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:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025 Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Карлсруэ, ключевым достижением стало сочетание прочности, пластичности и устойчивости к окислению - крайне редкое пространство для проектирования сплавов. Лабораторные испытания показали, что материал сохраняет механическую целостность после 100 часов воздействия горячего воздуха при 1100 °C и выдерживает многочисленные термические циклы без видимых повреждений. Температура плавления сплава приближается к 2000 °C, что расширяет диапазон его практического применения. В авиации повышение температуры газа на входе в турбину даже на 100 °C может увеличить тепловую эффективность примерно на 5 %, что позволяет экономить топливо и снижать износ компонентов. Однако существующие материалы ограничивают безопасный диапазон температур. Новый сплав Cr-Mo-Si способен расширить эти пределы, позволяя конструкторам уменьшить необходимость сложного охлаждения и упростить производство деталей. Меньшее количество охлаждающих каналов и покрытий повышает надежность и потенциально снижает стоимость турбин. Энергетический сектор также получит выгоду от нового материала. Газовые турбины, особенно работающие в сочетании с возобновляемыми источниками энергии, часто сталкиваются с термическими ограничениями. Более прочные сплавы могут продлить срок службы компонентов и снизить простой оборудования, что особенно важно для гибких и декарбонизированных энергосистем. Сплав оказался устойчив к так называемому явлению "пестинг" - разрушению молибдена при умеренном нагревании, которое ранее ограничивало использование многих перспективных материалов. Ранее сплавы Mo-Si-B показывали отличную устойчивость к окислению, но при этом имели низкую прочность при комнатной температуре. Новый материал, по крайней мере в лабораторных условиях, решает эту проблему. Тем не менее переход от лаборатории к промышленному производству остается серьезным испытанием. Ученые отмечают необходимость изучения поведения сплава при длительной нагрузке, возможностей его обработки, сварки и совместимости с существующими покрытиями для турбин. Реальные двигатели сталкиваются с побочными продуктами сгорания, резкими градиентами температур и многолетними циклами эксплуатации, что требует дополнительных испытаний. Потенциал нового сплава уже привлек внимание инженеров. Однофазная кубическая структура материала упрощает производство и позволяет адаптировать его к существующим технологиям порошковой металлургии, как и современные суперсплавы. Сплав был синтезирован методом дугового плавления относительно простым способом и сохранял стабильность после термообработки при 1600 °C. Простота производственного процесса может стать ключевым преимуществом при масштабировании производства и внедрении материала в реальную промышленность.

Другие интересные новости:

▪ Вечный накопитель данных 10 000 ТБ

▪ Смартфон Gigabyte GSmart GX2

▪ Муравей с радиомаяком

▪ NASA изменит формулу ракетного топлива

▪ Основа для мобильника за $20

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Планер НК-24. Советы моделисту

▪ статья Какая планета на небосводе самая яркая? Подробный ответ

▪ статья Нимфейник щитолистный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Удлинитель пульта дистанционного управления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Импульсная диагностика аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026