最小電圧降下が小さく、5 ～ 10/5 ボルトのスタビライザー。スキーム、説明

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最小電圧降下が低いスタビライザー (5-10/5 ボルト)。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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直列電圧安定化装置 (超小型回路のものを含む) の重要なパラメータの XNUMX つは、最大負荷電流における安定化装置の入力と出力間の最小許容電圧 ΔUmin です。これは、入力 Uin 電圧と出力 Uout 電圧間の最小差がどのくらいであれば、スタビライザーのすべてのパラメーターが正常範囲内に収まるかを示します。残念ながら、すべてのアマチュア無線家がこれに注意を払うわけではなく、通常は出力電圧と最大出力電流にのみ関心があります。一方、このパラメータは出力電圧の品質とスタビライザーの効率の両方に大きな影響を与えます。

たとえば、LM78xx シリーズの広く普及しているマイクロ回路スタビライザ (xx は安定化電圧 (ボルト単位) に等しい数値) の場合、最小許容電圧は 2 A の電流で ΔUmin = 1 V です。実際には、これはスタビライザにとって次のことを意味します。 LM7805 チップ (U, = 5 V) では、電圧 U は少なくとも 7 V である必要があります。整流器出力のリップル振幅が 1 V に達すると、Uin min の値は 8 V に増加します。主電源電圧が ±10% 以内の場合、電圧は 8,8 V に増加します。その結果、スタビライザーの効率は 57% を超えず、出力電流が大きいとマイクロ回路が非常に高温になります。

この状況を回避する考えられる方法は、いわゆる低ドロップアウト (低電圧降下) マイクロ回路安定器、たとえば KR1158ENxx シリーズ (電流 0,6 A で ΔUmin = 0,5 V) または LM1084 (電流 1,3 A で ΔUmin = 5 V) を使用することです。 XNUMXAの電流）。ただし、強力な電界効果トランジスタを調整素子として使用すると、U の値をさらに低くすることができます。まさにこのデバイスについてさらに説明します。

提案されたスタビライザーの図を図に示します。 1.

（クリックして拡大）

電界効果トランジスタＶＴ１は、正の電源線に接続される。 nチャネルを備えたデバイスの使用は、著者が実施したテストの結果によるものです。そのようなトランジスタは自己励起しにくく、さらに、一般にオープンチャネル抵抗が低いことが判明しました。 Pチャネルのものよりも。トランジスタ VT1 は並列電圧レギュレータ DA1 によって制御されます。電界効果トランジスタが開くには、ゲートの電圧がソースの電圧より少なくとも 1 V 高くなければなりません。したがって、電界効果トランジスタのドレインの電圧をまさにこの量だけ超える出力電圧を備えた追加のソースが必要になります。

このような電源 (昇圧電圧コンバータ) は DD1 チップ上に組み込まれています。論理素子 DD1.1、DD1.2 は、約 30 kHz の繰り返し速度のパルス発生器で使用されます。DD1.3、DD1.4 はバッファ素子です。ダイオード VD1、VD2 とコンデンサ C3、C4 は倍電圧整流器を形成し、抵抗 R2 とコンデンサ C5 は平滑フィルタを形成します。

コンデンサC6、C7は、デバイスの安定した動作を保証します。出力電圧（最小値は2,5 V）は、トリミング抵抗R4によって設定されます。

デバイスのプロトタイプの実験室テストでは、負荷電流が 3 A、入力電圧が 7 V から 5,05 V に低下すると、出力が 5 V から 4,95 V に低下することがわかりました。つまり、指定された電流では、最小電圧降下は減少します。これにより、一次電源（整流器）の機能をより完全に活用し、電圧安定器の効率を高めることができます。

デバイス部品は、片面箔コーティングされた厚さ 2x1x5 mm のグラスファイバー積層板で作られたプリント基板 (図 2) に実装されています。

最小電圧降下が小さい、5-10/5ボルトのスタビライザー

固定抵抗器 - R1-4、MLT、トリマー - SPZ-19a、コンデンサ C2、C6 C7 - セラミック K10-17、残りは輸入酸化物、たとえば Jamicon の TK シリーズです。出力電圧が 3.6 V のスタビライザでは、開放電圧が 2,5 V 以下の電界効果トランジスタを使用する必要があります。International Rectifier のこのようなトランジスタには通常、文字 L が付いています。 1,5 ～ 2 A の場合、オープンチャネル抵抗が 0,02 ～ 0,03 オーム以下のトランジスタを使用する必要があります。

過熱を防ぐために、電界効果トランジスタはヒートシンクに固定されており、絶縁ガスケットを介してボードをヒートシンクに接着することができます。取り付けたボードの外観を図3に示します。 XNUMX。

最小電圧降下が小さい、5-10/5ボルトのスタビライザー

スタビライザーの出力電圧は増加できますが、K561LA7マイクロ回路の最大電源電圧は15Vであり、ほとんどの場合、電界効果トランジスタのゲート-ソース間電圧の制限値は超えないことを忘れてはなりません。したがって、このような場合は、別の回路（より高い電源電圧を許容できる素子ベース）で組み立てられた昇圧コンバータを使用し、ツェナーダイオードを接続して電界効果トランジスタのゲート電圧を制限する必要があります。コンデンサC20と並列に対応する安定化電圧を伴います。

スタビライザーが降圧変圧器を備えた電源に組み込まれることになっている場合、電圧コンバーター（超小型回路 DD1、ダイオード VD1、VD2、抵抗 R1、コンデンサ C2、C3）を除外でき、「メイン」整流器はダイオードブリッジ VD5 (図 4) の電圧は、ダイオード VD3、VD4、およびコンデンサ C9 の倍電圧で補うことができます (要素の番号付けは、図 1 で開始したものを継続しています)。

最小電圧降下が小さい、5-10/5ボルトのスタビライザー

著者: I. Nechaev、モスクワ

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