Сходинка восьма. Транзистори. Початок (частина 2)


Статью просмотрели: 246 человек

Продовження статті, початок тут.

Чи блок живлення напругою 24 В та струмом 1 А (на фото вище).

Врешті-решт, це може бути навіть блок живлення з вихідною напругою 12 вольтів, але тоді доведеться, для збільшення межі максимальної напруги, використати модуль підвищення вихідної напруги і не забувати, що такий блок живлення повинен мати потужність достатню для того, щоб забезпечити найвищий рівень бажаної напруги – бажаним струмом. Ще, не слід забувати про те, що модуль підвищення напруги теж має якісь обмеження по максимальному струму.

Скажімо, якщо ви приймете рішення використати таку схему свого джерела живлення на базі модуля первинного живлення 12 вольтів. То для того, щоб мати струм навантаження 2 ампери на максимальній напрузі 30 вольтів, його потужність повинна становити не менше як 60 ватів. Тобто, первинний блок живлення мусить віддавати струм 5 амперів. За такої умови його потужність складе 60 ватів і він зможе забезпечити струмом 2 ампери рівень напруги 30 вольтів. Усі ці величини чітко вкладаються у формули залежності, які ви можете перевірити за допомогою "чарівного кола" згадуваного у попередніх дописах.

А якщо пригадати правило "50-70", то буде зрозумілим, що найліпше потужність первинного модуля живлення обрати на рівні 100 ватів, тобто блок живлення який здатен віддавати струм не менше за 8 амперів.

На світлині подано два види блоків живлення на 12 вольтів. Якщо ви роздивитеся наклейку-маркування на таких блоках, то помітите, що після літер вказана цифра його потужності, друга цифра означає вихідну напругу блока. Такі блоки, як правило, передбачають можливість точного встановлення вихідної напруги, для цього у них є підстроювальний резистор. Також, за допомогою світлодіода, відбувається індикація стану роботи блока: робота – світлодіод світиться, вимкнено – світлодіод не світиться. Дроти живлення 220 В та вихідної напруги, приєднуються за допомогою клемних гвинтових затискачів.

Позначки L та N – місце приєднання мережі 220 В, позначкою символ "земля" – приєднання виводу заземлення (його ізоляція завжди має жовто-зелений смугастий колір), а символами "+" та "–" позначені клеми постійної вихідної напруги.

Отже, ви прийняли рішення використати один із модулів первинного живлення з напругою 36 чи 24 В. У такому випадку на виході регулятора-стабілізатора ви отримаєте, відповідно, близько 33 або 21 В максимальної стабілізованої напруги. Блок-схема такого поєднання наступна:

Нічого не нагадує? Саме так, це наш звичайний регулятор-стабілізатор у якому зовнішнє джерело живлення замінене внутрішнім, постійним, модулем живлення. Така конструкція, розміщена в одному корпусі, має всі ознаки самостійного лабораторного джерела живлення. Адже вона перетворює змінну напругу мережі 220 В у потрібну постійну напругу з можливістю її плавного встановлення, стабілізації та індикації. До того ж таке джерело живлення має можливість встановлення обмеження та індикацію струму споживаного навантаженням.

А як же бути аматору, якщо у нього відсутня можливість використання модуля первинного живлення з напругою 36 В, зате є у розпорядженні джерело постійної напруги 12 В. А дуже хочеться, до того ж і є потреба, мати ЛБЖ (лабораторний блок живлення) з напругою не меншою за 30 В.

На допомогу прийде, згаданий вище, модуль підвищення постійної напруги. Такий модуль дає аматору можливість підвищити напругу на виході до 40 і більше вольтів, а максимальний струм, який йому під силу (за певних умов) – 3 А. Блок-схема такого ЛБЖ наведена нижче:

Чому 33 В? Якщо ви пам'ятаєте, і у регуляторі-стабілізаторі і у блоці обмеження струму відбувається певне падіння напруги. Власне кажучи максимальна напруга, яку буде віддавати важ БЖ, встановлюється саме величиною напруги модуля її підвищення. Адже таке невеличке перевищення і буде компенсувати величину падіння напруги у наступних модулях.

Якщо більш детальніше підходити до реалізації БЖ за такою схемою, слід зауважити, що коло живлення індикаторів, напруги та струму, потрібно відокремити від регулятора-стабілізатора і живити його напругою 12 В від первинного модуля. При цьому конденсатор C1 не завадило б продублювати і на вході регулятора-стабілізатора.

Чому так? Бо деякі виробники стабілізаторів 7805 не гарантують його упевненої роботи при вхідній напрузі більшій за 20 В.

Дехто із читачів може дорікнути, що така конструкція з використанням імпульсних модулів відрізняється від лінійних схем підвищеною кількістю завад. Це так, імпульсні БЖ, особливо недорогі, мають певний недолік у цьому плані. Але подальші кола з використанням лінійних ІС серії LM, досить непогано відфільтровують такі завади. Саме тому я віддаю перевагу комбінованим схемам БЖ.

Слід зауважити, що імпульсні системи живлення у порівнянні з лінійними мають високий ККД (коефіцієнт корисної дії). У таких системах ККД становить більше 90%, тоді як лінійні системи живлення з ККД 70% вважаються досить вдалими. Інакше й не може бути. Уявіть таку ситуацію коли на вхід регулятора-стабілізатора подається напруга 33 вольти, а на виході нам потрібно лише 5. Куди діваються 28 вольтів? Вони перетворюються на тепло і розсіюються за допомогою радіатора. Скажімо, при струмі 3 ампери це буде цілих 84 вати! Про який ККД тут може іти мова. На жаль у нашому варіанті зберігається такий недолік. Перевагою використання первинного імпульсного джерела живлення тут є можливість використання готового рішення та його вага.

Але навіть і з такої ситуації існує вихід, і в наступних дописах я вам розкажу про те, як зменшити максимальні втрати в аналогічній ситуації лише до незначних величин. І це при тому, що остаточний варіант нашого блоку живлення буде комбінованим, зі здатністю віддавати 30 В при струмі до 5А.

Не слід забувати і про повністю лінійний блок живлення. Це коли замість імпульсного первинного модуля живлення використовується трансформатор з випрямним містком та згладжувальним фільтром. На виході такий трансформаторний модуль повинен мати ті ж самі 12 вольтів і таку ж саму потужність 60 ватів. От тільки коли порівняти вагу та об'єм трансформаторного модуля з імпульсним, при їхніх однакових вихідних характеристиках, відразу стає зрозумілим той факт, чому сучасні конструктори блоків живлення тяжіють до використання саме імпульсних первинних джерел.

Гадаю мені вдалося коротко, стисло розповісти вам як просто, з найменшими затратами перетворити свій регулятор-стабілізатор на повноцінний ЛБЖ. Слід лише не забувати про збільшення розміру радіаторів, при потребі. Гадаю ви пам'ятаєте, що кожен ват розсіюваної потужності потребує в середньому 18-20 см2 його площі.

 

До наступної зустрічі. Хай вам щастить.

 

Наступний допис – огляд польових транзисторів.

У практичній частині розпочнемо самостійне виготовлення досить серйозного лабораторного джерела живлення.

 

Автор статті Володимир Пустовіт.

 

 

 

 

 

 

Комментарии к статье

Отсутствуют
  • Вы, клиент нашего интернет-магазина? Войдите чтобы оставить комментарий
    Войдите
    Впервые в интернет-магазине? Чтобы продолжить вам нужно зарегистрироваться, это займет несколько минут
    Зарегистрируйтесь