最小電圧降下が小さい電圧安定器。スキーム、説明

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最小電圧降下の低い電圧安定器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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シリアル電圧スタビライザー（マイクロ回路のものを含む）の重要なパラメーターのXNUMXつは、最大負荷電流でのスタビライザーの入力と出力の間の最小許容電圧（ΔUmin）です。これは、入力（Uin）電圧と出力（Uout）電圧の最小差が、スタビライザーのすべてのパラメーターが通常の範囲内にあることを示しています。残念ながら、すべてのアマチュア無線家がそれに注意を払っているわけではありません。通常、彼ら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の効率の両方に大きな影響を与えます。

たとえば、1_M78xxシリーズ（xxはボルト単位の安定化電圧に等しい数値）の普及しているマイクロ回路スタビライザーの場合、最小許容電圧は2 Aの電流でdUmin \u1d 7805 Vです。実際には、これはLM5 マイクロ回路 (Uout \u7d 1 V) のスタビライザーの場合、電圧 Uin min は少なくとも 8 V である必要があります。整流器出力のリップルの振幅が 10 V に達すると、Uin min の値は 8,8 V に増加し、 ±57％以内の主電源電圧の不安定性を考慮すると、それはXNUMX Vに増加します。その結果、スタビライザーの効率はXNUMX％を超えず、大きな出力電流ではチップが非常に熱くなります。

可能な方法は、いわゆる低ドロップアウト（低電圧降下）マイクロ回路スタビライザーの使用です。たとえば、KR1158ENxxシリーズ（0,6 Aの電流でΔUmin \u0,5d 1084 V）またはLM1,3（Umin \u5d XNUMX V） XNUMX A の電流で）。ただし、強力な電界効果トランジスタを調整要素として使用すると、さらに低い値の Umin を実現できます。さらに議論されるのはそのような装置についてです。

最小電圧降下が小さいスタビライザー
図。 1

提案されたスタビライザーのスキームを図1に示します。 1.電界効果トランジスタVT1は正の電力線に含まれています。 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。このようなトランジスタは自己励起しにくく、原則として、オープンチャネル抵抗はそれよりも低いことがわかりました。 pチャネルのものの。トランジスタVT1並列電圧レギュレータDA2,5を制御します。電界効果トランジスタが開くためには、そのゲートの電圧がソースの電圧より少なくともXNUMXV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正確にこの値だけ超える出力電圧を持つ追加のソースが必要です。

このようなソース（ステップアップ電圧コンバーター）は、DD1チップ上に組み立てられています。約1.1kHzの繰り返しレートのパルスジェネレータで使用される論理要素DD1.2、DD30、DD1.3、DD1.4-バッファ。ダイオードVD1、VD2およびコンデンサC3、C4は電圧倍増整流器を形成し、抵抗R2およびコンデンサC5は平滑化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。

デバイスレイアウトの実験室テストでは、負荷電流が3 Aで、入力電圧が7から5,05 Vに低下すると、出力が5から4,95 Vに低下することが示されました。つまり、指定された電流で、最小電圧降下が発生します。 ΔUminは0,1Vを超えません。これにより、一次電源（整流器）の機能をより十分に活用し、電圧安定器の効率を高めることができます。

最小電圧降下が小さいスタビライザー
図。 2

デバイスの詳細は、厚さ 2 ～ 1,5 mm の片面フォイルファイバーグラスからプリント回路基板 (図 2) に取り付けられています。固定抵抗器 - P1-4、MLT、トリマー - SPZ-19a、コンデンサー C2、C6、C7 - セラミック K10-17、残り - 酸化物インポート、たとえば、Jamicon の TK シリーズ。出力電圧が 3 ～ 6 V のスタビライザーでは、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。このような International Rectifier 社のトランジスタは、通常、マーキングに L の文字が付いています ( 「ラジオ」、2001 年、第 5 号、45 ページのリファレンスシート「強力なフィールドスイッチングトランジスタ会社インターナショナルレクティファイアー」を参照してください)。負荷電流が1,5 ... 2 Aを超える場合、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スタビライザー
図。 3

スタビライザーの出力電圧を上げることができますが、K561LA7 マイクロ回路の最大供給電圧は 15 V であり、ほとんどの場合、電界効果トランジスタのゲート - ソース間電圧の限界値を超えないことを忘れないでください。 20V。

最小電圧降下が小さいスタビライザー
図。 4

したがって、このような場合は、別の方式 (より高い電源電圧を可能にする要素ベース) に従って組み立てられたブーストコンバーターを使用し、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での電圧を制限する必要があります。適切な安定化電圧を備えたコンデンサ C5 と並列に接続します。スタビライザーが降圧トランスを備えた電源に組み込まれている場合、電圧コンバーター (DD1 マイクロ回路、ダイオード VD1、VD2、抵抗器 R1、およびコンデンサー C2、C3) を除外することができ、「メイン」整流器VD5ダイオードブリッジ（図4）の電圧は、ダイオードVD3、VD4、およびコンデンサC9のダブラー電圧で補うことができます（要素の番号付けは、図1で開始したものを続けています）。

著者：I。Nechaev、モスクワ; 出版物：radioradar.net

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