Повышающий высоковольтный DC-DC преобразователь (150-250V) на MAX1771 и IRF740
Повышающий высоковольтный (150-250V) DC-DC преобразователь
При создании гибридных устройств, в которых одновременно работают полупроводниковые компоненты и вакуумные лампы, нередко возникает проблема получения высокого анодного напряжения (150-250 В) из низковольтного источника (5-12 В).
В таких случаях бестрансформаторные повышающие преобразователи на индуктивных накопителях энергии являются отличным решением.
Среди множества специализированных микросхем для подобных преобразователей разработчики чаще всего отдают предпочтение MAX1771. Эта ИМС отличается высокой эффективностью, широким диапазоном питающих напряжений (2-16,5 В) и высокой тактовой частотой (до 300 кГц). Она также обладает встроенным ограничителем тока нагрузки и способностью управлять внешним MOSFET-транзистором, что делает её универсальной для различных конфигураций схем.
Описание схемы
На рисунке ниже представлена схема высоковольтного DC-DC преобразователя на базе MAX1771.
Основные компоненты схемы:
MAX1771 – контроллер DC-DC преобразователя, обеспечивающий управление MOSFET-транзистором.
IRF740A – мощный MOSFET-транзистор, работающий в качестве ключа.
L1 (100 мкГн) – индуктивность, необходимая для накопления энергии в процессе преобразования.
D1 (ES2F) – быстрый диод Шоттки, необходимый для выпрямления выходного напряжения.
C1 (100 мкФ, 20В) – входной электролитический конденсатор, обеспечивающий стабильность питания.
R1 (1,5 МОм) и R4 (5 кОм потенциометр) – делитель напряжения, задающий выходное напряжение.
C4 (4,7 мкФ, 250В) и C5 (100 нФ, 250В) – выходные конденсаторы, сглаживающие пульсации.
RS (0,05 Ом) – резистор для контроля тока.
Принцип работы
Принцип действия схемы основан на накоплении и перераспределении энергии в индуктивности. Контроллер MAX1771 управляет транзистором Q1 (IRF740A), периодически открывая и закрывая его. Когда транзистор открыт, ток через катушку L1 возрастает, накапливая энергию. При закрытии транзистора эта энергия передаётся через диод D1 на выход.
Частота работы схемы может достигать 300 кГц, что позволяет использовать компактные компоненты и уменьшить потери. Выходное напряжение регулируется потенциометром R4 в диапазоне 150-250 В.
Практические рекомендации по сборке
Выбор компонентов:MOSFET-транзистор должен иметь низкое сопротивление R_DS(on) и быть рассчитан на высокое напряжение (не менее 400 В).
Диод D1 должен быть ультрабыстрым с временем восстановления менее 50 нс.
Катушка L1 должна выдерживать постоянный ток не менее 2 А.Монтаж и разводка платы:Следует использовать минимальные длины проводников, особенно в цепях с высокой частотой переключения.
Рекомендуется применять печатную плату с хорошей заземляющей плоскостью.Оптимизация схемы:Если при работе схемы наблюдается нестабильность или шум (например, свист от катушки), можно установить ферритовую бусину на вывод затвора транзистора.
Для увеличения выходного тока можно заменить IRF740A на IRF644PBF.
Эффективность преобразователя
КПД схемы во многом зависит от качества используемых компонентов. При выходном напряжении 180 В и токе нагрузки 50 мА (9 Вт) КПД составляет около 74%. Если заменить IRF740A на более дорогой транзистор 2SK3772, эффективность повышается до 87%, а максимальный выходной ток достигает 130 мА (23,4 Вт).
Заключение
Данный DC-DC преобразователь на основе MAX1771 является отличным решением для питания вакуумных ламп и газоразрядных индикаторов от низковольтных источников. Он обеспечивает высокую эффективность, простоту реализации и гибкость в настройке выходного напряжения. Соблюдая рекомендации по подбору компонентов и разводке платы, можно получить стабильный и надёжный источник высокого напряжения.
Стабилизированный источник питания 12 В / 5 А: просто, надежно, эффективно!
Приветствую всех любителей радиоэлектроники! Сегодня мы поговорим о том, как собрать стабилизированный источник питания 12 В / 5 А, который будет не только мощным, но и достаточно эффективным. Если вы когда-нибудь сталкивались с задачами проектирования источников питания, то знаете, что чем больше мощность, тем сложнее добиться стабильности и эффективности. Но не переживайте — я покажу, как можно обойтись без сложных импульсных схем и при этом получить отличный результат!
Почему линейный стабилизатор?
Когда речь заходит о мощных источниках питания, многие сразу думают об импульсных схемах. Да, они эффективны, но требуют сложных расчетов, качественных дросселей и дорогих компонентов. Линейные стабилизаторы, хоть и менее эффективны, зато просты в реализации и надежны. А если подойти к делу с умом, то можно добиться КПД до 80-90% даже при больших токах!
Предлагаемая схема реально была опробована, что при использовании подходящего силового транзистора этот стабилизатор работает даже при токах около 6А. Принципиальная схема стабилизированный источник питания 12 В / 5 А представлена на рисунке
Основные компоненты схемы
Для сборки нашего источника питания нам понадобятся:
Трансформатор на 12 В / 8-10 А. Он будет понижать сетевое напряжение до нужного уровня.
Диодный мост (например, GBPC3502) — для выпрямления переменного напряжения.
Конденсатор фильтра 15 000 мкФ / 25 В — чтобы сгладить пульсации.
Силовой транзистор (например, TIP147 или TIP35C) — для регулировки напряжения.
Стабилитроны (D1, D2) — для точной настройки выходного напряжения.
Резисторы (R1, R2, R3) — для ограничения тока и настройки схемы.
Конденсаторы (C1-C5) — для фильтрации и стабилизации.
Как это работает?
Схема работает следующим образом:
Трансформатор понижает сетевое напряжение до 12-18 В (в зависимости от нагрузки). Напряжение холостого хода около 18,5В, при нагрузке от 14,5 до 13,5В. При выходном напряжении около 12,2В разницы между входным и выходным напряжениями все же достаточно для надежной работы стабилизатора.
Диодный мост выпрямляет переменное напряжение, превращая его в постоянное.
Конденсатор фильтра сглаживает пульсации, чтобы на вход стабилизатора поступало стабильное напряжение.
Силовой транзистор регулирует выходное напряжение, поддерживая его на уровне 12 В.
Стабилитроны и резисторы задают опорное напряжение, которое используется для точной настройки выхода.
Особенности схемы
Высокий КПД: Благодаря тому, что схема работает даже при небольшой разнице между входным и выходным напряжениями (около 1 В), удается достичь КПД до 80-90%.
Стабильность: Выходное напряжение изменяется всего на десятки милливольт даже при максимальной нагрузке.
Простота настройки: Используя два стабилитрона (D1, D2), можно точно настроить выходное напряжение. Например, комбинация 5,6 В + 6,2 В даст нам 11,8 В, что близко к желаемым 12 В.
Защита от перегрузок: Резистор R3 ограничивает ток короткого замыкания, защищая схему от повреждений. Ни чего сложного, резистор R3 выполняет двойную функцию, его сопротивление ограничивает ток короткого замыкания стабилизатора, а когда входное напряжение падает ниже 12В, он ограничивает ток, протекающий через переход e-b силового транзистора и T2 на землю.
Практические советы
Охлаждение: Силовой транзистор будет нагреваться, особенно при токах близких к 5 А. Обязательно установите его на радиатор!
Конденсаторы: Если планируете работать с токами больше 5 А, увеличьте емкость конденсатора фильтра до 20 000 мкФ.
Точная настройка: Если вам не нужно точное напряжение 12 В, можно немного увеличить его (например, до 12,5 В). Это позволит сохранить разницу между входным и выходным напряжениями на уровне 0,9 В, что улучшит КПД.
Схема собирается на печатной плате, что значительно упрощает процесс. Все компоненты расположены компактно, а разводка платы позволяет избежать лишних проводов. Если вы используете только один стабилитрон, не забудьте заменить второй перемычкой.
Монтаж стабилизированный источник питания 12 В / 5 А выполнен на печатной плате, представленной на рисунке.
Итог
Собрать стабилизированный источник питания 12 В / 5 А не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Линейный стабилизатор, несмотря на свою простоту, может быть очень эффективным, если правильно подобрать компоненты и настроить схему. Этот проект отлично подойдет для тех, кто хочет получить надежный источник питания без лишних сложностей.
Если у вас есть вопросы или вы хотите поделиться своим опытом сборки подобных схем, пишите в комментариях! Давайте обсудим и улучшим этот проект вместе!
Эффективный способ сглаживания Пульсаций по Питанию: схема Электронного ДРОССЕЛЯ
Электронный Дроссель источника питания транзисторного усилителя мощности и другой Электроники
Каждый, кто сталкивался с построением качественного усилителя звука, знает, насколько критично стабильное и чистое питание. Даже небольшие пульсации напряжения способны проникнуть в звуковой тракт, вызывая фон, наводки и искажения. Особенно это заметно в усилителях класса A, где ток потребления относительно постоянен, но любые нестабильности питания напрямую отражаются на качестве звука.
Раньше для сглаживания пульсаций широко применялись дроссели – массивные катушки индуктивности, которые вместе с конденсаторами формировали фильтр низких частот. Они эффективно подавляли переменную составляющую напряжения, но имели свои недостатки: значительные размеры, вес, электромагнитные наводки и неизбежные потери энергии.
Современной альтернативой стали электронные дроссели – активные фильтры на базе MOSFET-транзисторов. Они выполняют ту же задачу, но компактнее, эффективнее и точнее, обеспечивая глубокую фильтрацию без необходимости использования громоздких индуктивностей. Именно такое решение представлено в данной статье.
Электронный дроссель представляет собой активный фильтр на основе силового MOSFET-транзистора, предназначенный для снижения пульсаций напряжения, поступающего с выхода выпрямителя источника питания. Такое устройство особенно полезно в схемах усилителей мощности, где требуется стабильное питание с минимальными помехами и высоким уровнем эффективности.
Схема электронного дросселя на полевом транзисторе
Преимущества схемы
Представленная схема обладает рядом ключевых преимуществ:
Высокий коэффициент фильтрации, обеспечивающий снижение пульсаций практически в 1000 раз, что существенно улучшает стабильность работы усилителя.
Высокая эффективность за счёт использования MOSFET-транзистора с низким порогом включения и малым сопротивлением открытого канала.
Встроенная защита от короткого замыкания, предотвращающая выход из строя элементов схемы и обеспечивающая долговечность устройства.
Компактность схемы, что позволяет её интегрировать в различные конструкции усилителей мощности без значительных изменений в топологии.
Область применения
Электронный дроссель широко применяется в:
УМЗЧ класса A, таких как усилитель Джона Линсли-Худа (JLH), однотактные усилители Зена и другие.
Полупроводниковых схемах, требующих стабилизации питания с низкими уровнями пульсаций.
Высокоточных аудиоустройствах, где требуется минимизация фоновых шумов, вызванных нестабильностью питания.
Лабораторных источниках питания, где необходим высокий уровень фильтрации пульсаций и стабильность выходного напряжения.
Описание работы схемы
Схема дросселя включает в себя:
Выпрямитель на диодном мосте Br1, который преобразует переменное напряжение в постоянное.
Фильтрующий конденсатор C1, сглаживающий основные пульсации выпрямленного напряжения.
Формирование управляющего напряжения: диод D1 создает напряжение на затворе транзистора, которое всегда на 0,6–0,7 В ниже напряжения на выходе выпрямителя.
Фильтр низких частот (R2, C2, R3, C3), подавляющий высокочастотные колебания на затворе и обеспечивающий мягкий пуск.
Силовой транзистор T3 (IRL530), работающий в режиме повторителя напряжения.
Стабилитрон D2, выполняющий защитную функцию, ограничивая напряжение затвора и ограничивая ток нагрузки до 7,2 А.
Выходной предохранитель F1, защищающий схему от перегрузки и короткого замыкания.
Принцип работы
Входное напряжение выпрямляется и сглаживается конденсатором C1.
Через диод D1 на затвор транзистора подаётся стабилизированное напряжение, определяющее его режим работы.
Комбинация элементов R2, C2, R3, C3 формирует фильтр, устраняющий остаточные пульсации и обеспечивающий плавное включение схемы.
MOSFET транзистор IRL530 работает в режиме повторителя, обеспечивая минимальное падение напряжения и высокую эффективность.
В случае перегрузки или короткого замыкания стабилитрон D2 ограничивает напряжение затвора, снижая ток через транзистор и предотвращая его перегрев.
Улучшение характеристик
Использование диодов Шоттки в выпрямителе снижает потери на выпрямлении, увеличивая общую эффективность системы.
Увеличение ёмкости C1 позволяет уменьшить входные пульсации, улучшая стабильность выходного напряжения.
Выбор транзистора с ещё более низким сопротивлением открытого канала (Rds(on)) повысит КПД схемы и уменьшит тепловые потери.
Дополнительное экранирование схемы снижает уровень внешних электромагнитных помех, что особенно важно в аудиосистемах высокого класса.
Общие выводы:
Электронный дроссель на MOSFET является эффективным решением для сглаживания пульсаций в источниках питания усилителей мощности. Он обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения, защищает нагрузку от перегрузок и коротких замыканий, а также улучшает качество работы звуковой аппаратуры за счёт снижения шумов в питании. Благодаря своей компактности, эффективности и универсальности, схема может применяться в широком спектре электронных устройств, требующих высококачественного стабилизированного питания.
Что это?
Товарищи!Прошу помочи в идентификации редкостных ламп, которые я нашел, разгребая закрома предков. Человек, от которого они остались, утверждал, что там возможно наличие серебра. Знатоки, если таковые найдутся, что это такое и можно ли это куда-то деть - извлечь полезное или продать кому? Выбросить рука не поднялась.
Автоматический Зарядное Устройство 12В аккумуляторов на MOSFET IRFZ44N и TL431
Автоматический регулятор заряда 12В аккумулятора на MOSFET IRFZ44N и TL431
Введение
Автоматические контроллеры заряда аккумуляторов необходимы для предотвращения перезаряда и продления срока службы батареи. В данной статье рассмотрена схема простого и эффективного контроллера заряда 12В аккумулятора, использующего MOSFET IRFZ44N и стабилитрон TL431.
Описание схемы
Схема контроллера заряда аккумулятора состоит из следующих основных компонентов:
M1 MOSFET IRFZ44N – управляет процессом зарядки, размыкая или замыкая цепь питания.
U1 TL431 – регулирует напряжение, настраиваемое через подстроечный резистор.
D1 Диод (6A10) – предотвращает обратный ток от аккумулятора к источнику питания.
RP1 Резисторы и подстроечный резистор – определяют параметры работы TL431 и задают порог отключения заряда.
Светодиоды LED1 и LED2 – служат индикаторами работы схемы.
Принцип работы
При подаче напряжения VCC + от источника питания (например, зарядного устройства или солнечной панели) MOSFET IRFZ44N находится в открытом состоянии, и ток поступает на аккумулятор если он разряжен.
TL431 отслеживает напряжение на аккумуляторе через два резистора обвязки (R3, RP1).
Когда напряжение аккумулятора достигает установленного порога (обычно 14,4 В для свинцово-кислотных аккумуляторов), TL431 открывается и закрывает MOSFET.
Заряд прекращается, предотвращая перезаряд.
Когда напряжение аккумулятора падает ниже порога повторного включения, MOSFET снова открывается, и заряд продолжается.
Настройка схемы
Подстроечный резистор RP1 (10 кОм) позволяет настроить порог отключения заряда.
Для настройки следует использовать мультиметр.
Регулировка напряжения отключения :
Поверните потенциометр, чтобы установить напряжение отключения. Подключите вольтметр к выходным клеммам и подстройте потенциометр, пока зарядное устройство не отключится при 14,4 В. Постепенно изменяя сопротивление RP1 и контролируя напряжение на аккумуляторе.
Тестирование :
Проверьте работу схемы с частично разряженной батареей 12 В и проследите за ее поведением по мере приближения напряжения к порогу отключения.
Преимущества схемы
✅ Простая и недорогая конструкция.
✅ Эффективное отключение заряда при достижении заданного напряжения.
✅ Может использоваться с солнечными панелями или обычными зарядными устройствами.
✅ Низкие потери мощности благодаря использованию MOSFET.
Возможные улучшения
💡 Добавить защиту от глубокого разряда аккумулятора, например, на основе реле или другого MOSFET.
💡 Использовать более точный источник опорного напряжения для улучшения стабильности работы.
Применение автоматического зарядного устройства:
Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов напряжением 12 В для автомобильных, солнечных или резервных систем электропитания.
Портативные зарядные устройства, где защита от перезарядки имеет решающее значение.
Модифицировав вышеприведенную схему, можно изготовить зарядное устройство для аккумуляторов на 3,7 В или 9 В.
Следуя этому руководству, вы сможете построить надежную и эффективную схему защиты зарядки аккумулятора 12 В с автоматическим отключением. Эта конструкция подходит как для любителей, так и для профессионалов, гарантируя, что процесс зарядки аккумулятора будет безопасным и оптимизированным.
Заключение
Эта схема является хорошим решением для зарядки 12В аккумуляторов, предотвращая их повреждение из-за перезаряда. Простота конструкции делает её доступной для повторения даже начинающими радиолюбителями.
Некоторые тонкости связанные с Операционным Усилителем о которых желательно бы узнать
Нелинейность Операционных Усилителей .
Всех приветствую
Хочу подкинуть вам интересный вопрос для дискуссии. Есть вопрос об не инвертирующием операционном усилителе. Линейность его работы.
Четыре одинаковых схемы. Коэффициенту усиления ОУ = 10
Отличаются только входным напряжением. 1 mV, 5 mV, 10 mV и 100 mV
На измерительных приборах выходные показания. Я надеюсь что видно большая нелинейность усиления.
Ваши предложения . Каким это решается?
Небольшая подсказка: напряжение смещения или какие у вас ещё есть идеи.
Желательно хотя бы упрощённо рисовать вариант решения.
Информация с https://t.me/c/1892564373/3237