Regulator napetosti z nizko napetostjo

Vsa sodobna radijska elektronska oprema temelji na elementih, občutljivih na napajanje. Odvisno je ne le od pravilnega delovanja, ampak tudi od učinkovitosti tokokrogov kot celote. Zato so na prvem mestu elektronske naprave opremljene s fiksnimi stabilizatorji z nizkim padcem napetosti. Izdelani so v obliki integriranih vezij, ki jih proizvajajo številni proizvajalci po vsem svetu.

Kaj je napetostni regulator z nizko napetostjo?

Pod regulatorjem napetosti (SN) je mišljena takšna naprava, katere glavna naloga je vzdrževati določeno konstantno napetost na obremenitvi. Vsak stabilizator ima določeno natančnost izhodnega parametra, ki je posledica vrste vezja in komponent, ki so vključene vanj.

Interno CH izgleda kot zaprti sistem, kjer se v avtomatskem načinu nastavi izhodna napetost sorazmerno referenčni (referenčni), ki ustvarja poseben vir. Ta vrsta stabilizatorja se imenuje kompenzacijska. Regulacijski element (RE) v tem primeru je tranzistor - bipolarni ali gonilnik.

Element regulacije napetosti lahko deluje v dveh različnih načinih (opredeljen s shemo gradnje):

• aktiven;
• ključ.

Prvi način pomeni neprekinjeno delovanje RE, drugo - delo v pulznem načinu.

Kje je uporabljen fiksni stabilizator?

Radijska oprema moderne generacije je mobilna v svetovnem merilu. Napajalni sistemi naprav temeljijo na uporabi predvsem kemičnih tokovnih virov. Naloga razvijalcev v tem primeru je pridobiti stabilizatorje z majhnimi splošnimi parametri in čim manj izgubami električne energije na njih.

Moderni HF se uporabljajo v naslednjih sistemih:

• sredstva mobilne komunikacije;
• prenosni računalniki;
• električni elementi mikrokrmilnikov;
• avtonomne delovne varnostne kamere;
• avtonomni varnostni sistemi in senzorji.

Za reševanje problemov napajalne napetosti stacionarne elektronike se uporabljajo stabilizatorji napetosti z nizkim padcem napetosti v primeru s tremi priključki tipa CT (KT-26, KT-28-2 itd.). Uporabljajo se za ustvarjanje preprostih shem:

• polnilci;
• napajalniki za gospodinjske električne naprave;
• merilna oprema;
• komunikacijski sistemi;
• posebna oprema.

Kakšna vrsta določenega tipa HF?

Vsi integrirani stabilizatorji (ki vključujejo fiksne) so razdeljeni v dve glavni skupini:

• Stabilizatorji z najmanjšim padcem nizke napetosti hibridne različice (GISN).
• Polprevodniški mikrovezniki (ISN).

CH prve skupine se izvaja na integriranih mikrovezjih in polprevodniških elementih tipa odprtega telesa. Vse komponente vezja se namestijo na dielektrični substrat, na katerega se z debelimi ali tankimi plasti dodajo debeli vodniki in upori, pa tudi diskretni elementi, kot so spremenljivke upornosti, kondenzatorji itd.

Strukturno mikrovezje predstavljajo popolne naprave, katerih izhodna napetost je fiksna. To so ponavadi stabilizatorji z nizko napetostjo 5 V in do 15 V. Pomembnejši sistemi so zgrajeni na močnih tranzistorjih, odprtem in kontrolnem sistemu (nizka moč), ki temelji na filmih. Tok lahko prenese tok do 5 amperov.

Čipe ICS se izvajajo na enem čipu, ker imajo majhne dimenzije in maso. V primerjavi s prejšnjimi žetoni so bolj zanesljivi in ​​cenejši za proizvodnjo, čeprav so v parametrih slabši od GISN-a.

Linearni SN s tremi zaključki se nanaša na ISN. Če vzamemo serijo L78 ali L79 (za pozitivne in negativne napetosti), potem so razdeljeni na čipe z:

• Tok je na izhodu približno 0,1 A (L78L **).
• Povprečna vrednost toka je približno 0,5 A (L78M **).
• Visokotoki do 1,5 A (L78).

Načelo delovanja linearnega regulatorja z nizkim padcem napetosti

Tipična struktura stabilizatorja je sestavljena iz:

• Izvorna napetost reference.
• Pretvornik (ojačevalnik) signala napake.
• Delilnik signala in regulacijski element, sestavljen na dveh uporovih.

Ker je vrednost napetosti na izhodu neposredno odvisna od odpornosti R1 in R2, so slednji integrirani v čip in SN se dobi s fiksno izhodno napetostjo.

Delo napetostnega regulatorja z nizko padajočo napetostjo temelji na procesu primerjave napetosti referenčne napetosti s tisto, ki gre na izhod. V odvisnosti od stopnje neskladnosti teh dveh parametrov ojačevalnik napak vpliva na vrata tranzistorja moči na izhodu, ki pokriva ali odpira prehod. Tako se dejanska raven električne energije na izhodu stabilizatorja nekoliko razlikuje od deklarirane nominalne vrednosti.

Tudi v shemi so senzorji zaščite pred pregrevanjem in pretočnimi tokovi. Pod vplivom teh senzorjev, izhodni tranzistor popolnoma zapre kanal in ustavi oddajanje toka. V načinu izklopa mikrovezje porabi le 50 mikrometrov.

Sheme vklapljanja stabilizatorja z nizko napetostjo

Integriran stabilizator mikrovezja je primeren tako, da ima vse potrebne elemente. Namestitev na ploščo zahteva vključitev samo filtrirnih kondenzatorjev. Slednji so namenjeni odstranjevanju motenj, ki prihajajo iz vira toka in obremenitve, kot je prikazano na sliki.

Glede CH 78xx serije in uporaba tantala ali keramičnih kondenzatorjev shunt vhod in izhod, mora biti kapacitivnost zadnji znotraj 2 uF (input) in 1 F (dobitek) za vse možne vrednosti napetosti in toka. Če uporabljate aluminijaste kondenzatorje, njihova ocena ne sme biti manjša od 10 μF. Elemente povežite čim bliže izhodom čipa.

V primeru, ko ni regulatorja napetosti z nizkim padcem napetosti želene vrednosti, je mogoče zvišati nominalno vrednost CH od nižje do višje. Z zvišanjem ravni električne energije na skupnem izhodu se doseže, da se poveča za enako količino na obremenitvi, kot je prikazano na diagramu.

Prednosti in slabosti linearnih in impulznih stabilizatorjev

Integrirano mikrovezje neprekinjenega delovanja (SN) imajo naslednje prednosti:

1. Izvede se v enem paketu majhne velikosti, ki vam omogoča, da jih učinkovito namestite na delovni prostor tiskanega vezja.
2. Ne potrebujete namestitve dodatnih kontrol.
3. Zagotovite dobro stabilizacijo izhodnega parametra.

Slabosti vključujejo nizko učinkovitost, ki ne presega 60%, povezana z padcem napetosti integriranega regulacijskega elementa. Ko je moč čipa visoka, je potrebno uporabiti radiator za hlajenje kristala.

Upoštevajo se bolj produktivne impulzni regulatorji napetosti z nizkim padcem napetosti na polju, katerega učinkovitost je približno 85%. To se doseže s pomočjo načina delovanja regulacijskega elementa, v katerem tok prehaja skozi impulze.

Slabosti sheme impulzne SN vključujejo:

1. Kompleksnost shematične izvedbe.
2. Prisotnost impulznega šuma.
3. Nizka stabilnost izhodnega parametra.

Nekatera vezja z linearnim regulatorjem napetosti

Poleg ciljne uporabe mikročip kot CH, je mogoče razširiti obseg njihove uporabe. Nekatere variante takšnih tokokrogov na osnovi integriranega vezja L7805.

Omogočanje stabilizatorjev v vzporednem načinu

Če želite povečati tok tovora, so CHs vzporedno povezani. Da bi zagotovili delovanje takega vezja, je v njem dodatno nameščen majhen upor med obremenitvijo in izhodom stabilizatorja.

Trenutni stabilizator na osnovi CH

Obstajajo obremenitve, ki jih je treba dobavljati s konstantnim (stabilnim) tokom, na primer z verigo LED.

Shema krmiljenja hitrosti ventilatorja v računalniku

Regulator te vrste je zgrajen tako, da pri prvem vklopu hladilnik prejme vse 12 V (za njegovo centrifugiranje). Potem, ko je polnjenje kondenzatorja C1 s spremenljivim uporom R2 končano, bo mogoče nastaviti vrednost napetosti.

Zaključek

Zbiranje vezje s pomočjo regulatorja napetosti z nizko osipa napetosti z rokami, je pomembno imeti v mislih, da so nekatere vrste čipov (zgrajena na področju učinek tranzistorji) ne more biti običajna spajkalnik za neposredno spajkanje na liniji 220 brez razloga podvozja. Njihova statična elektrika lahko onesposobi elektronski element!