Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) ( 51 ) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (51)

которая, тем не менее, содержит все необходимые узлы, а также большую информацию к размышлению. В этом отношении можно рекомендовать отличный интегральный стабилизатор МАХ724, подробное описание которого [25] можно получить с сайта фирмы MAXIM (http: www.maxim-ic.com). Тем не менее, приведем основные характеристики микросхемы и разберемся с принципом ее работы.

• максимальное значение питающего напряжения (F,™") - 40 В;

• минимальное значение питающего напряжения (Г,™" ) - 8 В;

• максимальный ток нагрузки (/„) - 6,5 А;

• максимальное падение напряжения на ключевом элементе в открытом состоянии (Vsw) - 2,3 В;

• максимальный коэффициент заполнения (у) - 0,9;

• частота преобразования (/) - 100 кГц;

• тепловое сопротивление «кристалл-корпус» (Rjc) - 2,5 °С/Вт;

• тепловое сопротивление «кристалл-среда» (Rja) - 40 °С/Вт.

В структуре микросхемы содержатся узлы, показанные на рис. 9.25. Типовая схема включения, которую мы будем испытывать, изображена на рис. 9.26.

опорное напряжение +2,21 В

Усилитель ошибки


генератор пилы 100 кГц

Компаратор ,ограниче

ния тока

®

схема ШИМ-контроллера


jRg-

Ключ

Рис. 9.25. Блок-схема стабилизатора МАХ724

Задающий генератор на своем выходе имеет форму напряжения, изображенную на графике «1» (рис. 9.27). Такая форма называется «пилообразной». Сигнал с делителя К-К-з подается на вход компаратора (схема ШИМ-контроля), осуществляющего сравнение этого напряжения с напряжением «пилы». Усилитель ошибки в данной мик-



2*1 ОООмк -Г i !1,5КЕ36А 2

Vm Vs.. МАХ724

Vc gndFb

?R1 3 2.7k C2 X 0.01 mk

L бОмкГн

± MBR1645

U4.7K -T-

Uh -о

C3 J-470MK

Рис. 9.26. Принципиальная схема экспериментального стабилизатора напряжения на основе микросхемы МАХ724


Рис. 9.27. Графики, поясняющие работу схемы щиротно-импульсной

стабилизации

росхеме включен в инвертирующем варианте, то есть при увеличении сигнала на входе на выходе уровень сигнала уменьшается.

Предположим, что ключ управляется сигналом «а» (изображен на графике «3», рис. 9.27) с коэффициентом заполнения Уа- Эта последовательность соответствует определенному значению питающегоjaa-пряжения. Как только питающее напряжение начнет меняться, скажем, в сторону увеличения, напряжение на нагрузке также поднимется в силу знакомого соотношения:

U„ = yU„.

Чтобы вернуть напряжение нагрузки к прежнему значению, предусмотрен «рычаг» в виде усилителя ошибки. Схема стабилизации «отрабатьтает» уменьшением у. Теперь ключ управляется последовательностью «б» (коэффициент заполнения у). Напряжение U„ останется на прежнем уровне. То же самое происходит, когда возрастает ток нагрузки. Управляющая схема в этом случае расширяет импульс.



Отметим, что в номинальном режиме для обеспечения возможности регулировки выходного напряжения соотношение резисторов делителя необходимо выбирать из соотношения:

2,21

В качестве разумно применить подстроечный резистор. Итак, разработаем стабилизатор на микросхеме МАХ724, обеспечивающий следующие выходные параметры:

• номинальное напряжение нагрузки (С/„) - 5 В;

• номинальный ток нагрузки (/„) - 5 А;

• номинальное значение питающего напряжения (С/„) - 30 В.

При таком «раскладе» входных и выходных напряжений чоппер может здорово выручить разработчика. Автору этой книги однажды пришлось в срочном порядке решать именно такую проблему. Судите сами, насколько все серьезно.

Если, не думая, использовать классическую линейную схему стабилизатора с регулирующим транзистором, то на транзисторе впустую будет рассеиваться мощность:

P = (U„- C/J4 = 5(30-5) = 125 Вт(!).

Нам нужна мощность 25 Вт, а рассеиваться в окружающее пространство будет в пять (!) раз больше. При использовании чопперной схемы, построенной, к примеру, на МАХ724, мы получим:

Р = i, у = F™, г„ = 2,3 - (5/30) • 5 = 2,3 Вт.

Учтем также и потери переключения. Если они будут такими же, как и потери проводимости, общая мощность тепловых потерь импульсной схемы все равно будет не более 5 Вт, что, конечно, значительно меньше 125 Вт для линейной схемы!

Кроме того, в микросхеме имеется сервисная функция защиты от короткого замыкания на входе и от токовой перегрузки. При превышении тока ключа более 6,5 А возникшее напряжение на резисторе Кд приводит к срабатыванию компаратора ограничения тока. Схема будет защищена от перегрузок. Тем не менее, все равно лучше не



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) ( 51 ) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)