Новые возможности микросхемных стабилизаторов напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Микросхемные стабилизаторы все чаще можно встретить в радиолюбительских разработках. Но возможности их значительно шире по сравнению с используемыми радиолюбителями. В одних случаях стабилизатор может стать, к примеру, основой усилителя ЗЧ, акустической сирены или модулятора, в других - основой мощного стабилизатора, встраиваемого в сетевой адаптер. Об этом рассказывается в предлагаемых статьях.

НЕОБЫЧНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОСХЕМЫ КР142ЕН12

Интегральные стабилизаторы напряжения серий КР142, КР1157, КР1168 и аналогичные, описанные в статье С. Бирюкова "Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения" ("Радио", 1999. № 2, с. 69 - 71), с успехом используются в конструкциях линейных стабилизаторов напряжения и блоков питания. Учитывая особенности ряда таких ИМС. можно расширить область их применения. Это, в частности, от носится к регулируемым стабилизаторам КР142ЕН12А, КР142ЕН12Б.

Усилитель постоянного или переменного тока. Как известно, для изменения выходного напряжения микросхемы КР142ЕН12А (КР142ЕН12Б) на ее управляющий вывод надо подавать регулируемое постоянное напряжение. Поскольку ток управляющего вывода составляет 50... 100 мкА, а выходной ток достигает полугора ампер, можно говорить о том, что коэффициент усиления микросхемы по току составляет несколько десятков тысяч и она способна выполнять функции усилителя тока. Схема такого усилителя приведена на рис. 1. По своим характеристикам он аналогичен известному эмиттерному повторителю.

Если нужен усилитель постоянного тока, входное напряжение подают непосредственно на управляющий вывод микросхемы. При этом на ее выходе установится напряжение на 1.2 В больше. Максимальное входное напряжение должно быть на 3...3,5 В меньше напряжения питания.

Нагрузку R (лампа накаливания, электромагнит и т. д.) подключают непосредственно к выходу микросхемы. Максимальный ток нагрузки определяется максимальным током микросхемы. Конденсатор C3 устанавливают в случае самовозбуждения устройства.

Для реализации усилителя переменного тока придется ввести конденсаторы С2, C3. Подбором резистора R2 устанавливают на выходе постоянное напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Номинал резистора R` выбирают таким, чтобы через него протекал ток, примерно в два раза больший максимального тока нагрузки R.

Конденсатор С4 должен быть такой емкости, чтобы он пропускал токи самой низкой частоты усиливаемого сигнала. Эксперименты показали, что усилитель обладает широкой полосой пропускания - до 200 кГц. Кроме того, микросхема устойчиво работала на активную нагрузку без конденсатора C3.

Модулятор. Ток через управляющий вывод микросхемы относительно стабилен, поэтому подключение к нему каскада на транзисторе позволит получить усилитель переменного напряжения с большим коэффициентом усиления. В итоге удастся построить сравнительно простой модулятор (рис. 2) для малогабаритной переносной AM радиостанции. Усиление его таково, что при использовании электретного микрофона ВМ1 средней чувствительности амплитуда переменного напряжения на выходе микросхемы составляет несколько вольт. А этого достаточно для модуляции выходного каскада передатчика.

Подбором резистора R3 устанавливают на выходе микросхемы постоянное напряжение, равное половине питающего. Транзистор должен быть с коэффициентом передачи тока базы не менее 200.

Усилитель 3Ч. На основе описанной выше конструкции можно собрать УЗЧ (рис. 3). Здесь динамическую головку ВА1 подключают непосредственно к выходу микросхемы, и через нее постоянно протекает ток.

Чувствительность усилителя достаточно большая - при подаче на вход сигнала напряжением 8 мВ выходное напряжение составляет 1 В. К выходу усилителя следует подключать динамическую головку со звуковой катушкой сопротивлением 10 - 16 Ом и более (или несколько низкоомных, соединенных последовательно).

Питающее напряжение может быть и больше - 9...12 В, но тогда нужно, чтобы динамическая головка была соответствующей мощности. Кроме того, допустимо подавать нестабилизированное напряжение, поскольку эффект стабилизации у микросхемы сохраняется. В случае необходимости устанавливают резистор R' и разделительный конденсатор С4, как показано на рис.1.

Мощная сирена. Ее схема показана на рис. 4. На двух транзисторах и микросхеме собран генератор прямоугольных импульсов звуковой частоты, а в качестве излучателя используется мощная динамическая головка ВА1. Ее выбирают исходя из получения максимальной мощности при имеющемся напряжении питания. При этом следует учитывать, что максимальный ток через микросхему не должен превышать 1,5 А для КР142ЕН12А и 1 А для КР142ЕН12Б.

Транзистор VT1 должен иметь коэффициент передачи тока не менее 30, а VT2 - не менее 100.

Налаживание сирены сводится к установке устойчивой генерации подстроечным резистором R4. Частоту генерации изменяют подбором конденсатора С2.

Импульсный регулятор. Благодаря способности микросхемы работать в импульсном режиме, на ней можно собрать импульсный регулятор скорости вращения двигателя постоянного тока или яркости лампы накаливания (рис. 5).

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран задающий генератор, работающий на частоте около 1 кГц. Переменным резистором R1 изменяют скважность генерируемых импульсов (при этом генерируемая частота изменяется незначительно), которые поступают на буферные элементы DD1.3. DD1.4, а с их выходов - на управляющий вывод микросхемы DA1. В итоге на выходе микросхемы формируются мощные импульсы напряжения, длительность которых можно изменять резистором R1. Чем больше длительность импульсов, тем быстрее будет вращение оси электродвигателя М1 или больше яркость лампы накаливания EL1.

Диод VD3 защищает микросхему DA1 от возможных выбросов напряжения при работе с электродвигателем. В случае использования регулятора только с лампой накаливания диод не нужен.

Питающее напряжение в этом устройстве должно быть на 2...2,5 В больше максимального напряжения на электродвигателе или лампе накаливания.

Регулятор использовался совместно с малогабаритным электродвигателем ДПМ 30-Н1-09 и блоком питания напряжением 10... 11 В. Скорость вращения вала двигателя удавалось изменять от нескольких оборотов в секунду до максимальной.

Во всех описанных устройствах допустимо использовать полярные конденсаторы серий К50, К52. К53, а неполярные - серий КЛС, К10-17, К73. Подстроечные или переменные резисторы - СПО, СПЗ, СП4. Если на микросхеме будет рассеиваться мощность более 0,5 Вт, ее необходимо размещать на теплоотводе.

МАЛОМОЩНЫЕ МИКРОСХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ В БЛОКАХ ПИТАНИЯ

При конструировании стабилизированных блоков питания различной аппаратуры, как правило, используют микросхемные стабилизаторы напряжения. Большая номенклатура таких микросхем [1] предоставляет конструкторам широкую возможность их выбора для создания стабилизатора с требуемыми параметрами. В некоторых случаях, однако, для построения относительно мощных стабилизаторов вполне применимы маломощные микросхемы. Примером в этом отношении может служить построение стабилизатора напряжения, встраиваемого в сетевой адаптер.

В большинстве случаев, как известно, такие адаптеры, особенно импортные, обеспечивают выходной ток до 0.5 А и не содержат стабилизатора напряжения [2]. Если для повышения "качества" выпрямленного напряжения необходим стабилизатор, можно использовать микросхемы ИМС, указанные в [1].

Сегодня наиболее доступны микросхемы серии КР142. Для получения выходного напряжения 9 В обычно выбирают КР142ЕН8А. КР142ЕН8Г. Однако они обеспечивают ток нагрузки до 1...1.5 А при еще большем токе короткого замыкания (КЗ). Из-за этого при возникновении аварийной ситуации могут выйти из строя трансформатор и выпрямительные диоды адаптера.

Чтобы избежать этого, нужен стабилизатор с током нагрузки до 0,5 А и током КЗ не более 0,6 А. Но найти микросхемы с такими параметрами и с выходным напряжением 9 В затруднительно.

Выход из положения есть. Нужно использовать маломощную микросхему и "умощнить" ее с помощью транзистора (рис. 1).

В таком устройстве при токе нагрузки более 20 мА падения напряжения на резисторе R1 окажется достаточно для открывания транзистора VT1. Ток потечет "в обход" DA1, выходное напряжение будет определяться ее параметрами, а ток нагрузки может превысить допустимый выходной ток микросхемы во много раз. Правда, ток КЗ достигнет 1... 1,5 А, что чревато вышеуказанными последствиями.

Ограничить ток КЗ нетрудно введением еще одного транзистора (VT2 на рис. 2). Тогда при токе нагрузки до 20 мА по-прежнему будет работать только DA1, а транзисторы окажутся закрытыми. Когда ток превысит указанное значение, откроется транзистор VT1 и ток потечет через него. Как только ток достигнет значения 400...500 мА либо в цепи нагрузки возникнет КЗ, на резисторе R1 появится такое напряжение, которое откроет транзистор VT2. Теперь оба транзистора начнут работать в режиме стабилизатора тока.

Резистором R1 задают ориентировочное значение тока стабилизации: lcт = 0.6/R1. При этом ток КЗ составит: lкз = lcе + lкзмс где lкзмс - ток К3 микросхемы.

В обоих устройствах транзисторы VT1 - любые из серий КТ814, КТ816. Транзистор VT2 должен быть с малым напряжением насыщения коллектор-эмиттер, поэтому желательно применить, кроме указанного на схеме, транзисторы КТ208А-КТ208М, КТ209А-КТ209М, КТ3107А-КТ3107И, КТ3108А-КТ3108В. Конденсатор С1 - конденсатор фильтра адаптера.

Литература

1. Бирюков С. Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения. - Радио. 1999. № 2, с. 69-71.
2. Бирюков С. Сетевые адаптеры. - Радио. 1998. № 6. с. 66. 67.

Автор: И.Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Спорт помогает организму бороться с раком 11.07.2025

Связь между физической активностью и здоровьем человека давно не вызывает сомнений, однако современные исследования раскрывают все новые грани этой зависимости. Одним из наиболее обнадеживающих открытий последних лет стало влияние регулярных физических нагрузок на замедление роста раковых опухолей. Ученые из Австралии решили выяснить, каким образом активный образ жизни влияет на клетки рака и может ли он действительно стать вспомогательным фактором в борьбе с онкологией. В ходе трехмесячного эксперимента, проведенного в Университете Эдит Коуэн, под наблюдение попали мужчины с лишним весом и диагностированным раком предстательной железы. Цель исследования заключалась в том, чтобы определить, как систематические тренировки отражаются на биохимическом составе их крови и насколько это может повлиять на поведение опухолевых клеток. Одним из ключевых открытий стало повышение уровня особых белков - миокинов, которые вырабатываются мышцами во время физических упражнений. Эти белки облада ...>>

Алмазные нанопроводники против жары и света 11.07.2025

Фотодетекторы играют важную роль в самых разных отраслях - от астрономии до оборонных систем. Однако экстремальные условия, в частности высокая температура и интенсивное солнечное излучение, существенно ограничивают возможности их применения. Китайские ученые нашли способ обойти эти ограничения, представив новаторскую конструкцию, способную работать там, где другие датчики выходят из строя. Команда исследователей под руководством профессора Донмина Суна разработала принципиально новый тип солнечно-слепого ультрафиолетового фотодетектора, основанный на монокристаллических алмазных нанопроводниках с встроенными наночастицами платины. По словам ученых, подобное сочетание материалов и структурных решений открывает перспективы для использования устройства в условиях, ранее считавшихся слишком суровыми. Одной из причин уникальной устойчивости и высокой чувствительности стала синергия сразу нескольких физических эффектов. Среди них - одномерная геометрия нанопроводников, наличие глубоки ...>>

Найти нестандартное решение поможет дневной сон 10.07.2025

Когда задачи кажутся неразрешимыми, а идеи не приходят в голову, одним из эффективных способов стимуляции мышления может оказаться... дневной сон. Новое исследование, проведенное в Институте развития человека общества Макса Планка в Берлине, показывает, что даже короткий отдых, особенно если он достигает определенной стадии сна, способен значительно повысить креативность и улучшить способность к аналитическому мышлению. Авторы эксперимента сосредоточили внимание на второй стадии сна, известной как N2. В этот момент мозговая активность замедляется, а характерные электрические импульсы, так называемые сонные веретена, свидетельствуют о том, что мозг активно обрабатывает полученную ранее информацию. Исследователи считают, что именно в этом состоянии мозг лучше всего отделяет важные детали от второстепенных, формируя тем самым основу для внезапных озарений - того самого "эффекта эврики". В ходе работы ученые привлекли 90 добровольцев в возрасте от 18 до 35 лет. Участникам предложили ...>>

Случайная новость из Архива Недостаток сна заставляет нас много есть 01.04.2016 Сейчас практически каждый человек так или иначе испытывает недостаток сна, и это ведет к самым разным расстройствам организма. Например, недосып может привести к значительному набору веса. Люди склонны есть больше, если плохо или недостаточно спали в предыдущую ночь. Теперь ученые связали эту особенность поведения с человеческой физиологией: депривация сна меняет эндоканнабиноидную систему, серию рецепторов, которые влияют на регуляцию гормонов и иммунную функцию. Во время исследования медики постоянно контролировали количество сна 14 молодых мужчин и женщин. В течение четырех ночей шесть участников спали нормально, примерно 7,5 часов в сутки, тогда как остальные восемь участников получали лишь 4 часа сна. В день им давали одинаковое количество калорий. Исследователи просили испытуемых оценить свой голод, настроение, аппетит и тревожность, а потом ежечасно брали анализы крови, замеряя уровень различных веществ (например, кортизола, гормона, которые помогает телу проснуться). Ученых особенно интересовал особый эндоканнабиноид, известный тем, что помогает телу регулировать аппетит и уровень энергии. Оказалось, что его уровень в организме недостаточно спавших людей значительно варьируется в течение дня. Недосып делает эндоканнабиноидную систему чрезмерно активной, заставляя людей постоянно есть. Причем сонные участники эксперимента не просто ели больше, а предпочитали пищу жирнее и калорийнее, несмотря на то что им давали достаточное количество калорий буквально за несколько часов до того. Исследование было коротким, участников мало, но ученые полагают, что полученные результаты вполне можно применить к повседневной жизни. К примеру, 40% американцев получают меньше 7 часов сна за ночь. Ученые уже знают, что недосып влияет на человеческие гены, настроение и способности улавливать социальные знаки, поэтому, возможно, это не случайность, что 35% жителей Америки страдают от ожирения. Лучшее понимание механизмов, которые связывают депривацию сна и тучность, могут помочь медикам найти средство для предотвращения набора веса. А в полезности сна можно убедиться хотя бы на этих двух примерах: хороший сон улучшает память и помогает избавиться от токсинов.

Другие интересные новости:

▪ Цифровой ТВ-тюнер для Xbox One

▪ Подвижный образ жизни повышает успеваемость в школе

▪ Переработка пластика в топливо

▪ Невидимые QR-коды

▪ Источники питания Mean Well HRP/N

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Печатная машина. История изобретения и производства

▪ статья Где на Рождество можно купить фигурку папы римского, справляющего большую нужду? Подробный ответ

▪ статья Гидротехник. Должностная инструкция

▪ статья Антенна Isotron для диапазона 14-30 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кольцо и палочка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025