MN con un espacio entre las copas de 0,2 mm. Los devanados L2 del inductor están formados por tres hilos PEV-2 de 00,2 mm torcidos con taladro, el devanado va hasta llenar el núcleo de la armadura. Literatura
Autores: V.Kalashnik, M.Eremin, R.Panov, Voronezh.
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