Экономичный стабилизатор с малым падением напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Стабилизаторы напряжения на самые разные напряжения и токи нагрузки используются во многих промышленных и самодельных конструкциях. Существует большое количество интегральных микросхем-стабилизаторов, но низковольтные пока еще довольно дефицитны. Предлагаю несложный стабилизатор компенсационного типа для слаботочных узлов, собранный на дискретных элементах (рис.1).

Он назван "экономичным" не только потому что его собственный ток потребления составляет около 1 мА. На его изготовление с успехом пойдут детали, выпаянные из старых плат. Стабилизатор рассчитан на выходное напряжение 3,3 В и ток нагрузки до 25 мА. Он может использоваться для питания цифровых микросхем, узлов на низковольтных операционных усилителях и пр.

Для запуска стабилизатора при включении питания используется узел на транзисторе VT1 и элементах R1. R2. С2, R4, VD1. Он работает только в момент включения, после чего не влияет на работу стабилизатора. Сам стабилизатор выполнен на транзисторах VT2. VT3 и элементах R3, R5, R6, HL1. Остальные элементы - вспомогательные. Использование германиевого транзистора ГТ403Б обеспечивает малое падение напряжения на регулирующем транзисторе VT2 (около 100 мВ при токе нагрузки 7 мА). Это значит, что при входном напряжении 3,4 В можно получить выходное 3.3 В. Источник опорного напряжения выполнен на светодиоде HL1, который, работая как стабилитрон с напряжением стабилизации 1,5 В, еще и сигнализирует о включении питания. Выходное напряжение регулируется подстроечным резистором R6. Конденсаторы С1, C3, С4 снижают шум и пульсации выходного напряжения.

Детали. Устройство смонтировано на печатной плате размерами 50x21 мм (рис.2).

Вместо транзистора ГТ403Б можно применить любой из серий 1Т403, ГТ403. ГТ402, 4NU72. Транзистор ГТ402 в "длинном" корпусе может рассеивать мощность до 600 мВт, в "коротком" (как у МП25) - не более 300 мВт. При рассеиваемой на VT2 мощности до 200"мВт будут нормально работать германиевые транзисторы серий МП21, МП25, МП26, ГТ321, GS112. Вместо транзисторов КТ315Б можно использовать любые из серий КТ301, КТ312, КТ315. КТ3102. КТ503, SS9014 и даже германиевые МП37. Транзисторы VT2, VT3 желательно подобрать с возможно большим коэффициентом передачи тока базы.

Кремниевый диод КД521А можно заменить любым из серий КД503, КД510, КД521. КД522, Д223Б, 1N4148. Вместо светодиода АЛ307К можно применить любой из серий АЛ307, КИПД21, КИПД40, L-63 и другие аналогичные с рабочим напряжением до 2 В при токе 1 мА. Если стабилизатор будет настроен на рабочее напряжение 5...6 или даже 9 В. то можно использовать современные светодиоды белого или синего цвета, рабочее напряжение которых - 3...3,6 В.

Стабилизатор можно упростить, если вместо динамического запуска использовать статический. Для этого удаляются элементы R1, R2, С2. VT1. R4, VD1. Чтобы в этом случае запустить стабилизатор, к выводам коллектора и эмиттера VT2 припаивается резистор сопротивлением 10 кОм. Побочным эффектом упрощения может быть то. что не с любой нагрузкой стабилизатор запустится.

Стабилизатор имеет естественную, без применения дополнительных элементов защиту от перегрузок и короткого замыкания на выходе. При увеличении тока нагрузки выше 30 мА напряжение на выходе скачком снижается почти до нуля. Аналогично происходит и при коротком замыкании на выходе. На рис.3 приведен график зависимости выходного напряжения от тока нагрузки, снятый при входном напряжении 5 В, на рис.4 - зависимость выходного напряжения от входного (при токе нагрузки 12 мА). Для улучшения параметров стабилизатора можно увеличить ток через светодиод HL1, уменьшив для этого сопротивление R5, но при этом экономичность стабилизатора ухудшится.

После настройки стабилизатора на нужное выходное напряжение подстроечный резистор R6 можно заменить двумя постоянными, что повысит надежность конструкции.

Литература

1. А.Бутов. Микромощный стабилизатор напряжения.-Схемотехника, 2002. №7, с.12.
2. А.Бутов. Стабилизаторы напряжения с малым током потребления. - Схемотехника. 2003. №1, с.12.
3. А.Бутов. Микромощный стабилитрон на КТ501. - Радио-мир, 2003. №6, с.16.
4. А.Бутов. Преобразователь напряжения с низковольтным питанием. - Схемотехника, 2003, №9, с.8.
5. А.Бутов. К155ПАЗ в стабилизаторе напряжения. - Радио-аматор, 2003, №11, с.21.
6. А.Бутов. Стабилизатор напряжения на К174УН7. - Радиомир, 2004. №2, с. 15.
7. А. Бутов. "Стабилитрон" на полевых транзисторах. - Радиомир, 2004, №6, с.11,
8. А.Бутов. Регулируемый стабилизатор для сетевого адаптера. - Радиомир, 2005. №10, с.15.

Автор: А.Бутов, с.Курба Ярославской обл.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Активные частицы делают стекло менее хрупким 25.08.2026 Стекло обладает замечательным сочетанием твердости, прочности и химической стабильности, однако у этих достоинств есть серьезный недостаток. В отличие от многих более пластичных материалов, оно способно разрушаться практически мгновенно, когда нагрузка превышает определенный предел. Теперь ученые предложили необычный способ изменить такое поведение: добавить в материал небольшое количество частиц, способных самостоятельно перемещаться и воздействовать на окружающую структуру. Исследование провела команда Рашми Прии (Rashmi Priya) и Смараджита Кармакара (Smarajit Karmakar) из Института фундаментальных исследований Тата в Гайдерабаде совместно с Юргеном Горбахом из Университета Гайнриха Гайне в Дюссельдорфе. В компьютерных моделях ученые показали, что активные частицы способны изменить характер деформации стекла. Вместо образования одной мощной сдвиговой полосы, которая быстро распространяется через весь образец, возникают многочисленные небольшие области перестройки, распределенные по материалу. Чтобы понять значение этого результата, необходимо учитывать особенности внутреннего устройства стекла. В отличие от кристаллов, его частицы не образуют регулярной периодической решетки. Они остаются в беспорядочной конфигурации, которая формируется еще в жидком состоянии и затем как бы "замораживается". Если расплав охлаждать медленно или позволить материалу долго стареть, он переходит в более глубокое энергетически устойчивое состояние. Такое стекло способно выдерживать большие нагрузки, но именно высокая стабильность делает его склонным к внезапному разрушению. Быстро охлажденный материал оказывается менее устойчивым, зато способен деформироваться более пластично. Особенно хорошо различие проявляется при сдвиговой нагрузке, когда одна часть образца остается неподвижной, а другая перемещается относительно нее. В стабильном стекле частицы долго сопротивляются перестройке, пока напряжение не достигнет высокого предела. После этого возникает узкая область интенсивного движения, известная как сдвиговая полоса. Если она проходит через весь образец, напряжение резко падает и происходит практически мгновенный излом. Менее стабильное стекло способно перераспределять деформацию между большим количеством участков, поэтому оно ведет себя пластичнее, хотя и начинает разрушаться при меньшей нагрузке. Исследователи решили проверить, можно ли получить преимущества обоих состояний одновременно, изменяя поведение уже сформированного стекла. Для этого в модели добавляли небольшое количество активных частиц, постоянно оказывающих направленное воздействие на соседние частицы. Направление движения при этом периодически менялось. В реальных материалах подобными элементами потенциально могут служить микроорганизмы, коллоидные частицы с химическими двигателями или искусственные частицы, приводимые в движение светом либо химическими реакциями. Выяснилось, что результат определяется не только силой, с которой перемещаются активные частицы, но и продолжительностью их движения в одном направлении. При коротком времени настойчивости частица не успевает далеко уйти от своего первоначального положения и многократно воздействует на окружающую структуру. Такие локальные возмущения мешают одной сдвиговой полосе развиваться непрерывно. В результате деформация распределяется между множеством небольших участков, а стекло сохраняет высокую способность сопротивляться нагрузке, но разрушается менее резко. Иными словами, активные частицы не столько устраняют повреждения, сколько не позволяют им собраться в одном критическом месте. При слишком длительном сохранении одного направления эффект меняется. Активная частица получает возможность преодолеть локальное окружение и вызвать более масштабную перестройку структуры. Материал становится более подвижным и легче деформируется, поэтому преимущество, связанное с его первоначальной стабильностью, постепенно исчезает. Таким образом, моделирование обнаружило немонотонную зависимость: короткие и быстро меняющиеся активные воздействия способны сделать поведение стекла более устойчивым, тогда как продолжительное направленное движение, наоборот, облегчает его текучесть. Важна не просто величина силы, а ее соотношение с внутренними временными процессами материала. Интересно, что активность способна взаимодействовать и со скоростью внешней деформации. Исследователи показали, что поведение материала определяется сразу несколькими временными масштабами: скоростью сдвига, временем настойчивости активных частиц и временем, необходимым для распространения сдвиговой полосы. При определенных условиях быстро деформируемое стекло со слабой активностью может вести себя подобно медленно деформируемому стеклу с более выраженной активностью. Похожие результаты получили и при моделировании ползучести: в некоторых режимах активные частицы откладывали начало устойчивого течения и снижали скорость накопления деформации под постоянной нагрузкой. Пока эти результаты существуют только на уровне теоретического и компьютерного моделирования, поэтому следующим этапом должна стать экспериментальная проверка. Одним из возможных вариантов ученые считают коллоидные системы с фотоуправляемыми активными частицами, у которых интенсивность движения и время его сохранения можно регулировать с помощью света. Подобный подход потенциально может найти применение в активных суспензиях, мягких композитах, густых коллоидных системах и даже при изучении биологических тканей, где внутренние процессы также способны влиять на реакцию материала на механическую нагрузку.

Другие интересные новости:

▪ Энтомология проездом

▪ В далекой галактике найден кислород

▪ Микросхему охлаждает веер

▪ Внешняя панорамная камера для смартфонов Huawei EnVizion 360

▪ Кулер FrigusAir 400 ARGB

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Конструируем тень. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему некоторые грампластинки можно слушать бесконечно? Подробный ответ

▪ статья Квилаха мыльная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Установки для сжигания биотоплива. Установки для сжигания твердых отходов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Живая пирамида. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026