2.6. Примеры использования специальных микросхем в импульсных стабилизаторах

Применение интегральных микросхем, специально разрабо­танных для ИВЭП и содержащих несколько функциональных уз­лов, позволяет повысить надежность и улучшить массогабаритные показатели ИСН (особенно маломощных).

На рис. 2.18 приведена схема ИСН понижающего типа с применением в схеме управления микросхемы К142ЕП1 (DA). В качестве регулирующего элемента используется составной тран­зистор VT₃, VT₄ (при U_п = 27₄⁷ В и I_н = (13) А, в качестве VT₃, VT₄ могут быть применены транзисторы КТ803А и КТ630Б). Резистор R₆ включен для подачи отпирающего тока в базу составного транзи­стора

R₆ = (U_п  U_п  U_ЭБ3  U_ЭБ4) h_{21Э3 min} h_{21Э4 min} / I_{К max},

где U_ЭБ3, U_ЭБ4, h_21Э3 min, h_21Э4 min  соответственно напряжения эмит­тер-база и минимальные коэффициенты передачи открытых тран­зисторов VT₃, VT₄, I_К max  максимальный коллекторный ток VT₃.

Форсированное закрывание составного транзистора, осуще­ствляется подачей запирающего тока от дополнительного источника напряжения E_доп через резистор R₃ и насыщенный транзистор VT₂. Сопротивление резистора R₃ рассчитывается по формуле

R₃ = (E_доп  2U_пр  U_{КЭ нас}) / I_зап,

где U_пр  падение напряжения в прямом направлении на диодах VD₁, VD₂, необходимых для защиты транзисторов VT₃, VT₄ от обрат­ного напряжения; U_КЭ нас  напряжение насыщения транзистора VT₂, I_зап = (25) I_K m / (h_21Э3 min h_21Э4 min)  запирающий ток.

Рис. 2.18. Схема стабилизатора понижающего типа с микросхемой К142ЕП1

Выбор и расчет элементов R₁, R₂, R₄, R₅ и VT₁, VT₂ может быть проведен по мето­дике в разделе 2.2. Транзистор VT₅ необхо­дим для подачи напряже­ния питания на микросхему, конденсаторы C₁, С₂ емкостью (25) мкф осуществляют фильтрацию напряжений, a C₃ необходим для устранения самовозбуждения и подбирается экспериментально в пределах (10005600) пф. Сопротивления ре­зисторов R₇, и R₈ со­ответственно равны 3 и 10 кОм. Расчет выход­ного делителя R₉, R₁₀, R_P может быть проведен по методике п. 1.2.6; при этом ток через делитель должен быть равен (или более) 1,5 мА; напряжение на ре­зисторе R₉ должно регулироваться в пределах (1,53) В (при от­ключенном выводе 13). Силовая часть стабилиза­тора может быть рассчитана по методике, изложенной в разделе 2.3.

Поскольку в данной схеме отсутствует задающий генератор, то ИСН работает в релейном режиме.

На рис. 2.19 приведена схема ИСН повышающего типа с пас­сивным запиранием регулирующего транзистора (VT₂, VT₃), управ­ление которым осуществляется транзистором VT₁ от внешнего задающего генератора (ЗГ) или выходного транзистора микро­схемы К142ЕП1. Назначение элементов VT₄, C₁, C₂, R₃, R₄, R_P такое же, как и аналогичных элементов на рис. 2.18. Резистор R₂ служит для подачи модулированного по длительности напряжения на вы­ходной транзистор микросхемы.

Рис. 2.19. Схема стабилизатора повышающего типа с микросхемой К142ЕП1

С применением микросхемы К142ЕП1 может быть построена также схема ИСН инвертирующего типа (рис. 2.20). В отличие от двух предыдущих схем здесь питание усилителя постоянного тока (УПТ) и триггера микросхемы осуществляется через внутренний транзистор (выводы 1, 2, 16) микросхемы. Регулирующий транзи­стор (VT₂, VT₃) ИСН управляется транзисторами VT₁, VT₄ и выход­ным напряжением (с вывода 11) микросхемы.

К недостаткам схем ИСН с применением микросхемы К142ЕП1 относятся:

 большой коэффициент усиления УПТ микросхемы, значе­ние которого не может регулироваться внешними элементами из-за отсутствия внешнего отвода с выхода УПТ;

 входное напряжение микросхемы должно иметь малую ам­плитуду пульсации, что приводит к увеличению коэффициента сглаживания фильтра, т.е. увеличению его габаритов и массы (осо­бенно при больших мощностях);

 включение конденсаторов для устранения самовозбужде­ния ИСН вызывает существенное ухудшение его динамических характеристик;

 очень трудно осуществить широтно-импульсную модуля­цию подачей на выводы 14, 15 синхронизирующего напряжения также из-за большого коэффициента усиления УПТ;

 при малых выходных мощностях (25) Вт потребляемая микросхемой мощность существенно снижает КПД стабилизатора.

Рис. 2.20. Схема стабилизатора инвертирующего типа с микросхемой К142ЕП1