|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Стабилизатор с малым минимальным падением напряжения, 5-10/5 вольт
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения Один из важных параметров последовательных стабилизаторов напряжения (в том
числе и микросхемных) - минимально допустимое напряжение между входом и выходом
стабилизатора ΔUmin при максимальном токе нагрузки. Он показывает, при какой
минимальной разности входного Uвх и выходного Uвых напряжений все параметры
стабилизатора находятся в пределах нормы. К сожалению, не все радиолюбители
обращают на него внимание, обычно их интересуют только выходное напряжение и
максимальный выходной ток. Между тем этот параметр оказывает существенное
влияние как на качество выходного напряжения, так и на КПД стабилизатора.
Например, у широко
распространенных микросхемных стабилизаторов серии LM78xx (xx - число,
равное напряжению стабилизации в вольтах) минимально допустимое напряжение ΔUmin = 2 В
при токе 1 А. На практике это означает, что для стабилизатора на микросхеме LM7805
(U, = 5 В)
напряжение U должно
быть не менее 7 В. Если амплитуда пульсаций на выходе выпрямителя достигает 1 В,
то значение Uвх мин повышается
до 8 В, а с учетом нестабильности сетевого напряжения в пределах ±10%
возрастает до 8,8 В. В результате КПД стабилизатора не превысит 57%, а при
большом выходном токе микросхема будет сильно нагреваться.
Возможный выход из положения - применение так называемых Low Dropout (с низким
падением напряжения) микросхемных стабилизаторов, например, серии КР1158ЕНхх (ΔUмин =
0,6 В при токе 0,5 А) или LМ1084(ΔUмин = 1,3 В
при токе 5 А). Но еще меньших значений U можно добиться, если в качестве
регулирующего элемента использовать мощный полевой транзистор. именно о таком устройстве и пойдет речь далее.
Схема предлагаемого
стабилизатора показана на рис. 1.
Полевой транзистор
VT1 включен в плюсовую линию питания. Применение прибора с n-каналом обусловлено
результатами проведенных автором испытаний: оказалось, что такие транзисторы
менее склонны к самовозбуждению и к тому же, как правило, сопротивление
открытого канала у них меньше, чем у p-канальных. Управляет транзистором VT1 параллельный
стабилизатор напряжения DA1. Для
того чтобы полевой транзистор открылся, напряжение на его затворе должно быть
как минимум на 2,5 В больше, чем на истоке. Поэтому необходим дополнительный
источник с выходным напряжением, превышающим напряжение на стоке полевого
транзистора именно на эту величину.
Такой источник -
повышающий преобразователь напряжения - собран на
микросхеме DD1. Логические
элементы DD1.1,
DD1.2 использованы
в генераторе импульсов с частотой следования около 30 кГц, DD1.3, DD1.4 - буферные;
диоды VD1,
VD2 и
конденсаторы С3, С4 образуют выпрямитель с удвоением напряжения, резистор R2 и
конденсатор С5 - сглаживающий фильтр.
Конденсаторы С6, С7 обеспечивают устойчивую работу устройства. Выходное напряжение (его минимальное
значение 2,5 В) устанавливают подстроечным резистором R4.
Лабораторные испытания
макета устройства показали, что при токе нагрузки 3 А и снижении входного
напряжения с 7 до 5,05 В выходное уменьшается с 5 до 4,95 В. иными словами, при
указанном токе минимальное падение напряжения не превышает 0,1 В. Это позволяет
более полно использовать возможности первичного источника питания (выпрямителя)
и повысить КПД стабилизатора напряжения.
Детали устройства монтируют на печатной плате (рис. 2) из односторонне
фольгированного стеклотекстолита толщиной 1х5х2 мм.
![]() Постоянные резисторы - Р1-4, МЛТ, подстроечный - СПЗ-19а, конденсаторы С2, С6 С7
- керамические К10-17, остальные - оксидные импортные, например, серии ТК фирмы
Jamicon. В стабилизаторе с выходным напряжением 3.6 В следует применять полевой
транзистор с напряжением открывания не более 2,5 В. У таких транзисторов фирмы International
Rectifier в
маркировке, как правило, присутствует буква L. При токе нагрузки более 1,5...2 А необходимо
использовать транзистор с сопротивлением открытого канала не более 0,02...0,03
Ом.
Во избежание перегрева полевой транзистор закрепляют на теплоотводе, к нему же
через изолирующую прокладку можно приклеить плату. Внешний вид смонтированной платы показан на
рис. 3.
![]() Выходное напряжение стабилизатора можно повысить, однако не
следует забывать, что максимальное напряжение питания микросхемы
К561ЛА7- 15 В, а предельное значение напряжения затвор-исток полевого транзистора в
большинстве случаев не превышает 20 В. Поэтому в подобном случае следует
применить повышающий преобразователь, собранный по иной схеме (на элементной
базе, допускающей более высокое напряжение питания), и ограничить
напряжение на затворе полевого транзистора, подключив параллельно конденсатору
С5 стабилитрон с соответствующим напряжением стабилизации.
Если стабилизатор
предполагается встроить в источник питания с понижающим трансформатором, то
преобразователь напряжения (микросхему DD1, диоды VD1,
VD2, резистор R1 и
конденсаторы С2, С3) можно исключить, а "основной" выпрямитель на диодном
мосте VD5 (рис.
4) дополнить удвоителем напряжения на диодах VD3,
VD4 и
конденсаторе С9 (нумерация элементов продолжает начатую на рис. 1).
![]() Автор: И.Нечаев, г.Москва
раздел сайта Усилители мощности журналы Моделист-конструктор (годовые архивы) книга Прокладка проводов и кабелей. Живов М.С., 1968 книга Транзисторные приемники с КВ диапазонами. Микиртичан Г.М., 1974 статья Почему кактусы обходятся без воды? статья Преимущества и особенности ветрогенераторов сборник Архив схем и сервис-мануалов мобильных телефонов Voxtel
|