आज जिस माइक्रोक्रिकिट पर विचार किया जा रहा है वह एक समायोज्य डीसी-डीसी वोल्टेज कनवर्टर है, या इनपुट पर 40 वोल्ट का और आउटपुट पर 1.2 से 35 वी तक का एक स्टेप-डाउन समायोज्य वर्तमान स्टेबलाइजर है। LM2576 को लगभग 40-50 VDC की इनपुट पावर की आवश्यकता होती है। चूँकि यह 3 एम्पीयर तक की धारा को संभाल सकता है, LM2576 एक स्विचिंग रेगुलेटर के रूप में काम करता है जो न्यूनतम घटकों और एक छोटे हीटसिंक के साथ 3 एम्पीयर लोड चलाने में सक्षम है। LM2576 चिप की कीमत लगभग 140 रूबल है।

स्टेबलाइजर का योजनाबद्ध आरेख

योजना की विशेषताएं

• आउटपुट समायोज्य वोल्टेज 1.2 - 35 वी और कम तरंग
• आउटपुट वोल्टेज के सुचारू समायोजन के लिए पोटेंशियोमीटर
• बोर्ड में एक एसी वोल्टेज ब्रिज रेक्टिफायर है
• इनपुट पावर का एलईडी संकेत
• पीसीबी आयाम 70 x 63 मिमी

मनोरंजक प्रयोग: क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर की कुछ संभावनाएँ

रेडियो पत्रिका, संख्या 11, 1998।

यह ज्ञात है कि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का इनपुट प्रतिरोध कैस्केड के लोड प्रतिरोध, उत्सर्जक सर्किट में अवरोधक के प्रतिरोध और बेस करंट ट्रांसफर गुणांक पर निर्भर करता है। कभी-कभी यह अपेक्षाकृत छोटा हो सकता है, जिससे इनपुट सिग्नल स्रोत के साथ कैस्केड का मिलान करना मुश्किल हो जाता है। यदि आप क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं तो यह समस्या पूरी तरह से गायब हो जाती है - इसका इनपुट प्रतिरोध दसियों और यहां तक ​​कि सैकड़ों मेगाओम तक पहुंच जाता है। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर को बेहतर ढंग से जानने के लिए, सुझाए गए प्रयोग करें।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर की विशेषताओं के बारे में थोड़ा।द्विध्रुवी की तरह, फ़ील्ड इलेक्ट्रोड में तीन इलेक्ट्रोड होते हैं, लेकिन उन्हें अलग-अलग कहा जाता है: गेट (आधार के समान), नाली (कलेक्टर), स्रोत (उत्सर्जक)। द्विध्रुवी क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के अनुरूप, अलग-अलग "संरचनाएं" होती हैं: एक पी-चैनल और एक एन-चैनल के साथ। द्विध्रुवी वाले के विपरीत, वे पी-एन जंक्शन के रूप में एक गेट और एक इंसुलेटेड गेट के साथ हो सकते हैं। हमारे प्रयोग उनमें से सबसे पहले की चिंता करेंगे।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का आधार एक सिलिकॉन वेफर (गेट) है, जिसमें एक पतला क्षेत्र होता है जिसे चैनल कहा जाता है (चित्र 1 ए)। चैनल के एक तरफ नाली है, दूसरी तरफ एक स्रोत है। ट्रांजिस्टर के सकारात्मक टर्मिनल को स्रोत से और पावर बैटरी GB2 के नकारात्मक टर्मिनल को नाली (छवि 1, बी) से कनेक्ट करते समय, चैनल में एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। इस मामले में चैनल में अधिकतम चालकता है।

जैसे ही आप किसी अन्य पावर स्रोत - GB1 - को स्रोत और गेट टर्मिनलों (प्लस गेट से) से जोड़ते हैं, चैनल "संकीर्ण" हो जाता है, जिससे ड्रेन-सोर्स सर्किट में प्रतिरोध में वृद्धि होती है। इस परिपथ में धारा तुरंत कम हो जाती है। गेट और स्रोत के बीच वोल्टेज को बदलकर, ड्रेन करंट को नियंत्रित किया जाता है। इसके अलावा, गेट सर्किट में कोई करंट नहीं है; ड्रेन करंट को एक विद्युत क्षेत्र द्वारा नियंत्रित किया जाता है (इसीलिए ट्रांजिस्टर को फ़ील्ड प्रभाव कहा जाता है), जो स्रोत और गेट पर लागू वोल्टेज द्वारा निर्मित होता है।

उपरोक्त पी-चैनल वाले ट्रांजिस्टर पर लागू होता है, लेकिन यदि ट्रांजिस्टर एन-चैनल वाला है, तो आपूर्ति और नियंत्रण वोल्टेज की ध्रुवीयता उलट जाती है (चित्र 1सी)।

अक्सर आप धातु के मामले में एक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर पा सकते हैं - फिर, तीन मुख्य टर्मिनलों के अलावा, इसमें एक हाउसिंग टर्मिनल भी हो सकता है, जो स्थापना के दौरान संरचना के सामान्य तार से जुड़ा होता है।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के मापदंडों में से एक प्रारंभिक ड्रेन करंट (शुरुआत से I) है, यानी, ट्रांजिस्टर गेट पर शून्य वोल्टेज पर ड्रेन सर्किट में करंट (चित्र 2 ए में, वेरिएबल रेसिस्टर स्लाइडर निचले हिस्से में है) आरेख में स्थिति) और किसी दिए गए आपूर्ति वोल्टेज पर।

यदि आप सर्किट में रेसिस्टर स्लाइडर को आसानी से ऊपर ले जाते हैं, तो जैसे-जैसे ट्रांजिस्टर के गेट पर वोल्टेज बढ़ता है, ड्रेन करंट कम हो जाता है (चित्र 2 बी) और किसी दिए गए ट्रांजिस्टर के लिए एक विशिष्ट वोल्टेज पर यह लगभग शून्य हो जाएगा। इस क्षण के अनुरूप वोल्टेज को कट-ऑफ वोल्टेज (U ZIots) कहा जाता है।

गेट वोल्टेज पर ड्रेन करंट की निर्भरता एक सीधी रेखा के काफी करीब है। यदि हम ड्रेन करंट में एक मनमाना वृद्धि लेते हैं और इसे गेट और स्रोत के बीच वोल्टेज में संबंधित वृद्धि से विभाजित करते हैं, तो हमें तीसरा पैरामीटर मिलता है - विशेषता का ढलान (एस)। यह पैरामीटर विशेषताओं को हटाए बिना या निर्देशिका में इसे खोजे बिना निर्धारित करना आसान है। यह प्रारंभिक नाली धारा को मापने के लिए पर्याप्त है, और फिर गेट और स्रोत के बीच 1.5 वी के वोल्टेज के साथ एक गैल्वेनिक तत्व को कनेक्ट करें। परिणामी नाली धारा को प्रारंभिक एक से घटाएं और शेष को तत्व वोल्टेज से विभाजित करें - आपको विशेषता के ढलान का मान मिलीएम्प्स प्रति वोल्ट में मिलता है।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर की विशेषताओं का ज्ञान इसकी स्टॉक आउटपुट विशेषताओं (छवि 2 सी) से परिचित होने का पूरक होगा। जब नाली और स्रोत के बीच वोल्टेज कई निश्चित गेट वोल्टेज के लिए बदलता है तो उन्हें हटा दिया जाता है। यह देखना आसान है कि नाली और स्रोत के बीच एक निश्चित वोल्टेज तक, आउटपुट विशेषता नॉनलाइनियर होती है, और फिर महत्वपूर्ण वोल्टेज सीमा के भीतर यह लगभग क्षैतिज होती है।

बेशक, गेट पर बायस वोल्टेज की आपूर्ति के लिए वास्तविक डिज़ाइन में एक अलग बिजली आपूर्ति का उपयोग नहीं किया जाता है। जब आवश्यक प्रतिरोध का एक स्थिर अवरोधक स्रोत सर्किट से जुड़ा होता है तो पूर्वाग्रह स्वचालित रूप से बनता है।

अब विभिन्न अक्षर सूचकांकों के साथ KP103 (पी-चैनल के साथ), KP303 (एन-चैनल के साथ) श्रृंखला के कई क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का चयन करें और दिए गए आरेखों का उपयोग करके उनके मापदंडों को निर्धारित करने का अभ्यास करें।

फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर एक टच सेंसर है।"सेंसर" शब्द का अर्थ है अनुभूति, संवेदना, अनुभूति। इसलिए, हम मान सकते हैं कि हमारे प्रयोग में क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर एक संवेदनशील तत्व के रूप में कार्य करेगा जो इसके किसी एक टर्मिनल को छूने पर प्रतिक्रिया करता है।

उदाहरण के लिए, ट्रांजिस्टर (चित्र 3) के अलावा, KP103 श्रृंखला में से किसी भी, आपको किसी भी माप सीमा के साथ एक ओममीटर की आवश्यकता होगी। ओममीटर जांच को किसी भी ध्रुवता में नाली और स्रोत टर्मिनलों से कनेक्ट करें - ओममीटर तीर इस ट्रांजिस्टर सर्किट का एक छोटा प्रतिरोध दिखाएगा।

फिर अपनी उंगली से शटर आउटपुट को स्पर्श करें। ओममीटर सुई बढ़ते प्रतिरोध की दिशा में तेजी से विचलित हो जाएगी। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि विद्युत धारा के हस्तक्षेप ने गेट और स्रोत के बीच वोल्टेज को बदल दिया। चैनल प्रतिरोध में वृद्धि हुई, जिसे ओममीटर द्वारा दर्ज किया गया।

अपनी उंगली को गेट से हटाए बिना, स्रोत टर्मिनल को दूसरी उंगली से छूने का प्रयास करें। ओममीटर सुई अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगी - आखिरकार, गेट हाथ अनुभाग के प्रतिरोध के माध्यम से स्रोत से जुड़ा हुआ निकला, जिसका अर्थ है कि इन इलेक्ट्रोडों के बीच नियंत्रण क्षेत्र व्यावहारिक रूप से गायब हो गया है और चैनल प्रवाहकीय हो गया है।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के इन गुणों का उपयोग अक्सर टच स्विच, बटन और स्विच में किया जाता है।

क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर - क्षेत्र सूचक.पिछले प्रयोग को थोड़ा संशोधित करें - ट्रांजिस्टर को गेट टर्मिनल (या बॉडी) के साथ पावर आउटलेट या उसमें प्लग किए गए कार्यशील विद्युत उपकरण के तार के जितना संभव हो उतना करीब लाएं। प्रभाव पिछले मामले जैसा ही होगा - ओममीटर सुई बढ़ते प्रतिरोध की दिशा में विचलित हो जाएगी। यह समझ में आता है - आउटलेट के पास या तार के चारों ओर एक विद्युत क्षेत्र बनता है, जिस पर ट्रांजिस्टर प्रतिक्रिया करता है।

इस क्षमता में, एक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग छिपे हुए विद्युत तारों या नए साल की माला में टूटे तार के स्थान का पता लगाने के लिए एक उपकरण सेंसर के रूप में किया जाता है - इस बिंदु पर क्षेत्र की ताकत बढ़ जाती है।

संकेतक ट्रांजिस्टर को पावर कॉर्ड के पास पकड़कर, विद्युत उपकरण को चालू और बंद करने का प्रयास करें। विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन ओममीटर सुई द्वारा दर्ज किया जाएगा।

क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर एक परिवर्तनशील अवरोधक है।गेट और स्रोत (चित्र 4) के बीच बायस वोल्टेज समायोजन सर्किट को जोड़ने के बाद, आरेख के अनुसार अवरोधक स्लाइडर को निचली स्थिति पर सेट करें। पिछले प्रयोगों की तरह, ओममीटर सुई, ड्रेन-सोर्स सर्किट के न्यूनतम प्रतिरोध को रिकॉर्ड करेगी।

रेसिस्टर स्लाइडर को सर्किट के ऊपर ले जाकर, आप ओममीटर रीडिंग (प्रतिरोध में वृद्धि) में एक सहज परिवर्तन देख सकते हैं। गेट सर्किट में अवरोधक के मूल्य की परवाह किए बिना, क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर प्रतिरोध परिवर्तनों की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला के साथ एक परिवर्तनीय अवरोधक बन गया है। ओममीटर कनेक्शन की ध्रुवीयता कोई मायने नहीं रखती है, लेकिन यदि एन-चैनल वाले ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, KP303 श्रृंखला में से किसी एक का उपयोग किया जाता है, तो गैल्वेनिक तत्व की ध्रुवीयता को बदलना होगा। क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर - वर्तमान स्टेबलाइज़र। इस प्रयोग (चित्र 5) को करने के लिए, आपको 15...18 वी (चार श्रृंखला से जुड़ी 3336 बैटरी या एक एसी बिजली की आपूर्ति) के वोल्टेज के साथ एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत की आवश्यकता होगी, 10 के प्रतिरोध के साथ एक चर अवरोधक की आवश्यकता होगी। या 15 kOhm, दो स्थिर प्रतिरोधक, 3-5 mA की माप सीमा वाला एक मिलीमीटर, हाँ क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर। सबसे पहले, प्रतिरोधक स्लाइडर को आरेख के अनुसार निचली स्थिति में सेट करें, ट्रांजिस्टर को न्यूनतम आपूर्ति वोल्टेज की आपूर्ति के अनुरूप - आरेख पर दर्शाए गए प्रतिरोधक आर 2 और आर 3 के मूल्यों के साथ लगभग 5 वी। रोकनेवाला R1 (यदि आवश्यक हो) का चयन करके, ट्रांजिस्टर ड्रेन सर्किट में करंट को 1.8...2.2 mA पर सेट करें। जैसे ही आप रेसिस्टर स्लाइडर को सर्किट में ऊपर ले जाते हैं, ड्रेन करंट में बदलाव का निरीक्षण करें। ऐसा हो सकता है कि ये वैसे ही रहे या थोड़ा बढ़ जाए. दूसरे शब्दों में, जब आपूर्ति वोल्टेज 5 से 15...18 वी में बदल जाता है, तो ट्रांजिस्टर के माध्यम से धारा स्वचालित रूप से निर्दिष्ट स्तर (प्रतिरोधक आर1 द्वारा) पर बनाए रखी जाएगी। इसके अलावा, वर्तमान रखरखाव की सटीकता प्रारंभिक निर्धारित मूल्य पर निर्भर करती है - यह जितना छोटा होगा, सटीकता उतनी ही अधिक होगी। चित्र में दिखाए गए स्टॉक आउटपुट विशेषताओं का विश्लेषण इस निष्कर्ष की पुष्टि करने में मदद करेगा। 2, सी.

ऐसे कैस्केड को धारा स्रोत या धारा जनरेटर कहा जाता है। यह कई तरह के डिज़ाइन में पाया जा सकता है।

स्विचिंग हिरन स्टेबलाइजर्स

वाई. सेमेनोव, रोस्तोव-ऑन-डॉन

हमारे पाठकों के लिए प्रस्तुत लेख दो स्पंदित स्टेप-डाउन स्टेबलाइजर्स का वर्णन करता है: असतत तत्वों पर और एक विशेष माइक्रोक्रिकिट पर। पहला उपकरण ट्रकों और बसों के 24-वोल्ट ऑन-बोर्ड नेटवर्क को 12 वोल्ट के वोल्टेज के साथ ऑटोमोटिव उपकरण को बिजली देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। दूसरा उपकरण प्रयोगशाला बिजली आपूर्ति का आधार है।

स्विचिंग वोल्टेज स्टेबलाइजर्स (स्टेप-डाउन, स्टेप-अप और इनवर्टिंग) पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास के इतिहास में एक विशेष स्थान रखते हैं। बहुत पहले नहीं, 50 W से अधिक आउटपुट पावर वाले प्रत्येक पावर स्रोत में एक स्टेप-डाउन स्विचिंग स्टेबलाइज़र शामिल था। आज, ट्रांसफार्मर रहित इनपुट के साथ बिजली आपूर्ति की लागत में कमी के कारण ऐसे उपकरणों के अनुप्रयोग का दायरा कम हो गया है। फिर भी, कुछ मामलों में स्पंदित स्टेप-डाउन स्टेबलाइजर्स का उपयोग किसी भी अन्य डीसी-वोल्टेज कन्वर्टर्स की तुलना में अधिक आर्थिक रूप से लाभदायक साबित होता है।

स्टेप-डाउन स्विचिंग स्टेबलाइज़र का कार्यात्मक आरेख दिखाया गया है चावल। 1, और समय आरेख निरंतर प्रारंभ करनेवाला वर्तमान एल, ≈ पर के मोड में इसके संचालन की व्याख्या करते हैं चावल। 2. टी ऑन के दौरान, इलेक्ट्रॉनिक स्विच एस बंद हो जाता है और सर्किट के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है: कैपेसिटर सी का सकारात्मक टर्मिनल, प्रतिरोधक वर्तमान सेंसर आर डीटी, स्टोरेज चोक एल, कैपेसिटर सी आउट, लोड, कैपेसिटर सी का नकारात्मक टर्मिनल इन। इस स्तर पर, प्रारंभ करनेवाला धारा l L इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेटर धारा S के बराबर है और l Lmin से l Lmax तक लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है।

तुलना नोड से बेमेल सिग्नल या वर्तमान सेंसर से ओवरलोड सिग्नल या दोनों के संयोजन के आधार पर, जनरेटर इलेक्ट्रॉनिक स्विच एस को एक खुली स्थिति में स्विच करता है। चूंकि प्रारंभ करनेवाला एल के माध्यम से वर्तमान तुरंत नहीं बदल सकता है, स्व-प्रेरण ईएमएफ के प्रभाव में डायोड वीडी खुल जाएगा और वर्तमान एल एल सर्किट के साथ प्रवाहित होगा: डायोड वीडी का कैथोड, प्रारंभ करनेवाला एल, संधारित्र सी आउट , लोड, डायोड वीडी का एनोड। समय t lKl पर, जब इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेटर S खुला होता है, तो प्रारंभ करनेवाला धारा l L डायोड धारा VD के साथ मेल खाता है और रैखिक रूप से घटता है

एल अधिकतम से एल एल मिनट। अवधि टी के दौरान, कैपेसिटर सी आउट चार्ज ΔQ की वृद्धि प्राप्त करता है और जारी करता है। वर्तमान l L के समय आरेख पर छायांकित क्षेत्र के अनुरूप। यह वृद्धि कैपेसिटर सी आउट और लोड पर रिपल वोल्टेज ΔU आउट की सीमा निर्धारित करती है।

जब इलेक्ट्रॉनिक स्विच बंद होता है, तो डायोड बंद हो जाता है। यह प्रक्रिया इस तथ्य के कारण स्विच करंट में I smax मान तक तेज वृद्धि के साथ होती है कि सर्किट प्रतिरोध ≈ वर्तमान सेंसर, बंद स्विच, रिकवरी डायोड ≈ बहुत छोटा है। गतिशील नुकसान को कम करने के लिए, कम रिवर्स रिकवरी समय वाले डायोड का उपयोग किया जाना चाहिए। इसके अलावा, हिरन नियामकों के डायोड को उच्च रिवर्स करंट का सामना करना होगा। डायोड के समापन गुणों की बहाली के साथ, अगली रूपांतरण अवधि शुरू होती है।

यदि एक स्विचिंग बक रेगुलेटर कम लोड करंट पर काम करता है, तो यह आंतरायिक प्रारंभ करनेवाला वर्तमान मोड पर स्विच कर सकता है। इस स्थिति में, स्विच बंद होते ही प्रारंभ करनेवाला धारा रुक जाती है और इसकी वृद्धि शून्य से शुरू होती है। जब लोड करंट रेटेड करंट के करीब होता है तो आंतरायिक करंट मोड अवांछनीय होता है, क्योंकि इस मामले में आउटपुट वोल्टेज तरंग बढ़ जाती है। सबसे इष्टतम स्थिति तब होती है जब स्टेबलाइजर अधिकतम लोड पर निरंतर प्रारंभ करनेवाला वर्तमान मोड में और आंतरायिक वर्तमान मोड में काम करता है जब लोड रेटेड के 10...20% तक कम हो जाता है।

आउटपुट वोल्टेज को स्विच बंद होने के समय और पल्स पुनरावृत्ति अवधि के अनुपात को बदलकर नियंत्रित किया जाता है। इस मामले में, सर्किट डिज़ाइन के आधार पर, नियंत्रण विधि को लागू करने के लिए विभिन्न विकल्प संभव हैं। रिले विनियमन वाले उपकरणों में, स्विच की चालू स्थिति से बंद स्थिति में संक्रमण तुलना नोड द्वारा निर्धारित किया जाता है। जब आउटपुट वोल्टेज निर्धारित वोल्टेज से अधिक होता है, तो स्विच बंद कर दिया जाता है, और इसके विपरीत। यदि आप पल्स पुनरावृत्ति अवधि को ठीक करते हैं, तो स्विच की चालू स्थिति की अवधि को बदलकर आउटपुट वोल्टेज को समायोजित किया जा सकता है। कभी-कभी ऐसी विधियों का उपयोग किया जाता है जिनमें या तो स्विच के बंद होने का समय या खुली स्थिति का समय रिकॉर्ड किया जाता है। किसी भी नियंत्रण विधि में, आउटपुट अधिभार से बचाने के लिए स्विच की बंद स्थिति के दौरान प्रारंभ करनेवाला वर्तमान को सीमित करना आवश्यक है। इन उद्देश्यों के लिए, एक प्रतिरोधक सेंसर या पल्स करंट ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है।

हम पल्स-स्टेप-डाउन स्टेबलाइजर के मुख्य तत्वों का चयन करेंगे और एक विशिष्ट उदाहरण का उपयोग करके उनके मोड की गणना करेंगे। इस मामले में उपयोग किए जाने वाले सभी संबंध कार्यात्मक आरेख और समय आरेख के विश्लेषण के आधार पर प्राप्त किए जाते हैं, और कार्यप्रणाली को आधार के रूप में लिया जाता है।

1. कई शक्तिशाली ट्रांजिस्टर और डायोड के प्रारंभिक मापदंडों और वर्तमान और वोल्टेज के अधिकतम अनुमेय मूल्यों की तुलना के आधार पर, हम पहले द्विध्रुवी मिश्रित ट्रांजिस्टर KT853G (इलेक्ट्रॉनिक स्विच एस) और डायोड KD2997V (VD) का चयन करते हैं। .

2. न्यूनतम और अधिकतम भरण कारकों की गणना करें:

γ मिनट =टी और मिनट /टी मिनट =(यू बीएक्स +यू पीआर)/(यू बीएक्स मैक्स +यू सिनक्ल ≈ यू आरडीटी +यू पीआर)=(12+0.8)/(32-2-0.3+ 0.8)=0.42 ;

γ अधिकतम = t और अधिकतम /T अधिकतम = (U Bыx +U pp)/(U Bx मिनट - U sbkl -U Rdt +U pp)=(12+0.8)/(18-2-0.3+ 0.8)=0.78 , जहां यू पीपी = 0.8 वी ≈ डायोड वीडी में आगे वोल्टेज ड्रॉप, सबसे खराब स्थिति में आई आउट के बराबर वर्तमान के लिए आई-वी विशेषता की आगे की शाखा से प्राप्त होता है; U sbcl = 2 V ≈ KT853G ट्रांजिस्टर का संतृप्ति वोल्टेज, एक स्विच S का कार्य करता है, संतृप्ति मोड h 21e = 250 में वर्तमान स्थानांतरण गुणांक के साथ; U RдТ = 0.3 V ≈ रेटेड लोड करंट पर करंट सेंसर पर वोल्टेज ड्रॉप।

3. अधिकतम और न्यूनतम रूपांतरण आवृत्ति का चयन करें।

यदि पल्स पुनरावृत्ति अवधि स्थिर नहीं है तो यह आइटम किया जाता है। हम इलेक्ट्रॉनिक स्विच की खुली स्थिति की एक निश्चित अवधि के साथ एक नियंत्रण विधि का चयन करते हैं। इस मामले में, निम्नलिखित शर्त पूरी होती है: t=(1 - γ अधिकतम)/f मिनट = (1 -γ मिनट)/f अधिकतम = स्थिरांक।

चूंकि स्विच KT853G ट्रांजिस्टर पर बना है, जिसमें खराब गतिशील विशेषताएं हैं, हम अपेक्षाकृत कम अधिकतम रूपांतरण आवृत्ति चुनेंगे: f अधिकतम = 25 kHz। तब न्यूनतम रूपांतरण आवृत्ति को इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है

एफ मिनट = एफ अधिकतम (1 - γ अधिकतम)/(1 - γ मिनट) =25╥10 3 ](1 - 0.78)/(1-0.42)=9.48 किलोहर्ट्ज़।

4. आइए स्विच पर बिजली हानि की गणना करें।

स्थैतिक नुकसान स्विच के माध्यम से बहने वाले वर्तमान के प्रभावी मूल्य से निर्धारित होते हैं। चूंकि वर्तमान आकार ≈ समलम्बाकार है, तो I s = I बाहर जहां α=l Lmax /l lx =1.25 ≈ अधिकतम प्रारंभ करनेवाला वर्तमान और आउटपुट वर्तमान का अनुपात। गुणांक a को 1.2...1.6 की सीमा के भीतर चुना जाता है। स्विच की स्थिर हानियाँ P Scstat =l s U SBKn =3.27-2=6.54 W.

स्विच पर गतिशील हानि Р sdin =0.5f अधिकतम *U BX अधिकतम (l smax *t f +α*l lx *t cn),

जहां मैं डायोड वीडी की रिवर्स रिकवरी के कारण वर्तमान आयाम को स्विच करता हूं। l Smax =2l BуX लेने पर, हमें प्राप्त होता है

Р sdin =0.5f अधिकतम* U BX अधिकतम * I आउट (2t f + α∙ t cn)=0.5*25*10 3 *32*5(2*0.78-10 -6 +1.25 -2-10 -6) =8.12 डब्ल्यू, जहां t f =0.78*10 -6 s ≈ स्विच के माध्यम से वर्तमान पल्स के सामने की अवधि, t cn =2*10 -6 s ≈ क्षय अवधि।

स्विच पर कुल हानियाँ हैं: Р s = Р sctat + Р sdin = 6.54 + 8.12 = 14.66 W.

यदि स्विच पर स्थैतिक हानियाँ प्रमुख थीं, तो प्रारंभकर्ता धारा अधिकतम होने पर न्यूनतम इनपुट वोल्टेज के लिए गणना की जानी चाहिए थी। ऐसे मामलों में जहां प्रचलित प्रकार के नुकसान की भविष्यवाणी करना मुश्किल है, उन्हें न्यूनतम और अधिकतम इनपुट वोल्टेज दोनों पर निर्धारित किया जाता है।

5. डायोड पर बिजली हानि की गणना करें।

चूँकि डायोड के माध्यम से धारा का आकार भी समलम्बाकार होता है, हम इसके प्रभावी मान को डायोड पर स्थैतिक हानि के रूप में परिभाषित करते हैं P vDcTaT =l vD ╥U pr =3.84-0.8=3.07 W.

डायोड के गतिशील नुकसान मुख्य रूप से रिवर्स रिकवरी के दौरान होने वाले नुकसान के कारण होते हैं: P VDdin =0.5f अधिकतम *l smax *U Bx अधिकतम *t oB *f अधिकतम *l Bуx *U अधिकतम में *t ov =25-10 3 - 5-32 *0.2*10 -6 =0.8 डब्ल्यू, जहां टी ओबी =0.2-1सी -6 एस ≈ डायोड रिवर्स रिकवरी समय।

डायोड पर कुल हानि होगी: P VD =P MDstat +P VDdin =3.07+0.8=3.87 W.

6. हीट सिंक चुनें।

हीट सिंक की मुख्य विशेषता इसका थर्मल प्रतिरोध है, जिसे पर्यावरण और हीट सिंक की सतह के बीच तापमान के अंतर और इसके द्वारा नष्ट होने वाली शक्ति के बीच के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है: आर जी =ΔТ/Р अपव्यय। हमारे मामले में, स्विचिंग ट्रांजिस्टर और डायोड को इंसुलेटिंग स्पेसर के माध्यम से एक ही हीट सिंक में सुरक्षित किया जाना चाहिए। गास्केट के थर्मल प्रतिरोध को ध्यान में न रखने और गणना को जटिल न करने के लिए, हम कम सतह का तापमान, लगभग 70°C चुनते हैं। फिर 40╟СΔТ=70-40=30╟С के परिवेश तापमान पर। हमारे मामले के लिए हीट सिंक का थर्मल प्रतिरोध R t =ΔT/(P s +P vd)=30/(14.66+3.87)=1.62╟С/W है।

प्राकृतिक शीतलन के लिए थर्मल प्रतिरोध आमतौर पर हीट सिंक के संदर्भ डेटा में दिया जाता है। डिवाइस के आकार और वजन को कम करने के लिए, आप पंखे का उपयोग करके फोर्स्ड कूलिंग का उपयोग कर सकते हैं।

7. आइए थ्रॉटल मापदंडों की गणना करें।

आइए प्रारंभ करनेवाला के प्रेरण की गणना करें:

एल= (यू बीएक्स अधिकतम - यू एसबीकेएल -यू आरडीटी - यू आउट)γ मिनट /=(32-2-0.3-12)*0.42/=118.94 μH।

चुंबकीय सर्किट के लिए सामग्री के रूप में, हम मो-परमलॉय से दबाए गए एमपी 140 को चुनते हैं। हमारे मामले में चुंबकीय कोर में चुंबकीय क्षेत्र का परिवर्तनशील घटक ऐसा है कि हिस्टैरिसीस हानि एक सीमित कारक नहीं है। इसलिए, विभक्ति बिंदु के निकट चुंबकत्व वक्र के रैखिक खंड में अधिकतम प्रेरण का चयन किया जा सकता है। घुमावदार खंड पर काम करना अवांछनीय है, क्योंकि इस मामले में सामग्री की चुंबकीय पारगम्यता प्रारंभिक से कम होगी। यह, बदले में, प्रारंभ करनेवाला धारा बढ़ने पर प्रेरकत्व में कमी का कारण बनेगा। हम 0.5 टी के बराबर अधिकतम प्रेरण बी एम का चयन करते हैं और चुंबकीय सर्किट की मात्रा की गणना करते हैं:

Vp=μμ 0 *L(αI vyx) 2 /B m 2 =140*4π*10 -7 *118.94* 10 -6 (1.25-5) 2 0.5 2 =3.27 सेमी 3, जहां μ=140 ≈

सामग्री MP140 की प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता; μ 0 =4π*10 -7 H/m ≈ चुंबकीय स्थिरांक।

गणना की गई मात्रा के आधार पर, हम चुंबकीय सर्किट का चयन करते हैं। डिज़ाइन सुविधाओं के कारण, MP140 पर्मलॉय चुंबकीय सर्किट आमतौर पर दो मुड़े हुए रिंगों पर बनाया जाता है। हमारे मामले में, KP24x13x7 रिंग उपयुक्त हैं। चुंबकीय सर्किट का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र Sc = 20.352 = 0.7 सेमी 2 है, और चुंबकीय रेखा की औसत लंबाई λc = 5.48 सेमी है। चयनित चुंबकीय सर्किट का आयतन है:

वीसी=एससी* λс=0.7*5.48=3.86 सेमी 3 >वीपी।

हम घुमावों की संख्या की गणना करते हैं: हम घुमावों की संख्या 23 के बराबर लेते हैं।

हम इस तथ्य के आधार पर इन्सुलेशन के साथ तार का व्यास निर्धारित करेंगे कि घुमावदार को एक परत में फिट होना चाहिए, चुंबकीय सर्किट की आंतरिक परिधि के साथ घूमने के लिए मुड़ें: d से =πd K k 3 /w=π*13-0.8 /23= 1.42 मिमी, जहां d K =13 मिमी ≈ चुंबकीय कोर का आंतरिक व्यास; k 3 =0.8 ≈ वाइंडिंग के साथ चुंबकीय सर्किट विंडो का भरने का कारक।

हम 1.32 मिमी व्यास वाला PETV-2 तार चुनते हैं।

तार को घुमाने से पहले, चुंबकीय सर्किट को एक परत में 20 माइक्रोन मोटी और 6...7 मिमी चौड़ी पीईटी-ई फिल्म के साथ इन्सुलेट किया जाना चाहिए।

8. आइए आउटपुट कैपेसिटर की धारिता की गणना करें: C Bуx =(U BX max -U sBkl - U Rдт) *γ min /=(32-2-0.3)*0.42/ =1250 μF, जहां ΔU Bуx =0, आउटपुट कैपेसिटर पर 01 V ≈ रिपल रेंज।

उपरोक्त सूत्र तरंग पर संधारित्र के आंतरिक, श्रृंखला प्रतिरोध के प्रभाव को ध्यान में नहीं रखता है। इसे ध्यान में रखते हुए, साथ ही ऑक्साइड कैपेसिटर की कैपेसिटेंस के लिए 20% सहनशीलता को ध्यान में रखते हुए, हम 1000 μF की क्षमता वाले 40 V के रेटेड वोल्टेज के लिए दो K50-35 कैपेसिटर का चयन करते हैं। बढ़े हुए रेटेड वोल्टेज वाले कैपेसिटर का चयन इस तथ्य के कारण होता है कि जैसे-जैसे यह पैरामीटर बढ़ता है, कैपेसिटर का श्रृंखला प्रतिरोध कम हो जाता है।

गणना के दौरान प्राप्त परिणामों के अनुसार विकसित आरेख में दिखाया गया है चावल। 3. आइए स्टेबलाइज़र के संचालन पर करीब से नज़र डालें। इलेक्ट्रॉनिक स्विच ≈ ट्रांजिस्टर VT5 ≈ की खुली अवस्था के दौरान प्रतिरोधक R14 (करंट सेंसर) पर एक सॉटूथ वोल्टेज बनता है। जब यह एक निश्चित मूल्य तक पहुंच जाता है, तो ट्रांजिस्टर VT3 खुल जाएगा, जो बदले में, ट्रांजिस्टर VT2 और डिस्चार्ज कैपेसिटर S3 को खोल देगा। इस स्थिति में, ट्रांजिस्टर VT1 और VT5 बंद हो जाएंगे, और स्विचिंग डायोड VD3 खुल जाएगा। पहले खुले ट्रांजिस्टर VT3 और VT2 बंद हो जाएंगे, लेकिन ट्रांजिस्टर VT1 तब तक नहीं खुलेगा जब तक कि कैपेसिटर SZ पर वोल्टेज इसके शुरुआती वोल्टेज के अनुरूप थ्रेशोल्ड स्तर तक नहीं पहुंच जाता। इस प्रकार, एक समय अंतराल बनेगा जिसके दौरान स्विचिंग ट्रांजिस्टर VT5 बंद हो जाएगा (लगभग 30 μs)। इस अंतराल के अंत में, ट्रांजिस्टर VT1 और VT5 खुलेंगे और प्रक्रिया फिर से दोहराई जाएगी।

रेसिस्टर R. 10 और कैपेसिटर C4 एक फिल्टर बनाते हैं जो डायोड VD3 की रिवर्स रिकवरी के कारण ट्रांजिस्टर VT3 के आधार पर वोल्टेज वृद्धि को दबा देता है।

सिलिकॉन ट्रांजिस्टर VT3 के लिए, बेस-एमिटर वोल्टेज जिस पर यह सक्रिय मोड में जाता है, लगभग 0.6 V है। इस मामले में, वर्तमान सेंसर R14 पर अपेक्षाकृत बड़ी शक्ति समाप्त हो जाती है। वर्तमान सेंसर पर वोल्टेज को कम करने के लिए जिस पर ट्रांजिस्टर VT3 खुलता है, VD2R7R8R10 सर्किट के माध्यम से इसके आधार पर लगभग 0.2 V का निरंतर पूर्वाग्रह आपूर्ति की जाती है।

आउटपुट वोल्टेज के आनुपातिक वोल्टेज को एक डिवाइडर से ट्रांजिस्टर VT4 के आधार पर आपूर्ति की जाती है, जिसकी ऊपरी भुजा प्रतिरोधक R15, R12 द्वारा बनाई जाती है, और निचली भुजा प्रतिरोधक R13 द्वारा बनाई जाती है। सर्किट HL1R9 एलईडी और ट्रांजिस्टर VT4 के एमिटर जंक्शन पर आगे वोल्टेज ड्रॉप के योग के बराबर एक संदर्भ वोल्टेज उत्पन्न करता है। हमारे मामले में, संदर्भ वोल्टेज 2.2 वी है। बेमेल संकेत ट्रांजिस्टर वीटी4 के आधार पर वोल्टेज और संदर्भ वोल्टेज के बीच अंतर के बराबर है।

आउटपुट वोल्टेज को ट्रांजिस्टर VT4 द्वारा प्रवर्धित बेमेल सिग्नल को ट्रांजिस्टर VT3 पर आधारित वोल्टेज के साथ जोड़कर स्थिर किया जाता है। आइए मान लें कि आउटपुट वोल्टेज बढ़ गया है। तब ट्रांजिस्टर VT4 के आधार पर वोल्टेज अनुकरणीय से अधिक हो जाएगा। ट्रांजिस्टर VT4 थोड़ा खुल जाएगा और ट्रांजिस्टर VT3 के आधार पर वोल्टेज को स्थानांतरित कर देगा ताकि यह भी खुलना शुरू हो जाए। नतीजतन, ट्रांजिस्टर VT3 प्रतिरोधक R14 पर सॉटूथ वोल्टेज के निचले स्तर पर खुलेगा, जिससे उस समय अंतराल में कमी आएगी जिस पर स्विचिंग ट्रांजिस्टर खुला रहेगा। फिर आउटपुट वोल्टेज कम हो जाएगा।

यदि आउटपुट वोल्टेज कम हो जाता है, तो विनियमन प्रक्रिया समान होगी, लेकिन रिवर्स ऑर्डर में होती है और स्विच के खुले समय में वृद्धि होती है। चूँकि रोकनेवाला R14 का करंट सीधे ट्रांजिस्टर VT5 के खुले राज्य समय के निर्माण में शामिल होता है, यहाँ, सामान्य आउटपुट वोल्टेज फीडबैक के अलावा, करंट फीडबैक भी होता है। यह आपको बिना लोड के आउटपुट वोल्टेज को स्थिर करने और डिवाइस आउटपुट पर करंट में अचानक बदलाव के लिए त्वरित प्रतिक्रिया सुनिश्चित करने की अनुमति देता है।

लोड या ओवरलोड में शॉर्ट सर्किट की स्थिति में, स्टेबलाइजर करंट लिमिटिंग मोड में चला जाता है। 5.5...6 ए के करंट पर आउटपुट वोल्टेज कम होना शुरू हो जाता है, और सर्किट करंट लगभग 8 ए होता है। इन मोड में, स्विचिंग ट्रांजिस्टर का ऑन-स्टेट समय न्यूनतम हो जाता है, जिससे बिजली का अपव्यय कम हो जाता है इस पर।

यदि तत्वों में से किसी एक की विफलता (उदाहरण के लिए, ट्रांजिस्टर VT5 का टूटना) के कारण स्टेबलाइज़र की खराबी होती है, तो आउटपुट पर वोल्टेज बढ़ जाता है। इस स्थिति में, लोड विफल हो सकता है. आपातकालीन स्थितियों को रोकने के लिए, कनवर्टर एक सुरक्षा इकाई से सुसज्जित है, जिसमें एक थाइरिस्टर VS1, एक जेनर डायोड VD1, एक रोकनेवाला R1 और एक कैपेसिटर C1 शामिल है। जब आउटपुट वोल्टेज जेनर डायोड VD1 के स्थिरीकरण वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो इसके माध्यम से एक करंट प्रवाहित होने लगता है, जो थाइरिस्टर VS1 को चालू कर देता है। इसके शामिल होने से आउटपुट वोल्टेज लगभग शून्य हो जाता है और फ्यूज FU1 उड़ जाता है।

डिवाइस को 24 V के वोल्टेज वाले ट्रकों और बसों के ऑन-बोर्ड नेटवर्क से मुख्य रूप से यात्री वाहनों के लिए डिज़ाइन किए गए 12-वोल्ट ऑडियो उपकरण को पावर देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस तथ्य के कारण कि इस मामले में इनपुट वोल्टेज में कम तरंग होती है स्तर, संधारित्र C2 की धारिता अपेक्षाकृत छोटी है। यह अपर्याप्त है जब स्टेबलाइजर को रेक्टिफायर के साथ मुख्य ट्रांसफार्मर से सीधे संचालित किया जाता है। इस मामले में, रेक्टिफायर को संबंधित वोल्टेज के लिए कम से कम 2200 μF की क्षमता वाले कैपेसिटर से सुसज्जित किया जाना चाहिए। ट्रांसफार्मर की कुल शक्ति 80...100 वॉट होनी चाहिए।

स्टेबलाइजर ऑक्साइड कैपेसिटर K50-35 (C2, C5, C6) का उपयोग करता है। कैपेसिटर SZ ≈ फिल्म कैपेसिटर K73-9, K73-17, आदि उपयुक्त आकार के, C4 ≈ कम स्व-प्रेरण के साथ सिरेमिक, उदाहरण के लिए, K10-176। R14 को छोड़कर सभी प्रतिरोधक, संबंधित शक्ति के ≈ C2-23 हैं। रेसिस्टर R14 लगभग 1 ओम/मीटर के रैखिक प्रतिरोध के साथ PEK 0.8 कॉन्स्टेंटन तार के 60 मिमी लंबे टुकड़े से बना है।

एक तरफा फ़ॉइल फ़ाइबरग्लास से बने मुद्रित सर्किट बोर्ड का एक चित्र दिखाया गया है चावल। 4.

डायोड VD3, ट्रांजिस्टर VD5 और थाइरिस्टर VS1 प्लास्टिक बुशिंग का उपयोग करके एक इंसुलेटिंग हीट-कंडक्टिंग गैसकेट के माध्यम से हीट सिंक से जुड़े होते हैं। बोर्ड भी उसी हीट सिंक से जुड़ा हुआ है। असेंबल किए गए डिवाइस का स्वरूप इसमें दिखाया गया है चावल। 5.

संदर्भ 1. टिट्ज़ यू., शेंक के. सेमीकंडक्टर सर्किटरी: एक संदर्भ गाइड। प्रति. उनके साथ। ≈ एम.: मीर, 1982. 2. अर्धचालक उपकरण। मध्यम और उच्च शक्ति ट्रांजिस्टर: हैंडबुक / ए. ए. जैतसेव, ए. आई. मिर्किन, वी. वी. मो-क्रायाकोव, आदि। एड। ए. वी. गोलोमेदोवा। ≈ एम.: रेडियो और संचार, 1989। 3. अर्धचालक उपकरण। रेक्टिफायर डायोड, जेनर डायोड, थाइरिस्टर: हैंडबुक / ए. बी. गित्सेविच, ए. ए. जैतसेव, वी. वी. मोक्रियाकोव, आदि एड। ए. वी. गोलोमेदोवा। ≈ एम.: रेडियो और संचार, 1988. 4 http://www. फेराइट.ru

स्थिर एकल-समाप्त वोल्टेज कनवर्टर

रेडियो पत्रिका, संख्या 3, 1999।

लेख निर्माण के सिद्धांतों और एक साधारण पल्स स्थिर वोल्टेज कनवर्टर के व्यावहारिक संस्करण का वर्णन करता है जो इनपुट वोल्टेज परिवर्तनों की एक विस्तृत श्रृंखला पर संचालन प्रदान करता है।

ट्रांसफॉर्मर रहित इनपुट के साथ विभिन्न माध्यमिक बिजली स्रोतों (एसपीएस) के बीच, रेक्टिफायर डायोड के "रिवर्स" कनेक्शन के साथ एकल-चक्र स्व-ऑसिलेटर कनवर्टर इसकी अत्यधिक सादगी (छवि 1) द्वारा प्रतिष्ठित है।

आइए पहले हम संक्षेप में एक अस्थिर वोल्टेज कनवर्टर के संचालन सिद्धांत पर विचार करें, और फिर इसे स्थिर करने की विधि पर विचार करें।

ट्रांसफार्मर T1 - रैखिक चोक; इसमें ऊर्जा संचय के अंतराल और संचित ऊर्जा को भार में स्थानांतरित करने का समय अंतराल पर होता है। चित्र में. 2 दिखाता है: I I - ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग का करंट, I II - सेकेंडरी वाइंडिंग का करंट, t n - प्रारंभ करनेवाला में ऊर्जा संचय का अंतराल, t p - भार में ऊर्जा हस्तांतरण का अंतराल।

जब आपूर्ति वोल्टेज यू जुड़ा होता है, तो ट्रांजिस्टर वीटी 1 का बेस करंट रेसिस्टर आर 1 से होकर गुजरना शुरू हो जाता है (डायोड वीडी 1 बेस वाइंडिंग सर्किट के माध्यम से करंट के प्रवाह को रोकता है, और कैपेसिटर सी 2 जो इसे शंट करता है, चरण में सकारात्मक प्रतिक्रिया (पीओएफ) बढ़ाता है) वोल्टेज मोर्चों का निर्माण)। ट्रांजिस्टर थोड़ा खुलता है, PIC सर्किट ट्रांसफार्मर T1 के माध्यम से बंद हो जाता है, जिसमें ऊर्जा भंडारण की पुनर्योजी प्रक्रिया होती है। ट्रांजिस्टर VT1 संतृप्ति में प्रवेश करता है। आपूर्ति वोल्टेज को ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग पर लागू किया जाता है, और वर्तमान I I (कलेक्टर वर्तमान I से ट्रांजिस्टर VT1) रैखिक रूप से बढ़ता है। संतृप्त ट्रांजिस्टर का बेस करंट I B वाइंडिंग I II पर वोल्टेज और रोकनेवाला R2 के प्रतिरोध द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऊर्जा भंडारण चरण में, डायोड VD2 बंद हो जाता है (इसलिए कनवर्टर का नाम - डायोड के "रिवर्स" समावेशन के साथ), और ट्रांसफार्मर से बिजली की खपत केवल बेस वाइंडिंग के माध्यम से ट्रांजिस्टर के इनपुट सर्किट द्वारा होती है।

जब संग्राहक धारा Ik मान तक पहुँचती है:

आई के अधिकतम = एच 21ई आई बी, (1)

जहां h 21E ट्रांजिस्टर VT1 का स्थिर वर्तमान स्थानांतरण गुणांक है, ट्रांजिस्टर संतृप्ति मोड छोड़ देता है और एक रिवर्स पुनर्योजी प्रक्रिया विकसित होती है: ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है, डायोड VD2 खुल जाता है और ट्रांसफार्मर द्वारा संचित ऊर्जा लोड में स्थानांतरित हो जाती है। द्वितीयक वाइंडिंग धारा कम होने के बाद, ऊर्जा भंडारण चरण फिर से शुरू होता है। कनवर्टर चालू होने पर समय अंतराल टी पी अधिकतम होता है, जब कैपेसिटर एसजेड डिस्चार्ज हो जाता है और लोड पर वोल्टेज शून्य होता है।

बी दिखाता है कि बिजली की आपूर्ति चित्र में आरेख के अनुसार इकट्ठी की गई है। 1, - आपूर्ति वोल्टेज स्रोत यू पावर का लोड वर्तमान स्रोत I n में कार्यात्मक कनवर्टर।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है: चूंकि ऊर्जा संचय और संचरण के चरण समय में अलग हो जाते हैं, ट्रांजिस्टर का अधिकतम कलेक्टर वर्तमान लोड वर्तमान पर निर्भर नहीं होता है, यानी कनवर्टर आउटपुट पर शॉर्ट सर्किट से पूरी तरह से संरक्षित होता है। हालाँकि, जब कनवर्टर को लोड (निष्क्रिय मोड) के बिना चालू किया जाता है, तो ट्रांजिस्टर बंद होने के समय ट्रांसफार्मर वाइंडिंग पर वोल्टेज वृद्धि कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज के अधिकतम अनुमेय मूल्य से अधिक हो सकती है और इसे नुकसान पहुंचा सकती है।

सबसे सरल कनवर्टर का नुकसान ट्रांजिस्टर VT1 के स्थिर वर्तमान स्थानांतरण गुणांक पर कलेक्टर वर्तमान I K अधिकतम और इसलिए आउटपुट वोल्टेज की निर्भरता है। इसलिए, विभिन्न उदाहरणों का उपयोग करते समय बिजली आपूर्ति पैरामीटर काफी भिन्न होंगे।

"स्व-संरक्षित" स्विचिंग ट्रांजिस्टर का उपयोग करने वाले कनवर्टर में बहुत अधिक स्थिर विशेषताएं होती हैं (चित्र 3)।

रोकनेवाला R3 से एक सॉटूथ वोल्टेज, ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग की धारा के आनुपातिक, सहायक ट्रांजिस्टर VT2 के आधार पर लगाया जाता है। जैसे ही रोकनेवाला आर 3 में वोल्टेज ट्रांजिस्टर वीटी 2 (लगभग 0.6 वी) की शुरुआती सीमा तक पहुंचता है, यह ट्रांजिस्टर वीटी 1 के बेस करंट को खोल देगा और सीमित कर देगा, जो ट्रांसफार्मर में ऊर्जा संचय की प्रक्रिया को बाधित कर देगा। ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग की अधिकतम धारा

I I अधिकतम = I K अधिकतम = 0.6/R3 (2)

यह किसी विशेष ट्रांजिस्टर उदाहरण के मापदंडों पर बहुत कम निर्भर होता है। स्वाभाविक रूप से, स्थिर वर्तमान स्थानांतरण गुणांक के सबसे खराब मूल्य के लिए सूत्र (2) द्वारा गणना की गई वर्तमान सीमा मान सूत्र (1) द्वारा निर्धारित वर्तमान से कम होनी चाहिए।

आइए अब बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज को विनियमित (स्थिर) करने की संभावना पर विचार करें।

बी दिखाता है कि कनवर्टर का एकमात्र पैरामीटर जिसे आउटपुट वोल्टेज को विनियमित करने के लिए बदला जा सकता है वह वर्तमान आई के अधिकतम है, या, जो समान है, ट्रांसफार्मर में ऊर्जा संचय समय टीएन, और नियंत्रण (स्थिरीकरण) इकाई केवल कम कर सकती है मान की तुलना में वर्तमान, सूत्र (2) के अनुसार गणना की जाती है।

कनवर्टर स्थिरीकरण इकाई के संचालन सिद्धांत को तैयार करते हुए, इसके लिए निम्नलिखित आवश्यकताओं को निर्धारित किया जा सकता है: - कनवर्टर के निरंतर आउटपुट वोल्टेज की तुलना संदर्भ वोल्टेज के साथ की जानी चाहिए और, उनके अनुपात के आधार पर, वर्तमान को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले बेमेल वोल्टेज उत्पन्न करना चाहिए मैं के अधिकतम; - ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग में करंट बढ़ने की प्रक्रिया को नियंत्रित किया जाना चाहिए और जब यह बेमेल वोल्टेज द्वारा निर्धारित एक निश्चित सीमा तक पहुंच जाए तो इसे रोक दिया जाना चाहिए; - नियंत्रण इकाई को कनवर्टर आउटपुट और स्विचिंग ट्रांजिस्टर के बीच गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करना होगा।

आरेख में दिखाए गए इस एल्गोरिदम को लागू करने वाले नियंत्रण नोड्स में एक K521SAZ तुलनित्र, सात प्रतिरोधक, एक ट्रांजिस्टर, एक डायोड, दो जेनर डायोड और एक ट्रांसफार्मर शामिल हैं। टेलीविजन बिजली आपूर्ति सहित अन्य प्रसिद्ध उपकरण भी काफी जटिल हैं। इस बीच, एक स्व-संरक्षित स्विचिंग ट्रांजिस्टर का उपयोग करके, आप एक बहुत सरल स्थिर कनवर्टर का निर्माण कर सकते हैं (चित्र 4 में आरेख देखें)।

फीडबैक वाइंडिंग (OS) III और सर्किट VD3C4 कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज के आनुपातिक फीडबैक वोल्टेज बनाते हैं।

जेनर डायोड VD4 के संदर्भ स्थिरीकरण वोल्टेज को फीडबैक वोल्टेज से घटाया जाता है, और परिणामी बेमेल सिग्नल को रोकनेवाला R5 पर लागू किया जाता है।

ट्रिमिंग रेसिस्टर R5 के इंजन से, दो वोल्टेज का योग ट्रांजिस्टर VT2 के आधार पर आपूर्ति की जाती है: एक निरंतर नियंत्रण वोल्टेज (बेमेल वोल्टेज का हिस्सा) और रेसिस्टर R3 से एक सॉटूथ वोल्टेज, प्राथमिक वाइंडिंग के वर्तमान के आनुपातिक ट्रांसफार्मर. चूंकि ट्रांजिस्टर VT2 की शुरुआती सीमा स्थिर है, नियंत्रण वोल्टेज में वृद्धि (उदाहरण के लिए, आपूर्ति वोल्टेज यू पावर में वृद्धि के साथ और, तदनुसार, कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज में वृद्धि) से वर्तमान में कमी आती है I I जिस पर ट्रांजिस्टर VT2 खुलता है, और आउटपुट वोल्टेज में कमी आती है। इस प्रकार, कनवर्टर स्थिर हो जाता है, और इसके आउटपुट वोल्टेज को रोकनेवाला R5 द्वारा छोटी सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाता है।

कनवर्टर का स्थिरीकरण गुणांक ट्रांजिस्टर VT2 पर आधारित स्थिर वोल्टेज घटक में संबंधित परिवर्तन के लिए कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन के अनुपात पर निर्भर करता है। स्थिरीकरण गुणांक को बढ़ाने के लिए, फीडबैक वोल्टेज (वाइंडिंग III के घुमावों की संख्या) को बढ़ाना और स्थिरीकरण वोल्टेज के अनुसार वीडी4 जेनर डायोड का चयन करना आवश्यक है, जो ओएस वोल्टेज से लगभग 0.5 वी कम है। व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है लगभग 10 V के OS वोल्टेज वाले D814 श्रृंखला के जेनर डायोड व्यावहारिक रूप से काफी उपयुक्त हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कनवर्टर की बेहतर तापमान स्थिरता प्राप्त करने के लिए, सकारात्मक TKN के साथ जेनर डायोड VD4 का उपयोग करना आवश्यक है, जो गर्म होने पर ट्रांजिस्टर VT2 के उत्सर्जक जंक्शन पर वोल्टेज ड्रॉप में कमी की भरपाई करता है। इसलिए, D814 श्रृंखला जेनर डायोड D818 सटीक जेनर डायोड की तुलना में अधिक उपयुक्त हैं।

ट्रांसफार्मर की आउटपुट वाइंडिंग की संख्या (वाइंडिंग II के समान) बढ़ाई जा सकती है, यानी कनवर्टर को मल्टी-चैनल बनाया जा सकता है।

चित्र में दिखाए गए चित्र के अनुसार निर्मित। जब इनपुट वोल्टेज बहुत विस्तृत रेंज (150...250 वी) के भीतर बदलता है तो 4 कन्वर्टर आउटपुट वोल्टेज का अच्छा स्थिरीकरण प्रदान करते हैं। हालाँकि, जब एक वैरिएबल लोड पर काम किया जाता है, विशेष रूप से मल्टी-चैनल कन्वर्टर्स में, तो परिणाम कुछ हद तक खराब होते हैं, क्योंकि जब किसी एक वाइंडिंग में लोड करंट बदलता है, तो सभी वाइंडिंग के बीच ऊर्जा का पुनर्वितरण होता है। इस मामले में, फीडबैक वोल्टेज में परिवर्तन कम सटीकता के साथ कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन को दर्शाता है।

यदि ओएस वोल्टेज सीधे आउटपुट वोल्टेज से उत्पन्न होता है, तो परिवर्तनीय लोड पर काम करते समय स्थिरीकरण में सुधार करना संभव है। ऐसा करने का सबसे आसान तरीका किसी भी ज्ञात सर्किट के अनुसार इकट्ठे किए गए अतिरिक्त कम-शक्ति ट्रांसफार्मर वोल्टेज कनवर्टर का उपयोग करना है।

मल्टी-चैनल पावर स्रोत के मामले में अतिरिक्त वोल्टेज कनवर्टर का उपयोग भी उचित है। उच्च-वोल्टेज कनवर्टर स्थिर वोल्टेज में से एक प्रदान करता है (उनमें से उच्चतम - उच्च वोल्टेज पर, कनवर्टर के आउटपुट पर कैपेसिटर फ़िल्टर अधिक कुशल होता है), और ओएस वोल्टेज सहित शेष वोल्टेज, एक अतिरिक्त द्वारा उत्पन्न होते हैं कनवर्टर।

ट्रांसफार्मर के निर्माण के लिए, केंद्रीय रॉड में एक अंतराल के साथ एक बख्तरबंद फेराइट चुंबकीय कोर का उपयोग करना सबसे अच्छा है, जो रैखिक चुंबकीयकरण सुनिश्चित करता है। यदि ऐसा कोई चुंबकीय सर्किट नहीं है, तो आप अंतराल बनाने के लिए पीसीबी या कागज से बने 0.1...0.3 मिमी मोटे गैसकेट का उपयोग कर सकते हैं। रिंग चुंबकीय कोर का उपयोग करना भी संभव है।

यद्यपि साहित्य इंगित करता है कि इस आलेख में विचार किए गए "रिवर्स" डायोड कनेक्शन वाले कन्वर्टर्स के लिए, आउटपुट फ़िल्टर पूरी तरह से कैपेसिटिव हो सकता है, एलसी फ़िल्टर का उपयोग आउटपुट वोल्टेज तरंग को और कम कर सकता है।

आईवीईपी के सुरक्षित संचालन के लिए, इंजन के अच्छे इन्सुलेशन के साथ एक ट्रिमिंग रेसिस्टर (चित्र 4 में आर5) का उपयोग किया जाना चाहिए। मुख्य वोल्टेज से गैल्वेनिक रूप से जुड़े ट्रांसफार्मर वाइंडिंग को आउटपुट से विश्वसनीय रूप से अछूता होना चाहिए। यही बात अन्य रेडियोतत्वों पर भी लागू होती है।

आवृत्ति रूपांतरण वाले किसी भी बिजली स्रोत की तरह, वर्णित बिजली स्रोत एक विद्युत चुम्बकीय ढाल और एक इनपुट फिल्टर से सुसज्जित होना चाहिए।

कनवर्टर की स्थापना की सुरक्षा एकता के बराबर परिवर्तन अनुपात वाले नेटवर्क ट्रांसफार्मर द्वारा सुनिश्चित की जाएगी। हालाँकि, श्रृंखला से जुड़े LATR और एक आइसोलेशन ट्रांसफार्मर का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

बिना लोड के कनवर्टर चालू करने से शक्तिशाली स्विचिंग ट्रांजिस्टर के खराब होने की संभावना है। इसलिए, सेटअप शुरू करने से पहले, समतुल्य लोड कनेक्ट करें। स्विच ऑन करने के बाद, आपको सबसे पहले एक ऑसिलोस्कोप से रोकनेवाला R3 पर वोल्टेज की जांच करनी चाहिए - इसे चरण t n पर रैखिक रूप से बढ़ना चाहिए। यदि रैखिकता टूट गई है, तो इसका मतलब है कि चुंबकीय सर्किट संतृप्ति में प्रवेश कर रहा है और ट्रांसफार्मर की पुनर्गणना की जानी चाहिए। हाई-वोल्टेज जांच का उपयोग करके, स्विचिंग ट्रांजिस्टर के कलेक्टर पर सिग्नल की जांच करें - पल्स में गिरावट काफी तेज होनी चाहिए, और खुले ट्रांजिस्टर पर वोल्टेज छोटा होना चाहिए। यदि आवश्यक हो, तो आपको ट्रांजिस्टर बेस सर्किट में बेस वाइंडिंग के घुमावों की संख्या और रोकनेवाला आर 2 के प्रतिरोध को समायोजित करना चाहिए।

इसके बाद, आप रोकनेवाला R5 के साथ कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज को बदलने का प्रयास कर सकते हैं; यदि आवश्यक हो, तो OS वाइंडिंग के घुमावों की संख्या समायोजित करें और VD4 जेनर डायोड का चयन करें। इनपुट वोल्टेज और लोड बदलने पर कनवर्टर के संचालन की जांच करें।

चित्र में. चित्र 5 प्रस्तावित सिद्धांत के आधार पर निर्मित कनवर्टर का उपयोग करने के उदाहरण के रूप में एक ROM प्रोग्रामर के लिए एक IVEP आरेख दिखाता है।

स्रोत पैरामीटर तालिका में दिए गए हैं। 1.

जब मुख्य वोल्टेज 140 से 240 वी में बदलता है, तो 28 वी स्रोत के आउटपुट पर वोल्टेज 27.6...28.2 वी की सीमा के भीतर होता है; स्रोत +5 वी - 4.88...5 वी।

कैपेसिटर C1-SZ और प्रारंभ करनेवाला L1 एक इनपुट मेन फ़िल्टर बनाते हैं जो कनवर्टर द्वारा उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप के उत्सर्जन को कम करता है। कनवर्टर चालू होने पर रेसिस्टर R1 कैपेसिटर C4 के चार्जिंग करंट पल्स को सीमित करता है।

सर्किट R3C5 ट्रांजिस्टर VT1 पर वोल्टेज वृद्धि को सुचारू करता है (एक समान सर्किट पिछले आंकड़ों में नहीं दिखाया गया है)।

एक पारंपरिक कनवर्टर ट्रांजिस्टर VT3, VT4 पर इकट्ठा किया जाता है, जो आउटपुट वोल्टेज +28 V: +5 V और -5 V, साथ ही OS वोल्टेज से दो और उत्पन्न करता है। सामान्य तौर पर, आईवीईपी +28 वी का एक स्थिर वोल्टेज प्रदान करता है। अन्य दो आउटपुट वोल्टेज की स्थिरता +28 वी स्रोत से एक अतिरिक्त कनवर्टर को बिजली देकर और इन चैनलों पर काफी स्थिर लोड द्वारा सुनिश्चित की जाती है।

आईवीईपी आउटपुट वोल्टेज +28 वी से 29 वी से अधिक होने पर सुरक्षा प्रदान करता है। इससे अधिक होने पर, ट्राइक वीएस1 +28 वी स्रोत को खोलता और बंद करता है। बिजली की आपूर्ति एक तेज़ चीख़ का उत्सर्जन करती है। त्रिक के माध्यम से धारा 0.75 ए है।

ट्रांजिस्टर VT1 को 40 (30 मिमी) मापने वाली एल्यूमीनियम प्लेट से बने एक छोटे हीट सिंक पर स्थापित किया गया है। KT828A ट्रांजिस्टर के बजाय, आप कम से कम 600 V के वोल्टेज और 1 से अधिक के करंट वाले अन्य उच्च-वोल्टेज उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं ए, उदाहरण के लिए, KT826B, KT828B, KT838A।

KT3102A ट्रांजिस्टर के बजाय, आप किसी भी KT3102 श्रृंखला का उपयोग कर सकते हैं; ट्रांजिस्टर KT815G को KT815V, KT817V, KT817G से बदला जा सकता है। रेक्टिफायर डायोड (VD1 को छोड़कर) का उपयोग उच्च आवृत्तियों के साथ किया जाना चाहिए, उदाहरण के लिए, KD213 श्रृंखला, आदि। K52, ETO श्रृंखला के ऑक्साइड फ़िल्टर कैपेसिटर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। कैपेसिटर C5 में कम से कम 600 V का वोल्टेज होना चाहिए।

TS106-10 (VS1) ट्राइक का उपयोग केवल इसके छोटे आकार के कारण किया जाता है। लगभग किसी भी प्रकार का एससीआर जो लगभग 1 ए के करंट का सामना कर सकता है, उपयुक्त है, जिसमें केयू201 श्रृंखला भी शामिल है। हालाँकि, थाइरिस्टर को न्यूनतम नियंत्रण धारा के अनुसार चुनना होगा।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि किसी विशेष मामले में (स्रोत से अपेक्षाकृत कम वर्तमान खपत के साथ) अंजीर में सर्किट के अनुसार एक कनवर्टर का निर्माण करके दूसरे कनवर्टर के बिना करना संभव होगा। 4 +5 V और -5 V चैनलों के लिए अतिरिक्त वाइंडिंग और KR142 श्रृंखला के रैखिक स्टेबलाइजर्स के साथ। एक अतिरिक्त कनवर्टर का उपयोग विभिन्न आईवीईपी का तुलनात्मक अध्ययन करने और यह सुनिश्चित करने की इच्छा के कारण होता है कि प्रस्तावित विकल्प बेहतर आउटपुट वोल्टेज स्थिरीकरण प्रदान करता है।

ट्रांसफार्मर और चोक के पैरामीटर तालिका में दिए गए हैं। 2.

ट्रांसफार्मर T1 के लिए चुंबकीय कोर का उपयोग कंप्यूटर की ES श्रृंखला के हटाने योग्य चुंबकीय डिस्क पर ड्राइव की बिजली आपूर्ति के फिल्टर चोक से किया जाता है।

चोक L1-L4 के चुंबकीय सर्किट के प्रकार महत्वपूर्ण नहीं हैं।

स्रोत को उपरोक्त विधि के अनुसार स्थापित किया गया है, लेकिन पहले आरेख के अनुसार अवरोधक R10 स्लाइडर को नीचे की स्थिति में ले जाकर ओवरवॉल्टेज सुरक्षा को बंद कर दिया जाना चाहिए। आईवीईपी स्थापित करने के बाद, आपको आउटपुट वोल्टेज को +29 वी पर सेट करने के लिए रेसिस्टर आर5 का उपयोग करना चाहिए और, रेसिस्टर आर10 के स्लाइडर को धीरे-धीरे घुमाते हुए, ट्राइक वीएस1 की शुरुआती सीमा तक पहुंचना चाहिए। फिर स्रोत को बंद करें, आउटपुट वोल्टेज को कम करने की दिशा में रेसिस्टर R5 के स्लाइडर को घुमाएं, सोर्स को चालू करें और आउटपुट वोल्टेज को 28 V पर सेट करने के लिए रेसिस्टर R5 का उपयोग करें।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए: चूंकि +5 वी और -5 वी आउटपुट पर वोल्टेज +28 वी वोल्टेज पर निर्भर करते हैं और इससे अलग से विनियमित नहीं होते हैं, उपयोग किए गए तत्वों के मापदंडों और एक विशेष लोड के वर्तमान के आधार पर, यह T2 ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग्स के घुमावों की संख्या का चयन करना आवश्यक हो सकता है।

साहित्य

1. बास ए.ए., मिलोव्ज़ोरोव वी.पी., मुसोलिन ए.के.ट्रांसफार्मर रहित इनपुट के साथ द्वितीयक विद्युत आपूर्ति। - एम.: रेडियो और संचार, 1987।