Trafosuz DC-AC dönüştürücü. En basit transformatörsüz darbe voltajı dönüştürücüleri. Kmop elemanlarına dayalı ana osilatörlü dönüştürücü-invertörler

Transformatörsüz (ve boğucu olmayan) bir sistem temelinde mevcut mikro devreleri seçerken, en popüler ikisine odaklanacağız - bunlar NE555 zamanlayıcı ve ses amplifikatörü op amp LM386. Bu yazımızda her birinin bu işlevlerdeki yeteneklerini belirlemek için deneyler yapacağız. NE555 bipolar zamanlayıcılar, çeşitli DC-DC dönüştürücülerin jeneratörlerinde ve çoğunlukla invertör devrelerinde yaygın olarak kullanılır. Ancak çok popüler olan bir diğer çip olan LM386 bu cihazda iyi bir çözüm olabilir. Sonuçların aynı zamanda bu çiplerin spesifik üreticisine ve beraberindeki bileşenlerin kalitesine de bağlı olduğu hemen belirtilmelidir. Gerilim kaybını minimumda tutmak için yalnızca Schottky diyotları kullanacağız.

NE555 ve LM386'nın temel karşılaştırması

1. Besleme voltajı aralığı NE555, 4,5 ila 16 V arasında uzanır ancak yüksek frekanslarda maksimum değerlere yakın kullanılması sorunlara neden olabilir. LM386N1'in tam besleme voltajı aralığı 4 ila 15 V'tur ve LM386N4'ün tam besleme voltajı aralığı 4 ila 22 V'dir. Dolayısıyla LM386N4, daha yüksek giriş besleme voltajlarını işleyebilmesi nedeniyle NE555'e göre bir avantaja sahiptir. NE555'in akım çekişi tipik olarak 3-6 mA iken LM386'nınki tipik olarak 4 - 8 mA'dır - burada NE555'in küçük bir avantajı vardır.
2. Maksimum çıkış akımı NE555, 200 mA olarak derecelendirilmiştir ve çıkış transistörleri arasındaki voltaj düşüşü ±100 mA'da yaklaşık 2 V'tur, bu da onun daha yüksek akımlarda kullanılmasını etkisiz hale getirir. Karşılaştırıldığında, LM386N1'in 9V ve 8 ohm'da 0,7W çıkışa sahip olması ve LM386N4'ün 16V'de 1W çıkışı olması nedeniyle LM386'nın maksimum çıkış akımı NE555'ten çok daha yüksektir. Bu sonuçlar AB sınıfı amplifikatörler için klasik formüle dayanmaktadır. Maksimum çıkış voltajı salınımı ve tepe çıkış akımı kullanılarak.
3. Maksimum güç dağıtımı Dip8 paketindeki NE555 yalnızca 600MW, LM386 ise 1,25W'tır. Bu, bir op amp'in bir zamanlayıcıya göre önemli bir avantaja sahip olduğu yerdir.

Pratik deneyler

Testlerimiz için giriş besleme voltajını 10 volta çıkaracağız. DC-DC dönüştürücülerin frekansı, mümkün olan maksimum çalışma frekanslarından önemli ölçüde daha düşük olan yaklaşık 25 kHz'e (T = 40 μs) ayarlanacaktır. LM386 devrelerindeki A ve B noktaları üretimi kontrol etmek için kullanılabilir. Devredeki tüm dirençler 0,25 W, ±%5, elektrolitik olmayan tüm kapasitörler ise 30 V, ±%10 seramiktir.

Farklı devrelerdeki dönüştürücülerin karşılaştırılması

Güç kaynağındaki voltajın iki katına çıkarılması artı

Çiftleme devreleri, Schmitt tetikleyicili basit bir osilatör olarak NE555 dönüştürücüyü kullanır. Frekans, yük akımına hafif bir bağımlılıkla R1 ve C1 tarafından ayarlanır. Aşağıdaki resimdeki dönüştürücü LM386'yı temel almaktadır.

Tablo 1, birkaç farklı yük direncinde dönüştürücülerin çıkış gerilimlerini karşılaştırmaktadır. LM386'nın daha yüksek yük akımlarında daha yüksek gerilimler sağladığı görülmektedir. LM386 çıkış aşaması daha yüksek maksimum çıkış akımı sağladığından ve daha düşük voltaj düşüşüne sahip olduğundan bu beklenen bir durumdur.

Pozitif güce çevirme

Tablo 2, NE555 ve LM386 pozitif çevirici güç kaynakları için birkaç farklı yük direncindeki çıkış voltajını karşılaştırmaktadır. LM386 ses amplifikatörü bir kez daha yüke daha fazla güç sağlamayı başardı.

Pozitif güce iki katına çıkma ve tersine çevirme

Önceki dönüştürücü devrelerini birleştirip iki çıkış voltajı üreten bir tasarım geliştirebiliriz. NE555 devresi, LM386 op amp kullanan devreye kıyasla daha düşük toplam çıkış akımı ve gücü sağlar. Sonuç - LM386'nın NE555'e göre gözle görülür avantajları vardır.

Bu bölümde öncelikle genellikle kare darbe üreteci ve gerilim çarpanından oluşan transformatörsüz gerilim dönüştürücüleri ele alacağız. Genellikle bu şekilde, gözle görülür kayıplar olmadan voltajı birkaç kattan fazla artırmak ve ayrıca dönüştürücünün çıkışında farklı işaretli bir voltaj elde etmek mümkündür. Bu tür dönüştürücülerin yük akımı son derece küçüktür - genellikle birimler, daha az sıklıkla onlarca mA.

Transformatörsüz voltaj dönüştürücülerin ana osilatörü, temel elemanı 1 (Şekil 1.1) simetrik bir multivibratör temelinde yapılan standart bir devreye göre yapılabilir. Örnek olarak blok elemanları aşağıdaki parametrelere sahip olabilir: R1=R4=1 kOhm; R2=R3=10 kOhm; C1=C2=0,01 µF. Transistörler düşük güçlüdür, örneğin KT315. Çıkış sinyalinin gücünü arttırmak için standart bir amplifikatör bloğu 2 kullanıldı.

Pirinç. 1.1. Transformatörsüz dönüştürücülerin temel elemanlarının şemaları: 1 - ana osilatör; 2 - tipik amplifikatör bloğu

Transformatörsüz bir voltaj dönüştürücü iki tipik elemandan oluşur (Şekil 1.2): bir ana osilatör 1 ve bir itme-çekme amplifikatör anahtarı 2 ve ayrıca bir voltaj çarpanı (Şekil 1.1, 1.2). Dönüştürücü 400 Hz frekansında çalışır ve 12,5 V çıkış voltajı sağlar

100 mA'e kadar yük akımında 22 V voltaj (eleman parametreleri: R1=R4=390 Ohm, R2=R3=5,6 kOhm, C1=C2=0,47 μF). Blok 1'de KT603A - B transistörleri kullanılır; blok 2'de - GT402V(G) ve GT404V(G).

Gerilim iki katına çıkan transformatörsüz bir dönüştürücünün şeması

Standart bir bloğa dayalı voltaj dönüştürücü devreleri

Yukarıda açıklanan standart blok temelinde oluşturulan voltaj dönüştürücü (Şekil 1.1), Şekil 1'de gösterildiği gibi farklı polaritelerdeki çıkış voltajlarını elde etmek için kullanılabilir. 1.3.

İlk seçenek için çıkışta -1-10 B ve -10 B gerilimleri üretilir; ikincisi için - -1-20 B ve -10 B, cihaz 12 B kaynağından beslendiğinde.

Tiratronlara yaklaşık 90 B voltajla güç sağlamak için, Şekil 1'e göre bir voltaj dönüştürücü devresi kullanılır. 1.4 ana osilatör 1 ve eleman parametreleri ile: R1=R4=1 kOhm,

R2=R3=10 kOhm, C1=C2=0,01 µF. Burada yaygın olarak bulunan düşük güçlü transistörler kullanılabilir. Çarpan 12'lik bir çarpma faktörüne sahiptir ve mevcut besleme voltajıyla yaklaşık 200 V'luk bir çıkış beklenebilir, ancak gerçekte kayıplar nedeniyle bu voltaj yalnızca 90 V'tur ve yük akımının artmasıyla değeri hızla düşer.

Pirinç. 1.4. Çok kademeli çarpanlı gerilim dönüştürücü devresi

Pirinç. 1.5. Gerilim invertör devresi

Tersine çevrilmiş bir çıkış voltajı elde etmek için standart üniteye dayalı bir dönüştürücü de kullanılabilir (Şekil 1.1). Cihazın çıkışında (Şekil 1.5), besleme voltajının tersi olan bir voltaj üretilir. Mutlak değerde bu voltaj, yarı iletken elemanlardaki voltaj düşüşünden (gerilim kaybı) dolayı, besleme voltajından biraz daha düşüktür. Devre besleme voltajı ne kadar düşük ve yük akımı ne kadar yüksek olursa bu fark o kadar büyük olur.

Gerilim dönüştürücü (iki kat) (Şekil 1.6) bir ana osilatör 1 (Şekil 1.1'de 1), iki amplifikatör 2 (Şekil 1.1'de 2) ve bir köprü doğrultucu (VD1 -VD4) içerir.

Blok 1: R1=R4=100 Ohm; R2=R3=10 kOhm; C1=C2=0,015 µF, transistörler KT315.

Birincil devreden ikincil devreye iletilen gücün, dönüşümün çalışma frekansı ile orantılı olduğu, dolayısıyla artmasıyla eş zamanlı olarak kapasitörlerin kapasitansının ve dolayısıyla cihazın boyutlarının ve maliyetinin azaldığı bilinmektedir.

Bu dönüştürücü 12 B'lik (yüksüz) bir çıkış voltajı sağlar. 100 Ohm yük direnciyle çıkış voltajı 11 B'ye düşer; 50 Ohm'da - 10 B'ye kadar; ve 10 Ohm'da - 7 B'ye kadar.

Pirinç. 1.6. Yüksek Güç Gerilimi Çiftleyici Devresi

Çok kutuplu çıkış gerilimleri elde etmek için dönüştürücü devresi

Gerilim dönüştürücü (Şekil 1.7), çıkışta ortak bir orta noktaya sahip iki zıt polarize gerilim elde etmenizi sağlar. Bu tür voltajlar genellikle işlemsel yükselteçlere güç sağlamak için kullanılır. Çıkış gerilimleri mutlak değer olarak cihazın besleme gerilimine yakındır ve değeri değiştiğinde aynı anda değişir.

Transistör VT1 - KT315, diyotlar VD1 ve U02-D226.

Blok 1: R1=R4=1,2 kOhm; R2=R3=22 kOhm; C1=C2=0,022 µF, transistörler KT315.

Blok 2: transistörler GT402, GT404.

Çiftleyicinin çıkış empedansı 10 Ohm'dur. Boş modda, C1 ve C2 kapasitörlerindeki toplam çıkış voltajı, 33 mA akım tüketimiyle 19,25 V'tur. Yük akımı 100 mA'den 200 mA'ya çıktığında bu gerilim 18,25 B'den 17,25 B'ye düşer.

Gerilim dönüştürücünün ana osilatörü (Şekil 1.8) iki /SHO/7 elemanı üzerinde yapılmıştır. Çıkışına VT1 ve VT2 transistörlerini kullanan bir amplifikasyon aşaması bağlanır. Dönüşüm kayıpları dikkate alınarak cihazın çıkışındaki ters voltaj, girişten yüzde birkaç (veya düşük voltaj beslemesiyle yüzde onlarca) daha azdır.

Pirinç. 1.8. CMOS elemanlarını temel alan ana osilatörlü bir voltaj dönüştürücü-invertörün devresi

Benzer bir dönüştürücü devresi aşağıdaki şekilde gösterilmektedir (Şekil 1.9). Dönüştürücü, /SMO/7 çipinde bir ana osilatör, VT1 ve VT2 transistörlerinde bir amplifikasyon aşaması, çıkış darbe voltajını iki katına çıkarmak için devreler, kapasitör filtreleri ve bir çift zener diyotuna dayalı yapay bir orta nokta oluşturmak için bir devre içerir. Dönüştürücünün çıkışında aşağıdaki voltajlar üretilir: 13...15 mL yük akımında -i-15 B ve 5 mA yük akımında -15 B.

İncirde. Şekil 1.10, transformatörsüz bir voltaj dönüştürücünün çıkış düğümünün bir diyagramını göstermektedir. Bu düğüm aslında

CMOS elemanlarını temel alan bir ana osilatörle çok kutuplu gerilimler üretmek için gerilim dönüştürücü devresi

Pirinç. 1.10. Transformatörsüz voltaj dönüştürücünün çıkış aşamasının şeması

bir güç amplifikatörüdür. Kontrol etmek için ^0 kHz frekansında çalışan bir puls üreteci kullanabilirsiniz.

Yüksüz olarak, böyle bir güç amplifikatörüne sahip bir dönüştürücü, yaklaşık 5 mA'lık bir akım tüketir. Çıkış voltajı 18 B'ye yaklaşıyor (besleme voltajının iki katı). 120 mA yük akımıyla çıkış voltajı 20 mV dalgalanma seviyesinde 16 B'ye düşer. Cihazın verimliliği yaklaşık %85, çıkış empedansı ise yaklaşık 10 Ohm'dur.

Düğüm CMOS elemanlarını kullanan bir ana osilatörden çalıştığında, R1 ve R2 dirençlerinin kurulumu gerekli değildir, ancak mikro devrenin çıkış akımını sınırlamak için, çıkışının bir direnç aracılığıyla bir transistör güç amplifikatörüne bağlanması tavsiye edilir. birkaç kOhm'luk direnç.

Değişkenleri kontrol etmek için basit bir voltaj dönüştürücü devresi, çeşitli dergilerde birçok kez çoğaltılmıştır. Dönüştürücü 9B'den beslendiğinde 20 V üretir ve böyle bir devre Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.11. VT1 ve VT2 transistörlerine dikdörtgene yakın bir puls üreteci monte edilmiştir. VD1 - VD4 diyotları ve C2 - C5 kapasitörleri bir voltaj çarpanı oluşturur ve R5 direnci ve VD5, VD6 zener diyotları parametrik bir voltaj dengeleyici oluşturur.

Pirinç. 1.11. Varikaplar için voltaj dönüştürücü devresi

Pirinç. 1.12. CMOS çipinde voltaj dönüştürücü devresi

Minimum sayıda ataşmanla yalnızca bir K561LN2 mikro devresini kullanan basit bir voltaj dönüştürücü, Şekil 2'deki şemaya göre monte edilebilir. 1.12.

Dönüştürücünün farklı besleme gerilimleri ve yük akımlarındaki ana parametreleri Tablo 1.1'de verilmiştir.

Tablo 1.1. Gerilim dönüştürücü parametreleri (Şekil 1.12)

Kalk		Uout, V

Bipolar voltaj sürücüsünün çıkış aşamasının şeması

Bir seviyeli bir voltajı iki kutuplu bir çıkış voltajına dönüştürmek için, Şekil 1'deki devreye göre çıkış kademeli bir dönüştürücü kullanılabilir. 1.13. Dönüştürücünün giriş voltajı 5 B ile, çıkış voltajları 30 mA yük akımında -i-8 B ve -8 B'dir. Dönüştürücünün verimliliği %75 idi. Gerilim çarpanı doğrultucuda Schottky diyotlar kullanılarak verim değeri ve çıkış gerilimi arttırılabilir. Besleme voltajı 9 B'ye çıktığında çıkış voltajı 15 B'ye çıkar.

2N5447 transistörünün yaklaşık bir analogu KT345B'dir; 2N5449 - KT340B. Ayrıca devrede daha yaygın elemanları, örneğin KT315, KT361 gibi transistörleri de kullanabilirsiniz.

Darbe voltaj çarpanları prensibine dayalı voltaj dönüştürücü devreleri için çok çeşitli dikdörtgen sinyal üreteçleri kullanılabilir. Bu tür jeneratörler genellikle KR1006VI1 mikro devresi üzerine kuruludur (Şekil 1.14). Bu mikro devrenin çıkış akımı oldukça büyüktür (100 mA) ve genellikle ek amplifikasyon aşamaları olmadan bunu yapmak mümkündür. DA1 çipindeki (KR1006VI1) jeneratör, tekrarlama oranı R1, R2, C2 elemanları tarafından belirlenen dikdörtgen darbeler üretir. Mikro devrenin 3 numaralı piminden gelen bu darbeler voltaj çarpanına beslenir. Gerilim çarpanının çıkışına dirençli bir bölücü R3, R4 bağlanır, buradan voltaj DA1 mikro devresinin "sıfırlama" girişine (pim 4) beslenir. Bu bölücünün parametreleri, çıkış voltajının mutlak değerde giriş voltajını (besleme voltajı) aşması durumunda üretim duracak şekilde seçilir. Çıkış voltajının tam değeri, R3 ve R4 dirençlerinin dirençleri seçilerek ayarlanabilir.

KR1006VI1 mikro devresinde ana osilatörlü bir voltaj dönüştürücü-invertörün şeması

Dönüştürücü - voltaj invertörünün özellikleri (Şekil 1^14) tabloda verilmiştir. 1.2.

Aşağıdaki şekil, KR1006VI1 mikro devresini temel alan başka bir voltaj dönüştürücü devresini göstermektedir (Şekil 1.15). Ana osilatörün çalışma frekansı 8 kHz'dir. Çıkışında bir transistör amplifikatörü ve voltaj ikiye katlama devresine göre monte edilmiş bir doğrultucu vardır. 12 B güç kaynağı voltajıyla dönüştürücünün çıkışı 20 B'dir. Dönüştürücünün kayıpları, voltaj çiftleyici doğrultucunun diyotları arasındaki voltaj düşüşünden kaynaklanır.

Tablo 1.2. Gerilim dönüştürücü-invertörün özellikleri (Şekil 1.14)

Yukarı, V		Tüketim, mA

KR1006VI1 mikro devreli ve güç amplifikatörlü voltaj dönüştürücü devresi

Aynı mikro devreye dayanarak (Şekil 1.16), bir voltaj invertörü oluşturulabilir. Dönüşümün çalışma frekansı 18 kHz, görev döngüsü 1,2'dir.

Diğer benzer cihazlarda olduğu gibi, dönüştürücünün çıkış voltajı da önemli ölçüde yük akımına bağlıdır.

Akımı düzeltmek için TTL ve /SMOG/ mikro devreleri kullanılabilir. Konuyu geliştiren, bu fikrin yazarı D. Cuthbert, GG//-mikro devrelere dayanan transformatörsüz bir voltaj dönüştürücü-invertör önerdi (Şekil 1.17).

Cihaz iki mikro devre içerir: DDI ve DD2. Bunlardan ilki, çıkışına DD1.3 - DDI.6 invertörünün bağlı olduğu 7 kHz frekanslı (DDI .1 ve DDI .2 elemanları) kare darbe üreteci olarak çalışır. İkinci çip (DD2) alışılmadık bir şekilde bağlanmıştır (şemaya bakınız): işlevi yerine getirir

Negatif polarite voltaj sürücü devresi

Pirinç. 1.17. İki mikro devreyi temel alan voltaj invertör devresi

diyotlar Dönüştürücünün yük kapasitesini arttırmak için tüm evirici elemanları paralel olarak bağlanır.

Bu dahil edilmenin bir sonucu olarak, cihazın çıkışında, besleme voltajına yaklaşık olarak eşit (mutlak değerde) ters bir voltaj-U elde edilir. 74NS04'lü bir cihazın besleme voltajı 2 ila 7 V arasında olabilir. Yaklaşık bir yerli analog, K555LN1 tipi bir GG//-yongadır (daha dar bir besleme voltajı aralığında çalışır) veya /SMOS/-yongalar ve KR1564LN1'dir.

Dönüştürücünün maksimum çıkış akımı 10 mA'ya ulaşır. Yük kapalıyken cihaz neredeyse hiç akım tüketmez.

Yukarıda tartışılan /SL//0/7 elemanlarının giriş ve çıkışlarında bulunan koruyucu diyotlar /C/WO/7-yongalarının kullanılması fikrinin geliştirilmesinde, iki DDI ve üzerinde yapılmış bir voltaj dönüştürücünün çalışmasını ele alalım ve K561LA7 tipi DD2 mikro devreleri (radar .1.18). Bunlardan ilki 60 kHz frekansında çalışan bir jeneratörü bir araya getiriyor. İkinci mikro devre, köprü yüksek frekanslı doğrultucunun işlevini yerine getirir.

Pirinç. 1.18. İki K561LA7 mikro devresinde doğru polarite dönüştürücünün şeması

CMOS çipindeki küçük boyutlu akım anahtarı

Anahtar, CMOS invertörlerini temel alan bir ana osilatör ile yapılır. Otomatik osilatörün frekansı C2-R1 değerlerine bağlıdır. Yalıtımlı kapı FET statik yük ile çalıştırıldığından ve fazla akım gerektirmediğinden…….

Karşılaştırıcıdaki voltaj dengeleyici Ana teknik özellikler: Çıkış voltajı, V ……………………………………………………. 5 Yük akımı, A …………………………………………………………………… 2 Dalgalanma gerilimi, mV …………………………………… …… ……..50 Stabilizasyon katsayısı……………………………………………………………….100 Anahtarlama frekansı, kHz …………………………… …………………………………..25 Gerilim stabilizatörü aşağıdaki şekilde çalışır. Karşılaştırıcı testere dişi referans voltajını karşılaştırır…….

Aydınlatma ağından yüke sağlanan voltajı azaltmak için kapasitörlerin kullanılması uzun bir geçmişe sahiptir. 50'li yıllarda radyo amatörleri, radyolar için transformatörsüz güç kaynaklarında, seri olarak bağlanan kapasitörleri yaygın olarak kullandılar.

Frekans dönüştürücüde üç seviyeli bir invertörün kullanılması, sistem voltajını artırmanıza olanak tanır. Besleme ağına enerji geri kazanımı gerekmiyorsa, üç fazlı köprülerin seri bağlantısıyla 12 darbeli bir diyot doğrultucunun kullanılması tavsiye edilir. Eğer…….

Buluş, elektrik mühendisliği alanıyla ilgilidir ve aletler ve ölçüm ekipmanları için ikincil güç kaynaklarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Teknik sonuç, aktif güç tüketimi değerinde bir azalma ve çıkış voltajının stabilitesinde bir artıştır. Gerilim dönüştürücü, seri bağlı bir kapasitör ve direnç şeklinde yapılmış, sırasıyla güç kaynağını ve birinci ve ikinci köprünün girişlerini bağlamak için terminaller arasına her iki kabloya bağlanan aşırı gerilim bastırma ünitesinin iki özdeş bölümünden oluşur. doğrultucular, birinci doğrultucunun çıkışı, voltaj dengeleyicinin girişine paralel olarak bağlanır ve ikinci doğrultucunun çıkışındaki her iki kabloya da, girişe seri olarak bağlanan birinci ve ikinci düzenleyici elemanlar eklenir. Gerilim dengeleyici. 2 hasta.

RF patenti 2513185 için çizimler

Teknoloji alanı

Transformatörsüz bir voltaj dönüştürücü, elektrik mühendisliği alanına aittir ve aletler ve ölçüm ekipmanları için ikincil güç kaynaklarında, özellikle elektronik elektrik sayaçlarına, elektronik voltmetrelere, kontrollü bir ağdan beslenen çeşitli koruma ve otomasyon rölelerine güç sağlamak için kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

Önceki Teknik

Güç kaynakları bilinmektedir (Horowitz P., Hill W. The Art of Circuit Design. 3 ciltte. Cilt 1. İngilizceden çevrilmiştir - 4. baskı. revize edilmiş ve eklenmiştir. - M.: Mir, 1993. - 413 s. III) ., Şekil 1.80), bir güç transformatörü, bir doğrultucu, bir yumuşatma filtresi, bir seri tip kompanzasyon voltaj stabilizatörü içeren, kontrol elemanının yüke seri olarak bağlandığı ve kontrollü bir balast direncinin rolünü oynadığı. Bir dengeleme voltajı dengeleyicisinin varlığı, sabit bir besleme voltajı elde etmenizi sağlar ve bir transformatörün varlığı, düşük aktif güç tüketimi elde etmenize ve gerekirse ağın nötr telini ortak bir kaynak noktasına bağlamanıza olanak tanır. Ancak bu tür kaynakların ana dezavantajı, boyutlarını ve maliyetlerini artıran bir transformatörün varlığıdır.

MOS transistörünü temel alan transformatörsüz bir dönüştürücü de bilinmektedir (Schreiber G. 300 güç kaynağı devreleri. Doğrultucular. Anahtarlama güç kaynakları. Doğrusal stabilizatörler ve dönüştürücüler: Fransızcadan çeviri - M.: DMK, 2000. - 224 s.: hasta. ( Radyo amatörlerine yardımcı olmak için), Şekil 246), bir tam dalga köprü doğrultucu, bir sönümleme direnci, bir filtre, bir zener diyot üzerinde bir parametrik stabilizatör, bir referans voltaj kaynağı, bir ikili işlemsel amplifikatör, bir düzenleme elemanı ve bir düzenleme elemanı içerir. ağ voltaj bölücü. MOS transistörünü temel alan transformatörsüz bir dönüştürücünün çalışma prensibi, her yarım dalganın başlangıcında, doğrultulmuş voltajın, açık bir kontrol elemanı aracılığıyla yüke bağlı kapasitif bir filtreyi şarj etmesidir. Gerilim bölücüdeki direnç referans gerilim değerine ulaştığında, işlemsel yükselteç düzenleme elemanını kapatır ve kapasitif filtrenin şarjı durur. Böyle bir güç kaynağının ana dezavantajı, çoğu ölçüm ekipmanının performansını bozan çıkışta dalgalanmaların varlığı ve çıkış noktalarından birinin şebeke voltajına göre sabit bir potansiyelinin bulunmamasıdır.

Önerilen cihaza en yakın teknik çözüm, transformatörsüz bir güç kaynağıdır (Buluşun, Rusya Federasyonu No. 2077111, MPK6 N02M 7/155, G05F 1/585, öncelik 06/01/1993 patentine göre açıklaması. Yayın tarihi 04/10) /1997, Bülten No. 10), burada Aşırı gerilim bastırma ünitesi eşit alternatif akım dirençlerine sahip iki bölümden oluşur ve aşırı gerilim bastırma ünitesinin her bölümü seri bağlı bir direnç ve kondansatör formunda yapılır; ortak bağlantı noktası güç kaynağının bağlanması için karşılık gelen terminale bağlanır ve kapasitörlerin ve dirençlerin serbest terminalleri, aşırı gerilim söndürme ünitesinin birinci ve ikinci bölümleri sırasıyla birinci ve ikinci köprü redresörlerinin girişlerine bağlanır. birinci ve ikinci köprü redresörlerinin çıkışları uygun ve paralel olarak bağlanır ve bir filtre aracılığıyla bir voltaj dengeleyiciye bağlanır. Voltaj dengeleyici iki aşamalı yapılır; burada dengeleyicinin ilk aşaması bir zener diyot üzerinde yapılır ve dengeleyicinin ikinci aşaması, tahrik elemanının akımını stabilize etmek için bir ünite olan bir zener diyot üzerinde bir tahrik elemanı içerir. ve birinci aşamadan güç alan bir operasyonel amplifikatör. İşlemsel yükselticinin evirici girişi, birinci direnç aracılığıyla birinci yükü bağlamak için terminale bağlanır ve ikinci direnç aracılığıyla ikinci yükü bağlamak için terminale bağlanır, ayrıca akım stabilizasyon ünitesinin çıkış terminaline de bağlanır. tahrik elemanı, amplifikatörün evirmeyen girişi, güç kaynağını bağlamak için pimlere eşit dirençlere sahip üçüncü ve dördüncü dirençler aracılığıyla bağlanır, işlemsel amplifikatörün çıkışı, birinci yükü bağlamak için pime bağlanır. İki aşamalı dengeleyiciye sahip transformatörsüz bir güç kaynağı, besleme voltajının yüksek stabilitesini sağlar ve çıkış terminallerinden birinin potansiyelini, ağın besleme voltajının yarısı potansiyeli ile "yapay sıfır" noktasına göre sabitler ve ana böyle bir güç kaynağının dezavantajı büyük aktif güç tüketimidir.

Buluşun Açıklanması

Buluşun amacı, tam dalga doğrultuculu, çıkış noktalarından birinin potansiyelini şebeke voltajına göre sabitleyen, aktif güç tüketiminin değerinin azaltıldığı ve çıkışın kararlılığının sağlandığı transformatörsüz bir voltaj dönüştürücü oluşturmaktır. voltaj arttırılır.

Sorun, eşit alternatif akım direncine sahip bir aşırı gerilim bastırma ünitesinin iki bölümünü, iki tam dalga doğrultucuyu, bir filtreyi, iki kontrol elemanını, iki operasyonel yükselteci ve bir voltaj dengeleyiciyi ve her bir bölümü içeren transformatörsüz bir voltaj dönüştürücüde çözülür. aşırı gerilim bastırma ünitesi, güç kaynağının bağlanması için ilgili terminale ortak bir nokta ile bağlanan direnç ve kapasitör seri bağlı olarak tasarlanmıştır; her iki bölümün kapasitörlerinin serbest terminalleri ve aşırı gerilim bastırma ünitesinin her iki bölümünün dirençleri, sırasıyla birinci ve ikinci köprü redresörlerinin girişlerine bağlanır; birinci doğrultucunun çıkışı bir filtre aracılığıyla paralel olarak ve voltaj dengeleyicinin girişine uygun olarak bağlanır, ikinci doğrultucunun çıkışı sırasıyla birinci ve ikinci kablolara yerleştirilen birinci ve ikinci düzenleyici elemanlar aracılığıyla bağlanır. seri ve voltaj dengeleyicinin girişine uygun olarak ve ilk düzenleme elemanı n-kanallı tükenme tipi MOS transistörü veya n-kanallı alan etkili transistör üzerinde yapılır, ikinci kontrol elemanı bir p-kanallı alan üzerinde yapılır - efekt transistörü; voltaj dengeleyici iki aşamalı yapılır; burada birinci aşama, buna göre ve paralel olarak bağlanan birinci ve ikinci düğümleri içerir, ilk düğüm, birinci zener diyotunun ve verilen ilk direncin seri bağlantısı şeklinde yapılır. , tanıtılan ikinci düğüm, ikinci zener diyotun ve ikinci direncin seri bağlantısı şeklinde yapılır ve birinci düğümdeki birinci zener diyotun katodunun ve ikinci düğümdeki ikinci direncin ortak bağlantı noktası birinci köprü doğrultucunun çıkışındaki birinci kabloya bağlanır ve bu aynı zamanda birinci n-kanallı tükenme tipi MOS transistörün kaynağına da bağlanır, ikinci düğümdeki ikinci zener diyotun anodunun ortak bağlantı noktası ve birinci düğümdeki birinci direnç, birinci köprü doğrultucunun çıkışındaki ikinci kabloya bağlanır, ayrıca ikinci p-kanalı alan etkili transistörün kaynağına da bağlanır; birinci n-kanallı tükenme tipi MOSFET'in drenajı ve ikinci p-kanallı alan etkili transistörün drenajı, ikinci redresörün çıkışındaki sırasıyla birinci ve ikinci kablolara bağlanır; birinci n-kanallı tükenme tipi MOS transistörü, güç pinleri stabilizatörün birinci aşamasının ilk düğümündeki birinci zener diyotun terminallerine bağlanan, tanıtılan birinci operasyonel amplifikatör tarafından kontrol edilir; birinci amplifikatör, birinci zener diyotun terminallerine, eşit dirençlere sahip üçüncü ve dördüncü dirençler aracılığıyla bağlanır, evirmeyen giriş, birinci amplifikatör, güç kaynağını bağlamak için terminallere eşit dirençlere sahip dirençler aracılığıyla bağlanır, çıkış birinci amplifikatörün birinci n-kanallı tükenme tipi MOS transistörünün kontrol kapısına bağlanır; ikinci p-kanalı alan etkili transistör, güç pinleri stabilizatörün birinci aşamasının ikinci düğümündeki ikinci zener diyotun terminallerine bağlanan ikinci işlemsel amplifikatör tarafından kontrol edilir; ikinci amplifikatör, verilen referans voltaj kaynağının çıkışına bağlanır, ikinci amplifikatörün evirmeyen girişi, birincinin anodunun ortak bağlantı noktasına bir zener diyotu ve birincinin birinci düğümündeki bir birinci direnç bağlanır stabilizatörün aşamasında, ikinci amplifikatörün çıkışı, ikinci p-kanalı alan etkili transistörün kontrol kapısına bağlanır; dengeleyicinin ikinci aşaması, bir seri voltaj dengeleyicinin devresine göre yapılır ve bir zener diyot üzerindeki bir tahrik elemanından, tahrik elemanının bir akım stabilizasyon ünitesinden ve birinci kademenin çıkışından güç alan bir işlemsel amplifikatörden oluşur. stabilizatör, yani stabilizatörün birinci aşamasının ilk düğümündeki birinci zener diyottan güç alır, stabilizatörün ikinci aşamasındaki amplifikatörün ters çevirmeyen girişi, tanıtılan birinci amplifikatörün evirmeyen girişine bağlanır, aynı zamanda güç kaynağını bağlamak için terminallere eşit dirençli dirençler aracılığıyla bağlanan, dengeleyicinin ikinci aşamasındaki amplifikatörün ters çevirme girişi, dirençler aracılığıyla birinci ve ikinci yükleri bağlamak için terminallere, bağlantı terminaline bağlanır ikinci yük ayrıca tahrik elemanının akım stabilizasyon ünitesinin çıkış terminaline bağlanır, stabilizatörün ikinci kademesindeki amplifikatörün çıkışı, birinci yükün bağlanması için terminale bağlanır.

Bunun nedeni, aşırı gerilim bastırma ünitesinin, sırasıyla terminaller arasında her iki kabloya bağlanan, bir kapasitör ve bir direncin seri bağlantısı şeklinde yapılan, eşit alternatif akım dirençlerine sahip iki özdeş bölüm biçiminde uygulanmasından kaynaklanmaktadır. güç kaynağını ve birinci ve ikinci köprü redresörlerinin girişlerini bağlamak, ikinci köprü redresörünün çıkışındaki her iki kabloyu, birinci tarafından kontrol edilen birinci ve ikinci düzenleyici elemanların voltaj dengeleyicisinin girişi ile seri halinde sokmak ve ikinci işlemsel yükselteçler sırasıyla tanıtılmıştır, bu da voltaj dengeleyiciyi iki aşamalı hale getirir; bunun ilk aşaması, sırasıyla birincisini ve ikinci zener diyotlarını içeren, buna uygun ve paralel olarak bağlanan birinci ve ikinci düğümlerden oluşur. birinci ve ikinci işlemsel yükselteçlere sırasıyla güç verilir, karşılık gelen dirençler ve bir referans voltaj kaynağı eklenir ve ayrıca dengeleyicinin ikinci aşamasını zener diyot üzerindeki tahrik elemanının akımını stabilize etmek için bir ünite ve güç verilen bir işlemsel yükseltici ile gerçekleştirilir. stabilizatörün ilk aşamasının ilk düğümündeki ilk zener diyottan, elemanların kendi aralarında ve devrenin diğer elemanlarıyla yukarıdaki bağlantısıyla, tam dalga düzeltme gerçekleştirilir, çıkış voltajının ön simetrisi gerçekleştirilir. stabilizatörün ilk aşaması ve önerilen cihazın çıkış terminallerinden birinin potansiyelinin, stabilizatörün ikinci aşamasında ağın besleme voltajının yarısı potansiyeline sahip noktaya göre sabitlenmesi, aktif güç tüketimi azalır , çıkış voltajının kararlılığı artar.

Aslında, kontrollü balast dirençleri işlevini yerine getiren birinci ve ikinci düzenleyici elemanların eklenmesi, söndürme dirençli devrelerdeki akımı azaltır, bu da aktif güç tüketiminde bir azalmaya yol açar.

Aşırı gerilim bastırma ünitesinin iki bölüme bölünmesi ve birinci düzenleme elemanının direncinde, ikinci düzenleme elemanının direncindeki değişime göre birinci işlem amplifikatörü tarafından kontrol edilen senkron bir değişiklik, çıkış voltajının ön simetrisini sağlar. stabilizatörün birinci aşamasının, ağın besleme voltajının yarısı potansiyeline sahip noktaya göre ve stabilizatörün ikinci aşamasında, ilk düğümdeki birinci zener diyottan güç alan bir operasyonel amplifikatörün kullanılması dengeleyicinin ilk aşaması, cihazın çıkış terminallerinden birinin potansiyelini, ağın besleme voltajının yarısı potansiyeline sahip noktaya göre izlemenizi sağlar.

Birinci rezistörün, stabilizatörün birinci aşamasının ilk düğümüne, ayrıca bir referans voltaj kaynağına ve ikinci düzenleyici elemanı kontrol eden ikinci bir operasyonel amplifikatöre dahil edilmesi, birincide sabit bir giriş akımının korunmasını mümkün kılar. stabilizatörün birinci aşamasının düğümünü referans referans voltajının birinci direncin direncine oranına eşitleyin ve stabilizatörün ilk aşamasının çıkışındaki voltaj dalgalanmasını azaltın, yani ilk voltaj dalgalanmasını azaltın stabilizatörün ikinci aşamasındaki işlemsel yükselticiye güç sağlayan stabilizatörün birinci aşamasının ilk düğümündeki zener diyot.

Stabilizatörün ikinci aşamasının, tahrik elemanının akımını stabilize etmek için bir ünite ile uygulanması, birinci zener diyotunun çıkış voltajının birincinin birinci düğümünde bir miktar yer değiştirmesinden kaynaklanan çıkış voltajındaki dalgalanmaların ortadan kaldırılmasını mümkün kılar. ağın besleme voltajının yarısı potansiyeline sahip noktaya göre stabilizatörün aşaması.

Çizimlerin KISA AÇIKLAMASI.

Şekil 1 önerilen cihazın şematik elektrik diyagramını göstermektedir. Cihaz, aşırı gerilim bastırma ünitesinin (2) iki özdeş bölümünü (1), iki köprü redresörünü (3 ve 4), bir filtreyi (5), bir voltaj dengeleyiciyi (6), iki düzenleme elemanını içerir ve ilk düzenleme elemanı, bir n-kanal tükenmesi üzerinde yapılır. MOS transistör tipinde (7) (veya n-kanallı alan etkili transistörde), ikinci kontrol elemanı bir p-kanallı alan etkili transistörde (8) yapılır, birinci işlemsel amplifikatör (9) ve ikinci işlemsel amplifikatör (10) eklenir.

Bir kapasitör (11) ve bir dirençten (12) oluşan aşırı voltajı bastırmak için düğüm (2)'nin 1. bölümleri, bir tarafta ağı bağlamak için terminallere (13 ve 14) ve diğer tarafta köprü redresörlerinin (3 ve) girişlerine bağlanır. Şekil 4'te gösterilmiştir ve kapasitörler (11) birinci köprü doğrultucunun (3) girişine bağlanmıştır ve dirençler (12) ikinci köprü doğrultucunun (4) girişine bağlanmıştır.

Birinci köprü doğrultucunun (3) filtre (5) aracılığıyla çıkışı, voltaj dengeleyicinin (6) girişine uygun ve paralel olarak bağlanır.

Gerilim dengeleyici 6 iki aşamadan oluşur. Gerilim stabilizatörünün (6) birinci aşaması, buna uygun ve paralel olarak bağlanan bir birinci düğümü (15) ve bir ikinci düğümü (16) içerir. Birinci düğüm (15), bir zener diyotunun (17) ve yerleştirilen birinci direncin (18) seri bağlantısı formunda yapılır. Eklenen ikinci düğüm (16), bir zener diyotunun (19) ve bir direncin (20) seri bağlantısı formunda yapılır.

İkinci köprü redresörünün (4) çıkışındaki birinci ve ikinci kablolarda, transistörler (7 ve 8) sırasıyla voltaj dengeleyicinin (6) girişine uygun ve seri olarak bağlanır. Transistörün (7) drenajı birinciye bağlanır. ikinci redresörün (4) çıkışındaki tel. Transistörün (7) kaynağı, stabilizatörün (6) birinci aşamasının birinci düğümündeki (15) zener diyot katodunun (17) ve ikinci düğümündeki (16) direncin (20) ortak bağlantı noktasına bağlanır. ve ayrıca birinci redresörün (3) çıkışındaki ilk kabloya.

Transistörün (8) drenajı, ikinci redresörün (4) çıkışındaki ikinci kabloya bağlanır. Transistörün (8) kaynağı, birinci düğümdeki (15) direncin (18) ve zener diyotun anodunun ortak bağlantı noktasına bağlanır. Şekil 19'da stabilizatörün (6) birinci aşamasının ikinci düğümünde (16) ve ayrıca birinci redresörün (3) çıkışındaki ikinci kabloya.

İşlemsel amplifikatörün (9) güç pinleri zener diyoduna (17) bağlanır, amplifikatörün (9) evirici olmayan girişi, ağın bağlanması için dirençler (21 ve 22) aracılığıyla eşit dirençlerle terminaller (13 ve 14)'e bağlanır, ters çevirici girişi amplifikatör (9), dengeleyicinin (6) birinci aşamasının birinci düğümünde (15) eşit dirençlere sahip dirençler (23 ve 24) aracılığıyla zener diyotunun (17) terminallerine bağlanır ve amplifikatörün (9) çıkışı kontrol kapısına bağlanır. transistör 7.

İşlemsel amplifikatörün (10) güç pinleri zener diyoduna (19) bağlanır, amplifikatörün (10) evirici girişi, bir zener diyotu (26) ve bir sınırlama direnci (27) üzerinde yapılan referans voltaj kaynağının (25) çıkışına bağlanır; Amplifikatörün (10) ters çevirme girişi, stabilizatörün (6) birinci kademesindeki (15) zener diyotunun (17) anodunun ve rezistörün (18) ortak bağlantı noktasına bağlanır, amplifikatörün (10) çıkışı, transistörün (8) kontrol kapısına bağlanır.

Voltaj stabilizatörünün (6) ikinci aşaması, bir seri voltaj stabilizatörünün iyi bilinen devresine göre yapılır ve bir zener diyotu (28) üzerindeki bir tahrik elemanından, bir transistör üzerinde yapılan tahrik elemanının akımını stabilize etmek için bir üniteden (29) oluşur. 30, dirençler 31, 32, 33 ve bir diyot 34, bir transistör 35 üzerindeki bir verici takipçisi.

Stabilizatörün (6) ikinci aşaması aynı zamanda stabilizatörün (6) birinci aşamasının birinci düğümündeki (15) bir zener diyotu (17) tarafından çalıştırılan bir operasyonel amplifikatör (36) içerir. Amplifikatörün (36) evirici olmayan girişi, dirençler (21 ve 22) aracılığıyla eşit dirençler, ağı bağlamak için terminaller 13 ve 14'e bağlanır, amplifikatörün (36) ters çevirme girişi, dirençler (37 ve 38) aracılığıyla sırasıyla çıkış terminalleri 39 ve 40'a bağlanır, işlemsel amplifikatörün (36) çıkışı, çıkış terminali 39'a bağlanır.

Ek olarak, maksimum voltaj düşüşünü sınırlamak için, transistörün (7) drenajı ile kaynağı arasına bir direnç (41) ve transistörün (8) drenajı ile kaynağı arasına bir direnç (42) bağlanır. Dirençler (41 ve 42) eşit dirençlerle seçilir.

Cihazın çalışma prensibi aşağıdaki gibidir.

Ağın giriş voltajı, cihazın 13 ve 14 numaralı terminallerine beslenir, aşırı voltaj bastırma düğümünün (2) her iki bölümündeki (1) kapasitörler (11) ve dirençler (12) tarafından azaltılır, birinci ve ikinci tam dalga doğrultucular (3 ve 4) tarafından düzeltilir ve ayrıca sırasıyla birinci ve ikinci operasyonel amplifikatörler (9 ve 10) tarafından kontrol edilen birinci ve ikinci transistörler (7 ve 8) tarafından azaltılır, ardından filtre (5) tarafından yumuşatılır, iki aşamalı bir stabilizatörde (6) stabilize edilir ve çıkış terminalleri 39 ve 40.

Stabilizatörün (6) birinci aşaması, zener diyotlarının (17 ve 19) eşit stabilizasyon voltajlarıyla seçildiği ve direncin (18) direncinin, direncin (20) direncinden önemli ölçüde daha az seçildiği paralel bağlı düğümler (15 ve 16) içerir; dolayısıyla stabilizatörün (6) birinci aşamasının birinci düğümündeki (15) giriş akımı, ikinci düğümdeki (16) önemli ölçüde daha yüksektir.

Stabilizatörün (6) birinci aşamasının birinci düğümündeki (15) giriş akımı, birinci ve ikinci redresörlerin (3, 4) çıkışlarından gelen düzeltilmiş akımların toplamına eşittir ve birbirlerine göre faz olarak 90° kaydırılır. Birinci redresörün (3) çıkışındaki akımın ikinci redresörün (4) çıkışındaki akıma göre faz kayması, kapasitördeki (11) akımın dirençteki (12) akıma göre 90° kayması nedeniyle oluşur. anlık değeri kapasitörlerin (11) direnciyle orantılı olan birinci doğrultucunun (3) çıkışında tam dalga doğrultulmuş akım akar ve ikinci doğrultucunun (4) çıkışında anlık değeri orantılı olan bir doğrultulmuş akım akar. kontrollü balast dirençlerinin rolünü oynayan 12 numaralı dirençlerin dirençlerinin ve 7 ve 8 numaralı transistörlerin değişen dirençlerinin toplamına.

Transistörün (8) direncindeki değişiklik, geri besleme prensibiyle çalışan işlemsel yükselteç (10) tarafından kontrol edilir. Dengeleyicinin (6) birinci aşamasının birinci düğümündeki (15) giriş akımıyla orantılı olan direnç (18) üzerindeki voltaj, işlem yükselticisinin (10) evirici olmayan girişine beslenir ve üzerindeki referans voltajın referans değeriyle karşılaştırılır. İşlemsel yükselticinin (10) evirici girişine beslenen zener diyotu (26). Ağ voltajının anlık değeri, işlemsel yükselticinin (10) çıkışıyla değiştiğinde, transistörün (8) kapısına, direncini değiştirerek bir kontrol voltajı sağlanır. stabilizatörün (6) birinci aşamasının (15) birinci düğümündeki (15) direnç (18) üzerindeki voltaj düşüşü, zener diyotu (26) tarafından belirtilen referans voltajı seviyesinde tutulur. Yani, giriş ağ voltajının nominal etkin değerinde, stabilizatörün (6) birinci aşamasının birinci düğümündeki (15) direnç (18) ve zener diyotundan (17) bir yük bağlamadan geçen akım, zener diyotu (26) üzerindeki referans voltajının oranına eşit sabit bir değere sahip olma eğilimindedir. direncin (18) direnci. Böylece, stabilizatörün (6) birinci aşamasının birinci düğümünde (15) giriş akımının sabit bir değerinin korunması, işlemsel amplifikatörün (36) bulunduğu zener diyotu (17) üzerindeki voltaj dalgalanmasını azaltmanıza olanak tanır. dengeleyicinin (6) ikinci aşamasına güç verilir.

Transistörün (8) direncindeki değişiklikle eşzamanlı olarak, transistörün (7) direnci de eşzamanlı olarak değişir. Transistörün (7) direncindeki değişiklik, geri besleme prensibine göre çalışan işlemsel yükselteç (9) tarafından kontrol edilir. Şebeke voltaj bölücüsündeki 21 ve 22 numaralı dirençlerin ortak bağlantı noktasının potansiyeli, “yapay sıfır” noktasının potansiyeli olarak kabul edilirse, transistör 7'nin direncindeki değişime göre senkron bir değişiklik olur. transistör 8'in direnci, bölücüde eşit dirençlere sahip dirençler 23 ve 24'ün ortak bağlantı noktasının potansiyeli olduğunda sağlanır. Stabilizatörün 6 birinci aşamasının ilk düğümünün 15 zener diyotu 17 üzerindeki çıkış voltajı şuna eşittir: “yapay sıfır” noktasının potansiyeli.

Dirençlerin (23 ve 24) ortak bağlantı noktasının potansiyeli, işlemsel yükselticinin (9) evirici girişine beslenir ve işlemsel yükselticinin (9) evirici olmayan girişindeki "yapay sıfır" noktasının potansiyeli ile karşılaştırılır ve işlem yükselticisinin (9) çıkışından gelen kontrol voltajı, transistörün (7) kapısına beslenir ve direncini değiştirerek, dirençlerin (23 ve 24) ortak bağlantı noktasının potansiyeli, "yapay" potansiyeline göre sabitlenme eğiliminde olur. sıfır". Böylece, stabilizatörün (6) birinci aşamasında zener diyotu (17) üzerindeki çıkış voltajının "yapay sıfır" noktasına göre ön simetrisi sağlanır.

Stabilizatörün (6) ikinci aşamasında, bir zener diyotu (17) tarafından desteklenen bir operasyonel amplifikatör (36), çıkış voltajı bölücüsündeki dirençlerin (37 ve 38) orta noktasının potansiyelini "yapay sıfır" noktasına göre sabitlemek için geri besleme prensibini kullanır. ağın giriş besleme voltajının polaritesi değişir ve diğer istikrarsızlaştırıcı faktörler. Ek olarak, zener diyotlarının (17 ve 28) katotları arasındaki voltaj değiştiğinde, zener diyotundaki (28) akımdaki olası bir değişiklikle ilişkili stabilizatörün (6) çıkış voltajına bağımlılığını ortadan kaldırmak için, bir akım stabilizasyon ünitesi (29) kullanılır. zener diyotunda (28), transistörün (30) kolektör akımının kolektör-taban voltajına bağlı olmadığı, elemanlar (30, 31, 32, 33, 34) içeren bir akım ayna devresine dayanmaktadır.

Eşit dirençler (37 ve 38) ile, 39 ve 40 numaralı terminallerdeki kaynak çıkış voltajının “yapay sıfıra” göre simetrik olduğu ortaya çıkar. Direnç 37'ye kısa devre yapılırsa, terminal 39'un potansiyeli "yapay sıfır"a eşit olacaktır.

Transistörün (7) drenajı ve kaynağı arasındaki maksimum voltaj düşüşünü sınırlamak için, direnç (41) bağlanır ve direnç (42), transistörün (8) drenajı ile kaynağı arasına bağlanır. Dirençler (41 ve 42) eşit dirençlerle seçilir.

P-kanallı alan etkili transistörler (7) düşük bir arıza voltajına sahip olduğundan, ikinci kontrol elemanı bir p-kanallı MOS transistörü üzerinde de yapılabilir.

Şekil 2, bir operasyonel amplifikatör (10) tarafından kontrol edilen, ikinci bir kontrol elemanı olarak bir p-kanalı MOS transistörünü (43) kullanan bir devre şemasının bir parçasını gösterir. Bu durumda, giriş terminalleri bir entegre voltaj dönüştürücü (44) dahil edilir. zener diyotuna (19) ve kapasitörlere (45 ve 46) paralel olarak bağlanır. Operasyonel yükselticinin (10) güç pinleri sırasıyla zener diyotunun (19) katoduna ve dönüştürücünün (44) terminaline negatif polarite ile bağlanır. çıkış voltajı.

Endüstriyel uygulanabilirlik.

Önerilen cihazın prototip örneklerinin testleri, cihazın tam işlevselliğini, göreve çözümünü ve endüstriyel uygulanabilirlik olasılığını doğruladı.

İDDİA

Aşırı gerilim bastırma ünitesinin eşit alternatif akım dirençlerine sahip iki özdeş bölümünü içeren transformatörsüz gerilim dönüştürücü, aşırı gerilim bastırma ünitesinin her bölümü, ortak bir nokta ile karşılık gelen terminale bağlanan seri bağlı bir direnç ve kapasitör formunda yapılır. güç kaynağının bağlanması, aşırı gerilim bastırma ünitesinin her iki bölümünün kapasitörlerinin serbest terminalleri ve her iki bölümünün dirençlerinin serbest terminalleri sırasıyla birinci ve ikinci köprü redresörlerinin girişlerine, birinci ve ikinci köprü redresörlerinin çıkışlarına bağlanır. köprü redresörleri paralel ve uygun olarak bağlanır ve bir filtre aracılığıyla voltaj dengeleyiciye bağlanır, voltaj dengeleyici, zener diyot üzerindeki tahrik elemanının bir akım stabilizasyon ünitesi ve birinci aşamadan güç alan bir işlemsel yükselteç ile iki aşamalı yapılır Dengeleyicinin ters çevirici olmayan girişi, güç kaynağını bağlamak için terminallere eşit dirençli dirençler aracılığıyla bağlanır, amplifikatörün ters çeviren girişi, birinci ve ikinci yükleri bağlamak için dirençler aracılığıyla terminallere bağlanır; ikinci yükün bağlanması için terminal aynı zamanda tahrik elemanının akım stabilizasyon ünitesinin çıkış çıkışına da bağlanır, işlem yükselticisinin çıkışı birinci yükün bağlanması için terminale bağlanır, özelliği ikinci köprü doğrultucunun çıkışıdır sırasıyla birinci ve ikinci kabloların girişine göre ve seri olarak bağlanan birinci ve ikinci düzenleyici elemanlar aracılığıyla iki aşamalı bir voltaj dengeleyicinin girişine bağlanır, burada birinci düzenleme elemanı bir n-kanalı üzerinde yapılır alan etkili transistör ve ikinci düzenleme elemanı bir p-kanallı alan etkili transistör üzerinde yapılır, stabilizatörün ilk aşaması buna uygun ve paralel olarak bağlanan birinci ve ikinci düğümlerden oluşur, birinci stabilizatör düğümü birinci zener diyotu ve tanıtılan birinci direncin seri bağlantısı şeklinde, eklenen ikinci stabilizatör düğümü, ikinci zener diyotu ile ikinci direncin seri bağlantısı şeklinde yapılır ve katotun ortak bağlantı noktası stabilizatörün birinci aşamasının birinci düğümündeki birinci zener diyot ve ikinci düğümdeki ikinci direnç, birincinin çıkışındaki birinci tele de bağlanan birinci n-kanallı alan etkili transistörün kaynağına bağlanır. köprü doğrultucu, birinci düğümdeki birinci direncin ortak bağlantı noktası ve stabilizatörün birinci kademesinin ikinci düğümündeki ikinci zener diyotun anodu, ikinci p-kanallı alan etkili transistörün kaynağına bağlanır, aynı zamanda birinci köprü doğrultucunun çıkışındaki ikinci kabloya da bağlanır, birinci n-kanalını boşaltır ve ikinci p-kanal alan etkili transistörlerin drenajı ikinci köprünün çıkışında sırasıyla birinci ve ikinci kablolara bağlanır doğrultucu, birinci n-kanallı alan etkili transistörün kontrol kapısı, yerleştirilen birinci işlemsel yükselticinin çıkışına bağlanır; bunun güç terminalleri ve ayrıca dengeleyicinin ikinci aşamasında işlemsel yükselticinin güç terminalleri stabilizatörün birinci aşamasının ilk düğümündeki birinci zener diyotunun terminallerine bağlanır, birinci amplifikatörün ters çevirme girişi, eşit dirençlere sahip üçüncü ve dördüncü dirençler aracılığıyla birinci zener diyotunun terminallerine bağlanır. Stabilizatörün ilk aşamasının ilk düğümü, birinci amplifikatörün evirmeyen girişi, stabilizatörün ikinci aşamasındaki işlemsel amplifikatörün evirmeyen girişine bağlanır ve ayrıca eşit dirençlere sahip dirençler aracılığıyla bağlanır. güç kaynağını bağlamak için terminaller, ikinci p-kanalı alan etkili transistörün kontrol kapısı, tanıtılan ikinci operasyonel amplifikatörün çıkışına bağlanır, bunun güç pinleri, ikinci zener diyotunun terminallerine bağlanır. ikinci düğüm stabilizatörün ilk aşaması, ikinci amplifikatörün evirmeyen girişi, birinci zener diyotun anodunun ve stabilizatörün birinci aşamasının ilk düğümündeki ilk direncin ortak bağlantı noktasına bağlanır, ikinci amplifikatörün evirici girişi, verilen referans voltaj kaynağının çıkışına bağlanır.