Рис. 1.4. Схема понижуючого імпульсного стабілізатора на мікросхемі КР1156ЕУ5 (при R3 = 1,3 кОм)

Відмінною особливістю понижуючого DC-DC конвертера є послідовне включення комутуючого транзистора, накопичувального дроселя і навантаження. Імпульсна напруга згладжується на вихідному фільтрі, що складається з конденсатора й індуктивності.

Завдяки своїм параметрам мікросхема КР1156ЕУ5 може забезпечити практично будь-які режими навантаження (до 1,5 А)

і працювати в широкому діапазоні вхідних напруг (до 40 В) і температур (Тос від -10 ° С до +70 ° С).

У табл. 1.3 наведені робочі характеристики схеми на рис. 1.4 для вихідної напруги +5 В і вхідного від 15 до 25 В при струмі навантаження від 50 мА до 0,5 А.

Таблиця 1.3. Робочі характеристики схеми на рис. 1.4

Параметр

Типове значення

Примітка

Вихідна напруга

5 В

! Н ових) = 500 мА

Максимальний вихідний струм

500 мА

UH (^ Вих) = 5 В

Пульсації вихідної напруги

40 мВ (розмах)

1н ових) = 500 мА, Un (UBX) = 25 В

Нестабільність від зміни вхідної напруги

12 мВ

15 < Un (UBX) <25 В, j ових) = 500 мА

Нестабільність від зміни струму навантаження

3,0 мВ

50 – 1н ових) – 500 мА, іпвх) = 25 В

ккд

83,7 %

1н ових) = 500 мА, Un (UBX) = 25 В

Струм короткого замикання

1,1 А

Rl = 0,1 0м, Un (UBX) = 25 В

Розкрита схема понижуючого імпульсного стабілізатора показана на рис. 1.5. З цієї наочної схемою простежимо взаємодію елементів і процесів, що відбуваються в них.

Генератор 1 виробляє тактові імпульси з періодом повторення Т. Вони переводять комутуючих елемент на біполярних транзисторах VT1 і VT2 в провідний (відкрите) стан. При цьому напруга джерела харчування прикладається до LC-фільтру і навантаженні (див. рис. 1.5). Діод VD1 при цьому закритий. У накопичувальному дроселі фільтра починає зростати ток

Рис. 1.5. Розкрита схема понижуючого імпульсного стабілізатора

і накопичуватися енергія. Це призводить до деякого незначного збільшення напруги на виході.

Ланцюг зворотного зв’язку (дільник R2R3) передає зміни вихідної напруги на компаратор 3, по сигналу якого відбувається вимикання комутуючого елемента.

Енергія, накопичена в елементах фільтра, починає витрачатися в навантаженні, а діод при цьому відкривається. Ток діода і дроселя спадає по лінійному закону аж до моменту чергового відкривання силового транзистора (див. рис. 1.6). Після цього процеси в схемі повторюються.

У сталому режимі при незмінному значенні напруги живлення вихідна напруга стабілізатора прямо пропорційно відносної тривалості відкритого стану комутуючого транзистора (t0TKp / (t0TKp + t3aKp)) Або пропорційно коефіцієнту заповнення імпульсу (t0TKp / Т).

В іншу частину періоду, коли комутуючих транзистор закритий, UL = -0,7 – UH = -UH = Const. У цьому випадку струм дроселя лінійно знижується.

Зміна струму в дроселі за період складе:

All. ! | _макс ^ Lmhh (UH ^ Еакр) / L – (UBX UH) t0TKp / L.

Рис. 1.6. Діаграми напруги на діоді і струму через дросель в імпульсному стабілізаторі

З цього випливає, що вихідна напруга імпульсного стабілізатора напруги прямо пропорційно коефіцієнту заповнення імпульсів комутуючого елементи:

Рис. 1.24. Схема перевірки працездатності мікросхеми

Після установки мікросхеми в панельку (на схемі умовно не показана) і подачі напруги харчування (+5 В) світлодіоди HL1 і HL2 погашені. При натисканні на кнопку SB2 відбувається включення світлодіодів. Потім, якщо натиснути ще й на кнопку SB1, світлодіоди гаснуть. У першому випадку перевіряється вхід компаратора (5), а в другому – вхід підключення конденсатора (3). І в обох випадках видна робота вихідних транзисторів (Навантаження – світлодіоди).

Джерело: 33 схеми на мікросхемі КР1156ЕУ5, © «АЛЬТЕКС», 2005 © І. Л. Кольцов, 2005