ИМПУЛЬСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ БЕЗ ДРОССЕЛЯ
Так как современные импульсные стабилизаторы с дросселем
имеют кучу недостатков и сильные помехи, предлагаю разницу
напряжения Uвх-Uнагр  не накапливать дросселем и потом отдавать эту 
энергию в виде тока в нагрузку, а поддерживать на разделительном 
электролите - заряжая и разряжая его попеременки разными способами. 
"Схема заряда бесконечного конденсатора"
но если его не разряжать, то Uразд->Uвх  Uнагр->0

Так как в общем случае Uразд<>Uнагр, то разрядить на нагрузку не так просто-
через дроссель или трансформатор. Во время разряда, нагрузку можно переключить
на зеркального двойника работающего в противофазе, тогда помехи будут меньше.
Отдавать энергию(разряжать Uразд) также можно на кондёр источника Uвх..
Амплитуда пилы на Uразд ~0.1в-0.3в. Для лучшей стабилизации можно включить
последовательно стабилизатор тока с обр. связью от Uнагр.
Генератор включается когда Uнагр>=Uпорог. и дальше Uнагр. поддерживается
изменением скважности и частоты-увеличением/уменьшением времени заряда.
на 2х тактной схеме импульсы заряда могут перекрываться и надо 2 генератора.
========================================================================
========================================================================
Схема генератора на операционном усилителе (ОУ) с обратной связью
по напряжению и широтной модуляцией -изменение скважности прямоугольных 
импульсов. (На свободном элементе можно инвертор сделать)



Но частота небольшая до 3кГц (для ОУ с встроенным конд ООС. LM324N)
до 100кГц без него( например 157уд2, но она потребляет много)

На 561ла7 можно сделать до 10 МГц, но там есть глюки с потреблением при
Uвх=Uпит/2 поэтому надо подключать "+" питания м/с через резистор 33к.
Еще ШИМ не такая хорошая как на ОУ - диапазон меньше и настроек больше.



Но на схемах с дросселем нужна высокая частота 100-500кГц иначе кпд будет
низкий, сигнал развалится и дроссель надо большой, особенно при небольших
токах нагрузки ~10мА проблем просто море. Без осцилографа даже не стоит
связываться..
Дроссель при достижении макс. индуктивности начинает самопроизвольно!
разряжаться (это не конденсатор, который держит заряд очень долго)
и сигнал-затухающая синусоида. 

Классический выходной силовой ключ импульсного стабилизатора справа.
Следует учесть что из-за высокой частоты и вх. емкости базы транзистора,
сигнал на базе треугольный а на коллекторе прямоугольный, но скважность больше.
и если ток нагрузки падает, то дроссель входит в насыщение раньше! Поэтому
нужно расчитывать на минимальную нагрузку и максимальную. Для каждого тока
для максимального КПД нужно подбирать такой дросель, чтобы ток был треугольный
или прямоугольник + треугольник сверху соизмеримый с прямоугольником. ток должен
возрастать и равен нулю в паузах. Измерить среднее тока значение можно 
через 1 ом между источником и схемой и паралельно к нему подкл 10к+100 мкф.
на кондере будет примерно средний ток, хотя и с погрешностью. лучше конечно
по клеткам считать на экране осцилографа. так точнее.
Если Uнагр < Uвх/2 то надо использовать "выход 1" генератора .

Схема рабочая для Uвх=8..12в Uвых=5в, 5..20мА Поэтому потребление генератора
и цепи ОС не больше 0.5 мА.  кпд > 0.8

--------------------------------------------------
Схема удвоителя 
заряжаем кондёры паралельно-разряжаем последовательно.
схему лучше делать 2х тактной чтобы при заряде нагрузка подключалась к такому
же но работающему в противофазе, тогда не будет больших скачков.
Если 3 кондера - то утроитель, 10-удесятеритель напряжения. Причем разброс
ёмкостей не так критичен как в схемах деления, но тоже нежелателен, т.к
после разряда на нагрузку, будет немного падение напряжения разным и нужно
гальванически развязывать чтобы небыло перегрузки. Хотя при dU=0.1-1.3v
кондеры с более высоким напряж отдадут часть заряда другим кондёрам.

Большая частота необязательна. 50Гц и реле подойдёт. Но будет шуметь.
также можно на тиристорах сделать..

---------------------------------------------------
Схема делителя напряжения на два, без дросселя, на двух электролитах.


Частота небольшая. 50гц и реле подойдет, но шуметь будет, лучше 4шт. кт315/815
работающих попарно в противофазе.
Минусы: нет общего ни минуса ни плюса. Разброс ёмкостей снижает КПД из-за
того что после заряда будет напряжение разное, и паралельном подкл-будут
нагреваться провода между этими кондерами..
(надо подключ дополнительно к меньшему 1-100 мкф чтобы уравнять ёмкости)
Плюсы: помехи минимальны, кпд > 90% 
c 24в до 12в снизить распространеная задача, а потом можно  аналоговым 
стабилизатором снизить до нужного если надо. 
если три кондера- то делитель на 3, 10 - на 10 итд.



В этой схеме стабилитрон Д814 на 8в и больше можно к Uвх подключить,
а если ниже, то лучше к Uвых и добавить С=1000пФ между
базой кт816 и землей для старта. Вместо кс147 - любой подходящий или диод(ы).
Uвых=Uст1+Uст2-0.7в . Схема хороша тем что можно любое напряжение получить из
кучки разных стабилитронов, если нет нужного. Стабилизация лучше чем у простого
параметрического стабилизатора, а вх. напряжение больше выходного на 0.7в, а не
на 3в как у кренки. Резистор 12к- подбирается в зависимости от Uвх мин и Uст1, ток
примерно 1мА. Резистор 3к подбирается так, чтобы ток базы кт816 был больше :
Iб=Iнагр.макс./К_усил816
Iб=(Ucт1-0.7)/R
Стабилитроны серии Д814 АБВ отлично стабилизируют в большом диапазоне токов 
от 0,1 до 10мА а вот КС*** и при Ucт < 8в очень зависят от тока и их надо подключать к Uвых.  
и тогда подбором резистора (12к) можно ещё менять напряжение на стабилистроне плюс 
нужен кондер для старта , чтобы начальный ток базы был. Если входные пульсации 
большие то C лучше заменить кнопкой пуска. Если на нагрузке стоит большой электролит, 
то С=0,1мкф и время старта нужно больше.
Схема давно всем известная, но с небольшими изменениями, иногда для старта включают
стабилитрон + резистор между Uвх и Uвых. Когда Uвых-Uвх>Uст то через них течет ток, а потом нет.
------------

Если вместо 2х электролитов будет 3 то будет делитель на 3.
схема переключения будет немного сложнее. Также можно получить 2/3 от Uвх.
Эта схема лучше подходит для источников с небольшим изменением напряжения т.к 
кпд самый высокий.
==================================================================================
Дальше только проекты. Практически схемы не проверены!
может будет плохо работать или нужны доп. исследования и изменения..
------------
Схема механического стабилизатора на моторчике с редуктором и щеткой по 
вторичной обмотке кольцевого трансформатора. кпд 95%. Мотор работает редко.
Лучше использовать от ДВД привода для перемещения лазера. Импульсом на ключ
двигаем куда надо схемой сравнения с 10 сек. инерцией и допуском разницы 0.5в.
может на кмоп микропроцессоре это сделать при массовом производстве?..
у моторчика 4 вывода -4 катушки и магнит на валу-нужна схема управления с
бегущим магнитным полем, на транзисторах делать слишком хлопотно..
Еще есть моторчики от FDD/HDD дисков для перемещения головки ..

------------
Если вычитать выпрямленное напряжение от исходного, то кпд будет еще выше,
но обратная связь сложнее(?) (схему ОС ещё придумать надо)
Если сделать две вторичных обмотки и две щетки то надо будет 2 диода и
0.7в можно сэкономить, но схема будет сложнее, лучше диоды шотки на выпрямителе
использовать.. Для динамической нагрузки нужен ещё оч. большой кондер на нагрузке.
Схема известная, раньше так автотрансформаторы для ламповых телевизоров делали,
они были большие и тяжелые, на 50 Гц, и крутить надо было вручную..
Но теперь всё маленькое стало, частота выше, и можно попробовать..
ШИМ не нужна, это обычный понижающий/повышающий трансформатор с изменяемым
коэф. трансформации (число витков вторичной обмотки) поэтому помех НЕТ!
-------------

-------------
Схема понижающего стабилизатора на разд.конд. и трансф-ре.

1) транзистор открыт- Ср-заряжается
2) транзистор закрыт - Ср-разряжается через трансформатор и создает противо ЭДС
которая частично заряжает источник или его конденсатор на входе, уменьшая ток потребления.
Стабилизатор тока сглаживает скачки напряжения заряда-разряда конденсатора Ср.
Возможно лучше при заряде Ср замыкать трансформатор..(?)
Можно ещё к нагрузке через диод подключить аналоговый стабилизатор.(AC) (?)
Обратная связь: 
1. если Uн > Uп то надо уменьшить ток стабилизатора тока и наоборот
2. включение генератора если Uн < Uп - сигнал меандр
3. поддержание напряжения на нагрузке через регулировку тока стабилизатора тока
или изменением скважности сигнала:  Uн > Uп -больше разряда, Uн < Uп -больше заряда.
критерий-минимальные пульсации напряжения(при меандре)
Если напряжение нагрузки резко упало то ток временно идет от аналового 
стабилизатора, пока не придет в норму. при резком возрастании напряжения-
уменьшить ток стабилизатора тока или отключить нагрузку до нормализации.
Uн-напряжение на нагрузке. Uп-пороговое напряжение =Uн плюс минус 0,2в(?)
Ср-разделительный конденсатор электролит 1000 мкф и больше.
Схему нужно дорабатывать и проверять/искать лучшее решение ОС и др.

Похожее на это распространенная схема понижения напряжения, где источник
подключается/отключается а на кондере нагрузки пила имеет низкий КПД,
так как разница напряжения источника и нагрузки при такте заряда гасится
на активной нагрузке цепью заряда ( резисторе/транзисторе), а в моей
схеме - на реактивной, которая запасает и отдает энергию, но т.к здесь
напряжение постоянное, то нужно имитировать процессы, как при переменном.
Обычный кондер(не электролит) в цепи перем тока гасит на себе часть напряжения
по формуле(не помню какой, но где-то была - из схемы журнала Радио для питания
будильника от 220в)

 
--------------
Схема понижающего стабилизатора 2х тактная (проверять надо и дорабатывать)



4 авг 2014г Xing. При перепечатке ссылка на источник обязательна.