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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Microcircuito estabilizador de tensão: nó de proteção. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos O dispositivo proposto protege de forma confiável o regulador de tensão do microcircuito sem comprometer suas características técnicas. Os radioamadores usam amplamente 1 estabilizadores de tensão baseados em microcircuitos de três pinos das séries KR142, KR1157, KR1158, 78L, 79L para construir fontes de alimentação [1]. Embora esses microcircuitos tenham proteção integrada contra corrente e superaquecimento, eles ainda precisam de proteção externa. O fato é que durante uma emergência com sobrecarga de corrente ou curto-circuito na carga, esses microcircuitos entram no modo de limitação de corrente de saída. Mas, neste caso, uma parte significativa da tensão de entrada é aplicada ao microcircuito, como resultado do qual ele começa a aquecer. Apesar do fato de que a proteção térmica embutida reduzirá a corrente de saída, com uma grande tensão de entrada, o microcircuito pode superaquecer e falhar, especialmente se estiver instalado em um dissipador de calor insuficientemente eficiente ou sem ele. O que ameaça tal situação, é claro sem explicação. E aqui é útil um dispositivo que fornece proteção para o microcircuito estabilizador em alguns modos de operação extremos e, consequentemente, aumenta a confiabilidade de sua operação. O esquema do dispositivo proposto juntamente com o estabilizador é mostrado na Fig. 1. O próprio nó de segurança é circulado com uma linha pontilhada. É montado em dois transistores chaveadores de campo com canais de diferentes tipos de condutividade, incluídos no conjunto do transistor IRF7309 (VT1). Os principais parâmetros dos transistores desta montagem são: resistência de canal aberto - 0,05 ... 0,1 Ohm, corrente máxima de dreno - 3,2 ... 4 A, tensão máxima fonte-dreno - 30 V, porta-fonte - 20 V, total dissipação de energia - 1.4 W.
O dispositivo de proteção controla a tensão de saída do estabilizador. Se cair abaixo de um determinado nível, o dispositivo desconectará o microcircuito da fonte de tensão de entrada. Várias emergências típicas são possíveis. Em primeiro lugar, trata-se de um curto-circuito na carga, em que a tensão de saída cai para quase zero, fazendo com que o dispositivo de proteção dispare. Em segundo lugar, trata-se de uma corrente de sobrecarga superior ao valor máximo permitido para o microcircuito. Nesse caso, o microcircuito entrará no modo de limitação de corrente, a tensão de saída diminuirá, para que o dispositivo de proteção funcione. Em terceiro lugar, é possível um aumento significativo na corrente de carga, mas não atingindo a corrente máxima de saída do microcircuito. Por exemplo, a corrente de carga em vez dos usuais 0,5 A aumentou para 1,5 A. Embora este modo seja normal para o microcircuito, ele ainda aquecerá mais. Se a dissipação de calor for ineficiente, a temperatura do gabinete aumentará até ficar muito alta. Então a proteção térmica reduzirá a corrente de saída, a tensão de saída também diminuirá, como resultado do funcionamento do dispositivo de proteção, desligando a energia do microcircuito. No momento em que o dispositivo é ligado, o capacitor C1 é descarregado, toda a tensão de entrada é aplicada ao resistor R1. O transistor VT1.1 fica aberto até que este capacitor seja carregado. A tensão é fornecida à entrada do microcircuito DA1, a tensão de saída nominal aparece em sua saída, parte da qual é alimentada do divisor de resistor R4R5 para a porta do transistor VT1.2. Este transistor abre, mantendo o capacitor C1 descarregado, então o transistor VT1.1 permanecerá aberto. Se, por algum motivo, a tensão de saída do estabilizador diminuir significativamente, o transistor VT1.2 começará a fechar, o capacitor C1 será carregado e o transistor VT1.1 fechará. Isso reduzirá ainda mais a tensão de saída. Devido à ação de realimentação positiva, o processo termina com o fechamento completo dos transistores VT1.1 e VT1.2. O transistor fechado VT1.1 abre o circuito de entrada do chip DA1, fornecendo sua proteção. O capacitor C1 é necessário tanto para iniciar o estabilizador quanto para retardar a operação do dispositivo de proteção, aumentando sua imunidade a ruídos. Para reiniciar, você precisa desligar temporariamente a tensão de entrada até que a tensão no capacitor C1 diminua em 2,5 ... 3 V devido à descarga através do resistor R2. Depois disso, o transistor VT1.1 abrirá e aplicará tensão na entrada do chip DA1. A tensão de saída começará a aumentar. No momento em que a tensão porta-fonte do transistor VT1.2 exceder 2,5 V, ele será aberto. Através de seu canal e do resistor limitador de corrente R3, o capacitor C1 é finalmente descarregado. O LED HL1 acenderá - um indicador da presença da tensão de saída do estabilizador e, consequentemente, sua operação normal. Construção e detalhes O dispositivo é montado em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de dupla face (Fig. 2). A placa montada é mostrada na fig. 3. A folha na parte de trás da placa é usada como fio comum. Os fios são passados pelos orifícios da placa, marcados com asteriscos, conectando os condutores impressos em ambos os lados. Os pinos 1 e 3 do chip DA1 são soldados aos condutores impressos, o pino 2 é passado pelo orifício e soldado à folha de fio comum no lado reverso. Se o chip DA1 estiver instalado em um dissipador de calor, a placa também será colocada ao lado do chip.
O dispositivo de proteção proposto pode ser aplicado a qualquer microcircuito estabilizador de tensão com três saídas. Se a saída geral do microcircuito for média, o padrão dos condutores da placa de circuito impresso é adequado sem alterações. Caso contrário, exigirá pequenas modificações. O dispositivo proposto também é adequado para proteção de estabilizadores de tensão ajustáveis (série LM317 e similares), mas neste caso também é necessário alterar o padrão dos condutores da placa de circuito impresso para permitir a instalação de um divisor de tensão resistor e, possivelmente, , alguns outros elementos [1, fig. 3].
O dispositivo pode usar resistores fixos P1-4, MLT, S2-33, capacitores K50-35 ou similares. A tensão nominal dos capacitores C1 e C2 deve ser pelo menos 20% maior que a tensão máxima de entrada e C3 - saída. O LED HL1 pode ser qualquer radiação visível com uma corrente nominal de 5 ... 20 mA. Em vez do conjunto do transistor IRF7309 (VT1), você pode usar transistores de efeito de campo separados com uma porta isolada e um canal induzido do tipo correspondente de condutividade [2]. O transistor que substitui o VT1.1 deve suportar a corrente de entrada do microcircuito na corrente de carga máxima, sua tensão máxima de fonte de dreno e fonte de porta deve ser maior que a tensão máxima de entrada. Para o transistor que substitui o VT1.2, a tensão máxima de dreno-fonte deve ser maior que a entrada máxima. Estabelecimento O ajuste se resume à seleção, se necessário, da capacitância do capacitor C1, de modo que transitórios no estabilizador ou carga ocorram mais rapidamente do que carregar o capacitor através do resistor R1. A resistência do resistor R2 é escolhida de várias centenas de kilo-ohms a 1 MΩ para garantir uma duração aceitável da descarga inicial do capacitor C1 - o tempo mínimo para o qual é necessário desligar a tensão de entrada após a proteção ser acionada . O resistor R4 é selecionado para que o dispositivo funcione quando a tensão de saída do estabilizador cai em 1 ... 3 V. Com uma tensão de saída baixa (3 ... 6 V), o dispositivo pode ser simplificado eliminando os resistores R4, R5 e instalando um jumper em vez de R5. Mas neste caso, o dispositivo de proteção não funcionará até que a tensão de saída caia para cerca de 2,5 V, pois é nessa tensão porta-fonte que o transistor de efeito de campo VT1.2 começa a fechar. Portanto, em uma tensão de saída mais alta (9 ... 12 V), ainda é aconselhável instalar esses resistores. O resistor R3 limita a corrente de descarga do capacitor C1 através do canal do transistor VT1.2 a um valor aceitável. Resistor R6 e LED HL1 ajustados se necessário. A resistência do resistor R6 é escolhida de forma a obter o brilho necessário da radiação do LED HL1, sem exceder a corrente máxima permitida através dele. Para um regulador de tensão de polaridade negativa (em microcircuitos da série 79L e similares), você deve trocar os transistores de efeito de campo VT1.1 e VT1.2, e também mudar a polaridade de ligar todos os capacitores e o LED HL1. O padrão dos condutores PCB também terá que ser alterado. A tensão de entrada, levando em consideração as ondulações, não deve exceder 20 V. Em conclusão, deve-se notar que o dispositivo proposto não o salvará de todas as emergências possíveis, mas aumenta significativamente a confiabilidade do estabilizador de tensão do microcircuito. Literatura
Autor: I. Nechaev, Kursk; Publicação: radioradar.net
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