Линейные стабилизаторы напряжения с высоким КПД. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

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.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Био-цемент 18.03.2023 Биоинженеры из технического университета Дании придумали, как сократить выбросы углекислого газа в строительной отрасли. Генетически модифицированные бактерии захватывают углекислый газ и используют его для создания карбоната кальция - одного из основных элементов цемента. Для своего производства исследователи использовали гены коралловых полипов. Эти животные строят под водой "огромные здания" - коралловые рифы - известковые структуры, напоминающие по составу цемент. Биоинженеры перенесли гены от этих живых организмов к бактериям. Модифицированные микроорганизмы производят фермент, связывающий углекислый газ в карбонат кальция (известняк). Высокие температуры при нагреве цемента в процессе изготовления приводят к выделению углекислого газа. Только в 2021 году, по оценке авторов исследования, при производстве этого строительного материала в атмосферу было выброшено около 2,9 млрд т углекислого газа. Это около 7% от общего количества выбросов. Основная идея новой технологии состоит в том, чтобы создать производство замкнутого цикла. Инженеры предлагают использовать биореактор, который будет улавливать углекислый газ, выделяющийся при нагревании и превращать его в известняк. Готовый материал можно будет снова использовать для производства цемента. В настоящее время исследователи опробовали свою технологию только в лаборатории. Для масштабирования производства потребуется повысить стойкость бактерий для промышленного применения и модифицировать производство цемента. Технология имеет особые требования к биореактору, объясняют биоинженеры. Модифицированные бактерии, как и кораллы, работают в жидкой среде, а готовый материал - твердый. Поэтому при проектировании реактора нужно создать метод простой транспортировки готового карбоната кальция из биореактора.

Другие интересные новости:

▪ Микробы витают в облаках

▪ Бильярдный кий с лазерным прицелом

▪ Инсулин из коровьего молока

▪ Интеграция детекторов дыма в компьютеры и мобильные устройства

▪ Тетрис против психологической травмы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Кто смеет молвить: до свиданья чрез бездну двух или трех дней? Крылатое выражение

▪ статья Как мы измеряем силу землетрясений? Подробный ответ

▪ статья Станочник-распиловщик деревообрабатывающих станков. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Как проверить PonyProg. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрооборудование кранов. Область применения, определения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025