3.1.2. Принципиальная схема импульсного повышающего стабилизатора на ис tl494
Рис. 39
В некоторых случаях необходимо, чтобы выходное напряжение стабилизатора было выше входного. На рис. 39 приведена структурная схема импульсного параллельного стабилизатора повышающего типа.
В данном импульсном стабилизаторе при открытом ключевом элементе КЭ ток от источника Uвх протекает через дроссель L1, запасая в нем энергию. Диод VD1 при этом закрыт. Ток в нагрузку в этот промежуток времени поступает только от конденсатора С1.
На рис. 39 указано: VD1-КД212А; VD2-2Д2998Б; VТ1-IRFP540; C1, C2-2200 мк×40 В;C3-10 мк×63В; C4-0,1мк; C5, C6-3300 мк×63 В; C7-4700; С8-0,1 мк; С9-1000 мк×25 В; FU1-MF R400; R1-1 кОм, 0,25 Вт; R2-750 Ом, 0,25 Вт; R3-30 кОм, 0,125 Вт; R4-1 М, 0,125 Вт; R5-47 кОм, 0,125 Вт; R6-4,7 кОм, 0,125 Вт; R7-4,7 кОм; R8-150 кОм, 0,125 Вт; R9-4,7 кОм, 0,125 Вт; L1-80 мкГн; I-1,4 А; Uвх =24 В; Uвых =26,5…50 В.
В следующий момент, когда КЭ закрывается, энергия дросселя L1 отдается в нагрузку. При этом выходное напряжение будет больше входного. В отличие от понижающего стабилизатора (рис. 38) здесь дроссель не является элементом фильтра, а выходного напряжение становится больше входного на величину, которая определяется индуктивностью дросселя L1 и скважностью работы ключевого элемента КЭ.
В стабилизаторе на рис. 39 применены, в основном, те же радиоэлементы, что и в ранее рассмотренном.
Основные технические характеристики повышающего стабилизатора:
Входное напряжение – 24 В;
Выходное напряжение – 26,5…50 В;
Максимальный ток нагрузки ( при Uвых = 50 В) – 1,4 А;
Амплитуда пульсаций выходного напряжения – не более 200 мВ;
Нестабильность выходного при изменении тока нагрузки и температуры окружающей среды – 1,5 %;
Среднее значение КПД при максимальном токе нагрузки во всем интервале выходного напряжения – порядка 9,2 %;
Частота преобразования – 15 кГц;
Диапазон рабочей температуры – от −25 до +85 ºС;
Амплитуда пульсаций выходного напряжения стабилизатора при максимальной нагрузке – порядка 200 мВ.
Уменьшить пульсации можно, увеличив емкость выходного фильтра. Для более «мягкого» запуска между общим проводом и не инвертирующим входом усилителя ошибки № 1 (вывод 1) включен конденсатор С9. Для защиты стабилизатора от перегрузки по току можно применить функциональный узел, приведенный на рис. 38.
Дроссель L2 такой же, как и в схеме понижающего стабилизатора, VT1 – n- канальный полевой транзистор IRF540 с параметрами: Uси = 100 В, Icи =28 А, Rси = 0,077 Ом (максимальные значения). Резисторы – С2-33Н. Конденсаторы С1, С2, С3, С5, С6, С8, С9 – К50-35; С4, С7, С8 – К10-17. Переменные резисторы – СП5-3 или СП5-2ВА. Транзистор VT1 следует установить на радиатор с площадью эффективной поверхности не менее 100 см2. Можно применить более дешевый n-канальный полевой транзистор, конечно, с некоторым ухудшением технических характеристик стабилиза-тора. Первое включение лучше сделать при небольшой нагрузке 0,1…0,2 А и минимальном выходном напряжении, затем медленно увеличивать выходное напряжение и ток нагрузки до максимальных значений.
Если повышающий и понижающий стабилизаторы будут работать от одного источника напряжения, то их частоту преобразования можно засинхронизировать. В [13] приведена схема синхронизации двух микросхем TL494. Для этого в ведомом стабилизаторе нужно удалить времязадающие резисторы и конденсатор и замкнуть выводы 6 и 14 микросхемы, а выводы 5 микросхем обоих стабилизаторов соединить между собой.
В стабилизаторе повышающего типа дроссель L2 не участвует в сглаживании пульсации выходного постоянного напряжения. В стабилиза-торах повышающего типа для качественной фильтрации выходного постоянного напряжения необходимо применять выходные фильтры с достаточно большими значениями L и С . Это приводит к увеличению массы и габаритов фильтра и устройства в целом. Поэтому удельная мощность понижающего стабилизатора больше, чем повышающего.