Мікросхемний стабілізатор напруги: вузол захисту. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

 Коментарі до статті

Пропонований пристрій надійно захищає мікросхемний стабілізатор напруги без погіршення його технічних характеристик.

Радіоаматори широко застосовують для побудови блоків живлення стабілізатори напруги на основі трививідних мікросхем серій КР1, КР142, КР1157, 1158L, 78L [79]. Хоча ці мікросхеми і мають вбудований захист по струму і від перегріву, але часто все-таки потребують зовнішнього захисту. Справа в тому, що під час аварійної ситуації при струмовому навантаженні або замиканні в навантаженні ці мікросхеми переходять в режим обмеження вихідного струму. Але в цьому випадку значна частина вхідної напруги прикладена до мікросхеми, внаслідок чого вона починає розігріватися. Незважаючи на те, що вбудований тепловий захист знижуватиме вихідний струм, при великій вхідній напрузі мікросхема може перегрітися і вийти з ладу, особливо якщо вона встановлена ​​на недостатньо ефективному тепловідводі або зовсім без нього. Чим загрожує така ситуація, зрозуміло без пояснень. І тут корисний пристрій, який забезпечує захист мікросхеми стабілізатора в деяких екстремальних режимах роботи та, відповідно, підвищує надійність її роботи.

Схема пропонованого пристрою разом із стабілізатором показана на рис. 1. Власне вузол захисту обведений штрихпунктирною лінією. Він зібраний на двох переключальних польових транзисторах з каналами різного типу провідності, що входять в транзисторну збірку IRF7309 (VT1). Основні параметри транзисторів цієї збірки: опір відкритого каналу - 0,05...0,1 Ом, максимальний струм стоку - 3,2...4 А, максимальна напруга виток-стік - 30 В, затвор-витік - 20 В, сумарна розсіювана потужність - 1.4 Вт.

Рис. 1 Принципова схема пристрою

Захисний пристрій контролює вихідну напругу стабілізатора. Якщо воно зменшиться менше певного рівня, пристрій відключить мікросхему від джерела вхідної напруги. Можливі кілька типових аварійних ситуацій. По-перше, це замикання в навантаженні, при якому вихідна напруга зменшується практично до нуля, викликаючи спрацювання захисту. По-друге, це перевантаження струмом вище максимально допустимого для мікросхеми значення. У цьому випадку мікросхема перейде в режим обмеження струму, вихідна напруга зменшиться, тому пристрій захисту спрацює. По-третє, можливе суттєве збільшення струму навантаження, але не досягає граничного вихідного струму мікросхеми. Наприклад, струм навантаження замість звичайних 0,5 А збільшився до 1,5 А. Хоча для мікросхеми цей режим нормальний, але все ж таки вона нагріється сильніше. Якщо тепловідведення неефективне, температура корпусу зростатиме, поки не перевищить допустиму. Тоді тепловий захист зменшить вихідний струм, вихідна напруга також зменшиться, внаслідок чого пристрій захисту спрацює, відключивши живлення мікросхеми.

У момент увімкнення пристрою конденсатор С1 розряджений, вся вхідна напруга прикладена до резистори R1. Транзистор VT1.1 відкритий, поки конденсатор не зарядився. Напруга надходить на вхід мікросхеми DA1, на її виході з'являється номінальна вихідна напруга, частину якої з дільника резисторного R4R5 подають на затвор транзистора VT1.2. Цей транзистор відкривається, утримуючи С1 конденсатор розрядженим, тому транзистор VT1.1 залишиться відкритим.

Якщо ж з якихось причин вихідна напруга стабілізатора суттєво зменшиться, то транзистор VT1.2 почне закриватися, конденсатор С1 заряджатися, а транзистор VT1.1 закриватися. Це призведе до подальшого зменшення вихідної напруги. Через дію позитивного зворотного зв'язку процес завершується повним закриванням транзисторів VT1.1 та VT1.2. Закритий транзистор VT1.1 розмикає вхідний ланцюг мікросхеми DA1, забезпечуючи захист. Конденсатор С1 потрібен як при запуску стабілізатора, так і для затримки спрацьовування пристрою захисту, підвищуючи його стійкість до перешкод.

Для повторного запуску потрібно тимчасово відключити вхідну напругу, поки напруга на конденсаторі С1 не зменшиться на 2,5...3 через розрядки через резистор R2. Після цього транзистор VT1.1 відкриється та подасть напругу на вхід мікросхеми DA1. Вихідна напруга почне зростати. У момент, коли напруга затвор-витік транзистора VT1.2 перевищить 2,5, він відкриється. Через канал і струмообмежувальний резистор R3 конденсатор С1 остаточно розрядиться. Включиться світлодіод HL1 - індикатор наявності вихідної напруги стабілізатора та, відповідно, його нормальної роботи.

Конструкція і деталі

Пристрій змонтований на друкованій платі із двосторонньо фольгованого склотекстоліту (рис. 2). Зібрану плату показано на рис. 3. Фольга на звороті плати використана як загальний дроти. Через отвори плати, відмічені зірочками, пропущено дроти, що з'єднують друкарські провідники з обох сторін. Висновки 1 і 3 мікросхеми DA1 припаяні до друкованих провідників, висновок 2 пропущений через отвір та припаяний до фольги загального дроту зі зворотного боку. Якщо ж мікросхема DA1 встановлена ​​на тепловідведення, плату теж розміщують на ньому поряд із мікросхемою.

Рис. 2 Друкована плата пристрою

Пропонований пристрій захисту можна застосувати до будь-якої мікросхеми-стабілізатора напруги з трьома висновками. Якщо загальне виведення мікросхеми середнє, малюнок провідників друкованої плати придатний без змін. Інакше потрібна його незначна модифікація.

Пропонований пристрій придатний і для захисту регульованих стабілізаторів напруги (серії LM317 та аналогічних), але в цьому випадку також потрібно змінити малюнок провідників друкованої плати, щоб забезпечити можливість встановлення резисторного дільника напруги і, можливо, деяких інших елементів [1, рис. 3].

Рис. 3 Зовнішній вигляд пристрою

У пристрої можна застосувати постійні резистори Р1-4, МЛТ, С2-33, конденсатори К50-35 або аналогічні. Номінальна напруга конденсаторів С1 і С2 має не менше ніж на 20% перевищувати максимальну вхідну напругу, а C3 - вихідну. Світлоді-од HL1 може бути будь-яким видимим випромінюванням з номінальним струмом 5...20 мА.

Замість транзисторного складання IRF7309 (VT1) можна застосувати окремі польові транзистори з ізольованим затвором та індукованим каналом відповідного типу провідності [2]. Транзистор, що замінює VT1.1, повинен витримувати вхідний струм мікросхеми при максимальному струмі навантаження, його максимальна напруга сток-витік та затвор-витік має бути більшою за максимальну вхідну напругу. Для транзистора, який замінює VT1.2, максимальна напруга сток-витік має бути більшою за максимальну вхідну.

Налагодження

Налагодження зводиться до підбору, у разі необхідності, ємності конденсатора С1, щоб перехідні процеси в стабілізаторі або навантаженні відбувалися швидше, ніж заряджання конденсатора через резистор R1. Опір резистора R2 вибирають від кількох сотень кілоом до 1 МОм, щоб забезпечити прийнятну тривалість початкової розрядки конденсатора С1 - мінімальний час, який необхідно відключити вхідну напругу після спрацьовування захисту. Резистор R4 підбирають таким, щоб пристрій спрацьовував при зниженні вихідної напруги стабілізатора на 1 ...3 В. При низькій вихідній напрузі (3...6 В) пристрій можна спростити, виключивши резистори R4, R5 і встановивши замість R5 перемичку. Але в цьому випадку пристрій захисту не спрацює доти, поки вихідна напруга не знизиться приблизно до 2,5 В, так як саме при такій напрузі затвор-витік польовий транзистор VT1.2 почне закриватися. Тому при вищій вихідній напрузі (9... 12 В) ці резистори все-таки доцільно встановити.

Резистор R3 обмежує струм розрядки С1 конденсатора через канал транзистора VT1.2 до допустимого значення. Резистор R6 та світлодіод HL1 встановлюють у разі потреби. Опір резистора R6 вибирають так, щоб отримати необхідну яскравість випромінювання світлодіода HL1, не перевищуючи максимально допустимий струм через нього.

Для стабілізатора напруги негативної полярності (на мікросхемах серії 79L та аналогічних) слід поміняти місцями польові транзистори VT1.1 та VT1.2, а також змінити полярність включення всіх конденсаторів та світлодіода HL1. Малюнок провідників друкованої плати також доведеться змінити.

Вхідна напруга з урахуванням пульсацій не повинна перевищувати 20 В. На закінчення слід зазначити, що пропонований пристрій не врятує від усіх можливих аварійних ситуацій, але він суттєво підвищує надійність роботи мікросхемного стабілізатора напруги.

література

1. Бірюков С. Мікросхемні стабілізатори широкого застосування. - Радіо, 1999 №2, с. 69-71.
2. Потужні польові перемикальні транзистори фірми International Rectifier. - Радіо, 2001 №5, с. 45.

Автор: І. Нечаєв, м. Курськ; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Стабілізатори напруги.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву ДНК та французька кулінарія 03.05.2004 Справжні делікатесні трюфелі (а у Франції найкращими вважаються трюфелі з Перигора) коштують зараз до 1000 євро за кілограм. Рідкісні білі італійські трюфелі з П'ємонту – навіть до п'яти тисяч. Але в останні роки на європейському ринку з ними конкурують набагато дешевші низькоякісні китайські трюфелі, які зовні не відрізняються від справжніх навіть для фахівця. Різниця відчувається лише у приготованій страві. Китайські гриби піддаються масовому розведенню та коштують до 20 євро за кілограм. Нерідко їх продають під виглядом французьких. До того ж китайські трюфелі є небезпекою екологічної агресії: вони ростуть набагато швидше за європейські, і якщо їхні суперечки потраплять у лісовий ґрунт, китайський вид зможе витіснити європейський. Інститут сільськогосподарських досліджень у Клермон-Феррані (Франція) розробив нескладний метод тесту ДНК грибів, що дозволяє надійно відрізняти китайську дешевку від шляхетного трюфеля. Аналіз рекомендують проводити оптовикам під час закупівлі великих партій грибів.

Інші цікаві новини:

▪ Навушники Qualcomm S7 та S7 Pro

▪ Комп'ютери для сліпих

▪ Озон на Венері

▪ Системи рідинного охолодження ASUS ROG Strix LC II

▪ SSD Micron P420m

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Досліди з хімії. Добірка статей

▪ стаття Сигналізатор порогових швидкостей дельтаплана Поради моделісту

▪ стаття Хто такі варвари? Детальна відповідь

▪ стаття RS-тригер. Радіо - початківцям

▪ стаття Цемент для наклейки скла. Прості рецепти та поради

▪ стаття Програматор Sim Card Reader SOLO GWR. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024