Импульсный стабилизатор напряжения с высоким КПД 5В 2А (142ЕП2, КТ907)
Основное назначение этого стабилизатора — электропитание переносной и бортовой радиоэлектронной аппаратуры, выполненной на микросхемах ТТЛ.
Основные технические характеристики:
Выходное напряжение, В..............................................................5;
Максимальный ток нагрузки, А......................................................2;
Входное напряжение, В................................................................7...40;
КПД, %........................................................................................71...78.
Принципиальная электрическая схема стабилизатора изображена на рис. 5.10. Основой устройства является интегральная микросхема К142ЕП1, в состав которой входят основные узлы и элементы ключевого стабилизатора напряжения. На один из входов узла сравнения (вывод 13) поступает напряжение около 1,8 В от образцового источника (вывод 9). На другой вход узла сравнения (вывод 12) поступает часть выходного напряжения с делителя R7, R8. Резистором R7 устанавливают выходное напряжение (его можно регулировать в пределах 3...9 В). Сформированные микросхемой импульсы управления с вывода 11 поступают на внутренний согласующий узел (вывод 4), с нагрузки которого усиленные импульсы управления через резистор R3 поступают на вход мощного ключевого элемента, собранного на транзисторах V2, V3.
Конденсатор СЗ улучшает передачу коротких фронтов управляющих импульсов. Мощные импульсы тока, сформированные ключевым элементом, поступают на дроссель L2. После закрывания ключевого транзистора V3 ток самоиндукции дросселя L2 протекает через дроссель L3, нагрузку и диод V4. Параметры диода V4 и дросселя L2 сильно влияют на КПД стабилизатора. Диод V4 должен быть высокочастотным и мощным, а дроссель — иметь возможно большую добротность в интервале рабочих частот, а также сохранять индуктивность в условиях протекания через обмотку значительного намагничивающего тока.
Для питания узлов управления микросхемы А1 предназначен вспомогательный источник, состоящий из внутреннего параметрического стабилизатора (его выходное напряжение снимается с вывода 6 микросхемы) и усилителя тока на транзисторе VI. Напряжение питания узлов управления (поступающее на вывод 10) равно примерно 5 В. Для уменьшения проникновения импульсных помех в питающую сеть и цепь нагрузки, служат фильтры, включенные на входе и выходе стабилизатора.
Дроссель L2 намотан на ферритовом броневом магнитопроводе типоразмера Б22 2000НМ, зазор — 0,2 мм. Обмотка содержит 20 витков провода ПЭВ-2-0,25, намотанных в пять проводов. Все пять обмоток соединены параллельно. Дроссели L1 и L3 могут быть любыми индуктивностью не менее 30 мкГн, способными без изменения индуктивности пропускать ток до 2 А. Их можно намотать на отрезках длиной около 20 мм ферритового стержня диаметром 8 мм от магнитной антенны. Число витков 8... 15; провод ПЭВ-2 сечением 0,8...1,2 мм2. Транзистор КТ907А можно заменить любым мощным высокочастотным кремниевым п-р-п транзистором. Вместо диода КД213А можно использовать любой из этой серии.
Для обеспечения устойчивости и надежной работы стабилизатора следует обратить внимание на рациональный монтаж входных цепей микросхемы, а именно: вывод 12 надо соединить кратчайшим путем с делителем R7, R8, который, в свою очередь, должен быть непосредственно подключен к конденсатору Сб. Перед монтажом деталей на плату необходимо убедиться в их исправности. Рисунок печатной платы представлен на рис. 5.11