Ефективен филтър за захранващо напрежение на FET

Електроника, схемотехника, от сърце и с ума: за начинаещи и опитни

"Виртуална батерия" или обикновен захранващ филтър

По идеологически причини не исках да използвам обратна връзка в аналоговата част, дори в стабилизаторите на мощността. Леко намирисва на висок клас екстремизъм, е, да, така си "почивах" тогава, но човек трябва да уважава прищевките си! 😉 Следователно възможността за използване на интегрални стабилизатори беше отхвърлена в зародиш. Реших да добавя "виртуална батерия", според слуховете, изобретена още през миналия век от инженерите на Technics. Но всъщност това е обикновен източник (или емитер) повторител в захранването, към входа на който се прилага същото филтрирано захранващо напрежение. Това чудо на електронната мисъл също понякога се нарича "Електронен дросел ", "Усилвател или умножител на капацитет", както и "Устройство за защита и филтриране" или "UZF", въпреки че на практика е необходимо да се защити.

Кондензаторът C2 трябва да бъде с минимално изтичане. Капацитет навсякъде от 1uF до. колкото сърцето ти иска. Можете също така да увеличите съпротивлението на резистора на филтъра, харесвам 1MΩ от съображения за намаляване на влиянието на всички видове течове. Ценеровият диод, който предпазва вратата на транзистора от повреда, трябва да бъде с напрежение от 10 до 20 волта.

За тестване споени в един, най-важният източник. Използвах "логически" MOSFET (с ниско прагово напрежение Vgs), така че загубихме само няколко волта на такъв стабилизатор. Стана много по-тихо. Един проблем - филтърният кондензатор се зарежда много бавно до номиналното напрежение. Сега цялата верига "плува" в напрежение за няколко минути след включване. И тогава дойде първото "прозрение": пулсациите на храненето, които "храня"повторителят на тази много виртуална земя е в моя случай сто миливолта. Два последователно разположени силициеви диода, шунтиращи филтърния резистор, няма да повлияят на работата на филтъра в стабилно състояние и в същото време осигуряват порядък по-бързо зареждане и разреждане на филтърния кондензатор.

Ако в някое конкретно приложение пулсациите на захранващото напрежение на входа на филтъра (V +) надвишат няколкостотин миливолта, винаги можете да включите няколко диода последователно или дори един ценеров диод.

Докато го рисувах, веднага разбрах, че допълнителен скромен диод реши друг проблем за мен: къде да намеря полеви устройства тип "L" за източници с по-високо напрежение (загуба на четири или пет волта - типични Vgs за конвенционалните MOSFET - дори и там беше жалко). В края на краищата, сега Vds на полевия транзистор никога няма да надвиши собствения си Vgs при дадени токове на натоварване плюс спада на диода. Така че можете да използвате полеви работници с ниско напрежение, които имах в изобилие, и за захранване с високо напрежение.

Същите два диода (или един ценеров диод) радикално решават още по-сериозен проблем, особено остър при източници с наистина високо напрежение, където хората използват същите тези "виртуални батерии" без никаква защита. Там, при злощастно стечение на обстоятелствата, мигновена мощност от стотици ватове може да се разсее на ретранслатора. Всеки, дори прекалено голям (за необходимите условия на работа) транзистор се разбива на прах. Диодите елиминират тези ситуации, като ефективно ограничават спада на напрежението в последователя. Вярно е, че сега няма да е възможно да се използва същия филтър и за забавяне на подаването на анодно напрежение - добре, да, това ме притесни малко. Първо, устройството не беше лампа. Второ, как хората обикновено използват този бизнес - доставката на анодкогато устройството беше включено, такъв филтър забави, но никога не ускори отстраняването на високо напрежение, когато захранването беше изключено. Така че няма да разглеждаме проблема с правилното съотношение във времето на подаване и отстраняване на нажежаемата жичка и анодното напрежение.

Идеята не искаше да спре дотук. Също така имах нужда от схема за автоматизация, която ефективно да защитава товара (скъпи аудиофилски слушалки) от всякакви падания на напрежението, които са неизбежни, когато устройството се включва и изключва. Ако едно дете може да направи забавяне при включване, тогава как да определите момента на изключване без внимателно наблюдение на "суровото", неизгладено от огромни филтърни капацитети, захранващо напрежение? Да, това е страхотен монитор! Освен това той ще реагира не само на включване / изключване, но и на всякакви доста резки пренапрежения на захранването. Вместо диоди, ние включваме емитерните преходи на транзисторите. Свързваме колекторите заедно и ги стартираме по веригата за автоматизация, при условие че не отнема много ток.

Като цяло един прост филтър за пулсации е подобрен:

Бързо стартиране (зареждане и разреждане на филтърния кондензатор) при поддържане на потенциално много голяма времеконстанта на филтъра
Възможност за използване на FET с ниско напрежение за филтриране на всяко напрежение
Пълна FET защита срещу повреда на гейта и неочаквани претоварвания
Практически безплатни детектори за пренапрежение (в двете посоки) - във всяко стабилизирано захранване

Между другото, сензорът за хвърляния и включване / изключване се оказа твърде чувствителен - той улавя хвърляния от включване на ютията в съседната стая. Трябваше да добавя няколко диода и резистор. Сега е автоматичнозапочна да работи перфектно, бързо и без фалшиви аларми.

Между другото, със сигурност дори такава дреболия може да бъде патентована. Ако има някой от моите читатели грамотен в патентния бизнес - преподава? 😉 Още по-добре, просто споделете статията с вашите приятели електроникари. Ще се радвам и се надявам да е полезно за тях.