Микросхемы стабилизаторов напряжения

Линейные стабилизаторы напряжения на транзисторах и интегральных
микросхемах.

Онлайн расчёт элементов схем линейных стабилизаторов с фиксированным и
регулируемым выходным напряжением.

Для поддержания стабильной работы и сохранения заявленных параметров электрооборудования его питание в большинстве случаев должно осуществляться постоянным и неподконтрольным никаким внешним воздействиям напряжением. Как правило, эта функция возлагается на устройства, называемые стабилизатором напряжения.
Стабилизатор напряжения — это преобразователь электрической энергии, предназначенный для поддержания уровня выходного напряжения в заданных пределах при изменениях следующих величин: входного напряжения, сопротивления нагрузки, а также в идеале — температуры и иных внешних воздействий.

Ещё не так давно подобные узлы строились на стабилитронах и транзисторах, однако с появлением специализированных микросхем, необходимость в самостоятельном конструировании подобных схем скоротечно отпочковалась, ввиду очевидной простоты реализации стабилизаторов, выполненных на интегральных микросхемах. А зря!

Там, где значения коэффициента стабилизации Кст допустимо исчислять десятками, а не сотнями-тысячами, простейший параметрический стабилизатор не только имеет право на существование, но и выигрывает у своих интегральных собратьев по такому важному параметру, как чистота выходного напряжения и отсутствие импульсных помех в момент резкого изменения тока нагрузки.
Давайте рассмотрим такие простейшие устройства стабилизаторов напряжения.

Рис.1 а) Простейшая схема б) С эмиттерным повторителем в) С регулируемым вых. напряжением

Схема стабилизатора напряжения, приведённая на Рис.1 а), используется в основном с устройствами, через которые не протекает существенных токов. От номинала резистора Rст зависит величина тока Iвх, протекающего как через стабилитрон, так и через нагрузку. Величина этого тока рассчитывается по формуле: Rст = (Uвх — Uст)/ Iвх ,
а Iвх должен удовлетворять условию Iвх ≥ Iн. макс + Iст. мин , где Iн. макс — максимальный ток в нагрузке при заданном выходном напряжении, а Iст. мин — минимальный ток стабилизации стабилитрона, указанный в характеристиках полупроводника. В стабилитронах отечественных производителей параметр Iст. мин , как правило, задан в явном виде, у зарубежных может быть не указан вообще. Куда податься бедному еврею? Я бы рекомендовал в этом случае ориентироваться на значение тока из datasheet-ов «Izk» (значение при котором стабилитрон обладает максимальным импедансом) и увеличить эту величину в 2. 3 раза. Хотя, по большому счёту, оптимальным (с точки зрения достижения максимальных параметров) током для стабилитрона является тестовый ток, при котором измеряются основные характеристики полупроводника.

Для наиболее эффективного выполнения своих задач стабилитрону довольно важно, чтобы мощность нагрузки не превышала мощности, рассеиваемой на полупроводнике. Поэтому если возникает потребность стабилизации напряжения в нагрузках, потребляющих значительную мощность, используется дополнительный усилитель тока — эмиттерный повторитель (Рис.1 б)). В этом случае нагрузкой для стабилитрона является входное сопротивление повторителя Rвх ≈ Rн x (1 + β) , т.е. ток нагрузки можно увеличить в β раз. Тут важно учитывать падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора, в связи с чем напряжение на выходе стабилизатора будет на 0,6. 0,7 В (на 1,2. 1,4 В для составного транзистора) меньше напряжения стабилизации стабилитрона .

Установив параллельно стабилитрону переменный резистор (Рис.1 в)), возникает возможность изменять напряжение стабилизации в нагрузке от нуля почти до максимального значения напряжения стабилизации стабилитрона (за вычетом падения напряжения Uбэ на переходе транзистора). Естественно, что ток, протекающий через переменник, также необходимо учитывать, задаваясь его значением — не меньшим, чем входной ток эмиттерного повторителя.
Сдобрим пройденный материал калькулятором.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ ЛИНЕЙНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Схемы компенсационных линейных стабилизаторов являются основой большинства интегральных микросхем, выполняющих функцию стабилизации напряжений и токов, и в простейшем виде могут быть выполнены на стабилитроне и паре транзисторов (Рис.2).

Рис.2 Схемы компенсационных линейных стабилизаторов напряжения

Здесь стабилитрон является источником опорного напряжения, а транзистор Т2 — устройством сравнения выходного напряжения, поступающего через резистивный делитель на его базу, с опорным значением напряжения на его эмиттере. Повысилось выходное напряжение, а вместе с ним напряжение на базе Т2, транзистор приоткрывается и притягивает напряжение на базе регулирующего транзистора Т1 к минусовой (земляной) шине, тем самым, уменьшая напряжение на его эмиттере, а соответственно и на выходе схемы. Снизилось выходное напряжение — всё то же самое, только наоборот. Компенсационные стабилизаторы на транзисторах имеют более высокий коэффициент стабилизации по сравнению с устройствами, представленными на Рис.1, но в связи наличием обратной связи имеют и свои недостатки.
В связи с этим подробно останавливаться на них мы не будем, а перейдём сразу к интегральным стабилизаторам, имеющим похожий принцип действия, но значительно более сложным по структуре, обладающих более высокими характеристиками и при этом — очень простых и удобных в реализации.

Существует два типа подобных интегральных микросхем: регулируемые стабилизаторы напряжения и стабилизаторы с фиксированным значением выходного напряжения. Во втором случае схема стабилизатора приобретает неприлично примитивный вид, незаслуживающий какого-то серьёзного обсуждения.
В случае же стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением, схема всё ещё остаётся достаточно простой, но требует некоторых умственных манипуляций, связанных с расчётом резистивного делителя для получения требуемого выходного напряжения.

Типовая схема включения большинства регулируемых микросхем приведена на Рис.3.


Рис.3

Формула для расчёта выходного напряжения имеет вид Vout = Vref x (1+R2/R1) + Iadj x R2 ,
причём номинал сопротивления R1, как правило, задаётся производителем микросхемы для достижения наилучших параметров выходных характеристик.

Отдельные бойцы для снижения пульсаций ставят дополнительные электролиты значительных величин параллельно резистору R2. Оно, конечно, бойцы эти герои, но зачем же стулья ломать?
Любое резкое увеличение тока нагрузки, приводящее к снижению выходного напряжения, не сможет моментально отработаться схемой автоматической регулировки из-за задержки в цепи обратной связи, обусловленной данным конденсатором, а это в значительной степени снизит быстродействие устройства.
И если для статических нагрузок параметр быстродействия стабилизатора по барабану, то для динамических (к примеру, таких как УНЧ) — очень даже немаловажен. Поэтому — либо эти электролиты вообще не нужны, либо (если их настоятельно рекомендует Datasheet) ставить конденсаторы небольших номиналов в строгом соответствии с рекомендациями производителя.

Для начала — справочная таблица с основными техническими характеристиками наиболее часто используемых интегральных стабилизаторов с регулировкой выходного напряжения.

Приведённая ниже таблица позволяет рассчитать номиналы резисторов делителя некоторых популярных типов микросхем регулируемых стабилизаторов, представленных разными производителями.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ МИКРОСХЕМ — СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Если не хотите, чтобы вдруг «раздался мощный пук» — послеживайте за полярностью включения конденсатора С2. Она должна совпадать с полярностью входного (выходного) напряжения.

Отдельно хочу остановиться на МИКРОМОЩНЫХ СТАБИЛИЗАТОРАХ С МАЛЫМ СОБСТВЕННЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ.

Такого рода стабилизаторы окажутся совсем не лишними в хозяйстве, так как смогут обеспечить такой важнейший показатель радиоэлектронной аппаратуры с автономным питанием, как экономичность входящих в её состав узлов.

Здесь выбор интегральных микросхем заметно беднее, а цены, как правило, заметно ощутимей, чем на аналоги со стандартным потреблением, поэтому начну я с простой, но проверенной временем схемы на дискретных элементах.


Рис.2

Чем хорош КТ315 в данном включении?
На обратно смещённом переходе КТ315 при напряжении 6 — 7,5В, в зависимости от экземпляра транзистора, возникает электрический (не побоюсь этого слова) пробой, что позволяет использовать его в качестве стабилитрона на эту-же самую величину напряжения пробоя. При этом транзистор в таком включении, в отличие от многих промышленных стабилитронов, хорошо работает и при малых токах стабилизации, порядка 100 мкА.

Из относительно гуманных по цене интегральных стабилизаторов с малым собственным потреблением, могу порекомендовать LP2950, LP2951, LM2931, LM2936 и им подобные.

Стабилизатор напряжения на микросхеме — технические параметры

Сегодня для подключения аппаратуры к питанию редко применяют транзисторные стабилизаторы напряжения. Это обуславливается широкой популярностью использования интегральных приборов стабилизации.

Использование микросхем

Рассмотрим свойства импортных и отечественных микросхем, которые выступают вместо стабилизаторов напряжения. Они имеют параметры по таблице.

Зарубежные стабилизаторы серии 78… служат для выравнивания положительного, а серии 79… — отрицательного потенциала напряжения. Типовые микросхемы с обозначением L – маломощные приборы. Они сделаны в небольших пластиковых корпусах ТО 26. Стабилизаторы мощнее изготавливают в корпусе типа ТОТ, по подобию транзисторов КТ 805, и монтируются на теплоотводящие радиаторы.

Схема соединений микросхемы КР 142 ЕН5

Такая микросхема служит для создания стабильного напряжения 5-6 В, при силе тока 2-3 А. Электрод 2 микросхемы подключен к металлической основе кристалла. Микросхему фиксируют сразу на корпусе без изоляционных прокладок. Величина емкости зависит от наибольшего тока, протекающего через стабилизатор и при наименьших токах нагрузки – величину емкости нужно увеличить – конденсатор на входе должен быть не меньше 1000 мкФ, а на выходе не менее 200 мкФ. Рабочее значение напряжения емкостей должно подходить выпрямителю с резервом в 20%.

Читайте также  Датчик оборотов двигателя для контроллера

Если в схему электрода микросхемы (2) подключить стабилитрон, то напряжение выхода повысится до величины напряжения микросхемы, и к этому значению прибавляется напряжение стабилитрона.

Сопротивление на 200 Ом предназначено для повышения тока, протекающего через стабилитрон. Это оптимизирует стабильность напряжения. В нашем случае напряжение будет 5 + 4,7 = 9,7 В. Слабые стабилитроны подключаются подобным образом. Для повышения силы тока выхода стабилизатора можно применить транзисторы.

Микросхемы 79 типа служат для выравнивания отрицательного значения и в цепь подключаются подобным образом.

В серии микросхем КР 142 есть прибор с изменяемым напряжением выхода – КР 142ЕН12 А:

Нужно учесть, что цоколевка ножек 79 типа микросхем и КР 142 ЕН 12 имеют отличия от типовой. Эта схема при напряжении входа 40 В может выдать напряжение 1,2-37 В при силе тока до 1,5 А.

Замена стабилитронам

Одними из основных компонентов электронной аппаратуры стали стабилизаторы напряжения. До недавнего времени такие компоненты включали в себя:

  • Транзисторы различных серий.
  • Стабилитроны.
  • Трансформаторы.

Суммарное количество деталей стабилизатора было немалое, особенно регулируемого прибора. При возникновении специальных микросхем все изменилось. Новые микросхемы для стабилизаторов изготавливаются для большого интервала напряжений, со встроенными опциями защиты.

В таблице указан список популярных микросхем стабилизаторов с обозначениями.

Если нужно нестандартное напряжение с регулировкой, то применяют 3-выводные микросхемы с напряжением 1,25 вольт выхода и вывода управления.

Типовая схема работы микросхем на определенное напряжение показана на рисунке. Емкость С1 не ниже 2,2 микрофарад.

Регулируемые микросхемы в отличие от фиксированных приборов, без нагрузки работать не могут.

Наименьший ток регулируемых микросхем 2,5-5 миллиампер для слабых моделей, и до 10 миллиампер для мощных. Для уменьшения пульсаций напряжения при повышенных напряжениях целесообразно подключать выравнивающий конденсатор величиной 10 мкФ. Диод VD 1 служит защитой микросхемы, если нет входного напряжения и подачи ее выхода к питанию. Диод VD 2 предназначен для разряжания емкости С2 при замыкании цепи входа или выхода.

Недостатки микросхем

Свойства микросхем остаются на уровне большинства использования в практике радиолюбителей. Из недостатков микросхем можно отметить:

  1. Повышенное наименьшее напряжение между выходом и входом, составляющее 2-3 вольта.
  2. Ограничения на наибольшие параметры: напряжение входа, рассеиваемая мощность, ток выхода.

Указанные недостатки не слишком заметны и быстро окупаются простым использованием и малой стоимостью.

Микросхемы стабилизаторы напряжения. Главная ошибка при использовании.

В данной статье рассказано как правильно использовать характеристики микросхем линейных стабилизаторов напряжения 7805,7808,7812 и аналогичных КР142ЕН5,8,12.

Самые распространенные микросхемы, которые применяются в блоках питания различных устройств. Такое широкое распространение получили ввиду предельно простой схемы подключения и довольно хороших параметров при правильном использовании. Основная схема подключения выглядит так:

Микросхемы стабилизаторы напряжения выпускаются разной мощности:

Обозначения на микросхеме:

Корпуса микросхем в зависимости от мощности тоже разные:

Микросхемы стабилизаторы напряжения большой мощности выпускают на выходные напряжения от 5В до 24В:

При этом входные напряжения и температурные характеристики такие:

Характеристики для микросхем средней мощности такие:

И для микросхем малой мощности соответственно такие:

При этом ряд напряжений на выходе для микросхем малой мощности выглядит так:

3.3; 5; 6; 8; 9; 10; 12; 15; 18; 24 Вольта

Какие же параметры для микросхем стабилизаторов напряжения в основном приводят в интернете? Рассмотрим наиболее распространенные случаи на конкретном примере:

При нагрузке свыше 14 Вт, стабилизатор желательно установить на алюминиевый теплоотвод, чем больше нагрузка, тем больше нужна площадь охлаждаемой поверхности.
Производят в основном в корпусе ТО-220
Максимальный ток нагрузки: 1.5 В
Допустимое входное напряжение: 35 В
Выходное напряжение: 5 В
Число регуляторов в корпусе: 1
Ток потребления: 6 мА
Погрешность: 4 %
Диапазон рабочих температур: 0 C … +140 C
Отечественный аналог КР142ЕН5А

Казалось, бы, все выписано из документации (DataSheet). Как человек воспринимает такую информацию. Наибольшее напряжение 35 В, хорошо, я не буду брать предел, возьму 30В. Максимальный ток нагрузки 1,5 А. Не буду брать предельное значение, возьму 1 А. Собирает схему по этим данным, а она, проработав некоторое время выходит из строя. Некоторые не понимают, грешат на качество микросхем. Ведь не заставлял работать микросхему на предельных значениях напряжения и тока, а она вышла из строя.

А все дело в том, что многие забывают о главном параметре, который указан в документации, но как-то не привлекает внимание так как напряжение и ток. Это максимальная мощность, которую может рассеивать микросхема стабилизатор. Как правило ее указывают прямо. Например, для мощных микросхем это 1,5 Вт без радиатора и 15 Вт с радиатором.

Что же получается при выбранном токе 1А и максимальном напряжении 30В, например, для микросхемы с выходным напряжением 5В. Поскольку стабилизатор линейный то на микросхеме упадет 30 – 5 = 25 В. При токе 1А мощность, рассеиваемая на микросхеме, составит 1А × 25В = 25Вт. Это почти в два раза больше допустимой мощности с радиатором. Вот она и выходит из строя. Получается, что при входном напряжении 30 В максимальный ток в нагрузке не может превышать 15 Вт : 25 В = 0,6 А.

В таблицах, приведенных выше в этой статье, для микросхем средней мощности без радиатора предельная мощность 1,2 Вт, а с радиатором, 12 Вт. Для микросхем малой мощности установка радиаторов не предусмотрена и максимальная рассеиваемая мощность составляет 0,625 Вт.

Именно мощность является определяющей при выборе предельных значений тока и напряжения.

Для наглядности предельные значения мощности, напряжения и тока для микросхем стабилизаторов напряжения разной мощности сведены в одну таблицу:

Минимальное падение напряжения на микросхеме 2,5В.

Если руководствоваться этим правилом, микросхемы будут работать надежно.

Материал статьи продублирован на видео:

Serzrom › Блог › Интегральные стабилизаторы напряжения. Часть 1.

Очень часто при изготовлении всевозможных электронных поделок приходится применять различного рода стабилизаторы напряжения. Самый простой вариант это интегральные стабилизаторы на основе специализированных микросхем. Широкое распространение получили стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением серий 78хх для стабилизации положительного напряжения и 79хх для отрицательного. Так же очень широко применяются микросхемы с возможностью установки выходного напряжения серий LM317 для плюса и LM337 для минуса.

Не вдаваясь глубоко в технические особенности работы данных стабилизаторов, хотел бы осветить один из важных аспектов, который, на мой взгляд, необходимо знать, применяя тот или иной вид стабилизатора.

Речь в данной статье пойдет о напряжении. Хотел бы подчеркнуть особенно, не только напряжение на выходе микросхемы, но и НАПРЯЖЕНИЕ НА ЕЕ ВХОДЕ имеет огромное значение. Перечисленные выше стабилизаторы, по своей природе являются понижающими, это означает, что напряжение на выходе всегда будет МЕНЬШЕ чем напряжение на входе.

Для нормальной работы стабилизаторов серий 78хх и 79хх судя по datasheet-ам ( это такие, условно говоря, листки в которых прописываются все характеристики электронных компонентов, их условия применения, хранения, транспортировки, монтажа и т.д.) напряжение на входе должно отличатся от напряжения на выходе не меньше чем на 2 вольта. Т.е. падение напряжения на самой микросхеме составляет 2 вольта (на английском данный параметр называется Dropout Voltage). Это означает, что производитель гарантирует стабильную работу своей микросхемы с сохранением всех ее параметров ТОЛЬКО при условии, что входное напряжение будет больше выходного на 2 вольта.

Для микросхем серий LM317 и LM337 данный параметр на прямую в datasheet не прописан, но его можно вычислить, если взглянуть на строку Reference Voltage.

Зная, что производитель заявляет диапазон выходных напряжений от 1,2В до 37В, а измерения проводит при входном напряжение от 3В до 40В, можно посчитать, что минимальное падение напряжения будет при минимальном выходном напряжении 1,2В и составит 1,8 вольт (3В-1,2В) и максимальное, соответственно при максимальном выходом напряжении 37В и составит 3 вольта соответственно. Для всех остальных выходных напряжений из этого диапазона параметр Dropout Voltage будет находиться внутри этого диапазона, и зависеть от условий эксплуатации микросхемы.

Что это означает на практике, применительно к работе данных интегральных стабилизаторов в бортовой сети автомобиля? А означает это то, что для того чтобы получить на выходе любой из вышеперечисленных микросхем напряжение, например, 12 вольт, на ее вход необходимо подать напряжение не ниже 14 вольт, только тогда данная микросхема будет работать именно так, как она должна по данным производителя.

Читайте также  Самодельный регулируемый блок питания 0-30в

Но здесь возникает небольшая проблема, при выключенном двигателе полностью заряженный аккумулятор выдает всего 12,5 вольт, что автоматически означает, что при включенном зажигании и не работающем двигателе микросхема работать нормально не будет(((.

При заведенном же двигателе, исправный генератор выдает 14,5 вольт, что достаточно для работы любой из этих микросхем при её стандартной схеме включения (о схемах включения я планирую рассказать в другой раз).

Какие выходы из подобной ситуации можно предложить. Первое что приходит на ум, это использовать стабилизаторы на 9 или 10 вольт, т.е. 7809, 7810. Или если говорить о LM317, то необходимо устанавливать напряжение на уровне 10 вольт.

Может возникнуть вопрос, как поступить, если 10 вольт мало, а необходимо именно 12 вольт, независимо от того, заведен двигатель или нет.

Если возникает такая ситуация, то необходимо использовать специальные серии микросхем с низким падением напряжения (low dropout voltage). Например, существует микросхема 78R12, у которой максимальное падение напряжение составляет всего 0,5 вольта и, если аккумулятор исправен и полностью заряжен, то можно без особых проблем получить требуемые 12 вольт на выходе стабилизатора в независимости от того заведен двигатель или нет.

9. Микросхемы-стабилизаторы напряжения.

МИКРОСХЕМЫ — СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Одним из важных узлов любой радиоэлектронной аппаратуры является стабилизатор напряжения питания. Еще совсем недавно такие узлы строились на стабилитронах и транзисторах. Общее число элементов стабилизатора было довольно значительным, особенно, если от него требовались функции регулировки выходного напряжения, защиты от перегрузки и короткого замыкания, ограничения выходного тока на заданном уровне. С появлением специализированных микросхем ситуация изменилась. Современные микросхемы стабилизаторов напряжения выпускаются на широкий диапазон выходных напряжений и токов, они имеют встроенную защиту от перегрузки по току и от перегрева — при нагреве кристалла микросхемы свыше допустимой температуры она закрывается и ограничивает выходной ток. В табл. 2 приведен перечень наиболее распространенных на отечественном рынке микросхем линейных стабилизаторов напряжения на фиксированное выходное напряжение и их некоторые параметры, на рис. 92 — разводка выводов. Буквы хх в обозначении конкретной микросхемы заменяются на одну или две цифры, соответствующие напряжению стабилизации в вольтах, для микросхем серии КР142ЕН — на цифробуквенный индекс, указанный в таблице. Микросхемы зарубежных изготовителей серий 78хх, 79хх, 78Мхх, 79Мхх, 78Lxx, 79Lxx могут иметь различные префиксы (указывают фирму-изготовитель) и суффиксы, определяющие конструктивное оформление (оно может отличаться от приведенного на рис. 92) и температурный диапазон. Следует иметь ввиду, что сведения о рассеиваемой мощности при наличии теплоотвода в паспортных данных обычно не указаны, поэтому здесь даны некоторые усредненные величины из графиков, приведенных в документации. Отметим также, что для микросхем одной серии, но на разные напряжения, значения рассеиваемой мощности могут также отличаться друг от друга. Более подробные сведения о некоторых сериях отечественных микросхем можно найти в литературе [10 — 14]. Исчерпывающая информация по микросхемам для линейных источников питания опубликована в [15].

Типовая схема включения микросхем на фиксированное выходное напряжение приведена на рис. 93. Для всех микросхем емкость конденсатора С1 должна быть не менее 2,2 мкФ для керамических или танталовых и не менее 10 мкФ для алюминиевых оксидных

конденсаторов. Емкость конденсатора С2 должна быть не менее 1 и 10 мкФ для аналогичных типов конденсаторов соответственно. Для некоторых микросхем емкости могут быть и меньше, но указанные величины гарантируют устойчивую работу для любых микросхем. В каче

стве С1 может использоваться сглаживающий конденсатор фильтра, если он расположен не далее 70 мм от микросхемы. В [15] можно найти множество схем включения для различных вариантов использования микросхем — для обеспечения большего выходного тока, подстройки выходного напряжения, введения других вариантов защиты, использования микросхем в качестве генератора тока.

Если необходимы нестандартное напряжение стабилизации или плавная регулировка выходного напряжения, удобно использовать трехвыводные регулируемые микросхемы, поддерживающие напряжение 1,25 В между выходом и управляющим выводом. Их параметры приведены в табл. 3, а типовая схема включения для стабилизаторов положительного напряжения — на рис. 94.

Резисторы R1 и R2 образуют внешний регулируемый делитель, входящий в цепь установки выходного напряжения Uвых. которое определяется по формуле:

где Iпотр — собственный ток потребления микросхемы, составляющий 50. 100 мкА. Число 1,25 в этой формуле — это упомянутое выше напряжение между выходом и управляющим выводом, которое поддерживает микросхема в режиме стабилизации.

Следует иметь ввиду, что, в отличие от стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение, регулируемые микросхемы

без нагрузки не работают. Минимальное значение выходного тока таких микросхем составляет 2,5. 5 мА для маломощных микросхем и 5. 10 мА — для мощных. В большинстве применений для обеспечения необходимой нагрузки достаточно тока делителя R1R2.

Принципиально по схеме рис. 94 можно включать и микросхемы с фиксированным выходным на

пряжением, но их собственный ток потребления значительно больше (2. 4 мА) и он менее стабилен при изменении выходного тока и входного напряжения.

Для снижения уровня пульсаций, особенно при высоких выходных напряжениях, рекомендуется включать сглаживающий конденсатор С2 емкостью 10 мкФ и более. К конденсаторам С1 и CЗ требования такие же, как и к соответствующим конденсаторам для микросхем с фиксированным выходным напряжением.

Диод VD1 защищает микросхему при отсутствии входного напряжения и подключении ее выхода к источнику питания, например, при зарядке аккумуляторных батарей или от случайного замыкания входной цепи при заряженном конденсаторе СЗ. Диод VD2 служит для разрядки конденсатора С2 при замыкании выходной или входной цепи и при отсутствии С2 не нужен.

Приведенные сведения служат для предварительного выбора микросхем, перед проектированием стабилизатора напряжения следует ознакомиться С полными справочными данными, хотя бы для того, чтобы точно знать максимально допустимое входное напряжение, достаточна ли стабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения, выходного тока или температуры. Можно отметить, что все параметры микросхем находятся на уровне, достаточном для подавляющего числа случаев применения в радиолюбительской практике.

Заметных недостатков у описанных микросхем два — довольно высокое минимально необходимое напряжение между входом и выходом — 2. 3 В и ограничения на максимальные параметры -входное напряжение, мощность рассеяния и выходной ток. Эти недостатки часто не играют роли и с лихвой окупаются простотой применения и низкой ценой микросхем.

Несколько конструкций стабилизаторов напряжения с использованием описанных микросхем рассмотрено далее.

ИМС Стабилизаторы напряжения питания

Подборка справочной документации на отечественные микросборки различных стабилизаторов напряжения, но в основном военного и космического назначения, а также немного интересных радиолюбительских самоделок на них

Почти все радиолюбительские самоделки и конструкции имеют в своем составе стабилизированный источник питания. А если ваша схема работает от напряжения питания 5 вольт, то лучшим вариантом будет использование трехвыводного интегрального стабилизатора 78L05, LM7805

μA78GKC μA78GKM μA78GU1C μA78L05AC μA78L05AWC μA78L05AWV μA78L09AC μA78L09AWC μA78L09AWV μA78L12AC μA78L12AWC μA78L12AWV μA78L15AC μA78LAWC μA78L15AWV μA78L18AC μA78L18AWC μA78L18AWV μA78L24AC μA78L26AC μA78L26AWC μA78L26AWV μA78L62AC μA78L62AWC μA78L62AWV μA78L82AC μA78L82AWC μA78L82AWV и другие.

Микросхема AD584 (AD584JH AD584JN AD584KH AD584KN AD584LH AD584SH AD584TH) представляет собой 8-выводной прецизионный источник опорного напряжения с возможностью программируемого выбора из четырех популярных выходных напряжений: 10.000 В, 7.500 В, 5.000 В и 2.500 В. Возможно получение другого выходного напряжения, лежащего выше, ниже или между четырьмя стандартными значениями, с помощью внешнего сопротивления. Входное напряжение может изменяться от 4.5 до 30 В.

Микросхема AD589 (AD589JH AD589JR AD589KH AD589LH AD589MH AD589SH AD589TH AD589UH) — зто недорогой двухвыводной температурно компенсированный «bandgap» источник опорного напряжения, равного ширине запрещенной зоны кремния, который дает фиксированное выходное напряжение 1.23 В для входных токов от 50 мкА до 5.0 мА

Микросхема ADP3302 (ADP3302AR1 ADP3302AR2 ADP3302AR3 ADP3302AR4 ADP3302AR5)является членом семейства прецизионных микромощных стабилизаторов с малым падением напряжения вход-выход ADP330x. Прибор ADP3302 содержит два полностью независимых 100 мА стабилизатора с раздельной блокировкой и общим выходом сигнала ошибки. Они характеризуется суммарной погрешностью выходного напряжения 1.4% и очень низким падением напряжения вход-выход

Читайте также  Светодиод индикатор сети 220 вольт

ADP3310 (ADP3310AR-2.8 ADP3310AR-3 ADP3310AR-3.3 ADP3310AR-5) является контроллером прецизионного стабилизатора напряжения, который может быть использован с внешним мощным р-канальным МОП-транзистором, таким как NDP6020P, для получения линейного стабилизатора с малым падением напряжения вход-выход. Низкий ток потребления (В00 мкА) и наличие входа блокировки делают этот прибор особенно удобным для систем с батарейным питанием

ADP3367 (ADP3367AR) представляет собой прецизионный стабилизатор с малым падением напряжения вход-выход, способный работать при выходном токе до 300 мА. Его можно использовать для получения фиксированного выходного напряжения +5 В без каких-либо дополнительных компонентов или для регулируемого + 1.3. +16 В выхода с использованием двух внешних резисторов

Микросхемы ADR290, ADR291 и ADR292 представляют собой малошумящие микромощные прецизионные источники опорного напряжения, использующие XFETTM опорную ячейку. Новая архитектура XFETTM позволяет получить значительное улучшение параметров по сравнению с традиционными

AN8060 AN8060S — «LOW DROP» стабилизаторы на фиксированное отрицательное напряжение -4 В и имеет встроенную схему монитора напряжения питания и специальный вход блокировки стабилизатора

Серии трехвыводных интегральных стабилизаторов положительного напряжения(AS78L05ACP AS78L05CP AS78L08ACP AS78L08CP AS78L09CP AS78L12ACP AS78L12CP AS78L15ACP AS78L15CP, IL78L05C IL78L08 IL78L09 IL78L12 IL78L15 IL78L18 IL78L24)

DS1232 (DS1232 DS1232LP DS1232LPN DS1232LPS DS1232LPS-2 DS1232LPSN DS1232LPSN-2 DS1232N DS1232S DS1232SN) осуществляют непрерывный контроль за напряжением питания микропроцессора и осуществляют генерацию сигнала сброса при недопустимом снижении напряжения питания

Микросхема микроконтроллера DS1236 (DS1236 DS1236-5 DS1236A DS1236A-5 DS1236AN DS1236AN-5 DS1236AS DS1236AS-5 DS1236ASN DS1236ASN-5 DS1236N DS1236N-5 DS1236S-5 DS1236SN DS1236SN-5) обеспечивает все необходимые функции для мониторинга напряжения питания, управления сбросом и резервирования памяти в микропроцессорных системах. Точный внутренний источник опорного напряжения и компаратор обеспечивают контроль напряжения питания

DS1834 (DS1834A DS1834AS DS1834D DS1834DS DS1834S)осуществляет контроль за тремя жизненно важными параметрами микропроцессорной системы: источником питания 5 В, источником питания 3.3 В, внешней кнопкой сброса

Микромонитор питания DS1836 (DS1836A DS1836AS DS1836B DS1836BS DS1836C DS1836CS DS1836D DS1836DC) обеспечивает выполнение трех жизненно-важных функций микропроцессорной системы

Микросхемы стабилизаторов напряжения положительной полярности. Отечественный аналог: (КР1170ЕН3 КР1170ЕН4 КР1170ЕН5 КР1170ЕН6 КР1170ЕН8 КР1170ЕН9 КР1170ЕН12)

Микросхемы 1075ЕН1, ILA8138 представляют собой двухканальные стабилизаторы на фиксированное напряжение 5.1В

Микросхема ICL7660 представляет собой слаботочный инвертор напряжения, преобразующий положительное напряжение в отрицательное (+Uпит=-Uвых). Схема преобразователя очень простая, содержит минимальное число внешних радиокомпонентов и в случае успешной сборки настройки не требует, поэтому ваш осциллограф может быть сильно недовольным.

Производится известной фирмой ST Microelectronics

L7812CV — линейный стабилизатор положительной полярности, предназначеный для поддержания выходного уровня, на значении 12,5 Вольт с силой тока в нагрузке на выходе до 1,5 А

L200CH L200CT L200CV L200T представляет собой монолитную интегральную схему регулируемого стабилизатора напряжения и тока. Поставляется в корпусе типа Pentawatt или в четырехвыводном ме-таллостеклянном корпусе ТО-3-4

Стабилизаторы напряжения серии L48xx (L4805CV L4805CX L4808CV L4808CX L4810CV L4810CX L4812CV L4812CX L4885CV L4885CX L4892CV L4892CX) характеризуются очень малым падением напряжения вход-выход (типовое значение 0.4 В при полном токе нагрузки), выходным током до 400 мА, низким значением тока покоя и разнообразными встроенными средствами защиты

Монолитные многофункциональные двухканальные стабилизаторы напряжения с очень низким падением напряжения вход-выход в обоих каналах и дополнительными функциями типа схемы сброса при включении питания и монитора входного напряжения

Серия стабилизаторов напряжения с очень малым падением напряжения вход-выход, охватывает широкий диапазон выходных напряжений и поставляется в корпусах PENTAWATT, ТО-220, ISOWATT220, DPAK и РРАК (LF12AB LF12C LF15AB LF15C LF25AB LF25C LF27AB LF27C LF30AB LF30C LF33AB LF33C LF35AB LF35C LF40AB LF40C LF45AB LF45C LF47AB LF47C LFAB LFC LF52AB LF52C LF55AB LF55C LF60AB LF60C LF80AB LF80C LF85AB LF85C LF120AB LF120C

Микросхема представляет собой регулируемый импульсный стабилизатор напряжения на основе которого можно собрать много вариантов радиолюбительских и лабораторных блоков питания.

Регулируемые трехвыводные стабилизаторы положительного напряжения LM117/LM217/LM317 обеспечивают ток нагрузки более 1.5 А в диапазоне выходных напряжений от 1.2 до 37 В (LM117H LM117K, LM217H LM217K, LM317H LM317K, LM317MP LM317T)

Регулируемые трехвыводные стабилизаторы отрицательного напряжения (LM137H LM137K, LM237H LM237K, LM337H LM337K, LM337MP LM337T) обеспечивают ток нагрузки более -1.5 А

Для создания стабилизатора напряжения LM196 на ток нагрузки до 10 А с регулировкой выходного напряжения в диапазоне от 1.25 до 15 В, была разработана принципиально новая технология изготовления ИС, включающая достижения технологии мощных транзисторов (как отдельных изделий) и технологии однокристальных линейных ИС

являются прецизионными, температурно-стабилизированными монолитными стабилитронами, имеющими на порядок лучший температурный коэффициент по сравнению с высококачественными стабилитронами

Регулируемый трехвыводной стабилизатор положительного напряжения LM317L обеспечивает ток нагрузки 100 мА в диапазоне выходного напряжения от 1.2 до 37 В

Регулируемый трехвыводной стабилизатор отрицательного напряжения LM337L обеспечивает ток нагрузки 100 мА в диапазоне выходных напряжений -1.2. -37 В. Стабилизатор очень удобен в использовании и требует только два внешних резистора для обеспечения выходного напряжения

Стабилизатор напряжения LM338, фирмы Texas Instruments, является универсальной микросхемой, которая может быть использована как в высококачественных питающих цепях, так и в радиолюбительских блоках питания с регулировкой тока и напряжения.

Микросхема LM350 это регулируемый стабилизатор напряжения в интервале от 1.2 до 33 Вольт. Микросборка способна работать с током нагрузки до 3 А. Она встречается в корпусах TO220 и ТО-3 Steel

Стабилизатор LM2575 – это интегральная микросборка, обеспечивающая все основные функции понижающих преобразователей и ток нагрузки на выходе схемы до 1 Ампера. Построение готовых источников питания требуют минимального количества внешних радиоэлементов. Выходное напряжение, в зависимости от исполнения, составляет 3.3В, 5В, 12В, 15В, а так же, ее можно использовать как стабилизатор с регулировкой напряжения на выходе. Особенностями чипа являются: точность на выходе во всем интервале входных токов и напряжений нагрузки, наличие встроенной схемы отключения в режим пониженного энергопотребления и полное выключение при температурном перегреве.

Регулируемый импульсный стабилизатор напряжения LM2576 и LM2576Т имеет достаточно широкий диапазон регулируемого выходного напряжения от 1,2 до 50В с выходным максимальным током до 3А. Так как микросхема работает в импульсном режиме, она обладает высоким КПД и имеет как тепловую защиту, так и по выходному току.

Практический пример реализации стабилизатора напряжения на микросборке LM2596 + чертеж печатной платы для повторения. Встроенная схема отключения стабилизатора обеспечивает внешнее задание времени задержки срабатывания

Стабилизаторы положительного напряжения серии LM2931 (LM2931FV-5.0 LM2931AT-5.0 LM2931AZ-5.0 LM2931CM LM2931CT LM2931M-5.0 LM2931T-5.0 LM2931Z-5.0) обладают очень низким собственным потребляемым током (1 мА или меньше при токе нагрузки 10 мА). Эта уникальная особенность, а также чрезвычайно низкая разность напряжений вход-выход, желательная для хорошего стабилизатора (0.2 В при токе нагрузки 10 мА) делает LM2931 идеальным прибором для резервных источников питания

Серия трехвыводных интегральных стабилизаторов отрицательного напряжения их отечественные аналоги: (КР1162ЕН5А КР1162ЕН5Б КР1162ЕН6А КР1162ЕН6Б КР1162ЕН8А КР1162ЕН8Б КР1162ЕН9А КР1162ЕН9Б КР1162ЕН12А КР1162ЕН12Б КР1162ЕН15А КР1162ЕН15Б КР1162ЕН18А КР1162ЕН18Б КР1162ЕН24А КР1162ЕН24Б, КР1179ЕН05 КР1179ЕН06 КР1179ЕН08 КР1179ЕН12 КР1179ЕН15 КР1179ЕН24 КР1179ЕН52, КР1183ЕН8А КР1183ЕН8Б КР1183ЕН9А КР1183ЕН9А КР1183ЕН12А КР1183ЕН12Б КР1183ЕН15А КР1183ЕН15Б КР1183ЕН18А КР1183ЕН18Б КР1183ЕН20Б КР1183ЕН20А КР1183ЕН24А КР1183ЕН24Б КР1183ЕН27А КР1183ЕН27Б

Аналоги стабилизаторов другой фирмы: С7905 С7906 С7908 С7909 С7912 С7915 С7918 С7924

микромощные стабилизаторы напряжения с очень низким током потребления 75 мкА (typ) и очень низким падением напряжения (40 мВ (typ) при малых нагрузках и 380 мВ при 100 мА ). Они идеально подходят для использования в системах с батарейным питанием. Кроме того, ток потребления LP2950/LP2951 немного увеличивается только при больших падениях напряжения, что продлевает срок службы батарей

Серия состоит из следующих микросхем: LP29ACZ-5.0 LP29CZ LP2951ACJ LP2951ACM LP2951ACN LP2951CJ LP2951CM LP2951CN LP295W1E/883 LP2951H LP2951H/883 LP2951J LP2951J/883

Серия состоящая из LT1083, LT1084 и LT1085 является трехвыводными положительными регулируемыми стабилизаторами с низким падением напряжения с выходным током до 7,5 Ампер, с нестабильность напряжения на выходе не более 0.015 %, а по нагрузке 0,1%

Универсальная микросхема используется для построения схем простых импульсных преобразователей напряжения на ней без использования внешних переключающих транзисторов. На микросборке MC34063 можно собрать понижающие, повышающие и инвертирующие преобразователи не имеющих внутренних цепей гальванической развязки.

TL431 — это программируемый стабилитрон. Используется в роли источника опорного напряжения и блока питания для низко потребляющих схем. Выпускается несколькими производителями и в разных корпусах. Аналоги: 142ЕН19, APL1431, HA17431A, IR9431N, KIA431