Вашій увазі пропонується імпульсний стабілізатор напруги з вузлом синхронного випрямляча. Його схема показана на рис. 5.39.

Основні технічні характеристики:

Вхідна напруга, В. ……………………………………… ……………… 8 … 16;

Вихідна напруга, В. ……………………………………… ………………….. 5;

Максимальний струм навантаження, А. …………………………………….. ……….. 10;

Амплітуда пульсацій вихідної

напруги, мВ, не більше …………………………………….. ………………. 100;

Нестабільність вихідної напруги при зміні вхідної напруги, струму навантаження і температури навколишнього середовища,% від

номінального значення ………………………………………… ………………….. 2;

Інтервал робочої температури

навколишнього середовища, ° С. …………………………………….. …………..- 10 … +70;

Частота перетворення, кГц ………………………………………. ………… 100;

Середнє значення ККД при максимальному струмі навантаження у всьому інтервалі зміни

вхідної напруги, %………………………………………. …………………. 90.

У стабілізаторі застосована керуюча мікросхема UC3843 фірми Unitrode Corp. Мікросхема управління реалізує широт-но-імпульсний спосіб стабілізації вихідної напруги. Для цього в її складу включено вузол порівняння на ОУ, на один вхід

   

подають частина зразкового напруги (2,5 В), а на іншій – частина вихідного з резистивного дільника напруги Rl, R4. Елементи R2, С8 – коригувальна ланцюг цього підсилювача. Під час регулювання тривалість вихідного імпульсу починає зменшуватися порівняно з вихідною, як тільки напруга на виводі 2 мікросхеми перевищить значення 2,5 В. Частота ж імпульсів залишається постійною.

Для захисту стабілізатора від перевантаження по струму в мікросхемі передбачений швидкодіючий компаратор. На один з його входів подано зразкове напруга 1 В від вбудованого джерела, а на іншій (висновок 3) – напруга, пропорційне току, що протікає через відкритий транзистор VT2.

В якості силового елемента застосований IRF4905 – р-канальний польовий транзистор фірми International Rectifier. Його опір у відкритому стані – близько 20 мОм, а затримка при відкриванні та закриванні – близько 80 н.с. Вузол синхронного випрямляча виконаний на елементах VD2, VT3. Транзистор VT3 – п-канальний польовий IRF3205 тієї ж фірми – обраний також з малим опору-тірленіем відкритого каналу (8 мОм). Тоді при максимальному струмі навантаження падіння напруги замість типового для діодів Шотки 0,5 В зменшиться приблизно до 100 мВ, що також знижує втрати потужності в ІСН в цілому.

Такі характеристики він набуває тільки при управлінні від потужного імпульсного підсилювача, що забезпечує великий (у кілька ампер) струм перезарядки ємності затвор-витік і затвор-стік. У даному стабілізаторі напруги цей підсилювач ви

повніше на транзисторах мікроскладені VT1. Крім того, він інвертує керуючий сигнал, що виробляється мікросхемою DA1.

Вихідний згладжує фільтр утворюють конденсатори С12 … С17. Їх число (шість) і вибір типу достатні для якісної фільтрації вихідної напруги без додаткового високочастотного фільтра. Вхідний П-подібний фільтр необхідний для придушення високочастотних перешкод, що виникають через імпульсного характеру споживаного стабілізатором струму. Зменшити комутаційні втрати з одночасним підвищенням ККД стабілізатора стало можливим завдяки використанню в якості VD2 діода Шоттки з малим падінням напруги і часом відновлення близько 0,05 мкс.

Пристрій виконаний на стандартних елементах, за винятком моткових. Дросель L1 намотаний на кільці К10х6х4, 5 з пермаллоя МП140 і містить 5 витків в 6 проводів ПЕВ-0, 5, покладених рівномірно по всьому периметру кільця. Дросель L2 виконаний на кільці К19х11×4, 8 з того ж матеріалу і містить 12 витків ЧВ 10 проводилися того ж діаметру. Трансформатор Т1 намотаний на кільці КЮхбхЗ з фериту 2000НМ1. Вторинна обмотка виконана проводом ПЕВ-0, 2 і містить 200 витків, рівномірно укладених по всьому периметру кільця. Первинна обмотка являє собою провід, що проходить через отвір кільця, кінці якого з'єднують, відповідно, до стоку транзистора VT2 і струмі з'єднання стоку транзистора VT3 з лівим за схемою висновком дроселя L2. При підключенні трансформатора необхідно ретельно дотримуватися правильну фазировку обмоток.

Для якісної фільтрації високочастотних перешкод застосовані безвиводние танталові конденсатори (С1. .. С7, С12 … С17) в корпусі D (конденсатори для поверхневого монтажу) фірм NEC, Nichicon, TDK та ін З вітчизняних підійдуть оксидні конденсатори К53-28, К53-25, К53-22. Правда, конденсатори останніх двох типів необхідно герметизувати після установки. У налагодженні стабілізатор не потребує, звичайно, якщо якісно ви повніше його монтаж.

До особливостей роботи мікросхеми DA1 відноситься той факт, що вона не «любить» працювати при значеннях шпаруватості керуючих імпульсів менше 2, тобто низькій напрузі живлення. Це проявляється в тому, що пари імпульсів сусідніх періодів мають

різну, але постійну при даному напрузі харчування тривалість. Фактично ж це означає, що форма пульсацій вихідної напруги отримає ще одну огибающую на частоті вдвічі нижче частоти роботи задає генератора. Таку особливість можна усунути підключенням між висновками 3 та 4 мікросхеми послідовного ланцюга з резистора опором 0,1 … 2 кОм і конденсатора ємністю 1000 … 10000 пФ. Проте частота цих «паразитних» коливань висока, практично не збільшує амплітуду пульсацій вихідної напруги і ніяк не впливає на динамічні властивості стабілізатора в цілому.

Імпульсний стабілізатор необхідно змонтувати на друкованій платі з короткими і широкими провідниками. Чим менше буде її розмір, тим менше стануть наведені перешкоди, які у великій мірою визначають стійкість роботи пристрою в цілому. Транзистор VT2 і діод VD2 встановлюють на теплоотво-де з ефективною площею поверхні не менше 100 см2, причому для зменшення наведених перешкод зазначені елементи слід встановити через ізолюючі прокладки, а сам тепло-відвід електрично з'єднують з мінусовим висновком конденсаторів С2 … С7. Правий за схемою висновок дроселя L2 слід з'єднати з плюсовим висновком конденсатора С12, а правий по схемі виведення резистора R4 – з плюсовим висновком конденсатора С17. З нього ж подають вихідна напруга на навантаження.