Параллельное соединение транзисторов в блоках питания

Составные транзисторы. Схемы включения.

Транзисторы как силовые элементы многих радиоэлектронных устройств для нормальной работы должны выполнять следующие функции:

1. Обеспечивать управление заданным током нагрузки при большом усилении по мощности.

2. Обладать достаточной (с учётом заданной выходной мощности и диапазонов изменения входного и выходного напряжений) рассеиваемой мощностью.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

3. Иметь максимально допустимое напряжение коллектор – эмиттер, позволяющее без опасности пробоя обеспечивать необходимое падение напряжение на переходе коллектор – эмиттер при возможных значениях входного и выходного напряжений.

В некоторых случаях имеющиеся в наличии транзисторы не позволяют выполнить одно или несколько вышеописанных условий, тогда прибегают к помощи так называемых составных транзисторов. Схем составных транзисторов существует великое множество, но основных схем существует всего три.

Тандемное включение транзисторов (схемы Дарлингтона и Шиклаи)

Довольно часто возникает ситуация, когда необходимого коэффициента усиления одного транзистора не хватает. В этом случае транзисторы соединяют тандемно (то есть выходной ток первого транзистора является входным током для второго). Существует две схемы такого включения: схема Дарлингтона и схема Шиклаи. Отличие заключается лишь в том, что в схеме Дарлингтона используются транзисторы одинакового типа проводимости, а в схеме Шиклаи – разного типа проводимости.


Схема Дарлингтона


Схема Шиклаи

Данные пары – это просто два каскада эмиттерного повторителя. Иногда данные составные схемы транзисторов называют «супер-β» пары, так как они функционируют как один транзистор с высоким коэффициентом усиления.

Общий коэффициент передачи тока будет равен:

При использовании данных схем вполне возможна такая ситуация, когда нагрузка уменьшится до нуля (или некоторого минимального значения, близкого к нулю) или при повышении температуры базовый ток транзистора VT1 может стать равным нулю или даже переменить направление за счёт неуправляемого обратного тока коллектора. Во избежание запирания транзистора VT2 его режим следует стабилизировать с помощью резистора R1.

Величину сопротивления R1 можно определить по формуле:

Параллельное включение транзисторов

Современные транзисторы позволяют реализовать электронные схемы расчитаные на широкие диапазоны изменений токов и напряжений, но в отдельных случаях для увеличения допустимой мощности рассеивания применяется параллельное включение транзисторов.


Схема параллельного включения транзисторов

Максимально допустимый ток протекающий через такой составной транзистор равен:

При такой схеме включения транзисторов следует учитывать, что вследствие разброса параметров параллельно включённых транзисторов токи между ними распределяются неравномерно. Большая часть тока будет протекать через транзистор, имеющий больший коэффициент усиления. Рассеиваемые транзисторами мощности можно выровнять включением в их эмиттерные цепи дополнительных симметрирующих резисторов с небольшими сопротивлениями. Так как на практике трудно подбирать такие сопротивление для каждого транзистора, в практических схемах в эмиттеры всех транзисторов ставят резисторы одного сопротивления. Сопротивление симметрирующих резисторов R1 и R2 можно определить по формуле

где n – число параллельно соединенных транзисторов

IK — ток проходящий через коллектор.

Такой способ связан с ухудшением усилительных свойств транзисторов, однако его достоинством является возможность получения мощного силового элемента при использовании относительно маломощных транзисторов.

Последовательное включение транзисторов

Во время работы силового транзистора на его переходе коллектор – эмиттер падает напряжение, представляющее собой разность входного и выходного напряжений. В отдельных случаях эта разность может превышать максимально допустимое напряжений коллектор – эмиттер транзистора, имеющегося в распоряжении. В этом случае необходимо использовать последовательное соединение нескольких транзисторов.


Схема последовательного включения транзисторов

Эквивалентный транзистор будет иметь следующие параметры:

Для симметрирования напряжений, которые будут падать на переходе коллектор – эмиттер транзисторов вводят симметрирующие резисторы R1 и R2 сопротивление, которых можно определить по формуле

где IB – ток базы составного регулирующего транзистора.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Тема: Блок питания 5-32 В , 25 А

Опции темы
Поиск по теме

Спасибо за схемы. Забегая вперед, хочу спросить Geo, как в Вашей схеме паралелить проходные транзисторы? Я пока пошел по пути, предложенному Игорем 1967.Получилась такая схема По теплу качество ее на порядок лучше моей предыдущей схемы(см. выше сообщение 60). Из опытов: 15В 1А нагрузки-ЛМ-ка и Т5 холодные, а транзисторы Т1-Т4 чуть теплые (2 больше, 2 меньше).И лишь при 20В, 5А нагрузки температура начала подниматься. Палец на транзисторе едва можно держать(в прошлой схеме мокрый палец на корпусе транзистора шкварчал). Напряжение при включении нагрузки проседает на 1В, но затем держит четко. Вопрос:увеличение количества транзисторов имеет ли смысл, и до какого значения?

Последний раз редактировалось ГАНС; 27.08.2013 в 00:17 .

70%). Если БП на 20А, то 2 транзистора. Если 25А, то 3.
Грется ведь не от числа транзисторов, а от мощности, которую нужно рассеять. Допустим 20V нужно отстабилизировать до 13V. Падение на регулир. транз. 7V, ток 20А. 20х7=140W на радиаторах транзисторв и самих корпусах транзисторов. Сколько бы Вы не брали транзисторов всё равно эти 140W нужно рассеять.
Всё это для рег. транзисторов на радиаторах. Если без радиаторов, то не более 3W на транзистор. На счёт мощности аналогично. 140W_3= 47 транзисторов, как строгий минимум.
Если транзисторы греются не равномерно, то это разброс параметров. Нужно либо подбирать экземпляры, либо выставлять ток для каждого(выравнивать) .

Последний раз редактировалось КУ4ЕР; 27.08.2013 в 07:34 .

КУ4ЕР, спасибо за ответ. Как я понял, в вопросе количества имеют смысл 1) МАХ Ток коллектора и 2) Допустимая рассеиваемая мощность на каждом транзисторе. И то и другое в случае параллельного соединения примерно поровну распределяется между транзисторами. И для Вашего примера, если Доп. вых. ток 25 А выдержат и три транзистора КТ819ГМ, то для облегчения теплового режима- есть смысл дальнейшего увеличения количества транзисторов? Верно или нет?

Дальнейшее увеличение количества транзисторов не имеет смысла,да и падение напряжения будет больше.Имеет смысл добавить защиту,т.к. при пробое коллектор-змиттер любого из транзисторов напряжение вырастет до выпрямленного значения на конденсаторе фильтра.

Нет, не верно. Количество тепла не зависит от количества транзисторов, а только от падения напряжения на них и тока. Если ток через каждый транзистор не превыхает 70% от МАХ, то нет смысла увеличивать их число.

Что-то недопонял:ведь при параллельном включении напряжение останется прежним, а ток будет I/количество транзисторов, соответственно мощность на каждом будет меньше! Применительно к примеру, что выше: да рассеять 140 Вт придется, но вклад каждого транзистора будет меньше, отсюда более щадящий температурный режим. Или не так?

Нет, не так. Мощность на каждый транзистор будет меньше, но температура всего блока (транзисторы-радиатор) будет той же.

Читайте также:  Лампа дневного света в корпусе

Даже ГАНС начал правильно размышлять . Совершенно правильно. Транзисторы по мощности и по току выдержат, но как с трёх транзисторов снять тепло. Увеличивая количество корпусов транзисторов, мы его распределяем по радиатору, тем самым и распределяем тепло. Этого можно не делать в случае, если есть хороший принудительный обдув в зоне крепления их к радиатору, или медный игольчатый радиатор.
При увеличении количества регулирующих транзисторов, никакого увеличения падения напряжения мы не получаем, так как они включаются параллельно. Уровнять токи через транзисторы можно включив в их выводы Базы последовательно сопротивления по 10 ом, но тогда на величину падения напряжения на этих резисторах уменьшится выходное напряжение.

Вы писали, что мощность на одном транзисторе без радиатора не должна превышать 3 Вт. А какое практически предельное значение для транзистора с радиатором? В справочнике для КТ819ГМ указано 100 Вт. Правильно?

Да Игорь 1967, благодаря Вам всем что-то начинает проясняться. Раньше, когда столкнулся с нагревом, то подумал про превышение допустимых электрических параметров транзисторов. Померил- нет превышений. А при этом я не учитывал общей “лишней” мощности, которую нужно было рассеять на транзисторах.

Последний раз редактировалось ГАНС; 27.08.2013 в 11:45 .

Регулируемый блок питания своими руками

Блок питания необходимая вещь для каждого радиолюбителя, потому, что для питания электронных самоделок нужен регулируемый источник питания со стабилизированным выходным напряжением от 1.2 до 30 вольт и силой тока до 10А, а также встроенной защитой от короткого замыкания. Схема изображенная на этом рисунке построена из минимального количества доступных и недорогих деталей.

Схема регулируемого блока питания на стабилизаторе LM317 с защитой от КЗ

Микросхема LM317 является регулируемым стабилизатором напряжения со встроенной защитой от короткого замыкания. Стабилизатор напряжения LM317 рассчитан на ток не более 1.5А, поэтому в схему добавлен мощный транзистор MJE13009 способный пропускать через себя реально большой ток до 10А, если верить даташиту максимум 12А. При вращении ручки переменного резистора Р1 на 5К изменяется напряжения на выходе блока питания.

Так же имеется два шунтирующих резистора R1 и R2 сопротивлением 200 Ом, через них микросхема определяет напряжение на выходе и сравнивает с напряжением на входе. Резистор R3 на 10К разряжает конденсатор С1 после отключения блока питания. Схема питается напряжением от 12 до 35 вольт. Сила тока будет зависеть от мощности трансформатора или импульсного источника питания.

А эту схему я нарисовал по просьбе начинающих радиолюбителей, которые собирают схемы навесным монтажом.

Схема регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317

Сборку желательно выполнять на печатной плате, так будет красиво и аккуратно.

Печатная плата регулируемого блока питания на регуляторе напряжения LM317

Печатная плата сделана под импортные транзисторы, поэтому если надо поставить советский, транзистор придется развернуть и соединить проводами. Транзистор MJE13009 можно заменить на MJE13007 из советских КТ805, КТ808, КТ819 и другие транзисторы структуры n-p-n, все зависит от тока, который вам нужен. Силовые дорожки печатной платы желательно усилить припоем или тонкой медной проволокой. Стабилизатор напряжения LM317 и транзистор надо установить на радиатор с достаточной для охлаждения площадью, хороший вариант это, конечно радиатор от компьютерного процессора.

Желательно прикрутить туда и диодный мост. Не забудьте изолировать LM317 от радиатора пластиковой шайбой и тепло проводящей прокладкой, иначе произойдет большой бум. Диодный мост можно ставить практически любой на ток не менее 10А. Лично я поставил GBJ2510 на 25А с двойным запасом по мощности, будет в два раза холоднее и надёжнее.

А теперь самое интересное… Испытания блока питания на прочность.

Регулятор напряжения я подключил к источнику питания с напряжением 32 вольта и выходным током 10А. Без нагрузки падение напряжения на выходе регулятора всего 3В. Потом подключил две последовательно соединенные галогеновые лампы H4 55 Вт 12В, нити ламп соединил вместе для создания максимальной нагрузки в итоге получилось 220 Вт. Напряжение просело на 7В, номинальное напряжение источника питания было 32В. Сила тока потребляемая четырьмя нитями галогеновых ламп составила 9А.

Радиатор начал быстро нагреваться, через 5 минут температура поднялась до 65С°. Поэтому при снятии больших нагрузок рекомендую поставить вентилятор. Подключить его можно по этой схеме. Диодный мост и конденсатор можно не ставить, а подключить стабилизатор напряжения L7812CV напрямую к конденсатору С1 регулируемого блока питания.

Схема подключения вентилятора к блоку питания

Что будет с блоком питания при коротком замыкании?

При коротком замыкании напряжение на выходе регулятора снижается до 1 вольта, а сила тока равна силе тока источника питания в моем случае 10А. В таком состоянии при хорошем охлаждении блок может находится длительное время, после устранения короткого замыкания напряжение автоматически восстанавливается до заданного переменным резистором Р1 предела. Во время 10 минутных испытаний в режиме короткого замыкания ни одна деталь блока питания не пострадала.

Радиодетали для сборки регулируемого блока питания на LM317

  • Стабилизатор напряжения LM317
  • Диодный мост GBJ2501, 2502, 2504, 2506, 2508, 2510 и другие аналогичные рассчитанные на ток не менее 10А
  • Конденсатор С1 4700mf 50V
  • Резисторы R1, R2 200 Ом, R3 10K все резисторы мощностью 0.25 Вт
  • Переменный резистор Р1 5К
  • Транзистор MJE13007, MJE13009, КТ805, КТ808, КТ819 и другие структуры n-p-n

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать регулируемый блок питания своими руками

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

Эту статью меня побудил написать пользователь нашего форума, под ником GREENGARI. Ему надо было запитать автомобильный усилитель мощностью 800 ватт от компьютерного блока питания ATX . Один БП по линии 12 вольт не в состоянии обеспечить требуемый ток. Так как же поступить? Сделать самому мощный блок питания мощностью 900-1000 ватт или попробовать использовать компьютерные блоки. Решение было принято в пользу последних. Для того чтобы они могли вытянуть такую нагрузку – их надо подключить в параллель. С обычными трансформаторными блоками питания проблем не было бы, но с импульсными блоками АТХ все намного сложнее. Вот типовая структурная схема выходной части ПК АТХ.

Если мы просто параллельно соединим блоки, то произойдет вот что. Допустим, первый блок – верхний по схеме, (назовем его блоком А ) имеет выходное напряжение 11,8 вольт. Второй блок ( Б ) имеет выходное напряжение 12 вольт. Разница вроде и небольшая, но в нашем случае она свою роль сыграет. Дело в том, что в АТХ довольно жесткая стабилизация напряжения. Происходит это так. Допустим в блоке А , где выходное напряжение у нас 11,8 вольт, при нагрузке напряжение начнет проседать. В дело вступает блок стабилизации, выполнен в большинстве случаев на микросхеме TL494 или ее аналогах. Микросхема сравнивает выходное напряжение через резисторный делитель и в случае его отклонения принимает срочные меры. В случае когда напряжение под нагрузкой начинает проседать – микросхема начинает, говоря простым доступным языком, раскачивать сильнее высоковольтные транзисторы и напряжение повышается до заданного уровня. Если нагрузка уменьшилась и напряжение стремится подняться выше установленного уровня, то микросхема снижает мощность раскачки силовых транзисторов. Что и произойдет, если мы просто соединим блоки в параллель вот таким образом.

Читайте также:  Основные группы соединения обмоток трансформатора

Как мы уже знаем, напряжение на блоке питания А меньше, чем в блоке Б . Когда мы соединили два блока, то напряжение с блока Б поступает на блок с меньшим напряжением А и его выпрямительные диоды запираются, поскольку на выходе диодов напряжения больше, чем на входе. В то же время, блок стабилизации блока А видит, что напряжение на выходе поднялось и начинает снижать мощность высоковольтного каскада на транзисторах. В результате напряжение блока А еще более уменьшается. Последствия этого очевидны: блок Б будет работать на полную мощность, а блок А будет загружен не полностью. В результате могут выгореть оба блока питания ATX. Сначала не выдержит блок Б . Потом после отказа Блока Б всю нагрузку примет блок А и. все уже догадались, что произойдет с ним.

Какой же выход из этой ситуации? Их два.

Первый довольно сложный – это существенная переделка блоков АТХ, которая состоит из того, что надо делать управление высоковольтными транзисторами обоих блоков от общего блока управления и стабилизации, что требует довольно серьезного знания в электронике.

Второй способ более простой и требует всего лишь паяльник, амперметр (желательно два), пару мощных диодов и два резистора. Ну и конечно прямые руки 🙂 Для начала, нужно развязать блоки по питанию, то есть сделать так, чтобы напряжение с одного блока не пролезало в другой. Для этого мы поставим на каждый выход диоды, рассчитанные на максимальный ток, который будет отдавать данный блок. Этим мы решим проблему с пролезанием напряжения из одного блока в другой, но остается еще проблема с разным выходным напряжением.

Эту проблему мы устраним установив на каждый выход блока по балластному резистору. На резисторе будет падать напряжение и блок с меньшим напряжением сможет включится в работу на общую нагрузку. С теорией разобрались, а в следующей статье мы перейдем к практическому решению проблемы параллельного соединения компьютерных БП. Автор статьи: Ксюня (Войтович Сергей).

PicHobby.lg.ua

Полезные изобретения на микроконтроллерах

Стабилизатор тока на полевом транзисторе

В статье расскажу, как сделать простой стабилизатор тока для светодиодов на полевом транзисторе.

Описание задумки.

Задолго до разработки фонарика на ATtiny13 мне уже доводилось работать со сверх-яркими светодиодами. И что могу сказать. Редкий радиолюбитель жаждет чтобы светодиоды перегорали, как можно чаще! :). Особенно мощные и дорогие. Вот и мне этого не хотелось и решил взяться за разработку стабилизатора тока.

Немного теории.

Мне часто задают один и тот же вопрос, мол почему именно стабилизатор тока лучше для светодиодов, а не стабилизатор напряжения. Ответ простой, но он многим не нравиться. Постараюсь пояснить на вольт-амперной характеристики(ВАХ) SMD светодиода типоразмера 3528, рисунок 1.

Рисунок 1 – Вольт-амперная характеристика(ВАХ) SMD светодиода типоразмера 3528 при 25⁰С.

Ось У – ток через светодиод.

Ось Х – падение напряжения на светодиоде.

Теперь внимание! Заявленный производителем ток для данного светодиода равен 20мА. Смотрим на рисунок и видим, что ток 20 мА приблизительно соответствует напряжению на светодиоде 3,4В. Если поднять напряжение на светодиоде до 3,5В, а это всего лишь на 0,1В больше чем его типовое напряжение, то ток увеличиться до 50мА, а это в 2,5 раза больше чем его заявленный ток. Если всё перевести в процентное соотношение, то получиться что ток возрастает в 2,5 раза, при увеличении напряжения всего лишь на 3%(округлил). Вот почему стабилизатор напряжения должен быть практически идеальным!

Теперь рассмотрим стабилизатор тока. Если стабилизировать ток 20мА, то увеличение тока на 3% даст результат – 20,6мА. Согласитесь, что это совсем другой результат и он куда лучше предыдущего!

Иногда мне пытаются доказать, что последовательное соединение светодиодов + стабилизатор напряжения лучше, чем параллельное + стабилизатор тока. Это, конечно, тема для отдельной статьи, но хочу тут немного пояснить, что параллельное соединение однозначно выигрывает.

Для примера возьмём пять светодиодов 20мА, 3,4В и соединим их последовательно и параллельно. При последовательном соединении если один светодиод перегорает и остаётся замкнутым, а такое бывает и часто, напряжение 17В(3,4В*5шт) делится между оставшимися четырьмя светодиодами в равных пропорциях (предположим что так). Получается, что падение напряжение на каждом светодиоде будет – 4,25В (17В/4шт). Ток при этом возрастает до неимоверных значений, а это приводит к последовательному перегоранию оставшихся светодиодов или части из них.

При параллельном соединении и стабилизации тока в 100мА(20мА*5шт) перегорание светодиода приведёт к увеличению тока на оставшихся всего на 5мА(20мА/4шт). Или по-другому: 100мА/4шт = 25мА – ток на каждом светодиоде. Разница очевидна! В этой статье не буду больше приводить плюсы и минусы каждого из решений, статья совсем о другом. Надеюсь пример был понятным. Мой личный выбор всегда на стороне параллельного соединения светодиодов и стабилизатора тока для них. Если и ваш тоже, то читайте дальше, как сделать несложный стабилизатор тока для светодиодов.

О схеме.

Принципиальная схема стабилизатора тока на полевом транзисторе показана на рисунке 2.

Резистор R1 нужен для того чтобы транзистор VT2 открывался. Стабилитрон VD1 защищает затвор от перенапряжения, для транзистора P0903BDG максимальное напряжение затвор-сток – 20В. Если у вас другой транзистор, то информацию на него смотрите в даташите. Параметр этот называется Gate-Source Voltage. Если напряжение питание значительно меньше максимального напряжения затвор-сток, то можно вообще стабилитрон не ставить. Резисторы R2-R6 выполняют роль шунта. На схему добавил их побольше чтобы можно было удобно подобрать нужный номинал.

Схема работает следующим образом. В начальный момент времени транзистор VT2 открыт, ток протекает через светодиоды и шунт из резисторов R2-R6, транзистор VT1 закрыт. При протекании тока через шунт на нём падает определённое напряжение и если оно равняется напряжению открытия транзистора VT1, то он открывается и «садит» затвор транзистора VT2 на минус питания, транзистор VT2 закрывается и ток через светодиоды и шунт начинает снижаться. При снижении тока через светодиоды будет снижаться падение напряжение и на шунте, как только напряжение станет меньше чем нужно для открытия транзистора VT1, он закроется и «освободит» затвор транзистора VT2. Транзистор VT2 снова откроется и ток устремиться к светодиодам и шунту. Дальше все повторяется по кругу.

Настройка.

Настройка схемы заключается в определении необходимого тока для светодиодов и подбору номиналов резисторов шунта. Приблизительно считаю, что падение напряжение на шунте должно быть около 0,5В. Этого напряжения достаточно для открытия транзистора VT1. Хотя по даташиту напряжение база-эмиттер для транзистора BC846 – 0,66В, для отечественных – 0,7В.

Читайте также:  Обзор модуля dps5005-c

В качестве примера рассчитаю для вас номиналы резисторов шунта на ток 170мА.

Сопротивление шунта(Ом) = падение напряжение на шунте(В) / ток через шунт (А), получается: Сопротивление шунта = 0,5В / 0,17А = 2,94 Ом. Полученный результат округляю до 3 Ом. Из стандартного ряда можно взять два резистора номиналом 1 Ом и 2 Ом и впаять их на плату, как R2, R3. Резисторы R4-R6 при этом исключаются из схемы.

Дальше нужно проверить какой ток стабилизирует стабилизатор. Для проверки потребуется амперметр или миллиамперметр. Прибор нужно подключить в разрыв любого из проводов питания, подать питающее напряжение, оно, кстати, должно быть больше чем типовое питание светодиодов. Лучше использовать источник питания с возможностью регулировки выходного напряжения. Подключаем, регулируем, смотрим.

В определённый момент времени ток через стабилизатор перестанет меняться – это и будет током стабилизации. Дальнейшее увеличение напряжения ничего не изменит, разве что добавит разогрев транзистора VT2. Нужно понимать, что всё избыточное напряжение будет выделяться на транзисторе VT2 в качестве тепла. Если ток стабилизации получился таким какой нужен значит подбор шунта закончен, если же ток отличается от нужного значения в большую сторону – увеличиваем сопротивление шунта, в меньшую – уменьшаем.

О печатной плате.

Печатную плату разрабатывал под SMD компоненты в программе P-CAD 2006. Размеры платы – 37×18мм, рисунок 3. Вы можете разработать свою печатную плату и прислать мне файл для размещения на сайте.

О деталях.

Перечень деталей, необходимых для сборки стабилизатора тока, свёл в таблицу 1.

“Электронный дроссель”.

Такое название в последнее время приходится часто встречать в схемах блоков питания ламповых и не ламповых конструкций. Что это такое? давайте поближе познакомимся с особенностями работы “электронного дросселя” и с часто встречающимися ошибками при его сборке и использовании.

Рисунок 1.

В блоках питания ламповых усилителей в последнее время, радиолюбителями довольно широко используются стабилизаторы напряжения, выполненные на полевом транзисторе. Такие стабилизаторы называют ещё “электронный дроссель”, “усилитель ёмкости” и даже “виртуальная батарея”.
Будем называть его “электронный дроссель”, хотя по сути – это обычный стабилизатор с плавающим опорным напряжением, изменяющимся в зависимости от входного, или активный фильтр с функцией задержки подачи напряжения и ничего общего с обычным дросселем (накопителем энергии) и принципом его работы он не имеет.
“Электронный дроссель” можно собирать и на биполярных транзисторах, такие схемы известны ещё с 60-х годов, но на полевых схема имеет гораздо лучшую эффективность, поэтому будем рассматривать здесь “электронный дроссель” на мощных полевых транзисторах.
Рассмотрим обычную схему, гуляющую по сети. См. рисунок 2.

Рисунок 2.
“Электронный дроссель” на IRF830.

У некоторых радиолюбителей эта схема работает, у некоторых нет, почему? Эта схема имеет свои недостатки, которые сейчас рассмотрим.
Входное напряжение здесь подаётся на С1 через резистор R1 большого сопротивления. Ток стока транзистора практически нулевой и при качественном конденсаторе С1 (с очень маленькой утечкой) он зарядится до уровня напряжения входа, транзистор уйдёт в насыщение и пользы от такого “дросселя” будет мало.
Если конденсатор С1 будет не очень качественный (иметь утечку больше тока заряда R1), то напряжение на затворе транзистора будет меньше входного и схема может работать. Для нормальной работы схемы, напряжение на затворе должно быть меньше входного, минимум на величину пульсаций при номинальном токе нагрузки. Это ещё не учитывается нестабильность напряжения сети.
То есть входное напряжение сначала должно подаваться на делитель напряжения. Этот делитель и определяет разность между входным и выходным напряжением “электронного дросселя”. Сделать такой делитель можно, добавив всего одно сопротивление (R3).

Рисунок 3.
“Электронный дроссель” на IRF830. Второй вариант.

На второй схеме ЭД, входное напряжение на конденсатор С1 подаётся с делителя (R1, R3). Коэффициент такого делителя рассчитывается таким образом, что бы разница между входным и выходным напряжением, для обеспечения нормальной работы ЭД, была 20 – 30 вольт. Сопротивление резистора R1 можно уменьшить, что бы компенсировать ток утечки у конденсатора С1, если он попадётся не очень качественный. Для увеличения времени заряда конденсатора (увеличение времени задержки нарастания выходного напряжения), его ёмкость можно увеличить. Время заряда конденсатора определяется величиной R1 и ёмкостью конденсатора, т.е. постоянная времени заряда.Так, как постоянная времени R1, C1 очень большая (десятки секунд), то;
1) Обеспечивается плавное нарастание выходного напряжения.
2) Быстрые изменения и колебания сети не проходят на выход схемы.
3) Очень качественная фильтрация напряжения, так как на затворе транзистора практически отсутствуют пульсации и в виду наличия у полевого транзистора огромнейшего входного сопротивления и весьма большой крутизны характеристики, на выходе имеем пульсации почти такие же как и на RC-фильтре в цепи затвора.
Рассмотрим назначение элементов схемы;
Резистор R2 подобен “антизвоновому” резистору в цепи сетки лампы выходного каскада, и необходим для предотвращения самовозбуждения транзистора. Его величина выбирается в пределах 1 – 10 кОм. Наличие его обязательно. При монтаже, его лучше припаять непосредственно к выводу транзистора (и стабилитрон VD2 тоже).
Стабилитрон VD2 предназначен для защиты транзистора от переходных процессов и статики. Напряжение его стабилизации выбирается в пределах 14 – 18 вольт. В нормальном режиме работы он заперт. Его можно не ставить, если он уже встроен в транзистор (есть транзисторы со встроенным стабилитроном).
Если у транзистора отсутствует встроенный диод между истоком и стоком, то его необходимо поставить. Он защищает транзистор от обратного напряжения, и если (например при выключении питания) входные конденсаторы разрядились (на схеме не показаны), а выходные ещё нет и напряжение на них больше напряжения входного, то открывается этот диод и конденсаторы на выходе, подключаются через диод к входным и к делителю R1, R3.
Диод VD1 необходим для быстрой разрядки конденсатора С1.

Рассмотрим некоторые особенности монтажа подобных схем.
Транзистор желательно применять в изолированном корпусе. Если корпус транзистора не изолирован, то на радиатор он крепится через изолирующую прокладку (например слюда), а корпус радиатора заземляется.
Антизвоновый резистор и защитный стабилитрон лучше распаять непосредственно на выводах транзистора.
Наличие в схеме “электронного дросселя” не отменяет необходимость в установке конденсаторов после него,которые играют роль источника энергии для быстрых импульсов тока потребления нагрузкой и уменьшают выходное сопротивление источника питания.
“Электронный дроссель”, в отличии от обычного дросселя, не является накопителем энергии, и соответственно не применим (как замена обычному дросселю) в схемах выпрямителей с L-фильтром там, где дроссель отдаёт накопленную энергию.

Хотя бытуют различные мнения у противников “транзисторизации” ламповых схем, вплоть до замены индикаторов на светодиодах – неоновыми лампочками (хотя попадаются неонки с очень большим уровнем шума), скажу однозначно – применение в блоке питания лампового усилителя “электронного дросселя”, нисколько не ухудшает его звучание, а в некоторых случаях гораздо его улучшает, позволяя при этом сэкономить габариты и вес любительских конструкций.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector