Düşük voltaj düşüşüne sahip basit bir güç kaynağı. Alçak gerilim sabitleyici. Güçlü alan sabitleyici

Bu devre, akımı bir veya daha fazla LED üzerinden ve neredeyse besleme voltajından bağımsız olarak stabilize eder. Ana avantajı, 100 mV'den daha az olabilen çok düşük bir voltaj düşüşüdür. tasarım kullanılabilir LED şeritler Direnç düşüşü nedeniyle voltajın uzunluk boyunca değişebileceği ve küçük değişiklikler gerilimler, akım ve parlaklıkta önemli değişikliklere yol açar. Ve ayrıca, her voltun önemli olduğu yerde.

LED akım sabitleyici devresi

Direnç R devresindeki voltaj düşüşü 40 mV'u geçmez. Gerisi Q3'ün parametrelerine bağlıdır.

Buradaki LED'in akım derecesi 9V'ta 7,2mA'dır.Voltajı 20V'a çıkarmak, dinamik direnç nedeniyle yalnızca +%15'lik bir akım değişikliğine neden olur.

Direnç R1'in değeri, 2,9 - 3,4 volt aralığında voltaj düşüşü olan mavi/beyaz LED için seçilir. Farklı bir voltaj düşüşü için istenen seviyeyi korumak için - voltaj düşüşündeki değişiklikle orantılı olarak R1 değerini değiştirin.

LED'lerden geçen akım, R'nin değeri ile ters orantılıdır. Akım, bu dirençle kabaca değiştirilebilir ve R1 değiştirilerek ince ayar yapılabilir.

İyi termal kararlılık elde etmek için Q1 ve Q2 termal temas halinde olmalıdır. İdeal olarak, aynı çipte olmaları gerekir, ancak bu şekilde ortaya çıkıyor iyi sonuçlar birbirlerine bastırıldıklarında.

Devre, birden fazla LED ile iyi çalışır. Bir hattaki maksimum LED sayısı yalnızca devre bileşenlerinin parametrelerine bağlıdır.

Seri voltaj stabilizatörlerinin (mikro devre olanlar dahil) önemli parametrelerinden biri, maksimum yük akımında stabilizatörün (ΔUmin) girişi ve çıkışı arasında izin verilen minimum voltajdır. Stabilizatörün tüm parametrelerinin giriş (Uin) ve çıkış (Uout) gerilimleri arasındaki minimum farkın ne kadar normal aralıkta olduğunu gösterir. Ne yazık ki, tüm radyo amatörleri buna dikkat etmiyor, genellikle yalnızca çıkış voltajı ve maksimum çıkış akımı ile ilgileniyorlar. Bu arada, bu parametrenin hem çıkış voltajının kalitesi hem de stabilizatörün verimliliği üzerinde önemli bir etkisi vardır.
Örneğin, 1_M78xx serisinin yaygın mikro devre stabilizatörleri için (xx, volt cinsinden stabilizasyon voltajına eşit bir sayıdır), izin verilen minimum voltaj, 1 A akımda dUmin \u003d 2 V'tur. bir LM7805 mikro devresinde dengeleyici (Uout \u003d 5 V), Uin min voltajı en az 7 V olmalıdır. Doğrultucu çıkışındaki dalgalanmanın genliği 1 V'a ulaşırsa, Uin min değeri 8 V'a yükselir ve şebeke voltajının ±% 10 içindeki kararsızlığı dikkate alındığında 8,8 V'a yükselir. Sonuç olarak, dengeleyicinin verimliliği% 57'yi geçmeyecek ve büyük bir çıkış akımı ile mikro devre çok ısınacaktır.
Olası bir çıkış yolu, sözde Düşük Bırakma (düşük voltaj düşüşü ile) mikro devre stabilizatörlerinin kullanılmasıdır, örneğin KR1158ENxx serisi (0,5 A akımda ΔUmin \u003d 0,6 V) veya LM1084 (Umin \u003d 1,3 V) 5 A akımda). Ancak, bir kontrol elemanı olarak güçlü bir alan etkili transistör kullanılırsa, Umin'in daha düşük değerlerine bile ulaşılabilir. Daha fazla tartışılacak olan böyle bir cihaz hakkında.

Önerilen stabilizatörün şeması, Şek. 1. Alan etkili transistör VT1, pozitif güç hattına dahildir. P kanallı bir cihazın kullanılması, yazar tarafından yapılan testlerin sonuçlarından kaynaklanmaktadır: bu tür transistörlerin kendi kendini uyarmaya daha az eğilimli olduğu ve kural olarak açık kanal dirençlerinin bundan daha düşük olduğu ortaya çıktı. p-kanalı olanlardan. Transistör VT1 paralel voltaj regülatörü DA1'i kontrol eder. Alan etkili transistörün açılabilmesi için kapısındaki voltajın kaynaktan en az 2,5 V daha yüksek olması gerekir. Bu nedenle, çıkış voltajı boşaltma voltajından daha yüksek olan ek bir kaynağa ihtiyaç vardır. alan etkili transistör tam olarak bu boyutta.
Böyle bir kaynak - bir yükseltici voltaj dönüştürücü - bir DD1 yongası üzerine monte edilmiştir. Puls üretecinde yaklaşık 30 kHz tekrarlama oranıyla kullanılan DD1.1, DD1.2 mantıksal öğeleri, DD1.3, DD1.4 - tampon; VD1, VD2 diyotları ve C3, C4 kapasitörleri bir voltaj katlama doğrultucu oluşturur, direnç R2 ve kapasitör C5 bir yumuşatma filtresi oluşturur.

Kondansatörler C6, C7, cihazın kararlı çalışmasını sağlar. Çıkış voltajı (minimum değeri 2,5 V'tur), düzeltme direnci R4 tarafından ayarlanır.
Cihaz düzeninin laboratuvar testleri, 3 A'lık bir yük akımı ve giriş voltajının 7'den 5,05 V'a düşürülmesiyle çıkışın 5'ten 4,95 V'a düştüğünü gösterdi. Başka bir deyişle, belirtilen akımda minimum voltaj düşüşü ΔUmin 0,1 V'u geçmez. Bu, birincil güç kaynağının (doğrultucu) yeteneklerini daha tam olarak kullanmanıza ve voltaj dengeleyicinin verimliliğini artırmanıza olanak tanır.

Cihazın parçaları üzerine monte edilmiştir. baskılı devre kartı(Şek. 2) 1,5 ... 2 mm kalınlığında tek taraflı folyo cam elyafından. sabit dirençler- P1-4, MLT, ayar - SPZ-19a, kapasitörler C2, C6, C7 - seramik K10-17, geri kalanı - oksit ithalatı, örneğin Jamicon'dan TK serisi. 3 ... 6 V çıkış voltajına sahip bir stabilizatörde, açılış voltajı 2,5 V'tan fazla olmayan alan etkili bir transistör kullanılmalıdır.International Rectifier şirketinden bu tür transistörler genellikle işarette L harfine sahiptir ( "Radio", 2001, No. 5, s. 45'teki "Güçlü alan anahtarlama transistörleri firması International Rectifier" referans sayfasına bakın). 1,5 ... 2 A'dan fazla yük akımıyla, açık kanal direnci 0,02 ... 0,03 Ohm'dan fazla olmayan bir transistör kullanmak gerekir.
Aşırı ısınmayı önlemek için, alan etkili transistör bir ısı emici üzerine sabitlenir ve bir yalıtım contası aracılığıyla ona bir tahta yapıştırılabilir. Dış görünüş takılı tahta, şek. 3.

Stabilizatörün çıkış voltajı artırılabilir, ancak K561LA7 mikro devresinin maksimum besleme voltajının 15 V olduğu ve alan etkili transistörün geçit kaynağı voltajının sınır değerinin çoğu durumda geçmediği unutulmamalıdır. 20 volt

Bu nedenle, böyle bir durumda farklı bir şemaya göre monte edilmiş (daha fazlasını sağlayan bir eleman bazında) bir yükseltici dönüştürücü kullanılmalıdır. yüksek voltaj besleme) ve uygun stabilizasyon voltajıyla C5 kondansatörüne paralel bir zener diyodu bağlayarak alan etkili transistörün kapısındaki voltajı sınırlayın. Stabilizatörün, düşürücü transformatörlü bir güç kaynağına yerleştirilmesi gerekiyorsa, voltaj dönüştürücü (DD1 mikro devresi, VD1, VD2 diyotları, direnç R1 ve C2, C3 kapasitörleri) ve "ana" doğrultucu hariç tutulabilir. VD5 diyot köprüsünde (Şekil 4), VD3, VD4 diyotları ve C9 kapasitörü üzerinde bir katlayıcı voltaj ile desteklenebilir (elemanların numaralandırılması, Şekil 1'de başlayana devam eder).

Yayın tarihi: 29.09.2009

okuyucuların görüşleri

• Sergey / 06.10.2011 - 08:34
  Uout'un 9v olması için hangi değerlerin değiştirilmesi gerekiyor?
• Nikolay / 30.07.2011 - 22:30
  İyi plan, teşekkürler. Yük akımında bir artışla güçlü bir şekilde sarkan bir gerilime sahip bir kaynaktan 0,5 A'ya kadar olan akımlardaki gerilimi dengelemek için kullandım. Kontrol kısmının kendi tüketimi hakkında bir soru vardı - çok yiyor :), 18,6 mA'dan (maks. U) 8,7 mA'ya. R3 = 8,2 kOhm (nominal modda TL431, I> 1mA, tipik minimum akım 450 μA olmasına rağmen) ve düzenleyici R4 = 50 kOhm olarak ayarladım. akım tüketimi 2,3 mA - 1,1 mA'ya düştü. Bu değişiklikle, daha küçük kapasiteli C3-C5 kapasitörlerini kullanabilirsiniz, ben 10 uF kullandım.

Güç stabilizatörlerinin en önemli özelliklerinden biri, en yüksek yük akımında stabilizatörün çıkışı ile girişi arasında izin verilen en düşük voltajın olmasıdır. Cihazın parametrelerinin normal durumda olduğu en küçük gerilim farkının ne kadar olduğu bilgisini verir.

Doğrusal ayarın verimini artırmanın bir yolu, ayar elemanının voltaj düşüşünü en küçük değere indirmektir. Bu, her bir yardımcı 50 milivolt damlanın küçük bir cihaz paketinde karmaşık dağılımla birkaç yüz milivatlık ısıya dönüştürüldüğü minyatür düzenleyiciler için özellikle önemlidir.

Bu nedenle, bu tür devreleri bağlamak için birçok şirket, 100 milivolta kadar düşük kesintili mikro devre tasarımcıları sunar. ST 1L 08 mikro devresi, 0,8 A'ya kadar akım yükü ile iyi parametrelere sahiptir, transistördeki en küçük düşüş yaklaşık 70 milivolttur.

Fabrika stabilizatörlerinden, yük akımı en düşük değere düşürüldüğünde düşüşün 0,4 milivolta düştüğü not edilebilir. Gürültüyü azaltmak için, bu tür mikro devreler, 0,01 μF'ye kadar kapasiteye sahip bir harici filtre bağlamak için bir terminale sahip bir yardımcı tampon amplifikatörü ile donatılmıştır. Böyle bir filtreye en az gereklilikler uygulanır: kapasitans değeri 2,2 ila 22 mikrofarad arasında olmalıdır.

LD CL 015 yongasına özel dikkat gösterilmelidir İyi özellikleri ve düşük voltaj düşüşü ile bu, kapasitör filtresi olmadan çalışan stabilizatörlerden biridir. Bu, bir faz marjı op-amp devresi ile elde edilir. Bununla birlikte, parametreleri iyileştirmek ve çıkıştaki gürültüyü azaltmak için, cihazın çıkışında ve girişinde yaklaşık 0,1 μF'lik bir kapasitans ayarlanması tavsiye edilir.

0,05 volta kadar düşüşe sahip cihaz

Pillerden farklı ekipman bağlarken, çoğu zaman tüketilen voltajı ve akımı eşitlemeye ihtiyaç vardır. Örneğin, bir video oynatıcı lazeri veya LED'li bir el feneri oluşturmak için. Bu sorunu çözmek için, üretimde zaten sürücü biçimindeki birkaç mikro devre tasarlandı. Dahili bir dengeleyiciye sahip düşük voltajlı bir voltaj dönüştürücüsüdürler. Yeni gelişme LT 130 8A çipidir.

Bu tür sürücülerin avantajlarını azaltmadan, büyük bir bölgesel şehirde böyle bir mikro devre olmadığına dikkat edilmelidir. Yaklaşık 10 avro gibi yüksek bir maliyetle sipariş verebilirsiniz. Bu nedenle, bir radyo dergisinden ucuz, basit ve etkili bir cihaz devresi var.

Böyle bir cihazın stabilizasyon katsayısı 10.000'dir Çıkış voltajı 2 ila 8 volt arasında 2,4 kilometrelik bir dirençle ayarlanır. Girişteki güç kaynağı çıkıştan düşük olduğunda, ayarlama transistörü açıktır ve güç azalması birkaç mV'ye eşittir. Giriş gerilimi çıkış geriliminden yüksek ise zener diyotta 0,05 volttur. Bu, AA piller için mümkün hale gelir. Yük akımını 0 ila 0,5 amper aralığında değiştirseniz bile, çıkış voltajı yalnızca 1 mV değişecektir.

Böylesine basit bir dengeleyici için tahtanın dağlanması gerekmez, ancak özel bir bıçakla kesilebilir. Bir bileme çarkında bilenmiş, demir için kırılmış bezlerden yapılmıştır. Daha sonra kulp, kullanım kolaylığı için sarılır.

Böyle bir kesici ile bakır levha üzerindeki izleri çizebilirsiniz.

Tahtayı zımpara kağıdı, teneke ile temizliyoruz, parçaları lehimliyoruz ve işiniz bitti.

Fotoğraflar tahtayı aşındırmaya ve delmeye gerek olmadığını gösteriyor.

Bu yöntem her zaman küçük üretim için kullanılır. basit devreler. Bir soğutma radyatörü ile donatmaya gerek yok güçlü transistör. Küçük bir voltaj düşüşü nedeniyle ısınmaz. Kurulum sırasında, çıkışa zayıf bir yük bağlamak zorunludur.

Düşük Düşme Güç Tesviye Cihazı

En önemli özellik, küçük bir güç düşüşüne sahip bir dengeleyicinin yanı sıra mikro devrelerde, en yüksek akım yükünde çıkış ve giriş potansiyellerinde izin verilen en az farka sahiptir. Çıkış ve giriş arasındaki en küçük voltaj farkının ne kadar olduğu cihazın tüm özelliklerinin normal olduğunu belirler.

• M78 serisi mikro devrelerde yapılan en yaygın stabilizatörler, 1 amperlik bir akımda izin verilen en düşük 2 volt gerilime sahiptir.
• Minimum giriş voltajına sahip bir mikro devre üzerindeki bir cihaz, çıkışta 7 voltluk bir voltaj üretmelidir. Cihazın çıkışındaki darbelerin genliği 1 volta ulaştığında, en düşük giriş voltajının değeri 8 volta çıkar.
• Şebeke geriliminin %10 aralığındaki kararsızlığı dikkate alındığında 8,8 volta çıkmaktadır.

Sonuç olarak, çıkışta önemli bir akım ile cihazın verimliliği% 57'yi geçmeyecek, mikro devre çok ısınacaktır.

Düşük damlalı IC'lerin uygulanması

Bu durumdan kurtulmanın iyi bir yolu, KR 1158 EH veya LM 10 84 gibi donanımları kullanmaktır.

Cihazın bir mikro devre üzerinde çalışması aşağıdaki gibidir:

• Ayarlama için güçlü bir saha anahtarı kullanılarak küçük voltaj değerleri elde edilebilir.
• Transistör pozitif hatta çalışır.
• Bir n-kanal stabilizatörünün kullanılması testler tarafından önerilmektedir: bu tür yarı iletkenler kendi kendini uyarmaya eğilimli değildir.
• Açık devre direnci p-kanalına göre daha düşüktür.
• Transistör paralel bir regülatör tarafından kontrol edilir.
• Alan etkili transistörü açmak için kapı voltajı kaynağın 2,5 volt yukarısına ayarlanır.

Böyle bir yardımcı kaynak, çıkış voltajı alan etkili transistörün boşaltma voltajından bu değer kadar yüksekse gereklidir.

Bazen amatör radyo pratiğinde alçak gerilim sabitleyici düzenleyici elemanda (1,5-2V). Bunun nedeni yetersiz voltaj olabilir. ikincil sargı transformatör, boyut kısıtlamaları, kasa gerekli boyutta bir radyatör barındırmadığında, cihazın verimliliğine ilişkin hususlar, vb.

Ve "sıradan" stabilizatörler oluşturmak için mikro devre seçimi yeterince genişse (örneğin LM317, 78XX vb.), o zaman Low-Drop stabilizatörleri oluşturmak için mikro devreler genellikle herkes tarafından kullanılamaz. Bu nedenle, basit bir şema mevcut bileşenlerdeçok ilgili olabilir.

Uzun yıllardır kullandığım bir şema sunuyorum. Bu süre zarfında devre güvenilir ve istikrarlı bir çalışma göstermiştir. Mevcut bileşenler ve kurulum kolaylığı, acemi radyo amatörlerinin bile tasarımı zorluk çekmeden tekrarlamasına izin verecektir.

tıklayınca yakınlaştır

Şema oldukça standart bir şeye benziyor parametrik sabitleyici, düzenleyici transistörün temel akımını kontrol etmek için bir GST (kararlı akım üreteci) ile desteklenir, bu sayede elde etmek mümkün olmuştur. alçak gerilim düşüşü.

Devre, 5V çıkış voltajı (direnç R4 ile ayarlanır) ve 200mA yük akımı için tasarlanmıştır. Daha fazla akım almak istiyorsanız, T3 yerine kullanmalısınız. kompozit transistör.

Daha yüksek bir çıkış voltajı almanız gerekiyorsa, dirençlerin değerlerini yeniden hesaplamanız gerekecektir.

Ne zaman transistör tertibatlarının eksikliği ayrık transistörler kullanabilirsiniz. Benim versiyonumda, KR198NT5'i birleştirmek yerine iki adet uyumlu KT361 transistör kullanıldı. KR159NT1 düzeneği, seçimi gerekli olmayan iki KT315 transistör ile değiştirilebilir.

İnternette yerli bileşenler hakkında neredeyse hiçbir bilgi bulunmadığından, referans olarak transistör düzeneklerinin pin düzenini gösteriyorum.

Çıkış akımları birkaç amper olan ve mümkün olduğunca az voltaj düşüşü olan 5 voltluk regülatörlere büyük ihtiyaç vardır. Voltaj düşüşü, stabilizasyonun sağlanması koşuluyla giriş DC voltajı ile çıkış voltajı arasındaki farktır. Bu tür parametrelere sahip stabilizatörlere duyulan ihtiyaç şu adreste görülebilir: pratik örnek yaklaşık 8,2 V'a eşit bir nikel-kadmiyum pilin voltajının 5 V'ta stabilize olduğu. Gerilim düşüşü normal 2 veya 3 V ise, böyle bir pili uzun zaman. Akü voltajında ​​bir artış olmaz en iyi çözüm, çünkü bu durumda geçiş transistöründe güç anlamsız bir şekilde dağılacaktır. Stabilizasyonu örneğin yarısı kadar bir voltaj düşüşünde sürdürmek mümkün olsaydı, genel durum çok daha iyi olurdu.

Stabilizatörlerin entegre devrelerinde düşük doyma gerilimi ile geçiş transistörü yapmanın kolay olmadığı bilinmektedir. Geçiş transistörünün bir IC ile kontrol edilmesi arzu edilirken, transistörün kendisinin ayrı bir cihaz olması gerekir. Bu doğal olarak tamamen entegre devreler yerine hibrit cihazların kullanımını içerir. Aslında, amaçlanan hedefe ulaşmak için transistörün doyma voltajını ve betasını optimize etmeyi kolaylaştırdığından, bu kılık değiştirmiş bir lütuftur. Ek olarak, doğal olarak düşük doyma voltajlarına sahip olan germanyum transistörlerle deneyler bile yapılabilir. Dikkate alınması gereken diğer bir faktör, /7n/7-transistörlerin prn muadillerine göre daha düşük doyma gerilimlerine sahip olmasıdır.

Bu gerçekleri kullanmak doğal olarak Şekil 1'de gösterilen düşük bırakma regülatör devresine yol açar. 20.2. Bu regülatördeki voltaj düşüşü 1A yük akımında 50mV ve 5A'da sadece 450mV'dir. MJE1123 silisyum /?l/7 transistörü bu devre için özel olarak tasarlanmıştır, ancak benzer birkaç transistör vardır. Bir transistör seçerken düşük doyma voltajı önemlidir, ancak yüksek kazanç da önemlidir. doğru akım(beta) güvenilir akım sınırlaması için kısa devre. Germanyum transistör 2iV4276'nın daha da düşük voltaj düşüşlerine izin verdiği, ancak muhtemelen kısa devre akım sınırlama özelliğini düşürme pahasına olduğu ortaya çıktı. Geçiş transistörünün temel devresindeki direncin direnci (şemada 20 ohm) ampirik olarak seçilir. Fikir, kabul edilebilir bir voltaj düşüşü ile mümkün olduğu kadar yüksek yapmaktır. Değeri, beklenen maksimum giriş voltajına bağlı olacaktır. Başka bir özellik

Bu stabilizatör, uzun pil ömrüne katkıda bulunan yaklaşık 600 μA gibi düşük bir yüksüz akım değeridir.

Pirinç. 20.2. Düşük voltaj düşüşüne sahip bir lineer regülatör örneği. Sadece IC'leri kullanarak düşük voltaj düşüşü elde etmek zor olduğu için burada bir hibrit devre kullanılmıştır. Lineer Teknoloji Sofoga!1op.

Başka bir yarı iletken şirketinden benzer bir düşük bırakmalı lineer regülatör, Şekil 2'de gösterilmektedir. 20.3. Ana özellikler aynı kalır - 3 A yük akımında 350 mV voltaj düşüşü. Yine uygulama hibrit şema ek tasarım esnekliği sağlar. Bu tür stabilizatörleri kontrol etmek için çeşitli IC'ler arasındaki temel fark, yardımcı fonksiyonların varlığıdır. Belirli bir uygulama ile ilgili olarak bunlara olan ihtiyaç önceden değerlendirilebilir ve uygun bir seçim yapılabilir. Bu ASIC'lerin çoğu en azından kısa devre ve aşırı sıcaklık korumasına sahiptir. Geçişli rprshshshtor IC'nin dışında olduğundan, iyi ısı dağılımı önemlidir. Ek stabilizasyon sağlamak için genellikle mevcut bir SMPS'ye düşük bırakma doğrusal regülatörü eklenir. Ayrıca, verimlilik sistem bir bütün olarak neredeyse hiç değişmeden kalır. Ek stabilizasyon için geleneksel bir 3 terminalli voltaj stabilizatörü kullanıldığında bu söylenemez.

İlk arzu, geleneksel bir 3-terminal entegre voltaj regülatörü ve bir geçiş transistörü kullanarak az önce açıklanan iki düşük bırakma devresini tekrarlamak olabilir. Ancak durgun akım (regülatörün entegre devresi tarafından çekilen ve yük üzerinden akmayan akım) özel devreden çok daha yüksek olacaktır. Bu, sisteme ek güç dağıtımı getirmemek fikrini mahvediyor.

Pirinç. 20.3. Başka bir düşük bırakma lineer regülatör devresi. Aynı konfigürasyon, harici bir PPR transistör ile kullanılır. Seçilen kontrol IC, gerekli yardımcı işlevler açısından en iyisidir. Kiraz Yarı İletken Sof.