Ένα από τα σημαντικές παραμέτρους σταθεροποιητές σειράςτάση (συμπεριλαμβανομένης της τάσης μικροκυκλώματος) - 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 δίνουν σημασία όλοι οι ραδιοερασιτέχνες σε αυτό τάση εξόδουκαι 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.
Πιθανή διέξοδοςαπό τη θέση - η χρήση των λεγόμενων σταθεροποιητών μικροκυκλώματος Low Dropout (με 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 κανάλι p οφείλεται στα αποτελέσματα των δοκιμών που πραγματοποίησε ο συγγραφέας: 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 πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος(Εικ. 2) από μονόπλευρο φύλλο fiberglass laminate 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 την εταιρεία Διεθνής Ανορθωτήςη σήμανση, κατά κανόνα, περιέχει το γράμμα L (δείτε το ενημερωτικό δελτίο «Τρανζίστορ μεταγωγής με εφέ πεδίου ισχύος από τη 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 είναι στερεωμένο σε μια ψύκτρα και μια πλακέτα μπορεί να κολληθεί σε αυτήν μέσω μιας μονωτικής φλάντζας. Εμφάνισηη τοποθετημένη σανίδα 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).

Ημερομηνία δημοσίευσης: 29.09.2009

Οι απόψεις των αναγνωστών

• Seregy / 10/06/2011 - 08:34
  Ποιες τιμές πρέπει να αλλάξουν ώστε το Uout να γίνει 9V;
• Nikolay / 30/07/2011 - 22:30
  Καλό σχέδιο, ευχαριστώ. Το χρησιμοποίησα για να σταθεροποιήσω την τάση σε ρεύματα έως 0,5Α από πηγή με έντονη πτώση τάσης όταν αυξάνεται το ρεύμα φορτίου. Προέκυψε το ερώτημα σχετικά με τη δική της κατανάλωση του εξαρτήματος ελέγχου - τρώει πολύ :), από 18,6 mA (μέγιστο εισόδου U) έως 8,7 mA. Ρύθμισα R3 = 8,2 kOhm (TL431 σε ονομαστική λειτουργία, I > 1 mA, αν και το τυπικό ελάχιστο ρεύμα είναι 450 μA) και το ρυθμιστικό R4 = 50 kOhm. Η κατανάλωση ρεύματος μειώθηκε στα 2,3 mA - 1,1 mA. Με αυτήν την τροποποίηση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πυκνωτές C3-C5 μικρότερης χωρητικότητας, χρησιμοποίησα 10 μF.

Αυτό το κύκλωμα σταθεροποιεί το ρεύμα μέσω ενός ή περισσότερων LED, σχεδόν ανεξάρτητα από την τάση τροφοδοσίας. Το κύριο πλεονέκτημά του είναι η πολύ χαμηλή πτώση τάσης, η οποία μπορεί να είναι μικρότερη από 100 mV. Ο σχεδιασμός μπορεί να βρει εφαρμογή σε Λωρίδες LED, όπου η τάση μπορεί να ποικίλλει κατά μήκος λόγω πτώσης αντίστασης και μικρές αλλαγές στην τάση οδηγούν σε σημαντικές αλλαγές στο ρεύμα και τη φωτεινότητα. Και επίσης μέσα, όπου κάθε βολτ μετράει.

Κύκλωμα σταθεροποιητή ρεύματος LED

Η πτώση τάσης στο κύκλωμα της αντίστασης R δεν υπερβαίνει τα 40 mV. Τα υπόλοιπα εξαρτώνται από τις παραμέτρους του Q3.

Το ονομαστικό ρεύμα LED εδώ είναι 7,2 mA στα 9 V. Η αύξηση της τάσης στα 20 V προκαλεί αλλαγή ρεύματος μόνο +15%, λόγω δυναμικής αντίστασης.

Η τιμή της αντίστασης R1 επιλέγεται για ένα μπλε/λευκό LED με πτώση τάσης στην περιοχή από 2,9 - 3,4 βολτ. Για να διατηρήσετε το επιθυμητό επίπεδο σε διαφορετική πτώση τάσης, αλλάξτε την τιμή του R1 ανάλογα με την αλλαγή στην πτώση τάσης.

Το ρεύμα μέσω των LED είναι αντιστρόφως ανάλογο με την τιμή του R. Το ρεύμα μπορεί να αλλάξει κατά προσέγγιση χρησιμοποιώντας αυτήν την αντίσταση και να ρυθμιστεί με ακρίβεια αλλάζοντας το R1.

Για να επιτευχθεί καλή θερμική σταθερότητα, τα Q1 και Q2 πρέπει να βρίσκονται σε θερμική επαφή. Στην ιδανική περίπτωση, θα πρέπει να βρίσκονται στο ίδιο τσιπ, αλλά καλά αποτελέσματα επιτυγχάνονται όταν πιέζονται το ένα πάνω στο άλλο.

Το κύκλωμα λειτουργεί καλά όχι μόνο με ένα LED. Ο μέγιστος αριθμός LED σε μια γραμμή εξαρτάται μόνο από τις παραμέτρους των στοιχείων του κυκλώματος.

Ένα απλό κύκλωμα για τη ρύθμιση και τη σταθεροποίηση της τάσης φαίνεται στην παραπάνω εικόνα ακόμη και ένας αρχάριος στα ηλεκτρονικά. Για παράδειγμα, τροφοδοτούνται 50 βολτ στην είσοδο και στην έξοδο παίρνουμε 15,7 βολτ ή άλλη τιμή έως 27 V.

Κύριο εξάρτημα ραδιοφώνου αυτής της συσκευήςείναι ένα τρανζίστορ με εφέ πεδίου (MOSFET), το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως IRLZ24/32/44 και άλλα παρόμοια. Συνήθως παράγονται από την IRF και τη Vishay σε συσκευασίες TO-220 και D2Pak. Κοστίζει περίπου $0,58 UAH στη λιανική πώληση 10psc μπορεί να αγοραστεί για $3 ($0,3 ανά τεμάχιο). Τέτοιος τρανζίστορ ισχύοςέχει τρεις ακροδέκτες: αποχέτευση, πηγή και πύλη, έχει την ακόλουθη δομή: μέταλλο-διηλεκτρικό (διοξείδιο του πυριτίου SiO2)-ημιαγωγός. Το τσιπ σταθεροποιητή TL431 στη συσκευασία TO-92 παρέχει τη δυνατότητα προσαρμογής της τιμής της ηλεκτρικής τάσης εξόδου. Άφησα το ίδιο το τρανζίστορ στο ψυγείο και το κόλλησα στην πλακέτα χρησιμοποιώντας καλώδια.

Η τάση εισόδου για αυτό το κύκλωμα μπορεί να είναι από 6 έως 50 βολτ. Στην έξοδο παίρνουμε 3-27V με δυνατότητα ρύθμισης με αντίσταση υποχορδών 33k. Το ρεύμα εξόδου είναι αρκετά μεγάλο, έως και 10 Amps, ανάλογα με το ψυγείο.

Οι πυκνωτές εξομάλυνσης C1, C2 μπορούν να έχουν χωρητικότητα 10-22 μF, C3 4,7 μF. Χωρίς αυτά, το κύκλωμα θα εξακολουθεί να λειτουργεί, αλλά όχι όσο καλά θα έπρεπε. Μην ξεχνάτε την τάση των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών στην είσοδο και στην έξοδο, τους πήρα όλους σχεδιασμένους για 50 Volt.

Η ισχύς που μπορεί να διαλυθεί με αυτό δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 50 watt. Το τρανζίστορ πεδίου πρέπει να εγκατασταθεί σε ψυγείο, η συνιστώμενη επιφάνεια του οποίου είναι τουλάχιστον 200 τετραγωνικά εκατοστά (0,02 m2). Μην ξεχνάτε τη θερμική πάστα ή το λαστιχένιο υπόστρωμα για να μεταφέρεται καλύτερα η θερμότητα.

Είναι δυνατό να χρησιμοποιήσετε μια αντίσταση υποχορδών 33k όπως WH06-1, WH06-2 έχουν αρκετά ακριβή ρύθμιση αντίστασης, έτσι μοιάζουν, εισαγόμενα και σοβιετικά.

Για ευκολία, είναι καλύτερο να κολλήσετε δύο τακάκια στην πλακέτα αντί για καλώδια, τα οποία σκίζονται εύκολα.

Συζητήστε το άρθρο ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΑΣΗ ΣΕ ΤΡΑΝΣΙΣΤΟΡ ΠΕΔΙΟΥ

ΜΕ ΠΤΩΣΗ ΤΑΣΗ 0,05 V

Κατά την τροφοδοσία διάφορου εξοπλισμού από μπαταρίες, συχνά υπάρχει ανάγκη σταθεροποίησης της κατανάλωσης τάσης και ρεύματος. Για παράδειγμα, όταν δημιουργείτε ένα λέιζερ DVD (δείτε το άρθρο στον ιστότοπο) ή έναν φακό LED. Για τους σκοπούς αυτούς, η βιομηχανία έχει ήδη αναπτύξει πολλά λεγόμενα μικροκυκλώματα οδήγησης, τα οποία είναι ένας μετατροπέας τάσης χαμηλής τάσης με ενσωματωμένο σταθεροποιητή. Η τελευταία εξέλιξη είναι το τσιπ LT1308A.

Χωρίς να μειώνω σε καμία περίπτωση τα πλεονεκτήματα αυτών των οδηγών, θα ήθελα να σημειώσω ότι ακόμη και στο μεγάλο περιφερειακό μας κέντρο, δεν μπορείτε να αποκτήσετε τέτοια μικροκυκλώματα. Μόνο κατόπιν παραγγελίας και στην τιμή των 10 κ.β. Ως εκ τούτου, προτείνω ένα απλό, φθηνό αλλά αποτελεσματικό κύκλωμα σταθεροποιητή, από το radioamator 4 2007.

Ο συντελεστής σταθεροποίησης είναι περίπου 10.000, η ​​τάση εξόδου ρυθμίζεται με αντίσταση 2,4 k* εντός της περιοχής 2 - 8 V. Όταν η τάση εισόδου είναι μικρότερη από την έξοδο, το τρανζίστορ ελέγχου είναι πλήρως ανοιχτό και η πτώση τάσης είναι αρκετές millivolt. Όταν η τάση εισόδου υπερβαίνει την τάση εξόδου, η πτώση του σταθεροποιητή είναι μόνο 0,05 V! Αυτό καθιστά δυνατή την τροφοδοσία διόδων φωτός και λέιζερ από δύο έως τρεις μπαταρίες ΑΑ. Επιπλέον, αλλάζοντας το ρεύμα φορτίου εντός 0 - 0,5 A, η Uout αλλάζει μόνο κατά 1 millivolt. Η σανίδα για μια τόσο απλή συσκευή δεν μπορεί να χαραχθεί, αλλά να κοπεί με έναν κόφτη. Για όσους δεν γνωρίζουν, θα εξηγήσω: παίρνουμε μια σπασμένη λεπίδα από ένα σιδηροπρίονο για μέταλλο και την ακονίζουμε χρησιμοποιώντας γυαλόχαρτο. Στη συνέχεια, για ευκολία στο κράτημα στο χέρι, το τυλίγουμε με ένα χοντρό σύρμα.

Τώρα με αυτό το εργαλείο απλά ξύνουμε τον χαλκό με δύναμη, σαν κομμάτια.

Το καθαρίζουμε με γυαλόχαρτο, το κονιοποιούμε, κολλάμε τα μέρη και τελειώσατε.

Ρυθμιστής τάσης συνεχούς σειράς - Ρυθμιζόμενος, Χαμηλή πτώση

Ρυθμιζόμενος ρυθμιστής σειράς

Για τη ρύθμιση της τάσης εξόδου στο προηγούμενο κύκλωμα, ένα ενσωματωμένο στοιχείο με ρυθμιζόμενη τάση σταθεροποίησης (ελεγχόμενη δίοδος zener) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δίοδος zener. Υπάρχει μια άλλη επιλογή.

Ακολουθεί μια επιλογή υλικών για την προσοχή σας: Σταθεροποιητής χαμηλής τάσης πτώσης Και τα δύο προηγούμενα κυκλώματα λειτουργούν καλά εάν η διαφορά μεταξύ της τάσης εισόδου και εξόδου επιτρέπει τη δημιουργία της επιθυμητής πόλωσης στη βάση του τρανζίστορ VT1. Αυτό απαιτεί τουλάχιστον μερικά βολτ. Μερικές φορές δεν είναι πρακτικό να διατηρηθεί μια τέτοια τάση, για παράδειγμα, επειδή οι απώλειες και η θέρμανση του τρανζίστορ ισχύος είναι ανάλογες με αυτήν την τάση. Τότε ισχύει το ακόλουθο σχήμα. Μπορεί να λειτουργήσει ακόμα κι αν η διαφορά μεταξύ των τάσεων εισόδου και εξόδου είναι μόνο μερικά δέκατα του βολτ, καθώς αυτή η τάση δεν συμμετέχει στο σχηματισμό της πόλωσης. Η προκατάληψη παρέχεται μέσω του τρανζίστορ VT2 με κοινό σύρμα. Εάν η τάση στον κινητήρα αντίστασης κοπής είναι μικρότερη από την τάση σταθεροποίησης της διόδου zener συν την τάση κορεσμού της διασταύρωσης βάσης-εκπομπού VT3, τότε το τρανζίστορ VT3 είναι κλειστό, το τρανζίστορ VT2 είναι ανοιχτό, το τρανζίστορ VT1 είναι ανοιχτό. Όταν η τάση στον κινητήρα της αντίστασης υπερβαίνει το άθροισμα της τάσης σταθεροποίησης της διόδου zener και του κορεσμού της διασταύρωσης βάσης-εκπομπού VT3, το τρανζίστορ VT3 ανοίγει και αφαιρεί ρεύμα από τη βάση του VT2. Το VT2 και το VT3 είναι κλειστά. [Τάση σταθεροποίησης διόδου Zener, V] = - [Τάση κορεσμού βάσης-εκπομπού VT3, V] = ([Ελάχιστη δυνατή τάση εισόδου, V] - [Τάση κορεσμού βάσης-εκπομπού VT2, V]) * * [Ελάχιστος δυνατός συντελεστής μεταφοράς ρεύματος του τρανζίστορ VT2] / [Αντίσταση R2 αντίσταση, Ohm] = [Ελάχιστη τάση εξόδου, V] * [Αντίσταση R1 αντίσταση, Ohm] * [Ελάχιστος δυνατός συντελεστής μεταφοράς ρεύματος του τρανζίστορ VT3] / / 3 [Ισχύς τρανζίστορ VT1, W] = ([Μέγιστη δυνατή τάση εισόδου, V] - [Ελάχιστη τάση εξόδου, V]) * [Μέγιστο δυνατό ρεύμα εξόδου, Α] [Ισχύς τρανζίστορ VT2, W] = [Μέγιστη δυνατή τάση εισόδου, V] * [Μέγιστο δυνατό ρεύμα εξόδου, Α] / [Ελάχιστος δυνατός συντελεστής μεταφοράς ρεύματος του τρανζίστορ VT1] Πρακτικά δεν υπάρχει διαρροή ισχύος στο τρανζίστορ VT3 και στη δίοδο zener.