Программа Сервисный Центр
0

Регулируемый источник питания 500 В/10 мА


В современных источниках питания для получения необходимого выходного напряжения используется импульсное преобразование первичного напряжения. Однако часто выходное напряжение импульсных источников бывает слишком зашумлено, и не может использоваться для питания чувствительных аналоговых схем. В таких случаях предпочтительнее использовать линейные источники питания.

Общепринятый подход к конструированию таких источников иллюстрируется схемой на Рисунке 1. Нестабилизированное напряжение, превышающее требуемое выходное, подключено к входу VIN, а последовательный проходной транзистор Q1 снижает это напряжение до требуемого на выходе уровня VOUT. Усилитель ошибки IC1 сравнивает часть напряжения VOUT с опорным напряжением VR и управляет транзистором Q1 таким образом, чтобы поддерживать выходное напряжение неизменным, независимо от тока нагрузки IOUT и вариаций входного напряжения VIN. Такие схемы годятся только для узкого диапазона выходных напряжений.

Регулируемый источник питания 500 В/10 мА
Рисунок 1.В обычном линейном стабилизаторе напряжения обратная
связь подключена непосредственно к последовательному
проходному транзистору Q1.

Если же выходное напряжение необходимо регулировать в широких пределах, как, например, в лабораторных источниках питания, сопротивление резистора RQ1 придется сделать достаточно низким, чтобы обеспечивать необходимый ток базы транзистора Q1 в верхней части выходного диапазона. Однако при этом вся избыточная мощность, выделяющаяся при снижении выходного напряжения, будет рассеиваться на этом резисторе и транзисторе Q3. Кроме того, транзистор Q3 должен будет выдерживать максимальное напряжение VIN.

Этих недостатков лишена схема, показанная на Рисунке 2. В ней для получения изолированной копии сетевого напряжения используются стандартные 10-ваттные трансформаторы 220 В/6 В (T1 и T2). Эта копия удваивается и выпрямляется диодно-емкостным умножителем на элементах D1, D2, C1 и C2, в результате чего входное напряжение 220 В (VM) преобразуется в переменное напряжение VIN, равное примерно 560 В. Так же, как и в стандартном включении на Рисунке 1, для снижения и стабилизации входного напряжения VIN используется последовательный проходной транзистор Q1 (BU508A), а микросхема IC1 сравнивает поделенное напряжение VOUT с напряжением VR. Потенциометром R3 устанавливается напряжение VR, управляющее выходным напряжением VOUT в соответствии с выражением

Регулируемый источник питания 500 В/10 мА

где RF = RF1 + RF2 … RFn.

При последовательном включении десяти резисторов по 1 МОм, образующих верхнее плечо делителя RF, и максимальном опорном напряжении 5 В выходное напряжение можно регулировать в пределах от 0 до 505 В. Операционный усилитель OPA364 имеет rail-to-rail вход, позволяющий ему надлежащим образом управлять схемой при изменении VR от 0 до 5 В, отдавая в нагрузку ток до 40 мА.

Регулируемый источник питания 500 В/10 мА
Рисунок 2.Оптическая развязка изолирует выход операционного усилителя
от высокого напряжения на транзисторе Q1.

Для снижения мощности, рассеиваемой на проходном транзисторе, и расширения диапазона выходных напряжений использовано нетрадиционное включение управляющего транзистора Q1 с оптической изоляцией. Два работающих в фотогальваническом режиме фотодиода FD1 и FD2 управляют базовым током транзистора Q1. Свет, падающий на фотодиоды, генерирует ток, текущий в базу Q1.

Максимального напряжения одного фотодиода, работающего в вентильном режиме, для открывания транзистора недостаточно, поэтому в схеме последовательно включены два фотодиода. Используются инфракрасные (ИК) фотодиоды с рабочей длиной волны от 870 нм до 950 нм, которые освещаются двумя ИК-светодиодами LD1 и LD2. Светодиоды имеют стандартные 5-миллиметровые пластмассовые корпуса. Для того, чтобы увеличить коэффициент передачи тока, срежьте верхние части светодиодов, а затем отшлифуйте и отполируйте их до получения плоской гладкой поверхности. Расположите фотодиоды в непосредственной близости к созданным поверхностям. Коэффициент передачи такого самодельного оптрона равен примерно 0.05. (Это означает, что если через входной светодиод протекает ток 20 мА, ток фотодиода будет равен 1 мА). Вы также можете использовать промышленные линейные оптоизоляторы, например, IL300, в корпусе которого размещены два фотодиода. Его коэффициент передачи, равный примерно 0.007, очень мал, поэтому вам придется включить несколько таких компонентов параллельно.

Цепь ограничения тока, состоящая из элементов Q2 и R2, просто закорачивает фотодиоды FD1 и FD2, когда выходной ток достигает значения, при котором падение напряжения на R2 открывает Q2, причем порог ограничения не зависит от выходного напряжения. Конденсатор C6 добавлен для частотной коррекции усилителя, а транзистор Q1 необходимо установить на радиатор с тепловым сопротивлением не хуже 5 °C/Вт. Для питания операционного усилителя и источника опорного напряжения используется взятое между двумя трансформаторами переменное напряжение, выпрямленное диодным мостом BR1 (50 В, 1 А), а затем сглаженное и стабилизированное конденсаторами C7, C8 и регулятором IC2 (LM7805). Чтобы добавить возможность отключения выходного напряжения, можно сделать простую схему, закорачивающую конденсатор C5, в результате чего напряжение VR становилось бы равным нулю.

Те, кто проживает в регионах с сетевым напряжением 110 В, могут использовать трансформаторы, доступные в местных магазинах, но чтобы сохранить верхний предел регулировки равным 500 В, придется сделать некоторую доработку схемы, добавив еще один трансформатор T3 (такой же, как T1 и T2 – 110 В/6 В, 10 Вт), и включив его таким образом, чтобы низковольтные обмотки T2 и T3 были соединены параллельно, а высоковольтные – последовательно. Работу высоковольтных обмоток следует проверять с помощью вольтметра переменного тока; при нулевых показаниях прибора концы обмоток T3 необходимо поменять местами. Если же трансформаторы 220 В/6 В тоже доступны, на месте T2 оставьте 220 В/6 В, а в качестве T1 используйте 110 В/6 В.

Замечание редактора EDN

Напряжение 500 В при токе в несколько миллиампер может быть смертельно опасным. Соблюдайте осторожность при монтаже, проверке и использовании схемы.

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
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
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (12)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"