Интегральный линейный стабилизатор напряжения - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
Представленная на рис. 1 схема стабилизатора может быть выполнена в виде интегральной схемы. Такие схемы выпускаются промышленностью (например, серии ?А78хх, LM310, 142ЕНхх, TPS77xxx и др.) на несколько значений стандартных выходных напряжений: от 1,2 до 27 В. В этом исполнении схема имеет только три внешних вывода: вход, выход и массу (общий вывод).
Требования, предъявляемые к регулирующему усилителю, не очень высоки, поэтому, как правило, достаточно простейшей схемы дифференциального усилителя, показанной на рис. 2.
Для получения опорного напряжения могут быть использованы различные способы. На рис. 2 в качестве источника опорного напряжения (ИОН) показан символический стабилитрон VD1. Реально в низковольтных стабилизаторах используется ИОН на ширине запрещенной зоны.
Впервые его применил Р. Видлар в одном из первых трехвыводных стабилизаторов LM109. За счет отрицательной обратной связи, образуемой делителем напряжения R1, R2, выходное напряжение стабилизатора устанавливается равным
Uвых = Uоп(1 + R2/R1).
Рис. 2. Типовая упрощенная схема интегрального стабилизатора напряжения
Интегральный стабилизатор напряжения имеет встроенную систему ограничения выходного тока. Для этого в схему включены резистор R3 и транзистор VT2. Если падение напряжения на R3 превысит величину, равную приближенно 0,6 В, транзистор VT2 откроется и предотвратит дальнейшее увеличение базового тока транзистора VТ1, поэтому величина выходного тока стабилизатора ограничена уровнем
Iвых. макс = 0,6В/R3.
При этом мощность, рассеиваемая на выходном регулирующем транзисторе VT1, равна
Pт = Iвых. макс(Uвх - Uвых). (1)
В случае короткого замыкания эта мощность значительно превысит предельную мощность для регулирующего транзистора, т. к. при этом выходное напряжение упадет от номинальной величины до нуля. Чтобы снизить мощность, рассеиваемую в этом случае транзистором, одновременно с уменьшением выходного напряжения нужно уменьшать уровень ограничения тока. При таком способе ограничения тока внешняя характеристика стабилизатора имеет неустойчивый участок. Она изображена на рис. 3. В случае значительного увеличения напряжения на регулирующем транзисторе происходит быстрый рост мощности, рассеиваемой на его коллекторном переходе. Это обусловлено тем, что соответственно возрастает разность напряжений (UВх - UВых), которая входит в выражение для мощности (1). Защита выходного транзистора от перегрева в этом случае достигается тем, что уровень ограничения тока IВых. макс делают зависимым от разности напряжений (UВх - UВых). В схеме на рис. 8.3.2 для этой цели служат резистор R5 и стабилитрон VD2.
Рис. 3. Внешняя характеристика стабилизатора напряжения с защитой от перегрузки по току
Если разность напряжений (UВх - UВых) остается меньшей, чем напряжение стабилизации стабилитрона VD2, через резистор R5 ток не течет. В этом случае уровень ограничения тока остается равным 0,6В/R3. Если же эта разность превысит величину напряжения стабилизации стабилитрона, то вследствие образования делителя напряжения на резисторах R5, R4 появляется положительное напряжение, приложенное к эмиттерному переходу транзистора VT2. При этом транзистор VT2 будет открываться при соответственно меньших токах через регулирующий транзистор VT1.
В последних моделях ИМС стабилизаторов напряжения все шире применяется тепловая защита от перегрузок. Так например, ADP3303 снабжен схемой, которая резко снижает выходной ток при нагреве кристалла до температуры 165°С.
Конденсатор СК осуществляет необходимую частотную коррекцию схемы. В качестве дополнительной меры по предотвращению самовозбуждения следует включать на входе и выходе стабилизаторов конденсаторы емкостью 0,1...10 мкФ. В последнее время на рынке появились стабилизаторы, так называемые, "Cap-free", которые не требуют подключения конденсаторов параллельно выходу. Примером может служить REG103 фирмы Burr-Brown.
Кроме стабилизаторов с фиксированным выходным напряжением выпускаются также регулируемые стабилизаторы напряжения (например, 142ЕН3 или 1168ЕН1). В схемах таких стабилизаторов отсутствует делитель напряжения R1, R2, а база транзистора VT4 подключена к выводу микросхемы для соединения с внешним делителем напряжения. Значительная часть ИМС регулируемых стабилизаторов (?А78G, 142ЕН4 и др.) имеет как минимум 4 вывода, поскольку ток собственного потребления микросхемы составляет единицы миллиампер и зависит от нагрузки. Поэтому его нельзя замкнуть через цепь внешнего делителя напряжения, поскольку это вызовет изменение напряжения на делителе при изменении тока нагрузки. Совершенствование схемотехники ИМС стабилизаторов позволило снизить этот ток до десятков микроампер и избавиться от четвертого вывода (LM317, LT1085 и др.).
В то же время, наличие специального вывода для подключения цепи обратной связи по напряжению позволяет обеспечить высокую стабильность напряжения на удаленной нагрузке (сделать его независимым от падения напряжения на соединительных проводах). Поэтому наряду с трехвыводными, выпускаются ИМС стабилизаторов с большим числом выводов (например, ADР3331, TPS70151 и др.) которые наряду со входом обратной связи имеют также управляющие входы для отключения нагрузки от стабилизатора и некоторые другие.
Похожие статьи
-
Компенсационный стабилизатор напряжения - Оcновы радиоэлектроники
Компенсационный стабилизатор напряжения (КСН) также представляет собой делитель напряжения, образованный переменным сопротивлением регулирующего элемента...
-
Уменьшение потерь в стабилизаторах - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
Требуемое для нормальной работы интегрального стабилизатора на рис. 2 минимальное падение напряжения на нем составляет около 3 вольт. Для схем,...
-
Стабилизация отрицательных напряжений - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
Вышеописанные стабилизаторы предназначены в основном для стабилизации положительных напряжений относительно общей точки (земли) схемы. Однако те же самые...
-
Параметрические стабилизаторы напряжения - Оcновы радиоэлектроники
Принцип действия параметрических стабилизаторов напряжения (ПСН) основан на применении прибора с нелинейной вольт-амперной характеристикой, когда имеется...
-
Точностные параметры - Основные параметры линейных стабилизаторов напряжения
Основное назначение стабилизаторов - поддерживать выходное напряжение неизменным, равным номинальному значению в условиях изменяющегося входного...
-
Получение искусственной общей точки - Основные параметры линейных стабилизаторов напряжения
Часто при питании электронных устройств от батарей возникает необходимость получения из одного гальванически изолированного напряжения аккумуляторной...
-
Упрощенная схема стабилизатора - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
В упрощенном виде схема линейного стабилизатора напряжения приведена на рис. 1. Схема состоит из операционного усилителя, включенного по схеме...
-
Неинвертирующее включение, Ограничитель сигнала - Интегральные микросхемы
Схема представлена на рис. 88. Другое возможное изображение представлено на рис. 89. Исходные уравнения: I1=Uвх/R1; I1=Iос; Iос=(Uвых-Uвх)/Rос. Отсюда...
-
Введение, ИОН на стабилитронах - Источники опорного напряжения
В любой схеме стабилизатора требуется наличие опорного напряжения, с которым сравнивается величина выходного напряжения. Стабильность выходного...
-
Выходные каскады усиления напряжения В качестве выходного каскада усиления напряжения часто используется дифференциальный каскад V1-V2 (оба транзистора...
-
Напряжения питания выходного каскада выбирают из условия Е=Uнm + U, (2.1) Где U равно сумме минимального напряжения на источнике тока Iо (1-2В) и...
-
ИОН на полевых транзисторах - Источники опорного напряжения
Сравнительно недавно на рынке электронных компонентов появилось новое поколение источников опорного напряжения - XFET-источники (eXtra Field Effect...
-
Литература - Основные параметры линейных стабилизаторов напряжения
Лидовский В. И. Теория информации. - М., "Высшая школа", 2002 г. - 120 с. Метрология и радиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебник для ВУЗов....
-
Аналоговый интегральный компаратор - Аналоговые компараторы
Итак, компаратор - это быстродействующий дифференциальный усилитель постоянного тока с большим усилением, малым дрейфом и смещением нуля и логическим...
-
Литература - Интегральный линейный стабилизатор напряжения
Лидовский В. И. Теория информации. - М., "Высшая школа", 2002 г. - 120 с. Метрология и радиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебник для ВУЗов....
-
Определяем напряжение срабатывания В (34) Включаем последовательно со стабилитроном, для осуществления термокомпенсации БТРН 2 диода в проводящем...
-
Переходные процессы и основы синтеза линейных радиотехнических цепей
Переходные процессы и основы синтеза линейных радиотехнических цепей Современные радиотехнические системы часто включают в себя комплекс достаточно...
-
Напряжение питания - Правильное включение светодиода
Две главных характеристики светодиодов это падение напряжения и сила тока. Обычно светодиоды рассчитаны на силу тока в 20 мА, но бывают и исключения,...
-
Преобразователь напряжения переменного тока в ток - Типы преобразователей
Этот преобразователь (рис.20, а) обычно применяют в качестве нормирующего для преобразования в унифицированный токовый сигнал выходного сигнала...
-
ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Ниже приведены некоторые параметры в отечественном по ГОСТ 19480-89 и международном обозначении. Tзд. р.1,0 / tPHL - время задержки распространения при...
-
Измерения напряжения и тока - Оcновы радиоэлектроники
Измерения тока и напряжения являются основными при исследовании различных устройств и контроле их работы. Однако в радиотехнике преобладающее значение...
-
Р-n переход при внешнем напряжении, приложенном к нему - Исследование полупроводниковых диодов
Внешнее напряжение нарушает динамическое равновесие токов в p-n-переходе. P-n-переход переходит в неравновесное состояние. В зависимости от полярности...
-
АЦП с параллельным интерфейсом выходных данных - Преобразователи напряжение-частота
АЦП с параллельным интерфейсом выходных данных . В простейших случаях, характерных для параллельных АЦП и преобразователей ранних моделей, интерфейс...
-
Основой ЦАП этого типа является матрица конденсаторов, емкости которых соотносятся как целые степени двух. Схема простого варианта такого преобразователя...
-
Здесь R1-R2 - базовый делитель, формирующий напряжение UБо. UБо = f (IДел, IБо), при этом ток делителя IДел постоянный, а IБо зависит от температуры....
-
Преобразователи напряжение-частота - Преобразователи напряжение-частота
На базе преобразователей напряжение-частота (ПНЧ) могут быть построены интегрирующие АЦП, обеспечивающие относительно высокую точность преобразования при...
-
Расчет цепи смещения - Проектирование выходного каскада связного передатчика с частотной модуляцией
В мощных выходных каскадах, где транзисторы обычно работают с отсечкой тока (в нашем случае =90), для получения линейной модуляционной характеристики...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Экспериментальная установка, Напряжение питания +5&;nbsp;В 5% - Оcновы радиоэлектроники
Установка предназначена для практической сборки логических цепей на цифровых интегральных микросхемах. В данной работе используются микросхемы...
-
Для расчета основных элементов системы импульсно-фазового управления (СИФУ) преобразователя вначале требуется выбрать тип цифровых и аналоговых...
-
Схемы ТТЛ _ транзисторно-транзисторной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Разновидности схем ТТЛ Также широко используются на практике разновидности схем ТТЛ: А) схема ТТЛ с тремя состояниями выхода Схемы базовых ТТЛ нельзя...
-
Гибридные интегральные микросхемы - Интегральные микросхемы
Широкое распространение получили гибридные ИС - интегральные схемы, в которых пассивные элементы - пленочные, а активные элементы (резисторы,...
-
Краткие теоретические сведения, Введение - Оcновы радиоэлектроники
Введение Стабилизаторы напряжения используются в источниках питания постоянного тока для поддержания величины выходного напряжения с требуемой точностью....
-
Расчет минимальных напряжений - Электрификация участка железной дороги
Расчет минимальных напряжений в тяговой сети участка Медвежья Гора - Нигозеро при различных размерах движения был произведен с помощью программы KA_PN из...
-
Принципиальная электрическая схема лабораторного макета показана на рис. 8. Рис. 8 Индуктивность закреплена на съемной панельке. Это позволяет при...
-
Основные параметры логических интегральных микросхем Входное U1вх и выходное U1вых напряжения логической единицы - значение высокого уровня напряжения на...
-
Определение переходной характеристики цепи Переходная характеристика цепи: H(t)=hпр(t)+hсв(t) (18) Т. к. воздействие - ток, а реакция - ток на...
-
Схема трансивера с указанием основных соединений представлена на рисунке 5.1. Рисунок 5.1 Рассмотрим более подробно каждый блок в отдельности: Фильтр...
-
Построим сигнал на выходе регенератора для заданной кодовой последовательности символов для линейного кода МЧПИ. Построение глаз - диаграммы на выходе...
Интегральный линейный стабилизатор напряжения - Интегральный линейный стабилизатор напряжения