Estabilizadores de tensão de microcircuito de ampla aplicação. Data de referência

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Um dos componentes importantes dos equipamentos eletrônicos é o estabilizador de tensão na fonte de alimentação. Mais recentemente, essas unidades foram construídas em diodos e transistores zener. O número total de elementos estabilizadores foi bastante significativo, especialmente se fosse necessário regular a tensão de saída, proteger contra sobrecarga e curto-circuito de saída e limitar a corrente de saída em um determinado nível.

Com o advento dos microcircuitos especializados, a situação mudou. Os estabilizadores de tensão de microcircuitos fabricados são capazes de operar em uma ampla faixa de tensão e corrente de saída; eles geralmente possuem um sistema de proteção integrado contra sobrecorrente e superaquecimento - assim que a temperatura do cristal do microcircuito excede o valor permitido, a corrente de saída é limitado.

Atualmente, a gama de microcircuitos estabilizadores de tensão nacionais e estrangeiros é tão ampla que se tornou bastante difícil navegar nela. As tabelas abaixo têm como objetivo facilitar a seleção preliminar de um estabilizador de microcircuito para um dispositivo eletrônico específico.

Na tabela 1 apresenta uma lista dos microcircuitos estabilizadores de tensão linear de três pinos mais comuns no mercado nacional para tensão de saída fixa e seus principais parâmetros; na Fig. A Figura 1 simplifica a aparência dos dispositivos e também indica sua pinagem. A tabela inclui apenas estabilizadores com tensão de saída na faixa de 5...27 V - a grande maioria dos casos de prática de rádio amador se enquadra nesse intervalo. O design de dispositivos estranhos pode diferir daquele mostrado na Fig. 1.

Deve-se ter em mente que as informações sobre a dissipação de energia durante a operação de um microcircuito com dissipador de calor geralmente não são indicadas nas fichas técnicas dos dispositivos, portanto na Tabela. 1 e 2 fornecem alguns valores médios obtidos nos gráficos disponíveis na documentação. Observamos também que microcircuitos da mesma série, mas para valores de tensão diferentes, podem diferir na dissipação de potência.

Vários microcircuitos fabricados no exterior e no exterior possuem marcações que não atendem ao sistema padronizado russo. Assim, antes da designação dos estabilizadores dos grupos 78, 79, 78L, 79L, 78M, 79M listados na tabela, na realidade pode haver uma ou duas letras que codificam, via de regra, o fabricante. Atrás das designações indicadas na tabela também podem existir letras e números que indicam determinados designs ou características operacionais do microcircuito.

Informações mais detalhadas sobre algumas séries de estabilizadores de microcircuitos domésticos são colocadas em [1-5], e sobre estrangeiros - em [6,7].

Alguns tipos de estabilizadores domésticos possuem uma numeração digital de pinos original e bem estabelecida (é mostrada na Fig. 1 entre colchetes). Isso aconteceu porque inicialmente os microcircuitos dessas séries eram produzidos em embalagens de “chips” com numeração de pinos padronizada. Depois de estabelecida a produção em embalagens de “transistores”, a numeração dos pinos foi preservada.

nota 1: Foi produzido um lote piloto com pinagem correspondente à Fig. 1, a.
nota 2: Eles também produzem variedades para corrente de carga de até 1 A.

Um circuito típico para conectar estabilizadores de microcircuitos a uma tensão de saída fixa é mostrado na Fig. 2,a e b. Para todos os microcircuitos, a capacitância do capacitor de entrada C1 deve ser de pelo menos 2,2 μF para capacitores de cerâmica ou óxido de tântalo e de pelo menos 10 μF para capacitores de óxido de alumínio, e o capacitor de saída C2 deve ser de pelo menos 1 e 10 μF, respectivamente. Alguns microcircuitos permitem uma capacidade menor, mas os valores indicados garantem o funcionamento estável de quaisquer estabilizadores. O papel do filtro de entrada pode ser desempenhado por um capacitor de filtro de suavização se estiver localizado a não mais de 70 mm do corpo do microcircuito. Em [6], muitos diagramas de várias opções para conectar estabilizadores de microcircuitos foram publicados para fornecer uma corrente de saída mais alta, alterar a tensão de saída, implementar outras opções de proteção e usar um estabilizador de tensão como gerador de corrente.

Se for necessário um valor não padronizado de tensão de saída estabilizada ou sua regulação suave, é conveniente usar estabilizadores de microcircuitos ajustáveis ​​​​especializados que mantêm uma tensão de 1,25 V entre a saída e o pino de controle. A lista deles é apresentada na tabela. 2, e um diagrama de conexão típico para estabilizadores com um elemento de controle no fio positivo está na Fig. 3. Os resistores R1 e R2 formam um divisor de tensão externo ajustável, que está incluído no circuito para definir o nível de tensão de saída Uout igual a Uout=1,25(1+R2/R1)+Ipot.R2, onde Ipot=50... 100 μA - consumo de corrente próprio do microcircuito. O número 1,25 nesta fórmula é a tensão mencionada acima entre a saída e o terminal de controle, que mantém o estabilizador em modo de operação.

Observe que, ao contrário dos estabilizadores para tensão de saída fixa, os ajustáveis ​​​​não funcionam sem carga. O valor mínimo da corrente de saída dos estabilizadores ajustáveis ​​​​de baixa potência é 2,5...5 mA e 5...10 mA para os de alta potência. Na maioria das aplicações, a carga é o divisor de tensão resistivo R1R2 na Fig. 3.

Usando este esquema, você também pode ligar estabilizadores com uma tensão de saída fixa. Porém, em primeiro lugar, a corrente que consomem é muito maior (2...4 mA) e, em segundo lugar, é menos estável quando a corrente de saída e a tensão de entrada mudam. Por estas razões, o coeficiente de estabilização máximo possível do dispositivo não pode ser alcançado.

Para reduzir o nível de ondulação de saída, especialmente em tensões de saída mais altas, recomenda-se incluir um capacitor de suavização C3 com capacidade de 10 μF ou mais. Os requisitos para os capacitores C1 e C2 são os mesmos dos capacitores correspondentes dos estabilizadores fixos.

Se o estabilizador operar na tensão de saída máxima, se o circuito de entrada for acidentalmente fechado ou a fonte de alimentação for desligada, o microcircuito será exposto a uma grande tensão reversa do lado da carga e poderá ser danificado. Para proteger o microcircuito na saída em tais situações, um diodo de proteção VD1 é conectado em paralelo a ele.

Outro diodo de proteção - VD2 - protege o microcircuito na lateral do capacitor carregado C3. O diodo descarrega rapidamente este capacitor no caso de um curto-circuito de emergência no circuito de saída ou entrada do estabilizador.

Tudo o que foi dito acima serve apenas para a seleção preliminar de um estabilizador; antes de projetar uma fonte de alimentação, você deve se familiarizar com todas as características de referência, pelo menos para saber exatamente qual é a tensão de entrada máxima permitida, se a estabilidade do a tensão de saída é suficiente quando a tensão de entrada, a corrente de carga ou a temperatura mudam. Podemos ter certeza de que os microcircuitos listados no artigo estão em nível técnico suficiente para resolver a grande maioria dos problemas na prática do rádio amador.

Os estabilizadores descritos têm uma desvantagem notável - uma tensão mínima necessária bastante grande entre entrada e saída - 2...3 V, mas é mais do que compensada pela facilidade de uso e pelo baixo preço dos microcircuitos.

Literatura

1. Shcherbina A., Blagiy S. Estabilizadores de microcircuitos série 142, K142, KR142. - Rádio, 1990, nº 8, p. 89, 90; Nº 9, pág. 73,74.
2. Nefedov A., Golovina V. Chips KR142EN12. - Rádio, 1993, nº 8, p. 41,42.
3. Nefedov A., Golovina V. Microcircuitos KR142EN18A, KR142EN18B. - Rádio, 1994, nº 3, p. 41, 42.
4. Nefedov A. Estabilizadores de microcircuitos da série KR1157. - Rádio, 1995, nº 3, p. 59, 60.
5. Nefedov A., Valyavsky A. Estabilizadores de microcircuitos da série KR1162. - Rádio, 1995, nº 4, p. 59, 60.
6. Circuitos integrados. Microcircuitos para fontes de alimentação lineares e sua aplicação. - DODECA (primeira ed.), 1996, 288 pp.; 1998 (segunda edição), 1998, 400 p.
7. Nefedov A. V., Savchenko A. M., Feoktistov Yu. F. Circuitos integrados estrangeiros para equipamentos eletrônicos industriais. Diretório. - M.: Energoatomizdat, 1989.

Autor: S. Biryukov, Moscou

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