Estabilizador com uma pequena queda de tensão mínima, 5-10/5 volts. Esquema, descrição

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Um dos parâmetros importantes dos estabilizadores de tensão serial (incluindo os de microcircuito) é a tensão mínima permitida entre a entrada e a saída do estabilizador ΔUmin na corrente de carga máxima. Ele mostra em qual diferença mínima entre as tensões de entrada Uin e saída Uout todos os parâmetros do estabilizador estão dentro da faixa normal. Infelizmente, nem todos os radioamadores prestam atenção nisso, geralmente eles estão interessados apenas na tensão de saída e na corrente máxima de saída. Enquanto isso, esse parâmetro tem um impacto significativo na qualidade da tensão de saída e na eficiência do estabilizador.

Por exemplo, os estabilizadores de microcircuito amplamente utilizados da série LM78xx (xx é um número igual à tensão de estabilização em volts) têm a tensão mínima permitida ΔUmin = 2 V a uma corrente de 1 A. Na prática, isso significa que para um estabilizador no microcircuito LM7805 (U, = 5 V) a tensão U deve ser de pelo menos 7 V. Se a amplitude de ondulação na saída do retificador atingir 1 V, o valor de Uin min aumenta para 8 V e levando em consideração a instabilidade de a tensão de rede dentro de ± 10%, aumenta para 8,8 V. Como resultado, a eficiência do estabilizador não excederá 57% e, com uma grande corrente de saída, o microcircuito ficará muito quente.

Uma saída possível é o uso dos chamados estabilizadores de microcircuito Low Dropout (com baixa queda de tensão), por exemplo, a série KR1158ENxx (ΔUmin \u0,6d 0,5 V a uma corrente de 1084 A) ou LM1,3 (ΔUmin \u5d XNUMX V a uma corrente de XNUMX A ). Mas valores ainda mais baixos de U podem ser alcançados se um poderoso transistor de efeito de campo for usado como elemento regulador. é sobre esse dispositivo que será discutido mais adiante.

O esquema do estabilizador proposto é mostrado na fig. 1.

(clique para ampliar)

O transistor de efeito de campo VT1 está incluído na linha de alimentação positiva. O uso de um dispositivo com canal n se deve aos resultados dos testes realizados pelo autor: descobriu-se que esses transistores são menos propensos à autoexcitação e, via de regra, sua resistência de canal aberto é menor que a de canais p. Controla o regulador de tensão paralelo VT1 do transistor DA1. Para que o transistor de efeito de campo abra, a tensão em sua porta deve ser pelo menos 2,5 V maior do que na fonte. Portanto, uma fonte adicional é necessária com uma tensão de saída que exceda a tensão no dreno do transistor de efeito de campo exatamente neste valor.

Essa fonte - um conversor de tensão elevador - é montada em um chip DD1. Elementos lógicos DD1.1, DD1.2 usados no gerador de pulsos com uma taxa de repetição de cerca de 30 kHz, DD1.3, DD1.4 - buffer; os diodos VD1, VD2 e os capacitores C3, C4 formam um retificador de duplicação de tensão, o resistor R2 e o capacitor C5 formam um filtro de suavização.

Os capacitores C6, C7 garantem uma operação estável do dispositivo. A tensão de saída (seu valor mínimo é 2,5 V) é definida por um resistor de ajuste R4.

Testes de laboratório do layout do dispositivo mostraram que com uma corrente de carga de 3 A e uma diminuição na tensão de entrada de 7 para 5,05 V, a saída diminui de 5 para 4,95 V. Em outras palavras, na corrente especificada, a queda mínima de tensão não excede 0,1 V. Isso permite que você use mais plenamente os recursos da fonte de alimentação primária (retificador) e aumente a eficiência do estabilizador de tensão.

Os detalhes do dispositivo são montados em uma placa de circuito impresso (Fig. 2) feita de fibra de vidro de folha unilateral com espessura de 1x5x2 mm.

Estabilizador com uma pequena queda de tensão mínima, 5-10/5 volts

Resistores fixos - P1-4, MLT, trimmer - SPZ-19a, capacitores C2, C6 C7 - cerâmica K10-17, o restante - importações de óxido, por exemplo, a série TK da Jamicon. Em um estabilizador com tensão de saída de 3.6 V, deve ser usado um transistor de efeito de campo com tensão de abertura não superior a 2,5 V. Para esses transistores da International Rectifier, a letra L geralmente está presente na marcação. Com uma carga corrente de mais de 1,5 ... 2 A, é necessário usar um transistor com uma resistência de canal aberto não superior a 0,02 ... 0,03 Ohm.

Para evitar o superaquecimento, o transistor de efeito de campo é fixado em um dissipador de calor e uma placa pode ser colada nele por meio de uma junta isolante. A aparência da placa montada é mostrada na fig. 3.

Estabilizador com uma pequena queda de tensão mínima, 5-10/5 volts

A tensão de saída do estabilizador pode ser aumentada, mas não se deve esquecer que a tensão de alimentação máxima do microcircuito K561LA7 é de 15 V, e o valor limite da tensão de porta-fonte do transistor de efeito de campo na maioria dos casos não excede 20 V. Portanto, nesse caso, um conversor boost montado de acordo com um circuito diferente (em uma base de elemento que permite uma tensão de alimentação mais alta) e limita a tensão na porta do transistor de efeito de campo conectando um diodo zener em paralelo com o capacitor C5 com a tensão de estabilização apropriada.

Se o estabilizador deve ser embutido em uma fonte de energia com um transformador abaixador, o conversor de tensão (microcircuito DD1, diodos VD1, VD2, resistor R1 e capacitores C2, C3) pode ser excluído e o retificador "principal" na ponte de diodos VD5 (Fig. 4) pode ser complementado com um dobrador de tensão nos diodos VD3, VD4 e capacitor C9 (a numeração dos elementos continua o que foi iniciado na Fig. 1).

Estabilizador com uma pequena queda de tensão mínima, 5-10/5 volts

Autor: I. Nechaev, Moscou

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