All modern elektronisk utrustning är byggd på element som är känsliga för strömförsörjningen. Inte bara den korrekta funktionen, utan också prestandan hos kretsarna som helhet beror på det. Därför är elektroniska enheter först och främst utrustade med fasta stabilisatorer med ett litet spänningsfall. De tillverkas i form av integrerade kretsar, som tillverkas av många tillverkare runt om i världen.
Vad är en lågavbrottsspänningsregulator?
Under spänningsstabilisatorn (SN) förstå en sådan anordning, vars huvuduppgift är att upprätthålla en viss konstant spänningsnivå på lasten. Varje stabilisator har en viss noggrannhet när det gäller att utfärda en parameter, som bestäms av typen av krets och komponenterna som ingår i den.
Internt ser MV ut som ett slutet system, där i automatiskt läge justeras utspänningen i proportion till referensen (referensen), som genereras av en speciell källa. Den här typenstabilisatorer kallas kompensatoriska. I detta fall är styrelementet (RE) en transistor - en bipolär eller en fältarbetare.
Spänningsregleringselementet kan arbeta i två olika lägen (bestäms av konstruktionsschemat):
- active;
- nyckel.
Det första läget innebär kontinuerlig drift av RE, det andra - drift i ett pulserat läge.
Var används den fasta stabilisatorn?
Radioelektronisk utrustning av den moderna generationen kännetecknas av mobilitet på en global skala. Enhetens kraftsystem bygger på användningen av huvudsakligen kemiska strömkällor. Utvecklarnas uppgift i det här fallet är att skaffa stabilisatorer med små övergripande parametrar och så små elförluster som möjligt på dem.
Modern CHs används i följande system:
- mobila kommunikationsmöjligheter;
- bärbara datorer;
- mikrokontrollerbatterier;
- offlineövervakningskameror;
- autonoma säkerhetssystem och sensorer.
För att lösa problemen med att driva stationär elektronik används spänningsregulatorer med ett litet spänningsfall i ett hölje med tre KT-uttag (KT-26, KT-28-2, etc.). De används för att skapa enkla kretsar:
- laddare;
- hushållsströmförsörjning;
- mätutrustning;
- kommunikationssystem;
- specialutrustning.
Vad är SN:er av fast typ?
Alla inbyggda stabilisatorer (ingår isom inkluderar fasta) är indelade i två huvudgrupper:
- Hybrid lågfallsspänningsstabilisatorer (HID).
- Halvledarmikrokretsar (ISN).
SN i den första gruppen utförs på integrerade kretsar och paketlösa halvledarelement. Alla kretskomponenter placeras på ett dielektriskt substrat, där anslutningsledare och resistorer läggs till genom applicering av tjocka eller tunna filmer, samt diskreta element - variabla resistanser, kondensatorer, etc.
Strukturmässigt är mikrokretsar kompletta enheter, vars utspänning är fast. Dessa är vanligtvis stabilisatorer med ett lågt spänningsfall på 5 volt och upp till 15 V. Kraftfullare system är byggda på kraftfulla ramlösa transistorer och en styrkrets (låg effekt) baserad på filmer. Kretsen kan skicka strömmar upp till 5 ampere.
ISN-mikrokretsar utförs på ett enda chip, eftersom de är små i storlek och vikt. Jämfört med tidigare mikrokretsar är de mer pålitliga och billigare att tillverka, även om de är sämre än GISN när det gäller parametrar.
Linjära SN med tre stift tillhör ISN. Om du tar L78- eller L79-serien (för positiva och negativa spänningar), så är de uppdelade i mikrokretsar med:
- Låg utström på cirka 0,1 A (L78L).
- Genomsnittlig ström, runt 0,5A (L78M).
- Högström upp till 1,5 A (L78).
Linjär regulators arbetsprincip för lågt bortfallspänning
Typisk stabilisatorstruktur består av:
- Spänningsreferens.
- Omvandlare (förstärkare) felsignal.
- En signaldelare och ett reglerelement monterade på två motstånd.
Eftersom värdet på utspänningen direkt beror på motstånden R1 och R2, är de senare inbyggda i mikrokretsen och en CH med fast utspänning erhålls.
Funktionen av en lågavbrottsspänningsregulator baseras på processen att jämföra referensspänningen med den som matas ut. Beroende på nivån av avvikelse mellan dessa två indikatorer, verkar felförstärkaren på effekttransistorns gate vid utgången, täcker eller öppnar dess övergång. Således kommer den faktiska elnivån vid stabilisatorns utgång att skilja sig lite från den deklarerade nominella.
Även i kretsen finns sensorer för skydd mot överhettning och överbelastningsströmmar. Under påverkan av dessa sensorer är utgångstransistorns kanal helt blockerad och den slutar att passera ström. I avstängt läge förbrukar chippet endast 50 mikroampere.
Low Dropout Regulator Circuits
Den integrerade stabilisatormikrokretsen är bekväm eftersom den har alla nödvändiga element inuti. Installation av den på kortet kräver att endast filterkondensatorer ingår. De senare är utformade för att ta bort störningar från den aktuella källan och belastningen, som visas i figuren.
När det gäller 78xx-serien CHs och användning av tantal eller keramiska shuntkondensatorer för ingång och utgång, bör kapacitansen för de senare vara inom 2 uF (ingång) och 1 uF (utgång) vid alla tillåtna spännings- och strömvärden. Om du använder aluminiumkondensatorer, bör deras värde inte vara lägre än 10 mikrofarader. Anslut elementen så nära mikrokretsens stift som möjligt.
I fallet när det inte finns någon spänningsstabilisator med ett litet spänningsfall av önskad klassificering, kan du öka klassificeringen av CH från en mindre till en större. Genom att höja elnivån vid den gemensamma terminalen höjs den med samma mängd vid lasten, som visas i diagrammet.
Fördelar och nackdelar med linjära och växlande regulatorer
Integrated circuits of continuous action (SN) har följande fördelar:
- Realiserade i ett litet paket, vilket gör att de kan placeras effektivt på PCB-arbetsytan.
- Kräv inte installation av ytterligare regulatoriska element.
- Ger bra stabilisering av utdataparametrar.
Nackdelarna inkluderar låg verkningsgrad, som inte överstiger 60 %, förknippad med ett spänningsfall över det inbyggda styrelementet. Med en hög effekt på mikrokretsen är det nödvändigt att använda en kristallkylningsradiator.
Omkoppling av spänningsregulatorer med ett litet fall anses vara mer produktivafältspänning, vars verkningsgrad är ungefär på nivån 85%. Detta uppnås på grund av reglerelementets driftläge, där strömmen passerar genom det i pulser.
Nackdelarna med den pulsade CH-kretsen inkluderar:
- Komplexiteten i schematisk design.
- Närvaro av impulsbrus.
- Låg stabilitet för utdataparametern.
Några linjära spänningsregulatorkretsar
Förutom den riktade användningen av mikrokretsar som CH, är det möjligt att utöka deras omfattning. Vissa varianter av sådana kretsar baserade på den integrerade kretsen L7805.
Slå på stabilisatorer i parallellt läge
För att öka belastningsströmmen är CH kopplade parallellt med varandra. För att säkerställa att en sådan krets fungerar, installeras ett extra motstånd med ett litet värde i den mellan belastningen och utgången från stabilisatorn.
CH-baserad strömstabilisator
Det finns laster som behöver drivas med konstant (stabil) ström, till exempel en LED-kedja.
Schema för styrning av fläkthastigheten i datorn
Regulatorn av denna typ är utformad på ett sådant sätt att kylaren när den slås på från början tar emotalla 12 V (för dess marknadsföring). Vidare, vid slutet av laddningen av kondensatorn C1 med ett variabelt motstånd R2, kommer det att vara möjligt att justera spänningsvärdet.
Slutsats
När man monterar en krets med en gör-det-själv-spänningsregulator med lågt spänningsfall är det viktigt att tänka på att vissa typer av mikrokretsar (byggda på fälteffekttransistorer) inte kan lödas med en vanlig lödkolv direkt från ett 220 V-nätverk utan jordning av höljet. Deras statiska elektricitet kan skada det elektroniska elementet!