V.Krylov
KONSTRUKSI STABILIZER TEGANGAN BIPOLAR PADA OU
Penguat operasional (op-amp) semakin banyak digunakan di berbagai komponen peralatan radio amatir, termasuk catu daya yang distabilkan. OU memungkinkan Anda meningkatkan secara signifikan indikator kualitas stabilisator dan keandalan operasionalnya. penggunaan op-amp pada stabilisator dapat dibaca di majalah Radio (1975, No. 12, pp. 51, 52 dan 1980, No. 3, pp. 33 - 35), Artikel di bawah ini menjelaskan tentang konstruksi stabilisator bipolar pada op-amp.
Yang paling sederhana adalah bipolar, pengatur tegangan dapat diperoleh dari dua pengatur tegangan unipolar yang identik, seperti yang ditunjukkan pada gambar. 1.
Beras. 1. Skema stabilizer yang dibangun dari dua unipolar yang identik
Stabilizer bipolar ini dapat mengalirkan arus hingga 0,5 A untuk masing-masing lengannya.Koefisien stabilisasi ketika tegangan input berubah ± 10% adalah 4000. Ketika resistansi beban berubah dari nol ke maksimum, tegangan output stabilizer berubah sebesar tidak lebih dari 0,001%, yaitu impedansi keluarannya tidak melebihi 0,3 MΩ. Riak tegangan keluaran dengan frekuensi 100 Hz pada arus beban maksimum - tidak lebih dari 1 mV (amplitudo ganda).
Keuntungan dari metode pembuatan penstabil bipolar ini jelas - kemungkinan menggunakan jenis elemen yang sama untuk kedua lengan. Kekurangannya adalah sumber tegangan AC masukan dalam hal ini tidak boleh mempunyai titik yang sama, dengan kata lain diperlukan dua belitan sekunder yang diisolasi satu sama lain pada trafo listrik, dua penyearah terpisah dan penstabil empat kawat dengan penyearah.
Untuk mengurangi kabel penghubung menjadi tiga, elemen kontrol (transistor V4, V5) pindahkan lengan bawah stabilizer sesuai Skema dari kabel positif ke kabel negatif (yang atas tetap tidak berubah). Ini dapat dilakukan dengan menggunakan transistor dengan struktur berbeda: n - R -N untuk transistor V4 Dan R-N - R Untuk V5 (Gbr. 2, a). Tegangan keluaran penguat operasional A2 dalam hal ini, ia akan mempunyai nilai negatif relatif terhadap kabel biasa. Menurut parameter ini. praktis sama seperti yang dijelaskan di atas.
Perhatikan bahwa dengan transfer elemen pengatur yang ditunjukkan, kita dapat membatasi diri untuk mengganti hanya transistor ke--, yaitu V5, jika Anda menyalakan regulator sesuai dengan rangkaian transistor komposit (Gbr. 2, B)- pada saat yang sama, transistor kontrol yang kuat di kedua lengan stabilizer (VI Dan V4 menurut gambar. 2a) tetap sama. Koefisien stabilisasi dengan modifikasi elemen pengatur ini praktis tetap sama (sekitar 4000), tetapi resistansi keluaran lengan bawah dapat meningkat, karena ketika beralih ke transistor pengatur komposit, keuntungan yang melekat pada kombinasi dua transistor dari struktur berbeda pada elemen pengatur hilang (lebih lanjut lihat Radio, 1975, No. 12, hal. 51). Selama verifikasi eksperimental dari stabilisator yang dipertimbangkan, misalnya, peningkatan resistansi keluaran dicatat sebanyak tiga kali.
Transistor kontrol kuat dari jenis yang sama di kedua lengan penstabil bipolar juga dapat digunakan jika, menurut rangkaian transistor komposit, elemen kontrol dari rangkaian atas lengan penstabil dihidupkan (Gbr. 1). 2,c), meninggalkan transistor dengan struktur berbeda di stabilizer lain.
Beras. 2. Skema stabilizer yang ditenagai oleh penyearah tunggal
Beras. Gambar 3. Skema stabilizer yang ditenagai oleh op-amp dari tegangan keluaran
Dalam stabilisator yang dipertimbangkan, op-amp disuplai langsung dengan tegangan masukan unipolar, tetapi hal ini hanya mungkin terjadi jika tegangan masukan kira-kira sama dengan tegangan suplai pengenal op-amp. Jika tegangan pertama melebihi tegangan kedua, maka op-amp dapat diberi daya, misalnya, dari stabilisator parametrik paling sederhana yang membatasi tegangan input pada tingkat yang diperlukan. kasus ketika tegangan suplai dari masing-masing lengan stabilizer ternyata jauh lebih kecil dari yang dibutuhkan untuk memberi daya pada OS. itu harus dialihkan ke pasokannya dengan tegangan bipolar. Dalam stabilisator bipolar, hal ini diterapkan dengan relatif sederhana.
Pada gambar. Gambar 3 menunjukkan rangkaian stabilizer, tegangan bipolar keluarannya sama dengan tegangan suplai, yang memungkinkan untuk memberi daya langsung dari keluaran stabilizer. transistor V3 Dan V8 memberikan penguatan tegangan keluaran op-amp ke tingkat yang diperlukan, V4 melindungi transistor emitor V3 dari tegangan balik yang dapat muncul pada keluaran op-amp (dengan suplai bipolarnya), misalnya selama transien. Jika tegangan balik maksimum yang diijinkan antara emitor dan basis transistor melebihi tegangan suplai op-amp, penggunaan dioda seperti itu menjadi mubazir. Itu sebabnya di basis transistor V8 diodanya hilang.
Tempat sumber tegangan teladan (dioda zener V5 Dan V9) dibandingkan dengan stabilizer yang dipertimbangkan sebelumnya (lihat Gambar 2, a), di sini diubah untuk menjaga sifat negatif dari umpan balik dengan adanya amplifier tambahan pada transistor V3 Dan V8. akan menjadi negatif bahkan jika masing-masing stabilizer-tron V5 Dan V9 sambungkan antara input pembalik op-amp yang sesuai dan kabel umum stabilizer, tetapi dalam kasus yang dipertimbangkan, penyertaan seperti itu tidak dapat diterima, karena ini akan melebihi tegangan mode umum pembatas, yang untuk op-amp K1UT401B (baru nama K.140UD1B) sama dengan ± 6 V.
Saat mensuplai op-amp dengan tegangan keluaran, perhatian khusus harus diberikan pada keandalan pengasutan stabilizer. Dalam hal ini, permulaan seperti itu dipastikan segera setelah tegangan input disuplai melalui resistor beban R2 Dan R9 kebocoran basis transistor V2 Dan V7 masing-masing. Pada saat yang sama, elemen pengatur lengan stabilizer terbuka, tegangan keluaran meningkat, memasukkan perangkat ke mode operasi.
Verifikasi eksperimental stabilizer ini memberikan hasil sebagai berikut: stabilisasi ketika tegangan input berubah ± 10% melebihi 10.000, resistansi output adalah 3 MΩ.
Semua penstabil tegangan bipolar yang dibahas di atas adalah kombinasi dari dua penstabil unipolar yang dihubungkan oleh kabel biasa, yang tegangan keluarannya diatur secara independen satu sama lain. Dengan konstruksi penstabil bipolar seperti itu, sulit untuk memastikan kesetaraan tegangan lengannya baik saat memasang penstabil maupun dalam kondisi pengoperasiannya. Dalam beberapa kasus, misalnya, pada konverter “-tegangan”, persyaratan yang sangat tinggi dikenakan pada penstabil bipolar dalam hal simetri tegangan keluarannya relatif terhadap kabel biasa. Pemenuhan persyaratan tersebut relatif sederhana disediakan dalam stabilizer, skemanya ditunjukkan pada Gambar. 4.
Beras. 4. Stabilizer dengan tegangan keluaran simetris
Di sini, menurut skema, lengan atas tidak berbeda dengan lengan atas stabilizer sebelumnya (lihat Gambar 3). bahu dibangun secara berbeda. Pada masukan pembalik, op-amp dihubungkan ke kabel biasa, dan oleh karena itu, tegangan pada masukan ini adalah nol. Karena tegangan masukan diferensial op-amp tidak signifikan (beberapa milivolt), maka tegangan pada masukan non-pembalik akan menjadi nol. Namun masukan op-amp ini dihubungkan pada titik tengah pembagi tegangan R14 R15, termasuk di antara terminal ekstrim stabilizer; Karena itu, nilai absolut tegangan Uvyh. n pada keluaran lengan bawah stabilizer akan ditentukan oleh ekspresi berikut:
dimana kamu keluar. n adalah ketegangan lengan atas.
Ketika resistansi resistor sama R14 Dan R15 output dari sisi bawah secara otomatis diatur sama dengan tegangan sisi atas, dan perangkat terus-menerus "memantau" nilainya. Misalnya jika kita menggunakan resistor tuning R8 menaikkan tegangan Uout. c, ini akan meningkatkan tegangan pada input non-pembalik op-amp A2 dan, akibatnya, pada outputnya. Di mana V8 mulai menutup, tegangan pada transistor pengatur V6 mengurangi. Tegangan keluaran lengan bawah akan meningkat ke tingkat di mana tegangan pada masukan non-pembalik op-amp A2 akan kembali menjadi sama dengan nol, yaitu ke level Uvyx yang baru ditetapkan. B.
Jadi, dalam penstabil bipolar yang sedang dipertimbangkan, tegangan pada keluaran kedua lengan ditanamkan dengan satu pemangkas R8, dan persamaan nilai absolut tegangan keluaran positif dan negatif pada R14 = R15 hanya ditentukan oleh kelas akurasi resistor ini.
Dari segi kualitas, stabilizer ini tidak berbeda dengan yang sebelumnya.
Penggunaan transistor efek medan yang kuat dalam penstabil tegangan, meskipun memiliki keunggulan yang tidak dapat disangkal - resistansi saluran terbuka yang sangat rendah (beberapa miliohm), yang memungkinkan diperolehnya penurunan tegangan yang sangat rendah antara tegangan masukan dan keluaran (sepersepuluh dari satu volt), arus tinggi (ratusan ampere), biaya rendah (terutama transistor saluran-n) - diketahui memecahkan satu masalah yang terkait dengan tegangan ambang batas tinggi (2 - 5 V) yang harus diterapkan ke gerbang untuk buka transistornya. Jika, misalnya, pada pengatur tegangan positif pada transistor saluran-n, tegangan masukan diterapkan ke saluran pembuangan, tegangan keluaran diambil dari sumber, dan gerbang dikendalikan oleh op-amp, maka dengan tegangan kecil penurunan tegangan stabilizer (antara sumber dan saluran transistor), op-amp harus memberikan tegangan ke gerbang sebesar 2 - 5 V di atas sumber, dan oleh karena itu di atas saluran pembuangan, yaitu di atas tegangan masukan. Tapi dimana saya bisa mendapatkannya jika tidak ada tegangan lain selain input? Trik apa yang digunakan untuk mendapatkan tegangan lebih tinggi dari input: mereka menggunakan belitan transformator tambahan dan penyearah berdasarkan itu, berbagai rangkaian penambah tegangan input berdasarkan pengganda tegangan, dan bahkan konverter DC / DC dibangun ke dalam beberapa sirkuit mikro stabilizer modern.
Jika penstabil bipolar diperlukan, maka skema yang disebutkan di atas dengan kekurangannya digunakan.
Penulis bertanya-tanya: apakah mungkin menggunakan penstabil bipolar untuk memberi daya pada op-amp, selain tegangan masukan penstabil, juga tegangan masukan penstabil lain, dan yang lain - masukan yang pertama? Seperti yang ditunjukkan oleh hasil percobaan tersebut, ternyata hal itu mungkin terjadi. Selain itu, penulis menerima riak tegangan keluaran stabilisator tingkat rendah pada arus tinggi, yang bahkan tidak dia duga.
Selebihnya presentasi akan disusun sebagai berikut. Pertama, rangkaian stabilisator sederhana yang terkenal berdasarkan op-amp dan transistor efek medan akan diberikan, kemudian diagram skematik berdasarkan pada mereka, kemudian pengkabelan papan stabilizer, foto-fotonya dan desain catu daya (IP) berdasarkan pada stabilizer bipolar akan diberikan. Setelah itu, hasil pengujian stabilisator dan khususnya osilogram riak tegangan keluaran akan diberikan. Di akhir artikel, parameter keluaran stabilisator akan dirangkum.
Diagram yang disederhanakan
Gambar 1 menunjukkan empat rangkaian stabilizer berbasis op-amp dan daya FET yang disederhanakan.
Prinsip pengoperasian stabilizer pada Gambar 1a adalah sebagai berikut. Tegangan input U IN diterapkan ke saluran transistor efek medan saluran-n, dan tegangan keluaran stabil U OUT diambil dari sumber, yang potensialnya selalu lebih rendah daripada potensial saluran. Jadi pada rangkaian ini transistor beroperasi normal. Op-amp membandingkan tegangan referensi V REF yang diberikan pada masukan non-pembaliknya dengan sebagian keluaran yang diambil dari pembagi R, diterapkan pada masukan pembaliknya, dan sama dengan V REF pada U OUT tertentu. Dengan tegangan keluarannya, op-amp bekerja pada gerbang transistor sedemikian rupa sehingga tegangan yang diambil dari pembagi akan selalu sama dengan V REF, berapapun tegangan masukan dan arus beban. Misalnya, ketika arus beban meningkat, tegangan keluaran turun, dan oleh karena itu tegangan yang diambil dari pembagi juga turun, dan karena diterapkan pada masukan pembalik op-amp, tegangan keluaran op-amp meningkat, yang menyebabkan potensial gerbang naik, dan transistor terbuka sedikit, mengembalikan tegangan output ke level sebelumnya. Ciri dan kelemahan utama rangkaian ini adalah kenyataan bahwa tegangan gerbang di mana transistor mulai terbuka selalu lebih tinggi dari tegangan sumber sebesar 2 - 5 V. Oleh karena itu, jika tegangan suplai positif dari op-amp diambil dari tegangan masukan, maka harus selalu lebih tinggi dari tegangan masukan beberapa volt, yaitu beberapa volt lebih dari 2 - 5 V, yang merupakan jumlah yang tidak dapat diterima. Tetapi jika tidak ada tegangan lain selain input, maka rangkaian ini tidak dapat digunakan. Dan jika ada? Maka itu mungkin (dan perlu!), dan ini hanyalah salah satu fitur stabilisator yang dijelaskan dalam artikel. Keuntungan dari rangkaian ini adalah penggunaan transistor efek medan saluran-n yang kuat di dalamnya, yang jika dianggap sama, 2–5 kali lebih murah daripada saluran-p. Selain itu, transistor saluran-n yang kuat beberapa kali lebih umum daripada transistor saluran-p dan, akhirnya, transistor saluran-n, dalam beberapa hal, memiliki karakteristik yang tidak dapat dicapai oleh transistor saluran-p. Misalnya, resistansi saluran terbuka sangat rendah, mencapai hingga 2,4 mOhm (IRFB3206), atau kecuraman yang sangat besar, nilai minimumnya adalah 230 cm (IRFB3306), transistor saluran p sama sekali tidak ada. Meskipun biayanya (sekitar $1), transistor ini (IRFB3206, IRFB3306) tidak melebihi biaya transistor saluran p paling modern.
Gambar 1c menunjukkan rangkaian pengatur tegangan negatif yang disederhanakan, yaitu “cermin” dalam kaitannya dengan rangkaian pada Gambar 1a dan cara kerjanya sama (hanya untuk tegangan negatif), oleh karena itu menurut penulis tidak memerlukan penjelasan. Kerugian tambahan dari rangkaian ini adalah penggunaan transistor efek medan saluran-p di dalamnya.
Di sini, beberapa penyimpangan harus dilakukan mengenai rangkaian penyearah yang digunakan dalam stabilisator bipolar.
Rangkaian yang paling umum menggunakan belitan sekunder transformator dengan keran tengah dan dua rangkaian penyearah setengah jembatan untuk masing-masing tegangan (positif dan negatif). Rangkaian seperti itu (tidak diperlihatkan karena kesederhanaannya) menggunakan dua dioda penyearah untuk masing-masing rangkaian penyearah setengah jembatan, sehingga jumlah total dioda adalah empat, yang merupakan keuntungan yang tidak diragukan lagi. Karena transformator biasanya dilengkapi dengan dua belitan sekunder yang identik (bukan satu dengan keran tengah), dalam skema penyearah seperti itu, ujung salah satu belitan dihubungkan ke awal belitan lainnya - ini adalah titik tengah.
Yang kurang umum adalah rangkaian penyearah jembatan penuh untuk masing-masing tegangan dari dua belitan sekunder, yang sudah menggunakan 4 dioda untuk setiap tegangan, dan jumlah total dioda adalah 8, yaitu dua kali lebih banyak dari yang pertama. Meskipun jumlah dioda yang dua kali lipat merupakan kelemahan dari rangkaian penyearah, satu fitur yang sangat menarik dapat diekstraksi dari sifat-sifatnya, yaitu bahwa kedua tegangan yang disearahkan diisolasi satu sama lain.
Perlu dicatat di sini bahwa gagasan tentang pasokan tambahan stabilisator bukanlah hal baru. Untuk pertama kalinya, sejauh yang penulis tahu, ide seperti itu digunakan dalam pekerjaan memberi daya pada stabilizer berdasarkan komponen diskrit (yaitu, tanpa menggunakan sirkuit mikro), di mana transistor bipolar digunakan sebagai transistor daya.
Transistor efek medan sudah digunakan dalam pekerjaan di rangkaian stabilizer, juga didasarkan pada komponen diskrit, namun kompleksitas rangkaian menyebabkan fakta bahwa papan stabilizer ternyata sangat besar (175 × 80 mm), dan bahkan dengan kabel dua arah, yang sangat bermasalah untuk dibuat sendiri. Ke depan, kami mencatat bahwa papan penstabil bipolar yang dijelaskan di sini memiliki kabel satu sisi dan hanya berukuran 40 × 16 mm. Sangat mudah untuk membuat papan seperti itu sendiri (lihat di bawah).
Untuk mendapatkan daya tambahan (dari stabilizer lain), dioda zener dengan resistor pembatas arusnya digunakan dalam pekerjaan, dan pada Gambar 2, seperti yang telah disebutkan, sirkuit mikro stabilisator 78L24 / 79L24 digunakan. Penggunaan sirkuit mikro ini sebagai pengganti dioda zener dengan resistor dibenarkan karena alasan berikut. Pertama, stabilitas tegangan rendah dioda zener tidak dapat dibandingkan dengan stabilitas tegangan keluaran sirkuit mikro yang relatif tinggi, dan kedua, anehnya, sirkuit mikro lebih murah daripada dioda zener setengah watt ditambah resistor setengah watt (dan mereka daya yang lebih rendah tidak dapat digunakan, karena ini akan menyebabkan pemanasan resistor dan dioda zener dan kemungkinan besar kegagalannya), dan, ketiga, sirkuit mikro memakan lebih sedikit ruang di papan.
Pada Gambar 2, konduktor daya ditandai dengan huruf tebal. Dioda VD1 - VD4 digunakan untuk permulaan awal stabilisator ketika daya dihidupkan.
Nah, setelah penjelasan awal yang mendetail, tidak sulit untuk memahami cara kerja diagram rangkaian.
literatur
- Kuzminov A. Peningkatan penstabil tegangan dengan filter aktif. - Radio, 2017, No.9, hal. 18, 19.
- Kuzminov A. Penerapan penguat instrumental untuk menjembatani dua op amp yang kuat. Bagian 3. - Elektronika Modern, 2017, No. 6, hal. 74 - 80.
- Kuzminov A. Stabilisator berdasarkan op-amp dan transistor efek medan daya tinggi dengan filter elektronik aktif dan proteksi arus lebih. Bagian 2. - Elektronika Modern, 2018, No.1, hal. 58 - 62.
- Kuzminov A. Pembuatan perangkat pada papan sirkuit tercetak dengan resolusi tinggi di rumah. - Teknologi dalam industri elektronik, 2010, No.8, hal. 18 - 25; 2011, no.1, hal. 9 - 13; No.2, hal. 18 - 25.
- Kuzminov A. Teknologi pembuatan papan sirkuit cetak resolusi tinggi dalam kondisi amatir. - Radio, 2017, No. 10, hal. 24 - 28.
- Oreshkin V. Penstabil tegangan suplai UMZCH. - Radio, 1987, No.8, hal. 31.
- Muravtsev M. UMZCH menstabilkan pasokan listrik. - Radio, 2017, No.2, hal. 25 - 27; No.3, hal. 17-19.
- Titze U., Sirkuit semikonduktor Shenk K.. - M. : Dunia. 1982.
- Horowitz P., Hill W. Seni sirkuit. - M. : Dunia. 1993.
Penstabil tegangan switching memiliki efisiensi tinggi. dan dimensinya kecil, sehingga banyak digunakan pada sumber daya sekunder modern. Diagram skema pengatur tegangan switching tipe serial pada penguat operasional ditunjukkan pada gambar. 4.19.
Beras. 19. Diagram skema pengatur tegangan switching tipe serial pada penguat operasional
Skema rangkaian pengukuran mirip dengan gambar. 4. 17, tetapi bukan penguat yang dipasang pada penguat operasional, melainkan komparator dengan karakteristik relai seperti loop. Umpan balik positif, yang menghasilkan karakteristik seperti loop, dilakukan oleh resistor R6, lebar loop ditentukan oleh rasio resistansi resistor R5 dan R6. Resistansi resistor R6 jauh lebih besar daripada resistansi resistor R5, dan lebar loop beberapa milivolt. Secara konvensional, karakteristik statis komparator relatif terhadap tegangan pembagi ditunjukkan pada gambar. 4.20.
Beras. 4. 20. Karakteristik statis komparator
Jika tegangan melebihi ambang batas atas kamu П2, maka tegangan komparator minimal, dioda zener VD2 ditutup, transistor VT2 dan VT1 ditutup, tegangan keluaran menurun seiring waktu. Jika tegangannya kurang dari ambang batas bawah kamu П1, maka tegangan komparator maksimum, dioda zener VD2 rusak, transistor VT2 dan VT1 terbuka, tegangan keluaran meningkat seiring waktu. Osilasi tegangan sendiri terjadi kamu 2 sehubungan dengan nilai . Karena loop komparator sangat sempit, tegangannya menyimpang kamu 2 dianggap dapat diterima. Pada gambar. 4. 21 menunjukkan diagram waktu perubahan tegangan KSN untuk dua nilai tegangan masukan.
Beras. 4. 21. Diagram waktu tegangan KSN berdenyut
Pengurangan tegangan kamu 1 menyebabkan peningkatan durasi pulsa tegangan Inggris(4. menambah waktu keadaan terbuka transistor VT1) dan mengurangi durasi jeda. Periode pengulangan pulsa juga telah berubah. Rentang tegangan kamu 2 melebihi zona yang dibatasi oleh nilai ambang batas karena proses osilasi pada filter LC.
Kehadiran osilasi mandiri pada tegangan keluaran merupakan kelemahan dari penstabil tegangan berdenyut, namun hal ini praktis tidak mempengaruhi pengoperasian konsumen yang ditenagai oleh penstabil, dan keuntungan dari pengaturan berdenyut sangat signifikan. Perlu dicatat bahwa, karena transistor VT1 dan VT2 memiliki konduktivitas yang berbeda, maka diperlukan rangkaian pemicu VD4, R9, yang berfungsi, serta rangkaian KSN serial pada transistor dengan konduktivitas berbeda.
Kerugian utama dari stabilisator linier dengan daya sedang dan tinggi adalah efisiensinya yang rendah. Selain itu, semakin rendah tegangan keluaran sumber listrik, semakin rendah pula efisiensinya. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa dalam mode stabilisasi, transistor daya dari sumber daya biasanya dihubungkan secara seri dengan beban, dan untuk pengoperasian normal stabilizer tersebut, tegangan kolektor-emitor (11ke) minimal 3 ... 5 V harus bekerja pada transistor pengatur.Pada arus lebih dari 1 A, hal ini menyebabkan kehilangan daya yang signifikan karena pelepasan energi panas yang hilang dalam transistor daya. Hal ini menyebabkan perlunya menambah luas heat sink atau menggunakan kipas untuk pendinginan paksa.
Regulator tegangan linier terintegrasi berdasarkan chip dari seri 142EN(5...14), yang banyak digunakan karena biayanya yang rendah, memiliki kelemahan yang sama. Baru-baru ini, sirkuit mikro yang diimpor dari seri "LOW DROP" (SD, DV, LT1083/1084/1085) telah mulai dijual. Sirkuit mikro ini dapat beroperasi pada tegangan rendah antara input dan output (hingga 1...1.3 V) dan memberikan tegangan output yang stabil dalam kisaran 1.25...30 V pada arus beban 7.5/5/3 A, masing-masing. Analog domestik terdekat dari tipe KR142EN22 dalam hal parameter memiliki arus stabilisasi maksimum 5 A.
Pada arus keluaran maksimum, mode stabilisasi dijamin oleh pabrikan pada tegangan input-output minimal 1,5 V. Sirkuit mikro juga memiliki perlindungan bawaan terhadap kelebihan arus pada beban dari nilai yang dapat diterima dan perlindungan termal terhadap panas berlebih. dari kasus ini.
Stabilisator ini memberikan ketidakstabilan tegangan keluaran "0,05%/V, ketidakstabilan tegangan keluaran ketika arus keluaran berubah dari 10 mA ke nilai maksimum tidak lebih buruk dari 0,1%/V. Rangkaian khas untuk menyalakan tegangan tersebut stabilisator ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Kapasitor C2 ... C4 harus ditempatkan dekat dengan sirkuit mikro dan lebih baik jika tantalum. Kapasitansi kapasitor C1 dipilih dari kondisi 2000 mikrofarad per 1 A arus. Sirkuit mikro diproduksi dalam tiga jenis desain paket, ditunjukkan pada gambar. 4.2. Jenis lambung kapal ditentukan dengan huruf terakhir pada peruntukannya. Informasi lebih rinci tentang sirkuit mikro ini tersedia di literatur referensi, misalnya J119.
Stabilisator tegangan seperti itu layak secara ekonomi untuk digunakan pada arus beban lebih dari 1 A, serta jika tidak ada cukup ruang dalam struktur. Pada elemen diskrit, Anda juga dapat membuat catu daya yang ekonomis. Ditunjukkan pada gambar. 4.3, rangkaian dirancang untuk tegangan keluaran 5 V dan arus beban hingga 1 A. Ini memastikan operasi normal dengan tegangan minimum pada transistor daya (0,7 ... 1,3 V). Hal ini dicapai dengan menggunakan transistor (VT2) dengan tegangan rendah ike dalam keadaan terbuka sebagai pengatur daya. Hal ini memungkinkan untuk memastikan pengoperasian rangkaian stabilizer pada tegangan input-output yang lebih rendah.
Sirkuit memiliki perlindungan (tipe pemicu) jika arus pada beban terlampaui dari nilai yang dapat diterima, serta melebihi tegangan pada input stabilizer sebesar 10,8 V.
Unit proteksi dibuat pada transistor VT1 dan thyristor VS1. Ketika thyristor dipicu, ia mematikan daya ke chip DA1 (pin 7 dihubung pendek ke kabel biasa). Dalam hal ini, transistor VT3, dan karenanya VT2, akan menutup dan tegangan outputnya akan nol. Dimungkinkan untuk mengembalikan rangkaian ke keadaan semula setelah menghilangkan penyebab kelebihan beban, hanya dengan mematikan dan menghidupkan kembali catu daya.
Kapasitor SZ biasanya tidak diperlukan - tugasnya adalah memfasilitasi permulaan rangkaian pada saat penyalaan.
Dimungkinkan untuk mengembalikan rangkaian ke keadaan semula setelah menghilangkan penyebab kelebihan beban, hanya dengan mematikan dan menghidupkan kembali catu daya. Kapasitor SZ biasanya tidak diperlukan - tugasnya adalah memfasilitasi permulaan rangkaian pada saat penyalaan. Topologi papan sirkuit tercetak untuk elemen pemasangan ditunjukkan pada gambar. 4.4 (berisi satu jumper massal). Transistor VT2 dipasang pada radiator.
Bagian-bagian berikut digunakan dalam pembuatannya: resistor yang disetel R8 dari tipe SPZ-19a, resistor lainnya adalah jenis apa pun; kapasitor C1 - K50-29V untuk 16 V, C2 ... C5 - K10-17, C5 - K52-1 untuk 6,3 V. Rangkaian dapat dilengkapi dengan indikator proteksi LED (HL1). Untuk melakukan ini, Anda perlu memasang elemen tambahan: dioda VD3 dan resistor R10, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4.5.
Sastra: I.P. Shelestov - Skema yang berguna untuk amatir radio, buku 3.
Penstabil tegangan kompensasi kontinu yang dipertimbangkan mengurangi daya maksimum yang dihamburkan oleh transistor pengatur dalam mode hubung singkat. Diagram rangkaian stabilizer ditunjukkan pada gambar. 5.
Mode batas saat ini
Penghambat R 1 adalah sensor arus. Jika terjadi arus berlebih R 1 tegangan dihasilkan, yang melalui resistor R 2 diterapkan pada sambungan basis-emitor transistor VT3 , yang terbuka. Akibatnya muncul arus basis dan kolektor. VT3 , yang mengurangi arus basis transistor VT2 , masing-masing, arus kolektor transistor berkurang VT2 Dan VT1 , yang membatasi arus keluaran pengatur tegangan.
Perlindungan sirkuit pendek
2 resistor digunakan untuk perlindungan - R 2 Dan R 3 dan selama pengoperasian normal
tegangan emitor transistor VT1 sama dengan hari libur. Jika terjadi hubungan pendek, tegangan keluaran masing-masing adalah nol, tegangan pada emitor transistor VT1
juga nol dan seluruh tegangan input diterapkan ke resistor R 2 Dan R 3 . Tegangan hidup
R 2 meningkat dan penurunan tegangan pada R 1 , yang mengarah pada penemuan
Beras. 5. Diagram skema penstabil tegangan
pada op amp dengan tingkat batas arus variabel
dan dengan perlindungan hubung singkat
transistor VT3 . Resistor R 2 Dan R 3 dihitung sehingga arus kolektor VT3 dalam mode hubung singkat kira-kira 80% dari arus basis VT2 . Dengan demikian, arus basis VT2 berkurang sekitar 5 kali lipat, yang menyebabkan penurunan arus kolektor VT1 juga 5 kali. Demikianlah transistor VT1 terlindung dari kelebihan beban jika terjadi korsleting.
Stabilisasi tegangan keluaran
Jika dalam operasi normal, karena alasan tertentu, tegangan keluaran stabilizer berubah, maka tegangan yang dihasilkan oleh pembagi juga berubah. R 6 , R 7 , R 8 di titik A. Penguat operasional DA1 memperkuat perbedaan antara tegangan referensi () dan tegangan di titik A (), yang dapat dihitung dengan rumus
Jika tegangan pada keluaran stabilizer mengalami penurunan, maka selisihnya menjadi positif dan bertambah, sehingga menyebabkan penurunan arus yang melewati dioda zener. VD3 , yang merupakan bagian dari arus yang melewatinya R 4 .Bagian lainnya menuju ke basis transistor VT2 dan ke output penguat operasional DA1 . Dengan demikian, jika berkurang, maka arusnya meningkat, dan karenanya, meningkat. Dengan peningkatan, rangkaian stabilisasi bekerja dalam rantai yang sama (mengurangi deviasi.
dioda zener VD3 dihidupkan sehingga penguat operasional DA1 bekerja dalam mode aktif, di mana tegangan suplai harus sekitar setengah dari penguat operasional (+ U). Tegangan keluaran dari stabilizer itu sendiri () bisa jauh lebih tinggi. berbasis transistor VT2 tegangan lebih tinggi dari 2. Oleh karena itu, perbedaan antara dan tegangan pada basis VT2 adalah nilai tertentu, yang dikompensasi oleh dioda zener VD3
