ГлавнаяВ помощь радиолюбителюЭлектронные блоки питанияНизковольтный стабилизатор напряжения

Несмотря на то, что сейчас появились микросхемы низковольтных (3...5 В) стабилизаторов напряжения с малым падением напряже­ния, они еще пока мало распространены, особенно среди радио­любителей. А ведь низковольтные стабилизаторы сейчас приоб­ретают особую актуальность. Почти все аудиоплейеры питаются от источника 3 В, многие современные радиоприемники также требуют этого напряжения, не говоря уже о микропроцессорах. Предлагаемые вниманию читателей устройства — попытка сделать подобные низковольтные стабилизаторы на доступных и недоро­гих элементах. Схемотехника стабилизаторов напряжения для питания устройств с низковольтным питанием имеет особеннос­ти. Например, наиболее эффективна простейшая защита стаби­лизаторов ограничением максимального тока нагрузки при низком выходном напряжении.

Падение напряжения на регулирующем транзисторе стабилизато­ра при замыкании на выходе мало отличается от рабочего и транзистор перегревается незначительно. Весьма актуально имен­но для низковольтных стабилизаторов уменьшение минимально­го напряжения между входом и выходом, поскольку при этом повышается не только экономичность аппаратуры, но и ее надеж­ность. Например, если применить в трехвольтном стабилизаторе микросхему с падением напряжения на ней также три вольта, то питающий это устройство выпрямитель должен отдавать напря­жение с учетом пульсаций около 9 В. Если это напряжение, вследствие пробоя микросхемы, попадет на нагрузку, весьма ве­роятно, что она выйдет из строя.
Для стабилизатора же, падение напряжения на котором менее 0,4 В, хватит входного напряжения около 5 В. Такое перенапря­жение нагрузка, рассчитанная на трехвольтное питание, скорее всего выдержит. До недавнего времени существовала пробле­ма — подобрать для низковольтного стабилизатора источник об­разцового напряжения — стабилитрон. Обычно низковольтные стабилитроны имеют очень невысокие параметры. Разработать сравнительно простые низковольтные стабилизаторы с учетом всего вышеизложенного позволяет микросхема КР142ЕН19 — ин­тегральный аналог низковольтного стабилитрона.
Эта микросхема выпускается в пластмассовом корпусе с тремя выводами. Когда напряжение на ее управляющем электроде от­носительно анода меньше +2,5 В, ток катода микросхемы не превышает 1,2 мА, причем он мало зависит от напряжения меж­ду анодом и катодом микросхемы. Как только напряжение на управляющем электроде превысит порог +2,5 В, ток катода мик­росхемы резко возрастает, пока напряжение на катоде не снизит­ся до 2,5 В. Резистор, подключенный к катоду, должен ограни­чивать этот ток значением не более 100 мА.
Ток управляющего электрода весьма мал — единицы микроампер, причем этот ток также следует ограничивать, поскольку при его слишком большом увеличении напряжение на катоде микросхемы может возрасти.

Т.к. микросхема представляет собой аналог стабилитрона, то и в схемах она включается аналогично, в обратной полярности. При этом напряжение на катоде всегда более положительное, чем на аноде.

Схема низковольтного стабилизатора напряжения на микросхеме КР142ЕН19 с регулирующим транзистором в плюсовом проводни­ке показана на рис. 1.11. Падение напряжения на этом стабилиза­торе не превышает 0,4 В, а коэффициент стабилизации более 600.
При повышении напряжения на движке регулятора выходного напряжения (резистор R7) до 2,5 В микросхема DA1 открывается, что вызывает открывание транзистора VT1, закрывание транзис­тора VT2, а затем и регулирующего транзистора VT3.

Регулятором напряжения R7 можно установить выходное напря­жение меньше указанных на схеме 3 В примерно до 2,6 В, одна­ко в процессе включения стабилизатора, особенно без нагрузки, возможно кратковременное повышение выходного напряжения до 3 В.
Этот стабилизатор можно отрегулировать и на напряжение боль­ше 5 В, но тогда он будет сильно перегреваться при замыкании в нагрузке, поскольку защищен лишь ограничением выходного тока, зависящего от сопротивления резистора R2. Максимальный рабочий ток увеличивается при уменьшении его номинала.

Если требуется существенно увеличить выходной ток стабилиза­тора, можно попробовать уменьшить номиналы резисторов R1 и R2 в одинаковое число раз и применить более мощные транзис­торы. На месте VT1 допустимо использовать транзистор серии КТ626, a VT2 — КТ630. Транзистор КТ814А (VT3) заменим любым из серий КТ816, КТ837 с максимальным коэффициентом переда­чи тока базы.

В стабилизаторе не следует применять эмиттерные повторители для повышения выходного тока. Это увеличивает время прохож­дения сигнала по цепи обратной связи и может привести к воз­никновению возбуждения. Если все же самовозбуждение возник­ло, следует увеличить емкость конденсаторов С1 и С2, а также подключить конденсатор емкостью в несколько сотен пикофарад между катодом и управляющим электродом микросхемы.

Вариант стабилизатора с регулирующим транзистором в минусовом проводнике показан на рис. 1.12. При повышении напряжения на управляющем электроде до +2,5 В относительно анода микросхе­ма открывается и закрывает транзисторы VT1 и VT2. Максимальный рабочий ток устанавливают подбором резистора R2.

В описанных устройствах применены несколько необычные де­лители выходного напряжения в отличие от традиционного, ког­да переменный резистор включен в верхнее по схеме плечо. В этом случае, если нарушается контакт в цепи движка переменно­го резистора, напряжение на выходе стабилизаторов может толь­ко уменьшаться, тогда как при использовании традиционного делителя выходное напряжение достигает максимального уровня, что может вывести из строя нагрузку. В обоих описанных выше стабилизаторах для уменьшения зависимости максимального ра­бочего тока от температуры полезно обеспечить тепловой контакт диодов VD1, VD2 с теплоотводом регулирующего транзистора.
Если такие стабилизаторы используются как регулируемые, по­лезно последовательно с переменными резисторами включить постоянные (к каждому крайнему выводу). Их сопротивления следует подобрать так, чтобы пределы регулировки выходного напряжения соответствовали указанным на схемах. При отсутствии таких резисторов стабилизаторы могут выходить из режима ста­билизации в крайних положениях движков.



По этой теме читайте на сайте :