Пятница, 26.02.2021

В помощь радиолюбителю
Приветствую Вас Гость
Главная | Регистрация | Вход | RSS
Источники питания » Блоки питания
"Электронный дроссель".


Николай Петрушов

"Электронный дроссель".

Такое название в последнее время приходится часто встречать в схемах блоков питания ламповых и не ламповых конструкций. Что это такое? давайте поближе познакомимся с особенностями работы "электронного дросселя" и с часто встречающимися ошибками при его сборке и использовании.

Рисунок 1.

В блоках питания ламповых усилителей в последнее время, радиолюбителями довольно широко используются стабилизаторы напряжения, выполненные на полевом транзисторе. Такие стабилизаторы называют ещё "электронный дроссель", "усилитель ёмкости" и даже "виртуальная батарея".
Будем называть его "электронный дроссель", хотя по сути - это обычный стабилизатор с плавающим опорным напряжением, изменяющимся в зависимости от входного, или активный фильтр с функцией задержки подачи напряжения и ничего общего с обычным дросселем (накопителем энергии) и принципом его работы он не имеет.
"Электронный дроссель" можно собирать и на биполярных транзисторах, такие схемы известны ещё с 60-х годов, но на полевых схема имеет гораздо лучшую эффективность, поэтому будем рассматривать здесь "электронный дроссель" на мощных полевых транзисторах.
Рассмотрим обычную схему, гуляющую по сети. См. рисунок 2.

Рисунок 2.
"Электронный дроссель" на IRF830.

У некоторых радиолюбителей эта схема работает, у некоторых нет, почему? Эта схема имеет  свои недостатки, которые сейчас рассмотрим.
Входное напряжение здесь подаётся на С1 через резистор R1 большого сопротивления. Ток стока транзистора практически нулевой и при качественном конденсаторе С1 (с очень маленькой утечкой) он зарядится до уровня напряжения входа, транзистор уйдёт в насыщение и пользы от такого "дросселя" будет мало.
Если конденсатор С1 будет не очень качественный (иметь утечку больше тока заряда R1), то напряжение на затворе транзистора будет меньше входного и схема может работать. Для нормальной работы схемы, напряжение на затворе должно быть меньше входного, минимум на величину пульсаций при номинальном токе нагрузки. Это ещё не учитывается нестабильность напряжения сети.
То есть входное напряжение сначала должно подаваться на делитель напряжения. Этот делитель и определяет разность между входным и выходным напряжением "электронного дросселя". Сделать такой делитель можно, добавив всего одно сопротивление (R3).

Рисунок 3.
"Электронный дроссель" на IRF830. Второй вариант.

На второй схеме ЭД, входное напряжение на конденсатор С1 подаётся с  делителя (R1, R3). Коэффициент такого делителя рассчитывается таким образом, что бы разница между входным и выходным напряжением, для обеспечения нормальной работы ЭД, была 20 - 30 вольт. Сопротивление резистора R1 можно уменьшить, что бы компенсировать ток утечки у конденсатора С1, если он попадётся не очень качественный. Для увеличения времени заряда конденсатора (увеличение времени задержки нарастания выходного напряжения), его ёмкость можно увеличить. Время заряда конденсатора определяется величиной R1 и ёмкостью конденсатора, т.е. постоянная времени заряда.Так, как постоянная времени R1, C1 очень большая (десятки секунд), то;
1) Обеспечивается плавное нарастание выходного напряжения.
2) Быстрые изменения и колебания сети не проходят на выход схемы.
3) Очень качественная фильтрация напряжения, так как на затворе транзистора практически отсутствуют пульсации и в виду наличия у полевого транзистора огромнейшего входного сопротивления и весьма большой крутизны характеристики, на выходе имеем пульсации почти такие же как и на RC-фильтре в цепи затвора.
Рассмотрим назначение элементов схемы;
Резистор R2 подобен "антизвоновому" резистору в цепи сетки лампы выходного каскада, и необходим для предотвращения самовозбуждения транзистора. Его величина выбирается в пределах 1 - 10 кОм. Наличие его обязательно. При монтаже, его лучше припаять непосредственно к выводу транзистора (и стабилитрон VD2 тоже).
Стабилитрон VD2 предназначен для защиты транзистора от переходных процессов и статики. Напряжение его стабилизации выбирается в пределах 14 - 18 вольт. В нормальном режиме работы он заперт. Его можно не ставить, если он уже встроен в транзистор (есть транзисторы со встроенным стабилитроном).
Если у транзистора отсутствует встроенный диод между истоком и стоком, то его необходимо поставить. Он защищает транзистор от обратного напряжения, и если (например при выключении питания) входные конденсаторы разрядились (на схеме не показаны), а выходные ещё нет и напряжение на них больше напряжения входного, то открывается этот диод и конденсаторы на выходе, подключаются через диод к входным и к делителю R1, R3.
Диод VD1 необходим для быстрой разрядки конденсатора С1.

Рассмотрим некоторые особенности монтажа подобных схем.
Транзистор желательно применять в изолированном корпусе. Если корпус транзистора не изолирован, то на радиатор он крепится через изолирующую прокладку (например слюда), а корпус радиатора заземляется.
Антизвоновый резистор и защитный стабилитрон лучше распаять непосредственно на выводах транзистора.
Наличие в схеме "электронного дросселя" не отменяет необходимость в установке конденсаторов после него,которые играют роль источника энергии для быстрых импульсов тока потребления нагрузкой и уменьшают выходное сопротивление источника питания.
"Электронный дроссель", в отличии от обычного дросселя, не является накопителем энергии, и соответственно не применим  (как замена обычному дросселю) в схемах выпрямителей с L-фильтром там, где дроссель отдаёт накопленную энергию.

Хотя бытуют различные мнения у противников "транзисторизации" ламповых схем, вплоть до замены индикаторов на светодиодах - неоновыми лампочками (хотя попадаются неонки с очень большим уровнем шума), скажу однозначно - применение в блоке питания лампового усилителя "электронного дросселя", нисколько не ухудшает его звучание, а в некоторых случаях гораздо его улучшает, позволяя при этом сэкономить габариты и вес любительских конструкций.  

 

 



Категория: Блоки питания | Просмотров: 401212 | Добавил: spb-nik

Понравилась статья - нажми на кнопку!

Мне нравится!

Всего кликов: 501

Назад

Поделись с друзьями:





Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться или войти на сайт под своим именем.


Всего комментариев: 33
« 1 2
* * 13) Добавил: Greens Сергей (19.02.2012 15:36) [Материал]

номинал стабилитрона зависит от желаемого напряжения

* * 12) Добавил: CheS (19.02.2012 15:25) [Материал]

Какие транзисторы можно использовать в этой схеме, кроме указанного IRF830???

* * 11) Добавил: CheS (19.02.2012 15:12) [Материал]

Подскажите номинал стабилитрона на схеме с задержкой, а то он вообще никак не обозначен...

* * 10) Добавил: spb-nik Николай (05.12.2011 22:18) [Материал]

Собрать можно по такой схеме.

Время задержки здесь будет примерно полторы минуты.

* * 9) Добавил: Greens Сергей (05.12.2011 13:36) [Материал]

если можно схему полностью., чего-то я запутался sad

* * 8) Добавил: spb-nik Николай (25.11.2011 00:19) [Материал]

Quote (Alex)
И ещё, возможно ли последовательное включение двух схем одна в режиме плавного нарастания, вторая-стабилизатор, 50в запаса по напряжению я думаю должно хватить?

Городить огород, нет смысла. Всё это можно реализовать в одной схеме, если добавить резистор и конденсатор.

Можно параллельно стабилитрону включить ещё один резистор сопротивлением 300-400 кОм для разряда конденсаторов после выключения.
Резистор 470 к. и конденсатор подбираются от необходимого времени задержки подачи напряжения.
R1, C1 и стабилитрон - стабилизируют напряжение, а дальше через резистор и второй конденсатор - происходит задержка, т.е. напряжение на выходе будет плавно увеличиваться по мере заряда второго конденсатора.

* * 7) Добавил: Greens Сергей (24.11.2011 22:34) [Материал]

ястно. спасибо.
И ещё, возможно ли последовательное включение двух схем одна в режиме плавного нарастания, вторая-стабилизатор, 50в запаса по напряжению я думаю должно хватить?

* * 6) Добавил: spb-nik Николай (24.11.2011 22:29) [Материал]

Вполне подойдёт, и аналогичные тоже. Просто его (стабилитрон VD2) не нужно будет добавлять. В схеме станет деталей чуток поменьше.

* * 5) Добавил: Greens Сергей (24.11.2011 20:29) [Материал]

подойдёт-ли для данной схемы транзистор STP9NK50Z, у него между G и S включены 2 стабилитрона, что может слегка упростить схему (или что-то похожее из транзисторов?

* * 4) Добавил: spb-nik Николай (19.11.2011 21:27) [Материал]

Может и не стоит заморачиваться, если на выходе необходимые 300. Просто у транзистора очень высокое входное сопротивление и когда подключаете измерительный прибор после R1, то вполне возможно. что он своим входным сопротивлением, подключается к R3 и общее напряжение снижается до 270в (меняется коэффициент делителя), прибор отключаете и всё ОК. Если в этот момент измерения напряжения после R1, измерить выходное напряжение другим прибором, то скорее всего на выходе будут те же 270 вольт.

* * 3) Добавил: Greens Сергей (19.11.2011 15:45) [Материал]

среди 75в стабилитронов затесался 150в-вый, поэтому сразу и не заработало biggrin , 260 вольт держит без него, но это мало. перебрал стабы на 300в. теперь олучается ещё интереснее:
на входе 330в, после резистора р1 270в, на выходе 300в wacko
попробую уменьшить р1 до 20к, а ёмкость увеличить до 400мкф.
(транзистор кстати греется, в пределах) ток потребления схемы порядка 60-120ма, српп на 6н6п.

* * 2) Добавил: spb-nik Николай (18.11.2011 22:04) [Материал]

А какое напряжение на входе?
Дело в том, что у Вас стабилитроны на 300 вольт.
Если входное напряжение например 350 вольт, то на R1 падает 50 вольт, ток протекающий через R1 и стабилитроны будет 227 микроампер. При таком токе стабилитроны не откроются, но при дальнейшей зарядки конденсатора, напряжение на нём будет повышаться и через стабилитроны потечёт дополнительный ток от конденсатора - разряжая его, то есть стабилизация всё таки будет . Для того, чтобы сделать из этой схемы только стабилизатор, необходимо уменьшить сопротивление R1 в 10-20 раз.
То есть если поставить R1 - 10 кОм, то ток через стабилитроны будет 5 мА, что вполне достаточно для стабилизации.
Но при этом уйдёт одно достоинство схемы - задержка подачи выходного напряжения, так как этот "дроссель" в основном ставят для этих целей, что бы её оставить, необходимо чуть переделать схему.
Так, что смотрите сами, что Вам лучше.

* * 1) Добавил: Greens Сергей (18.11.2011 21:54) [Материал]

собрал по схеме 3. r1=220k, паралельно ёмкости и r3 поставил стабилитроны (4х75в) стабилизация не происходит cry . может ещё уменьшить r3?

1-20 21-33