Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
предполагая, что температура окружающей среды равна 50°С:
7'"e=50 + (/,x0S/)).
Сверяясь с данными производителя, теперь можно сказать, может ли этот
транзистор рассеивать требуемую мощность при найденной температуре
корпуса. Если это не так, то тепловое сопротивление#^ должно быть
уменьшено путем применения большего радиатора.
Большие ребристые радиаторы для мощных транзисторов обычно имеют
температурное сопротивление от 2 до 4 °С / Вт, которое можно уменьшить до
1°С / Вт путем принудительного охлаждения. С другой стороны, у небольших
радиаторов, рассчитанных на транзисторы в корпусе Т05, среднее значение
теплового сопротивления - около 50°С / Вт, и с их помощью допустимую
мощность рассеяния у таких транзисторов средней мощности, как BFY50 или
2N3053, увеличивают с 0,8 Вт до 1,5 Вт.
9.12 Импульсные источники питания
9.12.1 Преобразование постоянного напряжения в постоянное
До сих пор предполагалось, что все рассмотренные источники питания имеют
в качестве исходного источника выпрямленное напряжение сети 50 Гц. В
некоторых случаях исходным является постоянное напряжение, но и его все
же можно использовать для превращения в переменное напряжение и
выпрямления, чтобы получить требуемое выходное напряжение.
Простая схема, приведенная на рис. 9 37, удовлетворяет обычным
требованиям создания источника питания с отрицательным напряжением из
положительного напряжения, скажем из единственного напряжения, которое
имеется на платах с логическими схемами величиной 5 В, но где для какой-
то конкретной схемы нужно двуполярное питание ±5 В. В схеме на рис. 9.37
применен триггер Шмитта 74НС14, охваченный положительной обратной связью
с постоянной времени Л, С,, в результате чего в схеме возникают колебания
с частотой около 20 кГц.
Затем с помощью диодов Z), и D2 и конденсаторов С, и С2, которые
действуют как накопители заряда, полученное переменное напряжение,
выпрямляется, в результате чего образуется выходное напряжение примерно
равное -5 В. Стабилизация оказывается удовлетворительной при выходных
токах величиной несколько миллиампер.
С помощью импульсной схемы можно преобразовать постоянное напряжение в
постоянное с повышением напряжения, используя соответствующую
индуктивность или повышающий трансформатор. В качестве примера на рис.
9.38 показана схема, в которой используется специальная ИС импульсного
преобразователя типа RC4190N и которая позволяет повысить
Импульсные источники питания 237
Рис. 9.37. Практическая импульсная схема для получения напряжения питания
-5 В из напряжения +5 В.
напряжение с 5 В до 15 В при токе нагрузки 25 мА. У этой схемы к.п.д.
равен 85%, коэффициент нестабильности - 0,04%, нагрузочная способность -
0,2%. Рабочую частоту можно выбрать от 100 Гц до 75 кГц: в нашем примере
она равна 25 кГц. Повышение напряжения происходит за счет противо-э.д.с.
в индуктивности L, которая представляет собой простой радиочастотный
дроссель с индуктивностью 1 мГн, включенный между источником напряжения и
прерывателем. В противоположность этому повышающему преобразователю, в
понижающей схеме индуктивность включается между прерывателем и выходом,
где она действует как элемент делителя напряжения и как элемент фильтра.
На рис. 9 39 показаны четыре основные конфигурации схем импульсных
источников питания. В каждой схеме в результате исчезновения магнитного
поля в катушке индуктивности возникает выходная э.д.с. Трансформатор
8 5
? 1 4
Цоколевка 4190
Рис. 9.38. Стабилизированный импульсный преобразователь постоянного
напряжения с повышением напряжения.
238 Источники питания и управление мощностью
ово
:Г"°
•о
(а) Повышающий
(6) Понижающий
ОВО
0-*-0¦"& +vm
v"",
(изалир.)
¦О-
(с) Инвертирующий (поннж-повыщающ.)
(d) Трансформатор обратного хода
Рис. 9.39. Четыре конфигурации импульсных источников питания.
обратного хода, изображенный на рис. 9.39(d), своим названием обязан
применению в генераторе строчной развертки телевизоров, где он
используется для создания высоковольтного напряжения; он позволяет
получать изолированное выходное напряжение.
Стабилизация импульсных источников питания осуществляется, как обычно,
путем сравнения выходного напряжения с опорным, но вместо рассеяния
мощности в проходном транзисторе применяется широтно-импульсная модуляция
(ШИМ), то есть изменяется коэффициент заполнения в последовательности
импульсов, поступающих в индуктивность и диод так, как это делается в
тиристорных схемах регулирования переменного напряжения, рассматриваемых
в следующем параграфе. Существует широкий спектр специализированных
интегральных схем импульсных стабилизаторов, работающих обычно с входными
напряжениями до 50 В и регулируемыми выходными напряжениями от 5 В до 40
В. Наибольший к п.д. - выше 80% - реализуется у них при токах более 10 А.
Как и у линейных стабилизаторов, добавление мощных внешних транзисторов
позволяет управлять большими мощностями.
Прерывание с высокой частотой входного напряжения сети переменного тока
