Дополнительный материал к лекции 20 для самостоятельной работы

Стабилизаторы с малым падением напряжения (low drop) выполнены на регулирующим элемент с коллекторным выходом. В таких стабилизаторах на регулирующем элементе снижено почти в 5 раз (до 0,5В). Упрощенная структурная схема стабилизатора 1158ЕН5 приведена на рисунке 2.50.

Рисунок 2.50- Структурная схема стабилизатора с малым напряжением

на регулирующем элементе

В схеме использован регулирующий транзистор с двумя коллекторами, один из которых является выходным, а другой – датчик тока для защиты от перегрузки по току. Кроме того, в схеме имеются еще две защиты: от перегрева Т° и от повышения входного напряжения U.

Стабилизаторы регулируемые напряжения имеют дополнительный вывод, предназначенный для подключения делителя выходного напряжения. В связи с этим их часто называют четырехвыводные. Эти стабилизаторы применяются в тех случаях, когда необходимо иметь нестандартное выходное напряжение или

требуется точная подстройка. В остальном их схемы не отличаются от трехвыводных стабилизаторов.

Регулируемое выходное напряжение можно получить не только с помощью четырехвыводного стабилизатора, но также и с помощью трехвыводного, как показано на рисунке 2.51.

В четырехвыводном стабилизаторе делитель напряжения подключается к дополнительному выводу (рисунок 2.51,а), а трехвыводном – так, как показано на рисунке 2.51,б. При этом выходное напряжение определяется по формуле:

U_вых= U_вых.ст.(1+R₂/R₁) + I_п·R₂ >U_вых.ст, (2.60)

где U_вых.ст – фиксированное выходное напряжение микросхемы;

I_п- ток электропитания ИМС.

КПД интегральных стабилизаторов напряжения зависит от соотношения входного и выходного напряжений:

η = U_вых / U_вх. (2.61)

и может меняться от 30% до 90%.

Рисунок 2.51- Регулируемые стабилизаторы на четырехвыводной ИМС

(а) и трехвыводной ИМС (б)

Основным недостатком компенсационного стабилизатора с непрерывным регулированием является его невысокий КПД. В этом стабилизаторе мощность, потребляемая от источника, больше мощности, отдаваемой в нагрузку. Наибольший расход мощности имеет место в регулирующем элементе, так как он работает в режиме класса А, и на нем создается большое падение напряжения и через него протекает весь ток нагрузки. В связи с этим регулирующий элемент РЭ часто устанавливают на теплоотвод.

На рисунке 2.52 приведена типовая схема включения стабилизаторов напря­жения с фиксированным выходным напряжением. Кон­денсаторы С₁ и С₂ включают для повышения устойчивости стабилизаторов.

Рисунок 2.52 – Типовая схема включения стабилизатора с фиксированным

Выходом

Увеличение выходного напряжения. В стабилизаторах с фиксированным

значением выходного напряжения имеется возможность изменения последнего в некоторых пределах. Для этого в цепь общего вывода включают стабилитрон, как показано на рисунке 2.53. Это по­вышает выходное напряжение на величину U _ст.

Рисунок 2.53 – Повышение выходного напряжения с фиксированным

выходным напряжением

Повышение максимального выходного тока. Повысить максимальный выходной ток стабилизатора можно, включив дополнительный мощный транзистор, как показано на рисунке 2.54.

а) б)

а – по схеме ОЭ,

б - по схеме ОК

Рисунок 2.54 – Схемы повышении максимального выходного тока с включением

дополнительного мощного транзистора

Вместе с внутренним регулирующим транзистором интегрального стабили­затора он образует комплементарный (рисунок 2.54,а) или обычный (рисунок 2.54, б)

со­ставной транзистор. Недостаток такого способа состоит в том, что встроенные схемы ограничения тока и защиты выходного транзистора самого стабилизато­ра не зависят от тока нагрузки и фактически не используется по прямому на­значению.

Некоторые фирмы выпускают микросхемы, содержащие, по существу, толь­ко цепи управления стабилизатором напряжения и предназначенные для под­ключения к

мощному транзистору по схеме, сходной с приведенной на рисунке 2.54.Так, например, фирма Maxim Integrated Products производит ИМС типа МАХ687, к которой подключается р-п-р - транзистор с малым напряжени­ем насыщения коллектор—эмиттер. При фиксированном выходном напряже­нии 3.3В этот стабилизатор допускает при токе нагрузки 1 А минимальную раз­ность входного и

выходного напряжений 0.14 В. Фирма Analog Devices выпускает в миниатюрном корпусе SO-8 микросхему регулятора ADP3310, ко­торая совместно с мощным

полевым транзистором способна отдать в нагрузку ток до 10 А. Минимальная разность напряжений вход—выход составляет в этом случае порядка 0.5 В (существенно зависит от параметров регулирующего МОП- транзистора). Для токовой защиты включается внешний резистор.

Дата добавления: 2014-01-04