Μία από τις πιο σημαντικές ιδιότητες των σταθεροποιητών ισχύος είναι η χαμηλότερη επιτρεπόμενη τάση μεταξύ της εξόδου και της εισόδου του σταθεροποιητή στο υψηλότερο ρεύμα φορτίου. Παρέχει πληροφορίες σε ποια ελάχιστη διαφορά τάσης βρίσκονται οι παράμετροι της συσκευής σε κανονική κατάσταση.

Ένας τρόπος για να αυξηθεί η απόδοση του γραμμικού συντονισμού είναι η μείωση της πτώσης τάσης του στοιχείου ρύθμισης στη χαμηλότερη δυνατή τιμή. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τους μικροσκοπικούς ρυθμιστές, όπου κάθε σταγόνα 50 millivolt μετατρέπεται σε αρκετές εκατοντάδες milliwatts θερμότητας με πολύπλοκη διάχυση στη μικρή συσκευασία της συσκευής.

Επομένως, για τη σύνδεση τέτοιων κυκλωμάτων, πολλές εταιρείες προσφέρουν στους σχεδιαστές μικροκυκλώματα με χαμηλή πτώση έως και 100 millivolt. Το μικροκύκλωμα ST 1L 08 έχει καλές παραμέτρους με φορτίο ρεύματος έως και 0,8 A η μικρότερη πτώση στο τρανζίστορ είναι περίπου 70 millivolt.

Από τους εργοστασιακούς σταθεροποιητές, μπορούμε να σημειώσουμε εκείνους στους οποίους, όταν το ρεύμα φορτίου μειώνεται στη χαμηλότερη τιμή, η πτώση μειώνεται στα 0,4 millivolt. Για τη μείωση του θορύβου, τέτοια μικροκυκλώματα είναι εξοπλισμένα με έναν βοηθητικό ενισχυτή buffer με τερματικό για τη σύνδεση ενός εξωτερικού φίλτρου χωρητικότητας έως 0,01 μF. Οι ελάχιστες απαιτήσεις επιβάλλονται σε ένα τέτοιο φίλτρο: η τιμή χωρητικότητας πρέπει να είναι από 2,2 έως 22 μF.

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στο μικροκύκλωμα LD CL 015 Με καλές ιδιότητες και χαμηλή πτώση τάσης, αυτός είναι ένας από τους σταθεροποιητές που λειτουργούν χωρίς φίλτρο πυκνωτή. Αυτό επιτυγχάνεται με το σχήμα λειτουργικός ενισχυτήςμε περιθώριο φάσης. Ωστόσο, για τη βελτίωση των παραμέτρων και τη μείωση του θορύβου στην έξοδο, συνιστάται η εγκατάσταση χωρητικότητας περίπου 0,1 μF στην έξοδο και την είσοδο της συσκευής.

Συσκευή με πτώση στα 0,05 βολτ

Κατά τη σύνδεση διαφόρων εξοπλισμών από μπαταρίες, τις περισσότερες φορές υπάρχει ανάγκη εξισορρόπησης της κατανάλωσης τάσης και ρεύματος. Για παράδειγμα, για να σχηματίσετε μια συσκευή αναπαραγωγής βίντεο με λέιζερ ή έναν φακό LED. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, πολλά μικροκυκλώματα με τη μορφή οδηγών έχουν ήδη σχεδιαστεί στην παραγωγή. Είναι ένας μετατροπέας τάσης χαμηλής τάσης με εσωτερικό σταθεροποιητή. Μια νέα εξέλιξη είναι το μικροκύκλωμα LT 130 8A.

Χωρίς να μειώνονται τα πλεονεκτήματα τέτοιων προγραμμάτων οδήγησης, πρέπει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχουν τέτοια μικροκυκλώματα σε μια μεγάλη περιφερειακή πόλη. Μπορεί να παραγγελθεί με υψηλό κόστος, περίπου 10 ευρώ. Επομένως, υπάρχει ένα φτηνό, απλό και αποτελεσματικό κύκλωμα συσκευής από ένα ραδιοφωνικό περιοδικό.

Ο συντελεστής σταθεροποίησης μιας τέτοιας συσκευής είναι 10.000 Η τάση εξόδου ρυθμίζεται με αντίσταση 2,4 χιλιομέτρων από 2 έως 8 βολτ. Όταν η τροφοδοσία ρεύματος στην είσοδο είναι χαμηλότερη από την έξοδο, το τρανζίστορ συντονισμού είναι ανοιχτό και η πτώση ισχύος είναι ίση με αρκετά mV. Εάν η τάση εισόδου είναι υψηλότερη από την τάση εξόδου, τότε στη δίοδο zener είναι ίση με 0,05 βολτ. Αυτό γίνεται δυνατό με μπαταρίες AA. Ακόμη και αλλάζοντας το ρεύμα φορτίου στην περιοχή από 0 έως 0,5 αμπέρ, τάση εξόδουθα αλλάξει μόνο κατά 1 mV.

Για τέτοια απλός σταθεροποιητήςΗ σανίδα δεν χρειάζεται να είναι χαραγμένη, αλλά μπορεί να κοπεί με ένα ειδικό μαχαίρι. Είναι κατασκευασμένο από σπασμένες λεπίδες σιδήρου και ακονισμένο σε τροχό λείανσης. Στη συνέχεια, η λαβή τυλίγεται για ευκολία στη χρήση.

Με αυτόν τον κόφτη μπορείτε να ξύσετε ίχνη σε μια χάλκινη σανίδα.

Καθαρίζουμε την σανίδα με γυαλόχαρτο, την κονιοποιούμε, κολλάμε τα μέρη και όλα είναι έτοιμα.

Οι φωτογραφίες δείχνουν ότι δεν χρειάζεται να χαράξετε ή να τρυπήσετε την σανίδα.

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται πάντα για την παραγωγή μικρών απλά κυκλώματα. Δεν χρειάζεται να εξοπλίσετε ένα ισχυρό τρανζίστορ με ψυγείο ψύξης. Λόγω της μικρής πτώσης τάσης, δεν θερμαίνεται. Κατά τη ρύθμιση, φροντίστε να συνδέσετε ένα αδύναμο φορτίο στην έξοδο.

Ισοσταθμιστής χαμηλής πτώσης ισχύος

Η πιο σημαντική ιδιότητα είναι ένας σταθεροποιητής με χαμηλή πτώση ισχύος, όπως στα μικροκυκλώματα, τη λιγότερο επιτρεπτή διαφορά στην έξοδο και τα δυναμικά εισόδου στο υψηλότερο φορτίο ρεύματος. Καθορίζει σε ποια ελάχιστη διαφορά τάσης μεταξύ της εξόδου και της εισόδου όλες οι ιδιότητες της συσκευής είναι κανονικές.

• Για τους πιο συνηθισμένους σταθεροποιητές που κατασκευάζονται σε μικροκυκλώματα της σειράς M78, η χαμηλότερη επιτρεπόμενη τάση είναι 2 βολτ σε ρεύμα 1 αμπέρ.
• Συσκευή σε τσιπ με ελάχιστη τάσηη είσοδος πρέπει να παράγει τάση 7 βολτ στην έξοδο. Όταν το πλάτος των παλμών στην έξοδο της συσκευής φτάσει το 1 βολτ, η ελάχιστη τάση εισόδου αυξάνεται στα 8 βολτ.
• Λαμβάνοντας υπόψη την αστάθεια της τάσης του δικτύου στο εύρος του 10%, αυξάνεται στα 8,8 βολτ.

Ως αποτέλεσμα, η απόδοση της συσκευής δεν θα υπερβαίνει το 57% με σημαντικό ρεύμα στην έξοδο, το μικροκύκλωμα θα γίνει πολύ ζεστό.

Εφαρμογή τσιπ χαμηλής πτώσης

Μια καλή διέξοδος από την κατάσταση είναι να χρησιμοποιήσετε συγκροτήματα όπως το KR 1158 EH ή το LM 10 84.

Η λειτουργία της συσκευής σε ένα μικροκύκλωμα είναι η εξής:

• Οι τιμές χαμηλής τάσης μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας έναν ισχυρό διακόπτη πεδίου για ρύθμιση.
• Το τρανζίστορ λειτουργεί στη θετική γραμμή.
• Η χρήση σταθεροποιητή με n-κανάλι προτείνεται βάσει δοκιμών: τέτοιοι ημιαγωγοί δεν είναι επιρρεπείς σε αυτοδιέγερση.
• Η αντίσταση ανοιχτού κυκλώματος είναι χαμηλότερη σε σύγκριση με το κανάλι p.
• Το τρανζίστορ ελέγχεται από έναν παράλληλο σταθεροποιητή.
• Για να ανοίξετε το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, η τάση πύλης ρυθμίζεται στα 2,5 βολτ πάνω από την πηγή.

Μια τέτοια βοηθητική πηγή είναι απαραίτητη εάν η τάση εξόδου της είναι υψηλότερη από την τάση αποστράγγισης του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου κατά αυτήν την τιμή.

Με βάση τα ισχυρά τρανζίστορ εναλλαγής πεδίου, μπορούν να κατασκευαστούν γραμμικοί ρυθμιστές τάσης. Μια παρόμοια συσκευή περιγράφηκε προηγουμένως στο. Αλλάζοντας ελαφρά το διάγραμμα, όπως φαίνεται στο Σχ. 1, είναι δυνατό να βελτιωθούν οι παράμετροι του περιγραφόμενου σταθεροποιητή μειώνοντας σημαντικά (5...6 φορές) την πτώση τάσης στο στοιχείο ελέγχου, που είναι το τρανζίστορ IRL2505L. Έχει πολύ χαμηλή αντίσταση καναλιού σε ανοιχτή κατάσταση (0,008 Ohm), παρέχει ρεύμα έως και 74 A σε θερμοκρασία περιβλήματος 100 ° C και χαρακτηρίζεται από ένα χαρακτηριστικό υψηλής κλίσης (59 A/V). Για τον έλεγχό του απαιτείται μικρή τάση πύλης (2,5...3 V). Η μέγιστη τάση πηγής αποστράγγισης είναι 55 V, η τάση πύλης είναι ±16 V, η ισχύς που καταναλώνεται από το τρανζίστορ μπορεί να φτάσει τα 200 W.

Όπως οι σύγχρονοι σταθεροποιητές μικροκυκλώματος, η προτεινόμενη μονάδα έχει τρεις ακίδες: 1 - είσοδος, 2 - κοινή, 3 - έξοδος. Το μικροκύκλωμα DA1 χρησιμοποιείται ως στοιχείο ελέγχου - ένας παράλληλος σταθεροποιητής τάσης KR142EN19 (TL431). Το τρανζίστορ VT1 χρησιμεύει ως στοιχείο αντιστοίχισης και η δίοδος zener VD1 παρέχει σταθερή τάση για το κύκλωμα βάσης του. Η τιμή της τάσης εξόδου μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο
Uout=2,5 (1+R5/R6).
Η τάση εξόδου ρυθμίζεται αλλάζοντας την αντίσταση της αντίστασης R6. Οι πυκνωτές εξασφαλίζουν σταθερή λειτουργία του σταθεροποιητή. Η συσκευή λειτουργεί ως εξής. Καθώς αυξάνεται η τάση εξόδου, αυξάνεται η τάση στην είσοδο ελέγχου του μικροκυκλώματος DA1, με αποτέλεσμα να αυξάνεται το ρεύμα μέσω αυτού. Η τάση στην αντίσταση R2 αυξάνεται και το ρεύμα μέσω του τρανζίστορ VT1 μειώνεται. Αντίστοιχα, η τάση πύλης-πηγής του τρανζίστορ VT2 μειώνεται, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η αντίσταση του καναλιού του. Επομένως, η τάση εξόδου μειώνεται, επαναφέροντας την προηγούμενη τιμή της.

Το ρυθμιστικό τρανζίστορ πεδίου VT2 συνδέεται με το αρνητικό καλώδιο και η τάση ελέγχου τροφοδοτείται σε αυτό από το θετικό καλώδιο. Χάρη σε αυτή τη λύση, ο σταθεροποιητής είναι ικανός να παρέχει ρεύμα φορτίου 20...30 A, ενώ η τάση εισόδου μπορεί να είναι μόνο 0,5 V υψηλότερη από την τάση εξόδου. Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε τη μονάδα με τάση εισόδου μεγαλύτερη από 16 V, τότε το τρανζίστορ VT2 πρέπει να προστατεύεται από βλάβη χρησιμοποιώντας μια δίοδο zener χαμηλής ισχύος με τάση σταθεροποίησης 10...12 V, η κάθοδος της οποίας είναι συνδεδεμένη στην πύλη και η άνοδος στην πηγή.

Η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιήσει οποιοδήποτε τρανζίστορ φαινομένου πεδίου n καναλιών (VT2), κατάλληλο για ρεύμα και τάση από τη λίστα που δίνεται, κατά προτίμηση τονισμένο με κίτρινο χρώμα. VT1 - KT502, KT3108, KT361 με τυχόν δείκτες γραμμάτων. Το μικροκύκλωμα KR142EN19 (DA1) μπορεί να αντικατασταθεί με TL431. Πυκνωτές - K10-17, αντιστάσεις - R1-4, MLT, S2-33.
Το διάγραμμα σύνδεσης για τη μονάδα σταθεροποιητή φαίνεται στην Εικ. 2.

Με ένα μεγάλο φορτίο ρεύματος στο τρανζίστορ VT2 διαχέεται υψηλή ισχύς, επομένως είναι απαραίτητη η αποτελεσματική απομάκρυνση της θερμότητας. Τρανζίστορ αυτής της σειράς με δείκτες γράμματος L και S εγκαθίστανται στην ψύκτρα χρησιμοποιώντας συγκόλληση. Στην έκδοση του συγγραφέα, ένα περίβλημα από ένα ελαττωματικό τρανζίστορ KT912, KP904 χρησιμοποιείται ως ψύκτρα και ταυτόχρονα ως δομή στήριξης. Αυτή η θήκη αποσυναρμολογήθηκε, το πάνω μέρος της αφαιρέθηκε έτσι ώστε να παρέμεινε μια επίχρυση κεραμική ροδέλα με κρύσταλλο τρανζίστορ και αγωγούς στήριξης. Ο κρύσταλλος αφαιρείται προσεκτικά, η επίστρωση επικασσιτερώνεται, μετά την οποία το τρανζίστορ VT2 συγκολλάται σε αυτό. Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος από υαλοβάμβακα διπλής όψεως συγκολλάται στην επίστρωση της ροδέλας και στους ακροδέκτες του τρανζίστορ VT2 (Εικ. 3). Το φύλλο στην πίσω πλευρά της πλακέτας διατηρείται εξ ολοκλήρου και συνδέεται με την επιμετάλλωση της ροδέλας (αποχέτευση τρανζίστορ VT2 Μετά τη ρύθμιση και τον έλεγχο της μονάδας σταθεροποιητή, η πλακέτα κολλάται στη θήκη). Συμπεράσματα 1 και 2 - τοποθεσίες στις πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, και ο πείρος 3 (αποχέτευση τρανζίστορ VT2) είναι μια μεταλλική βάση καρφίτσας σε μια κεραμική ροδέλα.

Εάν χρησιμοποιείτε εξαρτήματα για επιφανειακή τοποθέτηση: μικροκύκλωμα TL431CD (Εικ. 4), τρανζίστορ VT1 KT3129A-9, τρανζίστορ VT2 IRLR2905S, αντιστάσεις P1-12, τότε μερικά από αυτά μπορούν να τοποθετηθούν σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και το άλλο μέρος μπορεί να τοποθετείται απευθείας στην κεραμική ροδέλα του περιβλήματος. ΕμφάνισηΗ συναρμολογημένη συσκευή φαίνεται στο Σχ. 5. Η μονάδα σταθεροποιητή τάσης δεν έχει γαλβανική σύνδεση με τη βάση (βίδα) της θήκης, επομένως μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στην ψύκτρα ακόμα κι αν είναι συνδεδεμένη με κοινό σύρματροφοδοτούμενη συσκευή.

Επιτρέπεται επίσης η χρήση του περιβλήματος από ελαττωματικά τρανζίστορ της σειράς KT825, KT827. Σε μια τέτοια συσκευασία, οι κρύσταλλοι τρανζίστορ δεν συνδέονται σε κεραμικό, αλλά σε μεταλλική ροδέλα. Σε αυτό συγκολλάται το τρανζίστορ VT2, έχοντας προηγουμένως αφαιρέσει τον κρύσταλλο. Τα υπόλοιπα μέρη τοποθετούνται με τον ίδιο τρόπο. Η αποστράγγιση του τρανζίστορ VT2 σε αυτή την περίπτωση συνδέεται με το περίβλημα, επομένως η μονάδα μπορεί να εγκατασταθεί απευθείας σε μια ψύκτρα συνδεδεμένη στο αρνητικό καλώδιο της τροφοδοσίας φορτίου.
Η ρύθμιση της συσκευής καταλήγει στη ρύθμιση της απαιτούμενης τάσης εξόδου με την αντίσταση περικοπής R6 και στον έλεγχο της απουσίας αυτοδιέγερσης σε ολόκληρο το εύρος ρεύματος εξόδου. Εάν συμβεί, πρέπει να εξαλειφθεί αυξάνοντας την χωρητικότητα των πυκνωτών.

ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑ
1. Ισχυρά τρανζίστορ μεταγωγής με εφέ πεδίου της εταιρείας Διεθνής Ανορθωτής. - Ραδιόφωνο, 2001, Νο. 5, σελ. 45.
2. Necheev I. Σταθεροποιητής τάσης σε ισχυρό τρανζίστορ πεδίου. - Ραδιόφωνο, 2003, Νο 8. Σελ. 53, 54.

I. NECHAYEV, Kursk
«Ραδιόφωνο» Νο. 2 2005

Σταθεροποιητής τάσης με χαμηλή ελάχιστη πτώση τάσης

Μία από τις σημαντικές παραμέτρους των σταθεροποιητών τάσης σειράς (συμπεριλαμβανομένων των μικροκυκλωμάτων) είναι η ελάχιστη επιτρεπόμενη τάση μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του σταθεροποιητή (ΔUmin) στο μέγιστο ρεύμα φορτίου. Δείχνει σε ποια ελάχιστη διαφορά μεταξύ των τάσεων εισόδου (Uin) και εξόδου (Uout) όλες οι παράμετροι του σταθεροποιητή βρίσκονται εντός κανονικών ορίων. Δυστυχώς, δεν το προσέχουν όλοι οι ραδιοερασιτέχνες συνήθως ενδιαφέρονται μόνο για την τάση εξόδου και το μέγιστο ρεύμα εξόδου. Εν τω μεταξύ, αυτή η παράμετρος έχει σημαντικό αντίκτυπο τόσο στην ποιότητα της τάσης εξόδου όσο και στην απόδοση του σταθεροποιητή.

Για παράδειγμα, για ευρέως διαδεδομένους σταθεροποιητές μικροκυκλωμάτων της σειράς 1_M78xx (το xx είναι ένας αριθμός ίσος με την τάση σταθεροποίησης σε βολτ), η ελάχιστη επιτρεπόμενη τάση dUmin = 2 V σε ρεύμα 1 A. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι για έναν σταθεροποιητή σε το τσιπ LM7805 (Uout = 5 V) η τάση Uinmin πρέπει να είναι τουλάχιστον 7 V. Εάν το πλάτος κυματισμού στην έξοδο του ανορθωτή φτάσει το 1 V, τότε η τιμή του Uinmin αυξάνεται στα 8 V και λαμβάνοντας υπόψη την αστάθεια του δικτύου τάση εντός ±10%, αυξάνεται στα 8,8 V. Ως αποτέλεσμα, η απόδοση του σταθεροποιητή δεν θα υπερβαίνει το 57%, και με υψηλό ρεύμα εξόδου το μικροκύκλωμα θα ζεσταθεί πολύ.

Μια πιθανή διέξοδος από την κατάσταση είναι η χρήση των λεγόμενων σταθεροποιητών μικροκυκλώματος Low Dropout (χαμηλή πτώση τάσης), για παράδειγμα, η σειρά KR1158ENxx (ΔUmin = 0,6 V σε ρεύμα 0,5 A) ή LM1084 (Umin = 1,3 V σε ρεύμα 5 Α). Αλλά ακόμη χαμηλότερες τιμές του Umin μπορούν να επιτευχθούν εάν ένα ισχυρό τρανζίστορ φαινομένου πεδίου χρησιμοποιείται ως ρυθμιστικό στοιχείο. Είναι αυτή η συσκευή που θα συζητηθεί περαιτέρω.

Το διάγραμμα του προτεινόμενου σταθεροποιητή φαίνεται στο Σχ. 1. Το τρανζίστορ πεδίου VT1 συνδέεται στη θετική γραμμή ισχύος. Η χρήση μιας συσκευής με n-κανάλι οφείλεται στα αποτελέσματα των δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν από τον συγγραφέα: αποδείχθηκε ότι τέτοια τρανζίστορ είναι λιγότερο επιρρεπή σε αυτοδιέγερση και, επιπλέον, κατά κανόνα, αντίσταση ανοιχτό κανάλιέχουν λιγότερα από τα κανάλια p. Το τρανζίστορ VT1 ελέγχεται από τον παράλληλο ρυθμιστή τάσης DA1. Για να ανοίξει ένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, η τάση στην πύλη του πρέπει να είναι τουλάχιστον 2,5 V μεγαλύτερη από την πηγή. Επομένως, απαιτείται μια πρόσθετη πηγή με τάση εξόδου που υπερβαίνει την τάση στην αποστράγγιση του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου κατά αυτό ακριβώς το ποσό.

Μια τέτοια πηγή - ένας μετατροπέας τάσης ανόδου - συναρμολογείται στο τσιπ DD1. Τα λογικά στοιχεία DD1.1, DD1.2 χρησιμοποιούνται σε μια γεννήτρια παλμών με ρυθμό επανάληψης περίπου 30 kHz, τα DD1.3, DD1.4 είναι buffer. Οι δίοδοι VD1, VD2 και οι πυκνωτές SZ, C4 σχηματίζουν έναν ανορθωτή με διπλασιασμό της τάσης, η αντίσταση R2 και ο πυκνωτής C5 σχηματίζουν ένα φίλτρο εξομάλυνσης.

Οι πυκνωτές C6, C7 εξασφαλίζουν σταθερή λειτουργία της συσκευής. Η τάση εξόδου (η ελάχιστη τιμή της είναι 2,5 V) ρυθμίζεται με την αντίσταση κοπής R4.

Οι εργαστηριακές δοκιμές του πρωτοτύπου της συσκευής έδειξαν ότι με ρεύμα φορτίου 3 Α και μείωση της τάσης εισόδου από 7 σε 5,05 V, η έξοδος μειώνεται από 5 σε 4,95 V. Με άλλα λόγια, στο καθορισμένο ρεύμα, η ελάχιστη πτώση τάσης Το ΔUmin δεν υπερβαίνει τα 0,1 V. Αυτό σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε πληρέστερα τις δυνατότητες της κύριας πηγής ισχύος (ανορθωτή) και να αυξήσετε την απόδοση του σταθεροποιητή τάσης.

Τα εξαρτήματα της συσκευής είναι τοποθετημένα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (Εικ. 2) κατασκευασμένη από μονόπλευρη επένδυση από υαλοβάμβακα με πάχος 1,5...2 mm. Σταθερές αντιστάσεις - R1-4, MLT, trimmer - SPZ-19a, πυκνωτές C2, C6, C7 - κεραμικά K10-17, τα υπόλοιπα είναι εισαγόμενα οξείδια, για παράδειγμα, σειρά TK από την Jamicon. Σε σταθεροποιητή με τάση εξόδου 3...6 V, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ένα τρανζίστορ πεδίου με τάση ανοίγματος όχι μεγαλύτερη από 2,5 V Τέτοια τρανζίστορ από το International Rectifier επισημαίνονται συνήθως με το γράμμα L (δείτε το γεγονός φύλλο "Power field-effect switching transistors International Rectifier" στο "Radio", 2001, No. 5, σελ. 45). Όταν το ρεύμα φορτίου είναι μεγαλύτερο από 1,5...2 A, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε ένα τρανζίστορ με αντίσταση ανοιχτού καναλιού όχι μεγαλύτερη από 0,02...0,03 Ohm.

Για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση, το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου στερεώνεται στην ψύκτρα και μπορεί να κολληθεί μια πλακέτα σε αυτήν μέσω μιας μονωτικής φλάντζας. Η εμφάνιση της τοποθετημένης σανίδας φαίνεται στο Σχ. 3.

Η τάση εξόδου του σταθεροποιητή μπορεί να αυξηθεί, αλλά δεν πρέπει να το ξεχνάμε αυτό μέγιστη τάσηΗ τροφοδοσία του μικροκυκλώματος K561LA7 είναι 15 V και η οριακή τιμή της τάσης πηγής πύλης του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου στις περισσότερες περιπτώσεις δεν υπερβαίνει τα 20 V.

Επομένως, σε μια τέτοια περίπτωση, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν μετατροπέα ενίσχυσης συναρμολογημένο σύμφωνα με διαφορετικό κύκλωμα (σε βάση στοιχείου που επιτρέπει υψηλότερη τάση τροφοδοσίας) και να περιορίσετε την τάση στην πύλη του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου συνδέοντας μια δίοδο zener με την αντίστοιχη τάση σταθεροποίησης παράλληλα με τον πυκνωτή C5. Εάν ο σταθεροποιητής υποτίθεται ότι είναι ενσωματωμένος σε μια πηγή ρεύματος με μετασχηματιστή βαθμίδας, τότε ο μετατροπέας τάσης (μικροκύκλωμα DD1, δίοδοι VD1, VD2, αντίσταση R1 και πυκνωτές C2, SZ) μπορεί να αποκλειστεί και ο "κύριος" ανορθωτής στη γέφυρα διόδου VD5 (Εικ. 4) μπορεί να συμπληρωθεί με διπλασιαστή τάση στις διόδους VD3, VD4 και στον πυκνωτή C9 (η αρίθμηση των στοιχείων συνεχίζει αυτό που ξεκίνησε στο Σχ. 1).

Δείτε άλλα άρθρατμήμα.

Υπάρχει μεγάλη ανάγκη για σταθεροποιητές 5 volt με ρεύματα εξόδου αρκετών αμπέρ και με όσο το δυνατόν μικρότερη πτώση τάσης. Η πτώση τάσης είναι απλώς η διαφορά μεταξύ της τάσης εισόδου DC και της τάσης εξόδου, υπό την προϋπόθεση ότι διατηρείται η ρύθμιση. Η ανάγκη για σταθεροποιητές με τέτοιες παραμέτρους μπορεί να φανεί σε ένα πρακτικό παράδειγμα, στο οποίο η τάση μιας μπαταρίας νικελίου-καδμίου, ίση με περίπου 8,2 V, σταθεροποιείται στα 5 V. Εάν η πτώση τάσης είναι τα συνηθισμένα 2 ή 3 V, τότε είναι σαφές ότι η χρήση μιας τέτοιας μπαταρίας για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν είναι δυνατή. Η αύξηση της τάσης της μπαταρίας δεν είναι η καλύτερη λύση, αφού σε αυτή την περίπτωση θα υπάρξει άσκοπη απαγωγή ισχύος στο τρανζίστορ διέλευσης. Εάν ήταν δυνατό να διατηρηθεί η σταθεροποίηση σε πτώση τάσης, ας πούμε, κατά το ήμισυ, η συνολική κατάσταση θα ήταν πολύ καλύτερη.

Είναι γνωστό ότι δεν είναι εύκολο να κατασκευαστεί ένα τρανζίστορ διέλευσης με χαμηλή τάση κορεσμού σε ολοκληρωμένα κυκλώματα σταθεροποιητών. Αν και είναι επιθυμητό να ελέγχετε το τρανζίστορ διέλευσης χρησιμοποιώντας ένα IC, το ίδιο το τρανζίστορ πρέπει να είναι μια ξεχωριστή συσκευή. Αυτό συνεπάγεται φυσικά τη χρήση υβριδικών συσκευών αντί για πλήρως ολοκληρωμένα κυκλώματα. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι μια συγκαλυμμένη ευλογία επειδή διευκολύνει τη βελτιστοποίηση του κορεσμού και των τάσεων βήτα του τρανζίστορ για την επίτευξη του επιδιωκόμενου στόχου. Επιπλέον, μπορείτε ακόμη και να πειραματιστείτε με τρανζίστορ γερμανίου, τα οποία από τη φύση τους έχουν χαμηλές τάσεις κορεσμού. Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα τρανζίστορ /7l/7 έχουν χαμηλότερες τάσεις κορεσμού από τα αντίστοιχα prp.

Η χρήση αυτών των γεγονότων οδηγεί φυσικά στο κύκλωμα ρυθμιστή χαμηλής πτώσης που φαίνεται στην Εικ. 20.2. Η πτώση τάσης σε αυτόν τον ρυθμιστή είναι 50 mV σε ρεύμα φορτίου 1 A και μόνο 450 mV στα 5 A. Η ανάγκη δημιουργίας ενός τρανζίστορ διέλευσης ουσιαστικά διεγείρεται από την απελευθέρωση του γραμμικού ενσωματωμένου ρυθμιστή 71123. Το silicon /?l/7-transistor MJE1123 σχεδιάστηκε ειδικά για αυτό το κύκλωμα, αλλά υπάρχουν αρκετά παρόμοια τρανζίστορ διαθέσιμα. Η χαμηλή τάση κορεσμού είναι σημαντική παράμετροςόταν επιλέγετε ένα τρανζίστορ, αλλά το υψηλό κέρδος είναι επίσης σημαντικό DC(beta) για αξιόπιστο περιορισμό ρεύματος βραχυκύκλωμα. Αποδείχθηκε ότι το τρανζίστορ γερμανίου 2iV4276 επιτρέπει ακόμη χαμηλότερες πτώσεις τάσης, αλλά πιθανώς σε βάρος της επιδείνωσης των περιοριστικών χαρακτηριστικών του ρεύματος βραχυκυκλώματος. Η αντίσταση της αντίστασης στο κύκλωμα βάσης του τρανζίστορ διέλευσης (20 Ohm στο διάγραμμα) επιλέγεται πειραματικά. Η ιδέα είναι να γίνει όσο το δυνατόν υψηλότερη με μια αποδεκτή πτώση τάσης. Η τιμή του θα εξαρτηθεί από την αναμενόμενη μέγιστη τάση εισόδου. Ένα άλλο χαρακτηριστικό

Αυτός ο σταθεροποιητής έχει χαμηλό ρεύμα ρελαντί, περίπου 600 μA, το οποίο συμβάλλει στη μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Ρύζι. 20.2. Ένα παράδειγμα γραμμικού ρυθμιστή που έχει χαμηλή πτώση τάσης. Εδώ χρησιμοποιείται ένα υβριδικό κύκλωμα επειδή είναι δύσκολο να επιτευχθεί χαμηλή πτώση τάσης χρησιμοποιώντας μόνο IC. Γραμμική Τεχνολογία Sofoga!1op.

Ένας παρόμοιος γραμμικός ρυθμιστής χαμηλής πτώσης από άλλη εταιρεία ημιαγωγών φαίνεται στο Σχ. 20.3. Τα βασικά χαρακτηριστικά παραμένουν τα ίδια - πτώση τάσης 350 mV σε ρεύμα φορτίου 3 A Για άλλη μια φορά, η χρήση ενός υβριδικού κυκλώματος παρέχει πρόσθετη ευελιξία σχεδιασμού. Η κύρια διαφορά μεταξύ διαφορετικών IC για τον έλεγχο τέτοιων σταθεροποιητών είναι η παρουσία βοηθητικών λειτουργιών. Η ανάγκη τους μπορεί να εκτιμηθεί εκ των προτέρων σε σχέση με μια συγκεκριμένη εφαρμογή και να γίνει η κατάλληλη επιλογή. Τα περισσότερα από αυτά τα ASIC διαθέτουν τουλάχιστον προστασία βραχυκυκλώματος και υπερθέρμανσης. Δεδομένου ότι το pass-through rpr-trshshstor είναι εξωτερικό του IC, η καλή απαγωγή θερμότητας είναι σημαντική. Συχνά, για την παροχή πρόσθετης σταθεροποίησης, ένας γραμμικός ρυθμιστής χαμηλής πτώσης προστίθεται σε ένα ήδη κατασκευασμένο SMPS. Επιπλέον, η αποτελεσματικότητα το σύστημα στο σύνολό του θα παραμείνει ουσιαστικά αμετάβλητο. Αυτό δεν μπορεί να ειπωθεί όταν χρησιμοποιείται ένας συμβατικός σταθεροποιητής τάσης εντέφαλου με 3 ακροδέκτες για πρόσθετη σταθεροποίηση.

Η πρώτη σας τάση μπορεί να είναι να αναπαράγετε τα δύο κυκλώματα χαμηλής πτώσης που μόλις περιγράφηκαν, χρησιμοποιώντας έναν συμβατικό ενσωματωμένο ρυθμιστή τάσης 3 ακίδων και ένα τρανζίστορ διέλευσης. Ωστόσο, το ρεύμα ηρεμίας (το ρεύμα που καταναλώνεται από το εσωτερικό κύκλωμα του σταθεροποιητή και το οποίο δεν ρέει μέσω του φορτίου) θα είναι πολύ υψηλότερο από ό,τι όταν χρησιμοποιείτε ειδικά κυκλώματα. Αυτό καταστρέφει την ίδια την ιδέα της μη εισαγωγής πρόσθετης κατανάλωσης ισχύος στο σύστημα.

Ρύζι. 20.3. Ένα άλλο γραμμικό κύκλωμα ρυθμιστή χαμηλής πτώσης. Η ίδια διαμόρφωση χρησιμοποιείται με ένα εξωτερικό τρανζίστορ PPR. Το επιλεγμένο IC ελέγχου είναι το καλύτερο όσον αφορά τις απαιτούμενες λειτουργίες υποστήριξης. Cherry Semiconductor Soph.

Όλος ο σύγχρονος ραδιοηλεκτρονικός εξοπλισμός είναι χτισμένος σε στοιχεία που είναι ευαίσθητα στην παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Από αυτό εξαρτάται όχι μόνο η σωστή λειτουργία, αλλά και η απόδοση των κυκλωμάτων στο σύνολό τους. Επομένως, πρώτα απ' όλα ηλεκτρονικές συσκευέςπρομήθεια σταθεροί σταθεροποιητέςμε χαμηλή πτώση τάσης. Κατασκευάζονται με τη μορφή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τα οποία παράγονται από πολλούς κατασκευαστές σε όλο τον κόσμο.

Τι είναι ένας σταθεροποιητής χαμηλής τάσης πτώσης;

Ως σταθεροποιητής τάσης (SV) νοείται μια συσκευή της οποίας το κύριο καθήκον είναι να διατηρεί την τάση του φορτίου σε ένα ορισμένο σταθερό επίπεδο. Οποιοσδήποτε σταθεροποιητής έχει μια ορισμένη ακρίβεια της παραμέτρου εξόδου, η οποία καθορίζεται από τον τύπο του κυκλώματος και τα εξαρτήματα που περιλαμβάνονται σε αυτό.

Εσωτερικά, το CH μοιάζει με ένα κλειστό σύστημα, όπου μέσα αυτόματη λειτουργίαΗ τάση εξόδου ρυθμίζεται ανάλογα με την τάση αναφοράς, η οποία παράγεται από ειδική πηγή. Αυτός ο τύπος σταθεροποιητή ονομάζεται αντισταθμιστικός. Το ρυθμιστικό στοιχείο (RE) σε αυτή την περίπτωση είναι ένα τρανζίστορ - ένα διπολικό ή τρανζίστορ πεδίου.

Το στοιχείο ρύθμισης τάσης μπορεί να λειτουργήσει σε δύο διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας (που καθορίζονται από το διάγραμμα σχεδιασμού):

• ενεργός;
• κλειδί

Ο πρώτος τρόπος συνεπάγεται συνεχή λειτουργία του RE, ο δεύτερος - λειτουργία σε παλμική λειτουργία.

Πού χρησιμοποιείται ένας σταθερός σταθεροποιητής;

Ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός της σύγχρονης γενιάς χαρακτηρίζεται από κινητικότητα σε παγκόσμια κλίμακα. Τα συστήματα ισχύος συσκευών βασίζονται στη χρήση κυρίως χημικών πηγών ρεύματος. Το καθήκον των προγραμματιστών σε αυτή την περίπτωση είναι να αποκτήσουν σταθεροποιητές με μικρές συνολικές παραμέτρους και τη μικρότερη δυνατή απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας σε αυτούς.

Τα σύγχρονα SV χρησιμοποιούνται στα ακόλουθα συστήματα:

• κινητές επικοινωνίες?
• φορητοί υπολογιστές?
• Τροφοδοτικά μικροελεγκτή?
• Κάμερες ασφαλείας που λειτουργούν αυτόνομα.
• αυτόνομα συστήματα ασφαλείας και αισθητήρες.

Για την επίλυση προβλημάτων τροφοδοσίας για σταθερά ηλεκτρονικά, χρησιμοποιούνται σταθεροποιητές τάσης με χαμηλή πτώση τάσης σε περίβλημα με τρεις ακροδέκτες τύπου KT (KT-26, KT-28-2, κ.λπ.). Χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία απλών κυκλωμάτων:

• εκρηκτικά;
• Τροφοδοτικά για οικιακό ηλεκτρικό εξοπλισμό.
• εξοπλισμός μέτρησης?
• συστήματα επικοινωνίας?
• ειδικό εξοπλισμό.

Ποιοι είναι οι τύποι SN σταθερού τύπου;

Όλοι οι ενσωματωμένοι σταθεροποιητές (οι οποίοι περιλαμβάνουν επίσης σταθερούς) χωρίζονται σε δύο κύριες ομάδες:

• Σταθεροποιητές με ελάχιστη πτώση χαμηλής τάσης υβριδικού σχεδιασμού (GISN).
• Μικροκυκλώματα ημιαγωγών (SIC).

Το SN της πρώτης ομάδας κατασκευάζεται σε ολοκληρωμένα κυκλώματα και στοιχεία ημιαγωγών μη συσκευασμένου τύπου. Όλα τα εξαρτήματα του κυκλώματος τοποθετούνται σε ένα διηλεκτρικό υπόστρωμα, στο οποίο προστίθενται συνδετικοί αγωγοί και αντιστάσεις, καθώς και διακριτά στοιχεία, εφαρμόζοντας χοντρές ή λεπτές μεμβράνες. μεταβλητή αντίσταση, πυκνωτές κ.λπ.

Δομικά, τα μικροκυκλώματα είναι πλήρεις συσκευές των οποίων η τάση εξόδου είναι σταθερή. Αυτοί είναι συνήθως ρυθμιστές χαμηλής πτώσης 5 βολτ και έως 15 V. Περισσότερα ισχυρά συστήματαχτισμένο πάνω ισχυρά τρανζίστορχωρίς συσκευασία και ένα κύκλωμα ελέγχου (χαμηλής ισχύος) βασισμένο σε φιλμ. Το κύκλωμα μπορεί να μεταφέρει ρεύματα έως και 5 αμπέρ.

Τα μικροκυκλώματα ISN κατασκευάζονται σε ένα μόνο τσιπ, γι' αυτό και είναι μικρά σε μέγεθος και βάρος. Σε σύγκριση με τα προηγούμενα μικροκυκλώματα, είναι πιο αξιόπιστα και φθηνότερα στην κατασκευή, αν και είναι κατώτερα σε παραμέτρους από το GISN.

Το γραμμικό SN με τρεις ακροδέκτες αναφέρεται ως ISN. Αν πάρουμε τη σειρά L78 ή L79 (για θετικές και αρνητικές τάσεις), τότε χωρίζονται σε μικροκυκλώματα με:

• Χαμηλό ρεύμα εξόδου περίπου 0,1 A (L78L**).
• Η μέση τιμή ρεύματος είναι περίπου 0,5 A (L78M**).
• Υψηλό ρεύμα έως 1,5 A (L78).

Αρχή λειτουργίας γραμμικού ρυθμιστή πτώσης χαμηλής τάσης

Μια τυπική δομή σταθεροποιητή αποτελείται από:

• Πηγή τάσης αναφοράς.
• Μετατροπέας σήματος σφάλματος (ενισχυτής).
• Ένας διαχωριστής σήματος και ένα ρυθμιστικό στοιχείο, συναρμολογημένα σε δύο αντιστάσεις.

Δεδομένου ότι η τάση εξόδου εξαρτάται άμεσα από τις αντιστάσεις R1 και R2, οι τελευταίες είναι ενσωματωμένες στο μικροκύκλωμα και προκύπτει ένα CH με σταθερή τάση εξόδου.

Η λειτουργία ενός ρυθμιστή χαμηλής τάσης πτώσης βασίζεται στη διαδικασία σύγκρισης της τάσης αναφοράς με αυτή που παρέχεται στην έξοδο. Ανάλογα με το επίπεδο απόκλισης μεταξύ αυτών των δύο ενδείξεων, ο ενισχυτής σφάλματος δρα στην πύλη του τρανζίστορ ισχύος στην έξοδο, καλύπτοντας ή ανοίγοντας τη διασταύρωση του. Έτσι, το πραγματικό επίπεδο ηλεκτρικής ενέργειας στην έξοδο του σταθεροποιητή θα διαφέρει ελάχιστα από το δηλωμένο ονομαστικό.

Το κύκλωμα περιέχει επίσης αισθητήρες για προστασία από ρεύματα υπερθέρμανσης και υπερφόρτωσης. Υπό την επίδραση αυτών των αισθητήρων, το κανάλι του τρανζίστορ εξόδου μπλοκάρεται εντελώς και σταματά να περνάει ρεύμα. Στη λειτουργία τερματισμού λειτουργίας, το μικροκύκλωμα καταναλώνει μόνο 50 μικροαμπέρ.

Κυκλώματα σύνδεσης σταθεροποιητή πτώσης τάσης

Ένα ενσωματωμένο τσιπ σταθεροποιητή είναι βολικό γιατί έχει όλα τα απαραίτητα στοιχεία μέσα. Η τοποθέτησή του στην πλακέτα απαιτεί μόνο τη συμπερίληψη πυκνωτών φίλτρου. Τα τελευταία έχουν σχεδιαστεί για να αφαιρούν παρεμβολές που προέρχονται από την τρέχουσα πηγή και το φορτίο, όπως φαίνεται στο σχήμα.

Όσον αφορά τη σειρά SN 78xx και τη χρήση πυκνωτών παράκαμψης εισόδου και εξόδου τανταλίου ή κεραμικού, η χωρητικότητα των τελευταίων θα πρέπει να είναι εντός του εύρους έως 2 μF (είσοδος) και 1 μF (έξοδος) σε οποιαδήποτε επιτρεπόμενη τιμή τάσης και ρεύματος. Εάν χρησιμοποιείτε πυκνωτές αλουμινίου, η βαθμολογία τους δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 10 μF. Τα στοιχεία πρέπει να συνδέονται όσο το δυνατόν πιο κοντά στις ακίδες του μικροκυκλώματος.

Σε περίπτωση που δεν διατίθεται σταθεροποιητής τάσης με χαμηλή πτώση τάσης της απαιτούμενης ονομαστικής τιμής, μπορείτε να αυξήσετε την ονομαστική τιμή της MV από μικρότερη σε μεγαλύτερη. Με την αύξηση του επιπέδου ηλεκτρικής ενέργειας κατά γενικό συμπέρασμαεπιτύχουν την αύξησή του κατά την ίδια ποσότητα στο φορτίο, όπως φαίνεται στο διάγραμμα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα γραμμικών και μεταγωγικών σταθεροποιητών

Τα συνεχή κυκλώματα (CIs) έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

1. Εφαρμόζονται σε μία μικρή συσκευασία, η οποία τους επιτρέπει να τοποθετούνται αποτελεσματικά στον χώρο εργασίας της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.
2. Δεν απαιτεί εγκατάσταση πρόσθετων στοιχείων ελέγχου.
3. Παρέχετε καλή σταθεροποίηση της παραμέτρου εξόδου.

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν χαμηλή απόδοση, που δεν υπερβαίνει το 60%, που σχετίζεται με την πτώση τάσης στο ενσωματωμένο στοιχείο ελέγχου. Εάν η ισχύς του μικροκυκλώματος είναι υψηλή, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε ένα ψυγείο ψύξης με τσιπ.

Όσοι έχουν χαμηλή πτώση τάσης στο πεδίο, η απόδοση των οποίων είναι περίπου 85%, θεωρούνται πιο παραγωγικοί. Αυτό επιτυγχάνεται χάρη στον τρόπο λειτουργίας του στοιχείου ελέγχου, στον οποίο το ρεύμα διέρχεται από αυτό σε παλμούς.

Τα μειονεκτήματα του παλμικού κυκλώματος MV περιλαμβάνουν:

1. Πολυπλοκότητα σχηματικής εκτέλεσης.
2. Παρουσία παλμικής παρεμβολής.
3. Χαμηλή σταθερότητα της παραμέτρου εξόδου.

Ορισμένα κυκλώματα που χρησιμοποιούν γραμμικό ρυθμιστή τάσης

Εκτός από την προβλεπόμενη χρήση των μικροκυκλωμάτων ως SN, είναι δυνατή η επέκταση του πεδίου εφαρμογής τους. Ορισμένες παραλλαγές τέτοιων κυκλωμάτων βασίζονται στο ολοκληρωμένο κύκλωμα L7805.

Ενεργοποίηση σταθεροποιητών σε παράλληλη λειτουργία

Για να αυξηθεί το ρεύμα φορτίου, τα MV συνδέονται παράλληλα μεταξύ τους. Για να εξασφαλιστεί η λειτουργικότητα ενός τέτοιου κυκλώματος, τοποθετείται μια πρόσθετη αντίσταση μικρής αξίας μεταξύ του φορτίου και της εξόδου του σταθεροποιητή.

Σταθεροποιητής ρεύματος με βάση MV

Υπάρχουν φορτία που πρέπει να τροφοδοτούνται με συνεχές (σταθερό) ρεύμα, για παράδειγμα, μια σειρά LED.

Διάγραμμα κυκλώματος για τη ρύθμιση της ταχύτητας του ανεμιστήρα σε έναν υπολογιστή

Αυτός ο τύπος ρυθμιστή έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε όταν είναι αρχικά ενεργοποιημένος, όλα τα 12 V τροφοδοτούνται στο ψυγείο (για το spin-up του). Περαιτέρω, μετά τη φόρτιση του πυκνωτή C1 μεταβλητή αντίσταση R2 θα είναι δυνατή η προσαρμογή της τιμής τάσης.

Σύναψη

Όταν συναρμολογείτε ένα κύκλωμα χρησιμοποιώντας σταθεροποιητή τάσης με χαμηλή πτώση τάσης με τα δικά σας χέρια, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη ότι ορισμένοι τύποι μικροκυκλωμάτων (χτισμένα σε τρανζίστορ εφέ πεδίου) δεν μπορείτε να κολλήσετε με κανονικό κολλητήρι απευθείας από δίκτυο 220 V χωρίς γείωση της θήκης. Τους στατικό ηλεκτρισμόμπορεί να βλάψει το ηλεκτρονικό στοιχείο!