|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Линейные стабилизаторы напряжения с высоким КПД
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения Основным недостатком линейных стабилизаторов средней и большой мощности является
их низкий КПД. Причем, чем меньше выходное напряжение источника питания, тем
меньше становится его КПД.
Это объясняется тем, что в режиме стабилизации силовой транзистор источника
питания обычно включен последовательно с нагрузкой, а для нормальной работы
такого стабилизатора на регулирующем транзисторе должно действовать напряжение
коллектор-эмиттер (Uкэ) не менее 3,5 В. При токах более 1 А это дает
значительные потери мощности за счет выделения тепловой энергии, рассеиваемой налиловом транзисторе.
Что приводит к необходимости увеличивать площадь теплоотводящего радиатора или
применять вентилятор для принудительного охлаждения.
Широко распространенные благодаря низкой стоимости интегральные линейные
стабилизаторы напряжения на микросхемах из серии 142ЕН(5.14) обладают таким же
недостатком.
В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии "LOW DROP''
(SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхемы могут работать при пониженном
напряжении между входом и выходом (до 1...1,3 В) и обеспечивают на выходе
стабилизированное напряжение в диапазоне 1,25...30 В при токе в нагрузке 7,5/5/3 А соответственно.
Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный
ток стабилизации 5 А.
При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем
при напряжении вход-выход не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную
защиту от превышения тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от
перегрева корпуса.
Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения 0,05%/В,
нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до
максимального значения не хуже 0,1% В.
Типовая схема включения таких стабилизаторов напряжения приведена на рис. 4.1.
![]() Рис. 4.1. Схема включения стабилизаторов из серии "LOW DROP " Конденсаторы С2...С4 должны располагаться вблизи от микросхемы и лучше, если они
будут танталовые. Емкость конденсатора С1 выбирается из условия 2000 мкФ на 1 А
тока.
Микросхемы выпускаются в трех видах конструктивного исполнения корпуса,
показанных на рис. 4.2. Вид корпуса задается последними буквами в обозначении.
![]() Рис. 4.2 Вид корпуса и расположение выводов у стабилизаторов Такие стабилизаторы напряжения экономически целесообразно применять при токе в
нагрузке более 1 А, а также в случае недостатка места в конструкции.
На дискретных элементах также можно выполнить экономичный источник питания. Приведенная на рис. 4.3 схема рассчитана для выходного напряжения
5 В и тока
нагрузки до 1 А.
Она обеспечивает нормальную работу при минимальном напряжении на силовом
транзисторе (0,7...1,3 В).
Это достигается за счет использования в качестве силового регулятора транзистора
(VT2) с малым напряжением Uкэ в открытом состоянии, что позволяет обеспечить
работу схемы стабилизатора при меньших напряжениях вход-выход.
![]() Рис. 4.3. Схема стабилизатора напряжения, работающего при пониженном напряжении вход-выход (нажмите для увеличения) Схема имеет защиту (триггерного типа) в случае превышения
тока в нагрузке допустимой величины, а также превышения напряжения на входе
стабилизатора величины 10,8 В.
Узел защиты выполнен на транзисторе VT1 и тиристоре VS1. При срабатывании
тиристора он отключает питание микросхемы DA1 (вывод 7 закорачивается на общий
провод). В этом случае транзистор VT3, а значит и VT2 закроются и на выходе
будет нулевое напряжение. Вернуть схему в исходное состояние после устранения
причины, вызвавшей перегрузку, можно только выключением и повторным включением
блока питания.
Конденсатор С3 обычно не требуется - его задача облегчить запуск схемы в момент
включения.
Топология печатной платы для монтажа элементов показана на рис. 4.4 (она
содержит одну объемную перемычку).
![]() Рис. 4.4. Топология печатной платы для монтажа элементов Транзистор VT2 устанавливается на радиатор.
При изготовлении использованы детали: подстроенный резистор R8 типа СПЗ-19а,
остальные резисторы любого типа; конденсаторы С1 - К50-29В на 16 В, С2...С5 - К10-17,
С5 - К52-1 на 6,3 В.
Схему можно дополнить светодиодным индикатором срабатывания защиты (HL1). Для
этого потребуется установить дополнительные элементы: диод VD3 и резистор R10,
как это показано на рис. 4.5.
![]() Рис. 4.5. Подключение индикатора срабатывания защиты Автор: Шелестов И.П.
журналы A Radio. Prakticka Elektronika (годовые архивы) книга Электрический контакт. теория и применение на практике. Мерл В., 1962 книга Кристаллические триоды. Федоров Я.А., 1955 статья Зачем греки в ходе революции в одном из сражений сами посылали противнику свинец для пуль? статья Установка акустических систем справочник Измерительная техника. Схемы и описания
|