ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА, 2004, № 6, с. 67-68
_ ЭЛЕКТРОНИКА _
- И РАДИОТЕХНИКА -
УДК 612.82/83
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НИЗКИМ УРОВНЕМ ПУЛЬСАЦИЙ
© 2004 г. В. Г. Галалу, П. В. Хало
НКБ "Миус" Таганрогского государтсвенного радиотехнического университета Россия, 347928, Таганрог, ул. Петровская, 81 Поступила в редакцию 29.01.2004 г. После доработки 06.04.2004 г.
Представлены две схемы DC/DC-преобразователей, формирующие из питающего напряжения 27 В ± ± 10% гальванически развязанные напряжения ±12 В ± 0.05% с уровнем пульсаций 1-3 мВ при токах нагрузки до 0.5 А. К.п.д. преобразователей 50-80%.
Одно из основных требований при разработке прецизионной аппаратуры - обеспечение минимального уровня шумов в полезном сигнале и по шинам питания. Применение для питания прецизионных устройств (например, 12-16-разрядных а.ц.п.) промышленных БС/ОС-преобразователей невозможно по причине большого уровня в.ч.-пуль-саций, возникающих при использовании импульс-
ного рабочего сигнала частотой 300-500 кГц. Существенное снижение уровня помех по шинам питания возможно при уменьшении рабочей частоты БС/ОС-преобразователей до 10-20 кГц и при использовании синусоидального рабочего сигнала.
На рис. 1 представлена схема преобразователя на мощных полевых транзисторах с изолированным затвором. Каскад работает в режиме, близком
н27 0-
А 0—\\
Аг
B е>—\1
-в-
12(0.5 A)
12(0.5 A)
Рис. 1. Принципиальная схема задающего генератора и DC/DC-преобразователя. M1 - AD822AN, M2 - LT1084IXS, M3 - 1184IXS, M4 - AD822AN; T1, T2 - IRF520N; Д1-Д4 - 30BQ060, Д5, Д6 - 2С147; Tp1 - ТПГ4-93В.
67
5*
68
ГАЛАЛУ, ХАЛО
Рис. 2. Принципиальная схема ОС/ОС-преобразователя, М1, М2 - ОРА5128М, М3 - ЬТ10841Х8, М4 - ЬТ11841Х8; Д1—Д4 - 30BQ060; Тр1 - ТПГ4-93В; конденсаторы: 1000 мкФ х 35 В - алюминиевые, 10 и 22 мкФ - танталовые на 35 В,
к классу АВ с небольшим начальным смещением, Входные синусоидальные сигналы амплитудой 5-7 В подаются на входы А и В в противофазе, частота сигнала - 10-20 кГц, Входной делитель обеспечивает начальное смещение на затворе, Резистор обратной связи 1 Ом с конденсатором 910 пФ позволяют получить синусоидальный сигнал на первичной обмотке трансформатора,
Выпрямители и стабилизаторы выполнены по стандартной схеме, Преобразователь обеспечивает выходные напряжения ±12 В при токах <0,5 А, Уровень пульсаций на выходе не превышает ±3 мВ, форма помехи близка к гармоническому сигналу, к,п,д, преобразователя 75-85%,
Задающий генератор выполнен на двух операционных усилителях (о,у,) М1-1, М1-2 по известной схеме со стабилизацией амплитуды [1], Кроме того, еще два о,у, М4-1, М4-2 используются для развязки и инвертирования сигнала со сдвигом 180°, При указанных параметрах генератор формирует сигналы с максимальной амплитудой ±9 В, частотой 10 кГц и с коэффициентом гармоник <1%, При изменении питающего напряжения +27 В в пределах 20-35 В амплитуды выходных сигналов изменяются на < ± 0,3%, частота на < ± 0,01%,
На рис, 2 представлена принципиальная схема ВС/ОС-преобразователя на двух мощных о,у, ОРА512, включенных по мостовой схеме, Усилитель М1 включен по схеме неинвертирующего усилителя с коэффициентом усиления К = 2, а усилитель М2 подключен на выход М1 и работает в режиме инвертора с К = 1, Для повышения нагрузочной способности по току первичные обмотки трансформатора включены параллельно,
Использование мостовой схемы позволяет практически без искажений "раскачать" выходной каскад и обеспечить на первичной обмотке трансформатора напряжение ~27 В, на вторичной ±20 В или 20 В выпрямленного напряжения,
Для подавления пульсаций использовались сглаживающие ^С-фильтры, которые оказались достаточно эффективными, Например, при токе нагрузки 0,25 А уровень пульсаций в точке С составил <100 мВ, в точке Б - 20 мВ, в точках Е и ^ -<1 мВ, Форма сигнала помехи близка к гармоническому сигналу,
Описанные ОС/ОС-преобразователи обеспечивают следующие характеристики: входное напряжение +27 В; выходное напряжение ±12 В ±0,05%; ток нагрузки по каждому каналу 0,5 А; уровень шумов и пульсаций выходных напряжений ±12 В при токах до 0,25 А составил: < ±3 мВ (рис, 1), < ±1 мВ (рис, 2); выходное сопротивление стабилизаторов напряжения 0,02 Ом; сопротивление гальванической развязки вход/выход >10 МОм; рабочая частота преобразователей 10-20 кГц; к,п,д, преобразователей 75-85% (рис, 1) и 45-55% (рис, 2),
По схеме рис, 2 с небольшими изменениями был выполнен ОС/ОС-преобразователь для питающего напряжения +12 В и выходных напряжений ±6,3 В, Уровень пульсаций выходных напряжений не превышал ±1 мВ при токах нагрузки до 0,25 А,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1, Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем, М,: Радио и связь, 1985,
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА < 6 2004
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.