Импульсный стабилизатор напряжения понижающий: Импульсный стабилизатор напряжения — принцип действия

Импульсный стабилизатор напряжения - принцип действия

Линейные стабилизаторы имеют общий недостаток – это малый КПД и высокое выделение тепла. Мощные приборы, создающие нагрузочный ток в широких пределах имеют значительные габариты и вес. Чтобы компенсировать эти недостатки, разработаны и используются импульсные стабилизаторы.

Устройство, поддерживающее в постоянном виде напряжение на потребителе тока с помощью регулировки электронным элементом, действующим в режиме ключа. Импульсный стабилизатор напряжения, так же как и линейный существует последовательного и параллельного вида. Роль ключа в таких моделях исполняют транзисторы.

Так как действующая точка стабилизирующего устройства практически постоянно расположена в области отсечки или насыщения, проходя активную область, то в транзисторе выделяется немного тепла, следовательно, импульсный стабилизатор имеет высокий КПД.

Стабилизация осуществляется с помощью изменения продолжительности импульсов, а также управления их частотой. Вследствие этого различают частотно-импульсное, а другими словами широтное регулирование. Импульсные стабилизаторы функционируют в комбинированном импульсном режиме.

В устройствах стабилизации с регулированием широтно-импульсным частота импульсов имеет постоянную величину, а продолжительность действия импульсов является непостоянным значением. В приборах с регулированием частотно-импульсным продолжительность импульсов не изменяется, меняют только частоту.

На выходе устройства напряжение представлено в виде пульсаций, соответственно оно не годится для питания потребителя. Перед подачей питания на нагрузку потребителя, его нужно выровнять. Для этого на выходе импульсных стабилизаторов монтируют выравнивающие емкостные фильтры. Они бывают многозвенчатыми, Г-образными и другими.

Средняя величина напряжения, поданная на нагрузку, вычисляется по формуле:

  • Ти – продолжительность периода.
  • tи – продолжительность импульса.
  • Rн – значение сопротивления потребителя, Ом.
  • I(t) – значение тока, проходящего по нагрузке, ампер.

Ток может перестать протекать по фильтру к началу следующего импульса, в зависимости от индуктивности. В этом случае идет речь о режиме действия с переменным током. Ток также может дальше протекать, тогда имеют ввиду функционирование с постоянным током.

При повышенной чувствительности нагрузки к импульсам питания, выполняют режим постоянного тока, не смотря со значительными потерями в обмотке дросселя и проводах. Если размер импульсов на выходе прибора незначителен, то рекомендуется функционирование при переменном токе.

Содержание

Принцип работы

В общем виде импульсный стабилизатор включает в себя импульсный преобразователь с устройством регулировки, генератор, выравнивающий фильтр, снижающий импульсы напряжения на выходе, сравнивающее устройство, подающее сигнал разности входного и выходного напряжения.

Схема основных частей стабилизатора напряжения показана на рисунке.

Напряжение на выходе прибора поступает на сравнивающее устройство с базовым напряжением. В результате получают пропорциональный сигнал. Его подают на генератор, предварительно усилив его.

При регулировании в генераторе разностный аналоговый сигнал модифицируют в пульсации с постоянной частотой и переменной продолжительностью. При регулировании частотно-импульсном продолжительность импульсов имеет постоянное значение. Она меняет частоту импульсов генератора в зависимости от свойств сигнала.

Образованные генератором управляющие импульсы проходят на элементы преобразователя. Транзистор регулировки действует в режиме ключа. Изменяя частоту или интервал импульсов генератора, есть возможность менять нагрузочное напряжение. Преобразователь модифицирует значение напряжения на выходе в зависимости от свойств управляющих импульсов. По теории в приборах с частотной и широтной регулировкой импульсы напряжения на потребителе могут отсутствовать.

При релейном принципе действия сигнал, который управляется стабилизатором, образуется с помощью триггера. При поступлении постоянного напряжения в прибор транзистор, работающий в качестве ключа, открыт, и повышает напряжение на выходе. сравнивающее устройство определяет сигнал разности, который достигнув некоторого верхнего предела, поменяет состояние триггера, и произойдет коммутация регулирующего транзистора на отсечку.

Напряжение на выходе станет уменьшаться. При падении напряжения до нижнего предела сравнивающее устройство определяет сигнал разности, переключающий снова триггер, и транзистор опять войдет в насыщение. Разность потенциалов на нагрузке прибора станет повышаться. Следовательно, при релейном виде стабилизации напряжение на выходе повышается, тем самым выравнивается. Предел срабатывания триггера настраивают с помощью корректировки амплитуды значения напряжения на сравнивающем устройстве.

Стабилизаторы релейного типа имеют повышенную скорость реакции, в отличие от приборов с частотным и широтным регулированием. Это является их преимуществом. В теории при релейном виде стабилизации на выходе прибора всегда будут импульсы. Это является их недостатком.

Повышающий стабилизатор

Импульсные повышающие стабилизаторы применяют вместе с нагрузками, разность потенциалов которых выше, чем напряжение на входе приборов. В стабилизаторе нет гальванической изоляции сети питания и нагрузки. Импортные повышающие стабилизаторы называются boost converter. Основные части такого прибора:

Транзистор вступает в насыщение, и ток проходит по цепи от положительного полюса по накопительному дросселю, транзистору. При этом накапливается энергия в магнитном поле дросселя. Нагрузочный ток может создать только разряд емкости С1.

Отключим выключающее напряжение с транзистора. При этом он вступит в положение отсечки, а следовательно на дросселе появится ЭДС самоиндукции. Оно будет коммутировано последовательно с напряжением входа, и подключено по диоду к потребителю. Ток пойдет по цепи от положительного полюса к дросселю, по диоду и нагрузке.

В этот момент магнитное поле индуктивного дросселя выдает энергию, а емкость С1 резервирует энергию для поддержки напряжения на потребителе после вхождения транзистора в режим насыщения. Дроссель является для резерва энергии и не работает в фильтре питания. При повторной подаче напряжения на транзистор, он откроется, и весь процесс пойдет заново.

Стабилизаторы с триггером Шмитта

Такой вид импульсного устройства имеет свои особенности наименьшим набором компонентов. Основную роль в конструкции играет триггер. В его состав входит компаратор. Основной задачей компаратора является сравнивание величины выходной разности потенциалов с наибольшим допустимым.

Принцип действия аппарата с триггером Шмитта состоит в том, что при увеличении наибольшего напряжения осуществляется коммутация триггера в позицию ноля с размыканием электронного ключа. В одно время разряжается дроссель. Когда напряжение доходит до наименьшего значения, то выполняется коммутация на единицу. Это обеспечивает замыкание ключа и прохождение тока на интергратор.

Такие приборы имеют отличия своей упрощенной схемой, но использовать их можно в особых случаях, так как импульсные стабилизаторы бывают только повышающими и понижающими.

Понижающий стабилизатор

Стабилизаторы импульсного типа, функционирующие с понижением напряжения, являются компактными и мощными приборами питания электрическим током. При этом они имеют низкую чувствительность к наводкам потребителя постоянным напряжением одного значения. Гальваническая изоляция выхода и входа в понижающих устройствах отсутствует. Импортные приборы получили название chopper. Выходное питание в таких устройствах постоянно находится меньше входного напряжения. Схема импульсного стабилизатора понижающего типа изображена на рисунке.

Подключим напряжение для управления истоком и затвором транзистора, который войдет в положение насыщения. По нему будет проходить ток по цепи от положительного полюса по выравнивающему дросселю и нагрузке. В прямом направлении ток по диоду не протекает.

Отключим управляющее напряжение, которое выключает ключевой транзистор. После этого он будет находиться в положении отсечки. ЭДС индукции выравнивающего дросселя будет преграждать путь для изменения тока, который пойдет по цепи через нагрузку от дросселя, по общему проводнику, диод, и опять придет на дроссель. Емкость С1 будет разряжаться и будет удерживать напряжение на выходе.

При подаче отпирающей разницы потенциалов между истоком и затвором транзистора, он перейдет в режим насыщения и вся цепочка вновь повторится.

Инвертирующий стабилизатор

Импульсные стабилизаторы инвертирующего типа используют для подключения потребителей с постоянным напряжением, полюсность которого имеет противоположное направление полюсности разности потенциалов на выходе устройства. Его значение  может быть выше сети питания, и ниже сети, в зависимости от настройки стабилизатора. Гальваническая изоляция сети питания и нагрузки отсутствует. Импортные приборы инвертирующего типа называются buck-boost converter. На выходе таких приборов напряжение всегда ниже.

Подключим управляющую разность потенциалов, которое откроет транзистор между истоком и затвором. Он откроется, и ток пойдет по цепи от плюса по транзистору, дросселю к минусу. При таком процессе дроссель резервирует энергию с помощью своего магнитного поля. Отключим разность потенциалов управления от ключа на транзисторе, он закроется. Ток пойдет от дросселя по нагрузке, диоду, и возвратится в первоначальное положение. Резервная энергия на конденсаторе и магнитном поле будет расходоваться для нагрузки. Снова подадим питание на транзистор к истоку и затвору. Транзистор опять станет насыщаться и процесс повторится.

Преимущества и недостатки

Как и все приборы, модульный импульсный стабилизатор не идеален. Поэтому ему присущи минусы и плюсы. Разберем основные из преимуществ:

  • Простое достижение выравнивания.
  • Плавное подключение.
  • Компактные размеры.
  • Устойчивость выходного напряжения.
  • Широкий интервал стабилизации.
  • Повышенный КПД.

Недостатки прибора:

  • Сложная конструкция.
  • Много специфических компонентов, снижающих надежность устройства.
  • Необходимость в использовании компенсирующих устройств мощности.
  • Сложность работ по ремонту.
  • Образование большого количества помех частоты.

Допустимая частота

Функционирование импульсного стабилизатора возможно при значительной частоте преобразования. Это является основной отличительной чертой от устройств, имеющих трансформатор сети. Увеличение этого параметра дает возможность получить наименьшие габариты.

Для большинства приборов интервал частот будет равен 20-80 килогерц. Но при выборе ШИМ и ключевых приборов необходимо учесть высокие гармоники токов. Верхняя граница параметра ограничена определенными требованиями, которые предъявляются к радиочастотным приборам.

Импульсные стабилизаторы напряжения на микросхемах и транзисторах

Стабилизатор напряжения с широтно-импульсным управлением А. Колдунова (рис. 7.1) является усовершенствованным вариантом стабилизатора П. Беляцкого.

принципиальная схема

Рис. 7.1. Схема стабилизатора регулируемого напряжения (0...25 В) с широтно-импульсным управлением.

На микросхеме DA1 типа КР1006ВИ1 собран генератор прямоугольных импульсов с широтно-импульсным управлением. Генератор питается от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1. Выходные импульсы с генератора поступают на двухкаскадный транзисторный ключ (транзисторы VT2 и ѴТЗ), коммутирующий индуктивный накопитель энергии — катушку индуктивности (дроссель) L1. Выходное напряжение заряжает конденсатор большой емкости СЗ. Напряжение, снимаемое с этого конденсатора, через регулируемый резистивный делитель R7 и R8 поступает на базу транзистора ѴТ1, управляющего длительностью генерируемых импульсов, и, следовательно, определяющего величину энергии, накапливаемой в индуктивном накопителе энергии.

Величину выходного напряжения можно изменять в пределах от 0 до 25 В при величине питающего напряжения 40 В. Поскольку устройство имеет высокий КПД, то при токе нагрузки менее 200 мА теплоотвод для транзистора VT2 не обязателен.

Дроссель L1 намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 10... 15 мм проводом ПЭВ-2 0,6...0,8 мм до заполнения и залит парафином для снижения свиста. Импульсные стабилизаторы обладают более высоким КПД при среднем и большом токе нагрузки, однако при малом токе КПД у них меньше.

Схема устройства, показанная на рис. 7.2, лишена такого недостатка [7.2]. Это позволяет применять его практически в любой аппаратуре: как в различных цифровых, так и в звуковоспроизводящих и радиоприемных устройствах.

Технические характеристики:

Ток холостого хода, не более — 0,25 мА.

Длительный номинальный ток нагрузки — 100 мА.

Максимальный ток нагрузки — 200 мА.

Входное напряжение — 11... 15 в.

Выходное стабилизированное напряжение — 9 В.

КПД: при входном напряжении 11 Б и номинальном токе нагрузки — 82% при 13 б и токе нагрузки 10 мА — 65%; 100 мА — 72%; 200 мА — 69%.

Коэффициент стабилизации при номинальном токе нагрузки не менее — 300.

Амплитуда пульсаций при максимальном токе нагрузки не более 2 мВ.

Стабилизатор (рис. 7.2) содержит коммутирующий составной транзистор VT1, VT2, коммутирующий диод VD2 и дроссель L1. В узел управления входят опорный элемент на транзисторе ѴТЗ и компаратор DA1. На выходе стабилизатора включен транзисторный фильтр ѴТ4, ѴТ5. Основа узла управления — компаратор DA1 на ОУ типа К140УД12. К его инвертирующему входу подключен микромощный опорный элемент, выполненный на обратносмещенном эмиттерном переходе транзистора ѴТЗ. Напряжение его стабилизации (лавинного пробоя) 7...7,5 В обеспечивается при токе 20...30 мкА.

принципиальная схема

Рис. 7.2. Схема экономичного импульсного стабилизатора напряжения.

На неинвертирующий вход ОУ подается сигнал с резистивного делителя R5 — R7. Выходное напряжение регулируется потенциометром R6.

Конденсатор СЗ увеличивает фазовый сдвиг сигнала обратной связи, что необходимо для циклического характера работы устройства. Он же определяет рабочую частоту и в значительной мере влияет на величину пульсаций.

Выход компаратора подключен к базе составного транзистора (VT1, VT2) через резистор R3, задающий ток управления, и стабилитрон VD1, который обеспечивает отсечку управляющего тока и надежное закрывание коммутирующего транзистора во всем интервале входного напряжения. Конденсатор С2 подавляет высокочастотные помехи.

На выходе стабилизатора включен не традиционный LC-фильтр, а транзисторный, что позволяет улучшить динамические характеристики устройства и подавить пульсации не менее чем на 40 дБ. У транзисторного фильтра есть еще одно преимущество — «мягкое» включение стабилизатора: его выходное напряжение плавно нарастает в течение 2...4 с. Негативным моментом использования транзисторного фильтра является снижение КПД стабилизатора на 6...8%.

Дроссель L1 содержит 28 витков провода ПЭВ-2 0,57, намотанного на броневом магнитопроводе Б14 из феррита 2000НМ. Немагнитный зазор 0,2 мм в магнитопроводе обеспечен прокладкой из бумаги.

Транзисторы устройства при номинальном токе не требуют теплоотвода. Если стабилизатор предполагают эксплуатировать при токе нагрузки более 50 мА, то транзистор ѴТ1 должен быть типа КТ81х и его следует установить на теплоотвод площадью 10... 15 смг. Допустимо использовать транзисторы КТ639, КТ644, тогда выходной ток стабилизатора можно увеличить до 0,5 А.

Типовая схема импульсного стабилизатора напряжения, построенного на микросхеме КР142ЕП1А, изображена на рис. 7.3. Источник опорного напряжения микросхемы питается непосредственно входным напряжением стабилизатора, а пороговое устройство — стабилизированным, снимаемым с вывода 6 (оно поступает через транзистор ѴТ1, являющийся усилителем тока).

Коммутирующим элементом стабилизатора, собранным на транзисторах ѴТ2, ѴТЗ, управляет импульсный сигнал, снимаемый с выводов 2, 3 микросхемы. На базу (выв. 4) внутреннего составного транзистора микросхемы, служащего встроенным коммутирующим элементом, сигнал поступает с выхода порогового устройства (выв. 11). Сигнал обратной связи снимается с выхода стабилизатора и через резистивный делитель напряжения R6 и R9 подводится ко входу дифференциального усилителя порогового устройства (выв. 12). На второй вход усилителя (выв. 13) подано стабильное напряжение с источника опорного напряжения.

принципиальная схема

Рис. 7.3. Типовая схема импульсного стабилизатора напряжения на микросхеме КР142ЕП1А.

При работе микросхемы в составе ключевого стабилизатора пороговое устройство переключается с частотой, зависящей от параметров элементов стабилизатора, режима микросхемы и тока нагрузки. Если при воздействии дестабилизирующих факторов выходное напряжение стабилизатора изменяется, то в силу действия обратной связи изменяется и частота переключения, причем так, что выходное напряжение возвращается к установленному уровню.

Если по тем или иным причинам необходимо, чтобы работа порогового устройства была синхронизирована с частотой какого-либо внешнего генератора, его синхронизирующий сигнал подают на выводы 14 и 15 микросхемы. Это дает возможность строить импульсные стабилизаторы с широтно-импульсным {ШИ) регулированием. Частота переключения коммутирующего элемента в ШИ стабилизаторе постоянна, а под влиянием дестабилизирующих факторов изменяется соответствующим образом длительность открытого состояния коммутирующего элемента.

Основные электрические характеристики микросхемы:

Входное напряжение (подводимое к выв. 5) — 10...40 В.

Максимальная частота коммутации при входном напряжении 40 В, выходном токе 50 мА и температуре окружающей среды -Ю...+25°С — до 300 кГц.

Для получения стабильных выходных напряжений +12 и +5 В от автомобильного или иного аккумулятора напряжением 9... 12 (9... 18) В может быть использован повышающий импульсный стабилизатор напряжения (рис. 7.4), на выходе которого включены микросхема DA2 типа 7812 на напряжение 12 В и микросхема DA3 типа 7805 на напряжение 5 В.

принципиальная схема

Рис. 7.4. Схема повышающего импульсного стабилизатора напряжения.

Повышающий импульсный стабилизатор напряжения собран на микросхеме DA1 типа UC3843N, выход которой подключен к ключевому полевому транзистору VT1 типа BUZ11. В схеме используется дроссель индуктивностью 50 мкГн (20...60 мкГн). Он намотан на ферритовом кольце К25х11x22 1000НМ и содержит 20 витков максимально толстого провода. Диод выпрямителя — типа 1N5818. Напряжение на конденсаторе С6 — 18 В.

Частота преобразования 50 кГц. Выходной ток преобразователя до 3 А при КПД примерно 70%.

Двухполярный импульсный стабилизатор напряжения, предназначен для питания измерительного прибора, его схема показана на рис. 7.5. Стабилизатор выполнен на основе специализированной микросхемы МАХ743.

принципиальная схема

Рис. 7.5. Схема двухполярного импульсного стабилизатора напряжения.

Для создания современных импульсных стабилизаторов напряжения с высокой рабочей частотой (более 100 кГц) и КПД до 90% и выше разработана специализированная микросхема управления типа UC3843 фирмы UNITRODE CORP.

Для создания серии импульсных стабилизаторов напряжения может быть использован типовой блок управления, в состав которого входит микросхема UC3843 (рис. 7.6).

Схема мощного импульсного стабилизатора напряжения понижающего типа с защитой от перегрузок по току с использованием типового блока управления показана на рис. 7.7.

Дроссель L1 (рис. 7.6) намотан на кольце К10x6x4,5 из пермаллоя МП140 и содержит 5 витков жгута из 6 проводов ПЭВ 0,51 мм, уложенных по всему периметру кольца в один слой. Дроссель L1 (рис. 7.7) выполнен на кольце К19x11x4,8 из того же материала и содержит 12 витков из 10 скрученных вместе проводов того же диаметра.

принципиальная схема

Рис. 7.6. Схема типового блока управления с микросхемой UC3843.

принципиальная схема

Рис. 7.7. Схема мощного импульсного стабилизатора напряжения понижающего типа.

Трансформатор Т1 намотан на кольце К10x6x3 2000НМ1. Вторичная обмотка II намотана проводом ПЭВ 0,2 мм и содержит 200 витков, равномерно уложенных по периметру. Первичная обмотка — 1 виток многожильного провода сечением 1 мм2, проходящего через отверстие кольца. Концы его подключены к стоку транзистора VT2 и точке соединения катода диода VD1 и левого по схеме вывода дросселя L1. Необходимо соблюдение полярности подключения обмоток.

Основные характеристики стабилизатора: входное напряжение— 8... 15 В; выходное напряжение — 5 В; максимальный выходной ток — 10 А\ амплитуда пульсаций выходного напряжения — не более 100 мВ, нестабильность выходного напряжения — 2%; частота преобразования — 100 кГц', среднее значение КПД — 90%.

Усовершенствованный вариант схемы предыдущего стабилизатора (рис. 7.8) имеет повышенный КПД за счет использования нового схемотехнического решения, которое позволяет значительно уменьшить падение напряжения на коммутирующем диоде.

Суть этого решения состоит в том, что коммутирующий диод заменяется на биполярный или полевой транзистор. Его включают, когда диод должен быть открыт, а выключают — когда закрыт. Падение напряжения на открытом транзисторе может быть в 5... 10 раз меньше, чем даже на диоде ИІотки. Так, за счет использования в качестве коммутирующего диода п-канального полевого транзистора IRF3205 (ѴТЗ) с сопротивлением открытого канала 8 мОм, падение напряжения на нем не превышает 100 мВ при максимальном токе нагрузки. Для сравнения — соответствующее падение напряжения в тех же условиях для диодов Шотки достигает 500 мВ.

принципиальная схема

Рис. 7.8. Схема усовершенствованного варианта импульсного стабилизатора.

принципиальная схема

Рис. 7.9. Схема импульсного стабилизатора с повышенной эффективностью преобразования.

При примерно тех же основных параметрах потери в новом варианте стабилизатора снижены до минимума, его КПД приближается к 95%.

Еще одна схема импульсного стабилизатора с использованием полевого транзистора показана на рис. 7.9.

Большинство его характеристик в основном такие же, как и у схемы на рис. 7.7, однако амплитуда пульсаций выходного напряжения снижена до 80 мВ, а частота преобразования повышена до 120 кГц. При этом среднее значение КПД при максимальном токе нагрузки во всем интервале изменения входного напряжения составляет не менее 95%.

Данные намоточных элементов те же, что и для схемы на рис. 7.7.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

Импульсные стабилизаторы напряжения — Меандр — занимательная электроника

Общим недостатком линейных стабилизаторов в случае существенной флюктуации входного напряжения является низкий КПД и повышенное тепловыделение. Мощные линейные стабилизаторы, обеспечивающие ток нагрузки от нескольких ампер и более, обладают большими массой и габаритами. Для существенной компенсации указанных недостатков применяют импульсные стабилизаторы.

Импульсным стабилизатором напряжения называют устройство, которое поддерживает неизменным напряжение на нагрузке за счет регулирования компонентом, работающим в ключевом режиме. Импульсные стабилизаторы, как и линейные, бывают параллельного и последовательного типов. В качестве ключевого компонента чаще всего используют транзисторы.

Поскольку рабочая точка регулирующего прибора почти все время находится в области насыщения или отсечки, минуя активную область, в транзисторе рассевается мало тепла, а значит, КПД импульсного стабилизатора высок.

Стабилизация реализована путем изменения длительности импульсов или управления частотой их следования. Соответственно, различают широтно-импульсное (ШИ) или частотно-импульсное (ЧИ) регулирование. Иногда импульсные стабилизаторы работают в смешанном широтно-частотно-импульсном режиме (ЧШИ).

В стабилизаторах с ШИ-регулированием частота следования импульсов постоянна, а длительность импульсов непостоянна. В стабилизаторах с ЧИ-регулированием длительность импульсов неизменна, а варьируют частоту.

После регулирующего прибора напряжение имеет импульсную форму, а значит непригодно для непосредственного питания нагрузки. Прежде чем подать напряжение на нагрузку, его необходимо сгладить, для чего на выходе всех импульсных стабилизаторов устанавливают сглаживающие индуктивно-емкостные фильтры. Фильтры могут быть многозвенными, П-образными, Г-образными и других видов.

Усредненное напряжение, приложенное к нагрузке, можно найти по формуле:где Ти —длительность периода, с;

tи — длительность импульса, с;

Rн — сопротивление нагрузки, Ом;

I(t) — величина тока, протекающего через нагрузку, А.

В зависимости от индуктивности сглаживающего дросселя ток через LС-фильтр может перестать течь к началу очередного импульса (тогда говорят о режиме работы с разрывным током) или продолжать течь, и в этом случае подразумевают режим работы с неразрывным током.

Если нагрузка требовательна к пульсациям напряжения, то предпочитают режим неразрывных токов, мирясь с обычно большими затратами провода обмотки дросселя. Если величина пульсации выходного напряжения несущественна, то целесообразна работа в режиме разрывных токов.

Принцип действия импульсных стабилизаторов напряжения

В общем случае импульсный стабилизатор состоит из импульсного преобразователя, содержащего регулирующий прибор; задающего генератора, управляющего преобразователем; сглаживающего фильтра, уменьшающего пульсации выходного напряжения, и устройства сравнения, вырабатывающего разностный сигнал между выходным и опорным напряжениями.

Соединение основных блоков отражено на структурной схеме импульсного стабилизатора напряжения, показанной на рис. 1.

Рис.1. Импульсный стабилизатор напряжения

Выходное напряжение стабилизатора подают на устройство сравнения с образцовым напряжением и на выходе устройства получают сигнал, пропорциональный разности этих напряжений. Разностный сигнал сразу же подают на задающий генератор или вначале увеличивают его усилителем постоянного тока.

При ШИ-регулировании в задающем генераторе аналоговый разностный сигнал преобразуют в импульсы с фиксированной частотой и изменяемой длительностью, а при ЧИ-регулировании длительность импульсов постоянна, а в зависимости от параметров сигнала изменяют частоту генерируемых импульсов.

Выработанные задающим генератором импульсы управления поступают на компоненты преобразователя, регулирующий транзистор которого работает в ключевом режиме. Варьируя частоту или ширину импульсов генератора, можно изменять напряжение на нагрузке. В зависимости от параметров импульсов управления, преобразователь корректирует величину выходного напряжения, стабилизируя его. Теоретически в стабилизаторах с ШИ- и ЧИ-регулированием пульсации напряжения на нагрузке могут полностью отсутствовать.

При релейной стабилизации сигнал, управляющий преобразователем напряжения, вырабатывается триггером. При подаче постоянного напряжения на вход стабилизатора ключевой транзистор преобразователя открыт, и возрастает выходное напряжение. Устройство сравнения вырабатывает разностный сигнал, который, достигая определенного верхнего порога, изменит состояние триггера, и он переключит регулирующий транзистор в состояние отсечки. Выходное напряжение стабилизатора начнет снижаться. При достижении нижнего порога устройство сравнения вырабатывает разностный сигнал, который вновь переключит триггер, и регулирующий транзистор войдет в состояние насыщения. Напряжение на нагрузке стабилизатора начнет возрастать. Таким образом, при релейной стабилизации выходное напряжение постоянно флюктуирует, и его среднее значение соответствует номинальному напряжению. Порог срабатывания триггера устанавливают корректировкой амплитуды напряжения на выходе устройства сравнения.

Релейные стабилизаторы обладают более высоким быстродействием по сравнению со стабилизаторами с ШИ- и ЧИ-регулированием, что является достоинством. Теоретически при релейной стабилизации всегда в выходном напряжении будут присутствовать пульсации, что относят к недостаткам.

Повышающий стабилизатор

Повышающие импульсные стабилизаторы используют совместно с нагрузками, напряжение питания которых больше, чем входное напряжение стабилизаторов. Гальванической развязки нагрузки и питающей сети нет. За рубежом повышающие стабилизаторы носят название «boost converter». Рассмотрим рис. 2, на котором изображены основные компоненты такого стабилизатора.

Рис.2. Повышающий стабилизатор

Приложим отпирающее транзистор VT1 напряжение управления между затвором и истоком. Транзистор входит в состояние насыщения, и ток течет по цепи от +Ubx, через накопительный дроссель L1, открытый транзистор VT1, -Ubx. При этом в магнитном поле дросселя L1 накапливается энергия. Ток через нагрузку может обеспечить только разряд конденсатора С1.

Снимем отпирающее напряжение управления с транзистора VT1. Транзистор перейдет в состояние отсечки, на выводах дросселя L1 возникнет напряжение ЭДС самоиндукции, причем оно будет включено последовательно с входным направлением и приложено через диод VD1 к нагрузке. Ток потечет по цепи +Ubx, дроссель L1, диод VD1, нагрузка, -Ubx. В это время магнитное поле дросселя L1 отдает энергию, а конденсатор С1 энергию запасает для поддержания напряжения на нагрузке после того, как транзистор VT1 войдет в насыщение. Дроссель L1 служит только для запасания энергии и не участвует в фильтрации напряжения.

Снова подадим отпирающее напряжение на транзистор VT1, который откроется, и рассмотренный процесс повторится сначала.

Понижающий стабилизатор

Понижающие импульсные стабилизаторы — это мощные и, в то же время, компактные устройства электропитания нечувствительной к наводкам нагрузки постоянным напряжением неизменной величины. Гальваническая развязка между входом и выходом в понижающих импульсных стабилизаторах отсутствует. За рубежом понижающие стабилизаторы называют «chopper». Выходное напряжение в таких стабилизаторах всегда ниже входного. Включение важнейших компонентов понижающего импульсного стабилизатора показано на рис. 3.

Рис.3. Понижающий стабилизатор

Приложим напряжение управления между затвором и истоком транзистора VT1. Транзистор войдет в состояние насыщения, и потечет ток по цепи от +Uвх, через сглаживающий дроссель L1, нагрузку, -Uвх. Ток в прямом направлении через диод VD1 не протекает.

Уберем напряжение управления, отпирающее ключевой транзистор, и он войдет в состояние отсечки. ЭДС самоиндукции сглаживающего дросселя L1 будет препятствовать изменению тока. Ток потечет по цепи от дросселя L1, через нагрузку, общий провод, диод VD1, и вернется в дроссель. Конденсатор С1 разряжается и при этом поддерживает выходное напряжение.

Подадим отпирающее напряжение между затвором и истоком ключевого транзистора VT1. Транзистор перейдет в насыщение, и процесс повторится сначала.

Инвертирующий стабилизатор

Инвертирующие импульсные стабилизаторы применяют для питания нагрузок фиксированным напряжением, полярность которого противоположна полярности входного напряжения. Величина выходного напряжения инвертирующего стабилизатора может быть как больше напряжения питающей сети, так и меньше в зависимости от того, как стабилизатор отрегулирован. Гальваническая развязка питающей сети и нагрузки отсутствует. В иностранной литературе инвертирующие импульсные стабилизаторы называют «buck-boost converter». Выходное напряжение в таких стабилизаторах всегда ниже входного.

Включение основных компонентов инвертирующего стабилизатора изображено на рис. 4.

Рис.4. Инвертирующий стабилизатор

Приложим напряжение управления, отпирающее транзистор VТ1, между его затвором и истоком. Транзистор открывается, и ток течет по цепи от +Uвх, открытый транзистор VТ1, дроссель L1, -Uвх. В это время магнитное поле дросселя L1 запасает энергию.

Уберем напряжение управления затвор-исток с ключевого транзистора VТ1, который от этого закроется. Ток потечет по цепи от дросселя L1, через нагрузку, диод и снова вернется в дроссель L1. Энергия, запасенная в конденсаторе С1 и в магнитном поле дросселя L1, в это время расходуется на питание нагрузки.

Опять подадим отпирающее транзистор VТ1 напряжение управления между затвором и истоком. Транзистор войдет в насыщение, и цикл повторится.




7 схем импульсных стабилизаторов напряжения на транзисторах

Схемы самодельных импульсных DC-DC преобразователей напряжения на транзисторах, семь примеров.

Благодаря высокому КПД импульсные стабилизаторы напряжения получают в последнее время все более широкое распространение, хотя они, как правило, сложнее и содержат большее число элементов.

Поскольку в тепловую энергию преобразуется лишь малая доля подводимой к импульсному стабилизатору энергии, его выходные транзисторы меньше нагреваются, следовательно, за счет снижения площади теплоотводов снижаются масса и размеры устройства.

Ощутимым недостатком импульсных стабилизаторов является наличие на выходе высокочастотных пульсаций, что заметно сужает область их практического использования — чаще всего импульсные стабилизаторы используют для питания устройств на цифровых микросхемах.

Понижающий импульсный стабилизатор напряжения

Стабилизатор с выходным напряжением, меньшим входного, можно собрать на трех транзисторах (рис. 1), два из которых (VT1, VT2) образуют ключевой регулирующий элемент, а третий (ѴТЗ) является усилителем сигнала рассогласования.

Схема импульсного стабилизатора напряжения с КПД 84%

Рис. 1. Схема импульсного стабилизатора напряжения с КПД 84%.

Устройство работает в автоколебательном режиме. Напряжение положительной обратной связи с коллектора составного транзистора ѴТ1 через конденсатор С2 поступает в цепь базы транзистора ѴТ2.

Элементом сравнения и усилителем сигнала рассогласования является каскад на транзисторе ѴТЗ. Его эмиттер подключен к источнику опорного напряжения — стабилитрону VD2, а база — к делителю выходного напряжения R5 — R7.

В импульсных стабилизаторах регулирующий элемент работает в ключевом режиме, поэтому выходное напряжение регулируется изменением скважности работы ключа.

Включением/выключением транзистора VT1 по сигналу транзистора ѴТЗ управляет транзистор ѴТ2. В моменты, когда транзистор ѴТ1 открыт, в дросселе L1, благодаря протеканию тока нагрузки, запасается электромагнитная энергия.

После закрывания транзистора запасенная энергия через диод VD1 отдается в нагрузку. Пульсации выходного напряжения стабилизатора сглаживаются фильтром L1, C3.

Характеристики стабилизатора целиком определяются свойствами транзистора ѴТ1 и диода VD1, быстродействие которых должно быть максимальным. При входном напряжении 24 В, выходном — 15 В и токе нагрузки 1 А измеренное значение КПД было равно 84%.

Дроссель L1 имеет 100 витков провода диаметром 0,63 мм на кольце К26х16х12 из феррита с магнитной проницаемостью 100. Его индуктивность при токе подмагничивания 1 А — около 1 мГн.

Step-down DC-DC преобразователь напряжения на +5В

Схема простого импульсного стабилизатора показана на рис. 2. Дроссели L1 и L2 намотаны на пластмассовых каркасах, помещенных в броневые магнитопроводы Б22 из феррита М2000НМ.

Дроссель L1 содержит 18 витков жгута из 7 проводов ПЭВ-1 0,35. Между чашками его магнитопровода вложена прокладка толщиной 0,8 мм.

Активное сопротивление обмотки дросселя L1 27 мОм. Дроссель L2 имеет 9 витков жгута из 10 проводов ПЭВ-1 0,35. Зазор между его чашками — 0,2 мм, активное сопротивление обмотки — 13 мОм.

Прокладки можно изготовить из жесткого теплостойкого материала — текстолита, слюды, электрокартона. Винт, скрепляющий чашки магнитопровода, должен быть из немагнитного материала.

Схема простого ключевого стабилизатора напряжения с КПД 60%

Рис. 2. Схема простого ключевого стабилизатора напряжения с КПД 60%.

Для налаживания стабилизатора к его выходу подключают нагрузку сопротивлением 5...7 Ом и мощностью 10 Вт. Подбором резистора R7 устанавливают номинальное выходное напряжение, затем увеличивают ток нагрузки до 3 А и, подбирая величину конденсатора С4, устанавливают такую частоту генерации (примерно 18...20 кГц), при которой высокочастотные выбросы напряжения на конденсаторе C3 минимальны.

Выходное напряжение стабилизатора можно довести до 8...10В, увеличив величину резистора R7 и установив новое значение рабочей частоты. При этом мощность, рассеиваемая на транзисторе ѴТЗ, также увеличится.

В схемах импульсных стабилизаторов желательно использовать электролитические конденсаторы К52-1. Необходимую величину емкости получают параллельным включением конденсаторов.

Основные технические характеристики:

  • Входное напряжение, В — 15...25.
  • Выходное напряжение, В — 5.
  • Максимальный ток нагрузки, А — 4.
  • Пульсации выходного напряжения при токе нагрузки 4 А во всем диапазоне входных напряжений, мВ, не более — 50.
  • КПД, %, не ниже — 60.
  • Рабочая частота при входном напряжении 20 б и токе нагрузки 3А, кГц--20.

Улучшенный вариант импульсного стабилизатора на +5В

В сравнении с предыдущим вариантом импульсного стабилизатора в новой конструкции А. А. Миронова (рис. 3) усовершенствованы и улучшены такие его характеристики, как КПД, стабильность выходного напряжения, длительность и характер переходного процесса при воздействии импульсной нагрузки.

Схема импульсного стабилизатора напряжения

Рис. 3. Схема импульсного стабилизатора напряжения.

Оказалось, что при работе прототипа (рис. 2) возникает так называемый сквозной ток через составной ключевой транзистор. Этот ток появляется в те моменты, когда по сигналу узла сравнения ключевой транзистор открывается, а коммутирующий диод еще не успел закрыться. Наличие такого тока вызывает дополнительные потери на нагревание транзистора и диода и уменьшает КПД устройства.

Еще один недостаток — значительная пульсация выходного напряжения при токе нагрузки, близком к предельному. Для борьбы с пульсациями в стабилизатор (рис. 2) был введен дополнительный выходной LC-фильтр (L2, С5).

Уменьшить нестабильность выходного напряжения от изменения тока нагрузки можно только уменьшением активного сопротивления дросселя L2.

Улучшение динамики переходного процесса (в частности, уменьшение его длительности) связано с необходимостью уменьшения индуктивности дросселя, но при этом неизбежно увеличится пульсация выходного напряжения.

Поэтому оказалось целесообразным исключить этот выходной фильтр, а емкость конденса

Импульсный стабилизатор напряжения: характеристики и особенности

Если вы желаете нормализовать подачу электроэнергии, тогда вам необходимо использовать импульсный стабилизатор напряжения. Это устройство способно надежно защитить ваши бытовые приборы от скачков напряжения.

Главным элементом этого стабилизатора считается регулирующий и интегрирующий элемент. Первый элемент способен нормализовать подачу напряжения. Интегрирующий элемент отвечает за накопление электроэнергии.

Импульсный стабилизатор напряжения и его принцип работы

Главным принципом работы считается то, что при закрытии электрической сети стабилизатор начнет накапливать электроэнергию. После размыкания сети накапливающий элемент выполнит передачу напряжения. Благодаря этому вы сможете избежать скачков и значительно понизить напряжение.

Накапливающий элемент может быть разным и все зависит от ряда факторов. Импульсные регуляторы могут работать двумя различными способами. Первый способ предполагает в себе использование ШИМ, а второй предполагает использование триггера Шмитта. Если вы не знаете, какие бывают стабилизаторы напряжения, тогда нужно прочесть соответствующую статью.

Стабилизатор с использованием ШИМ

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, который работает на основе ШИМ, имеет в своем составе:

  1. Генератор.
  2. Операционный усилитель.
  3. Модулятор.

Работа ключа будет напрямую зависеть от напряжения. Влияние на скважность импульсов происходит с помощью частоты генератора и емкости интегратора. Когда ключ размыкается, начинается процесс передачи электричества. Также в устройстве присутствует операционный усилитель, который сравнить показатели входного и выходного напряжения и передаст их на модулятор.

Конечные импульсы могут характеризоваться отклонением скважности. Именно эти импульсы могут определять поведение ключа.

Стабилизатор с триггером Шмитта

Стабилизаторы, которые используют для своей работы триггер Шмитта, не содержат в себе большое количество элементов. Здесь главным элементом является именно триггер Шмитта, в который входит компаратор. Задачей этого устройства является сравнение напряжения.

Также следует отметить, что импульсные стабилизационные устройства могут работать только в отдельных направлениях. Они могут быть как понижающими, так и повышающими. Также можно встретить устройство, которое может изменять подачу напряжения. Если вы не знаете, зачем нужен стабилизатор напряжения, тогда нужно прочесть эту статью.

Схема понижающего импульсного стабилизационного устройства

Если разобраться детально, тогда можно понять, что схема импульсного стабилизатора состоит из:

  1. Транзистора.
  2. Катушки индуктивности.
  3. Конденсатора.
  4. Диода.
  5. Нагрузки.
  6. Устройства управления.

Если изучить схему этого устройства, тогда можно понять, что они могут иметь, как преимущества, так и недостатки.

Преимущества

Преимуществами импульсным стабилизаторов считаются:

  1. Достаточно легкое достижение стабилизации.
  2. Высокое КПД. Этого показателя удалось добиться благодаря использованию транзистора.
  3. Значительного отсутствия чувствительности к частоте напряжения.
  4. Включение импульсного стабилизатора всегда происходит мягко.
  5. Устройство имеет небольшие размеры.

Недостатки

Кроме, преимуществ импульсные стабилизаторы также могут иметь и определенные недостатки. К основным из них можно отнести:

  1. Устройство имеет высокую сложность. Здесь совмещено большое количество элементов и поэтому они могут выйти из строя.
  2. Во время работы у стабилизатора могут возникать проблемы с перегрузкой. Это переходит из-за частого переключения.
  3. Если возникнет поломка, тогда ликвидировать ее должен только профессионал.
  4. Проводить настройку устройства должен только профессионал.
  5. Если из строя выйдет тиристор, тогда на выходе вы сможете встретить проблемы с напряжением.

Сфера применения

Несмотря на сложность в работе импульсные стабилизаторы применяются практически везде. Наиболее распространенной считается сфера в радионавигационном оборудовании. Также их могут применять для телевизоров, которые имеют жидкокристаллический дисплей. Также их используют для оборудования, которое требует небольшое количество вольт.

Любой низковольтный прибор требует использования этого стабилизатора. Также их можно использовать для зарядки различных аккумуляторов.

Рекомендуем прочесть: защита электропроводки стабилизатором.

Устройство, принцип работы импульсного стабилизатора. Видео.


Из этой статьи вы узнаете о:

  1. Принципе работы импульсных стабилизационных приборов
  2. Приборе, который использует ШИМ
  3. Приборе, который имеет триггер Шмитта
  4. Схеме самого стабилизационного устройства
  5. Преимуществах
  6. А также недостатках
  7. Сферах применения
  8. Особенностях внешнего вида
  9. Самых важных характеристиках импульсных стабилизаторов

Каждый из нас в своей жизни использует большое количество различных электроприборов. Очень большое их число нуждается в низковольтном питании. Другими словами они потребляют электроэнергию, которая не характеризуется напряжением в 220 вольт, а должна иметь от одного до 25-ти вольт.

Конечно, для подачи электроэнергии с таким количеством вольт используются специальные приборы. Однако, проблема возникает не в понижении напряжения, а в соблюдении ее стабильного уровня.

Для этого можно воспользоваться линейными стабилизационными устройствами. Однако такое решение будет очень громоздким удовольствием. Данную задачу идеально выполнит любой импульсный стабилизатор напряжения.

Разобранный импульсный стабилизатор

Если сравнивать импульсные и линейные стабилизационные приборы, то главное их отличие заключается в работе регулирующего элемента. В первом типе приборов этот элемент работает как ключ. Другими словами он находится или в замкнутом, или в разомкнутом состоянии.

Главными элементами импульсных стабилизационных устройств являются регулирующий и интегрирующий элементы. Первый обеспечивает подачу и прерывания подачи электрического тока. Задачей второго является накопление электроэнергии и постепенная ее отдача в нагрузку.

Принцип работы импульсных преобразователей

Принцип работы импульсного стабилизатора

Главный принцип работы заключается в том, что при замыкании регулирующего элемента электроэнергия накапливается в интегрирующем элементе. Это накопление наблюдается повышением напряжения. После того, когда регулирующий элемент отключается, т.е. размыкает линию подачи электричества, интегрирующий компонент отдает электричество, постепенно снижая величину напряжения. Благодаря такому способу работы импульсное стабилизационное устройство не тратит большого количества энергии и может иметь небольшие габариты.

Регулирующий элемент может представлять собой тиристор, биполярный транзитор или полевой транзистор. В качестве интегрирующих элементов могут использоваться дроссели, аккумуляторы или конденсаторы.

Заметим, что импульсные стабилизационные устройства могут работать двумя различными способами. Первый предполагает использование широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Второй - триггера Шмитта. Как ШИМ, так и триггер Шмитта используются для управления ключами стабилизационного устройства.

Стабилизатор с использованием ШИМ



Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, который работает на основе ШИМ, кроме ключа и интегратора в своем составе имеет:

  1. генератор;
  2. операционный усилитель;
  3. модулятор

Работа ключа напрямую зависит от уровня напряжения на входе и скважности импульсов. Влияние на последнюю характеристику осуществляют частота генератора и емкость интегратора. Когда ключ размыкается, начинается процесс отдачи электричества из интегратора в нагрузку.

Принципиальная схема стабилизатора ШИМ

При этом операционный усилитель сравнивает уровни выходного напряжения и напряжения сравнения, определяет разницу и передает необходимую величину усиления на модулятор. Этот модулятор осуществляет преобразование импульсов, которые выдает генератор, на прямоугольные импульсы.

Конечные импульсы характеризуются таким же отклонением скважности, которое пропорционально разности выходного напряжения и напряжения сравнения. Именно эти импульсы и определяют поведение ключа.

То есть при определенной скважности ключ может замыкаться, или размыкаться. Получается, что главную роль в этих стабилизаторах играют импульсы. Собственно от этого и пошло название этих устройств.

Преобразователь с триггером Шмитта

В тех импульсных стабилизационных приборах, которые используют триггер Шмитта, уже нет такого большого количества компонентов, как в предыдущем типе устройства. Здесь главным элементом является триггер Шмитта, в состав которого входит компаратор. Задачей компаратора является сравнение уровня напряжения на выходе и максимально допустимого ее уровня.

Стабилизатор с триггером Шмитта

Когда напряжение на выходе превысило свой максимальный уровень, триггер переключается в нулевую позицию и приводит к размыканию ключа. В это время дроссель или конденсатор разряжаются. Конечно, за характеристиками электрического тока постоянно следит вышеупомянутый компаратор.

И тогда, когда напряжение падает ниже требуемого уровня, фаза «0» меняется на фазу «1». Далее ключ замыкается, и электрический ток поступает в интегратор.

Преимуществом такого импульсного стабилизатора напряжения является то, что его схема и конструкция являются достаточно простыми. Однако он не может применяться во всех случаях.

Стоит отметить, что импульсные стабилизационные устройства могут работать только в отдельных направлениях. Здесь имеется в виду, что они могут быть как сугубо понижающими, так и сугубо повышающими. Также выделяют еще два типа таких приборов, а именно инвертирующий и устройство, которые могут произвольно изменять напряжение.

Схема снижающего импульсного стабилизационного прибора

В дальнейшем рассмотрим схему снижающего импульсного стабилизационного прибора. Он состоит из:

  1. Регулирующего транзистора или любого другого типа ключа.
  2. Катушки индуктивности.
  3. Конденсатора.
  4. Диода.
  5. Нагрузки.
  6. Устройства управления.

Узел, в котором будет накапливаться запас электроэнергии, состоит из самой катушки (дросселя) и конденсатора.

В то время, когда ключ (в нашем случае транзистор) подключен, ток движется к катушке и конденсатору. Диод находится в закрытом состоянии. То есть он не может пропускать ток.

За исходной энергией следит устройство управления, которое в нужный момент отключает ключ, то есть переводит его в состояние отсечки. Когда ключ находится в этом состоянии, происходит уменьшение тока, который проходит через дроссель.

Снижающий импульсный стабилизатор

При этом в дросселе меняется направление напряжения и результате ток получает напряжение, величина которого является разницей между электродвижущей силой самоиндукции катушки и количеством вольт на входе. В это время открывается диод и дроссель через него подает ток в нагрузку.

Когда запас электроэнергии исчерпывается, то происходит подключение ключа, закрытия диода и зарядка дросселя. То есть все повторяется.
Повышающий импульсный стабилизатор напряжения работает подобным образом, как и понижающий. Аналогичным алгоритмом работы характеризуется и инвертирующий стабилизационный прибор. Конечно, его работа имеет свои отличия.

Главное отличие импульсного повышающего устройства заключается в том, то в нем входное напряжение и напряжение катушки имеют одно и тот же направление. В результате они суммируются. В импульсном стабилизаторе сначала размещается дроссель, затем транзистор и диод.

В инвертирующем стабилизационном устройстве направление ЭДС самоиндукции катушки является таковым, как и в понижающем. В то время, когда подключается ключ и закрывается диод, питание обеспечивает конденсатор. Любой из таких приборов можно собрать собственноручно.

Полезный совет: вместо диодов можно использовать и ключи (тиристорные или транзисторные). Однако они должны выполнять операции, которые являются противоположными основном ключу. Другими словами, когда основной ключ закрывается, то ключ вместо диода должен открываться. И наоборот.

Выходя из вышеопределенного строения стабилизаторов напряжения с импульсным регулированием, можно определить те особенности, которые относятся к преимуществам, а которые к недостаткам.

Преимущества

Преимуществами этих устройств являются:

  1. Достаточно легкое достижение такой стабилизации, которая характеризуется очень высоким коэффициентом.
  2. КПД высокого уровня. Благодаря тому, что транзистор работает в алгоритме ключа, происходит малое рассеивание мощности. Это рассеяние значительно меньше, чем в линейных стабилизационных устройствах.
  3. Возможность выравнивания напряжения, которое на входе может колебаться в очень большом диапазоне. Если ток является постоянным, то этот диапазон может составлять от одного до 75-ти вольт. Если же ток является переменный, то этот диапазон может колебаться в пределах 90-260 вольт.
  4. Отсутствие чувствительности к частоте напряжения на входе и к качеству электропитания.
  5. Конечные параметры на выходе являются достаточно устойчивыми даже при условии, если происходят очень большие изменения в токе.
  6. Пульсация напряжения, которое выходит из импульсного устройства, всегда находится в пределах миливольтового диапазона и не зависит от того, какую мощность имеют подключенные электроприборы или их элементы.
  7. Стабилизатор включается всегда мягко. Это означает, что на выходе ток не характеризуется прыжками. Хотя надо отметить, при первом включении выброс тока является высоким. Однако для нивелирования этого явления применяются термисторы, которые имеют отрицательный ТКС.
  8. Малые величины массы и размеров.

Недостатки

  1. Если же говорить о недостатках этих стабилизационных приборов, то они кроются в сложности устройства. Из-за большого количества различных компонентов, которые могут выйти из строя довольно быстро, и специфического способа работы прибор не может похвастаться высоким уровнем надежности.
  2. Он постоянно сталкивается с высоким напряжением. Во время работы часто происходят переключения и наблюдаются сложные температурные условия для кристалла диода. Это однозначно влияет на пригодность к выпрямлению тока.
  3. Частое переключение коммутирующих ключей создает частотные помехи. Их число очень велико и это является негативным фактором.

Полезный совет: для устранения этого недостатка нужно воспользоваться специальными фильтрами.

  1. Их устанавливают как на входе, так и на выходе.В том случае, когда нужно сделать ремонт, то он также сопровождается сложностями. Здесь стоит отметить, что неспециалист поломку устранить не сможет.
  2. Ремонтные работы может осуществить тот, кто хорошо разбирается в таких преобразователях тока и имеет необходимое количество навыков. Иными словами, если такой прибор сгорел и его пользователь не имеет никаких знаний об особенностях прибора, то лучше отнести на ремонт в специализированные компании.
  3. Также для неспециалистов сложно настраивать импульсные стабилизаторы напряжения, в которые может входить 12 вольт или иное количество вольт.
  4. В том случае, если выйдет из строя тиристор или любой другой ключ, могут возникнуть очень сложные последствия на выходе.
  5. К минусам относится и потребность в использовании приборов, которые будут компенсировать коэффициент мощности. Также некоторые специалисты отмечают, что такие стабилизационные устройства стоят дорого и не могут похвастаться большим количеством моделей.

Сферы применения

Но, несмотря на это, такие стабилизаторы могут применяться в очень многих сферах. Однако наиболее употребляются они в радионавигационном оборудовании и электронике.

Кроме этого, их часто применяют для телевизоров с жидкокристаллическим дисплеем и жидкокристаллических мониторов, источников питания цифровых систем, а также для промышленного оборудования, которое нуждается в токе с низким количеством вольт.

Полезный совет: часто импульсные стабилизационные устройства используют в сетях с переменным током. Сами устройства превращают такой ток в постоянный и в том случае, если нужно подключить пользователей, нуждающихся в переменном токе, то на входе нужно подключить фильтр сглаживания и выпрямитель.

Стоит отметить, что любой низковольтный прибор требует использования таких стабилизаторов. Также их можно использовать для непосредственной подзарядки различных аккумуляторов и питания мощных светодиодов.

Внешний вид

Как уже отмечалось выше, преобразователи тока импульсного типа характеризуются небольшими размерами. В зависимости от того, на какой диапазон входных вольт они рассчитаны, зависит их размер и внешний вид.

Если они предназначены для работы с очень малой величиной входного напряжения, то они могут представлять собой малую пластмассовую коробку, от которой отходит определенное количество проводов.

Стабилизаторы, рассчитанные на большое количество входных вольт, представляют собой микросхему, в которой находятся все провода и к которой подключаются все компоненты. О них вы уже узнали.

Внешний вид этих стабилизационных устройств также зависит и от функционального назначения. Если они обеспечивают выход регулируемого (переменного) напряжения, то резиторный делитель размещают вне интегральной схемы. В том случае, если из прибора будет выходить фиксированное количество вольт, то этот делитель уже находится в самой микросхеме.

Важные характеристики

При подборе импульсного стабилизатора напряжения, который может выдавать постоянные 5в или иное количество вольт, обращают внимание на ряд характеристик.

Первой и самой важной характеристикой являются величины минимального и максимального напряжения, которое будет входить в сам стабилизатор. О верхних и нижних границах этой характеристики уже отмечалось.

Вторым важным параметром является наиболее высокий уровень тока на выходе.

Третьей важной характеристикой является номинальный уровень выходного напряжения. Иными словами спектр величин, в рамках которого оно может находиться. Стоит отметить, что многие эксперты утверждают, что максимальное входное и выходное напряжения равны.

Однако в реальности это не так. Причиной этого является то, что входные вольты уменьшаются на ключевом транзисторе. В результате на выходе получается несколько меньшее количество вольт. Равенство может быть только тогда, когда ток нагрузки являются очень малым. То же самое касается и минимальных значений.

Важной характеристикой любого импульсного преобразователя является точность напряжения на выходе.

Полезный совет: на этот показатель следует обращать внимание тогда, когда стабилизационное устройство обеспечивает выход фиксированного количества вольт.

Причиной этого является то, что резистор находится в середине преобразователя и точные его работы определяются в производства. Когда число выходных вольт регулируется пользователем, то регулируется и точность.



Стабилизатор "Лидер" - отличное качество по приемлемой цене. Видео. Тиристорный стабилизатор - плюсы и минусы устройства Стабилизатор напряжения Штиль R600T обеспечит надежную работу электроники Как выбрать стабилизатор напряжения для дома
Радиосхемы. - Импульсный понижающий стабилизатор 24V-12V

Импульсный понижающий стабилизатор 24V-12V

категория

Источники питания

материалы в категории

Ю. СЕМЕНОВ, г. Ростов-на-Дону
Радио, 2002 год, № 5

Импульсные стабилизаторы напряжения (понижающие, повышающие и инвертирующие) занимают особое место в истории развития силовой электроники. Еще не так давно каждый источник питания с выходной мощностью более 50 Вт имел в своем составе понижающий импульсный стабилизатор. Сегодня область применения подобных устройств сократилась в связи с удешевлением источников питания с бестрансформаторным входом. Тем не менее применение импульсных понижающих стабилизаторов в ряде случаев оказывается экономически более выгодным, чем каких-либо других преобразователей постоянного напряжения.

Функциональная схема понижающего импульсного стабилизатора показана на рис. 1, а временные диаграммы, поясняющие его работу в режиме непрерывного тока дросселя L, ≈ на рис. 2.

Во время tвкл электронный коммутатор S замкнут и ток протекает по контуру: плюсовой вывод конденсатора Свх, резистивный датчик тока Rдт, накопительный дроссель L, конденсатор Свых, нагрузка, минусовый вывод конденсатора Свх. На этом этапе ток дросселя lL равен току электронного коммутатора S и практически линейно увеличивается от lLmin до lLmax.

По сигналу рассогласования от узла сравнения либо по сигналу перегрузки от датчика тока или по их сочетанию генератор переводит электронный коммутатор S в разомкнутое состояние. Поскольку ток через дроссель L мгновенно измениться не может, то под действием ЭДС самоиндукции откроется диод VD и ток lL потечет по контуру: катод диода VD, дроссель L, конденсатор СВыХ, нагрузка, анод диода VD. Во время tlKл, когда электронный коммутатор S разомкнут, ток дросселя lL совпадает с током диода VD и линейно уменьшается от 

lLmax до lL min. За Период Т конденсатор Свых получает и отдает приращение заряда ΔQсвых. соответствующее заштрихованной области на временной диаграмме тока lL [1]. Это приращение и определяет размах напряжения пульсаций ΔUСвых на конденсаторе Свых и на нагрузке.

При замыкании электронного коммутатора диод закрывается. Этот процесс сопровождается резким увеличением тока коммутатора до значения Ismax из-за того, что сопротивление цепи ≈ датчик тока, замкнутый коммутатор, восстанавливающийся диод ≈ очень мало. Для уменьшения динамических потерь следует применять диоды с малым временем обратного восстановления. Кроме того, диоды понижающих стабилизаторов должны выдерживать большой обратный ток. С восстановлением закрывающих свойств диода начинается следующий период преобразования.

Если импульсный понижающий стабилизатор работает при малом токе нагрузки, возможен его переход в режим прерывистого тока дросселя. В этом случае ток дросселя к моменту замыкания коммутатора прекращается и его увеличение начинается от нуля. Режим прерывистого тока нежелателен при токе нагрузки, близком к номинальному, поскольку в этом случае возникают повышенные пульсации выходного напряжения. Наиболее оптимальна ситуация, когда стабилизатор работает в режиме непрерывного тока дросселя при максимальной нагрузке и в режиме прерывистого тока, когда нагрузка уменьшается до 10...20% от номинальной.

Выходное напряжение регулируют изменением отношения времени замкнутого состояния коммутатора к периоду следования импульсов. При этом, в зависимости от схемотехники, возможны различные варианты реализации способа управления. В устройствах с релейным регулированием переход от включенного состояния коммутатора к выключенному определяет узел сравнения. Когда выходное напряжение больше заданного, коммутатор выключен, и наоборот. Если зафиксировать период следования импульсов, то выходное напряжение можно регулировать изменением длительности включенного состояния коммутатора. Иногда используют методы, при которых фиксируют либо время замкнутого, либо время разомкнутого состояния коммутатора. В любом из способов регулирования необходимо ограничивать ток дросселя на этапе замкнутого состояния коммутатора для защиты от перегрузки по выходу. Для этих целей применяют резистивный датчик или импульсный трансформатор тока.

Расчет импульсного понижающего стабилизатора

Выбор основных элементов импульсного понижающего стабилизатора и расчет их режимов проведем на конкретном примере. Все соотношения, которые при этом используются, получены на основе анализа функциональной схемы и временных диаграмм, а за основу взята методика [1].

Пусть необходимо рассчитать импульсный понижающий стабилизатор со следующими параметрами: UBX=18...32 В, Ulx=12B, Iвых=5А.

1. На основе сравнения исходных параметров и предельных допустимых значений тока и напряжения ряда мощных транзисторов и диодов предварительно выбираем биполярный составной транзистор КТ853Г (электронный коммутатор S) и диод КД2997В (VD) [2, 3].

2. Рассчитаем минимальный и максимальный коэффициенты заполнения:

γmin=tи min /Tmin=(UBыX+Uпр)/(UBX max+Usвкл ≈ URдТ+Uпр)=(12+0,8)/(32-2-0,3+0,8)=0,42;

γmах = tи max /Tmax = (UBыx+Uпp)/(UBx min - Usbкл -URдт+Uпp)=( 12+0,8)/( 18-2-0,3+0,8)=0,78, где Uпp=0,8 В ≈ прямое падение напряжения на диоде VD, полученное из прямой ветви ВАХ для тока, равного IВыХ в наихудшем случае; Usbкл = 2 В ≈ напряжение насыщения транзистора КТ853Г, выполняющего функцию коммутатора S, при коэффициенте передачи тока в режиме насыщения h21э = 250; URдТ = 0,3 В ≈ падение напряжения на датчике тока при номинальном токе нагрузки.

3. Выбираем максимальную и минимальную частоту преобразования.

Этот пункт выполняется, если период следования импульсов не постоянен. Выбираем способ управления с фиксированной длительностью разомкнутого состояния электронного коммутатора. При этом выполняется условие: t=( 1 - γmax)/fmin = ( 1 -γmin)/fmax=const.

Поскольку коммутатор выполнен на транзисторе КТ853Г, который имеет плохие динамические характеристики, то максимальную частоту преобразования выберем сравнительно низкой: fmax=25 кГц. Тогда минимальную частоту преобразования можно определить как

fmin=fmax( 1 - γmax)/( 1 - γmin) =25*103]( 1 - 0,78)/(1-0,42)=9,48 кГц.

4. Вычислим мощность потерь на коммутаторе.

Статические потери определяются действующим значением тока, протекающим через коммутатор. Поскольку форма тока ≈ трапеция, то Is = Iвых  где α=lLmax /llx=1,25 ≈ отношение максимального тока дросселя к выходному току. Коэффициент а выбирают в пределах 1,2... 1,6. Статические потери коммутатора PScтaт=lsUSBKn=3,27-2=6,54 Вт.

Динамические потери на коммутаторе Рsдин╥0,5fmax╥UBX max(lsmax╥tф+α╥llx╥tcn),

где Ismax ≈ амплитуда тока коммутатора, обусловленная обратным восстановлением диода VD. Приняв lSmax=2lBыX, получаем

Рsдин=0, 5fmax╥UBX max ╥Iвых( 2tф+ α∙ tcn )=0,5╥ 25╥103╥32╥5(2╥0,78-10-6+1,25-2-10-6)=8,12 Вт, где tф=0,78╥10-6с ≈ длительность фронта импульса тока через коммутатор, tcn=2╥10-6 с ≈ длительность спада.

Общие потери на коммутаторе составляют: Рsscтатsдин=6,54+8,12=14,66 Вт.

Если бы преобладающими на коммутаторе были статические потери, расчет следовало проводить для минимального входного напряжения, когда ток дросселя максимален. В случае, когда трудно прогнозировать преобладающий вид потерь, их определяют как при минимальном, так и при максимальном входном напряжении.

5. Рассчитываем мощность потерь на диоде.

Поскольку форма тока через диод ≈ также трапеция, его действующее значение определим как  Статические потери на диоде PvDcTaT=lvD╥Uпр=3,84-0,8=3,07 Вт.

Динамические потери диода обусловлены в основном потерями при обратном восстановлении: РVDдин=0,5fmax

lsmaxvUBx max╥toB╥fmax╥lBыx╥Uвх max ╥t╥25-103 -5-32╥0,2╥10-6=0,8 Вт, где tOB=0,2-1C-6 с ≈ время обратного восстановления диода.

Суммарные потери на диоде составят: PVD=PМDcтaт+PVDдин=3,07+0,8=3,87 Вт.

6. Выбираем теплоотвод.

Основная характеристика теплоотвода ≈ его тепловое сопротивление, которое определяется как отношение между разностью температур окружающей среды и поверхности теплоотвода к рассеиваемой им мощности: Rг=ΔТ/Ррасс. В нашем случае следует закрепить коммутирующий транзистор и диод на одном теплоотводе через изолирующие прокладки. Чтобы не учитывать тепловое сопротивление прокладок и не усложнять расчет, температуру поверхности выбираем низкой, примерно 70 град. С. Тогда при температуре окружающей среды 40╟СΔТ=70-40=30╟С. Тепловое сопротивление теплоотвода для нашего случая Rt=ΔT/(Ps+Pvd)=30/(14,66+3,87)=1,62╟С/Вт.

Тепловое сопротивление при естественном охлаждении приводят, как правило, в справочных данных на теплоотвод. Для уменьшения габаритов и массы устройства можно применить принудительное охлаждение с помощью вентилятора.

7. Рассчитаем параметры дросселя.

Вычислим индуктивность дросселя: L= (UBX max - Usbkл-URдт - UBыхmin /[2Iвыx╥fmax(α-1)]=(32-2-0,3-12)╥0,42/[2╥5╥25╥103 (1,25-1)]=118,94 мкГн.

В качестве материала магнитопровода выбираем прессованный Мо-пермаллой МП 140 [4]. Переменная составляющая магнитного поля в магнитопроводе в нашем случае такова, что потери на гистерезис не являются ограничивающим фактором. Поэтому максимальную индукцию можно выбрать на линейном участке кривой намагничивания вблизи точки перегиба. Работа на криволинейном участке нежелательна, поскольку при этом магнитная проницаемость материала будет меньше по сравнению с начальной. Это, в свою очередь, повлечет за собой уменьшение индуктивности по мере увеличения тока дросселя. Выбираем максимальную индукцию Вmравной 0,5 Тл и вычисляем объем магнитопровода: Vp=μμ0╥L(αIвыx)2/Bm2=140╥4π╥10-7╥118,94╥ 10-6(1,25-5)20,52=3,27 см3, где μ=140 ≈ начальная магнитная проницаемость материала МП140; μ0=4π╥10-7 Гн/м ≈ магнитная постоянная.

По вычисленному объему выбираем магнитопровод. Из-за конструктивных особенностей магнитопровод из пермаллоя МП140 выполняют, как правило, на двух сложенных кольцах. В нашем случае подходят кольца КП24х13х7. Площадь поперечного сечения магнитопровода Sc=20,352 =0,7 см2, а средняя длина магнитной линии λс=5,48 см. Объем выбранного магнитопровода составляет: VC=SC╥ λс=0,7╥5,48=3,86 cm3>Vp.

Рассчитываем число витков:  Принимаем число витков равным 23.

Диаметр провода с изоляцией определим исходя из того, что обмотка должна уложиться в один слой, виток к витку по внутренней окружности магнитопровода: dиз=πdKk3/w=π╥13-0,8/23= 1,42 мм, где dK=13 мм ≈ внутренний диаметр магнитопровода; к3=0,8 ≈ коэффициент заполнения окна магнитопровода обмоткой.

Выбираем провод ПЭТВ-2 диаметром 1,32 мм.

Перед тем как наматывать провод, магнитопровод следует изолировать пленкой ПЭТ-Э толщиной 20 мкм и шириной 6...7 мм в один слой.

8. Вычислим емкость выходного конденсатора: CBыx=(UBX max-UsBкл - URдт) ╥γmin/[8╥ΔUCBыx╥L╥fmax2]=(32-2-0,3)╥0,42/ [8╥0,01╥118,94-╥10-6(25╥103)2]=1250 мкФ, где ΔUСвыx=0,01 В ≈ размах пульсаций на выходном конденсаторе.

Приведенная формула не учитывает влияния внутреннего, последовательного сопротивления конденсатора на пульсации. С учетом этого, а также допуска 20% на емкость оксидных конденсаторов выбираем два конденсатора К50-35 на номинальное напряжение 40 В емкостью 1000 мкФ каждый. Выбор конденсаторов с завышенным номинальным напряжением связан с тем, что с увеличением этого параметра у конденсаторов уменьшается последовательное сопротивление.

Схема, разработанная в соответствии с полученными в ходе расчета результатами, показана на рис. 3.

Рассмотрим работу стабилизатора подробнее. Во время открытого состояния электронного коммутатора ≈ транзистора VT5 ≈ на резисторе R14 (датчик тока) формируется пилообразное напряжение. Когда оно достигнет определенного значения, откроется транзистор VT3, который, в свою очередь, откроет транзистор VT2 и разрядит конденсатор СЗ. При этом закроются транзисторы VT1 и VT5, а также откроется коммутирующий диод VD3. Ранее открытые транзисторы VT3 и VT2 закроются, но транзистор VT1 не откроется, пока напряжение на конденсаторе СЗ не достигнет порогового уровня, соответствующего напряжению его открывания. Таким образом, будет сформирован временной интервал, в течение которого коммутирующий транзистор VT5 будет закрыт (приблизительно 30 мкс). По окончании этого интервала откроются транзисторы VT1 и VT5 и процесс повторится снова.

Резистор Р. 10 и конденсатор С4 образуют фильтр, подавляющий всплеск напряжения на базе транзистора VT3 из-за обратного восстановления диода VD3.

Для кремниевого транзистора VT3 напряжение база≈эмиттер, при котором он переходит в активный режим, составляет около 0,6 В. В этом случае на датчике тока R14 рассеивается относительно большая мощность. Чтобы уменьшить напряжение на датчике тока, при котором открывается транзистор VT3, на его базу поступает постоянное смещение около 0,2 В по цепи VD2R7R8R10.

На базу транзистора VT4 подается напряжение, пропорциональное напряжению выхода, с делителя, верхнее плечо которого образуют резисторы R15, R12, а нижнее ≈ резистор R13. Цепь HL1R9 формирует образцовое напряжение, равное сумме прямого падения напряжения на светодиоде и эмиттерном переходе транзистора VT4. В нашем случае образцовое напряжение составляет 2,2 В. Сигнал рассогласования равен разности между напряжением на базе транзистора VT4 и образцовым.

Выходное напряжение стабилизируется благодаря суммированию усиленного транзистором VT4 сигнала рассогласования с напряжением на базе транзистора VT3. Предположим, что напряжение на выходе увеличилось. Тогда напряжение на базе транзистора VT4 станет больше образцового. Транзистор VT4 приоткроется и сместит напряжение на базе транзистора VT3 так, что он тоже начнет открываться. Следовательно, транзистор VT3 откроется при меньшем уровне пилообразного напряжения на резисторе R14, что приведет к сокращению интервала времени, при котором коммутирующий транзистор будет открыт. Выходное напряжение при этом будет снижаться.

Если выходное напряжение уменьшится, процесс регулирования будет аналогичен, но происходит в обратном порядке и приводит к увеличению времени открытого состояния коммутатора. Поскольку ток резистора R14 непосредственно участвует в формировании времени открытого состояния транзистора VT5, то здесь, кроме обычной обратной связи по выходному напряжению, имеется обратная связь по току. Это позволяет стабилизировать выходное напряжение без нагрузки и обеспечить быструю реакцию на скачкообразное изменение тока на выходе устройства.

В случае замыкания в нагрузке или перегрузки стабилизатор переходит в режим ограничения тока. Напряжение на выходе начинает уменьшаться при токе 5,5...6 А, а ток замыкания примерно равен 8 А. В этих режимах время открытого состояния коммутирующего транзистора сокращается до минимума, что уменьшает рассеиваемую на нем мощность.

При неправильной работе стабилизатора, вызванной отказом одного из элементов (например, пробоем транзистора VT5), на выходе возрастает напряжение. В этом случае нагрузка может выйти из строя. Для предотвращения аварийных ситуаций преобразователь снабжен узлом защиты, который состоит из тринистора VS1, стабилитрона VD1, резистора R1 и конденсатора С1. Когда выходное напряжение превысит напряжение стабилизации стабилитрона VD1, через него начинает протекать ток, который включает тринистор VS1. Его включение приводит к уменьшению практически до нуля выходного напряжения и перегоранию предохранителя FU1.

Устройство предназначено для питания 12-вольтной аудиоаппаратуры, рассчитанной в основном на легковой автотранспорт, от бортовой сети грузовых автомобилей и автобусов напряжением 24 В. Из-за того, что входное напряжение в этом случае имеет низкий уровень пульсаций, у конденсатора С2 сравнительно небольшая емкость. Она недостаточна при питании стабилизатора непосредственно от сетевого трансформатора с выпрямителем. В этом случае выпрямитель следует снабдить конденсатором емкостью не менее 2200 мкФ на соответствующее напряжение. Трансформатор должен иметь габаритную мощность 80... 100 Вт.

В стабилизаторе применены оксидные конденсаторы К50-35 (С2, С5, С6). Конденсатор СЗ ≈ пленочный К73-9, К73-17 и т. д. подходящих размеров, С4 ≈ керамический с малой собственной индуктивностью, например, К10-176. Все резисторы, кроме R14, ≈ С2-23 соответствующей мощности. Резистор R14 выполнен из отрезка длиной 60 мм константановой проволоки ПЭК 0,8 с погонным сопротивлением примерно 1 Ом/м.

Чертеж печатной платы, выполненной из односторонне фольгированного стеклотекстолита, показан на рис. 4.

Диод VD3, транзистор VD5 и тринистор VS1 прикреплены к теплоотводу через изолирующую теплопроводящую прокладку с помощью пластиковых втулок. На этом же теплоотводе закреплена и плата.

Внешний вид собранного устройства показан на рис. 5.

ЛИТЕРАТУРА
1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. ≈ М.: Мир, 1982.
2. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник/ А. А. Зайцев, А. И. Миркин, В. В. Мо-кряков и др. Под ред. А. В. Голомедова. ≈ М.: Радио и связь, 1989.
3. Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры: Справочник/ А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев, В. В. Мокряков и др. Под ред. А. В. Голомедова. ≈ М.: Радио и связь, 1988.

Pololu - Регуляторы понижающего напряжения

Импульсные понижающие преобразователи снижают входное напряжение до более низкого регулируемого напряжения гораздо эффективнее, чем линейные регуляторы. Для быстрого сравнения в следующей таблице приведены некоторые ключевые статистические данные для регуляторов в этой категории:

Новые и предпочтительные продукты

От долл. США
Регулятор Выходное напряжение (В) Макс. Выходной ток Макс. Входное напряжение Типичная эффективность Размер Цена
D24V150Fx семейство 3.3, 5, 6, 7,5, 9, 12 15 A 40 В 80% - 95% 1,25 ″ × 1,7 ″ $ 39,95
D36V50Fx семейство 3,3, 5, 6, 7,5, 9, 12 2 - 9 A 50 В 80% - 95% 1 ″ × 1 ″ $ 19,95 до $ 22,95
# 2851: D24V50F5 5 5 A 38 В 85% - 95% 0.7 ″ × 0,8 ″ $ 14,95
D36V28Fx семейство 3,3, 5, 6, 7,5, 9, 12 2 - 4 A 50 В 80% - 95% 0,7 ″ × 0,8 ″ $ 11,95
D24V22Fx семейство 3,3, 5, 6, 7,5, 9, 12 2,2 - 2,6 A 36 В 85% - 95% 0,7 "× 0,7" 8,95 - 9,95
D24V10Fx семейство 3.3, 5, 6, 9, 12 1 A 36 В 80% - 95% 0,5 "× 0,7" $ 7,49
D36V6x семейство 3,3, 5, 6, 9, 12, 15
2,5 - 7,5
4 - 25
0,6 A 50 В 60% - 95% 0,4 ​​″ × 0,5 ″
0,4 ″ × 0,6 ″
0,4 ″ × 0,6 ″
4,95 долл. США до 6,95
D24V5Fx семейство 1,8, 2,5, 3,3, 5, 6, 9, 12, 15 0.5 А 36 В 75% - 95% 0,4 ​​″ × 0,5 ″ $ 4,95

Старые продукты (обычно не рекомендуется для новых разработок)

От
Регулятор Выходное напряжение (В) Макс. Выходной ток Макс. Входное напряжение Типичная эффективность Размер Цена
# 2866: D24V90F5 5 9 A 38 В 80% - 95% 0.8 ″ × 1.6 ″ $ 27,95
D24V25Fx семейство 3,3, 5, 6, 7,5, 9 2,5 A 38 В 80% - 95% 0,7 "× 0,7" $ 10,95 до $ 11,95
D24V6Fx семейство 3,3, 5, 9, 12 0,6 A 42 В 80% - 95% 0,4 ​​″ × 0,5 ″ $ 5,95
D24V3x семейство 3.3, 5, 9, 12
2,5 - 7,5
4 - 25
0,3 A 42 В 80% - 95% 0,4 ​​″ × 0,5 ″ $ 3,95 до 7,95

Сравнить все товары в этой категории

подкатегорий

Эти мощные синхронные стабилизаторы напряжения принимают входное напряжение до 40 В и эффективно снижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, в то же время позволяя получить доступный выходной ток около 15 А .

Эти мощные синхронные стабилизаторы напряжения принимают входное напряжение до 50 В и эффективно снижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, допуская при этом типичные непрерывные входные токи между 2 A и 9 A , в зависимости от комбинации входного и выходного напряжения.

Эти компактные синхронные стабилизаторы напряжения с пониженным напряжением принимают входные напряжения до 50 В и эффективно снижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, допуская при этом типичные постоянные входные токи между 2 A и 4 A , в зависимости от комбинации входного и выходного напряжения.

Эти компактные синхронные понижающие регуляторы напряжения генерируют более низкие выходные напряжения из входных напряжений, вплоть до 36 В . Они предлагают типичные КПД от 85% до 95% и постоянные выходные токи свыше 2 A .

Эти компактные синхронные стабилизаторы напряжения пониженного напряжения принимают входное напряжение до 36 В и понижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, допуская максимальный выходной ток 1 A .Они предлагают очень высокую эффективность и очень низкое выходное напряжение.

Это семейство небольших переключающих понижающих стабилизаторов напряжения эффективно генерирует более низкие выходные напряжения из входных напряжений, вплоть до 50 В с максимальным током 600 мА . Они имеют низкое напряжение отключения. Доступны различные версии с фиксированным напряжением и регулируемым выходом.

Эти компактные синхронные стабилизаторы пониженного напряжения принимают входное напряжение до 36 В и снижают его до более низкого фиксированного выходного напряжения, допуская максимальный выходной ток 500 мА .Они предлагают очень высокую эффективность и очень низкое выходное напряжение.

Эти компактные синхронные понижающие регуляторы напряжения генерируют более низкие выходные напряжения из входных напряжений, вплоть до 38 В . Они предлагают типичные КПД от 80% до 95% и постоянный выходной ток до 2,5 A .

Это семейство небольших переключающих понижающих стабилизаторов напряжения эффективно генерирует более низкие выходные напряжения из входных напряжений до 42 В с максимальным током 600 мА .

Это семейство небольших переключающих понижающих стабилизаторов напряжения эффективно генерирует более низкие выходные напряжения из входных напряжений до 42 В с максимальным током 300 мА .


Продукты в категории «Регуляторы понижающего напряжения»

Этот небольшой понижающий (или понижающий) регулятор с синхронным переключением принимает входное напряжение до 38 В и эффективно снижает его до 5 В . Доска измеряет только 0.7 ″ × 0,8 ″, но он допускает типичный длительный выходной ток до 5 A . Типичная эффективность от 85% до 95% делает этот регулятор хорошо подходящим для мощных применений, таких как питание двигателей или сервоприводов. Высокая эффективность поддерживается при небольших нагрузках благодаря динамическому изменению частоты переключения, а дополнительный вывод отключения обеспечивает состояние с низким энергопотреблением при потреблении тока в несколько сотен микроампер.

Этот понижающий (или понижающий) регулятор с синхронным переключением принимает входное напряжение до 38 В и эффективно снижает его до 5 В с доступным выходным током около 9 A .Типичные коэффициенты полезного действия от 80% до 95% делают этот регулятор хорошо подходящим для применений с более высокой мощностью, таких как питание двигателей или сервоприводов, в то время как высокие коэффициенты полезного действия поддерживаются при небольших нагрузках за счет динамического изменения частоты переключения, а дополнительный вывод отключения обеспечивает состояние с низким энергопотреблением. с током в несколько сотен микроампер. Настройку выходного напряжения регулятора также можно уменьшить, добавив внешний резистор.

,
Pololu - Повышающие / понижающие регуляторы напряжения
Преобразователи Buck-Boost и SEPIC работают с входными напряжениями, которые выше, равны или ниже регулируемого выходного напряжения, что делает их особенно подходящими для приложений с питанием от батареи, в которых напряжение батареи начинается выше желаемого выходного напряжения и падает ниже цели, как батарея разряжается. В тех случаях, когда входное напряжение всегда будет значительно выше или ниже выходного, рассмотрите регуляторы с понижением или повышением.В следующей таблице приведены некоторые ключевые статистические данные для регуляторов в этой категории:

Регулятор Выходное напряжение (В) Типичный максимальный выходной ток Диапазон входного напряжения Типичная эффективность Размер Цена
S9V11x семейство 2,5 В - 9 В 1,5 A 2 В - 16 В (1) 85% - 95% $ 5.От 95 до 11,95
S18V20Fx семейство 5, 6, 9, 12, 24
4 - 12
9 - 30
2 A 2,9 В - 30 В 80% - 90% 0,825 ″ × 1,7 ″ 14,95 - 17,95
# 2118: S7V8A 2,5 В - 8 В 1 A 2,7 В - 11,8 В 80% - 95% 0,45 ″ × 0,65 ″ $ 5,95
# 2122: S7V8F3 3.3 В 1 A 2,7 В - 11,8 В 80% - 95% 0,45 ″ × 0,65 ″ $ 5,95
# 2123: S7V8F5 5 В 1 A 2,7 В - 11,8 В 80% - 95% 0,45 ″ × 0,65 ″ $ 5,95
# 2119: S7V7F5 5 В 1 A 2,7 В - 11,8 В 80% - 95% 0,35 ″ × 0.475 ″ $ 4,95
# 2121: S10V4F5 5 В 0,4 A 2,5 В - 18 В 70% - 80% 0,4 ″ × 0,575 ″ $ 4.49
# 2095: S10V3F9 9 В 0,3 A 2,5 В - 18 В 70% - 80% 0,4 ″ × 0,575 ″ $ 4.49
# 2096: S10V2F12 12 В 0.2 A 2,5 В - 18 В 70% - 80% 0,4 ″ × 0,575 ″ $ 4.49

1 Семейство S9V11x имеет минимальное пусковое напряжение 3 В, но оно может работать до 2 В после запуска.

Сравнить все товары в этой категории

Подкатегории

Регуляторы повышения / понижения S9V11x могут выдавать напряжения выше, равные или меньшие, чем их входы, до 1,5 А. Выходные напряжения варьируются от 2.От 5 до 9,0 В, входной диапазон от 2,0 до 16 В (с некоторыми ограничениями). Регулируемые версии имеют многооборотные потенциометры.

S18V20x повышающие / понижающие регуляторы могут выдавать напряжения выше, равные или меньшие, чем их входы. Они могут выдавать до 2 А, когда входное напряжение близко к выходному. Диапазон выходных напряжений от 4 до 30 В, диапазон входных напряжений от 3 до 30 В.


Продукты в категории «Регуляторы повышающего / понижающего напряжения»

Переключающий повышающий / понижающий регулятор S7V8A эффективно вырабатывает регулируемый выходной сигнал между 2.От 5 В до 8 В при входном напряжении от 2,7 В до 11,8 В. Его способность преобразовывать как более высокое, так и более низкое входное напряжение делает его полезным для применений, где напряжение источника питания может сильно различаться, например, для батарей, которые запускаются выше, но разряжаются ниже регулируемого напряжение. Компактный (0,45 ″ × 0,65 ″) модуль имеет типичный КПД более 90% и может подавать от 500 мА до 1 А при большинстве комбинаций входных и выходных напряжений.

Переключающий повышающий / понижающий регулятор S7V8F3 эффективно вырабатывает фиксированное значение 3.Выход 3 В при входном напряжении от 2,7 В до 11,8 В. Его способность преобразовывать как более высокое, так и более низкое входное напряжение делает его полезным для приложений, где напряжение источника питания может сильно различаться, например, для батарей, которые запускаются выше, но разряжаются ниже регулируемого напряжения. Компактный (0,45 ″ × 0,65 ″) модуль имеет типичный КПД более 90% и может подавать от 500 мА до 1 А в большинстве диапазонов входного напряжения.

Переключающий повышающий / понижающий регулятор S7V8F5 эффективно вырабатывает фиксированный выходной сигнал 5 В при входных напряжениях между 2.7 В и 11,8 В. Его способность преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для применений, где напряжение источника питания может сильно различаться, например, для аккумуляторов, которые запускаются выше, но разряжаются ниже регулируемого напряжения. Компактный (0,45 ″ × 0,65 ″) модуль имеет типичный КПД более 90% и может подавать от 500 мА до 1 А в большинстве диапазонов входного напряжения.

Переключающий повышающий / понижающий регулятор S7V7F5 эффективно вырабатывает 5 В при входных напряжениях между 2.7 В и 11,8 В. Его способность преобразовывать как более высокое, так и более низкое входное напряжение делает его полезным для приложений, где напряжение источника питания может сильно различаться, например, для аккумуляторов, которые запускаются выше, но разряжаются ниже 5 В. Очень компактные (0,35 ″ × 0,475 ″) Модуль имеет типичный КПД более 90% и может подавать до 1 А при спуске и около 500 мА при спуске.

Этот импульсный регулятор использует топологию SEPIC для получения 5 В на входных напряжениях от 2,5 В до 18 В.Широкий входной диапазон в сочетании с его способностью преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для применений, где напряжение источника питания может сильно различаться, например, для аккумуляторов, которые стартуют выше, но разряжаются ниже 5 В. Компактный (0,4 ″ × 0,575 ″ ) модуль может подавать более 400 мА в типичных применениях.

Этот импульсный регулятор использует топологию SEPIC для создания 9 В при входных напряжениях от 2,5 В до 18 В. Широкий диапазон входных сигналов в сочетании с его способностью преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для применений, где напряжение источника питания может изменяться значительно, как с батареями, которые начинаются выше, но разряжаются ниже 9 В.Компактный (0,4 ″ × 0,575 ″) модуль может подавать более 300 мА в типичных применениях.

Этот импульсный регулятор использует топологию SEPIC для создания 12 В при входных напряжениях от 2,5 В до 18 В. Широкий диапазон входных сигналов в сочетании с его способностью преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для приложений, где напряжение источника питания может изменяться в значительной степени, как и в случае аккумуляторов, которые стартуют выше, но разряжаются ниже 12 В. Компактный (0,4 ″ × 0,575 ″) модуль может подавать более 200 мА в типичных случаях.

,
Pololu Регулируемый повышающий / понижающий регулятор напряжения S7V8A

Обзор

Регулятор повышающего / понижающего напряжения Pololu S7V8A представляет собой импульсный регулятор (также называемый импульсным источником питания (SMPS) или преобразователем постоянного тока в постоянный), в котором используется топология понижающего усиления. Он принимает входное напряжение от 2,7 В до 11,8 В и увеличивает или уменьшает напряжение до регулируемого пользователем выхода от 2,5 В до 8 В с типичной эффективностью более 90%.Входное напряжение может быть выше, ниже или равно заданному выходному напряжению, и напряжение регулируется для достижения заданного выходного напряжения.

Эта гибкость входного напряжения особенно хорошо подходит для приложений с питанием от батареи, в которых напряжение батареи начинается выше требуемого выходного напряжения и падает ниже целевого значения при разрядке батареи. Без типичного ограничения напряжения батареи, которое остается выше требуемого напряжения в течение всего срока службы, можно рассматривать новые аккумуляторные батареи и форм-факторы.Например:

  • Держатель 4-элементной батареи, который может иметь выход 6 В со свежими щелочами или выход 4,0 В с частично разряженными элементами NiMH, может использоваться с этим регулятором для питания цепи 5 В.
  • Один литий-полимерный элемент может работать с устройством 3,3 В в течение всего цикла разряда.
  • Одноразовая 9-вольтовая батарея, питающая 5-вольтовую цепь, может быть разряжена до уровня ниже 3 В вместо отключения при 6 В, как с обычными линейными или понижающими регуляторами.

В типичных применениях этот регулятор может выдавать до 1 А непрерывно, когда входное напряжение выше, чем выходное напряжение (понижающее).Когда входное напряжение ниже, чем выходное напряжение (повышение), доступный ток уменьшается по мере увеличения разности напряжений; пожалуйста, смотрите графики внизу этой страницы для более подробной характеристики. Регулятор имеет защиту от короткого замыкания, а тепловое отключение предотвращает повреждение от перегрева; плата не имеет защиту от обратного напряжения.

Этот регулятор также доступен с фиксированным выходом 3,3 В или с фиксированным выходом 5 В.

Особенности

  • Входное напряжение: от 2,7 В до 11,8 В
  • Выходное напряжение регулируется от 2,5 В до 8 В
  • Типичный непрерывный выходной ток: от 500 мА до 1 А для большинства комбинаций входных и выходных напряжений (Фактический непрерывный выходной ток зависит от входных и выходных напряжений. Подробнее см. Ниже раздел «Типовая эффективность и выходной ток» ).
  • Функция энергосбережения поддерживает высокую эффективность при малых токах (ток покоя меньше 0.3 мА)
  • Встроенная защита от перегрева и короткого замыкания
  • Малый размер: 0,45 ″ × 0,65 ″ × 0,1 ″ (11 × 17 × 3 мм)
  • Предоставлена ​​полная схема

Использование регулятора

Во время нормальной работы этот продукт может нагреваться достаточно, чтобы обжечь вас. Будьте осторожны при обращении с этим продуктом или другими компонентами, подключенными к нему.

Соединения

Повышающий / понижающий регулятор имеет четыре соединения: отключение (SHDN), входное напряжение (VIN), заземление (GND) и выходное напряжение (VOUT).

Вывод SHDN может работать на низком уровне (менее 0,4 В) для отключения регулятора и перевода его в состояние с низким энергопотреблением. В этом режиме покоя преобладает ток в нагрузочном резисторе 100 кОм от SHDN до VIN. Если SHDN удерживается на низком уровне, этот резистор будет потреблять 10 мкА на вольт на VIN (например, ток покоя с входом 5 В будет 50 мкА). Вывод SHDN может быть поднят на высокий уровень (выше 1,2 В) для включения платы, или он может быть подключен к VIN или оставлен отключенным, если вы хотите оставить плату постоянно включенной.

Входное напряжение, VIN, должно быть между 2,7 В и 11,8 В. Более низкие входы могут отключить регулятор напряжения; Более высокие входы могут разрушить регулятор, поэтому вы должны следить за тем, чтобы уровень шума на вашем входе не был чрезмерным, и вам следует опасаться деструктивных пиков LC (см. ниже для получения дополнительной информации).

Выходное напряжение, VOUT, определяется положением потенциометра триммера. Подробнее см. Раздел «Настройка выходного напряжения» ниже.

Четыре соединения помечены на задней стороне печатной платы и обозначены 0.Расстояние 1 "по краю платы для совместимости со стандартными макетами без пайки и картонами и разъемами, которые используют сетку 0,1". Вы можете припаять провода непосредственно к плате или припаять в прямую штыревую головку 4 × 1 или в прилагаемую прямоугольную штыревую головку 4 × 1.

Настройка выходного напряжения

Выходное напряжение может быть измерено с помощью мультиметра. Поворот потенциометра по часовой стрелке увеличивает выходное напряжение.На выходное напряжение может влиять отвертка, касающаяся потенциометра, поэтому измерение выходного напряжения должно выполняться без прикосновения к потенциометру.

Настройки выходного напряжения для регулятора повышающего / понижающего напряжения Pololu S7V8A.

Обратите внимание, что выходное напряжение может быть установлено ниже 2,5 В на нижнем конце диапазона потенциометра и выше 8 В на верхнем конце. Хотя это вряд ли повредит регулятор, он может работать ненадежно или его выход может стать нестабильным, если выходное напряжение не находится в пределах рекомендуемого значения 2.Диапазон 5-8 В. Кроме того, потенциометр не имеет физических концевых упоров, что означает, что стеклоочиститель можно повернуть на 360 градусов и в недопустимую область, в которой выходное напряжение установлено приблизительно на 0,5 В.

Выходное напряжение может быть на 3% выше, чем обычно, когда на регуляторе мало или нет нагрузки. Выходное напряжение также может падать в зависимости от потребляемого тока, особенно когда регулятор повышает более низкое напряжение до более высокого (повышается), хотя оно должно оставаться в пределах 5% от установленного напряжения.

Типичный КПД и выходной ток

Эффективность регулятора напряжения, определяемая как (выходное напряжение) / (входное напряжение), является важной мерой его производительности, особенно когда речь идет о сроке службы батареи или нагреве. Как показано на графиках ниже, этот импульсный регулятор имеет КПД от 80% до 95% для большинства применений. Функция энергосбережения поддерживает эти высокие коэффициенты полезного действия даже при очень низком токе регулятора.

Максимально достижимый выходной ток платы зависит от входного напряжения, но также зависит от других факторов, включая температуру окружающей среды, поток воздуха и теплоотвод.На приведенном ниже графике показаны выходные токи, при которых защита этого регулятора от перегрева обычно срабатывает через несколько секунд. Эти токи представляют собой предел возможностей регулятора и не могут поддерживаться в течение длительных периодов, поэтому непрерывные токи, которые может обеспечить регулятор, обычно на несколько сотен миллиампер ниже, и мы рекомендуем пытаться получать от этого регулятора не более 1 А на протяжении всего его диапазон входного напряжения.

шипов напряжения LC

При подключении напряжения к электронным цепям первоначальный скачок тока может вызвать скачки напряжения, которые намного выше входного напряжения.Если эти пики превышают максимальное напряжение регулятора, регулятор может быть разрушен. Если вы подключаете более 9 В, используете силовые кабели длиной более нескольких дюймов или источник питания с высокой индуктивностью, мы рекомендуем паять электролитический конденсатор емкостью 33 мкФ или более рядом с регулятором между VIN и GND. Конденсатор должен быть рассчитан как минимум на 16 В.

Более подробную информацию о пиках LC можно найти в нашей заметке по применению, Понимание деструктивных пиков напряжения LC.

Люди часто покупают этот продукт вместе с:

,
Pololu 3.3V Регулятор повышающего / понижающего напряжения S7V8F3

Обзор

Регулятор повышающего / понижающего напряжения Pololu S7V8F3 - это импульсный регулятор (также называемый импульсным источником питания (SMPS) или преобразователем постоянного тока в постоянный), который использует топологию понижающего усиления. Он принимает входное напряжение от 2,7 В до 11,8 В и увеличивает или уменьшает напряжение до фиксированного значения 3,3 В с типовой эффективностью более 90%. Входное напряжение может быть выше, ниже или равно заданному выходному напряжению, и напряжение регулируется для достижения стабильного значения 3.3 В.

Эта гибкость входного напряжения особенно хорошо подходит для приложений с питанием от батареи, в которых напряжение батареи начинается выше требуемого выходного напряжения и падает ниже целевого значения при разрядке батареи. Без типичного ограничения напряжения батареи, которое остается выше требуемого напряжения в течение всего срока службы, можно рассматривать новые аккумуляторные батареи и форм-факторы. Например:

  • Держатель 3-элементной батареи, который может иметь выход 4,5 В со свежими щелочами или 3.Выход 0 В с частично разряженными элементами NiMH, может использоваться с этим регулятором для питания цепи 3,3 В.
  • Один литий-полимерный элемент может работать с устройством 3,3 В в течение всего цикла разряда.

В типичных применениях этот регулятор может выдавать до 1 А непрерывно, когда входное напряжение выше 3,3 В (понижающий). Когда входное напряжение ниже 3,3 В (повышение), доступный ток уменьшается с увеличением разности напряжений; пожалуйста, смотрите графики внизу этой страницы для более подробной характеристики.Регулятор имеет защиту от короткого замыкания, а тепловое отключение предотвращает повреждение от перегрева; плата не имеет защиту от обратного напряжения.

Этот регулятор также доступен с фиксированным выходом 5 В и с настраиваемым пользователем выходом.

Особенности

  • входное напряжение: от 2,7 В до 11,8 В
  • с фиксированным выходом 3,3 В с точностью + 5 / -3%
  • Типовой непрерывный выходной ток
  • : от 500 мА до 1 А для большинства комбинаций входных и выходных напряжений (Фактический длительный выходной ток зависит от входных и выходных напряжений.Подробнее см. Ниже раздел «Типичная эффективность и выходной ток », приведенный ниже.)
  • Функция энергосбережения
  • обеспечивает высокую эффективность при малых токах (ток покоя менее 0,1 мА)
  • встроенная защита от перегрева и короткого замыкания
  • малый размер: 0,45 ″ × 0,65 ″ × 0,1 ″ (11 × 17 × 3 мм)

Использование регулятора

Во время нормальной работы этот продукт может нагреваться достаточно, чтобы обжечь вас.Будьте осторожны при обращении с этим продуктом или другими компонентами, подключенными к нему.

Соединения

Повышающий / понижающий регулятор имеет четыре соединения: отключение (SHDN), входное напряжение (VIN), заземление (GND) и выходное напряжение (VOUT).

Вывод SHDN может работать на низком уровне (менее 0,4 В) для отключения регулятора и перевода его в состояние с низким энергопотреблением. В этом режиме покоя преобладает ток в нагрузочном резисторе 100 кОм от SHDN до VIN. Если SHDN удерживается на низком уровне, этот резистор будет потреблять 10 мкА на вольт на VIN (например, ток покоя с входом 5 В будет 50 мкА).Вывод SHDN может быть поднят на высокий уровень (выше 1,2 В) для включения платы, или он может быть подключен к VIN или оставлен отключенным, если вы хотите оставить плату постоянно включенной.

Входное напряжение, VIN, должно быть между 2,7 В и 11,8 В. Более низкие входы могут отключить регулятор напряжения; Более высокие входы могут разрушить регулятор, поэтому вы должны следить за тем, чтобы уровень шума на вашем входе не был чрезмерным, и вам следует опасаться деструктивных пиков LC (см. ниже для получения дополнительной информации).

Выходное напряжение VOUT установлено на 3.3 В. Выходное напряжение может быть на 3% выше, чем обычно, когда на регуляторе мало или нет нагрузки. Выходное напряжение также может падать в зависимости от потребляемого тока, особенно, когда регулятор усиливается из-за более низкого напряжения (повышение), хотя оно должно оставаться в пределах 5% от установленной мощности.

Четыре соединения имеют маркировку на задней стороне печатной платы, и они расположены с интервалом 0,1 дюйма по краю платы для совместимости со стандартными макетами без пайки и картонами и разъемами, которые используют 0.1 ″ сетка. Вы можете припаять провода непосредственно к плате или припаять в прямую штыревую головку 4 × 1 или в прилагаемую прямоугольную штыревую головку 4 × 1.

Типичный КПД и выходной ток

Эффективность регулятора напряжения, определяемая как (выходное напряжение) / (входное напряжение), является важной мерой его производительности, особенно когда речь идет о сроке службы батареи или нагреве. Как показано на графике ниже, этот импульсный регулятор имеет КПД от 80% до 95% для большинства применений.Функция энергосбережения поддерживает эти высокие коэффициенты полезного действия даже при очень низком токе регулятора.

Максимально достижимый выходной ток платы зависит от входного напряжения, но также зависит от других факторов, включая температуру окружающей среды, поток воздуха и теплоотвод. На приведенном ниже графике показаны выходные токи, при которых защита этого регулятора от перегрева обычно срабатывает через несколько секунд. Эти токи представляют собой предел возможностей регулятора и не могут поддерживаться в течение длительных периодов, поэтому непрерывные токи, которые может обеспечить регулятор, обычно на несколько сотен миллиампер ниже, и мы рекомендуем пытаться получать от этого регулятора не более 1 А на протяжении всего его диапазон входного напряжения.

шипов напряжения LC

При подключении напряжения к электронным цепям первоначальный скачок тока может вызвать скачки напряжения, которые намного выше входного напряжения. Если эти пики превышают максимальное напряжение регулятора, регулятор может быть разрушен. Если вы подключаете более 9 В, используете силовые кабели длиной более нескольких дюймов или источник питания с высокой индуктивностью, мы рекомендуем паять электролитический конденсатор емкостью 33 мкФ или более рядом с регулятором между VIN и GND.Конденсатор должен быть рассчитан как минимум на 16 В.

Более подробную информацию о пиках LC можно найти в нашей заметке по применению, Понимание деструктивных пиков напряжения LC.

Люди часто покупают этот продукт вместе с:

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о