www.quad.ru

\главная\р.л. конструкции\источники питания\...

Стабилизатор с очень низким падением напряжения

Схема этого линейного стабилизатора напряжения (оригинал статьи см. ultra low drop linear voltage regulator) основана на применении регулирующего полевого МДП-транзистора и имеет очень низкое падение напряжения на его участке сток-исток, всего 60 мВ при токе в 1 А (Fig.1). В этой схеме использован силовой понижающий трансформатор, имеющий обмотку на 30 В с отводом от её середины (или две обмотки по 15 В), рассчитанную на ток 2 А, применённый в качестве регулирующего n-канальный МДП-транзистор IRF540 позволяет получить 12 В стабилизированного напряжения при подаче на его сток (входное напряжение стабилизатора) всего 12,06 В. Необходимое управляющее напряжение на затворе транзистора образуется с использованием удвоителя напряжения, состоящего из диодов D1 и D2 и конденсаторов С1 и С4. Чтобы полностью открыть МДП-транзистор на его затвор необходимо подать напряжение порядка + 10 В по отношению к истоку, соединённому в этой схеме с выходом стабилизатора. Это напряжение подаётся на затвор транзистора через резистор R1 (на схеме ошибка – R2). Регулируемый параллельный стабилизатор TL431 (отечественный аналог - КР142ЕН19) используется в этой схеме как усилитель ошибки, который в динамическом режиме подстраивает напряжение на затворе транзистора для осуществления функции его стабилизации на выходе стабилизатора. С соответствующим радиатором для отвода излишнего тепла от МДП-транзистора, стабилизатор может отдавать ток до 3 А при небольшом увеличении минимального падения напряжения на регулирующем транзисторе. Подстроечный резистор VR1 используется в этой схеме для установки величины выходного стабилизированного напряжения. Комбинация: конденсатор С5 и резистор R2 используются для компенсации усилителя ошибки. Эта схема снабжена защитой от короткого замыкания на выходе стабилизатора, которая работает следующим образом: при нормальной работе на конденсаторе С3 будет напряжение 6,3 В и диод D5 будет в состоянии обратного смещения выходным напряжением стабилизатора 12 В (т. е., закрыт, заперт). При коротком замыкании диод D5 моментально открывается, прямой ток со стабилитрона через оптопару с тиристором МОС3011 (IC1), заставляет последнюю сработать, открыться, таким образом на затворе регулирующего транзистора устанавливается напряжение близкое к нулю, транзистор закрывается, ток в режиме короткого замыкания оказывается ограниченным. Схема остаётся в отключенном состоянии до выключения входного напряжения. Если короткое замыкание устранено, повторное включение входного напряжения стабилизатора запускает его нормальный рабочий режим (при выключении происходит сброс схемы защиты).

Схема стабилизатора, приведённая на Fig.2 использует тот же принцип и может быть применена, когда отсутствует питание переменным током, а в качестве первичного используется напряжение постоянного тока, например, бортовая сеть автомобиля, катера и т.п. Напряжение смещения затвора здесь вырабатывается с помощью внутреннего генератора микросхемы (таймера) LM555, импульсы через конденсатор С2 поступают на выпрямитель D1D2, выпрямленное напряжение сглаживается фильтром на конденсаторе С3 и подаётся на затвор регулирующего транзистора. Когда на выходе ИМС низкий уровень, конденсатор С2 заряжается через диод D1 до уровня входного напряжения, в следующий полупериод, когда на выходе ИМС высокий уровень, конденсатор С3 зарядится примерно до двойного уровня входного напряжения стабилизатора (схема накачки). Остальная схема работает в соответствие со схемой Fig.1.

Приведённые схемы стабилизаторов помогут снизить потери энергии за счёт снижения падения напряжения на регулирующих транзисторах, могут применяться при разработках новой аппаратуры или встраиваться в уже действующую. Минимально необходимое падение напряжение на регулирующих транзисторах может быть ещё снижено путём подбора типа и экземпляра регулирующего МДП-транзистора или включением однотипных впараллель.

Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru 
г. Тюмень, май 2002 г



Глас народа

...

Возврат