محول تيار متردد إلى تيار متردد. محولات الجهد غير المحولات منخفضة الطاقة على المكثفات (18 دائرة). محول الجهد غير المحول
يجد العديد من هواة الراديو المبتدئين صعوبة في تحديد نوع مصدر الطاقة ، لكن هذا ليس بالأمر الصعب. تتمثل الطرق الرئيسية لتحويل الجهد في استخدام أحد خياري الدوائر:
محول؛
إمدادات الطاقة غير المحولات.
في المقابل ، تختلف المحولات في نوع الدائرة:
شبكة ، بمحول يعمل بتردد 50 هرتز ؛
نبضة ، مع محول يعمل بترددات عالية (عشرات الآلاف من هرتز).
يسمح لك تبديل دوائر إمداد الطاقة بزيادة الكفاءة الإجمالية للمنتج النهائي عن طريق تجنب الخسائر الثابتة في المثبتات الخطية والعناصر الأخرى.
الدوائر غير المحولة
إذا كانت هناك حاجة للطاقة من مصدر طاقة منزلي 220 فولت ، فيمكن تشغيل أبسط الأجهزة من مزودات الطاقة باستخدام عناصر الصابورة لخفض الجهد. أحد الأمثلة المعروفة لمصدر الطاقة هذا هو دائرة مكثف الصابورة.
ومع ذلك ، هناك عدد من برامج التشغيل المزودة بمفتاح طاقة مدمج لبناء محول باك بدون محول ، وهي شائعة جدًا في التقنيات الأخرى.
في حالة الطاقة من مصدر تيار مباشر ، على سبيل المثال ، بطاريات أو بطاريات كلفانية أخرى ، استخدم:
منظم الجهد الخطي (نوع منظم متكامل من نوع KREN أو L78xx مع أو بدون ترانزستور مرور ، ومثبت حدودي لصمام ثنائي زينر وترانزستور)
محول التحويل (باك - باك ، دفعة - دفعة ، أو باك بوست - باك-بوست)
تتمثل مزايا مصادر ومحولات الطاقة غير المحولات فيما يلي:
ليست هناك حاجة لتصفية المحول ، ويتم التحويل بسبب الاختناق والمفاتيح ؛
نتيجة السابق هي الأبعاد الصغيرة لمصادر الطاقة.
عيوب:
يؤدي عدم وجود عزل كلفاني ، في حالة حدوث أعطال بالمفاتيح ، إلى ظهور جهد مصدر الطاقة الأساسي. هذا أمر بالغ الأهمية خاصة إذا كانت شبكة 220 فولت تلعب دورها ؛
خطر حدوث صدمة كهربائية نتيجة الاقتران الجلفاني ؛
تلقي الأبعاد الكبيرة للمحث على محولات الطاقة العالية بظلال من الشك على جدوى استخدام طوبولوجيا مصدر الطاقة هذا. مع مؤشرات الوزن والحجم القابلة للمقارنة ، من الممكن استخدام محول ، محول معزول كلفانيًا.
في الأدبيات المحلية ، غالبًا ما يوجد الاختصار "IPPN" ، والذي يرمز إلى: تبديل محول الجهد التنحي (أو التعزيز ، أو كلاهما)
كأساس ، يمكن التمييز بين ثلاثة مخططات أساسية.
1. IPPN1 - محول متدرج ، في الأدب الإنجليزي - BUCK DC CONVERTER أو Step-down.
2. IPPN2 - محول دفعة ، في الأدب الإنجليزي - BOOST DC CONVERTER أو Step-up.
3. IPPN3 - محول عكسي مع القدرة على زيادة وتقليل الجهد ، BUCK-BOOST DC CONVERTER.
كيف يعمل محول باك التحويل؟
لنبدأ بالنظر في مبدأ تشغيل المخطط الأول - IPPN1.
في الدائرة ، يمكن تمييز دائرتي إمداد:
1. يتم تغذية "+" من مصدر الطاقة من خلال مفتاح خاص (ترانزستور من أي نوع من الموصلية المناسبة) إلى Ln (محث تراكمي) ، ثم يتدفق التيار عبر الحمل إلى مصدر الطاقة "-".
2. تتكون الدائرة الثانية من D ، الخانق Lн والحمل المتصل Rн.
عندما يكون المفتاح مغلقًا ، يتدفق التيار خلال الدائرة الأولى ، ويتدفق التيار عبر المحرِّض ، وتتراكم الطاقة في مجاله المغناطيسي. عندما نقوم بإيقاف (فتح) المفتاح ، تتبدد الطاقة المخزنة في الملف في الحمل ، بينما يتدفق التيار عبر الدائرة الثانية.
الجهد عند خرج (حمل) مثل هذا المحول يساوي
Uout = Uin * Ku
Ku هو عامل التحويل ، والذي يعتمد على دورة عمل نبضات التحكم لمفتاح الطاقة.
Ku = Uout / Uin
دورة العمل "D" هي نسبة الوقت الذي يكون فيه المفتاح مفتوحًا لفترة PWM. يمكن أن تأخذ "D" قيمًا من 0 إلى 1.
هام: بالنسبة لـ IPPN1 Ku = D. هذا يعني أن حدود التنظيم لهذا المثبت تساوي تقريبًا - 0 ... Uout.
يتشابه الجهد عند خرج مثل هذا المحول في القطبية مع الجهد عند الإدخال.
كيف يعمل محول دفعة التبديل
IPPN2 - قادر على زيادة الجهد من جهد الإمداد إلى قيمة أعلى بعشر مرات منه. من الناحية التخطيطية ، يتكون من نفس العناصر مثل العنصر السابق.
أي محول من هذا النوعله في تكوينه ثلاثة مكونات نشطة رئيسية:
مفتاح مُدار (ثنائي القطب ، حقل ،) ؛
المفتاح غير المنضبط (الصمام الثنائي المعدل) ؛
محاثة التخزين.
يتدفق التيار دائمًا من خلال محث ، يتغير حجمه فقط.
لفهم مبدأ تشغيل هذا المحول ، عليك أن تتذكر قانون التبديل للمحث: "لا يمكن أن يتغير التيار من خلال مغوٍ على الفور."
يحدث هذا بسبب ظاهرة تسمى emf الاستقرائي الذاتي أو emf الخلفي. نظرًا لأن المجال الكهرومغناطيسي للحث يمنع حدوث تغيير مفاجئ في التيار ، يمكن اعتبار الملف كمصدر طاقة. ثم في هذه الدائرة ، عندما يغلق المفتاح من خلال الملف ، يبدأ تيار كبير في التدفق ، ولكن ، كما ذكرنا سابقًا ، لا يمكن أن يزيد بشكل حاد.
عودة EMF هي الظاهرة التي تحدث عندما يحدث EMF في نهايات الملف المعاكس لذلك المطبق. إذا قدمت هذا في رسم تخطيطي من أجل الوضوح ، فسيتعين عليك تقديم المحرِّض كمصدر EMF.
الرقم "1" يشير إلى حالة الدائرة عند إغلاق المفتاح. يرجى ملاحظة أن مصدر الطاقة ورمز EMF للملف متصلان بأطراف موجبة في سلسلة ، أي يتم طرح قيم EMF الخاصة بهم. في هذه الحالة ، يمنع الحث مرور التيار الكهربائي ، أو بالأحرى يبطئ نموه. مع نموها ، بعد فاصل زمني ثابت معين ، تنخفض قيمة back-emf ، ويزداد التيار عبر المحاثة.
استطراد غنائي:
يتم قياس قيمة EMF للحث الذاتي ، مثل أي EMF آخر ، بالفولت.
خلال هذه الفترة الزمنية ، يتدفق التيار الرئيسي عبر الدائرة: مفتاح مغلق لإمداد الطاقة.
عندما يفتح مفتاح SA ، الدائرة 2. يبدأ التيار في التدفق على طول هذه الدائرة: إمداد الطاقة - الحث - حمل الصمام الثنائي. نظرًا لأن مقاومة الحمل غالبًا ما تكون أكبر بكثير من مقاومة القناة للترانزستور المغلق. في هذه الحالة ، مرة أخرى - لا يمكن للتيار المتدفق عبر المحاثة أن يتغير فجأة ، يسعى المحاثة دائمًا إلى الحفاظ على اتجاه التيار وحجمه ، وبالتالي ، يحدث back-emf مرة أخرى ، ولكن في قطبية عكسية.
انتبه إلى كيفية توصيل أقطاب مصدر الطاقة ومصدر EMF الذي يحل محل الملف في الرسم التخطيطي الثاني. إنها متصلة في سلسلة مع أقطاب متقابلة ، وتجمع مقادير هذه emfs.
وهكذا يرتفع الجهد.
أثناء عملية تخزين طاقة الحث ، يتم تغذية الحمل بالطاقة التي تم تخزينها مسبقًا في مكثف التنعيم.
عامل التحويل في IPPN2 يساوي
كما يتضح من الصيغة ، كلما زادت D هي دورة العمل ، زاد جهد الخرج. قطبية طاقة الخرج هي نفسها المدخلات لهذا النوع من المحولات.
كيف يعمل محول الجهد
يعد محول جهد العاكس جهازًا مثيرًا للاهتمام ، لأنه يمكن أن يعمل في وضع تقليل الجهد وفي وضع زيادة الجهد. ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قطبية جهد الخرج هي عكس المدخلات ، أي الإمكانات الإيجابية على السلك المشترك.
يمكن ملاحظة الانعكاس أيضًا في الاتجاه الذي يتم فيه تشغيل الصمام الثنائي D. يشبه مبدأ التشغيل إلى حد ما IPPN2. في الوقت الذي يتم فيه إغلاق المفتاح T ، تتم عملية تجميع طاقة الحث ، ولا تدخل الطاقة من المصدر إلى الحمل بسبب الصمام الثنائي D. عند إغلاق المفتاح ، تبدأ طاقة الحث ليتبدد في الحمل.
يستمر التيار في التدفق من خلال الحث ، يحدث حث ذاتي emf ، موجه بطريقة تتشكل القطبية المعاكسة لمصدر الطاقة الأساسي في نهايات الملف. أولئك. يتشكل جهد سلبي عند تقاطع باعث الترانزستور (استنزاف ، إذا) ، وكاثود الصمام الثنائي ونهاية لف الملف. في الطرف المقابل ، على التوالي ، موجبة.
عامل التحويل IPPN3 هو:
من خلال الاستبدالات البسيطة لعامل التعبئة في الصيغة ، نحدد أنه حتى قيمة D تساوي 0.5 ، يعمل هذا المحول كخطوة لأسفل ، وفوق ذلك - خطوة للأعلى.
كيف تدير مثل هذا المحول؟
من الممكن وصف جميع الخيارات لبناء وحدات تحكم PWM إلى أجل غير مسمى ، يمكن كتابة عدة مجلدات من الأدبيات الفنية حول هذا الموضوع. أريد أن أقصر نفسي على سرد بعض الخيارات البسيطة:
1. قم بتجميع دائرة هزاز متعدد غير متماثل. بدلاً من VT3 ، يتم توصيل ترانزستور في دوائر IPPN.
2. خيار أكثر تعقيدًا قليلاً ، ولكنه أكثر استقرارًا من حيث التردد - هذا هو (انقر على الصورة لتكبيرها).
قم بإجراء تعديلات على الدائرة ، VT1 هو ترانزستور ، قم بتغيير الدائرة بحيث يكون هناك ترانزستور IPPN في مكانه.
3. خيار الاستخدام ، بحيث يمكنك أيضًا القيام بالعديد من الوظائف الإضافية ، وهي جيدة للمبتدئين. يوجد فيديو تعليمي رائع حول هذا الموضوع.
الاستنتاجات
يعد تبديل محولات الجهد موضوعًا مهمًا للغاية في صناعة إمدادات الطاقة للمعدات الإلكترونية. تُستخدم هذه الدوائر في كل مكان ، وفي الآونة الأخيرة ، مع نمو "محلية الصنع" أو كما أصبح من المألوف الآن تسمية "DIY" وشعبية موقع Gooum على الويب ، أصبحت هذه المحولات شائعة بشكل خاص ومطلوبة ، يمكنك اطلب لوحة جاهزة أصبحت بالفعل محولًا كلاسيكيًا في LM2596 وما شابه ذلك مقابل بضعة دولارات فقط ، وستحصل على القدرة على ضبط الجهد أو التيار ، أو كليهما.
لوحة شعبية أخرى هي mini-360
قد تلاحظ عدم وجود ترانزستور في هذه الدوائر. الحقيقة هي أنها مدمجة في الدائرة المصغرة ، بالإضافة إلى وجود وحدة تحكم PWM ، ودوائر تغذية مرتدة لتثبيت جهد الخرج ، وأكثر من ذلك. ومع ذلك ، يمكن تحسين هذه الدوائر عن طريق إضافة ترانزستور إضافي.
إذا كنت مهتمًا بتصميم دائرة لاحتياجاتك ، فيمكنك قراءة الأدبيات التالية بمزيد من التفصيل مع النسب المحسوبة:
"مكونات لتزويد الطاقة بالبناء" ، Mikhail Baburin ، Alexey Pavlenko ، مجموعة شركات Symmetron
"محولات الترانزستور المستقرة" V.S. معين ، Energoatomizdat ، M. 1986.
في بعض الأحيان يصبح من الضروري زيادة الجهد لشحن المكثفات أو تشغيل دوائر الجهد العالي. يمكن استخدام مثل هذا الجهد لبنادق جاوس منخفضة الطاقة ، إلخ. لا يحتوي المحول على محول نبضي ، مما يقلل بشكل كبير من حجم لوحة الدوائر المطبوعة.
تعود الزيادة في جهد الدخل إلى المحرِّض المستخدم. الحث التراكمي له محاثة 1000 microHenry ؛ تعتمد كفاءة المحول ككل على عامل الجودة للمحث.
يتم ضبط مولد النبض على تردد 14 كيلو هرتز ، ولكن يمكنك زيادة تردد التشغيل ، وبالتالي تقليل عدد دورات الخانق. يمكن لف المحث نفسه على قلب على شكل W أو ، في الحالات القصوى ، على قضيب ، الأبعاد ليست حرجة.
يمكن أن يبلغ قطر السلك المستخدم لتصفية المحرِّض 0.2 مم ، لأن تيار الخرج للمحول لا يتجاوز 7-8 مللي أمبير.
الترانزستور ذو التأثير الميداني هو حرفياً أي ترانزستور يمكن أن يعمل بجهد يزيد عن 400 فولت ، حتى أنني قمت بتعيين ترانزستور ثنائي القطب ، لكن مع ترانزستور المجال يكون بالتأكيد أفضل. يمكن زيادة قوة المحول بعدة طرق مترابطة.
1) زيادة جهد الإمداد.
2) استخدام ترانزستورات أكثر قوة.
3) استخدام محرك إضافي عند خرج الدائرة المصغرة.
4) استخدام سلك أكثر سمكًا لتصفية المحرِّض.
لكن كل هذه الطرق يمكن أن تزيد من تيار الإخراج للجهاز ببضعة مللي أمبير فقط. بسبب قوة الخرج المهملة (التي لا تزيد عن 2 واط) ، لم تجد الدائرة تطبيقًا واسعًا ، ولكن في بعض الأحيان لا يمكن الاستغناء عنها. بدلاً من شريحة NE555 ، يمكنك استخدام هزاز متعدد يتم ضبطه على نفس التردد (14 كيلو هرتز).
لا يحتاج ترانزستور تأثير المجال إلى المشتت الحراري ، لأن تبديد الطاقة ضئيل للغاية.
لشحن سعة عالية الجهد تبلغ 1000 درجة فهرنهايت بالكامل ، سيستغرق الجهاز حوالي 5 دقائق ، لذلك إذا كنت ستستخدم مثل هذا المحول ، فعليك الانتظار ، لكن الجهاز بسيط للغاية وصغير الحجم واقتصادي.
نريد أيضا أن ننتبه محولات الجهد غير المحولات. مبدأ العملية هو نفسه تقريبا. الاختلاف الوحيد في تصميم مرحلة الإخراج. من ناحية ، إزالة محول النبض ، دائرة تحويل الجهدمبسطة بشكل كبير ، يتم تقليل الأبعاد والوزن. ولكن من ناحية أخرى ، باستخدام طريقة بدون محول ، لا يوجد عزل كلفاني عن البطارية ويجب تجميع دائرتين لتنفيذ مصدر طاقة ثنائي القطب. من الصعب أيضًا الحصول على جهد أعلى عند خرج محول بدون محول مقارنة بجهد الدخل. عادة في الإصدارات غير المحولات Uin؟ Uout (ولكن ليس دائمًا ، اعتمادًا على الهيكل).
هذه محولات الجهديتم تجميعها على قاعدة عنصر حديثة وتحتوي أيضًا على وحدات تحكم PWM مع مراحل إخراج على ترانزستورات قوية لتوفير أقصى قدر ممكن من القوة الحالية المسموح بها. ميزة مميزة لوحدات تحكم PWM الحديثة للتجميع بناءً عليها محولات الجهد غير المحولاتهي مجموعة واسعة من الفولتية العرض.
في مقال اليوم ، سنلقي نظرة على وحدات تحكم PWM LM5088 و LM3488. PWM - وحدة التحكم LM5088 في نهاية عام 2008 للإصدار ، و LM3488 أصغر بكثير - نهاية عام 2010. في الحالة الأولى ، يمكن تطبيق 4.5 إلى 75 فولت على مدخلات محول الجهد ، في الحالة الثانية - من 2.97 إلى 40 فولت. يتم حساب الجهاز لأي جهد خرج متعلق بجهد الدخل باستخدام الصيغ. بناءً على ذلك ، يتم تحديد تصنيفات مكونات الراديو المستخدمة. توفر وحدات التحكم PWM المعطاة تيار خرج عالي للمحول ، وهو 10 أمبير.
يتم ضبط تردد LM5088 في النطاق من 50 كيلو هرتز إلى 1 ميجا هرتز. كفاءة عالية جدا - 97٪. يتوفر جهاز التحكم PWM LM5088 في نسختين:
مبسط في LM5088:
الغرض من بعض الاستنتاجات:
VIN - جهد التغذية في حدود 4.5 ... 75 فولت ؛
EN - إذا كان الجهد عند جهة الاتصال أقل من 0.4 فولت ، فإن المحول لا يعمل ؛ إذا كان في النطاق 0.4 ... 1.2 V - LM5088 في وضع الاستعداد ؛ إذا كان أعلى من 1.2 فولت - تؤدي وحدة التحكم PWM وظائفها بالكامل. وبالتالي ، يمكن ضبط مقسم الجهد لإيقاف محول الجهد ؛
SS - خرج لبدء التشغيل الناعم ؛
RAMP - يستخدم لوضع التحكم. يوصى باختيار مكثف Cramp من نطاق 100 ... 2000 pF ؛
RT / SYNC - مولد التردد الرئيسي - يتم تحديد نطاق التردد عن طريق اختيار المقاوم Rrt ويقع في نطاق 50 كيلو هرتز - 1 ميجا هرتز ؛
GND - الأرض
COMP - دبوس الإخراج لمكبر الخطأ - يصنع حلقة مع دبوس FB ؛
FB - خرج إشارة التغذية المرتدة - متصل بإدخال معكوس لمضخم الخطأ ، يضبط العتبة على 1.205 فولت ؛
OUT - جهد الإخراج (قابل للإزالة) ؛
SW - وحدة التبديل - متصلة بإخراج ترانزستور الطاقة ؛
HG - متصل بإدخال ترانزستور الطاقة ؛
BOOT - مدخلات مكثف بادئ التشغيل - يتم توصيل مكثف بين دبابيس SW و BOOT لتوفير تبديل ترانزستور MOSFET ؛
VCC - خرج منظم التحيز - Cvcc - مكثف اقتران السيراميك بمعدل 0.1 ... 10 μF.
انتهى دائرة محول الجهد غير المحولعلى LM5088 ، مصنّف لجهد خرج 5 فولت وتيار يصل إلى 7 أمبير:
لحساب الجهاز لجهد وتيار مختلفين ، يمكنك استخدام إما الصيغ من ورقة البيانات أو آلة حاسبة خاصة.
يتم ضبط تردد LM3488 من 100 كيلو هرتز إلى 1 ميجا هرتز بمقاوم خارجي واحد. وحدة التحكم PWM هذه أبسط وأصغر حجمًا وهي عبارة عن دائرة كهربائية ذات 8 أسنان.
تخصيص الدبوس هو نفس تخصيص PWM LM5088. مواصفات أكثر تفصيلاً لـ LM3488 كمكون أساسي محول الجهد غير المحولات، بالإضافة إلى المخططات المختلفة للاعتماد على الجهد والتيار والتردد في ورقة البيانات.
يمكنك أيضًا أن تعطي كمثال دوائر محولات الجهد غير المحولات الجاهزة على LM3488. الأول بجهد دخل 3 ... 24 فولت ، ومخرج 5 فولت - 1 أمبير ؛ الثاني بمدخل - 3.3 فولت ، ومخرج - 5 فولت - 2 أمبير. الدائرة الثالثة ، على ما يبدو ، أكثر شيوعًا وتوفر 12 فولت - 1.5 أمبير عند الخرج بجهد دخل 4.5 ... 5.5 فولت.
منظر للوحة الدائرة المطبوعة على الوجهين لهذا الأخير دوائر تحويل الجهديكون:
لكن القيمة الرئيسية لوحدة التحكم PWM LM3488 هي أنه على أساسها يمكنك تجميع مصدر طاقة ممتاز (بتعبير أدق ، وسيط ، أي محول بدون محول) لمضخمات طاقة تردد الصوت. حسبنا تصنيفات مكونات الراديو لـ دوائر تحويل الجهد غير المحولة، والذي يمكن استخدامه لتشغيل UMZCH الشهير على TDA7294. تستخدم بطارية السيارة 12 فولت كمصدر حالي. جميع البيانات في الصور أدناه.
- 02.08.2015
بمناسبة مع ثلاثة أرقام. في هذه الحالة ، يحدد أول رقمين الجزء العشري ، وآخر رقم هو الأس في الأساس 10 ، للحصول على تصنيف picofarad. يشير الرقم الأخير "9" إلى الأس "-1". إذا كان الرقم الأول "0" ، فإن السعة أقل من 1pF (010 = 1.0pF). بمناسبة بأربعة أرقام. هذه العلامة مشابهة لتلك الموصوفة أعلاه ، ...
- 19.10.2016
هذه الدوائر البسيطة عبارة عن مستشعرات ضوئية ، تستخدم المقاوم الضوئي كعنصر استشعار. الدائرة الأولى عبارة عن مستشعر خافت ، والثانية هي الإضاءة. عندما يصطدم الضوء بمقاوم ضوئي ، فإنه يغير المقاومة ، وكلما زاد الضوء ، قلت المقاومة وزاد انخفاض الجهد عبره. عندما يزداد انخفاض الجهد ، يفتح الترانزستور ، ويتم تنشيط التتابع. عتبة...
- 28.04.2015
MAX9721 هو مكبر صوت سماعة رأس استريو ثابت الكسب. تم تصميم IC خصيصًا للاستخدام في المعدات المحمولة صغيرة الحجم. يستخدم MAX9721 تقنية DirectDrive للعمل على مصدر واحد لحمل مؤرض بدون مكثفات اقتران. يحتوي IC على ثلاثة مكاسب للحفاظ على المكونات الخارجية إلى الحد الأدنى: MAX9721A: -2V / V MAX9721B: -1.5V / V MAX9721C: ...
- 19.01.2016
LA4743B هو مضخم طاقة رباعي القنوات تم تطويره بواسطة SANYO لتطبيقات صوت السيارة. بجهد إمداد اسمي يبلغ 14.4 فولت من الشبكة الداخلية ، فإن الدائرة المصغرة قادرة على تطوير طاقة تصل إلى 45 واط لكل قناة. تحتوي الدائرة المصغرة على حماية مدمجة ضد مخرجات ماس كهربائى ، وحماية ضد ارتفاع درجة الحرارة ، ووظيفة توهين الإشارة ، وإيقاف التشغيل إلى وضع الاستعداد ...
يتعلق الاختراع بمجال الهندسة الكهربائية وهو مخصص للاستخدام في إمدادات الطاقة الثانوية للأجهزة وأجهزة القياس. والنتيجة التقنية هي انخفاض في قيمة الطاقة النشطة المستهلكة وزيادة استقرار جهد الخرج. يتكون محول الجهد من قسمين متطابقين من وحدة التخميد للجهد الزائد ، مصنوعين على شكل مكثف ومقاوم متصلان في سلسلة ، متصلان على التوالي بكلا الأسلاك بين المحطات لتوصيل مصدر الطاقة ومدخلات الأول والثاني مقومات الجسر ، يتم توصيل خرج المقوم الأول بالتوازي مع إدخال مثبت الجهد ، وفي كلا السلكين عند إخراج المعدل الثاني ، يتم إدخال عنصري التحكم الأول والثاني ، والتي يتم توصيلها في سلسلة مع المدخلات من مثبت الجهد. 2 مريض.
رسومات براءة اختراع RF 2513185
المجال التقني
ينتمي محول الجهد غير المحول إلى مجال الهندسة الكهربائية وهو مخصص للاستخدام في إمدادات الطاقة الثانوية للأدوات ومعدات القياس ، على وجه الخصوص ، لتشغيل عدادات الكهرباء الإلكترونية ، ومقاييس الفولتميتر الإلكترونية ، ومرحلات الحماية والأتمتة المختلفة التي تعمل من شبكة يتم التحكم فيها.
فن مسبق
مصادر الطاقة معروفة (Horowitz P.، Hill W. فن الدوائر. في 3 مجلدات. T.1. مترجم من اللغة الإنجليزية - الطبعة الرابعة. منقح ومضاف. - م: مير ، 1993. - 413 ص ، ص ، الشكل 1.80) ، الذي يحتوي على محول طاقة ، مقوم ، مرشح تنعيم ، منظم جهد تعويض من نوع متسلسل ، حيث يتم توصيل عنصر التنظيم في سلسلة مع الحمل ويلعب دور مقاومة الصابورة المتحكم فيها. يسمح لك وجود مثبت الجهد التعويضي بالحصول على جهد إمداد ثابت ، ويسمح لك وجود محول بالحصول على استهلاك منخفض للطاقة النشطة ، وإذا لزم الأمر ، قم بتوصيل السلك المحايد للشبكة بنقطة مصدر مشتركة. ومع ذلك ، فإن وجود المحولات هو العيب الرئيسي لهذه المصادر ، مما يزيد من حجمها وتكلفتها.
يُعرف أيضًا المحول غير المحول على ترانزستور MOS (دوائر إمداد الطاقة Schreiber G. 300. مقومات. تبديل مزودات الطاقة. المثبتات والمحولات الخطية: مترجمة من الفرنسية - M: DMK ، 2000. - 224 ثانية: سيء. (للمساعدة هواة الراديو) ، الشكل 246) ، الذي يحتوي على مقوم جسر كامل الموجة ، ومقاوم تبريد ، ومرشح ، ومثبت حدودي على الصمام الثنائي زينر ، ومصدر جهد مرجعي ، ومضخم تشغيلي مزدوج ، وعنصر منظم ، وفلطية رئيسية مقسم. مبدأ تشغيل المحول غير المحول على ترانزستور MOS هو أنه في بداية كل نصف موجة ، يقوم الجهد المعدل من خلال عنصر تنظيم مفتوح بشحن مرشح سعوي متصل بالحمل. عندما يصل المقاوم في مقسم الجهد إلى قيمة الجهد المرجعي ، يغلق مكبر التشغيل عنصر التحكم ، وتتوقف شحنة المرشح السعوي. العيب الرئيسي لمصدر الطاقة هذا هو وجود تموجات عند الخرج ، مما يؤدي إلى تفاقم تشغيل معظم أجهزة القياس ، وعدم وجود جهد ثابت لإحدى نقاط الإخراج بالنسبة إلى جهد التيار الكهربائي.
أقرب حل تقني للجهاز المقترح هو مصدر طاقة بدون محول (وصف الاختراع لبراءة اختراع الاتحاد الروسي رقم 2077111 ، MPK6 H02M 7/155 ، G05F 1/585 ، الأولوية 06/01/1993. تم النشر في 04 / 10/1997 ، Bull. No. 10) ، حيث تتكون وحدة التخميد للجهد الزائد من قسمين بمقاومات متساوية للتيار المتردد ، كل قسم من وحدة التخميد للجهد الزائد مصنوع على شكل مقاوم ومكثف متصل في سلسلة ، نقطة الاتصال المشتركة التي تتصل بالمحطة المقابلة لتوصيل مصدر الطاقة ، والمحطات الحرة للمكثفات والمقاومات ، القسمان الأول والثاني من وحدة التخميد للجهد الزائد متصلان بمدخلات مقومات الجسر الأول والثاني ، على التوالي ، في حين أن مخرجات مقومات الجسر الأول والثاني موصولة بالتوازي وبالتوازي ومتصلة من خلال مرشح لمثبت الجهد. يتكون مثبت الجهد من مرحلتين ، حيث يتم عمل المرحلة الأولى من المثبت على الصمام الثنائي zener ، وتحتوي المرحلة الثانية من المثبت على عنصر قيادة على الصمام الثنائي zener ، ووحدة التثبيت الحالية لعنصر القيادة و يتم تغذية مكبر الصوت التشغيلي من المرحلة الأولى. يتم توصيل المدخلات العكسية لمضخم التشغيل من خلال المقاوم الأول بالمحطة لتوصيل الحمل الأول ، ومن خلال المقاوم الثاني يتم توصيله بالطرف لتوصيل الحمل الثاني ، والذي يتم توصيله أيضًا بطرف خرج التيار وحدة التثبيت لعنصر القيادة ، يتم توصيل المدخلات غير المقلوبة للمضخم من خلال المقاومات الثالثة والرابعة بمقاومات متساوية للأطراف لتوصيل مصدر الطاقة ، ويتم توصيل خرج مضخم التشغيل بالطرف لتوصيل الأول حمولة. في مصدر طاقة بدون محولات مع مثبت على مرحلتين ، يتم ضمان ثبات عالٍ لجهد الإمداد ويتم تثبيت إمكانات أحد أطراف الخرج بالنسبة إلى نقطة "الصفر الاصطناعي" بإمكانية نصف جهد إمداد التيار الكهربائي ، و العيب الرئيسي لمصدر الطاقة هذا هو استهلاك طاقة نشط كبير.
إفشاء الاختراع
الهدف من الاختراع هو إنشاء محول جهد بدون محول مع مقوم كامل الموجة وتثبيت إمكانات إحدى نقاط الخرج بالنسبة إلى جهد التيار الكهربائي ، حيث يتم تقليل قيمة الطاقة النشطة المستهلكة واستقرار زيادة الجهد الناتج.
يتم حل المهمة في محول جهد بدون محول يحتوي على قسمين من وحدة التخميد للجهد الزائد بمقاومات متساوية للتيار المتردد ، ومعدلين للموجة الكاملة ، ومرشح ، وعنصري تحكم ، ومضخمين تشغيليين ، ومثبت الجهد ، كل قسم من الجهد الزائد يتم تصنيع وحدة التخميد في سلسلة من المقاوم المتصل ومكثف متصل بنقطة مشتركة إلى الطرف المقابل لتوصيل مصدر الطاقة ، والمحطات الحرة للمكثفات في كلا القسمين والمقاومات لكلا القسمين من وحدة التخميد للجهد الزائد متصلة على التوالي لمدخلات مقومات الجسر الأول والثاني ؛ يتم توصيل خرج المقوم الأول من خلال مرشح بالتوازي ووفقًا لمدخل مثبت الجهد ، يتم توصيل خرج المعدل الثاني من خلال عنصري التحكم الأول والثاني المتصلين في سلسلة ووفقًا لمدخلات مثبت الجهد ، على التوالي ، متصل في الأسلاك الأولى والثانية ، يتكون عنصر التحكم الأول على قناة n ، ترانزستور MOS من النوع المستنفد أو ترانزستور تأثير المجال n-channel ، عنصر التحكم الثاني مصنوع في حقل p-channel تأثير الترانزستور يتكون مثبت الجهد من مرحلتين ، حيث تحتوي المرحلة الأولى على العقدتين الأولى والثانية متصلتين بالتوازي وبالتوازي ، يتم عمل العقدة الأولى على شكل اتصال متسلسل من الصمام الثنائي الأول زينر ويتم إدخال المقاوم الأول ، تتكون العقدة الثانية المقدمة في شكل سلسلة اتصال من الصمام الثنائي زينر الثاني والمقاوم الثاني ، وإجمالي نقطة اتصال الكاثود لأول صمام زينر عند العقدة الأولى والمقاوم الثاني في العقدة الثانية متصل بـ السلك الأول عند خرج مقوم الجسر الأول ، متصل أيضًا بمصدر الترانزستور MOS الأول من نوع القناة n ، ونقطة الاتصال المشتركة لأنود الصمام الثنائي زينر الثاني في العقدة الثانية والمقاوم الأول عند يتم توصيل العقدة الأولى بالسلك الثاني عند إخراج مقوم الجسر الأول ، وهو متصل أيضًا بمصدر ترانزستور تأثير المجال الثاني للقناة p ؛ يتم توصيل استنزاف الترانزستور MOS من النوع الأول من نوع القناة n واستنزاف القناة الثانية FET على التوالي بالسلكين الأول والثاني عند إخراج المعدل الثاني ؛ يتم التحكم في أول ترانزستور MOS من النوع المستنفد من النوع n من خلال أول مضخم تشغيلي تم إدخاله ، حيث يتم توصيل مخرجات الطاقة بمخرجات أول صمام ثنائي زينر في العقدة الأولى من المرحلة الأولى من جهاز التثبيت ، وهو المدخل المقلوب لـ يتم توصيل مكبر الصوت الأول من خلال المقاومات الثالثة والرابعة ذات المقاومات المتساوية بمخرجات أول صمام ثنائي زينر ، والمدخل غير المقلوب والمضخم الأول من خلال المقاومات ذات المقاومة المتساوية متصل بالأطراف لتوصيل مصدر الطاقة ، وإخراج مكبر الصوت الأول متصل ببوابة التحكم لأول ترانزستور MOS مستنفد من قناة n ؛ يتم التحكم في الترانزستور ذو التأثير الميداني الثاني من خلال مضخم التشغيل الثاني المقدم ، حيث يتم توصيل مخرجات الطاقة الخاصة بمخرجات الصمام الثنائي زينر الثاني في العقدة الثانية من المرحلة الأولى من المثبت ، والمدخلات المقلوبة من يتم توصيل مكبر الصوت الثاني بإخراج مصدر الجهد المرجعي الذي تم إدخاله ، ويتم توصيل المدخلات غير المقلوبة للمكبر الثاني بنقطة الاتصال المشتركة لأنود أول صمام ثنائي زينر والمقاوم الأول في العقدة الأولى من المرحلة الأولى من المثبت ، يتم توصيل خرج مكبر الصوت الثاني ببوابة التحكم في ترانزستور تأثير مجال القناة الثانية ؛ تتكون المرحلة الثانية من المثبت وفقًا لمخطط منظم الجهد المتسلسل وتتكون من عنصر قيادة على الصمام الثنائي زينر ، ووحدة تثبيت التيار لعنصر القيادة ومضخم تشغيلي يعمل بالطاقة من خرج المرحلة الأولى من المثبت ، أي يتم تغذيته من أول صمام ثنائي زينر في العقدة الأولى للمرحلة الأولى من المثبت ، وهو مدخل غير مقلوب لمكبر الصوت في المرحلة الثانية من المثبت ، وهو متصل بالمدخل غير المقلوب للمدخل الأول. مكبر للصوت ، متصل أيضًا من خلال مقاومات ذات مقاومات متساوية للأطراف لتوصيل مصدر الطاقة ، يتم توصيل المدخلات المقلوبة للمضخم في المرحلة الثانية من المثبت من خلال المقاومات إلى المحطات لتوصيل الأحمال الأولى والثانية ، الإخراج للتوصيل يتم توصيل الحمل الثاني أيضًا بطرف الإخراج لوحدة التثبيت الحالية لعنصر القيادة ، ويتم توصيل خرج مكبر الصوت في المرحلة الثانية من المثبت بالإخراج لتوصيل الحمل الأول.
يرجع ذلك إلى تنفيذ وحدة التخميد للجهد الزائد في شكل قسمين متطابقين مع مقاومة متساوية للتيار المتردد ، والتي يتم إجراؤها في شكل توصيل متسلسل لمكثف ومقاوم ، مدرجين على التوالي في كلا الأسلاك بين المحطات من أجل توصيل مصدر الطاقة ومدخلات مقومات الجسر الأول والثاني ، وإدخال كلا السلكين عند خرج مقوم الجسر الثاني في سلسلة مع مدخلات مثبت الجهد للعناصر التنظيمية الأولى والثانية ، والتي يتم التحكم فيها على التوالي بواسطة أدخلت مكبرات الصوت التشغيلية الأولى والثانية ، مما يجعل مثبت الجهد على مرحلتين ، وتتكون المرحلة الأولى منها من العقدتين الأولى والثانية متصلة بشكل متوازٍ ومتوازي ، وتحتوي على التوالي على ثنائيات زينر الأولى والثانية ، ومنهما الأولى والثانية يتم تشغيل المضخمات التشغيلية ، على التوالي ، من خلال إدخال المقاومات المقابلة ومصدر الجهد المرجعي ، وكذلك تنفيذ المرحلة الثانية من المثبت مع وحدة التثبيت الحالية لعنصر القيادة على الصمام الثنائي زينر ومضخم التشغيل الذي يتم تغذيته من أول صمام ثنائي زينر في العقدة الأولى للمرحلة الأولى من المثبت ، مع الاتصال أعلاه للعناصر فيما بينها ومع عناصر أخرى من الدائرة ، يتم إجراء تصحيح كامل الموجة ، والتماثل الأولي لجهد الخرج في الأول مرحلة المثبت وتثبيت إمكانات أحد أطراف الخرج للجهاز المقترح في المرحلة الثانية من المثبت بالنسبة للنقطة مع إمكانية نصف جهد إمداد الشبكة ، ينخفض استهلاك الطاقة النشط ، ويحسن الاستقرار من جهد الخرج.
في الواقع ، يؤدي إدخال عنصري التحكم الأول والثاني ، اللذان يؤديان وظيفة مقاومات الصابورة المتحكم فيها ، إلى تقليل التيار في الدوائر باستخدام مقاومات التبريد ، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة النشط.
يوفر تقسيم وحدة التخميد للجهد الزائد إلى قسمين والتغيير المتزامن في مقاومة العنصر التنظيمي الأول الذي يتحكم فيه مكبر التشغيل الأول بالنسبة للتغير في مقاومة العنصر التنظيمي الثاني تناسقًا أوليًا لجهد الخرج لـ المرحلة الأولى من المثبت بالنسبة للنقطة التي لديها احتمال نصف جهد الإمداد للشبكة ، واستخدام مكبر تشغيلي في المرحلة الثانية من المثبت ، مدعومًا بأول صمام زينر في العقدة الأولى من الأولى تسمح لك مرحلة المثبت بتتبع إمكانات أحد أطراف الخرج للجهاز بالنسبة إلى النقطة مع احتمال نصف جهد إمداد الشبكة.
يتيح لك إدخال المقاوم الأول في العقدة الأولى للمرحلة الأولى من المثبت ، بالإضافة إلى مصدر الجهد المرجعي ومضخم تشغيلي ثانٍ يتحكم في العنصر التنظيمي الثاني ، الحفاظ على تيار إدخال مباشر في العقدة الأولى من المرحلة الأولى من المثبت ، تساوي نسبة الجهد المرجعي إلى مقاومة المقاوم الأول ، وتقليل تموج الجهد عند خرج المرحلة الأولى من المثبت ، أي تقليل تموج الجهد عند أول صمام زينر في العقدة الأولى للمرحلة الأولى من جهاز التثبيت ، والتي يتم تشغيل مكبر الصوت التشغيلي منها في المرحلة الثانية من جهاز التثبيت.
يتيح تنفيذ المرحلة الثانية من المثبت مع وحدة التثبيت الحالية لعنصر القيادة استبعاد تموجات جهد الخرج الناتجة عن بعض إزاحة جهد الخرج لأول صمام ثنائي زينر في الوحدة الأولى من المرحلة الأولى من المثبت بالنسبة إلى النقطة ذات الإمكانات التي تبلغ نصف جهد الإمداد للشبكة.
وصف مختصر للرسومات.
يوضح الشكل 1 مخطط الدائرة للجهاز المقترح. يحتوي الجهاز على قسمين متطابقين 1 من وحدة قمع الجهد الزائد 2 ، مقومان للجسر 3 و 4 ، مرشح 5 ، مثبت الجهد 6 ، يتم إدخال عنصري تحكم ، يتم إجراء أول عنصر تحكم على ترانزستور MOS ذي قناة n 7 من النوع المستنفد (أو ترانزستور تأثير المجال ذي القناة n) ، يتم إجراء عنصر التحكم الثاني على ترانزستور تأثير المجال ذي القناة p 8 ، ويتم إدخال مكبر التشغيل الأول 9 والمضخم التشغيلي الثاني 10.
القسم 1 العقدة 2 قمع الجهد الزائد ، يتكون من مكثف 11 ومقاوم 12 ، متصل من ناحية بالمطاريف 13 و 14 لتوصيل الشبكة ، ومن ناحية أخرى متصلة بمدخلات مقومات الجسر 3 و 4 ، والمكثفات 11 متصلة بمدخل مقوم الجسر الأول 3 ، والمقاومات 12 متصلة بمدخل مقوم الجسر الثاني 4.
يتم توصيل خرج مقوم الجسر الأول 3 عبر المرشح 5 بالتوازي مع إدخال منظم الجهد 6 وبالتوازي معه.
مثبت الجهد 6 يتكون من مرحلتين. تحتوي المرحلة الأولى من منظم الجهد 6 على العقدة الأولى 15 والعقدة الثانية 16 ، والتي يتم توصيلها بالتوازي وبالتوازي. تتكون العقدة الأولى 15 على شكل اتصال تسلسلي من الصمام الثنائي زينر 17 والمقاوم الأول المقدم 18. تتكون العقدة الثانية المقدمة 16 في شكل توصيل متسلسل من الصمام الثنائي زينر 19 والمقاوم 20.
في السلكين الأول والثاني عند خرج مقوم الجسر الثاني 4 ، يتم توصيل الترانزستورات 7 و 8 وفقًا لمدخل منظم الجهد 6 ومتسلسلًا على التوالي .17 في العقدة الأولى 15 والمقاوم 20 في العقدة الثانية 16 من المرحلة الأولى من المثبت 6 ، وكذلك السلك الأول عند خرج المعدل الأول 3.
يتم توصيل استنزاف الترانزستور 8 بالسلك الثاني عند إخراج المقوم الثاني 4. يتم توصيل مصدر الترانزستور 8 بنقطة الاتصال المشتركة للمقاوم 18 في العقدة الأولى 15 وأنود الصمام الثنائي زينر 19 في العقدة الثانية 16 من المرحلة الأولى من المثبت 6 ، وكذلك السلك الثاني عند إخراج المعدل الأول 3.
يتم توصيل مخرجات الطاقة للمضخم التشغيلي 9 بصمام زينر 17 ، المدخل غير المقلوب للمضخم 9 من خلال المقاومات 21 و 22 ذات المقاومة المتساوية متصل بالمطاريف 13 و 14 لتوصيل الشبكة ، المدخل المقلوب للمضخم يتم توصيل مكبر الصوت 9 من خلال مقاومات الإدخال 23 و 24 بمقاومات متساوية بأطراف الصمام الثنائي زينر 17 في العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى من المثبت 6 ، ويتم توصيل خرج مكبر الصوت 9 ببوابة التحكم في الترانزستور 7.
يتم توصيل مخرجات الطاقة للمضخم التشغيلي 10 بصمام zener diode 19 ، والمدخل المقلوب لمكبر الصوت 10 متصل بإخراج مصدر الجهد المرجعي 25 ، المصنوع على الصمام الثنائي zener 26 والمقاوم المحدد 27 ، غير- المدخل المقلوب للمضخم 10 متصل بنقطة الاتصال المشتركة لأنود الصمام الثنائي زينر 17 والمقاوم 18 في العقدة الأولى 15 المرحلة الأولى من المثبت 6 ، خرج مكبر الصوت 10 متصل ببوابة التحكم من الترانزستور 8.
تتكون المرحلة الثانية من منظم الجهد 6 وفقًا للمخطط المعروف جيدًا لمنظم الجهد المتسلسل ويتكون من عنصر قيادة على الصمام الثنائي zener 28 ، وهو عقدة 29 لتثبيت تيار عنصر القيادة ، المصنوع على الترانزستور 30 ، المقاومات 31 ، 32 ، 33 والصمام الثنائي 34 ، باعث تابع على الترانزستور 35.
تحتوي المرحلة الثانية من المثبت 6 أيضًا على مضخم تشغيلي 36 ، يتم تشغيله بواسطة صمام زينر 17 في العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى من جهاز التثبيت 6. المدخلات غير المقلوبة لمكبر الصوت 36 من خلال المقاومات 21 و 22 على قدم المساواة يتم توصيل المقاومة بالمطاريف 13 و 14 لتوصيل الشبكة ، والمدخل المقلوب للمكبر 36 متصل من خلال المقاومات 37 و 38 بأطراف الخرج 39 و 40 على التوالي ، ومخرج مكبر التشغيل 36 متصل بطرف الخرج 39.
بالإضافة إلى ذلك ، للحد من انخفاض الجهد الأقصى بين استنزاف ومصدر الترانزستور 7 ، يتم توصيل المقاوم 41 ، ويتم توصيل المقاوم 42 بين الصرف ومصدر الترانزستور 8. يتم اختيار المقاومات 41 و 42 بمقاومات متساوية.
مبدأ تشغيل الجهاز على النحو التالي.
يتم تطبيق جهد التيار الكهربائي على المحطتين 13 و 14 للجهاز ، ويتم تقليله بواسطة المكثفات 11 والمقاومات 12 في كلا القسمين 1 من وحدة التخميد للجهد الزائد 2 ، ويتم تصحيحه بواسطة مقومات الموجة الكاملة الأولى والثانية 3 و 4 ، و يتم تقليله أيضًا بواسطة الترانزستورات الأولى والثانية 7 و 8 ، والتي يتم التحكم فيها على التوالي بواسطة مكبرات الصوت التشغيلية الأولى والثانية 9 و 10 ، وبعد ذلك يتم تنعيمها بواسطة مرشح 5 ، وتثبيتها في مثبت على مرحلتين 6 وتغذيتها إلى محطات الإخراج 39 و 40.
تحتوي المرحلة الأولى من المثبت 6 على عقدتين 15 و 16 متصلتين بالتوازي ، حيث يتم اختيار ثنائيات زينر 17 و 19 بجهد تثبيت متساوي ، ويتم اختيار مقاومة المقاوم 18 بشكل أقل بكثير من مقاومة المقاوم 20 ، لذا فإن تيار الإدخال في العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى من المثبت 6 أكبر بكثير منه في العقدة الثانية 16.
تيار الإدخال في العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى من المثبت 6 يساوي مجموع التيارات المصححة من مخرجات المعدلين الأول والثاني 3 و 4 والمزاح في الطور بمقدار 90 درجة بالنسبة لبعضهما البعض. يتم تشكيل إنزياح الطور للتيار عند خرج المقوم الأول 3 بالنسبة للتيار عند خرج المقوم الثاني 4 بسبب انزياح التيار في المكثف 11 بمقدار 90 درجة بالنسبة للتيار في المقاوم 12 . يتدفق تيار مصحح كامل الموجة عند خرج المعدل الأول 3 ، وتتناسب قيمته الآنية مع مقاومة المكثفات 11 ، ويتدفق التيار المعدل عند خرج المعدل الثاني 4 ، القيمة اللحظية لـ والتي تتناسب مع مجموع مقاومات المقاومات 12 والمقاومات المتغيرة للترانزستورات 7 و 8 ، والتي تلعب دور مقاومات الصابورة المتحكم فيها.
يتحكم التغيير في مقاومة الترانزستور 8 في مضخم التشغيل 10 ، والذي يعمل على مبدأ التغذية المرتدة. يتم توفير الجهد عبر المقاوم 18 ، بما يتناسب مع تيار الإدخال في العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى من المثبت 6 ، إلى المدخلات غير المقلوبة لمكبر التشغيل 10 ومقارنتها مع القيمة المرجعية للجهد المرجعي على زينر الصمام الثنائي 26 ، المزود لإدخال معكوس لمضخم التشغيل 10. عندما تتغير القيمة اللحظية لجهد التيار الكهربائي من خرج مكبر التشغيل 10 ، يتم تطبيق جهد تحكم على بوابة الترانزستور 8 ، وتغيير مقاومتها بحيث انخفاض الجهد عبر المقاوم 18 في العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى من المثبت 6 يتم الحفاظ عليه عند مستوى الجهد المرجعي المحدد بواسطة الصمام الثنائي zener 26. أي عند القيمة الفعالة الاسمية لجهد التيار الكهربائي ، المدخلات التيار في العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى من المثبت 6 ، الذي يمر عبر المقاوم 18 والصمام الثنائي زينر 17 دون توصيل الحمل ، يميل إلى أن يكون له قيمة ثابتة مساوية لنسبة الجهد المرجعي على الصمام الثنائي زينر 26 لمقاومة المقاوم 18. وبالتالي ، فإن الحفاظ على قيمة ثابتة لتيار الإدخال في العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى من المثبت 6 يسمح بتقليل تموج الجهد على الصمام الثنائي zener 17 ، والذي منه مكبر التشغيل 36 تعمل بالطاقة في المرحلة الثانية من المثبت 6.
بالتزامن مع التغيير في مقاومة الترانزستور 8 ، تتغير مقاومة الترانزستور 7. يتم التحكم في التغيير في مقاومة الترانزستور 7 بواسطة مكبر التشغيل 9 ، والذي يعمل على مبدأ التغذية المرتدة. إذا كانت إمكانات نقطة التوصيل المشتركة للمقاومات 21 و 22 في مقسم الجهد الرئيسي في النصف تعتبر إمكانات نقطة "الصفر الاصطناعي" ، فإن التغيير المتزامن في مقاومة الترانزستور 7 بالنسبة للتغير في المقاومة يتم توفير الترانزستور 8 عندما تكون إمكانات نقطة الاتصال المشتركة للمقاومات 23 و 24 مع مقاومات متساوية في جهد الخرج المقسم على الصمام الثنائي زينر 17 من العقدة الأولى 15 من المرحلة الأولى للمثبت 6 تساوي إمكانات نقطة "الصفر الاصطناعي".
يتم توفير إمكانات نقطة التوصيل المشتركة للمقاومات 23 و 24 للمدخل المقلوب لمكبر التشغيل 9 ومقارنتها بإمكانية نقطة "الصفر الاصطناعي" عند الإدخال غير المقلوب لمكبر التشغيل 9 ، و يتم توفير جهد التحكم من خرج مكبر التشغيل 9 إلى بوابة الترانزستور 7 ، وتغيير مقاومته بحيث تميل إمكانية نقطة الاتصال المشتركة للمقاومات 23 و 24 إلى أن تكون ثابتة بالنسبة لإمكانية "الصفر الاصطناعي" ". وبالتالي ، يتم توفير تناسق أولي لجهد الخرج على الصمام الثنائي zener 17 في المرحلة الأولى من المثبت 6 بالنسبة لنقطة "الصفر الاصطناعي".
في المرحلة الثانية من المثبت 6 ، يقوم مكبر التشغيل 36 ، الذي يتم تغذيته من الصمام الثنائي زينر 17 ، وفقًا لمبدأ التغذية المرتدة ، بإصلاح إمكانات نقطة الوسط للمقاومين 37 و 38 في مقسم جهد الخرج بالنسبة إلى "الصفر الاصطناعي" "النقطة عندما تنعكس قطبية جهد إمداد الدخل للشبكة وعوامل أخرى مزعزعة للاستقرار. بالإضافة إلى ذلك ، للتخلص من الاعتماد على جهد خرج المثبت 6 ، المرتبط بالتغيير المحتمل في التيار في الصمام الثنائي زينر 28 عندما يتغير الجهد بين كاثودات ثنائيات زينر 17 و 28 ، فإن وحدة التثبيت الحالية 29 بوصة يتم استخدام الصمام الثنائي زينر 28 بناءً على دائرة المرآة الحالية مع العناصر 30 ، 31 ، 32 ، 33 ، 34 ، حيث يكون تيار المجمع للترانزستور 30 مستقلًا عن جهد قاعدة المجمع.
مع المقاومات المتساوية 37 و 38 ، يكون جهد الخرج للمصدر عند الأطراف 39 و 40 متماثلًا بالنسبة إلى "الصفر الاصطناعي". إذا كان المقاوم 37 قصير الدائرة ، فإن إمكانات المحطة 39 ستكون مساوية لـ "الصفر الاصطناعي".
للحد من انخفاض الجهد الأقصى بين الصرف ومصدر الترانزستور 7 ، يتم توصيل المقاوم 41 ، ويتم توصيل المقاوم 42 بين الصرف ومصدر الترانزستور 8. يتم اختيار المقاومات 41 و 42 بمقاومات متساوية.
نظرًا لأن الترانزستورات ذات التأثير الميداني للقناة p 7 لها جهد انهيار منخفض ، يمكن أيضًا صنع عنصر التنظيم الثاني على ترانزستور MOS ذي القناة p.
يوضح الشكل 2 جزءًا من مخطط الدائرة باستخدام ترانزستور MOS 43 من القناة p كعنصر تحكم ثانٍ ، يتم التحكم فيه بواسطة مكبر تشغيلي 10. في هذه الحالة ، يتم إدخال محول جهد متكامل 44 ، أطراف الإدخال الخاصة به متصل بالتوازي مع الصمام الثنائي زينر 19 ، والمكثفات 45 و 46. مخرجات الطاقة لمكبر التشغيل 10 موصولة ، على التوالي ، بالكاثود في الصمام الثنائي زينر 19 وإخراج المحول 44 بقطبية سالبة من جهد الخرج.
قابلية التطبيق الصناعي.
أكدت اختبارات عينات النموذج الأولي للجهاز المقترح أدائه الكامل وحل المهمة وإمكانية التطبيق الصناعي.
مطالبة
محول الجهد غير المحول يحتوي على قسمين متطابقين من وحدة التخميد للجهد الزائد مع مقاومات متساوية للتيار المتردد ، كل قسم من وحدة التخميد للجهد الزائد مصنوع على شكل مقاوم ومكثف متصل في سلسلة ، متصل بنقطة مشتركة إلى الطرف المقابل لتوصيل مصدر الطاقة ، يتم توصيل المحطات الحرة للمكثفات لكلا القسمين والمحطات الحرة للمقاومات لكلا القسمين من وحدة التخميد للجهد الزائد على التوالي بمدخلات مقومات الجسر الأول والثاني ، ومخرجات الأول و يتم توصيل مقومات الجسر الثاني بشكل موازٍ ومتصلة من خلال مرشح لمثبت الجهد ، ويتم عمل مثبت الجهد على مرحلتين مع وحدة التثبيت الحالية لعنصر القيادة على الصمام الثنائي زينر ومضخم تشغيلي يعمل بالطاقة من المرحلة الأولى من المثبت ، يتم توصيل المدخلات غير المقلوبة للمضخم من خلال مقاومات ذات مقاومات متساوية بالأطراف لتوصيل مصدر الطاقة ، والمدخل المقلوب للمضخم من خلال المقاومات متصل بالأطراف لتوصيل الأحمال الأولى والثانية ، يتم توصيل طرف توصيل الحمل الثاني أيضًا بإخراج وحدة التثبيت الحالية لعنصر القيادة ، ويتم توصيل خرج مكبر الصوت التشغيلي بالإخراج لتوصيل الحمل الأول ، ويتميز بمخرج مقوم الجسر الثاني يتم توصيله من خلال عنصري التحكم الأول والثاني المتصلين في سلسلة ومتصلين في الأسلاك الأولى والثانية ، على التوالي ، بإدخال مثبت الجهد على مرحلتين ، حيث يتم إجراء عنصر التحكم الأول على ترانزستور تأثير المجال ذي القناة n ، وعنصر التحكم الثاني مصنوع على ترانزستور تأثير المجال ذي القناة p ، وتتكون المرحلة الأولى من المثبت من العقدتين الأولى والثانية المتصلة بالتوازي وبالتوازي ، وتتكون عقدة التثبيت الأولى على شكل تسلسلي توصيل أول صمام ثنائي زينر والمقاوم الأول الذي تم إدخاله ، يتم إجراء عقدة التثبيت الثانية المقدمة على شكل اتصال تسلسلي من الصمام الثنائي زينر الثاني والمقاوم الثاني ، ونقطة الاتصال المشتركة للكاثود لأول صمام زينر في يتم توصيل العقدة الأولى والمقاوم الثاني في العقدة الثانية للمرحلة الأولى من المثبت بمصدر أول ترانزستور تأثير المجال ذي القناة n المتصل أيضًا بالسلك الأول عند خرج مقوم الجسر الأول ، الاتصال المشترك يتم توصيل نقطة المقاوم الأول في العقدة الأولى وأنود الصمام الثنائي زينر الثاني في العقدة الثانية للمرحلة الأولى من المثبت بمصدر الترانزستور ذو التأثير الميداني الثاني للقناة p ، والمتصل أيضًا بالسلك الثاني عند إخراج مقوم الجسر الأول ، يتم توصيل تصريف أول قناة n واستنزاف الترانزستورات الثانية ذات التأثير الميداني للقناة على التوالي بالسلكين الأول والثاني عند إخراج مقوم الجسر الثاني ، بوابة التحكم من أول ترانزستور تأثير المجال n-channel متصل بإخراج أول مضخم تشغيلي تم إدخاله ، والذي يؤدي إليه مصدر إمداد الطاقة ، بالإضافة إلى خيوط إمداد الطاقة لمضخم التشغيل في المرحلة الثانية من جهاز التثبيت ، المتصل بـ أطراف أول صمام ثنائي زينر في العقدة الأولى للمرحلة الأولى من المثبت ، يتم توصيل المدخلات المقلوبة للمضخم الأول بأطراف أول صمام زينر في العقدة الأولى للمرحلة الأولى من المثبت ، غير - يتم توصيل المدخلات العاكسة للمضخم الأول بالمدخل غير العكسي لمكبر التشغيل في المرحلة الثانية من المثبت ، كما يتم توصيله من خلال مقاومات ذات مقاومات متساوية للأطراف لتوصيل مصدر الطاقة ، بوابة التحكم يتم توصيل ترانزستور تأثير المجال الثاني للقناة p بإخراج مكبر التشغيل الثاني الذي تم إدخاله ، حيث يتم توصيل محطات الطاقة الخاصة به بأطراف الصمام الثنائي زينر الثاني في العقدة الثانية من المرحلة الأولى من المثبت ، غير - يتم توصيل المدخلات العاكسة للمضخم الثاني بنقطة الاتصال المشتركة لأنود أول صمام ثنائي زينر والمقاوم الأول في العقدة الأولى من المرحلة الأولى من المثبت ، والمدخل المقلوب للمكبر الثاني متصل بالإخراج من مصدر الجهد المرجعي المقدم.
