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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Estabilizadores de tensão linear com alta eficiência. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Protetores contra surtos A principal desvantagem dos estabilizadores lineares de média e alta potência é a sua baixa eficiência. Além disso, quanto menor for a tensão de saída da fonte de alimentação, menor será a sua eficiência. Isso é explicado pelo fato de que no modo de estabilização, o transistor de potência da fonte de alimentação é geralmente conectado em série com a carga, e para operação normal de tal estabilizador, uma tensão coletor-emissor (Uke) de pelo menos 3,5 V deve operar no transistor regulador. Em correntes superiores a 1 A, isso provoca perdas de potência significativas devido à liberação da energia térmica dissipada pelo transistor líquido. O que leva à necessidade de aumentar a área do dissipador de calor ou utilizar ventilador para resfriamento forçado. Difundidos devido ao seu baixo custo, os estabilizadores de tensão linear integrados em microcircuitos da série 142EN (5.14) apresentam a mesma desvantagem. Recentemente, surgiram à venda microcircuitos importados da série "LOW DROP" (SD, DV, LT1083/1084/1085), que podem operar com tensão reduzida entre entrada e saída (até 1...1,3 V) e fornecem uma tensão de saída estabilizada na faixa de 1,25...30 V a uma corrente de carga de 7,5/5/3 A, respectivamente. O análogo doméstico mais próximo em termos de parâmetros, tipo KR142EN22, possui corrente máxima de estabilização de 5 A. Na corrente máxima de saída, o modo de estabilização é garantido pelo fabricante com tensão de entrada-saída de no mínimo 1,5 V. Os microcircuitos também possuem proteção embutida contra excesso de corrente na carga do valor permitido e proteção térmica contra superaquecimento de O caso. Esses estabilizadores fornecem instabilidade da tensão de saída de 0,05%/V, instabilidade da tensão de saída quando a corrente de saída muda de 10 mA para um valor máximo não pior que 0,1% V. Um circuito típico para ligar tais estabilizadores de tensão é mostrado na fig. 4.1.
Os capacitores C2...C4 devem estar localizados próximos ao microcircuito e é melhor que sejam de tântalo. A capacitância do capacitor C1 é selecionada a partir da condição de 2000 μF por 1 A de corrente. Os microcircuitos estão disponíveis em três tipos de designs de invólucro, mostrados na Fig. 4.2. O tipo de habitação é indicado pelas últimas letras da designação.
É economicamente viável utilizar tais estabilizadores de tensão quando a corrente de carga for superior a 1 A, bem como em caso de falta de espaço no projeto. Elementos discretos também podem ser usados como fonte de alimentação econômica. Mostrado na Fig. 4.3 o circuito é projetado para uma tensão de saída de 5 V e uma corrente de carga de até 1 A. Ele garante operação normal com uma tensão mínima no transistor de potência (0,7...1,3 V). Isso é conseguido usando um transistor (VT2) com Uke de baixa tensão no estado aberto como regulador de potência, o que permite que o circuito estabilizador opere em tensões de entrada-saída mais baixas.
O circuito possui proteção (tipo gatilho) caso a corrente na carga ultrapasse o valor permitido, bem como a tensão na entrada do estabilizador ultrapasse 10,8 V. A unidade de proteção é feita no transistor VT1 e no tiristor VS1. Quando o tiristor é acionado, ele desliga a alimentação do microcircuito DA1 (o pino 7 está em curto-circuito com o fio comum). Neste caso, o transistor VT3 e, portanto, VT2, fechará e a saída terá tensão zero. O circuito só pode retornar ao seu estado original após eliminar a causa que causou a sobrecarga, desligando e ligando a fonte de alimentação. O capacitor C3 normalmente não é necessário - sua função é facilitar a inicialização do circuito no momento da ligação. A topologia da placa de circuito impresso para montagem dos elementos é mostrada na Fig. 4.4 (contém um jumper de volume).
O transistor VT2 é montado em um radiador. As seguintes peças foram utilizadas na fabricação: resistor ajustado R8 tipo SPZ-19a, demais resistores de qualquer tipo; capacitores C1 - K50-29V para 16 V, C2...C5 - K10-17, C5 - K52-1 para 6,3 V. O circuito pode ser complementado com um indicador LED para operação de proteção (HL1). Para isso, será necessário instalar elementos adicionais: diodo VD3 e resistor R10, conforme mostrado na Fig. 4.5.
Autor: Shelestov I.P.
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