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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Aplicação de estabilizadores de tensão integrados KR142. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos Os microcircuitos da série KR142 são amplamente utilizados em projetos de rádio amador. Todos eles são quase idênticos em esquema, contêm um dispositivo de proteção embutido contra o fechamento do circuito de carga. Eles diferem apenas na corrente máxima de saída e na tensão nominal de saída, que possui um dos seguintes valores: 5, 6, 9, 12, 15, 20, 24 e 27 V. Sua atenção é convidada para uma seleção de circuitos de vários estabilizadores de tensão, feitos com esses microcircuitos. Estabilizador de tensão protegido contra danos pela corrente de descarga de capacitores Se houver um capacitor grande no circuito CH de saída, às vezes é necessário tomar medidas para proteger o microcircuito, ou seja, evitar que o capacitor descarregue através de seus circuitos. O fato é que capacitores com capacidade de até 10 microfarads ou mais, normalmente utilizados em circuitos de potência de aparelhos, possuem baixa resistência interna, portanto, no caso de um circuito de emergência de um ou outro circuito do aparelho, um pulso de corrente ocorre, cujo valor pode chegar a dezenas de amperes. E embora esse impulso seja muito curto, sua energia pode ser suficiente para destruir o microcircuito. A energia do pulso depende da capacitância do capacitor, da tensão de saída e da taxa de sua diminuição. Para proteger o microcircuito de danos nesses casos, são utilizados diodos. No dispositivo feito como mostrado na Fig. 2.10 diagrama, o diodo VD1 protege o chip DA1 da corrente de descarga do capacitor C2, e o diodo VD2 - da corrente de descarga do capacitor C3 quando a entrada CH está em curto. Os mais adequados para uso em estabilizadores são os capacitores de óxido de tântalo, que (claro, com a capacitância necessária) têm baixa impedância mesmo em altas frequências: aqui um capacitor de tântalo com capacitância de 1 μF é equivalente a um capacitor de óxido de alumínio com capacitância de aproximadamente 25 μF.
MV com comutação escalonada As funções do elemento de "comutação" neste dispositivo são executadas pelo transistor VT1 (Fig. 2.11). No momento em que a energia é ligada, o capacitor C3 começa a carregar, então o transistor é aberto e desvia o braço inferior do divisor R1, R2. À medida que o capacitor carrega através do resistor R3, o transistor fecha, a tensão no pino 8 de DA1 e, portanto, na saída do dispositivo aumenta e, após um tempo, a tensão de saída atinge um nível predeterminado. A duração do estabelecimento da tensão de saída depende da constante de tempo do circuito R3, C3.
MV com tensão de saída de estabilidade aumentada Como pode ser visto no circuito da Figura 2.12, a diferença entre este CH e os anteriormente considerados (exceto pela ausência de diodos de proteção e capacitor C3) é substituir o resistor R2 por um diodo Zener VD1. O último mantém uma tensão mais estável no pino 8 do chip DA1 e, assim, reduz ainda mais as flutuações de tensão na carga. A desvantagem do dispositivo é a incapacidade de ajustar suavemente a tensão de saída (ela só pode ser alterada selecionando o diodo Zener VD1).
MV com tensão de saída ajustável de 0 a 10 V Na fig. 2.13 mostra um diagrama de um dispositivo cuja tensão de saída pode ser ajustada de 0 a 10 V. O valor necessário é definido por um resistor variável R2. a tensão de saída de CH é 8. À medida que o controle deslizante desse resistor sobe, a tensão negativa no pino 8 do CI diminui e, com alguma resistência, torna-se igual à tensão de saída do microcircuito. Com um aumento adicional na resistência do resistor, a tensão de saída do CH aumenta de 0 para o valor máximo. A desvantagem do circuito é a necessidade de uma fonte de tensão externa de -10 V.
CH com transistores de controle externo Os chips 142EN5, 142EN8, 142EN9, dependendo do tipo, podem fornecer corrente de até 1,5 ... transistores de potência). É possível facilitar a operação do microcircuito nesses casos conectando um transistor de controle externo a ele. Um diagrama esquemático da variante básica do CH com um transistor de controle externo é mostrado na fig. 2.14. Com uma corrente de carga de até 180 ... 190 mA, a queda de tensão no resistor R1 é pequena e o dispositivo funciona da mesma forma que sem transistor. Com uma corrente mais alta, essa queda de tensão atinge 0,6 ... 0,7 V, e o transistor VT1 começa a abrir, limitando assim um novo aumento de corrente através do microcircuito DA1. Ele mantém a tensão de saída em um determinado nível, como em uma ligação típica: com o aumento da tensão de entrada, a corrente de entrada diminui e, conseqüentemente, a tensão do sinal de controle na junção do emissor do transistor VT1, e vice versa. Ao usar tal SN, deve-se ter em mente que a diferença mínima entre as tensões de entrada e saída deve ser igual à soma da queda mínima de tensão no microcircuito usado e a tensão do transistor regulador. Também é necessário tomar cuidado para limitar a corrente através deste transistor, pois quando ele está em curto na carga, pode exceder a corrente através do microcircuito por um fator igual ao coeficiente de transferência de corrente estática do transistor, e chegar a 20 A ou ainda mais. Na maioria dos casos, essa corrente é suficiente para um dia de falha não apenas do transistor de controle, mas também da carga. Esquemas de possíveis variantes de CH com limitação de corrente através do transistor regulador são mostrados na fig. 2.15, 2.16, 2.17. No primeiro deles, esse problema é resolvido ligando em paralelo à junção do emissor do transistor VT1 dois diodos VD1, VD2 conectados em série, que abrem se a corrente de carga exceder 7 A. O estabilizador continua funcionando mesmo com alguns outros aumento de corrente, mas assim que atinge 8 A, aciona o sistema de proteção contra sobrecarga. A desvantagem da opção considerada é a forte dependência da corrente de operação do sistema de proteção dos parâmetros do transistor e dos diodos (pode ser significativamente enfraquecida se o contato térmico entre as caixas desses elementos for garantido). Muito menos essa desvantagem se manifesta em outro estabilizador (Fig. 2.16). Supondo que a tensão na junção do emissor do transistor VT1 e a tensão direta do diodo VD1 sejam aproximadamente as mesmas, a distribuição de corrente entre o microcircuito DA1 e o transistor regulador depende da proporção dos valores de resistência dos resistores R2 e R1. Com uma corrente de saída baixa, a queda de tensão no resistor R2 e no diodo VD1 é pequena, então o transistor VT1 é fechado e apenas o microcircuito funciona. À medida que a corrente de saída aumenta, essa queda de tensão aumenta e, quando atinge 0,6 ... 0,7 V, o transistor começa a se abrir e mais e mais corrente começa a fluir por ele. Ao mesmo tempo, o microcircuito mantém a tensão de saída em um nível determinado pelo seu tipo: quando a tensão aumenta, seu elemento regulador fecha, reduzindo assim a corrente que passa por ele, e a queda de tensão nos circuitos R2, VD1 diminui. Como resultado, a queda de tensão no transistor regulador VT1 aumenta e a tensão de saída diminui.
Se a tensão na saída MV diminuir, o processo de regulação prossegue na direção oposta. A introdução de um resistor R1 no circuito emissor do transistor VT1, que aumenta a estabilidade da operação CH (evita sua autoexcitação), requer um aumento na tensão de entrada. Ao mesmo tempo, quanto maior a resistência desse resistor, menor a corrente de resposta de sobrecarga depende dos parâmetros do transistor VT1 e do diodo VD1. Porém, com o aumento da resistência do resistor, a potência dissipada sobre ele aumenta, com o que a eficiência diminui e o regime térmico do aparelho piora. Autor: Semyan A.P.
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