Site Loader

Содержание

Микросхемы импульсных понижающих стабилизаторов. Эволюция схемотехники — Компоненты и технологии

Рассмотрим схемотехнику и функциональные возможности микросхем понижающих импульсных стабилизаторов в их развитии.

Схема импульсного понижающего стабилизатора напряжения изображена на рис. 1. Детальное рассмотрение процесса работы стабилизатора можно найти в специальной литературе, например в [1]. Напомним только, что без учета потерь в элементах схемы выходное напряжение определяется следующим образом:

где ton — время открытого состояния ключа, T — период следования импульсов.

Это позволяет путем изменения соотношения времени открытого состояния ключа и периода следования импульсов регулировать выходное напряжение, а при наличии цепи отрицательной обратной связи и стабилизировать его.

В качестве ключа VT используются как биполярные, так и полевые транзисторы, а вместо диода VD в стабилизаторах с синхронным выпрямлением применяется полевой транзистор.

Первой реализацией импульсного понижающего стабилизатора напряжения был релейный (гистерезисный) импульсный преобразователь, имеющий очень простое схемотехническое решение.

Если для большинства схем импульсных преобразователей практически неизбежно наличие пульсаций выходного напряжения, то для релейного преобразователя наличие пульсаций, приведенных к входу обратной связи, равных напряжению гистерезиса компаратора, — обязательное условие нормальной работы.

Упрощенная схема релейного преобразователя показана на рис. 2. Характерная и «малоприятная» особенность схемы — зависимость частоты преобразования от параметров элементов схемы и режима работы стабилизатора:

Как следует из вышеприведенной формулы, частота зависит от входного и выходного напряжений, эквивалентного последовательного сопротивления выходного конденсатора, индуктивности дросселя и напряжения гистерезиса компаратора. Изменение частоты вшироких пределах не позволяет оптимизировать по габаритам дроссель и выходной конденсатор, усложняет борьбу с излучаемыми помехами.

На рис. 3 изображена практическая схема релейного преобразователя, в которую входит микросхема линейного стабилизатора LM317. Такое решение — использование недорогих интегральных схем линейных стабилизаторов — применялось на первых порах при отсутствии специализированных микросхем импульсных стабилизаторов.

Хотя в настоящее время релейный способ регулирования в чистом виде практически не применяется, такие несомненные его достоинства, как малое время переходного процесса и отсутствие элементов коррекции частотной характеристики в цепи обратной связи, заставляют разработчиков искать новые конструктивные решения с его использованием.

На рис. 4 изображена схема стабилизатора с популярной микросхемой MC34063 фирмы Motorola. Частота собственных колебаний генератора задается емкостью конденсатора С2, частота вынужденных колебаний генератора выше и зависит от максимального тока ключа, устанавливаемого резистором ограничения тока R1. Поскольку скорость нарастания тока в индуктивности зависит от разности входного и выходного напряжений, частота преобразования увеличивается с ростом входного напряжения. Когда напряжение на выводе обратной связи 5 становится равным опорному напряжению, компаратор через логический элемент и триггер запрещает управление выходным ключом на один или несколько периодов частоты генератора. Таким образом, стабилизатор работает в режиме генерации пакетов импульсов. Коэффициент полезного действия стабилизатора не превышает 70%, основные потери — изза большого падения напряжения на составном транзисторе ключа и резисторе ограничения тока.

Обновленная версия MC34063 — микросхема NCP3063 фирмы ON Semiconductor — имеет более совершенную схему ограничения максимального тока ключа, работающую только в переходных и аварийных режимах, и дополнена температурной защитой.

Температурная защита, предусматриваемая во многих современных микросхемах, предназначенных для силовой электроники, переводит мощные выходные каскады в выключенное состояние при незначительном превышении температуры кристалла относительно максимально допустимой. Тем самым существенно повышается эксплуатационная надежность аппаратуры.

В микросхеме ADP1111 (схема, в состав которой она включена, показана на рис. 5) частота генератора фиксирована и равна 72 кГц. Регулирование выходного напряжения обеспечивается остановкой генератора по достижении выходным напряжением номинального значения, то есть, как и в предыдущей схеме, стабилизатор работает в режиме генерации пакетов импульсов. При остановленном генераторе собственное потребление микросхемы составляет всего 300 мкА, что делает работу схемы весьма эффективной. Дополнительный усилитель предназначен для построения схем детектора напряжения, усилителя ошибки, либо дополнительного линейного стабилизатора. Версии микросхемы с фиксированным выходным напряжением имеют встроенный делитель в цепи отрицательной обратной связи. У микросхемы есть встроенная защита по току ключа с возможностью уменьшения тока срабатывания защиты внешним резистором R

LIM, чем обеспечивается регулировка максимального выходного тока стабилизатора.

Ограничение максимального выходного тока стабилизатора установкой пользователем максимального тока ключа допускает ограниченная номенклатура микросхем. При необходимости можно воспользоваться техническим решением с применением микросхемы — измерителя тока, предлагаемым в [2].

Используя современные конденсаторы на выходе стабилизатора, пульсации на частоте работы генератора можно сделать весьма малыми. Пульсации же, вызванные прекращением работы выходного ключа, не могут быть меньше гистерезиса компаратора, типовое значение которого равно 2 мВ для MC34063 и 8 мВ для ADP1111, умноженного на отношение выходного напряжения к опорному напряжению.

Модифицированный релейный метод управления используется в одном из последних семейств от National Semiconductor — LM5007, LM5008, LM5010. Схема импульсного стабилизатора на LM5007 показана на рис. 6. В этой схеме время открытого состояния ключа, обратно пропорциональное входному напряжению, устанавливается резистором R1. При выходном токе более 50 мА стабилизатор работает в режиме с непрерывным током дросселя и постоянной частотой переключения, определяемой по формуле:

Частота преобразования не зависит от входного напряжения и нагрузки.

При низком выходном токе преобразователь работает в режиме прерывистого тока дросселя и на пониженных частотах, что позволяет минимизировать потери. Рабочая частота в этом режиме определяется выражением:

Чтобы гарантированно обеспечить нормальную работу стабилизатора с современными конденсаторами, имеющими, как правило, низкие значения эквивалентного последовательного сопротивления, последовательно с конденсатором С2 включают резистор R6. Пульсации выходного напряжения велики, поскольку для работы стабилизатора рекомендуется напряжение пульсации на выводе обратной связи в пределах 25ч50 мВ. При необходимости более низкого уровня пульсации выходного напряжения нагрузку можно подключать параллельно конденсатору С2, либо потребуется включение на выходе стабилизатора дополнительного LC-фильтра, не охваченного цепью отрицательной обратной связи.

Для питания затвора n-канального МОП-транзистора использована схема «зарядового насоса». Конденсатор С4, подключенный к выводу BST, на этапе закрытого состояния ключа заряжается через встроенный диод. На этапе открытого состояния ключа напряжение на конденсаторе суммируется с входным напряжением, что и обеспечивает большее напряжение на затворе транзистора, чем на его стоке.

Как видно из функциональной схемы LM5007, микросхема существенно сложнее рассмотренных выше, и включает в себя узлы, повышающие надежность работы. Защита от пониженного входного напряжения предотвращает отпирание выходного транзистора при входном напряжении менее 6,3 В, когда схема управления уже не способна к адекватным действиям. Тем самым предотвращается выход микросхемы из строя в аварийной ситуации. Защита от повышения выходного напряжения немедленно запирает выходной ключ, если напряжение на выводе FB превысит порог в 2,875 В при внезапном увеличении входного напряжения или отключении нагрузки. Схема ограничения тока устанавливает максимальный ток ключа на уровне 0,725 А и, кроме того, регулирует время открытого состояния ключа, устанавливаемое резистором R2, при включении и перегрузке. При замыкании вывода SD/R

on на «землю» стабилизатор можно выключить, при этом ток, потребляемый от источника питания, равен сумме тока собственного потребления микросхемы 100 мкА и тока через резистор R1.

Более высокие качественные характеристики преобразования обеспечивает техника ШИМ-регулирования, используемая в подавляющем большинстве микросхем понижающих стабилизаторов. Частота преобразования, как правило, постоянна, что позволяет оптимизировать параметры дросселя и конденсатора выходного фильтра и упрощает задачу фильтрации помех на частоте преобразования. Величина пульсаций выходного напряжения существенно меньше, чем в релейных стабилизаторах, но реакция на скачкообразное изменение нагрузки или входного напряжения заметно хуже. Для обеспечения устойчивости обязательна частотная коррекция в цепи отрицательной обратной связи.

Рис. 7 поясняет принцип ШИМ-регулирования с управлением по напряжению. Выходное напряжение или его часть поступает на вход усилителя ошибки, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения Vref. Усиленная разность напряжений подается на вход ШИМ-компаратора, на другой вход которого поступает пилообразное напряжение с частотой задающего генератора. Сравнивая эти два напряжения, компаратор модулирует длительность импульсов, управляющих ключом S. Цепи частотной коррекции условно показаны в виде комплексных сопротивлений Z1 и Z2.

Практическая схема ШИМ-стабилизатора с применением микросхемы TPS5430 из серии Swift™ от Texas Instruments показана на рис. 8. Благодаря высокой частоте задающего генератора — 500 кГц, корректирующие конденсаторы имеют небольшие номиналы, и элементы частотной коррекции интегрированы в микросхему. Использована наиболее сложная из применяемых частотная коррекция типа 3, подробнее о которой можно узнать из публикации [3], посвященной частотной коррекции импульсных стабилизаторов. На рис. 9 схема изображена с керамическим выходным конденсатором С3. При использовании электролитических конденсаторов элементы коррекции С4, С6, С7, R3 не нужны, достаточно внутренней коррекции.

Микросхема включает в себя схему формирования повышенного напряжения питания драйвера n-канального МОП-транзистора, защиту от пониженного входного напряжения, защиту от повышенного выходного напряжения и тепловую защиту. В качестве датчика тока в схеме ограничения максимального тока ключа используется сопротивление канала открытого МОП-транзистора. При достижении током стока порогового значения ключ выключается до конца текущего периода тактовой частоты. В случае серьезной перегрузки, например, при коротком замыкании на выходе, по сигналу HICCUP источник опорного напряжения закорачивается на «землю» на 10–20 мс с последующим плавным пуском стабилизатора и повторением цикла до устранения перегрузки. Схема плавного пуска обеспечивает линейное нарастание напряжения на входе усилителя ошибки от нуля до величины опорного напряжения за 8 мс. При замыкании вывода ENA на «землю» стабилизатор можно выключить, при этом потребляемый ток не превышает 50 мкА.

Изменение амплитуды пилообразного напряжения обратно пропорционально изменению входного напряжения, что обеспечивает лучшую стабильность и меньшее время реакции на возмущение в виде изменения входного напряжения.

На рис. 9 изображена схема стабилизатора на микросхеме NCV8842 фирмы ON Semiconductor, в которой использована патентованная технология V² управления.

Обычная, относительно медленная, отрицательная обратная связь через усилитель ошибки обеспечивает высокую точность поддержания выходного напряжения в статическом режиме. Частотную коррекцию обеспечивает фильтр нижних частот, образованный большим выходным сопротивлением усилителя ошибки, около 8 МОм, и внешним конденсатором C4. Отсутствие усилителя в цепи быстрой отрицательной обратной связи обеспечивает ей широкую полосу пропускания, что существенно улучшает динамические характеристики стабилизатора.

Драйвер биполярного транзистора-ключа питается повышенным напряжением, что позволяет поддерживать транзистор при открытом состоянии выходного ключа в насыщении. Ключевой транзистор двухэмиттерный, ко второму эмиттеру меньшей площади подключен резистор — датчик тока.

Частота преобразования фиксирована и равна 170 кГц. При помощи импульсов внешней синхронизации, подаваемых на вывод SYNC, можно повысить частоту преобразования до 355 кГц и синхронизировать работу нескольких микросхем в устройстве. При этом можно организовать работу двух или более стабилизаторов со сдвигом фазы для уменьшения импульсного тока через конденсатор на входе стабилизатора, что снижает требования к конденсатору и упрощает его выбор.

Особенность микросхемы — в уменьшении тактовой частоты генератора до четверти от номинального значения, с одновременным уменьшением порога срабатывания защиты по току до 40% от номинального значения, пока напряжение обратной связи не достигнет порога срабатывания в цепи обратной связи по частоте, что обеспечивает уменьшение рассеиваемой мощности в микросхеме и внешних компонентах во время включения и при перегрузках.

Более совершенные динамические характеристики по сравнению со стабилизаторами с управлением по напряжению имеют ШИМ-стабилизаторы с управлением по току, обладающие к тому же лучшей устойчивостью. В дополнение к отрицательной обратной связи по напряжению их схема включает в себя быстродействующую цепь обратной связи по току, как показано на рис. 10. Сигнал обратной связи по току поступает с датчика тока ключа, выделяется на токоизмерительном резисторе RI и суммируется с сигналом обратной связи по напряжению.

Практическая схема стабилизатора с управлением по току на микросхеме SC4518H фирмы Semtech изображена на рис. 11. Частота преобразования фиксированная — 600 кГц, в режиме с внешней синхронизацией — до 1,2 МГц.

Сигнал обратной связи по току снимается с датчика тока, резистора 0,04 Ом, включенного в коллектор ключевого транзистора. Падение напряжения на токоизмерительном резисторе увеличивается усилителем тока, суммируется с пилообразным напряжением, формируемым задающим генератором, и поступает на вход ШИМ-компаратора, становясь опорным сигналом для сигнала обратной связи по напряжению, поступающего с выхода усилителя ошибки. Сигнал с усилителя тока поступает также в схему ограничения тока при перегрузке.

Устойчивость стабилизатора обеспечивается внешними элементами коррекции R3, C4, C5. Схема коррекции наклона пилообразного напряжения устраняет возможность самовозбуждения стабилизатора на субгармониках при коэффициенте заполнения более 50%, к чему склонны стабилизаторы с обратной связью по току. Подробнее о сути явления и способе его устранения — в [4].

Максимальный ток ключа ограничен схемой защиты от перегрузки по току на уровне 2 А. При длительной перегрузке или коротком замыкании на выходе предпринимаются периодические попытки плавного пуска

В микросхеме LM25005 использовано так называемое «квазитоковое» управление. Как видно из функциональной схемы LM25005 на рис. 12, сигнал обратной связи по току снимается с резистора, включенного последовательно с диодом VD1. Микросхема имеет широкий диапазон входного напряжения — 7–42 В и оптимизирована для применений с высоким входным напряжением. При большом отношении входного напряжения к выходному коэффициент заполнения становится очень мал, и неизбежные из-за наличия паразитных элементов в схеме искажения формы тока ключа на датчике тока ухудшают характеристики регулирования. Напротив, длительность импульса тока через диод в таком случае составляет значительную часть периода, и искажения на фронтах импульса сказываются в меньшей степени. Схема выборки и хранения формирует на выходе постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде тока через токоизмерительный резистор, а в сумматоре восстанавливается пилообразная составляющая. Ток, заряжающий конденсатор С3, на котором формируется пилообразный сигнал, зависит от входного и выходного напряжений, а для устранения колебаний на субгармониках в зарядном токе присутствует постоянная составляющая, корректирующая наклон «пилы».

Уникальна схема контроля тока ключа и защиты от перегрузки. При корректной работе восстановленный сигнал пропорционален току ключа и, если его амплитуда превышает порог компаратора ограничения тока (1,75 В), ключ немедленно запирается. При малой индуктивности дросселя или высоком входном напряжении ток через ключ может превысить допустимую величину изза задержки распространения в компараторе. При подобной перегрузке схема выборки/хранения детектирует чрезмерное значение тока на этапе открытого состояния ключа, ключ запирается, и пропускается несколько импульсов, пока напряжение на выходе сумматора не станет меньше 1,75 В.

Еще одна особенность микросхемы — в гарантированной зарядке конденсатора вольтодобавки С7 при малой нагрузке через ключ, подключенный к выводу PRE, открывающийся на 250 нс в каждом цикле на этапе закрытого состояния выходного ключа.

Частота задающего генератора устанавливается резистором R3 в пределах 50–500 кГц, подачей синхронизирующих импульсов на вывод SYNC генератор можно заставить работать на частоте более высокой, чем частота собственных колебаний.

Плавный пуск обеспечивается зарядкой до опорного напряжения конденсатора С4, подключенного к выводу SS, а в итоге — к неинвертирующему входу усилителя ошибки, при постоянном токе 10 мкА. Изменяя емкость конденсатора, можно изменить время задержки выхода стабилизатора в номинальный режим.

На рис. 13 показана схема стабилизатора с синхронным выпрямлением и управлением по среднему току дросселя с применением микросхемы контроллера MAX5061 фирмы Maxim. Управление по среднему току дросселя свободно от проблем, связанных с усилением коротких импульсов тока, маскированием помех на их фронтах, задержками распространения сигнала, присущих методу управления по максимальному току ключа.

Поскольку стабилизатор рассчитан на большой выходной ток, мощные выходные транзисторы — внешние. Энергия передается в нагрузку и запасается в индуктивности, когда открыт транзистор верхнего плеча. В это время транзистор нижнего плеча закрыт. И, наоборот, при открытом транзисторе нижнего плеча, транзистор верхнего плеча закрыт, а энергия, запасенная в индуктивности, ретранслируется в нагрузку. Схемы с синхронным выпрямлением особенно эффективны при низких выходных напряжениях. Потери в транзисторе нижнего плеча многократно меньше, чем в диоде, который он заменяет.

Цепь обратной связи по току состоит из резистора датчика тока R1, включенного последовательно с дросселем, прецизионного дифференциального усилителя тока, усилителя ошибки по току и ШИМ-компаратора. Выходное напряжение усилителя ошибки по току представляет собой усиленную разность между выходным напряжением усилителя ошибки по напряжению и усилителя тока. Этим обеспечивается регулировка тока дросселя в соответствии с выходным напряжением. Частотная характеристика усилителя ошибки по току имеет спад на высоких частотах, что ослабляет влияние шумов и помех в сигнале с датчика тока. Внешние элементы коррекции частотной характеристики, требующие тщательного расчета, подключены к выводу CLP, соединенному с выходом усилителя ошибки по току.

Плавный пуск организован подачей линейно нарастающего напряжения 0–0,7 В с 5-разрядного ЦАП на третий (неинвертирующий) вход усилителя ошибки по напряжению. Пока напряжение на выходе ЦАП меньше опорного напряжения 0,6 В, схема работает под управлением ЦАП, далее переходит в режим работы с опорным напряжением.

Частота преобразования устанавливается в пределах от 125 кГц до 1,5 МГц внешним резистором RT, подключенным к многофункциональному выводу RT/SYNC/EN. Соответствующими сигналами, подаваемыми на этот вывод, стабилизатор можно синхронизировать от внешнего генератора или выключить.

При максимально допустимом входном напряжении 27 В выходное напряжение не может превышать 5,5 В, максимального входного синфазного напряжения усилителя тока, ограниченного напряжением встроенного стабилизатора, питающего все узлы микросхемы.

Еще один пример стабилизатора с синхронным выпрямлением с использованием микросхемы MIC2285 фирмы Micrel, работающей с частотой преобразования 8 МГц, изображен на рис. 14. Коэффициент полезного действия конкретной схемы стабилизатора достигает 90%. Транзистор верхнего плеча p-канальный, соответственно отсутствует схема вольтодобавки для питания его драйвера.

При выходном токе, не превышающем 60 мА, при подаче высокого логического уровня на вывод LOWQ схему можно перевести в режим LDO-стабилизатора, что позволит уменьшить собственное потребление схемы и снизить уровень шумов в выходном напряжении.

Похожими возможностями обладает микросхема NCP1500, которая работает в качестве понижающего стабилизатора с синхронным выпрямлением при наличии импульсов синхронизации, автоматически переключаясь в режим с пропусками импульсов при малой нагрузке, а при отсутствии импульсов синхронизации схема переключается в режим линейного LDO-стабилизатора.

Микросхемы импульсных преобразователей, предназначенные для применения в компьютерах и портативной аппаратуре, имеют сложные функциональные схемы, включают в себя по несколько каналов импульсных и линейных стабилизаторов с управляемым по цифровым входам выходным напряжением, определенным порядком их включения и другими дополнительными функциями. Пример подобной микросхемы — MPC18730 от Freescale Semiconductor, управляемая микроконтроллером по трехпроводному интерфейсу и включающая в себя два понижающих импульсных стабилизатора с синхронным выпрямлением, один повышающий импульсный преобразователь и три линейных LDO-стабилизатора.

Производители микросхем стремятся максимально интегрировать в кристалл компоненты и функции стабилизатора, но не все возможно. Мала номенклатура микросхем со встроенным диодом, технология быстродействующих диодов плохо сочетается с технологией интегральных микросхем, да и площадь, занимаемая диодом на кристалле, слишком велика. В их числе одна из первых микросхем импульсного стабилизатора фирмы Motorola — μA78S40, медленный встроенный диод которой сам производитель рекомендует заменять внешним быстродействующим, и LT1572 от Linear Technology со встроенным диодом Шоттки (1 А, 20 В). Экзотикой остается и микросхема MIC33050 от Micrel, 0,5-А стабилизатор с интегрированным дросселем, работающий на частоте 4МГц.

Облегчают выбор подходящей микросхемы интерактивные таблицы, размещенные на сайтах производителей, позволяющие осуществлять сортировку по выбранным параметрам. Бесплатные программы, такие как Webench от National Semiconductor, Swift Designer Tool и SwitcherPro™ от Texas Instruments, LTSpice/SwitcherCAD III от Linear Technology, содержат большое количество примеров схем преобразователей различной конфигурации, позволяют рассчитать параметры внешних компонентов, моделировать схему стабилизатора и наблюдать сигналы в различных цепях схемы.

Литература
  1. Мелешин В. И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера, 2005.
  2. Maxim/Dallas. Application Note 478. Current-Limit Circuit for Buck Regulator.
  3. A General Approach for Optimizing Dynamic Response for Buck Converter. Application Note AN8143/D, ON Semiconductor.
  4. Modelling, Analysis and Compensating of the Current Mode Controller. Application Note U-97, Unitrode. slua101.pdf. Texas Instruments.

Микросхемы стабилизаторов напряжения

Наименование микросхемы Напряжение стабил., В Макс. Iст. нагр., А Расс. мах., Вт Iпотр, мА Код на корпусе
(К)142ЕН1А (К)142ЕН1Б К142ЕН1В К142ЕН1Г К142ЕН2А К142ЕН2Б 3…12±0,3 3…12±0,1 3…12±0,5 3…12±0,5 3…12±0,3 3…12±0,1 0,15 0,8 4 (К)06 (К)07 К27 К28 К08 К09
142ЕН3 К142ЕН3А К142ЕН3Б 142ЕН4 К142ЕН4А К142ЕН4Б 3…30±0,05 3…30±0,05 5…30±0,05 1.2…15±0,1 1.2…15±0,2 3…15±0,4 1,0 1,0 0,75 0,3 0,3 0,3 6 10 10 К10 К31 11 К11 К32
(К)142ЕН5А (К)142ЕН5Б (К)142ЕН5В (К)142ЕН5Г 5±0,1 6±0,12 5±0,18 6±0,21 3,0 3,0 2,0 2,0 5 10 (К)12 (К)13 (К)14 (К)15
142ЕН6А К142ЕН6А 142ЕН6Б К142ЕН6Б 142ЕН6В К142ЕН6В ±15±0,015 ±15±0,3 ±15±0,05 ±15±0,3 ±15±0,025 ±15±0,5 0,2 5 7,5 16 К16 17 К17 42 К33
142ЕН6Г К142ЕН6Г К142ЕН6Д К142ЕН6Е ±15±0,075 ±15±0,5 ±15±1,0 ±15±1,0 0,15 5 7,5 43 К34 К48 К49
(К)142ЕН8А (К)142ЕН8Б (К)142ЕН8В 9±0,15 12±0,27 15±0,36 1,5 6 10 (К)18 (К)19 (К)20
К142ЕН8Г К142ЕН8Д К142ЕН8Е 9±0,36 12±0,48 15±0,6 1,0 6 10 К35 К36 К37
142ЕН9А 142ЕН9Б 142ЕН9В 20±0.2 24±0,25 27±0,35 1,5 6 10 21 22 23
К142ЕН9А К142ЕН9Б К142ЕН9В К142ЕН9Г К142ЕН9Д К142ЕН9Е 20±0,4 24±0,48 27±0,54 20±0,6 24±0,72 27±0,81 1,5 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0 6 10 К21 К22 К23 К38 К39 К40
(К)142ЕН10 (К)142ЕН11 3…30 1.2…37 1,0 1.5 2 4 7 7 (К)24 (К)25
(К)142ЕН12 КР142ЕН12А 1.2…37 1,2…37 1.5 1,0 1 1 5 (К)47
КР142ЕН15А КР142ЕН15Б ±15±0,5 ±15±0,5 0,1 0,2 0,8 0,8    
КР142ЕН18А КР142ЕН18Б -1,2…26,5 -1,2…26,5 1,0 1,5 1 1 5 (LM337)
КР1157ЕН502 КР1157ЕН602 КР1157ЕН802 КР1157ЕН902 КР1157ЕН1202 КР1157ЕН1502 КР1157ЕН1802 КР1157ЕН2402 КР1157ЕН2702 5 6 8 9 12 15 18 24 27 0,1 0,5 5 78L05 78L06 78L08 78L09 78L12 78L15 78L18 78L24 78L27
КР1170ЕН3 КР1170ЕН4 КР1170ЕН5 КР1170ЕН6 КР1170ЕН8 КР1170ЕН9 КР1170ЕН12 КР1170ЕН15 3 4 5 6 8 9 12 15 0,1 0,5 1,5 см. рис.
КР1168ЕН5 КР1168ЕН6 КР1168ЕН8 КР1168ЕН9 КР1168ЕН12 КР1168ЕН15 КР1168ЕН18 КР1168ЕН24 КР1168ЕН1 -5 -6 -8 -9 -12 -15 -18 -24 -1,5…37 0,1 0,5 5 79L05 79L06 79L08 79L09 79L12 79L15 79L18 79L24

LDO-стабилизаторы напряжения

Тип Краткое описание I вых. А U пд. мин., В U вх., В U вых., В Рабочая t,
°С
Рекомендуемый
корпус
29T50K/51K
LDO стабилизатор напряжения с быстрым включением
0.1
0.48
30
1.5-5.0
-40 +125
TO-92, SOP-8
2905K LDO стабилизатор напряжения с защитой от перенапряжения по входу
0.05  
0.5
-12÷+30  
3.5
-40 +125
TO-92
MIC5213K LDO стабилизатор напряжения
0.08
0.3
-20÷+16
2.5÷5.0
-40 +125
SC-70-5
LP2950K/51K LDO стабилизатор напряжения 0.1
0.38
30
1.5÷5.0
-55 +125
TO-92, DIP-8, SOP-8
LP2950MK
LDO стабилизатор напряжения
0.1
0.38
30
1.5÷5.0
-40 +125
TO-92
78L05MK
Стабилизатор положительного напряжения
0.1
0.17
40
5.0÷24
-40 +125
SOT-92
5205MK Малошумящий LDO стабилизатор напряжения
0.15
0.165
-20÷+16
1.5÷12
-40 +125 
SOT-23-5
2985K
LDO стабилизатор напряжения
0.15
0.2
16
2.5÷6.1
-40 +125
SOT-23-5
L48K LDO стабилизатор напряжения 0.4 0.42 -20÷+26 2.0÷15 -55 +125 TO-220
4275K LDO стабилизатор напряжения 0.45 0.25  -42÷+45 5.0  -40 +150 TO-220, TO-263, TO-252
1117M3K  LDO стабилизатор положительного напряжения 1.0 1.2 20 1.2÷5.0, регулируемое
-40 +125 SOT-223, TO-252, TO-220, TO-263, SOT-89
MIC2940K Линейный LDO стабилизатор напряжения с высокой точностью 1.0   0.4 -20÷+26 1.5÷5.0; регулируемое -40 +125 TO-220, TO-263
HV2940 Линейный LDO стабилизатор напряжения с высокой точностью 1.0 
0.4
-20÷+60
1.5÷5.0; регулируемое  
-40 +125
TO-220, TO-263
2954K Линейный LDO 0.25 0.06 ÷0.47
-20÷+30
2.5; 3.3; 5.0
-40 +125
TO-220, TO-263, TO-92
9076K LDO стабилизатор
0.15
0.2
5.35÷40
3.3; 5.0
-40 +125
SO8; TO-263
MIC3910xMK LDO стабилизатор напряжения 1.0 0.41 -20÷+16 1.5÷5.0; регулируемое -40 +125 SOT-223, SOP-8
1086M1 LDO стабилизатор положительного напряжения 1.5 1.3 15 1.5÷5.0; регулируемое -40 +125 SOT223, TO252
2915xMK LDO стабилизатор напряжения 1.5 0.35 -20÷+26   1.5÷5.0;
регулируемое
-40 +125 TO-220, TO-263
78xxM1K Стабилизатор положительного напряжения 1.5   2.0  35÷40  5.0÷24 0 +125   ТО-220, ТО-263
317MK   Регулируемый стабилизатор положительного напряжения 1.5   2.0   40 1.2÷37 0 +125 ТО-220
1085M1K LDO стабилизатор положительного напряжения 3.0 1.3 15 1.5÷5.0;
регулируемое
-40 +125 TO-220, TO-263, TO-252   
3930xMK LDO стабилизатор напряжения 3.0 0.385 -20÷+16 1.5÷5.0;
регулируемое
-40 +125   TO-220, TO-263  
AMS1084MMK LDO стабилизатор положительного напряжения 5.0 1.3 15   1.5÷5.0;
регулируемое
-40 +125 TO-220, TO-263, TO-252  
MIC3950xM LDO стабилизатор напряжения 5.0 0.4 -20÷+16 1.8÷5.0;
регулируемое
-40 +125 TO-220, TO-263  

Линейные стабилизаторы Texas Instruments

Компания Texas Instruments — один из старейших производителей электронных компонентов. Компания была основана в 1941 году. Название Texas Instruments появилось в 1951 году. С той поры было развито производство полупроводников различного назначения, начиная от диодов и транзисторов для бытовой техники и заканчивая микроконтроллерами и микросхемами для применения в военной сфере и использования на космических аппаратах.

Компания является четвёртым в мире по размеру производителем полупроводниковых приборов. Предприятия TI расположены не только в США, но и более чем в 30 странах Европы и Азии, на которых трудится около 30 тысяч работников. Компании принадлежит свыше 40 тысяч патентов на электронику.

В производстве находится широкая номенклатура микросхем для источников питания, в том числе линейных стабилизаторов напряжения. До сегодняшнего дня производятся распространённые стабилизаторы напряжения положительной полярности серии 78 и отрицательной полярности серии 79, а также популярные серии 317, 340, 1084, 1085, 1086. Также выпускается большое количество разнообразных микросхем линейных стабилизаторов с низким падением напряжения (Low Dropout).

Структурная схема линейного стабилизатора напряжения представлена на рисунке 1.

Основными узлами стабилизатора напряжения являются источник опорного напряжения; усилитель сигнала ошибки; регулирующий элемент и делитель напряжения. Кроме этого в состав стабилизатора напряжения могут входить схемы запуска, узлы защиты от перегрева, от короткого замыкания в нагрузке, цепи включения/выключения, формирования сигнала Reset и другие.

Рис. 1. Функциональная схема линейного стабилизатора напряжения:

(ИОН – источник опорного напряжения;

УСО – усилитель сигнала ошибки;

РЭ – регулирующий элемент;

R1,R2 – делитель напряжения).

На рисунке 2 показаны основные типы регулирующих элементов. В качестве силового элемента используются биполярные либо полевые транзисторы. Структура регулирующего элемента определяет минимальную разность между напряжением на входе стабилизатора (Vin) и напряжением на выходе стабилизатора (Vout), при котором обеспечивается стабильная работа устройства. Поскольку полевые транзисторы имеют очень маленькое сопротивление в открытом состоянии, их использование в качестве регулирующего элемента позволяет создавать стабилизаторы с малым падением напряжения Vdo. Сравнительные характеристики различных типов регулирующих элементов представлены в таблице 1.

Рис. 2. Структура регулирующих элементов:

(а – Дарлингтон; б – npn; в – pnp; г – PMOS; д – NMOS).

 

Таблица 1 —  Сравнение типов регулирующих элементов

Параметр Типовая схема регулирующего элемента
Дарлингтон npn pnp PMOS NMOS
Выходной ток Высокий Высокий Высокий Средний Средний
Ток покоя Средний Средний Большой Низкий Низкий
Падение напряжения Vsat+2Vbe
1,6-2,5В
Vsat+Vbe
≥0,9В
Vce(sat)
0,15-0,4В
Vsd(sat)
0,035-0,35В
Vsat+Vgs
0,5-0,9В
Скорость Высокая Высокая Медленная Средняя Средняя

На рисунке 3 представлена структура стабилизатора напряжения положительной полярности серии LM78xx.

  • Розовым цветом выделен регулирующий элемент,
  • голубым – делитель напряжения,
  • зелёным – источник опорного напряжения,
  • жёлтым – усилитель сигнала ошибки,
  • коричневым – цепь запуска,
  • красным – блок защиты от перегрева, от превышения входного напряжения и ограничения выходного тока.

Как видим, регулирующим элементом микросхем серии LM78xx является биполярный составной транзистор обратной проводимости, поэтому стабилизаторы этой серии для успешной работы должны иметь разность между входным и выходным напряжением не менее 2,5 вольта.

Рис. 3. Внутренняя структура стабилизатора напряжения серии LM78xx.

На рисунке 4 представлена внутренняя структура стабилизатора напряжения серии LM1117.

Регулирующим элементом этой микросхемы является npn-транзистор. Падение напряжения в таком стабилизаторе меньше, чем у микросхем серии LM78xx примерно на 0,6-0,8В. Одинаковую с LM1117 внутреннюю структуру имеют стабилизаторы LM1084, LM1085 и LM1086, отличающиеся повышенным выходным током. Если микросхема LM1117 имеет выходной ток 0,8А, то у микросхем LM1084, LM1085 и LM1086 выходной ток имеет величину 5А, 3А и 1,5А, соответственно. Все перечисленные серии относятся к сравнительно мощным микросхемам и выпускаются в корпусах TO-220, TO-263 (D2PAK), TO-252 (DPAK) и SOT-223. В таблице 2 приведены основные характеристики мощных линейных стабилизаторов напряжения, выполненных по классической схеме. Упомянутые в таблице микросхемы имеются в наличии.

Рис. 4. Внутренняя структура стабилизатора напряжения серии LM1117.

 

Таблица 2 — Характеристики мощных линейных стабилизаторов напряжения

Наименование Корпус Выходное напряжение,В Выходной ток,мА Макс. входное напряжение,В Макс. падение напряжения,В

LM1084IS-3.3/NOPB

TO-263 3,3 5000 27 1,5

LM1085IS-5.0/NOPB

TO-263 5,0 3000 25 1,5

LM1086IT-ADJ/NOPB

TO-220 Регулируемое 1500 29 1,5

LM1117DT-1.8/NOPB

TO-252 1,8 800 20 1,3

LM317HVT/NOPB

TO-220 Регулируемое 1500 60 3,0

LM338T/NOPB

TO-220 Регулируемое 5000 40 3,0

LM7915CT/NOPB

TO-220 -15 1500 -35 1,1

LP3879MR-1.2/NOPB

PowerSO8 1,2 800 6 1,9

MC79L12ACLP

TO-92 -12 100 -27 1,7

REG1117-5

SOT-223 5,0 800 15 1,2

TLV1117-33IDCYR

SOT-223 3,3 800 15 1,3

UA78L05ACD

SOIC-8 5,0 100 30 1,7

Миниатюризация аппаратуры, батарейное питание и снижение энергопотребления требуют создания микросхем питания с небольшим выходным током и малым падением напряжения на регулирующем транзисторе. Поэтому фирмой Texas Instruments разработана и выпускается широкая номенклатура линейных стабилизаторов с низким падением напряжения (Low Dropout).

Основные характеристики некоторых стабилизаторов этой группы, имеющихся в продаже:

Характеристики линейных стабилизаторов с малым падением напряжения с регулирующим элементом на биполярных транзисторах

Характеристики линейных стабилизаторов с малым падением напряжения с регулирующим элементом на полевых транзисторах

Обращаем ваше внимание на некоторые микросхемы.

Стабилизатор LM2931 разработан для применения в автомобильной электронике.

  • Выпускается с фиксированным выходным напряжением +5В и регулируемый вариант.
  • В наличии есть микросхемы в корпусах SOIC-8 и TO-92.
  • Диапазон рабочих температур от -40 до +85°C.
  • Особенность цоколёвки корпуса SOIC-8 позволяет сохранить микросхему в исправном состоянии при зеркальной установке на плату.
  • Входное напряжение микросхем до 26В и падение напряжения не превышающее 0,6В позволяет использовать её для построения стабилизаторов с выходным напряжением от 3 до 24В.

Интересная микросхема TPS7A1633DGNT в корпусе MSOP-8.

  • Выходное напряжение микросхемы 3,3В 
  • Микросхема имеет вход Enable и формирует сигнал Power Good.
  • При этом входное напряжение может достигать 60В.

У микросхемы небольшое падение напряжения и маленький потребляемый ток, что позволяет применять её в аппаратуре с батарейным питанием.

Микросхемы TLV70433 и TLV70450 в корпусе SOT-23-5

  • Обеспечивают выходной ток 150мА при выходном напряжении 3,3В и 5,0В.
  • Диапазон рабочих температур от -40 до +125°C.
  • Входное напряжение до 24В.

Данная микросхема идеальна для систем питания таких микроконтроллеров как MSP430.

Очень маленькое падение напряжения и маленький ток покоя имеют микросхемы TPS76933DBVT и TPS77033DBVT в корпусе SOT-23-5. Падение напряжения в диапазоне температур от -40 до +125°C при токе нагрузки 100мА для микросхемы TPS76933DBVT не превышает 0,2В, а для микросхемы TPS77033DBVT при токе нагрузки 50мА не превышает 50мА.

Для конструирования стабилизаторов напряжения с высоким выходным напряжением может оказаться очень привлекательной микросхема TL783CKCSE3 в корпусе TO-220.

  • Микросхема имеет входное напряжение +125В,
  • В качестве регулирующего элемента применяется достаточно мощный полевой транзистор,
  • Выходной ток микросхемы достигает 700мА.

На этой микросхеме можно собирать регулируемые источники питания с выходным напряжением от 1,25 до 125В.

Напоминаем также, что группа компаний «Промэлектроника» постоянно пополняет и расширяет номенклатуру предлагаемой продукции, в том числе компании Texas Inctruments.

Стабилизаторы напряжения линейные — Микросхемы

К сожалению, по вашему запросу ничего не найдено. Пожалуйста, убедитесь, что запрос введен корректно или переформулируйте его.

Пожалуйста, введите более двух символов

Все результаты поиска

Стабилизаторы напряжения с низким падением между входом и выходом с приемкой «5»

Существенно улучшить энергетические и массогабаритные показатели источников питания возможно путем использования микросхем непрерывных стабилизаторов напряжения
с низким напряжением между входом и выходом.

Для низковольтной аппаратуры специального
применения предназначены разработанные ОАО
«НПП «ЭлТом» микросхемы 142ЕР3У, 1303ЕН1.8П,
1303ЕН2.5П, 1303ЕН3.3П, 1303ЕН5П, существенно
превосходящие по своим техническим характеристикам типичные микросхемы предыдущего поколения,
что следует из сравнительных таблиц (табл. 1 и 2).

Таблица 1. Основные параметры для микросхем 142ЕН1 и 142ЕР3У

Тип микросхем Параметр
Uвх min, В Uвх max, В Uвых min, В Uвых max, В Uпд min, В Iвых max, мА КU, %/В КI, %/А
142ЕН1 5 30 3 12 150 0,1 4,5
142ЕР3У 2,5 16 2 8 0,4 200 0,015 3

Таблица 2. Основные параметры для микросхем 142ЕН5А и 1303ЕН5П1

Тип микросхем Параметр
Uвх min, В Uвх max, В Uвых, В Uпд min, В Iвых max, A КU, %/В КI, %/A
142ЕН5А 7,5 15 5±0,1 2,5 3 0,05 1,0
1303ЕН5П1 5 16 5±0,15 0,6 5 0,05 0,5

Микросхемы 142ЕР3У имеют универсальное применение и обеспечивают регулировку стабилизированного напряжения в диапазоне 2–8 В при выходном токе до 200 мА. Стабилизирующие свойства
микросхем сохраняются при снижении напряжения
(мВ) между входом и выходом до величины

Uвх/вых(min) = 50 +1,5×Iвых,

то есть не превышающей 400 мВ при предельнодопустимом выходном токе.

Рекомендуемая схема включения микросхемы
142ЕР3У приведена на рис. 1. Особенностью микросхемы является питание усилителя рассогласования
и источника опорного напряжения стабилизированным выходным напряжением с помощью отдельного вывода 5. Такое включение позволяет компенсировать падение напряжения на выводах микросхемы
и соединительных проводниках и обеспечить нестабильность по входному напряжению и выходному
току не хуже 0,015%/В и 3%/А.

Температурный уход выходного напряжения менее
0,01%/ °С в диапазоне рабочих температур –60…+125 °С.
Экономичность микросхемы обеспечивается малым током собственного потребления, составляющим 1–2 мА,
а также возможностью ее перевода в дежурный режим
с током потребления 10–20 мкА путем соединения вывода 1 с общей шиной.

При необходимости увеличения выходного тока
свыше 200 мА к микросхеме 142ЕР3У можно подключить во входную цепь работающий в режиме
усилителя мощности дискретный р-n-р-транзистор
или к выходу n-p-n-транзистор — аналогично схемам усилителей мощности, рассмотренным
в технической литературе [1, 2]. Кроме того,
микросхемы 142ЕР3У очень эффективно работают в схемах стабилизации тока в нагрузке,
обеспечивая выходное динамическое сопротивление при выходном токе 10 мА до 100 кОм
и 10 кОм при выходном токе до 100 мА.

Таблица 3. Электрические параметры микросхем 142ЕР3У

Наименование параметра,
единица измерения
Норма параметра 142ЕР3У Режим измерения Температура среды, °С
Не менее Не более
Опорное напряжение Uоп, В 1,22 1,26 Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА 25
1,21 1,27 –60…+125
Ток потребления, Iпот мА 3 Uвх = 8 В, Uвых = 7,5 В, Iвых = 200 мА 25
Нестабильность опорного напряжения
по напряжению КUоп, %/В
0,015 Uвх1 = 2,7 В, Uвх2 = 16 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА 25
  0,03 –60…+125
Нестабильность опорного
напряжения по току КIоп, %/А
3 Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В,
Iвых1 = 1 мА, Iвых2 = 200 мА
25
  5 –60…+125
Температурный коэффициент
опорного напряжения αUоп, %/°С
0,01 Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА –60…+125

Высокая надежность 142ЕР3У и источников
питания на ее основе обеспечиваются защитой
от превышения выходного тока свыше 500 мА,
возможностью работы на короткозамкнутую
нагрузку, устойчивостью к переполюсовке
входного и выходного напряжения, а также защитой от перегрева кристалла свыше +160 °С.
Основные электрические параметры микросхемы 142ЕР3У приведены в табл. 3 и на рис. 2.
Микросхемы устойчивы к самовозбуждению
при подключении конденсаторов малой емкости (существенно меньшей, чем обычно
используемые в стабилизаторах с малым падением напряжения). Микросхемы 142ЕР3У
выпускаются в малогабаритных металлокерамических корпусах Н02.8-2В, позволяющих
рассеивать мощность не менее 0,2 Вт при температуре окружающей среды до +125 °С.

Для питания низковольтных микропроцессорных узлов с большим током потребления
предназначена серия стабилизаторов напряжения 1303ЕН-ХХ с фиксированными выходны-
ми напряжениями 1,8; 2,5; 3,3 и 5,0 В с точностью его подгонки около 1%. Эти стабилизаторы обеспечивают ток в нагрузке до 5 А во всем
рабочем диапазоне температуры среды (–60…
+125 °С) при напряжении между входом и выходом всего 0,6 В. Уменьшение выходного тока
этих микросхем при эксплуатации позволяет
пропорционального снизить минимальное падение напряжения между входом и выходом.
Микросхемы характеризуются очень высокими
показателями стабильности, типовые значения
которых равны 0,01%/В и 0,1%/А. В серии 1303
достаточно четко выражена особенность всех
стабилизаторов с малым падением напряжения,
заключающаяся в зависимости тока потребления от выходного тока, которую необходимо
учитывать при определении выделяющейся
в микросхеме мощности. Обычное значение
тока, протекающего через нулевой вывод микросхемы, равно 1% от выходного.

Для предотвращения самовозбуждения
микросхем рекомендуется использовать сочетание керамических и танталовых конденсаторов (рис. 3).

Микросхемы серии 1303 выпускаются в корпусах КТ-28А, представляющих собой металлокерамический аналог распространенного
корпуса ТО-220. Типовое значение теплового
сопротивления кристалл-корпус составляет
5–6 °С/Вт, что позволяет рассеивать мощность
около 5 Вт при установке микросхем на теплоотводящий радиатор с температурой +125 °С.

Таблица 4. Электрические параметры микросхем серии 1303

Параметры
и режим измерения
Норма параметра Температура
среды, °С
1303ЕН1.8П 1303ЕН2.5П 1303ЕН3.3П 1303ЕН5П
не
менее
не
более
не
менее
не
более
не
менее
не
более
не
менее
не
более
Выходное напряжение Uвых, В 1,75 1,85 2,43 2,57 3,2 3,4 4,85 5,15 25
Uвх = Uвых+1 В,
Iвых = 10 мА
1,73 1,87 2,4 2,6 3,15 3,45 4,77 5,23 –60…+125
Ток потребления Iпот, мА
Uвх = Uвых+1 В,
Iвых = 5 А
85 85 85 85 25
Нестабильность по напряжению
КUвых, %/В
0,05 0,05 0,05 0,05 25
Uвх1 = Uвых+1 В,
Uвх2 = 16 В,
Iвых = 10 мА
0,1 0,1   0,1 0,1 –60…+125
Нестабильность по току КIвых, %/А 0,5 0,5   0,5 0,5 25
Uвх = Uвых+1 В,
Iвых1 = 10 мА,
Iвых2 = 5 А
1 1 1 1 –60…+125
Температурный коэффициент
выходного напряжения αUвых, %/ °С
Uвх = Uвых+1 В,
Iвых = 10 мА
0,01 0,01 0,01 0,01 –60…+125

Устойчивость микросхем серии 1303 к аварийным режимам работы обеспечивается встроенными защитами от превышения выходного
тока и перегрева кристалла свыше +150 °С, переполюсовки напряжения между входом и выходом, а также блокировкой выхода при увеличении входного напряжения выше 17 В. Основные
электрические параметры микросхем серии 1303
представлены в табл. 4 и на рис.4.

Литература

  1. Микросхемы для линейных источников
    питания. М.: Додека. 1995.
  2. Технический отчет по ОКР «Кубера-ку»
    ОАО «НПП «ЭлТом». Томилино. 2009.

Применение микросхемных стабилизаторов серий 142, К142 и КР142

Применение микросхемных стабилизаторов серий 142, К142 и КР142

142ЕН5, 142ЕН8, 142ЕН9

Как известно [Л], эти стабилизаторы идентичны по схеме, каждый из них содержит устройство защиты от замыкания цепи нагрузки. Различаются они только максимальным выходным током и номинальным выходным напряжением, которое имеет одно из следующих значений: 5, 6, 9, 12, 15, 20, 24 и 27 В.

Стабилизатор напряжения (СН), защищенный от повреждения разрядным током конденсаторов. При наличии в выходной цепи СН конденсатора большой емкости иногда необходимо принимать меры по защите микросхемы, то есть по предотвращению разрядки конденсатора через ее цепи. Дело в том, что обычно используемые в цепях питания устройств конденсаторы емкостью до 10 мкФ и более обладают малым внутренним (емкостным) сопротивлением, поэтому при аварийном замыкании той или иной цепи устройства возникает импульс тока, значение которого может достигать десятков ампер. И хотя этот импульс очень кратковременен, его энергии может оказаться достаточно для разрушения микросхемы. Энергия импульса зависит от емкости конденсатора, выходного напряжения и скорости его уменьшения.

Для защиты микросхемы от повреждения в подобных случаях используют диоды. В устройстве, выполненном по схеме на рис. 1, диод VD1 защищает микросхему DA1 от разрядного тока конденсатора С2, а диод VD2 — от разрядного тока конденсатора C3 при замыкании на входе СН.

Выходное напряжение устройства Uвых. = Uвыx.cт. + Ir2R2, где Uвых.ст. — выходное напряжение микросхемы, Ir2 — ток через резистор R2.

Сопротивление резисторов R1 и R2 рассчитывают по формулам: R1 = Uвых.ст./Ir2 + Iп; R2 = Uвых — Uвых.ст./Ir2 ,где Iп — ток потерь в микросхеме, равный 5…10 мА. Для нормальной работы устройства ток Ir2 должен быть, как минимум, вдвое больше тока Iп.

Приняв Ir2=20 мА, в рассматриваемом случае (Uвых=10В Uвых.ст.=5 В) получаем Rl=5/(0,02+0,01)=333 Ом, R2=(10—5)/0,02=250 Ом.

Поскольку выбор сопротивлений этих резисторов из стандартного ряда номиналов приводит к отклонению выходного напряжения от расчетного значения, резистор R2 рекомендуется выбирать подстроечным. Это позволит в определенных пределах регулировать выходное напряжение.

Мощность Ррас., рассеиваемую микросхемой при максимальной нагрузке, определяют по формуле: Pрас. = Iвых.(Uвх — Uвых.) + IпUвх.

Конденсатор С1 необходим только в том случае, если длина проводов, соединяющих СН с конденсатором фильтра выпрямителя, больше 100 мм;

С2 сглаживает переходные процессы, и его рекомендуется устанавливать при наличии длинных соединительных проводов (печатных проводников) и в тех случаях, когда недопустимы броски напряжения и тока в Цепи питания нагрузки. Что касается конденсатора С3, то он служит для дополнительного уменьшения пульсаций напряжения на выводе 8 микросхемы DA1.

Наиболее подходят для использования в стабилизаторах танталовые оксидные конденсаторы, обладающие (конечно, при необходимой емкости) малым полным сопротивлением даже на высоких частотах: здесь танталовый конденсатор емкостью 1 мкФ эквивалентен алюминиевому оксидному конденсатору емкостью примерно 25 мкФ.

При соответствующем выборе микросхемы и сопротивления резисторов R1, R2 выходное напряжение может быть более 25 В (в любом случае оно не должно превышать разности Uвых.max. — Uпд ,где Uпд — минимально допустимое падение напряжения на микросхеме). Емкость конденсаторов С2, С3 — не Менее 25 мкФ.

СН со ступенчатым включением (рис.2)


Функции «коммутирующего» элемента в этом устройстве выполняет транзистор VT1. В момент включения питания начинает заряжаться конденсатор СЗ, поэтому транзистор открыт и шунтирует нижнее плечо делителя R1R2.

При этом напряжение на выводе 8 микросхемы DA1 близко к 0 (оно равно напряжению насыщения Uкэ.нас. транзистора VTl), и выходное напряжение СН лишь ненамного превышает напряжение Uвых.ст. По мере зарядки конденсатора через резистор R3 транзистор закрывается, напряжение на выводе 8 DA1, а следовательно, и на выходе устройства возрастает, и спустя некоторое время выходное напряжение достигает заданного уровня. Длительность установления выходного напряжения зависит от постоянной времени цепи R3C3.

Назначение конденсаторов С1 и С2 — то же, что и в СН по схеме на рис.1.

СН с выходным напряжением повышенной стабильности (рис.3)


Как видно из схемы, отличие этого СН от устройства по схеме на рис. 1 (кроме отсутствия защитных диодов и конденсатора С3) заключается в замене резистора R2 стабилитроном VD1. Последний поддерживает более стабильное напряжение на выводе 8 микросхемы DA1 и тем самым дополнительно уменьшает колебания напряжения на нагрузке.

Недостаток устройства — невозможность плавной регулировки выходного напряжения (его можно изменять только подбором стабилитрона VD1).

СН с выходным напряжением, регулируемым от 0 В


На рис.4 изображена схема устройства, выходное напряжение которого можно регулировать от 0 до 10 В. Требуемое значение устанавливают переменным резистором R2. При установке его движка в нижнее (по схеме) положение (резистор полностью выведен из цепи) напряжение на выводе 8 DA1 имеет отрицательную полярность и равно разности Uvd1 — Uвых.ст. (Uvd1 — напряжение стабилизации стабилитрона VD1), поэтому выходное напряжение СН равно 0. По мере перемещения движка этого резистора вверх отрицательное напряжение на выводе 8 уменьшается и при некотором его сопротивлении становится равным напряжению Uвых.ст. При дальнейшем увеличении сопротивления резистора выходное напряжение СН возрастает от 0 до максимального значения.

СН с внешними регулирующими транзисторами

Микросхемы 142ЕН5, 142ЕН8, 142ЕН9 в зависимости от типа могут отдавать в нагрузку ток до 1,5…3 А. Однако эксплуатация их с предельным током нагрузки нежелательна, так как требует применения эффективных теплоотводов (допустимая рабочая температура кристалла ниже, чем у большинства мощных транзисторов).

Облегчить режим работы микросхемы в подобных случаях можно, подключив к ней внешний регулирующий транзистор.

Принципиальная схема базового варианта СН с внешним регулирующим транзистором показана на рис.5. При токе нагрузки до 180…190 мА падение напряжения на резисторе R1 невелико, и устройство работает так же, как и без транзистора. При большем токе это падение напряжения достигает 0,6…0,7 В, и транзистор VT1 начинает открываться, ограничивая тем самым дальнейшее увеличение тока через микросхему DA1. Она поддерживает выходное напряжение на заданном уровне, как и в типовом включении: при повышении входного напряжения снижается входной ток, а следовательно, и напряжение управляющего сигнала на эмиттерном переходе транзистора VT1, и наоборот.

Применяя такой СН, следует иметь в виду, что минимальная разность напряжений Uвх. и Uвых. должна быть равна сумме минимального падения напряжения на используемой микросхеме и напряжения Uэб регулирующего транзистора.

Необходимо также позаботиться об ограничении тока через этот транзистор, так как при замыкании в нагрузке он может превысить ток через микросхему в число раз, равное статическому коэффициенту передачи тока h31э, и достичь 20А и даже более. Такого тока в большинстве случаев достаточно для вывода из строя не только регулирующего транзистора, но и нагрузки.

Схемы возможных вариантов СН с ограничением тока через регулирующий транзистор показаны на рис.6-8. В первом из них (рис.6) эта задача решается включением параллельно эмиттерному переходу транзистора VT1 двух соединенных последовательно диодов VD1, VD2, которые открываются, если ток нагрузки превышает 7 А. СН продолжает работать и при некото ом дальнейшем увеличении тока, но как только он достигает 8 А, срабатывает система защиты микросхемы от перегрузки.

Недостаток рассмотренного варианта — сильная зависимость тока срабатывания системы защиты от параметров транзистора и диодов, (ее можно значительно ослабить, если обеспечить тепловой контакт между корпусами этих элементов).

Значительно меньше этот недостаток проявляется в СН по схеме на рис.7.

Если исходить из того, что напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT1 и пр мое напряжение диода VD1 примерно одинаковы, то распределение тока ме ду микросхемой DA1 и регулирующим транзистором зависит от отношения значений сопротивления резисторов R2 и R1. При малом выходном токе падение напряжения на резисторе R2 и диоде VD1 мало, поэтому транзистор VT1 закрыт и работает только микросхема. По мере увеличения выходного тока это падение напряжения возрастает, и когда оно достигает 0,6…0,7 В, транзистор начинает открываться, и все большая часть тока начинает течь через него. При этом микросхема поддерживает выходное напряжение на уровне, определяемом ее типом: при увеличении напряжения ее регулирующий элемент закрывается, снижая тем самым протекающий через нее ток, и падение напряжения на цепи R2VD2 уменьшается. В результате падение напряжения на регулирующем транзисторе VT1 возрастает и выходное напряжение понижается. Если же напряжение на выходе СН увеличивается, процесс регулирования протекает в противоположном направлении.

Введение в эмиттерную цепь транзистора VT1 резистора R1, Повышающего устойчивость работы СН (он предотвращает его самовозбуждение) требует увеличения входного напряжения.

В то же время, чем больше сопротивление этого резистора, тем меньше ток срабатывания по перегрузке зависит от параметров транзистора VT1 и диода VD1. Однако с увеличением сопротивления резистора возрастает рассеиваемая на нем мощность, в результате чего снижается КПД и ухудшается тепловой режим устройства.

В СН по схеме на рис.8 транзистор VT1 также выполняет функции регулирующего элемента.

Сопротивление резистора R1 выбирают таким образом, чтобы он открывался при токе нагрузки около 100 мА.

Транзистор VT2 реагирует на изменение (под действием тока нагрузки) падения напряжения на резисторе R2 и открывается, когда оно достигает 0,6…0,7 В, защищая тем самым регулирующий транзистор VT1.

Элементы этого СН рассчитывают и выбирают следующим образом. Предположим, необходим СН с выходным напряжением Uвых. = 5В при токе нагрузки Iвыx. = 5А Входное напряжение Uвх. = 15В. Микросхема 142ЕН5В (Iвых.max. = 2А).

Сначала выбирают транзистор VT1, способный при замыкании выходной цепи рассеять мощность Ррас = Uвх.Iвых.max. = 15*5 = 75Вт. С учетом некоторого запаса для повышения надежности желательно выбрать транзистор с Ррас. = 90…100 Вт. Его статический коэффициент передачи тока h31э при токе коллектора Iк = 5А должен быть не менее 10. Этим требованиям в полной мере отвечает транзистор КТ818АМ — его Pрас.= 100 Вт, h31э = 15 при токе Iк = 5А, Iк.max. = 15А, ток базы Iб = Iк/h31э = 0.33А. Uбэ = 0.9В при токе Iк=5А.

Ток Iвых. микросхемы 142ЕН5В выбирают с таким избытком, чтобы он перекрывал возможные отклонения параметров элементов и напряжения Uбэ.vt1 если этот запас взять равным 20%, то ток Iвых. будет равен 1,2*Iб.vt1 а ток через резистор R1 Ir1 = 0.2*Iб.vt1.

Поэтому сопротивление резистора R1 =Uбэ.vt1/0.2*Iб.vt1 = 13.4 Ом.

Сопротивление резистора R2 рассчитывают по формуле:

R2 = Uбэ.vt2.откр./Iвых. = 0.14 Ом,

где напряжение открывания транзистора Uбэ.vt2.откр. = 0.7В

Транзистор VT2 выбирают из условий Iк.vt2 > Iб.vt1 и Pрас. = Uвх.*Iб.vt1 = 15*0.33 = 5Вт

Этим требованиям отвечает транзистор КТ814А.

У рассматриваемого устройства два недостатка:

Во-первых, довольно большая рассеиваемая мощность (при максимальном токе входное напряжение должно превосходить выходное на величину, равную сумме минимального падения напряжения на микросхеме и значений напряжения на эмиттерном переходе транзисторов VT1 и VT2).

Во-вторых, очень жесткие требования к регулирующему транзистору, который должен выдерживать максимальный ток стабилизатора при большом напряжении Uкэ.

Мощный СН


Его можно выполнить по схеме на рис.9. Представленный вариант обеспечивает выходное напряжение в пределах 5…30В при токе нагрузки до 5А. Кроме микросхемы DA1 и регулирующего транзистора VT1, он содержит измерительный мост, образованный резисторами R2 — R5, R7, и компаратор на ОУ DA2. Особенность моста в том, что через входящий в него резистор R7 протекает большая часть тока нагрузки. Требуемое выходное напряжение устанавливают подстроечным резистором R6, значение тока (в данном случае 5А), при превышении которого СН становится стабилизатором тока, — резистором R2

При токе нагрузки, меньшем 5А, падение напряжения на резисторе R7 таково, что входное напряжение ОУ DA2 больше 0, поэтому его выходное напряжение положительно, диод VD1 закрыт и компаратор не оказывает на работу СН никакого влияния. Увеличение тока нагрузки до 5А и соответствующее повышение падения напряжения на резисторе R7 приводят к тому, что входное напряжение ОУ DA2 вначале уменьшается до 0, а затем меняет знак.

В результате его выходное напряжение также становится отрицательным, диод VD1 и светодиод HL1 открываются и напряжение на выводе 8 микросхемы DA1 устанавливается на уровне, соответствующем току нагрузки 5А. Свечение светодиода HL1 сигнализирует о том, что устройство перешло в режим стабилизации тока. Колебания сопротивления нагрузки теперь вызывают только изменение выходного напряжения, ток же нагрузки остается неизменным — 5А.

При восстановлении номинальной нагрузки выходное напряжение возрастает до заданного значения. Дальнейшее уменьшение выходного тока приводит к тому, что входное, а за ним и выходное напряжения ОУ DA2 вновь становятся положительными, диод VD1 закрывается и устройство возвращается в режим стабилизации напряжения.

Вместо К140УД7 в описанном СН (как, впрочем, и во всех последующих), можно использовать ОУ К140УД6, К153УД6, К157УД2 и т.п.

СН с высоким коэффициентом стабилизации


Устройство, выполненное по схеме на рис.10, обеспечивает коэффициент нестабильности напряжения менее 0,001% в широком интервале температуры и тока наг узки.

Повышение точности поддержания выходного напряжения достигнуто введением цепи отрицательной обратной связи, состоящей из измерительного моста R1—R3 VD1, ОУ DA2 и полевого транзистора VT1. Таким образом, напряжение на выводе 8 микросхемы DA1 здесь определяется напряжением стабилизации Uvd1 стабилитрона VD1 и напряжением рассогласования моста, усиленным ОУ DA2. Выходное напряжение Uвых.= Uвых.ст. + Uvd1-

Ток через стабилитрон VD1 устанавливают подбором резистора R3. Его сопротивление должно быть таким, чтобы обеспечивался минимальный температурный дрейф напряжения стабилизации.

СН с параллельно включенными микросхемами


Увеличения выходного тока можно добиться не только введением внешнего регулирующего транзистора, но и параллельным соединением микросхем. Например, включив две 142ЕН5А, как показано на рис.11, можно получить выходной ток до 6А. Здесь ОУ DA1 сравнивает падения напряжения на резисторах R1 и R2. Его выходное напряжение так воздействует на микросхему DA2, что текущий через нее ток оказывается в точности равным току через DA3. Для предотвращения нежелательного повышения выходного напряжения в отсутствие нагрузки выход устройства нагружен резистором R6.

Следует отметить, что при максимальном токе нагрузки на резисторах R1 и R2 рассеивается мощность более 2 Вт, поэтому использовать такой СН целесообразно лишь в тех случаях, если нагрузку нельзя разделить на две части (например, на две группы микросхем) с потребляемым током до 3А и питать каждую из них от отдельного СН.

Двуполярный СН на основе однополярной микросхемы


Можно выполнить его по схеме, изображенной на рис.12. Как видно, микросхема DA1 включена по типовой схеме в плюсовое плечо СН. Минусовое плечо содержит делитель напряжения из резисторов одинакового сопротивления R1, R2, инвертирующий усилитель на ОУ DA2 и регулирующий транзистор VT1.

ОУ сравнивает выходное напряжение плеч по абсолютной величине, усиливает сигнал ошибки и подает его в цепь базы транзистора VT1. Если напряжение минусового плеча по какой-либо причине становится меньше, чем плюсового (по абсолютной величине), напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 становится больше 0, и его выходное напряжение понижается, открывая регулирующий транзистор VT1 в большей мере и, тем самым, компенсируя снижение напряжения минусового плеча. Если же это напряжение, наоборот, возрастает, процесс протекает в противоположном направлении и равенство выходных напряжений также восстанавливается.

СН с регулируемым выходным напряжением


Можно собрать его по схеме на рис.13. Здесь ОУ DA2 выполняет функции повторителя напряжения, снимаемого с движка переменного резистора R2. ОУ питается нестабилизированным напряжением, но на его выходной сигнал это практически не влияет, так как напряжение смещения нуля не превышает нескольких милливольт. Благодаря большому входному сопротивлению ОУ становится возможным увеличить сопротивление делителя R1R2 в десятки раз (по сравнению с СН с типовым включением микросхемы DA1) и, тем самым, значительно уменьшить потребляемый им ток.

Введение в цепь обратной связи СН усилителя на ОУ DA2 (рис.14) позволяет снизить коэффициенты нестабильности Кu и Кi. Коэффициент усиления усилителя определяется сопротивлением резисторов делителя R3R4 и при указанных на схеме номиналах равен 10. Требуемое выходное напряжение устанавливают переменным резистором R2.

Литература

Щербина А., Благий С. Микросхемные стабилизаторы серий 142, К142, КР142. — Радио. 1990, №8. с.89\90; №9. c. 73,74.

А. Щербина, С. Благий, В. Иванов г. Москва (РАДИО № 3, 1991 г.)


IL33091A datasheet — мощный высококлассный драйвер на полевых транзисторах

2SK2406 : сверхвысокоскоростное переключение, драйвер двигателя, упаковка: TP. Все продукты SANYO, описанные или содержащиеся в данном документе, не имеют приложений, которые могут работать с приложениями, требующими чрезвычайно высокого уровня надежности, такими как системы жизнеобеспечения, системы управления самолетом или другие приложения, отказ которых, как можно разумно ожидать, приведет к серьезным физическим повреждениям. и / или материальный ущерб. Проконсультируйтесь с вашим представителем SANYO.

MAX1811ESA : Зарядное устройство Li + с питанием от USB. Это одноэлементное зарядное устройство для литий-ионных (Li +) аккумуляторов, которое может питаться напрямую от порта USB * или от внешнего источника 6,5 В. Общая точность регулирования напряжения батареи составляет 0,5%, что позволяет максимально использовать емкость батареи. Зарядное устройство использует внутренний полевой транзистор для подачи на аккумулятор зарядного тока до 500 мА. Устройство можно настроить.

SWFC1240 : Миниатюрный одномодовый оптоволоконный соединитель с одним окном.Миниатюрный одномодовый оптоволоконный соединитель с одним окном Миниатюрный корпус Независимость от длины волны Низкие вносимые потери и высокая мощность PDL Гарантированная надежностьМини-плавкие однооконные широкополосные соединители 1×2 (2×2) Oplink обеспечивают точное соединение и разделение оптических сигналов в широкой полосе пропускания с высокой производительностью и высокой надежностью в миниатюре.

M7R48TAJ : 9×14 мм, 5,0 или 3,3 В, Hcmos / ttl, тактовый генератор. J-образный керамический корпус. Широкий диапазон рабочих температур. Доступна версия RoHS (-R) MtronPTI оставляет за собой право вносить изменения в описанные здесь продукты и услуги без предварительного уведомления.Мы не несем ответственности за их использование или применение. Пожалуйста, посетите www.mtronpti.com, чтобы ознакомиться с нашим полным предложением и подробными техническими описаниями. Свяжитесь с нами для вашего.

527225J : Разделенная задняя панель Emi / RFI 45 для разъема Cannon SGA3. 225 NF Серия продуктов Базовый номер Покрытие (Таблица I) Символ MN Покрытие Пластина из кадмия / Оливковое покрытие Черный анодированный анодное твердое покрытие Золотой иридит над пластиной кадмия над никель-кадмиевой пластиной, не нанесенной электролитом Кобальт / Dark Olive Drab Cadmium Plate / Olive Drab over.

SS443A : Интерактивный каталог заменяет страницы каталога. Компания Honeywell Sensing and Control заменила каталог продукции в формате PDF новым интерактивным каталогом. Интерактивный каталог — это мощный инструмент поиска, который упрощает поиск информации о продуктах. Он включает больше информации по установке, применению и технической информации, чем когда-либо прежде. Зондирование и контроль Honeywell Inc. 11 Вест-Спринг-Стрит Фрипорт ,.

SLW5S-1C7LF : Разъемы FFC / FPC 5P TOP PCB ZIF.s: Производитель: FCI; Категория продукта: Соединители FFC / FPC; RoHS: подробности; Тип продукта: печатная плата; Шаг: 1 мм; Количество должностей / контактов: 5; Монтажный угол: вертикальный; Тип установки: сквозное отверстие; Материал корпуса: нейлон, заполненный стеклом; Материал контактов: фосфорная бронза; Покрытие контактов: олово; Напряжение.

175D-NA : Автотрансформаторы 500 ВА СТУПЕНЧАТЫЙ. s: Производитель: Hammond; Категория продукта: Автотрансформаторы; RoHS: подробности; Номинальная мощность: 500 ВА; Длина: 6 дюймов; Ширина: 3.8 дюймов; Высота: 4,68 дюйма; Продукция: Автотрансформаторы; Тип прекращения: Plug In; Тип: Автоматические линейные трансформаторы.

C320C472J1G5TA : 4700 пФ керамический конденсатор, радиальный 100 В; CAP CER 4700PF 100V 5% РАДИАЛЬНЫЙ. s: Емкость: 4700 пФ; Напряжение — номинальное: 100 В; Допуск: 5%; Упаковка / Корпус: Радиальный; Температурный коэффициент: C0G, NP0; Упаковка: навалом; : -; Расстояние между выводами: 0,100 дюйма (2,54 мм); рабочая температура: -55 ° C ~ 125 ° C; Тип монтажа: сквозное отверстие; бессвинцовый статус: без свинца; RoHS.

MIKROE-80 : Дочерние карты и платы OEM DAC DIGITAL — ПЛАТА АНАЛОГОВОГО АДАПТЕРА. s: Производитель: МикроЭлектроника; RoHS: подробности; / Функция: Дочерняя плата DAC; Размеры: 49,59 мм x 23,88 мм; Рабочее напряжение питания: 3,3 В, 5 В; Оцениваемый процессор: MCP4921.

M3UEK-2618J : Прямоугольный кабельный узел «гнездо — край карты», поляризационный ключ 1,50 дюйма (457,20 мм), разгрузка от натяжения; КАБЕЛЬ IDC — MKS26K / MC26G / MCE26K. s: Тип разъема: От гнезда до края карты; Количество позиций: 26; Контактная отделка: золото; Количество рядов: 2; : Поляризационный ключ, снятие напряжения; Цвет: серый, лента; Длина: 1.50 футов (457,20 мм); Использование: — ; Экранирование: неэкранированное.

0022032151 : Прямоугольное оловянное отверстие со сквозным отверстием — заголовки, штекерные соединители, соединительный коллектор, без кожуха; ЖАТКА KK .100 VERT TIN 15CKT. s: Цвет: Натуральный; Тип разъема: Заголовок, без кожуха; Контактная отделка: олово; Контактная длина стыковки: -; : -; Тип установки: Сквозное отверстие; Количество загруженных позиций: все; Количество рядов: 1; Шаг: 0,100 дюйма (2,54 мм); Расстояние между рядами:

84870503 : Контроллер DIN-рейки / канала — Промышленные регуляторы уровня жидкости, измеритель; КОНТРОЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ ЖИДКОСТИ DIN 120VAC.s: Приложения: управление подачей и сливом, сигнализация о полном и нехватке; Тип установки: DIN-рейка / швеллер; Напряжение — Питание: 120 В переменного тока; Тип: Контроль уровня — общего назначения; Статус без свинца: без свинца; Статус RoHS: Соответствует RoHS.

C2012X6S0G226MT : КОНДЕНСАТОР, КЕРАМИЧЕСКИЙ, МНОГОСЛОЙНЫЙ, 4 В, X6S, 22 мкФ, КРЕПЛЕНИЕ НА ПОВЕРХНОСТИ, 0805. s: Конфигурация / форм-фактор: Чип-конденсатор; Технология: Многослойная; Приложения: общего назначения; Конденсаторы электростатические: керамический состав; Соответствие RoHS: Да; Диапазон емкости: 22 мкФ; Допуск емкости: 20 (+/-%); WVDC: 4 вольта; Стиль монтажа: Поверхность.

180940-3 : 3 КОНТАКТА (-Ы), НАРУЖНЫЙ, СОЕДИНИТЕЛЬ КОМБИНАЦИОННОЙ ЛИНИИ. s: Тип разъема: СОЕДИНИТЕЛЬ КОМБИНАЦИОННОЙ ЛИНИИ; Мужской пол ; Количество контактов: 3; Соответствует RoHS: RoHS.

FK2400017 : Стандартные тактовые генераторы 24 МГц, 3,3 В LVCMOS, 25 ppm. Стандартные кварцевые генераторы (XO) Pericom отличаются низким уровнем джиттера и высокой стабильностью благодаря кварцевому резонатору и передовым технологиям на основе тактовых микросхем. Осцилляторы доступны с выходной логикой CMOS / TTL, LVPECL или LVDS.Эти XO имеют общую точность 20 частей на миллион и идеально подходят для различных целей.

С использованием микросхемы К155ЛА3. Цветомузыка своими руками. Различные схемы цветомузыкальных автоматов Простые схемы на микросхеме к155ла3

У каждого радиолюбителя где-то есть микросхема к155ла3. Но часто они не могут найти им серьезного применения, так как во многих книгах и журналах есть только схемы мигалок, игрушек и т. Д. С этой деталью. В данной статье будут рассмотрены схемы на микросхеме к155ла3.
Сначала рассмотрим характеристики радиодетали.
1. Самое главное — это питание. Он подается на 7 (-) и 14 (+) ножки и составляет 4,5 — 5 В. На микросхему нельзя подавать больше 5,5В (она начинает перегреваться и перегорать).
2. Далее необходимо определиться с назначением детали. Состоит из 4-х элементов, 2-х и нет (два входа). То есть, если к одному входу применить 1, а к другому 0, то на выходе будет 1.
3. Рассмотрим распиновку микросхемы:

Для упрощения схемы на ней изображены отдельные элементы детали:

4.Учтите расположение ножек относительно ключа:

Микросхему нужно паять очень аккуратно, не нагревая (можно сжечь).

Вот схемы, использующие микросхему k155la3: 1. Стабилизатор напряжения (можно использовать как зарядное устройство для телефона от автомобильного прикуривателя).
Вот схема:


Вход может быть до 23В. Вместо транзистора P213 можно поставить КТ814, но тогда придется поставить радиатор, так как при большой нагрузке он может перегреться.
Печатная плата:

Другой вариант регулятора напряжения (мощный):


2. Индикатор заряда автомобильного аккумулятора.
Вот схема:

3. Тестер любых транзисторов.
Вот схема:

Вместо диодов D9 можно поставить d18, d10.
Кнопки SA1 и SA2 имеют переключатели для проверки транзисторов прямого и обратного направления.

4. Два варианта отпугивателя грызунов.
Вот первая диаграмма:


C1 — 2200 мкФ, C2 — 4.7 мкФ, C3 — 47 — 100 мкФ, R1-R2 — 430 Ом, R3 — 1 кОм, V1 — КТ315, V2 — КТ361. Также можно поставить транзисторы серии МП. Динамический напор — 8 … 10 Ом. Электропитание 5В.

Второй вариант:

C1 — 2200 мкФ, C2 — 4,7 мкФ, C3 — 47 — 200 мкФ, R1-R2 — 430 Ом, R3 — 1 кОм, R4 — 4,7 кОм, R5 — 220 Ом, V1 — КТ361 (МП 26, МП 42, кт 203 и др.), V2 — GT404 (КТ815, КТ817), V3 — GT402 (КТ814, КТ816, P213). Динамическая голова 8 … 10 Ом.
Блок питания 5В.

Сирена предназначена для подачи мощного и сильного звукового сигнала для привлечения внимания людей и применяется в системах пожарной сигнализации и автоматизации, а также в сочетании с устройствами сигнализации на различных охраняемых объектах.

Генераторы на схеме отмечены желтой рамкой. Первый G1 задает частоту смены тона, а второй G2 — это сам тон, который плавно меняется на транзисторе VT1, включенном последовательно с сопротивлением R2. Для выбора необходимого звука можно использовать подстроечные резисторы того же номинала вместо сопротивлений R1, R2.

При включении напряжения питания эхолот начинает генерировать тональный акустический сигнал, высота тона меняется с высокого на низкий и наоборот.Сигнал звучит непрерывно, меняется только тон звука, который переключается с частотой 3-4 Гц.

В схеме сирены используются два мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2 микросхемы К561LN2, регулирующая тональный сигнал, и мультивибратор на элементах D1.3 и D1.4 этой же микросхемы, генерирующий тональные сигналы. Частота импульсов, генерируемая первым мультивибратором на элементах D1.3 и D1.4, зависит от элементов C2, R2 и C3, R4. Можно изменить частоту следования импульсов и, следовательно, тон звукового сигнала, как с помощью сопротивления, так и мощности.

Предположим, что в начальный момент на выходе мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2 присутствует уровень логической единицы. Поскольку на катоды диодов VD1 и VD2 подается плюс, диоды будут заперты. Сопротивления R4 и R5, в работе схемы не участвуют и частота на выходе мультивибратора минимальная, звучит сигнал низкого тона.

Как только на выходе этих элементов будет установлен логический ноль, диоды VD1 и VD2 откроются и соединят сопротивления R4 и R5.В результате частота на выходе мультивибратора увеличится.

Используемые в схеме транзисторы КТ815 можно заменить на КТ817, а КТ814 — на КТ816. Диоды — КД521, КД522, КД503, КД102.

Следующее устройство можно использовать в качестве будильника или звукового сигнала для горного велосипеда. Она представляет собой двухтональную сирену и состоит из тактового генератора на элементах DD1.1-DD1.3, двух тональных генераторов (первый на элементах DD2.1, DD2.2 и второй на элементах DD2.3, DD2.4), согласующий каскад с усилителем мощности на элементе DD1.4 и транзистор VT1.

Схема состоит из двух генераторов. Первый используется для генерации тона, второй — для изменения и модуляции.

Для максимального уровня громкости необходимо, чтобы пьезоэлектрический элемент получал частоту, эквивалентную его резонансной частоте в мостовой схеме.

Основа конструкции — мощный мультивибратор 4047, работающий в нестабильном режиме. Все это управляется мощным МОП-транзистором VT1, который управляется таймером NE555, путем генерации соответствующих низкочастотных прямоугольных импульсов, в результате которых срабатывает пожарная сирена.Переключение режимов работы непрерывное или прерывистое устанавливается тумблером.

Контакты 10 и 11 микросборки 4047 обеспечивают противофазные сигналы, сигналы от которых управляют мостом на четырех полевых МОП-транзисторах. Для получения максимальной громкости, то есть для установки резонансной частоты пьезоэлемента, в конструкцию добавлено подстроечное сопротивление R6.

Схема представляет собой комбинацию музыкального синтезатора на микросхеме УМС-8-08 с мощным выходным каскадом электронной сирены.Для запуска схемы используется реле, обмотка которого гальванически изолирована от остальной схемы.


Микросхема UMS имеет стандартную схему подключения. Три кнопочных переключателя S1-S3 позволяют настроить микросхему на исполнение одной из мелодий. Когда вы нажимаете первую кнопку, начинает играть мелодия, а нажав третью вы можете циклически переключаться между мелодиями и выбирать нужную.


Подборка нескольких схем сирены на микроконтроллерах PIC

Схема представляет собой простую многотональную сирену на микросборке UM3561

.

В схеме используется динамик на 8 Ом и мощностью 0.5 Вт. Два переключателя используются для выбора и воспроизведения различных сигналов будильника. Каждая позиция генерирует свой звуковой эффект.

Схема ниже была собрана в юности, в классе радиотехнического кружка. И безуспешно. Возможно, микросхема К155ЛА3 все же не подходит для такого металлоискателя, возможно, частота 465 кГц не самая подходящая для таких устройств, а возможно, пришлось экранировать поисковую катушку как в других схемах раздела «Металлоискатели»

В целом образовавшаяся «каракули» реагировала не только на металл, но и на руку и другие неметаллические предметы.К тому же микросхемы 155-й серии не слишком экономичны для портативных устройств.

Радио 1985 г. — 2 л. 61. Металлоискатель простой
.

Металлоискатель простой

Металлоискатель, схема которого приведена на рисунке, собирается всего за несколько минут. Он состоит из двух практически идентичных LC-генераторов, выполненных на элементах DD1.1-DD1.4, детектора по схеме удвоения выпрямленного напряжения на диодах VD1. VD2 и высокоомные (2 кОм) наушники BF1, изменение звукового тона которых свидетельствует о наличии металлического предмета под антенной катушкой.

Генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2, сам возбуждается на резонансной частоте последовательного колебательного контура L1C1, настроенного на частоту 465 кГц (используются фильтрующие элементы ПЧ супергетеродинного приемника). Частота второго генератора (DD1.3, DD1.4) определяется индуктивностью антенной катушки 12 (30 витков провода ПЭЛ 0,4 на оправке диаметром 200 мм) и емкостью переменного конденсатора С2. . позволяя перед поиском настроить металлоискатель на обнаружение объектов определенной массы.Биения, возникающие в результате смешения колебаний обоих генераторов, регистрируются диодами VD1, VD2. фильтруются конденсатором С5 и поступают на наушники BF1.

Все устройство собрано на небольшой печатной плате, что делает его очень компактным и простым в использовании при питании от разряженного аккумулятора для фонарика

Janeczek A Prosty wykrywacz melali. — Радиоэлектромк, 1984, № 9 с. 5.

От редакции. При повторе металлоискателя можно использовать микросхему К155ЛА3, любые германиевые высокочастотные диоды н КПЭ от радиоприемника Альпинист.

Эта же схема более подробно рассмотрена в сборнике М.В. Адаменко. «Металлоискатели» М.2006 (Скачать). Дополнительная статья из этой книги

3.1 Металлоискатель простой на микросхеме К155ЛА3

Начинающим радиолюбителям можно порекомендовать повторить конструкцию простого металлоискателя, за основу которого легла схема, неоднократно публиковавшаяся в конце 70-х годов прошлого века в различных отечественных и зарубежных специализированных изданиях. Этот металлоискатель, выполненный всего на одной микросхеме К155ЛА3, можно собрать за несколько минут.

Принципиальная схема

Предлагаемая конструкция является одним из многих вариантов металлоискателей типа BFO (Beat Frequency Oscillator), то есть представляет собой устройство, основанное на принципе анализа биений двух близких по частоте сигналов (рис. 3.1). При этом в этой конструкции оценка изменения частоты биений осуществляется на слух.

В основу прибора положены измерительный и опорный генераторы, детектор ВЧ колебаний, схема индикации и стабилизатор напряжения питания.

В рассматриваемой конструкции используются два простых LC-генератора, выполненных на микросхеме IC1. Схематические решения этих генераторов практически идентичны. При этом первый генератор, являющийся эталоном, собран на элементах IC1.1 и IC1.2, а второй, измерительный или перестраиваемый генератор, выполнен на элементах IC1.3 и IC1.4.

Цепь опорного генератора образована конденсатором C1 емкостью 200 пФ и катушкой L1. В схеме измерительного генератора используется переменный конденсатор C2 максимальной емкостью примерно 300 пФ, а также поисковая катушка L2.В этом случае оба генератора настроены на рабочую частоту примерно 465 кГц.


Рис. 3.1.
Принципиальная схема металлоискателя на микросхеме К155ЛА3

Выходы генераторов через разделительные конденсаторы С3 и С4 подключены к детектору ВЧ колебаний, выполненному на диодах D1 и D2 по схеме удвоения выпрямленного напряжения. В детектор загружены наушники BF1, на которых извлекается низкочастотный сигнал. В этом случае конденсатор C5 шунтирует нагрузку на более высоких частотах.

Когда поисковая катушка L2 колебательного контура перестраиваемого генератора приближается к металлическому объекту, ее индуктивность изменяется, что вызывает изменение рабочей частоты этого генератора. В этом случае, если объект из черного металла (ферромагнетик) находится рядом с катушкой L2, его индуктивность увеличивается, что приводит к снижению частоты перестраиваемого генератора. Цветной металл снижает индуктивность катушки L2 и увеличивает рабочую частоту генератора.

РЧ-сигнал, генерируемый смешением сигналов измерительного и опорного генераторов после прохождения через конденсаторы C3 и C4, подается на детектор. В этом случае амплитуда ВЧ-сигнала изменяется с частотой биений.

Низкочастотная огибающая радиочастотного сигнала извлекается детектором на диодах D1 и D2. Конденсатор С5 обеспечивает фильтрацию высокочастотной составляющей сигнала. Затем битовый сигнал отправляется на наушники BF1.

IC1 получает питание 9 В от B1 через стабилизатор напряжения, состоящий из стабилитрона D3, балластного резистора R3 и стабилизирующего транзистора T1.

Детали и конструкция

Для изготовления рассматриваемого металлоискателя можно использовать любую макетную плату. Поэтому на бывшие в употреблении детали не распространяются никакие ограничения, связанные с габаритными размерами. Установка может быть как смонтированной, так и распечатанной.

При повторе металлоискателя можно использовать микросхему К155ЛА3, состоящую из четырех логических элементов 2И-НЕ, питающихся от общего источника постоянного тока. В качестве конденсатора С2 можно использовать настроечный конденсатор от портативного радиоприемника (например, от радиоприемника Альпинист).Диоды D1 и D2 можно заменить любыми высокочастотными германиевыми диодами.

Катушка L1 опорного генератора должна иметь индуктивность около 500 мкГн. В качестве такой катушки рекомендуется использовать, например, катушку фильтра ПЧ супергетеродинного приемника.

Измерительная катушка L2 содержит 30 витков провода ПЭЛ диаметром 0,4 мм и выполнена в виде тора диаметром 200 мм. Эту катушку проще сделать на жестком каркасе, но можно и без нее.В этом случае любой подходящий круглый предмет, например банку, можно использовать в качестве временной рамки. Витки катушки наматываются навалом, после чего они вынимаются из корпуса и экранируются электростатическим экраном, который представляет собой открытую полосу алюминиевой фольги, намотанную на пучок витков. Зазор между началом и концом намотки ленты (зазор между концами экрана) должен быть не менее 15 мм.

При изготовлении катушки L2 нужно позаботиться о том, чтобы концы экранирующей ленты не закрывались, так как в этом случае образуется короткозамкнутый виток.Для увеличения механической прочности змеевик можно пропитать эпоксидным клеем.

В качестве источника аудиосигналов используйте наушники с высоким сопротивлением и максимально возможным сопротивлением (около 2000 Ом). Например, подойдет всем известный телефон ТА-4 или ТОН-2.

В качестве источника питания B1 можно использовать, например, батарею Krona или две последовательно соединенные батареи 3336L.

В стабилизаторе напряжения емкость электролитического конденсатора С6 может быть от 20 до 50 мкФ, а конденсатора С7 — от 3300 до 68000 пФ.Напряжение на выходе стабилизатора, равное 5 В, устанавливается подстроечным резистором R4. Это напряжение будет оставаться постоянным, даже если батареи значительно разряжены.

Следует отметить, что микросхема К155ЛАЗ рассчитана на питание от источника постоянного тока напряжением 5 В. Поэтому при желании блок стабилизатора напряжения можно исключить из схемы и можно использовать одну батарею 3336Л или аналогичный ей. использоваться в качестве источника питания, что дает возможность собрать компактную конструкцию.Однако разряд этой батареи очень быстро повлияет на работу этого металлоискателя. Поэтому необходим блок питания, обеспечивающий формирование стабильного напряжения 5 В.

Следует признать, что в качестве источника питания автор использовал четыре большие круглые батареи импортного производства, соединенные последовательно. В этом случае напряжение 5 В формировалось интегральным стабилизатором типа 7805.

Плата с расположенными на ней элементами и блок питания помещаются в любой подходящий пластиковый или деревянный корпус.На крышке корпуса установлены конденсатор переменной емкости C2, переключатель S1, а также разъемы для подключения поисковой катушки L2 и наушников BF1 (эти разъемы и переключатель S1 на принципиальной схеме не показаны).

Учреждение

Как и другие металлоискатели, это устройство следует настраивать в среде, где металлические предметы находятся на расстоянии не менее одного метра от поисковой катушки L2.

Во-первых, с помощью частотомера или осциллографа необходимо настроить рабочие частоты опорного и измерительного генераторов.Частота опорного генератора устанавливается равной примерно 465 кГц регулировкой сердечника катушки L1 и, при необходимости, подбором емкости конденсатора С1. Перед настройкой необходимо будет отключить соответствующий вывод конденсатора С3 от диодов детектора и конденсатора С4. Далее необходимо отключить соответствующий выход конденсатора C4 от детекторных диодов и от конденсатора C3 и отрегулировать конденсатор C2, чтобы установить частоту измерительного генератора так, чтобы его значение отличалось от частоты опорного генератора примерно на 1 кГц.После восстановления всех подключений металлоискатель готов к работе.

Порядок работы

Проведение изыскательских работ с использованием рассматриваемого металлоискателя не имеет особенностей. При практическом использовании устройства переменный конденсатор C2 должен поддерживать требуемую частоту сигнала биений, которая изменяется при разряде аккумулятора, изменении температуры окружающей среды или изменении магнитных свойств почвы.

Если частота сигнала в гарнитуре меняется во время работы, это указывает на присутствие металлического предмета в зоне действия поисковой катушки L2.При приближении к одним металлам частота сигнала биений будет увеличиваться, а при приближении к другим — уменьшаться. Изменив тон биения, вы, имея некоторый опыт, легко сможете определить, из какого металла, магнитного или немагнитного, сделан обнаруженный объект.

Микросхема К155ЛА3 есть у каждого настоящего радиолюбителя. Но обычно они считаются сильно устаревшими и не могут найти им серьезного применения, так как на многих радиолюбительских сайтах и ​​в журналах обычно описываются только схемы мигалок и игрушек.В рамках данной статьи мы постараемся расширить кругозор радиолюбителей в рамках использования схем на микросхеме К155ЛА3.

Эту схему можно использовать для зарядки мобильного телефона от автомобильного прикуривателя.

На вход радиолюбительской конструкции может подаваться до 23 вольт. Вместо устаревшего транзистора П213 можно использовать более современный аналог КТ814.

Вместо диодов D9 можно использовать d18, d10.Тумблеры SA1 и SA2 используются для проверки транзисторов прямой и обратной проводимости.

Для исключения перегрева фар можно установить реле времени, которое отключит стоп-сигналы, если они горят более 40-60 секунд, время можно изменить подбором конденсатора и резистора. Когда педаль отпускается и снова нажимается, фары снова включаются, что никоим образом не влияет на безопасность движения.

Для повышения КПД преобразователя напряжения и предотвращения сильного перегрева в выходном каскаде схемы инвертора

используются полевые транзисторы с низким сопротивлением.

Сирена используется для подачи мощного и сильного звукового сигнала, чтобы привлечь внимание людей и эффективно защитить ваш велосипед, когда он оставлен и пристегнут на короткое время.

Если вы владелец дачи, виноградника или дома в деревне, то вы знаете, какой ущерб могут нанести мыши, крысы и другие грызуны, и насколько затратна, неэффективна, а иногда и опасна борьба с грызунами с помощью стандартные методы.

Практически все самодельные радиолюбители и конструкции содержат стабилизированный источник питания. А если ваша схема работает от питающего напряжения 5 вольт, то оптимальным вариантом будет использование трехконтактного интегрального стабилизатора 78L05

.

Кроме микросхемы здесь есть яркий светодиод и несколько элементов обвязки.После сборки устройство сразу начинает работать. Никаких настроек не требуется, кроме настройки продолжительности миганий.

Напомним, что конденсатор С1 номиналом 470 мкФ впаян в схему строго соблюдая полярность.


Используя значение сопротивления резистора R1, можно изменить длительность мигания светодиода.

Конструктивно любая цветомузыкальная (светомузыкальная) инсталляция состоит из трех элементов. Блок управления, блок усиления мощности и выходное оптическое устройство.

В качестве выходного оптического устройства можно использовать гирлянды, можно оформить в виде экрана (классический вариант) или использовать направленные электрические лампы — прожекторы, фары.
То есть подходят любые средства, позволяющие создать определенный набор красочных световых эффектов.

Блок усиления мощности представляет собой транзисторный усилитель (усилители) с тиристорными регуляторами на выходе. Напряжение и мощность источников света выходного оптического устройства зависят от параметров используемых в нем элементов.

Блок управления регулирует интенсивность света и чередование цветов. В сложных специальных инсталляциях, предназначенных для оформления сцены во время различных видов шоу — цирковых, театральных и эстрадных представлений, это устройство управляется вручную.
Соответственно, участие хотя бы одного, а максимум — группы операторов освещения обязательно.

Если блок управления напрямую управляется музыкой, работает по любой заданной программе, то установка цветомузыки считается автоматической.
Именно такую ​​«цветомузыку» обычно собирают своими руками начинающие дизайнеры — радиолюбители на протяжении последних 50 лет.

Самая простая (и самая популярная) схема «цветомузыки» на тиристорах КУ202Н.


Это наиболее простая и, пожалуй, самая популярная схема цветомузыкального пульта на тиристорах.
Тридцать лет назад я впервые увидел вблизи полноценно работающую «светомузыку». Его собрал мой одноклассник с помощью моего старшего брата.Это была именно такая схема. Несомненное преимущество — простота, с достаточно четким разделением режимов работы всех трех каналов. Лампы не мигают одновременно, красный канал низких частот постоянно мигает в ритме с перкуссией, средний — зеленый отвечает в диапазоне человеческого голоса, высокочастотный синий отвечает на все остальное еле уловимо — звон и писк .

Недостаток только один — требуется предусилитель мощностью 1-2 Вт. Моему другу пришлось включить свою «Электронику» практически «на полную», чтобы добиться достаточно стабильной работы устройства.В качестве входного трансформатора использовался понижающий трансформатор от радиоточки. Вместо этого можно использовать любой малогабаритный сетевой транзистор нисходящего потока. Например, от 220 до 12 вольт. Только нужно подключить наоборот — низковольтной обмоткой на вход усилителя. Любые резисторы, мощностью 0,5 Вт. Конденсаторы тоже любые, вместо тиристоров КУ202Н можно взять КУ202М.

Схема «цветомузыка» на тиристорах КУ202Н, с активными фильтрами частоты и усилителем тока.

Схема рассчитана на работу от линейного аудиовыхода (яркость ламп не зависит от уровня громкости).
Рассмотрим подробнее, как это работает.
Звуковой сигнал подается с линейного выхода на первичную обмотку изолирующего трансформатора. С вторичной обмотки трансформатора сигнал поступает на активные фильтры через резисторы R1, R2, R3, регулирующие его уровень.
Отдельная регулировка необходима для качественной работы устройства путем выравнивания уровня яркости каждого из трех каналов.

С помощью фильтров сигналы разделяются по частоте — на три канала. Первый канал — это самая низкочастотная составляющая сигнала — фильтр отсекает все частоты выше 800 Гц. Фильтр регулируется с помощью подстроечного резистора R9. Номиналы конденсаторов С2 и С4 на схеме указаны — 1 мкФ, но как показала практика, их емкость следует увеличить, как минимум, до 5 мкФ.

Фильтр второго канала настроен на среднюю частоту — примерно от 500 до 2000 Гц.Фильтр регулируется с помощью подстроечного резистора R15. Номиналы конденсаторов C5 и C7 на схеме указаны как 0,015 мкФ, но их емкость следует увеличить до 0,33 — 0,47 мкФ.

Все, что выше 1500 (до 5000) Гц, проходит через третий, высокочастотный канал. Фильтр настраивается подстроечным резистором R22. На схеме указаны номиналы конденсаторов С8 и С10 — 1000пФ, но их емкость следует увеличить до 0,01 мкФ.

Далее сигналы каждого канала детектируются отдельно (используются германиевые транзисторы серии d9), усиливаются и поступают на оконечный каскад.
Заключительный каскад выполнен на мощных транзисторах или тиристорах. В данном случае это тиристоры КУ202Н.

Далее идет оптическое устройство, конструкция и внешний вид которого зависит от фантазии конструктора, а начинка (лампы, светодиоды) — от рабочего напряжения и максимальной мощности выходного каскада.
В нашем случае это лампы накаливания 220В, 60Вт (при установке тиристоров на радиаторы — до 10 шт. На канал).

Порядок сборки схемы.

По поводу реквизитов приставки. Транзисторы
КТ315 можно заменить другими кремниевыми n-p-n транзисторами со статическим усилением не менее 50. Постоянные резисторы — МЛТ-0,5, переменные и подстроечные — СП-1, СПО-0,5. Конденсаторы — любого типа.
Трансформатор T1 с соотношением 1: 1, поэтому можно использовать любой трансформатор с подходящим числом витков. Для самостоятельного изготовления можно использовать магнитопровод Ш10х10, а обмотки намотать проводом ПЭВ-1 0,1-0,15, по 150-300 витков.

Диодный мост для питания тиристоров (220в) выбирается исходя из ожидаемой мощности нагрузки, не менее 2А.Если количество ламп для каждого канала увеличится, потребление тока соответственно увеличится.
Для питания транзисторов (12В) можно использовать любой стабилизированный блок питания, рассчитанный на рабочий ток не менее 250 мА (а лучше, больше).

Во-первых, каждый цветомузыкальный канал собирается отдельно на макетной плате.
Причем сборка начинается с выходного каскада. Собрав выходной каскад, проверяют его работоспособность, подав на его вход сигнал достаточного уровня.
Если этот каскад работает нормально, активный фильтр собран. Затем они снова проверяют работоспособность произошедшего.
В итоге после тестирования у нас действительно рабочий канал.

Аналогично необходимо собрать и перестроить все три канала. Такая кропотливость гарантирует безоговорочную работоспособность устройства после «окончательной» сборки на плате, если работа была проведена без ошибок и с использованием «проверенных» деталей.

Возможный вариант печатной разводки (для печатной платы с односторонней фольгой).Если вы используете конденсатор большего размера в канале с самой низкой частотой, расстояния между отверстиями и проводниками придется изменить. Использование печатной платы с двусторонней фольгой может быть более технологичным вариантом — это поможет избавиться от накладных проводов-перемычек.

Использование любых материалов на этой странице разрешено при наличии ссылки на сайт.

Если вы заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter

Схема регулируемого стабилизатора

L7805cv.Линейный стабилизатор напряжения LM7805. Самодельный блок питания на основе этого модуля. Схема подключения L7805CV

Интегральный стабилизатор напряжения L7805 CV представляет собой обычный 3-контактный стабилизатор положительного напряжения 5 В. Выпускается компанией STMircoelectronics, ориентировочная цена составляет около $ 1. Он выполнен в стандартном корпусе ТО-220 (см. Рисунок), в котором выполнено много транзисторов, однако его назначение совершенно другое.

В серии 78XX с маркировкой последние две цифры обозначают номинальное стабилизированное напряжение , например:

  1. 7805 — стабилизация на 5 В;
  2. 7812 — стабилизация на 12 В;
  3. 7815 — стабилизация на 15 В и т. Д.

Серия 79 предназначена для отрицательного выходного напряжения.

Используется для стабилизации напряжения в различных низковольтных цепях. Очень удобно использовать, когда необходимо обеспечить точность подаваемого напряжения, не требуется городить сложные схемы стабилизации, и все это можно заменить одной микросхемой и парой конденсаторов.

Схема подключения L7805CV

Схема подключения L 7805 CV достаточно простая, для работы необходимо, согласно даташиту, на входе 0 подвесить конденсаторы.33 мкФ, а на выходе 0,1 мкФ. Важно при установке или проектировании, конденсаторы следует размещать как можно ближе к выводам микросхемы. Это сделано для обеспечения максимального уровня стабилизации и уменьшения помех.

По характеристикам Регулятор L7805CV исправен при подаче входного постоянного напряжения в диапазоне от 7,5 до 25 В. На выходе микросхемы будет стабильное постоянное напряжение 5 вольт. В этом вся прелесть микросхемы L7805CV.

L7805CV Проверка работоспособности

Как проверить работает ли микросхема ? Для начала можно просто прозвонить выводы мультиметром, если хотя бы в одном случае наблюдается короткое замыкание, то это однозначно свидетельствует о неисправности элемента. При наличии источника питания 7 В и выше можно собрать схему по приведенному выше даташиту и подать питание на вход, на выходе мультиметром фиксируем напряжение 5 В, соответственно элемент абсолютно функциональный.Третий способ более трудоемкий, если у вас нет источника питания. Однако в этом случае вы получите параллельно блок питания 5 В. Необходимо собрать схему с выпрямительным мостом согласно рисунку ниже.

Для проверки нужен понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 18 — 20 и выпрямительный мост, еще обвес из двух стандартных конденсаторов на стабилизатор и все, блок питания на 5 В готов. Номиналы конденсаторов здесь завышены по отношению к схеме переключения L7805 в даташите, это связано с тем, что пульсации напряжения лучше сглаживать после выпрямительного моста.Для более безопасной работы желательно добавить индикацию для визуализации включения устройства. Тогда схема будет выглядеть так:

Если в нагрузке будет много конденсаторов или любая другая емкостная нагрузка, можно защитить стабилизатор обратным диодом, чтобы избежать выгорания элемента при разрядке конденсаторов.

Большим плюсом микросхемы является достаточно легкий дизайн и удобство использования, в случае если вам нужен блок питания такой же стоимости.Цепи, чувствительные к значениям напряжения, должны быть оборудованы такими стабилизаторами для защиты элементов, чувствительных к скачкам напряжения.

Характеристики стабилизатора L7805CV, его аналогов

основные параметры стабилизатор L7805CV:

  1. Входное напряжение — от 7 до 25 В;
  2. Рассеиваемая мощность — 15 Вт;
  3. Выходное напряжение — 4,75 … 5,25 В;
  4. Выходной ток — до 1,5 А.

Характеристики микросхемы , указанные в таблице ниже, эти значения действительны при определенных условиях.А именно: температура микросхемы находится в диапазоне от 0 до 125 градусов Цельсия, входное напряжение 10 В, выходной ток 500 мА (если иное не указано в условиях, столбце Условия испытаний), а стандартный перевес составляет конденсаторы на входе 0,33 мкФ и на выходе 0,1 мкФ.

Из таблицы видно, что стабилизатор ведет себя хорошо, когда входная мощность составляет от 7 до 20 В, а выходная мощность стабильно составляет от 4,75 до 5,25 В. С другой стороны, подача более высоких значений приводит к уже более значительный разброс выходных значений, поэтому выше 25 В не рекомендуется, а понижение входного до менее 7 В, как правило, приведет к отсутствию напряжения на выходе стабилизатора.

, более 5 Вт, на микросхему необходимо установить радиатор во избежание перегрева стабилизатора, конструкция позволяет это сделать без вопросов. Для более точной (прецизионной) техники, конечно, такой стабилизатор не подходит, потому что имеет значительное изменение номинального напряжения при изменении входного напряжения.

Так как стабилизатор линейный, в мощных схемах нет смысла использовать, стабилизация на основе широтно-импульсной симуляции требуется, а вот для пищевых малогабаритных устройств L7805 вполне подойдет для телефонов, детских игрушек, магнитол и других гаджетов.Отечественный аналог — КР142ЕН5А или в простонародье «КРЕНКА». По стоимости аналог тоже находится в этой же категории.

Переделан усилитель на колонках для копеечного модуля D-класса на PAM8403. Динамики стали громче играть, появился типичный бас. Доволен. Но возникла одна проблема — если колонки питались от обычной (импульсной) зарядки на 5В, были большие искажения мощности. На малой громкости все еще можно было слушать, на большой — невозможно.Решил перепаять блок питания с линейной стабилизацией.


Схема такого блока питания проста:

Первый импульс — купить все детали в местной «Электронике» и быстро распаять схему БП на макетной плате. Посчитал только цену на детали стабилизатора — получилось около 700 руб. Жаба задушена. Посмотрим готовые варианты на Али и Эби. Здесь все шоколадное. Есть копейки (большинство на пайке печатных плат), есть готовые модули за 110 руб.Купил в итоге на ебее — там дешевле было. На это ушло около трех недель. Стабилизатор болтался на радиаторе — прикрутил плотно.

Остальные детали — трансформатор, предохранитель, корпус, кнопка включения, ножки под корпусом, разъем USB в «Электронике». На все было потрачено около 500 рублей.

Характеристики модуля и стабилизатора LM7805:

1. Размер платы. 57 мм * 23 мм

2. Полярность входного напряжения входного напряжения, диапазон переменного и постоянного тока.7,5-20В

3. Выходное напряжение 5В

4. Максимальный выходной ток. 1.2A

5. Предусмотрено фиксированное отверстие под болт, удобная установка

Как видите, на модуль может подаваться напряжение от 7,5В до 20В. Выход 5В.

Внутри стабилизатор довольно сложный:

Трансформатор купил такой ТП112 (7,2 Вт) 2 * 12В хх —

Взял вот эту кнопку включения 220В — довольно крупную.

Кнопка с фиксацией и подсветкой.Как подключить подсветку при нажатии — не понимаю (подскажите, кто знает?). Сделал без подсветки.

Собрал стенд для тестирования:


Колонки играют без искажений на максимальной громкости. В БП ничего сильно не греется. Цель достигнута:


Пробовал зарядить телефон — ток 0,5А


С резистором на 1 А все совсем печально:


Вывод — данный блок питания нельзя использовать в качестве зарядного устройства.Видимо трансформатор нужно ставить посильнее.

Собрал все в чемодан:


Сверху проделал дырку, чтобы на модуле был виден светодиодный индикатор для индикации работы. С обратной стороны отверстие заклеили прозрачной пленкой.

Благодарю за внимание.

Планирую купить +14 Добавить в избранное Обзор понравился +23 +38
Эта небольшая статья про 3-х контактный стабилизатор напряжения L7805 … Микросхема изготавливается двух типов, из пластика — ТО-220 и из металла — ТО-3. Три выхода, если смотреть слева направо — вход, минус, выход.

Две последние цифры указывают на стабилизированное напряжение микросхемы — 7805-5 вольт, соответственно 7806-6в …. 7824 — мы наверное уже догадываемся сколько. Также Вас могут заинтересовать жилеты для хора мальчиков, подробнее на сайте по ссылке.
Вот схема подключения стабилизатор который подходит для всех микросхем этой серии:

Конденсаторы малой емкости мы не смотрим, желательно ставить побольше.
Ну это же стабилизатор изнутри:


Бля, а? И все это соответствует …. Чудо техники.

Итак, нас интересуют эти характеристики. Выходное напряжение — выходное напряжение. Входное напряжение — входное напряжение. Ищем наш 7805. Он дает нам выходное напряжение 5 вольт. Производители указали желаемое входное напряжение 10 вольт. Но бывает, что выходное стабилизированное напряжение иногда либо немного занижено, либо немного завышено.Для электронных безделушек доли вольт не ощущаются, а вот для презентационного (прецизионного) оборудования схемы лучше собрать своими руками. Здесь мы видим, что стабилизатор 7805 может выдать нам одно из напряжений в диапазоне 4,75 — 5,25 Вольт, но должны быть выполнены условия, чтобы выходной ток в нагрузке не превышал одного Ампера. Нестабилизированное постоянное напряжение может «колебаться» в диапазоне от 7,5 до 20 вольт, при этом на выходе всегда будет 5 вольт. Это большой плюс стабилизаторов.
При большой нагрузке, а эта микросхема способна отдавать мощность аж 15 Вт, заглушку лучше оборудовать радиатором и по возможности или по желанию для большего и более быстрого охлаждения прикрутить к кулеру, как в компе.
Вот схема штатного стабилизатора:

Технические характеристики

Корпус … к-220
Максимальный ток нагрузки, А … 1,5
Диапазон допустимых входных напряжений, В … 40
Выходное напряжение , V… 5
в помощь.

Чтобы не перегреть стабилизатор, нужно придерживаться необходимого минимального напряжения на входе микросхемы, то есть если у нас L7805, то на входе пускаем 7-8 вольт, если 12 — 14 -15 вольт.
Это связано с тем, что стабилизатор будет рассеивать лишнюю мощность на себе. Помните, что формула мощности P = IU, где U — напряжение, а I — ток. Следовательно, чем выше входное напряжение стабилизатора, тем больше мощности он потребляет.А лишняя мощность греет. В результате нагрева такой стабилизатор может перегреться и перейти в состояние защиты, при котором дальнейшая работа стабилизатора прекратится.

Устройства, которые подключаются к цепи питания и поддерживают стабильное выходное напряжение, называются стабилизаторами напряжения. Эти устройства рассчитаны на фиксированное выходное напряжение: 5, 9 или 12 вольт. Но есть устройства с регулировкой. Их можно установить на желаемое напряжение в определенных доступных пределах.

Большинство стабилизаторов рассчитаны на определенный максимальный ток, который они могут выдержать.Если это значение будет превышено, стабилизатор выйдет из строя. Инновационные стабилизаторы оснащены блокировкой тока, которая обеспечивает отключение устройства при достижении максимального тока в нагрузке и защищена от перегрева. Вместе со стабилизаторами, поддерживающими положительное значение напряжения, есть устройства, работающие с отрицательным напряжением. Они используются в биполярных источниках питания.

Регулятор 7805 выполнен в транзисторном корпусе. На рисунке видны три контакта.Он рассчитан на 5 вольт и 1 ампер. В корпусе есть отверстие для крепления стабилизатора к радиатору. Модель 7805 — это устройство с положительным напряжением.

Зеркальное отображение этого регулятора является его аналогом 7905 для отрицательного напряжения. На корпусе будет положительное напряжение, на входе будет получено отрицательное значение. -5 В. снимается с выхода. Чтобы стабилизаторы работали в штатном режиме, на вход необходимо подать 10 вольт.

Распиновка

Стабилизатор 7805 имеет распиновку, как показано на рисунке.Общий вывод подключен к корпусу. Это играет важную роль при установке устройства. Последние две цифры указывают напряжение, создаваемое микросхемой.

Стабилизаторы питания микросхем

Рассмотрим способы подключения к питанию цифровых устройств собственного производства на микроконтроллерах. Любое электронное устройство требует для нормальной работы правильного подключения питания. Блок питания рассчитан на определенную мощность.На его выходе установлен конденсатор значительной емкости для выравнивания импульсов напряжения.

Источники питания без стабилизации, используемые для маршрутизаторов, сотовых телефонов и других устройств, несовместимы с непосредственным питанием микроконтроллеров. Выходное напряжение этих устройств варьируется и зависит от подключенной мощности. Исключением из этого правила являются зарядные блоки для смартфонов с USB-портом, который выводит 5 В.

Схема стабилизатора, совмещенного со всеми микросхемами этого типа:

Если разобрать стабилизатор и посмотреть его внутренности, то схема будет выглядеть так:

Для электронных устройств, не чувствительных к точности напряжения, подойдет такое устройство.Но для точного оборудования требуется качественная схема. В нашем случае стабилизатор 7805 выдает напряжение в диапазоне 4,75-5,25 В, но токовая нагрузка не должна быть больше 1 А. Нестабильное входное напряжение колеблется в диапазоне 7,5-20 В. В этом случае выходное напряжение величина будет постоянно равна 5 Ом. В этом преимущество стабилизаторов.

При увеличении нагрузки, которую может отдавать микросхема (до 15 Вт), лучше предусмотреть охлаждение устройства вентилятором с установленным радиатором.

Рабочий контур стабилизатора:

Технические данные:

  • Максимальный ток 1,5 А.
  • Диапазон входного напряжения до 40 вольт.
  • Выход — 5 В.

Во избежание перегрева стабилизатора необходимо поддерживать минимальное входное напряжение микросхемы. В нашем случае входное напряжение 7 вольт.

Микросхема рассеивает избыточную мощность на себе. Чем выше входное напряжение на микросхеме, тем больше потребляемая мощность, которая преобразуется в нагрев корпуса.В результате микросхема перегреется и сработает защита, устройство выключится.

Стабилизатор напряжения 5 вольт

Такое устройство отличается от аналогичных устройств простотой и приемлемой стабилизацией. В нем используется микросхема K155J1A3. Этот стабилизатор использовался для цифровых устройств.

Устройство состоит из рабочих узлов: пускового, источника опорного напряжения, схемы сравнения, усилителя тока, транзисторного ключа, индуктивного накопителя энергии с диодным переключателем, входных и выходных фильтров.

После подключения блока питания начинает работать пусковой агрегат, который выполнен в виде стабилизатора напряжения. На эмиттере транзистора появляется напряжение 4 В. Диод VD3 закрыт. В результате включаются примерное напряжение и усилитель тока.

Транзисторный ключ закрыт. На выходе усилителя формируется импульс напряжения, размыкающий ключ, пропускающий ток к накопителю энергии. В стабилизаторе включается цепь отрицательного подключения, устройство переходит в рабочий режим.

Все бывшие в употреблении детали тщательно проверяются. Перед установкой резистора на плату его номинал принимают равным 3,3 кОм. Стабилизатор сначала подключают на 8 вольт при нагрузке 10 Ом, затем при необходимости выставляют на 5 вольт.

В этой статье мы рассмотрим возможности и способы питания цифровых устройств, собранных своими руками, в частности на. Ни для кого не секрет, что залог успешной работы любого устройства — его правильное питание. Конечно, источник питания должен обеспечивать мощность, необходимую для питания устройства, иметь выходной электролитический конденсатор большой емкости, чтобы сглаживать пульсации, и желательно, чтобы он был стабилизирован.

Последнее, я особо подчеркну, различные нестабилизированные источники питания, такие как зарядные устройства от сотовых телефонов, роутеров и подобного оборудования, не подходят для питания микроконтроллеров и других цифровых устройств напрямую. Поскольку напряжение на выходе таких блоков питания меняется в зависимости от мощности подключенной нагрузки. Исключение составляют стабилизированные зарядные устройства с выходом USB, которые выдают на выходе 5 вольт, как зарядка от смартфонов.

Многие начинающие изучать электронику, да и просто те, кому просто интересно, думаю, были шокированы тем фактом: на адаптере питания, например, от приставки Dandy , и любой другой подобной нестабилизированной может быть написано 9 вольт постоянного тока (или D.В.), А при измерении мультиметром с подключенными к контактам вилки блока питания щупами на экране мультиметра все 14, а то и 16. Такой блок питания можно при желании использовать для питания цифровых устройств, но необходимо собрать стабилизатор на микросхеме 7805 или КРЕН5. Ниже на фото микросхема L7805CV в корпусе ТО-220.

Такой стабилизатор имеет простую схему подключения, из обвеса микросхемы, то есть из тех деталей, которые необходимы для его работы, нам понадобится всего 2 керамических конденсатора 0.33 мкФ и 0,1 мкФ. Схема подключения многим известна и взята из Даташита на микросхему:

Соответственно на вход такого стабилизатора подаваем напряжение, либо подключаем к плюсу блока питания. А минус подключаем к минусу микросхемы, и подаем прямо на выход.

И получаем на выходе нужные нам стабильные 5 Вольт, к которым при желании, если сделать соответствующий разъем, можно подключить кабель USB и зарядить свой телефон, мп3 плеер или любое другое устройство с возможностью зарядки от USB-порт.

Стабилизатор понижения с 12 до 5 вольт — схема

Автомобильное зарядное устройство

с выходом USB всем давно известно. Внутри он устроен по такому же принципу, то есть стабилизатор, 2 конденсатора и 2 разъема.

В качестве примера для тех, кто хочет собрать аналогичное зарядное устройство своими руками или починить имеющееся, приведу его схему, дополненную индикацией включения на светодиоде:

Распиновка микросхемы 7805 в корпусе ТО-220 представлена ​​на следующих рисунках.При сборке следует помнить, что распиновка микросхем в разных корпусах разная:

При покупке микросхемы в радиомагазине следует попросить стабилизатор, как L7805CV в упаковке ТО-220. Эта микросхема может работать без радиатора при токе до 1 ампера. Если требуется работа на больших токах, микросхему необходимо установить на радиатор.

Конечно, эта микросхема существует и в других корпусах, например ТО-92, знакомом каждому по маломощным транзисторам.Этот регулятор работает при токах до 100 миллиампер. Минимальное входное напряжение, при котором начинает работать регулятор, составляет 6,7 вольт, стандартное от 7 вольт. Фотография микросхемы в корпусе ТО-92 представлена ​​ниже:

Распиновка микросхемы в корпусе ТО-92, как уже было написано выше, отличается от распиновки микросхемы в корпусе ТО-220. Мы можем видеть это на следующем рисунке, так как из него становится ясно, что ножки зеркально отражены по отношению к TO-220:

Конечно, выпускаются стабилизаторы на разные напряжения, например 12 вольт, 3.3 вольта и другие. Главное не забывать, что входное напряжение должно быть минимум на 1,7 — 3 вольта больше выходного.

Микросхема 7833 — схема

На следующем рисунке показана распиновка стабилизатора 7833 в корпусе ТО-92. Такие стабилизаторы используются для питания дисплеев, карт памяти и других периферийных устройств в устройствах на микроконтроллерах, которым требуется более низкое напряжение, чем 5 В, основное питание микроконтроллера.

Стабилизатор для блока питания МК

Я использую стабилизатор в корпусе, как на фото выше, для питания устройств, собранных и отлаженных на макетной плате на микроконтроллерах.Питание осуществляется от нерегулируемого адаптера через разъем на плате устройства. Его принципиальная схема показана на рисунке ниже:

При подключении микросхемы необходимо строго соблюдать распиновку. Если ноги перепутались, достаточно даже одного включения, чтобы стабилизатор отключился, поэтому при включении нужно быть осторожным. Автор материала AKV.

Компенсационный регулятор напряжения с использованием операционного усилителя. Расчет стабилизатора на операционном усилителе.Стабилизаторы напряжения и тока на IC

Основным недостатком линейных регуляторов средней и большой мощности является их низкий КПД. Более того, чем меньше выходное напряжение источника питания, тем меньше становится его КПД. Это связано с тем, что в режиме стабилизации силовой транзистор блока питания обычно включается последовательно с нагрузкой, и для нормальной работы такого стабилизатора напряжение коллектор-эмиттер (11ке) должно действовать на регулирующий транзистор не менее 3… 5 В. При токах более 1 А это приводит к значительным потерям мощности из-за выделения тепловой энергии, рассеиваемой в силовом транзисторе. Что приводит к необходимости увеличения площади радиатора или использования вентилятора для принудительного охлаждения.

Таким же недостатком обладают интегральные линейные стабилизаторы напряжения на микросхемах серии 142EN (5 … 14), широко используемые в силу своей невысокой стоимости. В последнее время в продаже появились импортные микросхемы серии «LOW DROP» (SD, DV, LT1083 / 1084/1085).Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до 1 … 1,3 В) и обеспечивать стабилизированное напряжение на выходе в диапазоне 1,25 … 30 В при токе нагрузки 7,5 / 5 /. 3 А соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 5 А.

При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при входном-выходном напряжении не менее 1,5 В. Также микросхемы имеют встроенную защиту от перегрузки по току в нагрузке допустимого значения и тепловую защиту от перегрева. дела.

Эти стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения «0,05% / В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1% / В. Типовая схема включения таких стабилизаторов напряжения представлена ​​на рис. Рис. 4.1.

Конденсаторы С2 … С4 должны быть расположены близко к микросхеме и лучше, если они будут танталовыми. Емкость конденсатора С1 выбирается из условия 2000 мкФ на 1 А тока. Микросхемы выпускаются в трех вариантах исполнения корпуса, показанных на рис.4.2. Тип кузова указывается последними буквами в обозначении. Более подробная информация по данным микросхемам имеется в справочной литературе, например, J119.

Такие стабилизаторы напряжения экономически целесообразно использовать при токе нагрузки более 1 А, а также в случае недостатка места в конструкции. Дискретные элементы также можно использовать в качестве экономичного источника питания. Схема представлена ​​на рис. 4.3. Схема рассчитана на выходное напряжение 5 В и ток нагрузки до 1 А.Обеспечивает нормальную работу при минимальном напряжении на силовом транзисторе (0,7 … 1,3 В). Это достигается за счет использования транзистора (VT2) с низким напряжением, например, в открытом состоянии в качестве регулятора мощности. Это позволяет схеме стабилизатора работать при более низких входных-выходных напряжениях.

Схема имеет защиту (триггерного типа) от превышения тока в нагрузке допустимого значения, а также от превышения напряжения на входе стабилизатора 10,8 В.

Блок защиты выполнен на транзисторе VT1 и тиристоре VS1.При срабатывании тиристора он отключает питание микросхемы DA1 (вывод 7 замкнут на общий провод). В этом случае транзистор VT3, а значит, и VT2 закроется и на выходе будет нулевое напряжение. Чтобы вернуть схему в исходное состояние после устранения причины, вызвавшей перегрузку, можно только выключить, а затем снова включить блок питания.

Конденсатор СЗ обычно не требуется — его задача облегчить запуск цепи в момент включения.

Чтобы вернуть схему в исходное состояние после устранения причины, вызвавшей перегрузку, можно только выключить, а затем снова включить блок питания. Конденсатор СЗ обычно не требуется — его задача облегчить запуск цепи в момент включения. Топология печатной платы для монтажа элементов представлена ​​на рис. 4.4 (содержит одну перемычку навалом). На радиаторе установлен транзистор VT2.

При изготовлении использовались следующие детали: резистор настроенный R8 типа СПЗ-19а, остальные резисторы любого типа; конденсаторы С1 — К50-29В на 16 В, С2… С5 — К10-17, С5 — К52-1 на 6,3 В. Схема может быть дополнена светодиодным индикатором срабатывания защиты (HL1). Для этого потребуется установить дополнительные элементы: диод VD3 и резистор R10, как показано на рис. 4.5.

Литература: И. Шелестов — Радиолюбители полезных схем, книга 3.

Стабильность питающего напряжения является обязательным условием правильной работы многих электронных устройств. Для стабилизации постоянного напряжения на нагрузке устанавливаются стабилизаторы постоянного напряжения, когда напряжение в сети колеблется и ток, потребляемый нагрузкой, меняется между выпрямителем с фильтром и нагрузкой (потребителем).

Выходное напряжение стабилизатора зависит как от входного напряжения стабилизатора, так и от тока нагрузки (выходного тока):

Найдем общий дифференциал изменения напряжения при изменении и:

Разделим правую и слева на, а также умножьте и разделите первый член справа на, а второй член на.

Вводя обозначения и переходя к конечным приращениям, имеем

Вот коэффициент стабилизации, равный отношению приращений входного и выходного напряжения в относительных единицах;

Внутреннее (выходное) сопротивление стабилизатора.

Стабилизаторы подразделяются на параметрические и компенсационные.

Параметрический стабилизатор основан на использовании элемента с нелинейной характеристикой, например полупроводникового стабилитрона (см. § 1.3). Напряжение на стабилитроне в участке обратимого электрического пробоя практически постоянно при значительном изменении обратного тока через прибор.

Схема параметрического стабилизатора представлена ​​на рис. 5.10, а.

Рис.5.10. Параметрический стабилизатор (а), его схема замещения для приращений (б) и внешняя характеристика выпрямителя со стабилизатором (кривая 2) и без стабилизатора (кривая) (в)

Входное напряжение стабилизатора должно быть больше напряжения стабилизации стабилитрона. Для ограничения тока через стабилитрон установлен балластный резистор. Выходное напряжение снимается с стабилитрона. Часть входного напряжения теряется на резисторе, остальное прикладывается к нагрузке:

Учтем, что получаем

Самый большой ток через стабилитрон протекает на

Наименьший ток через стабилитрон диод течет на

Когда условия соблюдены, токи стабилитрона ограничивают секцию стабилизации, напряжение на нагрузке стабильно и одинаково.Из .

По мере увеличения тока падение напряжения увеличивается на. С увеличением сопротивления нагрузки ток нагрузки уменьшается, ток через стабилитрон увеличивается на ту же величину, падение напряжения на нагрузке и на нагрузке остается неизменным.

Для нахождения построим эквивалентную схему стабилизатора на рис. 5.10, причем для приращений. Нелинейный элемент работает в секции стабилизации, где его сопротивление переменному гуку является параметром устройства.Эквивалентная схема стабилизатора приведена на рис. … Из эквивалентной схемы получаем

С учетом того, что в стабилизаторе имеем

Чтобы найти, как при расчете параметров усилителей (см. П. 2.3), воспользуемся теоремой об эквивалентном генераторе и положим, тогда сопротивление на выходе стабилизатора

Выражения (5.16), (5.17) показывают, что параметры стабилизатора определяются параметрами используемого полупроводникового стабилитрона (или другого прибора).Обычно для параметрических стабилизаторов не более 20-40, и лежит в диапазоне от нескольких Ом до нескольких сотен Ом.

В некоторых случаях таких показателей оказывается недостаточно, тогда применяют компенсационные стабилизаторы. На рис. 5.11 показана одна из простейших схем компенсационного стабилизатора, в которой нагрузка подключена к источнику входного напряжения через регулирующий нелинейный элемент, транзистор V. Сигнал OS подается на базу транзистора через операционный усилитель. На вход операционного усилителя поступают напряжения от резистивного делителя с высоким сопротивлением и опорное (опорное) напряжение.

Рис. 5.11. Простейшая схема компенсации стабилизатора с ОУ

Рассмотрим работу стабилизатора. Предположим, что напряжение увеличилось с последующим увеличением. Разница между базовым и эмиттерным напряжениями приложена к управляющему эмиттерному переходу транзистора V. В рассматриваемом нами режиме ток транзистора V уменьшается, а напряжение uv уменьшается почти до исходного значения. Аналогично будет отработано изменение uv с увеличением или уменьшением: изменится, появится соответствующий знак, изменится ток транзистора.очень высокий, так как при работе режим работы стабилитрона практически не меняется и ток через него стабильный.

Компенсационные стабилизаторы напряжения доступны в виде ИС, которые включают регулирующий нелинейный элемент, транзистор V, операционный усилитель и схемы, которые подключают нагрузку к его входу.

На рис. 5.10, в представлена ​​внешняя характеристика блока питания со стабилизатором, его рабочий участок ограничен значениями тока

.

В связи с этим часть напряжения, подаваемого на выход стабилизатора, «остается» на транзисторе, а остальная часть уходит на выход стабилизатора.Если увеличить напряжение на базе составного транзистора, то он откроется и падение напряжения на нем уменьшится, а напряжение на выходе стабилизатора соответственно увеличится. Наоборот. В обоих случаях напряжение на выходе стабилизатора будет близко к уровню напряжения на базе составного транзистора.


Поддержание значения напряжения на выходе стабилизатора на заданном уровне осуществляется за счет того, что часть выходного напряжения (отрицательная обратная связь по напряжению) с делителя напряжения R10, R11, R12 поступает на операционный усилитель DA1 (усилитель напряжения с отрицательной обратной связью).Выходное напряжение операционного усилителя в этой схеме будет стремиться к такому значению, при котором разность напряжений на его входах будет равна нулю.

Происходит это следующим образом. Напряжение обратной связи с резистора R11 поступает на вход 4 операционного усилителя. На входе 5 стабилитрон VD6 поддерживает постоянное значение напряжения (опорное напряжение). Разность напряжений на входах усиливается операционным усилителем и через резистор R3 подается на базу составного транзистора, падение напряжения на котором определяет величину выходного напряжения стабилизатора.Часть входного напряжения с резистора R11 возвращается на операционный усилитель. Таким образом, сравнение напряжения обратной связи с образцом и влияние выходного напряжения операционного усилителя на выходное напряжение стабилизатора происходит непрерывно.

Если напряжение на выходе стабилизатора увеличивается, то напряжение обратной связи, подаваемое на вход 4 операционного усилителя, также увеличивается, что становится больше опорного.

Разница между этими напряжениями усиливается операционным усилителем, выходное напряжение которого уменьшается и закрывает составной транзистор.В результате на нем увеличивается падение напряжения, что вызывает уменьшение выходного напряжения стабилизатора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение обратной связи не станет почти равным опорному (их разница зависит от типа используемого операционного усилителя и может составлять 5 … 200 мВ).

При уменьшении выходного напряжения стабилизатора происходит обратный процесс. По мере того, как напряжение обратной связи уменьшается, становясь меньше опорного, разность этих напряжений на выходе усилителя напряжения обратной связи увеличивается и открывает составной транзистор, тем самым обеспечивая увеличение выходного напряжения стабилизатора.

Величина выходного напряжения зависит от достаточно большого количества факторов (ток, потребляемый нагрузкой, колебания напряжения первичной сети, колебания температуры окружающей среды и т. Д.). Следовательно, описанные процессы в стабилизаторе происходят непрерывно, т.е. выходное напряжение постоянно колеблется с очень небольшими отклонениями от заданного значения.

Источником опорного напряжения, подаваемого на вход 5 операционного усилителя DA1, является стабилитрон VD6.Для повышения стабильности опорного напряжения на него подается напряжение питания от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD5.

Для защиты стабилизатора от перегрузок используются оптопара VU1, датчик тока (резистор R8) и транзистор VT3. Использование в блоке защиты оптопары (светодиода и фототиристора, имеющих оптическое соединение и установленных в одном корпусе) повышает надежность его работы.

С увеличением тока, потребляемого нагрузкой со стабилизатора, увеличивается падение напряжения на резисторе R8, а значит, и напряжение, подводимое к базе транзистора VT3.При определенном значении этого напряжения коллекторный ток транзистора VT3 достигает значения, необходимого для зажигания светодиода оптопары VU1.

Излучение светодиода включает тиристор оптопары, и напряжение на базе составного транзистора снижается до 1 … 1,5 В, так как он оказывается подключенным к общей шине через низкое сопротивление включен тиристор. В результате составной транзистор закрывается, а напряжение и ток на выходе стабилизатора снижаются практически до нуля.Падение напряжения на резисторе R8 уменьшается, транзистор VT3 закрывается и оптопара перестает светиться, но тиристор остается включенным до тех пор, пока напряжение на его аноде (относительно катода) не станет меньше 1 В. Это произойдет только в том случае, если входное напряжение выключен стабилизатор или контакты кнопки SB1 замкнуты.

Кратко о назначении остальных элементов схемы. Резистор R1, конденсатор C2 и стабилитрон VD5 образуют параметрический стабилизатор, используемый для стабилизации напряжения питания операционного усилителя и предварительной стабилизации напряжения питания источника опорного напряжения R5, VD2.Резистор R2 обеспечивает начальное напряжение на базе составного транзистора, повышая надежность запуска стабилизатора. Конденсатор С3 предотвращает возбуждение стабилизатора на низкой частоте. Резистор R3 ограничивает выходной ток операционного усилителя в случае короткого замыкания на его выходе (например, при включении тиристора оптопары).

Схема R4, C2 предотвращает возбуждение операционного усилителя и выбирается в соответствии с рекомендациями, приведенными в справочной литературе для конкретного типа операционного усилителя.

Стабилитрон VD7 и резистор R7 образуют параметрический стабилизатор, который служит для поддержания постоянного напряжения питания блока защиты при изменении выходного напряжения стабилизатора.

Резистор R6 ограничивает коллекторный ток транзистора VT3 на уровне, необходимом для нормальной работы светодиода оптопары. В качестве резистора R6 используется резистор типа С5-5 или самодельный из высокоомного провода (например, спираль от утюга или электроплиты).

Конденсатор С1 снижает уровень пульсаций на входе, а С5 — на выходное напряжение стабилизатора. Конденсатор С6 блокирует выходную цепь стабилизатора высокочастотных гармоник. Нормальный тепловой режим транзистора VT2 при больших токах нагрузки обеспечивается его установкой на радиатор площадью не менее 100 см.

Стабилизатор обеспечивает плавную регулировку выходного напряжения в пределах 4,5 … 12 В при выходном токе до 1 А с уровнем пульсаций выходного напряжения не более 15 мВ.Защита от перегрузки срабатывает, когда выходной ток превышает 1,1 А.

Теперь о замене элементов. Операционный усилитель К553УД1 можно заменить на К140УД2, К140УД9, К553УД2. Транзистор VT1 может быть типа КТ603, КТ608, а VT2 — КТ805, КТ806, КТ908 и др. С любыми буквенными индексами. Оптопара — указанного типа с любым буквенным индексом.

Напряжение Переменный ток на выпрямитель стабилизатора подается от любого понижающего трансформатора, обеспечивающего выходное напряжение не менее 12 В при токе 1 А.В качестве такого трансформатора можно использовать выходные трансформаторы ТВК-110 ЛМ и ТВК-110 Л1.

Стабилизатор на специализированной микросхеме

Перечисленные выше трансформаторы можно использовать совместно со стабилизатором напряжения, схема которого приведена на рисунке. Он собран на специализированной интегральной схеме К142ЕН1. Это регулятор напряжения непрерывного действия с последовательным включением регулирующего элемента.


Достаточно высокая производительность, встроенная схема защиты от перегрузки, питание от внешнего датчика тока и схема включения / выключения стабилизатора от внешнего источника сигнала позволяют изготовить на его основе стабилизированный источник питания, обеспечивающий выходные напряжения в диапазоне 3… 12 В.

Сама схема встроенного регулятора напряжения не может обеспечить ток нагрузки более 150 мА, что явно недостаточно для работы некоторых устройств. Поэтому для увеличения нагрузочной способности стабилизатора к его выходу подключен усилитель мощности на составном транзисторе VT1, VT2. Благодаря этому выходной ток стабилизатора может достигать 1,5 А в заданном диапазоне выходных напряжений.

Напряжение обратной связи, приложенное к выходу интегральной схемы DA1, которая в этой схеме действует как усилитель отрицательной обратной связи с внутренним источником опорного напряжения, снимается с резистора R5.Резистор R3 служит датчиком тока для блока максимальной токовой защиты. Резисторы R1, R2 обеспечивают режим работы транзистора VT2 и транзистора внутренней защиты интегральной схемы DA1. Конденсатор С2 исключает высокочастотное самовозбуждение интегральной схемы.

Резистор R3 — проволочный, аналогичный описанному ранее. В качестве транзистора VT1 можно использовать транзисторы типа КТ603, КТ608, а VT2 — КТ805, КТ809 и др. С любыми буквенными индексами.

Итак, схема простейшего компенсационного стабилизатора напряжения представлена ​​на рисунке справа.

Легенда:

  1. I R — ток через балластный резистор (R 0)
  2. I ст — ток через стабилитрон
  3. I n — ток нагрузки
  4. I in — входной ток операционного усилителя
  5. I d — ток через резистор R 2
  6. U in — входное напряжение
  7. U out — выходное напряжение (падение напряжения на нагрузке)
  8. U ст — падение напряжения на стабилитроне
  9. U d — напряжение снимаемое с резистивного делителя (R 1, R 2)
  10. U op-amp — выходное напряжение операционного усилителя
  11. U be — падение напряжения на p-n переходе база-эмиттер

Почему такой стабилизатор называется компенсационным и в чем его преимущества? По сути, такой регулятор представляет собой систему управления с отрицательной обратной связью по напряжению, но для тех, кто не знает, что это такое, начнем издалека.

Помните, операционный усилитель усиливает разницу напряжений между своими входами. Напряжение на неинвертирующем входе равно напряжению стабилизации стабилитрона (U st). На инвертирующий вход мы подаем часть выходного напряжения, снимаемого с делителя (U d), то есть у нас есть выходное напряжение, деленное на некоторый коэффициент, определяемый резисторами R 1, R 2. Разница между ними напряжения (U st -U d) — сигнал ошибки, он показывает, насколько напряжение на делителе отличается от напряжения на стабилитроне (обозначим эту разницу буквой E).

Далее выходное напряжение операционного усилителя оказывается равным E * K oy, где K oy — коэффициент усиления операционного усилителя с разомкнутым контуром обратной связи (в англоязычной литературе G openloop). Напряжение на нагрузке равно разнице между напряжением на выходе операционного усилителя и падением напряжения на pn переходе база-эмиттер транзистора.

Математически все, о чем мы говорили выше, выглядит так:

U вых = U оу -U бэ = E * K оу -U бэ (1)

E = U st -U d (2)

Давайте подробнее рассмотрим первое уравнение и преобразуем его к следующему виду:

E = U out / K oy + U be / K oy

А теперь вспомним — в чем главная особенность операционных усилителей и почему все их так любят? Правильно, их главная особенность — огромное усиление порядка 10 6 и более (для идеального операционного усилителя оно обычно равно бесконечности).Что это нам дает? Как вы можете видеть, в правой части последнего уравнения оба члена имеют K oy в делителе, и, поскольку K oy очень большой, оба этих члена очень и очень малы (при идеальном OU они стремятся до нуля). То есть наша схема в процессе работы стремится к такому состоянию, когда сигнал ошибки равен нулю. Можно сказать, что операционный усилитель сравнивает напряжения на своих входах и если они различаются (если есть ошибка), то напряжение на выходе ОУ изменяется так, что разность напряжений на его входах становится равной нулю.Другими словами, он стремится компенсировать ошибку. Отсюда и название стабилизатора — компенсационный.

0 = U ст -U d (2 *)

U d, как мы помним, — это часть выходного напряжения, снимаемого с делителя на резисторах R 1, R 2. Если посчитать наш делитель, не забывая о входном токе операционного усилителя, то получим:

и после подстановки этого выражения в уравнение (2 *), мы можем записать следующую формулу (3) для выходного напряжения:

Входной ток операционного усилителя обычно очень мал (микро, нано и даже пикоампер), поэтому при достаточно большом токе I d можно считать, что ток в обоих плечах делителя одинаков и равен I d крайний правый член формулы (3) можно считать равным нулю, а саму формулу (3) переписать в следующем виде:

U вых = U ст (R 1 + R 2) / R 2 (3 *)

При расчете резисторов R 1, R 2 необходимо помнить, что формула (3 *) верна только в том случае, если ток через резисторы делителя намного больше входного тока операционного усилителя.Оценить значение I d можно по формулам:

I d = U ст / R 2 или I d = U out / (R 1 + R 2).

А теперь оценим область нормальной работы нашего стабилизатора, вычислим R 0 и подумаем, что повлияет на стабильность выходного напряжения.

Как видно из последней формулы, только стабильность опорного напряжения может существенно повлиять на стабильность Uout. Опорное напряжение — это то, с чем мы сравниваем часть выходного напряжения, то есть это напряжение на стабилитроне.Считаем, что сопротивления резисторов не зависят от протекающего через них тока (температурную нестабильность мы не рассматриваем). Зависимость выходного напряжения от падения напряжения на pn переходе транзистора (которое слабое, но зависит от тока), как и в случае c, тоже исчезает (вспомните, когда мы рассматривали ошибку из первой формулы — мы разделили падение на переходе БЭ-транзистора на K oy и вычислили это выражение равным нулю из-за очень высокого коэффициента усиления операционного усилителя).

Из вышесказанного следует, что есть только один основной способ повышения стабильности — повышение стабильности источника опорного напряжения. Для этого можно либо сузить диапазон нормальной работы (уменьшить диапазон входного напряжения схемы, что приведет к меньшему изменению тока через стабилитрон), либо взять вместо стабилитрона интегральный стабилизатор. диод. Вдобавок вы можете вспомнить наши упрощения, тогда возникает еще несколько путей: возьмите операционный усилитель с более высоким коэффициентом усиления и меньшим входным током (это также даст возможность брать резисторы делителя большего номинала — эффективность возрастет).

Ладно, вернемся к области нормальной работы и расчета R 0. Для нормальной работы схемы ток стабилитрона должен быть в диапазоне от I st min до I st max. Минимальный ток стабилитрона будет при минимальном входном напряжении, то есть:

U в мин = I R * R 0 + U ст, где I R = I ст мин + I в

Здесь аналогично, — если ток стабилитрона намного больше входного тока операционного усилителя, то можно считать I R = I st min.Тогда наша формула будет записана в виде U in min = I st min * R 0 + U st (4) и из нее мы можем выразить R 0:

R 0 = (U мин -U ст) / I ст мин

Исходя из того, что максимальный ток через стабилитрон будет течь при максимальном входном напряжении, запишем другую формулу: U in max = I st max * R 0 + U st (5) и комбинируя ее с формулой (4 ) найдем область нормальной работы:

Ну, как я уже сказал, если результирующий диапазон входного напряжения будет шире, чем вам нужно, вы можете сузить его, при этом стабильность выходного напряжения увеличится (за счет повышения стабильности опорного напряжения).

Преимущества контроллеров ШИМ, использующих операционные усилители, заключаются в том, что можно использовать практически любой операционный усилитель (конечно, в типовой схеме переключения).

Уровень выходного эффективного напряжения регулируется путем изменения уровня напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя, что позволяет использовать схему в качестве составной части различных регуляторов напряжения и тока, а также схем с плавным зажиганием. и тушение ламп накаливания.
Схема легко повторяется, не содержит редких элементов и, если элементы целы, начинает работать сразу, без корректировки.Силовой полевой транзистор выбирается по току нагрузки, но для уменьшения рассеиваемой мощности целесообразно использовать транзисторы, рассчитанные на большой ток, так как они имеют наименьшее сопротивление в открытом состоянии.
Площадь радиатора для полевого транзистора полностью определяется выбором его типа и тока нагрузки. Если схема будет использоваться для регулирования напряжения в бортовых сетях +24 В, чтобы не допустить пробоя затвора полевого транзистора, между коллектором транзистора VT1 и затвором VT2 следует включить резистор 1К, а резистор R6 шунтировать с любым подходящим стабилитроном на 15 В, остальные элементы схемы не меняются.

Во всех ранее рассмотренных схемах силового полевого транзистора используются n — канальные транзисторы, как наиболее распространенные и имеющие лучшие характеристики.

Если требуется регулировать напряжение на нагрузке, один из выводов которой подключен к «массе», то используются схемы, в которых n — канальный полевой транзистор подключен стоком к + источник питания, а нагрузка включается в цепь источника.

Для обеспечения возможности полного открытия полевого транзистора схема управления должна содержать блок повышения напряжения в цепях управления затвором до 27-30 В, как это сделано в специализированных микросхемах У 6 080Б… U6084B, L9610, L9611, то между затвором и истоком будет напряжение не менее 15 В. Если ток нагрузки не превышает 10А, можно использовать силовые полевые p — канальные транзисторы, диапазон которых составляет намного уже по технологическим причинам. Тип транзистора также меняется в схеме. VT1, и характеристика управления R7 меняется на обратную. Если в первой схеме увеличение управляющего напряжения (ползунок переменного резистора перемещается в положение «+» блока питания) вызывает уменьшение выходного напряжения на нагрузке, то во второй схеме эта зависимость обратная.Если для конкретной схемы требуется обратная исходной зависимости выходного напряжения от входного, то в схемах необходимо изменить структуру транзисторов VT1, т.е. транзистор VT1 в первую схему необходимо подключить как VT1 вторая схема и наоборот.

Как применить регулятор напряжения 12 вольт

В качестве источника питания определенных схем на операционных усилителях часто используются маломощные источники в несколько вольт (12-15).На сегодняшний день наиболее широко применяется стабилизатор напряжения 12 вольт, выполненный с помощью трехжильных интегральных блоков. Их назначение — получение на выходе другого напряжения и электрического тока. Основными компонентами являются интегральные микросхемы отечественного производства КР142ЕН8Б и их импортные аналоги серий MC78xx и MS79xx или просто 78xx и 79xx.

Стабилизаторы отечественного и зарубежного производства

Российский интегральный блок КР142ЕН8Б (сокращенное наименование КРЕН8Б) обеспечивает нормальное выходное напряжение двенадцать вольт.

Импортные стабилизаторы вышеуказанной серии имеют следующие обозначения: начальное четное число (78) показывает назначение — положительный выходной ток, нечетное число (79) — отрицательное выходное напряжение. Последние две цифры (12 или 05) указывают величину силы выходного тока. Например: 7912 — микросхема — стабилизатор напряжения 12В с отрицательной полярностью, 7805 — микросхема — аналогичный блок, только на 5 вольт и с положительной полярностью.

Стабилизатор с тремя выходами, как следует из его названия, имеет три выхода, которые обеспечивают подключение к внешней электрической цепи: вход, выход и общий.Общий вывод используется для подключения к корпусу блока питания (заземление). Входная и общая клеммы используются для подачи входного напряжения, а рабочий выход получается на выходах «выход» и «общий».

Стабилизатор напряжения 12 вольт будет нормально работать в том случае, если входной ток при максимально допустимой нагрузке превышает выходной как минимум на 2,5 вольт. В этом случае максимальный входной источник не должен превышать тридцати вольт. Кроме того, учтите, что повышенное входное напряжение дает прирост мощности, стабилизатор 12В при этом начинает нагреваться.Соответственно, во избежание поломки необходимо использовать радиатор.

Стандартный блок питания собран из электролитического конденсатора емкостью до 10000 мкФ, двухполупериодного мостового выпрямителя из диодов, имеющих обратное напряжение 50 вольт и прямой ток 3 А, предохранитель (0,5 А). Сам регулятор напряжения на 12 вольт — 7912 или 7812 (КРЕН8Б).

Используя собранное устройство для сборки такого узла, необходимо расположить электронные компоненты таким образом, чтобы расстояние между монтажными соединениями было наименьшим, а удаление радиатора было наибольшим.Для охлаждения лучше всего брать стандартные оребренные радиаторы с достаточной площадью поверхности, либо металлические пластины.

В составе источников используются стабилизаторы напряжения 12 вольт, они позволяют использовать их для питания различных типов устройств и агрегатов, выполненных с применением интегральных логических схем ТТЛ, в том числе устройств для автомобильной техники.

p>

Широкополосный усилитель мощности на базе RF2113. Усилители высокой частоты на микросхемах

Потребляемый ток 46 мА.Напряжение смещения V bjas определяет уровень выходной мощности (коэффициент усиления) усилителя.

Рис. 33.11. Внутреннее устройство и распиновка микросхем TSH690, TSH691

Рис. 33.12. Типовое включение микросхем TSH690, TSH691 в качестве усилителя в полосе частот 300-7000 МГц

и может регулироваться в диапазоне 0-5,5 (6,0) В. Коэффициент передачи микросхемы TSH690 (TSH691) при напряжении смещения V bias = 2,7 В и сопротивлении нагрузки 50 Ом в полосе частот до 450 МГц составляет 23 (43) дБ, до 900 (950) МГц — 17 (23) дБ.

Практическое включение микросхем TSH690, TSH691 показано на рис. 33.12. Рекомендуемые параметры элемента: C1 = C5 = 100-1000 пФ; C2 = C4 = 1000 пФ; C3 = 0,01 мкФ; L1 150 нГн; L2 56 нГн для частот не выше 450 МГц и 10 нГн для частот до 900 МГц. Резистор R1 может регулировать уровень выходной мощности (может использоваться для автоматической системы управления выходной мощностью).

Широкополосный INA50311 (рис. 33.13), производимый Hewlett Packard, предназначен для использования в оборудовании мобильной связи, а также в бытовой электронике, например, в качестве антенного усилителя или радиочастотного усилителя.Рабочий диапазон усилителя 50-2500 МГц. Напряжение питания — 5 В при токе потребления до 17 мА. Средний прирост

Рис. 33.13. внутреннее устройство микросхемы №50311

10 дБ. Максимальная мощность подаваемого на вход сигнала на частоте 900 МГц не более 10 мВт. Коэффициент шума 3,4 дБ.

Типичное включение микросхемы Х50311 при питании от стабилизатора напряжения 78ЛО05 показано на рис. 33.14.

Рис.33.14. широкополосный усилитель на микросхеме INA50311

Шустов М.А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб .: Наука и техника, 2013.-352 с.

Транзисторный усилитель мощности (силос) разработан и мало отличается в различных промышленных конструкциях, что свидетельствует о практическом отсутствии «белых пятен» в этой области радиодизайна. И все же радиолюбители редко используют самодельные конструкции мощностью более 30-40 Вт. Это, конечно, связано с дефицитом качественных мощных транзисторов для линейного усиления ВЧ-сигнала в диапазоне 1-30 МГц.

Также возможно, что основной метод настройки любительской техники — «метод научного тыка» не подходит для таких конструкций, поэтому сегодня более популярны ламповые усилители. Многократное использование транзисторов разного типа в силосных трансиверах показало их очевидные преимущества по сравнению с ламповыми при той же мощности (речь, конечно, идет о Pout.

1. Необходимо использовать транзисторы, специально разработанные для линейных усиление на частотах 1.5-30 МГц.

  1. Выходная мощность двухтактного силоса не должна превышать максимальное значение мощности используемых транзисторов, хотя они могут выдерживать перегрузки. Например, в военной технике этот показатель не превышает 25-50% от максимального значения.
  2. Хотя бы раз загляните в справочник и внимательно ознакомьтесь с параметрами используемого транзистора.
  3. Ни один из максимально допустимых параметров не должен быть превышен.
  4. При предварительной настройке следует использовать безындуктивную нагрузку в виде эквивалента с сопротивлением 50-75 Ом соответствующей мощности, но ни в коем случае не лампочку, как это делают многие при настройке лампового усилителя. .
  5. Напоследок напрягитесь и сделайте раз и навсегда качественный КСВ-метр в одной коробке с антенным переключателем и TVI фильтром с обязательным отключением антенн в нерабочем состоянии. Таким образом, вы избавите себя от нервного напряжения при общении с соседями — любителями сверхдальнего приема телевидения на комнатную антенну и торопливого поиска резиновых перчаток для откручивания антенного разъема при наступлении каждой грозы.
  6. Если вы заразились «стрелковой болезнью» или любите «подержать микрофон», пока с него не капнет «конденсат», то на размерах корпуса и радиатора экономить не нужно.Аксиома — «Надежный усилитель — отличный усилитель».

В противном случае введение дополнительного воздушного потока обязательно.

  1. Вам не нужно браться за создание такого усилителя, если вы смутно представляете разницу между трансформаторами типа «бинокль» и «объемная катушка». В этом случае лучше приобрести готовую конструкцию (с чем вам может помочь автор статьи) или импровизировать с лампами.

Предлагаемый в данной статье транзисторный усилитель мощности работает в любой части КВ диапазона, согласующее устройство позволяет использовать антенны с сопротивлением 50 Ом и более (рис.).

Мощность качания не превышает 1 Вт. Максимальная выходная мощность определяется типом используемых транзисторов, для КТ957А — до 250 Вт. Прирост мощности до 25 дБ в низкочастотных диапазонах. Входное сопротивление 50 Ом. Уровень гармоник на выходе не более 55 дБ.

Максимальный ток потребления до 18-19 А. В связи с тем, что радиостанция использовала одну антенну для всех диапазонов (треугольник с периметром 160 м), было решено ввести согласующее устройство с КСВ. метр в усилитель.Габаритные размеры усилителя определялись размерами используемого трансивера (RA3AO) и составляют 160x200x300 мм. В эти габариты не удалось «уместить» источник +24 В, который выполнен в отдельном корпусе. Для предотвращения перегрева усилителя летом введено принудительное охлаждение радиатора. В результате получилась довольно удачная конструкция небольших габаритов, которую можно использовать при работе с маломощным возбудителем, это может быть трансивер на базе P399A, трансиверы «Роса», RA3AO с пониженной выходной мощностью и т. Д.Похожая конструкция используется RK6LB, UR5HRQ, и RU6MS уже несколько лет эксплуатирует выходной каскад на KT956A с P399A.

Сигнал с трансивера поступает на трансформатор Т1 (рис.),

это обычный «бинокль», который понижает входное сопротивление и выдает два одинаковых противофазных сигнала на входе драйвера VT1, VT2. Цепи C4R2 и C5R3 служат для формирования частотной характеристики с усилением в области высоких частот. Смещение подается отдельно на каждый транзистор от источника +12 В (TX).В качестве VT1, VT2 нужно использовать транзисторы, которые служат для линейного усиления ВЧ сигнала. Наиболее подходящие и недорогие КТ921 и КТ955. Если возможно согласование пары, то цепи смещения можно объединить. Резисторы отрицательной обратной связи в цепи эмиттера улучшают стабильность и линейность каскада.

«Отверстие для фильтра» C10R10 можно заменить несколькими стандартными блокировочными конденсаторами разного номинала (например, 1000 пФ; 0,01 мкм; 0,1 мкм), подключенными параллельно.Элементы C14, C18, R11 … R14 формируют требуемую частотную характеристику выходного каскада. Резисторы R15, R18 служат для предотвращения пробоя эмиттерного перехода на обратной полуволне управляющего напряжения. Их можно рассчитать по формуле R = (βmin / (6,28 * frp * C3) для других типов транзисторов. Трансформатор T2 («бинокль») соответствует относительно высокому выходному сопротивлению первой ступени с более низким импедансом входные цепи последнего

Трансформатор TZ подает питание на VT4, VT5 и уравновешивает форму напряжения на коллекторах транзисторов, чтобы снизить уровень четных гармоник.Дополнительно с помощью схемы, образованной обмоткой II и конденсатором С19, АЧХ усилителя повышается в диапазоне 24 … 30 МГц.

Выходной трансформатор T4 согласовывает низкий импеданс выходного каскада с нагрузкой 50 Ом. Резистор R21 с рассеиваемой мощностью не менее 2 Вт (его можно набирать из нескольких) имеет обозначение — «защита от дурака». Наличие этого резистора критично при отсутствии какой-либо нагрузки на усилитель. В такой момент вся выходная мощность будет рассеиваться на этом резисторе и от него уйдет «дух сгоревшей краски» — вывод для нерадивого пользователя — «мы горим!» Транзисторы выдерживают такое исполнение — по данным производителя степень рассогласования нагрузки при Pout = 70 Вт на один транзистор за 1 с составляет 30: 1.В нашем случае у нас 10: 1, поэтому можно предположить, что за 3 секунды с транзисторами ничего не произойдет. Эксперименты и многолетний опыт использования такой «защиты» показали, что транзисторы никогда не выходили из строя из-за перегрузки на выходе.

Даже после прямого удара молнии в антенну одного из пользователей такой техники вышел из строя только один транзистор, а резистор R21 рассыпался на мелкие кусочки. Реле К1 переключает антенну в режимах приема / передачи (RX / TX).Желательно использовать новое надежное герметичное реле с малым временем срабатывания. К1 включается напряжением +12 В (TX) через транзисторный ключ VT6. Цепи смещения VT4, VT5 объединены, потому что можно было подобрать пары этих транзисторов, в противном случае цепи смещения лучше выполнять отдельно, как это сделано, например, в. Для температурной стабилизации тока покоя желательно для обеспечения теплового контакта хотя бы одного из диодов VD1, VD3 с ближайшим транзистором.

С выхода усилителя сигнал поступает на КСВ-метр (рис.). Схема таких устройств (рис.) Неоднократно описывалась в литературе.

Следует только отметить, что в качестве сердечника Т1 можно использовать практически любое ферритовое кольцо, независимо от проницаемости. С увеличением проницаемости уменьшаем количество витков обмотки II. Подстроечные конденсаторы С1 и С8 должны выдерживать напряжение не менее 120 В и не менять своих параметров при нагревании.

Блок ФНЧ (АЗ) (рис.4) состоит из шести ФНЧ 5-го порядка, переключаемых с помощью реле RES34 или RES10. Их входное и выходное сопротивление нагрузки составляет 50 Ом. Данные этих фильтров представлены в таблице 1; они немного отличаются от расчетных. Это связано с тем, что усилитель немного расстраивает фильтры и пришлось дополнительно подбирать элементы на максимальную выходную мощность. Это довольно рискованное мероприятие, но автор не знает, как учесть, рассчитать и компенсировать влияние усилителя на ФНЧ в рабочем режиме.Переключение фильтров осуществляется подачей питающего напряжения на реле от «бисквита» СБ2 (рис. 1).

Отфильтрованный сигнал поступает на согласующее устройство (рис.), Состоящее из катушек L1, L2 и конденсаторов C9, C10. При такой схеме коммутационных элементов возможно согласование с нагрузкой> 50 Ом. Это полностью соответствовало поставленной задаче — соответствовать каркасу периметром 160 м. Входное сопротивление такой антенны было не менее 70 Ом в любом из диапазонов. Если требуется согласование с нагрузкой ниже 50 Ом, необходимо ввести другой межфланцевый переключатель, который позволит перенастроить устройство.Или хотя бы конденсаторный переключатель С10 с выхода устройства на его вход. Подобрать вариометр подходящих размеров для такой конструкции очень сложно, да к тому же с возможностью изменения индуктивности в пределах 0 … 1 мкГн.

Шариковые вариометры не подходят, так как редко меняют индуктивность в малых пределах, катушки с «ползунком» имеют большие размеры. Поэтому используется самый простой вариант — безрамная катушка, свернутая в кольцо и с выводами, припаянными к контактным лепесткам обычного керамического бисквитного переключателя на 11 позиций.Отводы катушек выполнены по-разному, чтобы точнее подбирать общую индуктивность. согласующее устройство … Например, L1 имеет 1, 3, 5, 7, 9, 13, 17, 21, 25, 30 витков, а L2 — 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32 витка … Этой дискретности хватит, чтобы точно подобрать необходимую индуктивность.

Например, в антенных тюнерах трансиверы Kenwood TS-50 и TS-940 используют катушки с семью отводами. Если сопротивление антенны не превышает 360… 400 Ом, можно оставить одну катушку на 40… 44 витка.Зазор между пластинами С10 должен быть не менее 0,5 мм, подойдут конденсаторы от старых ламповых радиоприемников. Для работы на 160 м, а иногда и на 80 м подключается дополнительный конденсатор С9.

При изготовлении усилителя следует обращать внимание на качество деталей и их электрическую прочность. Выводы элементов в ВЧ-цепях должны иметь минимальную длину. По возможности нужно подобрать пару транзисторов хотя бы по самой простой методике.

Например, транзисторы получают одинаковое смещение на базе, измеряются токи коллектора (по крайней мере, при трех различных напряжениях смещения), и пары транзисторов выбираются из более близких токов коллектора.Поскольку транзисторы мощные, необходимо провести измерения, задав токи коллектора примерно 20 … 50 мА, 200 … 400 мА и 0,9 … 1,3 А, и подать напряжение на коллектор близко к рабочий, не менее 18 … 22 В. Большие токи потребуют временного отвода тепла или измерения следует проводить быстро, потому что при прогреве крутизна транзистора увеличивается. Лучше использовать керамические конденсаторы, испытанные в оборудовании, электролитические конденсаторы — танталовые.

Дроссели в базовых схемах могут быть типа DM, DPM с минимальным внутренним сопротивлением, чтобы на них не создавалось дополнительное автосмещение, т.е. рассчитанные на большой ток (для драйвера не менее 0,4 А, для выходных транзисторов не менее 1,2 А). Даже лучше наматывать их на ферритовые кольца диаметром 7 … 10 мм с проницаемостью 600 … 2000, 5 … 10 витков провода диаметром 0,4 … 0,7 мм будут быть достаточным. «Бинокли» изготавливались по «упрощенной технологии», т.е.е. внутри штырей ферритовых колец из коаксиального кабеля вытягивается катушка серебряной оплетки, а уже внутри этой оплетки находится провод вторичной обмотки в термостойкой изоляции. Отличий в работе таких трансформаторов от «биноклей» с медными трубками не было.

Трансформатор имеет лучшие качественные параметры при намотке скручиванием из тонких проволок. Например, в промышленной УМ на КТ956А этот трансформатор намотан скруткой из 16 проводов ПЭВ-0,31, разделенных на 2 группы по 8 проводов.Выбирая транзисторы для такого усилителя, в первую очередь нужно обращать внимание на то, для каких целей эти транзисторы предназначены.

Проблем с TVI на максимальной мощности не будет, если использовать транзисторы, рассчитанные на линейное усиление сигнала в диапазоне 1 … 30 МГц — это КТ921.927, 944, 950, 951.955, 956, 957 , 980 и др. Такие устройства позволяют получить максимально возможную мощность без потери надежности и с минимальной нелинейностью. Для таких транзисторов нормирован коэффициент комбинации компонентов третьего и пятого порядков, и не каждая лампа может составить им конкуренцию по этим показателям.

Использование КТ930, 931.970 и им подобных в таком усилителе не имеет смысла. Чтобы не перегружать читатель ненужной информацией о тех или иных транзисторах, следует только отметить, что транзисторы, рассчитанные на частоты выше 60 МГц, как правило, изготавливаются по другой технологии и работают по классу С, усиливая частотно-модулированный сигнал. . При использовании таких транзисторов на частотах ниже 30 МГц они склонны к возбуждению, не позволяют получить максимальную мощность из-за резкого снижения надежности и увеличения TVI.Только КТ971А работает более-менее сносно, да и то на пониженной мощности.

НАСТРОЙКА усилителя сводится к установке токов покоя — 300 … 400 мА на VT1, VT2 и 150 … 200 мА на VT4, VT5. Эта процедура выполняется с R1, R4, которые могут быть в диапазоне от 390 Ом … 2 кОм до R5 (680 Ом … 10 кОм). Если вы не можете получить требуемые токи, вы можете добавить один диод последовательно с VD2, VD4 и VD1, VD3.

Правильное соотношение витков трансформаторов при ожидаемой максимальной мощности проверяется подключением фильтра нижних частот и переключением нагрузки на выход фильтров.Заметив значения выходного напряжения и потребляемого тока в диапазонах 28, 14, 3,5 МГц, измените обмотку Т4 на один виток II. Такое количество витков нужно оставлять при минимальных показаниях счетчика тока при максимальных или одинаковых значениях выходного напряжения. Как правило, изначально можно намотать 3 витка, а в процессе настройки уменьшить на виток. Проделаем аналогичную процедуру с T1 и T2.

Чтобы компенсировать неравномерность усиления, которая обычно наблюдается на разных диапазонах, может потребоваться дополнительно выбрать C4, R2, C5, R3, R11,… R14, C14, C18.Если транзисторы не были выбраны ранее, рекомендуется скорректировать токи покоя для максимального подавления четных гармоник, уровень которых контролируется анализатором спектра или приемником.

ПЕЧАТНАЯ ДОСКА (рис.) Изготавливается из двухстороннего стекловолокна толщиной не менее 1,2 мм с помощью острого ножа, металлической линейки и резака для вырезания контактных «пятен».

Внизу платы несколько «точек» соединены между собой либо печатными дорожками, либо проводкой (показано пунктирной линией на рис.5). Для простоты указаны только основные радиоэлементы. Шину общего заземления «верх и низ» платы следует соединить припаянными перемычками в нескольких точках по всему периметру платы. Плата смонтирована на металлических стойках на радиаторе 200х160 мм с ребрами высотой 25 мм. В плате просверливаются отверстия для транзисторов, а для лучшего теплового контакта посадочные места транзисторов в радиаторе фрезеруются и смазываются теплопроводной краской.

Фильтр нижних частот, сделанный по данным, приведенным в таблице 1, практически не требует настройки.

Конденсаторы должны выдерживать реактивную мощность не менее 200 ВАР. Можно использовать КСО или КМ размером не менее 10 × 10 мм. Допускается параллельное подключение конденсаторов меньшей мощности. Катушки для диапазонов выше 10 МГц наматываются с шагом, равным диаметру провода, для низкочастотных — виток на виток. Для переключения фильтра нижних частот можно использовать реле или полупроводниковый переключатель. Во втором случае фильтрующие элементы необходимо расположить так, чтобы исключить «ползание» сигнала по соседним, так как их входы / выходы в этом случае остаются незаземленными.

Можно изменить схему согласующего устройства или ввести дополнительный переключатель для переключения различных вариантов включения элементов. Это зависит от конструкции используемых антенн. Обязательно предусмотреть возможность изменения индуктивности в небольших пределах, иначе могут возникнуть проблемы при настройке согласующего устройства на высокие диапазоны частот.

Вентилятор М1 для продувки радиатора — от блока питания компьютера. Все блокировочные конденсаторы керамические, хорошего качества, с минимальным количеством выводов.Конденсаторы электролитические — типа К53, К52. Диод VD1 имеет тепловой контакт с VT5.

Стабилизатор напряжения 24 … 27 В необходимо ограничить до максимального потребляемого тока. Можно порекомендовать схему, которая в последние годы использовалась в трансиверах с транзисторными выходными каскадами и зарекомендовала себя как «надежная и простая» (рис.).

Обычный параметрический стабилизатор с защитой от короткого замыкания и перегрузки по току. Для получения необходимого тока используется параллельное соединение двух мощных составных транзисторов с уравнительными резисторами в цепи эмиттера.

Регулировка выходного напряжения осуществляется резистором R6, а уставка тока, при котором срабатывает защита, — R4 (чем выше его сопротивление, тем меньше ток). R5 используется для надежного запуска стабилизатора. В момент, когда выходной каскад не работает и ток потребления источника +24 В равен нулю, напряжение на выходе стабилизатора может увеличиваться до входного уровня. Чтобы этого не произошло, включается нагрузочный резистор R7, величина которого зависит от утечки VT2, VT3 и R5.Собранный стабилизатор следует нагружать на мощном проводе сопротивления и выставлять ток, при котором срабатывает защита. Преимущество этой схемы еще и в том, что регулирующие транзисторы прикреплены к шасси (радиатору) без изолирующих теплопроводящих прокладок. При покупке КТ827А в обязательном порядке проверять транзисторы на герметичность, т.к. попадается много брака.

Данные обмотки транзисторного усилителя мощности.

Согласующее устройство (рис. 1). L1, L2 — бескаркасные, диаметр проволоки 1… 1,2 мм, диаметр оправки 16 … 18 мм, по 35 витков с отводами. С10 — от старых ламповых радиоприемников, зазор не менее 0,5 мм.

Усилитель мощности, А1 Т1 — «бинокль» (две колонки по 4 тороидальных сердечника, 1000 … 2000 нм, К7). I — два витка, провод МПО-0,2; II — 1 виток, провод МПО-0,2.

Т2 — «бинокль» (две колонки по 5 ядер, 1000НМ, К7). 1-2 витка 2-х проводов МПО-0,2, с ответвлением от точки соединения конца 1-го провода с началом 2-го; II — 1 виток оплетки коаксиального кабеля диаметром 3… 5 мм (желательно посеребренная) или медная трубка. Обмотка I находится внутри обмотки II, при этом ее оплетка должна плотно прилегать к виткам первой обмотки.

ТЗ — один тороидальный сердечник, 100 … 600 НМ, К16 … 18. I — 6 витков по 12 витых жил ПЭВ 0,27 … 0,31, разделенных на 2 группы по 6 проводов, с ответвлением от точки соединение концов проводов первой группы с началом второй. II -1 виток проволоки МПО-0,2.

Т4 — «бинокль» (две колонки по 7 тороидальных сердечников, 400… 1000ХН, К14 … 16. Это провода МПО-0,2. Обмотка II — внутри I.
L3 — один тороидальный сердечник, 1000НМ, К10 … 12, 5 витков провода ПЭВ 0,4 … 0,5 мм.
L6 — два тороидальных сердечника, 400 … 1000НМ, К10 … 12, 8 витков провода ПЭВ 0,9 … 1,2 мм или скрутки 5 … 7 проводов ПЭВ 0,4 … 0,5 мм.
L1, L2, L4, L5 — стандартные дроссели типа DM, L4, L5 с индуктивностью 10 … 15 мкГн на ток не менее 0,4 А.

T1 — тороидальный сердечник 20 … 50ВЧ, К16 … 20. I — отрезок коаксиального кабеля, оплетка которого служит электростатическим экраном и заземлена только с одной стороны.II — 15 … 20 витков ПЭВ 0,2 … 0,4 мм.

5-ваттный усилитель мощности для диапазона 1,8 … 54 МГц

Зак Лау, KH 6 CP / 1. Оригинальная статья опубликована в журнале. QEX , май 1992 г., стр. 7,8

Вам нужен простой и стабильный усилитель для многодиапазонного передатчика QRP? Этот усилитель не только оптимизирован по стабильности с помощью компьютерной программы Touchstone, но и выдерживает подключение к нему во время работы различных видов несогласованных (высокоомных) нагрузок, например, RA использовался для характеристики фильтров с выходом мощность 5 Вт.Усиление двухкаскадного усилителя мощности в любительских диапазонах составляет 28 … 30 дБ и имеет небольшой рост на пару дБ на частотах около 37 МГц. Для простоты и простоты RA в качестве его оконечного транзистора был выбран MRF 137 от Motorola. С MRF усилитель 138 может быть более линейным, но у меня очень мало информации об этом транзисторе, чтобы быть полностью уверенным в этом. Некоторых радиолюбителей отталкивает удорожание этих транзисторов, но, как говорится: «скупой платит дважды» — дешевые транзисторы часто «вылетают».Усилитель на полевых транзисторах дает «чистый» выходной сигнал SSB, сравнимый по продуктам интермодуляции высокого порядка с обычными усилителями на биполярных транзисторах. Например, наихудшее значение уровня продуктов интермодуляции для полос 3,5, 7, 14 и 28 МГц составляет -38 дБ на частоте 28 МГц, причем продукты пятого порядка имеют уровень -61 дБ по отношению к PEP. . Усилитель имеет выходную мощность 5 Вт PEP при токе 0,5 А (напряжение питания 28 В).

Наверное, самый большой недостаток — это тип питания полевых транзисторов — они «любят» высокое напряжение и, действительно, при этом хорошо работают.MRF 137 не исключение. Я подавал на MRF 137 напряжение 28,2 В при токе покоя 0,55 А. Ток увеличился до 0,6 А при выходной мощности 4,6 Вт на частоте 28 МГц. На драйвер подавалось обычное в таких случаях напряжение питания 12 В.

Входной каскад усилителя (рис. 1а) выполнен на биполярном транзисторе 2 N 5109 с обратной связью, настроенной на компенсацию усиления MRF 137. Между коллектором установлена ​​последовательная схема, состоящая из резистора 470 Ом и конденсатора 12 пФ. и общий провод для обеспечения стабильности усилителя на всех его рабочих частотах.MRF 137 на частоте 54 МГц уже снижает собственное усиление на несколько дБ, однако эта разница компенсируется усилителем на биполярном транзисторе. Входные возвратные потери лучше 18 дБ в диапазоне частот 1,4 … 29,9 МГц, но ухудшаются до 12 дБ на частоте 50 МГц. Входной КСВН с высокоомными нагрузками не тестировался.

Каскад оконечного усилителя мощности «лично» показан на рис. 1b и представляет собой отличный усилитель с коэффициентом усиления 16 дБ и равномерностью усиления менее 0,5 дБ в частотном диапазоне 1… 32 МГц. Трансформатор на линии передачи, подключенный на входе усилителя, позволяет улучшить возвратные потери и КСВН, которые составляют соответственно более 18 дБ и 1,3: 1 в диапазоне частот 1 … 50 МГц. Я думаю, что подключение еще одного трансформатора на выходе усилителя на линии передачи создаст более мощный УМ с меньшим усилением для того же диапазона частот, однако такая вариация не проверялась.

Самая простая плата, которую я мог придумать, использовалась для усилителя.На куске стекловолоконной фольги с двух сторон вырезал две дорожки для выводов затвора и стока, затем обмотал плату по краям изолентой из медной фольги и припаял ее для надежности «заземления» (экранирования).

Рис. 1а. Усилитель малой мощности, предназначенный для компенсации спада

Усилитель мощности на MRF 137. Принципиальная электрическая схема.

Q 1-2 N 5109 Транзистор для установки на радиатор 2,5 Вт, край

Частота Ft = 1200 МГц.

T1 — 15 витков с двойным проводом №28 на кольцевом сердечнике FT -37-43.

Просверлив отверстия под транзистор MRF 137, винты для его крепления в плате и в прокладке из алюминиевой ленты толщиной 0,05 дюйма, я прикрепил прокладку, плату и транзистор к радиатору с помощью 4-40 винтов. (для этого в корпусе радиатора просверливали отверстия и нарезали в них соответствующую резьбу). Стандартный метод «прижатия» к общему проводу применялся для монтажа и других деталей. Усилитель на транзисторе 2 N 5109 монтируется на собственной заземляющей пластине, и еще один нюанс: если «поднять» коэффициент усиления в одном каскаде ВЧ усилителя, то такой усилитель работает менее стабильно (то есть коэффициент усиления между каскадами следует распределять более равномерно).

Три таких усилителя были построены Майком Грубером, WA 1 SVF для лабораторного использования. Он заметил, что сопротивление резистора R 8 необходимо изменить с 4,7 кОм на 1 кОм, чтобы получить необходимое смещение для получения тока 0,5 А. Дополнительно: использованные транзисторы Майка Ома MRF 137 имели более высокое пороговое напряжение затвора (смещение напряжение, необходимое для включения транзистора), но на параметры усилителя это не повлияло.


Рис. 1b. МОП-усилитель мощности (TMOS) -транзистор с выходной мощностью 5

Вт Принципиальная электрическая схема.

L 1-26 витков эмалированного (обмоточного) провода №26 на кольце Т-44-2,

Индуктивность — 3,9 мкГн.

Q 2 — транзистор MRF 137.

R 9 — потенциометр (подстроечный резистор) сопротивлением 10 кОм

Поворотный тип для установки напряжения смещения транзистора.

RFC 1-21 виток обмоточного провода №26 на кольце ФР-37-67.

T2 — 4 витка коаксиального кабеля 25 Ом на кольце FT-50-43. 25 Ом

Кабель состоит из двух проложенных отрезков кабеля с сопротивлением 50 Ом

Параллель.В качестве прототипа использован кабель РГ-196 / У.

.

У 1 — 78 ЛО 5 — интегральный стабилизатор на 5 вольт.

Вольный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) [адрес электронной почты защищен]
Тюмень Январь 2003 г.

Этот усилитель на одной микросхеме может использоваться в различных электронных устройствах. Это может быть усилитель для радиостанции, радиотелефона, радиомикрофона, жучка …

Микросхема выпускается в пластиковом корпусе SOIC с 8 выводами. Устройство является автономным, за исключением выходной согласующей цепи, источника питания и блокирующих конденсаторов.

Усилитель в одном корпусе изготовлен с использованием усовершенствованного процесса биполярного транзистора с гетеропереходом на арсениде галлия (HBT). Предназначен для использования в качестве оконечного линейного усилителя ВЧ в микроволновых радиопередатчиках, работающих в диапазоне частот от 1 МГц до 1 ГГц. Его также можно использовать в качестве предварительного усилителя для управления усилителем мощности.

Схема включения микросхемы RF2113 на усиление на частоте 900 МГц.

Номинальные значения L, R и C указаны для 900 МГц.Напряжение на выводе 5 мало влияет на усиление.

Характеристики микросхемы RF2113
  • Мощность 1 Вт, на частоте до 450 МГц, 0,5 Вт — на частоте до 1 ГГц;
  • Коэффициент усиления не менее 31 дБ, в зависимости от выходной согласующей цепи;
  • КПД 42%;
  • Источник питания униполярный 2,7 — 7,5 В, при падении напряжения питания до 3 В мощность 125 мВт.

Двухтактный усилитель мощности разработан для использования в оборудовании QRP, работающем в низкочастотных диапазонах KB (1.8-10,1 МГц). В нем используются недорогие полевые транзисторы IRF510 с изолированным затвором. Усилитель был разработан австралийской коротковолновой компанией Drew Diamond (VK3XU). Описание усилителя было опубликовано в The Radio Communication Handbook (RSGB). В диапазонах 1,8–7 МГц усилитель обеспечивает выходную мощность 5 Вт (OM) и 6 Вт (SSB, PEP) при входной мощности 100 мВт. На частоте 10,1 МГц эти параметры обеспечиваются входной мощностью 300 мВт. Интермодуляционные искажения, измеренные для двухтонального сигнала, не хуже -30 дБ по отношению к несущей.Подавление гармонических составляющих в выходном сигнале — не хуже -50 дБ по несущей. Усилитель отличается высокой надежностью, не вызывает возбуждения при любом значении КСВ нагрузки и выдерживает выходное короткое замыкание при полной выходной мощности. Схема усилителя представлена ​​на рис. 1.

Противофазные сигналы на затворах полевых транзисторов VT1 и VT2 подаются трансформатором T1. Отрицательная обратная связь через резисторы R3 и R4 стабилизирует усилитель и расширяет его рабочую полосу частот.Напряжение питания на стоках транзисторов усилителя подается через балансировочный трансформатор Т2. Выходной сигнал поступает на BALUN (трансформатор TZ), а затем на выход через фильтр нижних частот L1-L3C6-C9. В схему, задающую напряжение смещения на затворах транзисторов усилителя, включен стабилитрон VD1 на напряжение стабилизации 3,3 В. Однако основное его назначение — не стабилизация напряжения, а регулирование напряжения смещения в зависимости от температура радиаторов транзисторов усилителя.При повышении температуры напряжение смещения уменьшается, уменьшая ток покоя через транзисторы. Стабилитрон VD1 установлен так, чтобы был обеспечен тепловой (но не электрический!) Контакт с радиаторами. Для этого используется теплопроводная паста. Напряжение питания усилителя 13 В. Начальный ток покоя транзисторов устанавливается в пределах 200 … 300 мА с помощью подстроечного резистора R2. Ток, потребляемый усилителем от источника питания с входной мощностью 100 мВт и подключенным к его выходу эквивалентом антенны 50 Ом, должен быть близок к 1 А.Радиаторы правильного размера после нескольких минут работы должны нагреться до приемлемой (при прикосновении рукой) температуры. Усилитель мощности собран на печатной плате из стеклопластика, покрытого с обеих сторон фольгой толщиной 2 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2.


С одной стороны платы вырезаны монтажные площадки, к которым припаиваются выводы всех элементов усилителя. Вторая сторона платы, используемая как общий провод и экран, подключается к рабочей стороне в нескольких точках, обозначенных буквами X.Трансформаторы Т1-ТЗ намотаны на круглых магнитопроводах Amrdon FT50-43 типоразмера 12,7×7,15×4,9, изготовленных из феррита с начальной магнитной проницаемостью 850. Все обмотки содержат 11 витков провода диаметром 0,5 мм для Т1 и Т1. диаметр 0,64 мм для Т2 и ТЗ. Индуктивность, количество витков катушек и емкость конденсаторов выходного ФНЧ для разных диапазонов указаны в таблице.

Диапазон, МГц

Емкость конденсаторов, пФ

Индуктивность катушек L1-L3, мкГн / количество витков

C6.C9

C7, C8

1,8

1800

3300

4,7 / 25

3,5

820

1800

2,2 / 17

440

820

1,1 / 12

10,1

220

440

0,55 / 8

Катушки намотаны проволокой диаметром 0.64 мм на кольцевых магнитопроводах из карбонильного железа от Amidon T68-2 стандартным размером 17,5×9,4×4,8. Ферритовые магнитопроводы здесь не применимы, поэтому при отсутствии колец карбонильного железа катушки можно сделать бескаркасными. В этом случае вам, вероятно, придется немного увеличить размер платы, чтобы разместить на ней такой фильтр нижних частот. Конденсатор оксидный С5 — танталовый на номинальное напряжение не менее 25 В. Остальные керамические. При отсутствии фильтрующих конденсаторов необходимой емкости их можно набирать из нескольких.Тип стабилитрона в первоисточнике не указан. Плата, чертеж которой приведен на рис. 2, соответствует однодиапазонному усилителю мощности. В многодиапазонной конструкции фильтр нижних частот устанавливается на плате только для самого высокого диапазона частот, а части фильтра нижних частот остальных диапазонов монтируются отдельно с соответствующими переключающими элементами

.

Радио № 3 2011 с. 58

Линейные регуляторы напряжения для космических приложений

Микромодуль LTM9100 (микромодуль) от Linear Technology принимает логические входы, которые позволяют его внутреннему изолированному контроллеру переключателя питания управлять переключением MOSFET / IGBT с внешним питанием при напряжении до 1000 В постоянного тока.Он использует барьер гальванической развязки для отделения логических входов от контроллера выключателя питания, который может включать и выключать источники высокого напряжения. При этом изолирующий барьер защищает свои низковольтные логические входы от соседнего высоковольтного контроллера переключателя мощности.

Во многих компьютерных приложениях используются высокие напряжения, которыми можно управлять с помощью LTM9100. Одно из таких приложений — промышленные моторные приводы, которые могут работать от 170 до 680 В постоянного тока. Сетевые солнечные системы могут работать с напряжением до 600 В и более.Первичная мощность некоторых современных истребителей составляет 270 В постоянного тока. Литий-ионные батареи в электромобилях могут достигать напряжения до 400 В.

Кроме того, центры обработки данных рассматривают возможность распределения высоковольтной мощности для снижения тока, потерь в кабелях I 2 R и веса кабелей. В этих типах приложений компьютерные команды могут создавать логические входы, которые позволяют LTM9100 управлять высоковольтной мощностью, которую необходимо включать и выключать с помощью контролируемого пускового тока.

Ключом к защите электропитания LTM9100 является его внутренний гальванический барьер 5 кВ RMS , который отделяет цифровой входной интерфейс от контроллера переключателя питания, который управляет внешним N-канальным MOSFET или IGBT-переключателем ( Рис.1 ). Микромодуль имеет интерфейс I 2 C, который обеспечивает доступ к изолированным цифровым измерениям тока нагрузки, напряжения и температуры шины, что позволяет контролировать мощность и энергию шины высокого напряжения.

1. LTM9100 используется в качестве изолированного драйвера переключателя нагрузки верхнего плеча с использованием внешнего силового МОП-транзистора.

Вы можете сконфигурировать этот изолированный контроллер переключателя питания для использования в приложениях с высокой или низкой стороны (отсюда и его имя Anyside), как показано на Рис.2 . Кроме того, его можно использовать в плавучих приложениях.

Регулируемые пороги блокировки при пониженном и повышенном напряжении гарантируют, что нагрузка будет работать только тогда, когда входное напряжение находится в допустимом диапазоне. Автоматический выключатель с ограничением тока защищает источник питания от перегрузки и короткого замыкания.

Этот изолированный контроллер выключателя питания минимизирует пусковой ток за счет плавного пуска нагрузки. Он достаточно универсален для управления пусковым током в платах с возможностью горячей замены, трансформаторах переменного тока, моторных приводах и индуктивных нагрузках.

Более старый метод управления пусковым током использует термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) или ограничители пускового тока NTC. Эти устройства начинают с высокого сопротивления при комнатной температуре до включения питания или нагрузки; высокое сопротивление ограничивает пусковой ток при включении. Однако, если цепь быстро выключается и включается, ограничения пускового тока не происходит, потому что резистор недостаточно остыл, чтобы восстановить свое высокое сопротивление.

2. LTM9100 может быть сконфигурирован как для работы на стороне высокого, так и на стороне низкого уровня (возврат на землю).

Другие методы управления пусковым током включают симисторы перехода через ноль, схемы управления активным коэффициентом мощности (PFC) и индуктивную входную фильтрацию с демпфированием. Они могут быть сложными, громоздкими и в первую очередь для входов переменного тока.

Рис. 3 — это упрощенная схема LTM9100, показывающая его изолирующий барьер, который разделяет микромодуль на логическую сторону и изолированную сторону. Для питания изолированной стороны используется полностью интегрированный регулятор напряжения, включая трансформатор, поэтому внешние компоненты не требуются.Логическая сторона содержит драйвер полного моста, работающий на частоте 2 МГц, который связан по переменному току с первичной обмоткой трансформатора. Блокирующий конденсатор постоянного тока предотвращает насыщение трансформатора из-за дисбаланса рабочего цикла драйвера. Трансформатор масштабирует первичное напряжение, которое выпрямляется симметричным удвоителем напряжения. Такая топология снижает синфазные возмущения напряжения на изолированной стороне заземления и устраняет насыщение трансформатора, вызванное вторичным дисбалансом.

Встроенный регулятор напряжения питает 10.4 В и 5 В для контроллера выключателя питания. Изолированные измерения тока нагрузки и двух входов напряжения выполняются 10-разрядным АЦП и доступны через интерфейс I 2 C. Логика и интерфейс I 2 C отделены от контроллера выключателя питания изоляционным барьером RMS 5 кВ, что делает LTM9100 идеальным для систем, в которых контроллер выключателя питания работает на шинах до 1000 В DC . Гальваническая развязка необходима для защиты цепей управления, безопасности оператора и прерывания цепей заземления.

3. Барьер гальванической развязки разделяет LTM9100 на изолированную сторону и логическую сторону. 10-битный АЦП в контроллере переключателя питания контролирует напряжение SENSE на резисторе считывания тока RS.

Высоковольтные цепи управляются путем кодирования сигналов в импульсы и передачи их через границу изоляции с помощью трансформаторов без сердечника, сформированных в подложке микромодуля, как показано в Рис. 4 . Бесперебойная связь гарантируется для переходных процессов в синфазном режиме 50 кВ / мкс.Эта система с обновлением данных, проверкой ошибок, безопасным отключением в случае сбоя и чрезвычайно высокой устойчивостью к синфазным помехам является надежным решением для изоляции двунаправленных сигналов.

Чтобы гарантировать надежный изолирующий барьер, каждый LTM9100 проходит производственные испытания на 6 кВ RMS . Кроме того, он будет соответствовать стандарту UL 1577, что позволит производителям конечного оборудования сэкономить месяцы на сертификации. Сквозная изоляция на большом расстоянии означает высокий уровень электростатического разряда ± 20 кВ через барьер.

LTM9100 идеально подходит для использования в сетях, где заземление может принимать различные напряжения.Изолирующий барьер блокирует высокие перепады напряжения и исключает контуры заземления и чрезвычайно устойчив к синфазным переходным процессам между плоскостями заземления.

Хотя его основное применение — управление внешним N-канальным переключателем MOSFET, вы также можете использовать IGBT. Это может быть необходимо для приложений с напряжением выше 250 В, где традиционные полевые МОП-транзисторы с достаточным уровнем SOA (безопасная рабочая зона) и низким R DS (ON) могут быть недоступны.

IGBT доступны с номинальным напряжением 600 В, 1200 В и выше.Не все IGBT подходят, однако, только те, которые предназначены для работы на постоянном или близком к постоянному току, как указано в их технических характеристиках рабочих характеристик SOA. Дополнительную озабоченность вызывает напряжение насыщения коллектор-эмиттер IGBT. Пороговое значение сливного штифта составляет 1,77 В. В некоторых случаях напряжение насыщения IGBT, V CE (SAT) , может быть выше, чем это, что требует делителя напряжения на входном выводе стока.

4. LTM9100 передает сигналы и мощность через изолирующий барьер. Сигналы кодируются в импульсы и проходят через границу изоляции с помощью трансформаторов без сердечника, сформированных в подложке микромодуля.Это обеспечивает чрезвычайно надежную схему двунаправленной связи.

IGBT должен быть выбран с максимальным пороговым напряжением между затвором и эмиттером, V GE (TH) , что соответствует минимальному хорошему состоянию питания LTM9100 GATE, или V S минимальному UVLO (блокировка при пониженном напряжении) 8,5 В. Пороговое напряжение, указанное в таблице электрических характеристик устройства, часто соответствует очень низким токам коллектора.

Внутренний усилитель (A1), подключенный к контактам Sense, контролирует ток нагрузки через внешний резистор считывания RS, обеспечивая защиту от перегрузки по току и короткого замыкания.В условиях перегрузки по току ток ограничивается до 50 мВ / RS посредством регулирования затвора. Если состояние перегрузки по току сохраняется более 530 мкс, ворота отключаются.

При использовании силового полевого МОП-транзистора LTM9100 контролирует напряжение стока и затвора, чтобы определить, полностью ли усилен полевой МОП-транзистор. После успешного включения полевого МОП-транзистора два сигнала Power Good выводятся на контакты PG и PGIO. Эти штифты позволяют включать и упорядочивать нагрузки. Вывод PGIO также может быть настроен как вход или выход общего назначения.

Перед включением полевого МОП-транзистора оба напряжения питания внутреннего управления затвором V S и V CC2 должны превышать пороги блокировки при пониженном напряжении. MOSFET отключается до тех пор, пока не будут выполнены все условия запуска.

10-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в контроллере переключателя мощности измеряет напряжение считывания, полученное с усилителя A1. Кроме того, он измеряет напряжения на выводах ADIN2 и ADIN, которые используются для вспомогательных функций, таких как измерение напряжения шины или температуры и т. Д.

Интерфейс I 2 C позволяет читать регистры данных АЦП. Это также позволяет хосту опрашивать устройство и определять, произошла ли неисправность. Вы можете использовать контакт ALERT * на логическом входе в качестве прерывания, чтобы хост мог реагировать на сбой в реальном времени.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *