Stabilizator s malim padom napona (Low-Drop). FET regulator napona - Regulator napona s niskim ispadanjem strujnog kruga

Jedno od najvažnijih svojstava stabilizatora snage je najniži dopušteni napon između izlaza i ulaza stabilizatora pri najvećoj struji opterećenja. Daje informaciju pri kojoj su najmanjoj razlici napona parametri uređaja u normalnom stanju.

Jedan od načina povećanja učinkovitosti linearnog ugađanja je smanjenje pada napona elementa za podešavanje na najmanju vrijednost. Ovo je posebno važno za minijaturne regulatore, gdje se svaki pomoćni pad od 50 milivolti pretvara u nekoliko stotina milivata topline sa složenom disipacijom u malom paketu uređaja.

Stoga, za povezivanje takvih krugova, mnoge tvrtke nude dizajnere mikro krugova s ​​niskim ispadima do 100 milivolti. Mikro krug ST 1L 08 ima dobre parametre sa strujnim opterećenjem do 0,8 A, najmanji pad na tranzistoru je oko 70 milivolti.

Od tvorničkih stabilizatora mogu se primijetiti oni u kojima, kada se struja opterećenja smanji na najnižu vrijednost, pad pada na 0,4 milivolta. Za smanjenje buke, takvi mikro krugovi opremljeni su pomoćnim međuspremnikom s terminalom za spajanje vanjskog filtra kapaciteta do 0,01 μF. Najmanji zahtjevi su postavljeni na takav filter: vrijednost kapaciteta mora biti od 2,2 do 22 mikrofarada.

Posebnu pozornost treba obratiti na čip LD CL 015. S dobrim svojstvima i malim padom napona, ovo je jedan od stabilizatora koji rade bez filtera kondenzatora. To se postiže krugom operacijskog pojačala s faznom marginom. Međutim, kako bi se poboljšali parametri i smanjio šum na izlazu, preporučljivo je postaviti kapacitet od oko 0,1 μF na izlazu i ulazu uređaja.

Uređaj s padom do 0,05 volti

Prilikom spajanja različite opreme iz baterija, najčešće postoji potreba za izjednačavanjem napona i potrošene struje. Na primjer, za formiranje lasera za video player ili svjetiljke s LED diodama. Kako bi se riješio ovaj problem, nekoliko mikro krugova u obliku upravljačkih programa već je dizajnirano u proizvodnji. Oni su niskonaponski pretvarač napona s unutarnjim stabilizatorom. Novi razvoj je čip LT 130 8A.

Ne smanjujući prednosti takvih vozača, treba napomenuti da u velikom regionalnom gradu nema takvih mikro krugova. Možete naručiti po visokoj cijeni, oko 10 eura. Stoga postoji jeftin, jednostavan i učinkovit sklop uređaja iz jednog radio časopisa.

Koeficijent stabilizacije takvog uređaja je 10 000. Izlazni napon se podešava s otporom od 2,4 kilomasa od 2 do 8 volti. Kada je napajanje na ulazu manje od izlaza, tranzistor za ugađanje je otvoren, a smanjenje snage je jednako nekoliko mV. Ako je ulazni napon veći od izlaznog napona, tada je 0,05 volta na zener diodi. To postaje moguće za AA baterije. Čak i promjenom struje opterećenja u rasponu od 0 do 0,5 ampera, izlazni napon će se promijeniti samo za 1 mV.

Za tako jednostavan stabilizator, ploča se ne mora rezati, već se može rezati posebnim nožem. Izrađen je od lomljenog platna za željezo, naoštrenog na brusu. Zatim je ručka omotana radi lakšeg korištenja.

S takvim rezačem možete izgrebati tragove na bakrenoj ploči.

Očistimo ploču brusnim papirom, limenimo, zalemimo dijelove i gotovo.

Na fotografijama se vidi da nema potrebe urezivati ​​ploču i bušiti je.

Ova se metoda uvijek koristi za proizvodnju malih, jednostavnih sklopova. Nema potrebe za opremanjem snažnog tranzistora s radijatorom za hlađenje. Ne zagrijava se zbog malog pada napona. Prilikom postavljanja, nužno je spojiti slabo opterećenje na izlaz.

Uređaj za niveliranje snage s malim padom

Najvažnije svojstvo ima stabilizator s malim padom snage, kao i na mikro krugovima, najmanju dopuštenu razliku u potencijalima izlaza i ulaza pri najvećem strujnom opterećenju. Određuje pri kojoj su najmanjoj razlici napona između izlaza i ulaza sva svojstva uređaja normalna.

• Najčešći stabilizatori izrađeni na mikro krugovima serije M78 imaju najniži dopušteni napon od 2 volta pri struji od 1 ampera.
• Uređaj na mikro krugu s minimalnim ulaznim naponom trebao bi proizvesti napon od 7 volti na izlazu. Kada amplituda impulsa na izlazu uređaja dosegne 1 volt, tada se vrijednost najnižeg ulaznog napona povećava na 8 volti.
• Uzimajući u obzir nestabilnost mrežnog napona u rasponu od 10%, povećava se na 8,8 volti.

Kao rezultat toga, učinkovitost uređaja neće prelaziti 57%, uz značajnu struju na izlazu, mikro krug će se jako zagrijati.

Primjena IC s niskim padom

Dobar izlaz je korištenje sklopova kao što su KR 1158 EH ili LM 10 84.

Rad uređaja na mikro krugu je sljedeći:

• Male vrijednosti napona mogu se postići korištenjem snažnog prekidača polja za podešavanje.
• Tranzistor radi u pozitivnom redu.
• Upotreba n-kanalnog stabilizatora predlaže se testovima: takvi poluvodiči nisu skloni samouzbuđivanju.
• Otpor otvorenog kruga manji je u usporedbi s p-kanalom.
• Tranzistorom upravlja paralelni regulator.
• Za otvaranje tranzistora s efektom polja, napon vrata se podešava 2,5 volta iznad izvora.

Takav pomoćni izvor je neophodan ako je njegov izlazni napon za tu vrijednost veći od napona odvoda tranzistora s efektom polja.

SA PADOM NAPONA 0,05 V

Prilikom napajanja različite opreme iz baterija, često postaje potrebno stabilizirati napon i potrošnju struje. Na primjer, prilikom izrade DVD lasera (pogledajte članak na web mjestu) ili LED svjetiljke. U te svrhe industrija je već razvila nekoliko takozvanih mikro krugova - pokretača, koji su niskonaponski pretvarač s ugrađenim stabilizatorom. Najnoviji razvoj je čip LT1308A.

Bez umanjivanja dostojanstva ovih vozača na bilo koji način, želim napomenuti da čak ni u našem velikom regionalnom centru ne možete dobiti takve mikro krugove. Samo po narudžbi i po cijeni od 10 ye. Stoga predlažem jednostavan, jeftin ali učinkovit stabilizatorski krug, iz radioamatora 4 2007.

Koeficijent stabilizacije je oko 10000, izlazni napon je postavljen s 2,4 k * otpornikom unutar 2 - 8 V. Kada je ulazni napon manji od izlaza, regulacijski tranzistor je potpuno otvoren, a pad napona je nekoliko milivolti. Kada ulazni napon premaši izlazni - pad napona na regulatoru je samo 0,05 V! To omogućuje napajanje svjetlosnih i laserskih dioda s dvije do tri AA baterije. Štoviše, mijenjajući struju opterećenja unutar 0 - 0,5 A, Uout se mijenja samo za 1 milivolt. Ploča za tako jednostavan uređaj ne može se otrovati, već rezati rezačem. Za one koji ne znaju, objasnit ću: uzmemo slomljenu oštricu s pile i naoštrimo je na brusnom papiru. Nadalje, radi lakšeg držanja u ruci, omotamo ga debelom žicom.

Sada s ovim alatom jednostavno s naporom grebemo bakar, poput tragova.

Očistimo ga brusnim papirom, pokositrimo, zalemimo dijelove i gotovi ste.

Velika je potreba za 5-voltnim regulatorima s izlaznom strujom od nekoliko ampera i sa što manjim padom napona. Pad napona jednostavno je razlika između ulaznog istosmjernog napona i izlaznog napona, pod uvjetom da se održava stabilizacija. Potreba za stabilizatorima s takvim parametrima može se vidjeti na praktičnom primjeru, u kojem se napon nikal-kadmijeve baterije, jednak otprilike 8,2 V, stabilizira na 5 V. Ako je pad napona uobičajenih 2 ili 3 V, onda je jasno da dugotrajno korištenje takve baterije nije moguće. Povećanje napona baterije nije najbolje rješenje, jer će se u tom slučaju snaga gubiti u prolaznom tranzistoru. Kad bi bilo moguće održati stabilizaciju pri npr. upola manjem padu napona, cjelokupna bi situacija bila puno bolja.

Poznato je da nije lako napraviti prolazni tranzistor s niskim naponom zasićenja u integriranim krugovima stabilizatora. Iako je poželjno kontrolirati prolazni tranzistor pomoću IC-a, sam tranzistor mora biti zaseban uređaj. To naravno uključuje upotrebu hibridnih uređaja umjesto potpuno integriranih sklopova. Zapravo, ovo je blagoslov pod maskom, jer olakšava optimizaciju napona zasićenja i beta tranzistora kako bi se postigao željeni cilj. Osim toga, može se čak eksperimentirati s germanijskim tranzistorima, koji sami po sebi imaju niske napone zasićenja. Još jedan faktor koji treba uzeti u obzir je da /7n/7-tranzistori imaju niže napone zasićenja od svojih prn parnjaka.

Korištenje ovih činjenica prirodno dovodi do kruga regulatora niskog ispada prikazanog na sl. 20.2. Pad napona na ovom regulatoru je 50 mV pri struji opterećenja od 1 A i samo 450 mV pri struji od 5 A. Potreba za stvaranjem prolaznog tranzistora je u biti potaknuta izdavanjem linearnog integriranog regulatora? 71123. MJE1123 silicijski /?l/7 tranzistor je posebno dizajniran za ovaj krug, ali postoji nekoliko sličnih tranzistora. Nizak napon zasićenja važan je pri odabiru tranzistora, ali je i visoko istosmjerno pojačanje (beta) važno za pouzdano ograničavanje struje kratkog spoja. Pokazalo se da germanijski tranzistor 2iV4276 dopušta još manje padove napona, ali vjerojatno po cijenu degradacije granične karakteristike struje kratkog spoja. Otpor otpornika u osnovnom krugu propusnog tranzistora (20 ohma na dijagramu) odabran je empirijski. Ideja je da bude što je moguće više uz prihvatljiv pad napona. Njegova vrijednost ovisit će o očekivanom maksimalnom ulaznom naponu. Još jedna značajka

Ovaj stabilizator je niske vrijednosti struje praznog hoda, oko 600 μA, što doprinosi dugom vijeku trajanja baterije.

Riža. 20.2. Primjer linearnog regulatora s malim padom napona. Ovdje se koristi hibridni sklop jer je teško postići niski pad napona koristeći samo IC. Linearna tehnologija Sofoga!1op.

Sličan linearni regulator s malim ispadom iz druge poluvodičke tvrtke prikazan je na sl. 20.3. Glavne karakteristike ostaju iste - pad od 350 mV pri struji opterećenja od 3 A. Opet, uporaba hibridnog kruga daje dodatnu fleksibilnost dizajna. Glavna razlika između različitih IC-ova za upravljanje takvim stabilizatorima je prisutnost pomoćnih funkcija. Potreba za njima može se unaprijed procijeniti u odnosu na pojedinu aplikaciju i napraviti odgovarajući izbor. Većina tih ASIC-ova ima barem zaštitu od kratkog spoja i pretjerane temperature. Budući da je prolazni rprshshshtor vanjski u odnosu na IC, važno je dobro odvođenje topline. Linearni regulator s malim ispadom često se dodaje postojećem SMPS-u kako bi se osigurala dodatna stabilizacija. Štoviše, učinkovitost sustav kao cjelina ostaje gotovo nepromijenjen. To se ne može reći kada se za dodatnu stabilizaciju koristi konvencionalni stabilizator napona s 3 priključka.

Prva želja mogla bi biti ponoviti dva upravo opisana kruga niskog ispadanja, korištenjem konvencionalnog integriranog regulatora napona s 3 terminala i propusnog tranzistora. Međutim, struja mirovanja (struja koju povlači integrirani krug regulatora i koja ne teče kroz opterećenje) bit će mnogo veća nego kod namjenskog strujnog kruga. To uništava samu ideju - ne unijeti dodatnu disipaciju snage u sustav.

Riža. 20.3. Još jedan krug linearnog regulatora niskog ispadanja. Ista se konfiguracija koristi s vanjskim PPR tranzistorom. Odabrani upravljački IC je najbolji u smislu potrebnih pomoćnih funkcija. Cherry Semiconductor Sof.

Serijski kontinuirani regulator napona - podesiv, nisko ispadanje

Podesivi serijski stabilizator

Za podešavanje izlaznog napona u prethodnom krugu, integrirani element s podesivim stabilizacijskim naponom (kontrolirana zener dioda) može se koristiti kao zener dioda. Postoji još jedna opcija.

generirao mnogo povratnih informacija i pitanja. Pokušao sam odgovoriti na neka pitanja u komentarima na izvorni članak. Ovdje ću dati nekoliko jednostavnih varijacija na temu ovog stabilizatora.Usput, za sada sam uspio izgraditi dva napajanja od 120 W, dvije "bačve" sa stabilizatorima sastavljenim prema shemi o kojoj se raspravlja.

Radni prototip

Zatvaranje mojih obrta uvijek je bio problem. Ovaj put, mislim da sam se uspješno izvukao korištenjem Ikeinih držača za kuhinjsko posuđe i oblog drveta izrezanog od 6 mm MDF ploče.

Čemu sva ta strka?

Često me nazivaju ludim 🙂 A istina je: danas možete odabrati gotov prekidački izvor napajanja za gotovo sve parametre. Vjerojatno neće koštati više od niskofrekventnog transformatora, štoviše, obično se ispostavlja da je lakši i kompaktniji. Platio sam puno novca za trance i proveo nekoliko večeri sklapajući te bačve. Unatoč tome što sam već imao sve potrebne izvore. Zaključak: 7 kutija s impulsima poslano je u podrum na skladištenje.

Otkrit ću tajnu svog ludila: ovo je moj pokušaj da smanjim gustoću elektromagnetskih polja u svom domu. Primjerice, mikrovalna pećnica je prije nekoliko godina poklonjena ljudima koji iznose smeće iz našeg podruma. Istina, savjest još uvijek malo muči: sada su ozračeni i jedu modificiranu hranu. Da, i trans je tamo bio prekrasan na 1 kilovat. 🙂

Općenito, tema elektromagnetskih smetnji je vrijedna disertacije. Siguran sam da ću mu se vratiti više puta na blogu ...

Slike se mogu "kliknuti" za prikaz u većoj rezoluciji.

Zalemljen "paučinom" (MGTF + Kynar)

Varijacije na temu

Na svim donjim skicama numeracija elemenata iz .

Dva sekundarna namota + meki start

Ukratko, već sam predložio takvu izmjenu u prethodnom članku. Glatko pokretanje može se postići dodavanjem samo jednog otpornika R9.

Učinkovit primarni izvor - dva sekundarna namota

Približan skup komponenti:

• VD1, VD2 = Schottky diode 8A 40V
• VD5-8 = 0,5A 200V mali most
• C1 = 15000uF 25V
• C2, C3 = 47uF 25V
• C4 = 1000uF 35V
• R9 = 1 kOhm
• C6 = 0,1uF keramika

Imajte na umu povećani kapacitet C4. Zajedno s R9 osigurava glatko povećanje napona "V ++" kada je uređaj uključen. Budući da napon na izlazu regulatora ne može premašiti V++ minus napon praga MOS tranzistora, ova modifikacija također omogućuje glatko povećanje izlaznog napona pri pokretanju.

Jedan sekundarni namot + meki start

U dijagramu ove varijacije diodnih mostova, zasljepljuje u očima 🙂 Žurim vas podsjetiti da je sam multiplikator ostao nepromijenjen: isti mali most i 3 kondenzatora.

U slučaju kada već postoji neki drugi izvor pozitivnog napona u sustavu (nekoliko volti viši od potrebnog na izlazu ovog regulatora), bilo bi razumno koristiti ga kao "V ++". Iz izvora "V++" regulator uzima samo nekoliko miliampera, što ne bi trebalo biti previše opterećujuće za drugi izvor. Dakle, možete se jednostavno riješiti množitelja.

Učinimo bez limitatora struje

Bez limitatora struje, krug može raditi sa zanemarivim padom na propusnom tranzistoru i još uvijek pružati visoke struje opterećenja, što nije moguće ni s jednim industrijskim LDO regulatorom za koji ja danas znam.

U nastavku pogledajte ogledni popis denominacija.

Nemojte štedjeti na osiguračima. Bolje je zamijeniti staklenu cijev od penija žicom nego ugasiti transformator koji puši.
Preporučam staviti "spori" osigurač (sa slovom "T" - vrijeme) odmah nakon sekundarnog namota transformatora. Osigurač mora biti naznačen za približno dvostruku nazivnu struju opterećenja. Toplo vam ne savjetujem da se oslanjate na osigurač u mrežnoj žici, pogotovo kada transformator ima nekoliko sekundarnih namota iz kojih se napajaju različite komponente uređaja. U ovom slučaju "zadimljeni" scenarij može biti sljedeći: jedan sekundar je preopterećen i već puši, dok ukupna potrošnja ostaje unutar normalnog raspona, na primjer, zbog gašenja preostalih čvorova uređaja.

Kompletan krug regulatora

Samo precrtano da bude lakše za čitanje, nadam se.

Primjer apoena iz mog prototipa:

• R1, R6 = 2,2 kOhm
• R2, R3 = 470 Ohma
• R4 = 0,22 ohma 3W
• R5 = 12 kOhm
• R7 = 2,2 kΩ višestruki
• C5 = 10 nF keramika
• VT1 = IRFZ40
• VT2 = 2N2222
• VD9 = 1N5244B (14V zener dioda)

Testiranje!

Slika prekrasnog uređaja koji mi je više puta pomogao pri otklanjanju pogrešaka audio pojačala. Ovaj put sam uz njegovu pomoć testirao svoje "bačve", dizajnirane za 12,6V 2A na stabiliziranom izlazu. Ograničivač struje postavljen je na oko 2,5 A.

Daljnji razvoj ideje

1. Vanjska kontrola uključivanja u kombinaciji s mekim startom;
2. termoregulirani ventilator;
3. Termički osigurač;
4. Set za samostalnu montažu;
5. Programabilni izvor...

Stoga provjeravajte često, i još bolje - pretplatite se na newsletter 😉

Ovaj unos je objavio u , autor . Označite .