Visas mūsdienu elektroniskās iekārtas ir veidotas uz elementiem, kas ir jutīgi pret padeves elektrību. No tā ir atkarīga ne tikai pareiza darbība, bet arī ķēžu darbība kopumā. Tāpēc, pirmkārt, elektroniskās ierīces ir aprīkotas ar fiksētiem stabilizatoriem ar nelielu sprieguma kritumu. Tie ir izgatavoti integrālo shēmu veidā, kuras ražo daudzi ražotāji visā pasaulē.
Kas ir zema sprieguma regulators?
Zem sprieguma stabilizatora (SN) saprotiet šādu ierīci, kuras galvenais uzdevums ir uzturēt noteiktu nemainīgu slodzes sprieguma līmeni. Jebkuram stabilizatoram ir noteikta parametra izdošanas precizitāte, ko nosaka ķēdes veids un tajā iekļautās sastāvdaļas.
Iekšēji MV izskatās pēc slēgtas sistēmas, kur automātiskajā režīmā izejas spriegums tiek regulēts proporcionāli atsaucei (atsaucei), ko ģenerē īpašs avots. Šis tipsstabilizatorus sauc par kompensējošiem. Šajā gadījumā vadības elements (RE) ir tranzistors - bipolārs vai lauka strādnieks.
Sprieguma regulēšanas elements var darboties divos dažādos režīmos (nosaka konstrukcijas shēma):
- aktīvs;
- key.
Pirmais režīms nozīmē nepārtrauktu RE darbību, otrais - darbību impulsa režīmā.
Kur tiek izmantots fiksētais stabilizators?
Mūsdienu paaudzes radioelektroniskās iekārtas raksturo mobilitāte globālā mērogā. Ierīču barošanas sistēmas ir veidotas, izmantojot galvenokārt ķīmiskos strāvas avotus. Izstrādātāju uzdevums šajā gadījumā ir iegūt stabilizatorus ar maziem kopējiem parametriem un pēc iespējas mazākiem elektrības zudumiem uz tiem.
Mūsdienu kanāli tiek izmantoti šādās sistēmās:
- mobilās komunikācijas iespējas;
- portatīvie datori;
- mikrokontrollera akumulatori;
- bezsaistes drošības kameras;
- autonomas drošības sistēmas un sensori.
Lai atrisinātu stacionārās elektronikas barošanas jautājumus, tiek izmantoti sprieguma regulatori ar nelielu sprieguma kritumu korpusā ar trim KT tipa spailēm (KT-26, KT-28-2 utt.). Tos izmanto, lai izveidotu vienkāršas shēmas:
- lādētāji;
- mājsaimniecības elektrības avoti;
- mērīšanas iekārtas;
- komunikāciju sistēmas;
- speciālais aprīkojums.
Kas ir fiksēta tipa SN?
Visi iebūvētie stabilizatori (iekļauta komplektācijā).kas ietver fiksētos) ir sadalītas divās galvenajās grupās:
- Hibrīda zemsprieguma stabilizatori (HID).
- Pusvadītāju mikroshēmas (ISN).
Pirmās grupas SN tiek veikta uz integrālajām shēmām un pusvadītāju elementiem bez iepakojuma. Visas ķēdes sastāvdaļas ir novietotas uz dielektriskās pamatnes, kur tiek pievienoti savienojošie vadītāji un rezistori, uzklājot biezas vai plānas plēves, kā arī diskrētos elementus - mainīgas pretestības, kondensatorus utt.
Strukturāli mikroshēmas ir pilnīgas ierīces, kuru izejas spriegums ir fiksēts. Parasti tie ir stabilizatori ar zemu sprieguma kritumu 5 volti un līdz 15 V. Jaudīgākas sistēmas ir veidotas uz jaudīgiem bezrāmju tranzistoriem un vadības ķēdes (mazjaudas), kuras pamatā ir plēves. Ķēde var izlaist strāvu līdz 5 ampēriem.
ISN mikroshēmas tiek veiktas uz vienas mikroshēmas, jo tām ir mazs izmērs un svars. Salīdzinot ar iepriekšējām mikroshēmām, tās ir uzticamākas un lētākas ražošanā, lai gan parametru ziņā tās ir zemākas par GISN.
Lineārie SN ar trim tapām pieder ISN. Ja ņemat L78 vai L79 sēriju (pozitīvajiem un negatīvajiem spriegumiem), tās tiek sadalītas mikroshēmās ar:
- Zema izejas strāva aptuveni 0,1 A (L78L).
- Vidējā strāva, aptuveni 0,5A (L78M).
- Augsta strāva līdz 1,5 A (L78).
Zema atbiruma lineārā regulatora darbības principsspriegums
Tipiskā stabilizatora struktūra sastāv no:
- Sprieguma atsauce.
- Pārveidotāja (pastiprinātāja) kļūdas signāls.
- Signāla dalītājs un regulēšanas elements, kas samontēts uz diviem rezistoriem.
Tā kā izejas sprieguma vērtība ir tieši atkarīga no pretestībām R1 un R2, pēdējās tiek iebūvētas mikroshēmā un tiek iegūts CH ar fiksētu izejas spriegumu.
Zema sprieguma regulatora darbības pamatā ir atsauces sprieguma salīdzināšana ar izvadīto spriegumu. Atkarībā no šo divu indikatoru neatbilstības līmeņa, kļūdu pastiprinātājs iedarbojas uz jaudas tranzistora vārtiem izejā, pārklājot vai atverot tā pāreju. Tādējādi faktiskais elektrības līmenis pie stabilizatora izejas maz atšķirsies no deklarētā nominālā.
Arī ķēdē ir sensori aizsardzībai pret pārkaršanu un pārslodzes strāvām. Šo sensoru ietekmē izejas tranzistora kanāls tiek pilnībā bloķēts, un tas pārstāj iziet strāvu. Izslēgšanas režīmā mikroshēma patērē tikai 50 mikroampērus.
Zema atbiruma regulatora ķēdes
Integrētā stabilizatora mikroshēma ir ērta, jo tajā ir visi nepieciešamie elementi. Lai to uzstādītu uz tāfeles, ir jāiekļauj tikai filtra kondensatori. Pēdējie ir paredzēti, lai novērstu traucējumus, kas nāk no strāvas avota un slodzes, kā redzams attēlā.
Attiecībā uz 78xx sērijas CH un izmantojot tantala vai keramikas šunta kondensatorus ieejai un izvadei, pēdējo kapacitātei jābūt 2 uF (ieeja) un 1 uF (izeja) robežās pie jebkurām pieļaujamajām sprieguma un strāvas vērtībām. Ja izmantojat alumīnija kondensatorus, to vērtība nedrīkst būt zemāka par 10 mikrofaradiem. Savienojiet elementus pēc iespējas tuvāk mikroshēmas tapām.
Gadījumā, ja nav sprieguma stabilizatora ar nelielu vajadzīgā nominālā sprieguma kritumu, CH reitingu var palielināt no mazāka uz lielāku. Paaugstinot elektroenerģijas līmeni kopējā terminālī, tas tiek palielināts par tādu pašu daudzumu pie slodzes, kā parādīts diagrammā.
Lineāro un komutācijas regulatoru priekšrocības un trūkumi
Integrētām nepārtrauktas darbības ķēdēm (SN) ir šādas priekšrocības:
- Izpildīts vienā mazā iepakojumā, kas ļauj tos efektīvi novietot PCB darbvietā.
- Neprasa papildu regulējošo elementu uzstādīšanu.
- Nodrošina labu izvades parametru stabilizāciju.
Trūkumi ietver zemu efektivitāti, kas nepārsniedz 60%, kas saistīta ar sprieguma kritumu iebūvētajā vadības elementā. Ar lielu mikroshēmas jaudu ir nepieciešams izmantot kristāla dzesēšanas radiatoru.
Ieslēgšanas sprieguma regulatori ar nelielu kritumu tiek uzskatīti par produktīvākiemlauka spriegums, kura efektivitāte ir aptuveni 85% līmenī. Tas tiek panākts, pateicoties regulēšanas elementa darbības režīmam, kurā strāva iet caur to impulsos.
Impulsējošās CH ķēdes trūkumi ietver:
- Shēmas dizaina sarežģītība.
- Impulsa trokšņa klātbūtne.
- Zema izvades parametra stabilitāte.
Dažas lineāro sprieguma regulatoru ķēdes
Papildus mērķtiecīgai mikroshēmu izmantošanai kā CH, ir iespējams paplašināt to darbības jomu. Daži šādu shēmu varianti, kuru pamatā ir integrētā shēma L7805.
Ieslēgt stabilizatorus paralēlā režīmā
Lai palielinātu slodzes strāvu, CH ir savienoti paralēli viens otram. Lai nodrošinātu šādas ķēdes darbību, tajā starp slodzi un stabilizatora izeju ir uzstādīts papildu rezistors ar nelielu vērtību.
Ch bāzes strāvas stabilizators
Ir slodzes, kuras jābaro ar pastāvīgu (stabilu) strāvu, piemēram, LED ķēde.
Shēma ventilatora ātruma regulēšanai datorā
Šā tipa regulators ir konstruēts tā, ka, sākotnēji ieslēdzot, dzesētājs saņemvisi 12 V (tā veicināšanai). Tālāk kondensatora C1 uzlādes beigās ar mainīgo rezistoru R2 būs iespējams regulēt sprieguma vērtību.
Secinājums
Saliekot ķēdi, izmantojot paštaisītu sprieguma regulatoru ar zemu sprieguma kritumu, ir svarīgi ņemt vērā, ka dažu veidu mikroshēmas (būvētas uz lauka efekta tranzistoriem) nevar pielodēt ar parastu lodāmuru. tieši no 220 V tīkla bez korpusa zemējuma. To statiskā elektrība var sabojāt elektronisko elementu!
