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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Переключатель жидкого света 16.08.2016 Международный коллектив ученых создал миниатюрный электро-оптический переключатель, который меняет спин или угловой момент жидкой формы света под действием электрического поля полупроводникового устройства. Это шаг к еще большей миниатюризации электроники. Ученые из Кембриджского университета под руководством профессора Джереми Баумберга (Jeremy Baumberg) из Нанофотонного центра вместе с учеными из Мексики и Греции создали переключатель, который использует новое состояние материи под названием поляритоновый конденсат Бозе-Эйнштейна. Устройство смешивает электрический и оптический сигналы с минимальными затратами энергии. Поляритоновый конденсат Бозе-Эйнштейна образуется в результате захвата света между зеркалами с расстоянием в несколько миллионных метра друг от друга, позволяя ему реагировать с тонким пластинами полупроводника. Там создается смесь полусвета-полуматерии, называемая поляритоном. Сконцентрировав много поляритонов в одном месте, можно заставить их конденсироваться в виде свето-материального флюида, вращающегося либо по часовой стрелке, либо против. Прикладывая электрическое поле к этой системе, ученые смогли управлять спином конденсата и переключением между состояниями вверх и вниз. Флюид поляритона испускает свет, со спином по часовой или против часовой стрелки, который можно послать через оптоволокно, преобразуя таким образом электрические сигналы в оптические. Так можно передавать сигнал на очень высокой скорости с минимальными затратами энергии и разработать более миниатюрные устройства, считают авторы работы. Они создали прототип, который работает при криогенных температурах, и ищут другие материалы, которые могут работать при комнатной температуре. Тогда технологию можно коммерциализировать. Другой ключевой фактор для коммерциализции - массовое производство и масштабируемость. Для этого ученые ищут пути интеграции прототипа с существующей технологической базой.

Другие интересные новости:

▪ Песчаные пляжи под угрозой

▪ Растягиваемый дисплей LG

▪ Аромат с фильмом и музыкой

▪ Зарядная станция Bluetti AC180

▪ Фотореле Toshiba TLP3122A

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД). Подборка статей

▪ статья Буря в стакане (воды). Крылатое выражение

▪ статья Почему небо днем синее, а во время заката - красное? Подробный ответ

▪ статья Водитель грузового автомобиля-трайлера. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Слюдопластовые электроизоляционные материалы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания для автомобильного усилителя, 12/±20 вольт 70 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026