Стабилизаторы напряжения с малым током потребления

June 14, 2010 by admin Комментировать »

Стабилизаторы могут найти применение в различных конструк­циях с автономным питанием при потребляемом нагрузкой токе до 200 мА. Потребляемый стабилизаторами ток не превышает 20 мкА во всем диапазоне входного напряжения и тока нагрузки. В ряде случаев описываемые стабилизаторы вполне смогут заменить со­временные интегральные КМОП стабилизаторы.

На рис. 1.3 приведена схема экономичного компенсационного стабилизатора напряжения отрицательной полярности на выход­ное напряжение -5 В.

clip_image002

Рис. 1.3

Ток покоя этого стабилизатора около 8 мкА при входном напря­жении 10 В. При изменении тока нагрузки от О до 200 мА выходное напряжение изменяется не более чем на 0,1%. Зависимость выход­ного напряжения от входного линейна и не превышает 3% при изме­нении входного напряжения от 8 до 18 В. ТКН выходного напряже­ния отрицателен и составляет примерно 6 мВ на 1^С.

Источник опорного напряжения выполнен на светодиоде HL1 и биполярных транзисторах VT4, VT5 в диодном включении. Если напряжение на выходе стабилизатора по каким-то причинам нач­нет увеличиваться, то это приведет к росту напряжения затвор-исток транзистора VT3, в результате транзистор откроется чуть сильнее и снизит напряжение затвор-исток транзистора VT2, что приведет к уменьшению выходного напряжения. Схема включения полевых транзисторов VT1, VT2 в чем-то напоминает составной биполярный транзистор по схеме Шиклаи. В данном случае это вынужденная мера, объясняемая отсутствием у автора р-каналь-ных транзисторов обогащенного типа с низким пороговым откры­вающим напряжением и достаточной мощности.

Если же выходное напряжение начнет уменьшаться, то это при­ведет к уменьшению тока в цепи светодиода, транзистор VT3 будет стремиться к закрыванию, что повлечет за собой увеличение на­пряжения затвор-исток транзистора VT2 и повышение выходного напряжения. Таким образом, осуществляется стабилизация выход­ного напряжения.

Терморезисторы R3, R4 с отрицательным ТКС снижают зависи­мость выходного напряжения от температуры. Следует отметить, что даже значительный нагрев транзистора VT5 не приводит к ка­кому-либо изменению выходного напряжения (измерения проводи­лись мультиметром с разрешающей способностью 0,002 В). Рези­стор R1 – нагрузочный для транзистора VT2. Конденсатор СЗ пре­пятствует самовозбуждению стабилизатора.

На рис. 1.4 приведена схема экономичного стабилизатора на­пряжения положительной полярности. Его основные параметры такие же, как и у предыдущего стабилизатора. По сравнению с кон­струкцией рис 1.3 введен узел защиты от перегрузки по току (VT1, VT2) и снижена зависимость выходного напряжения от входного (VT3). Напряжение стабилизации зависит от типа и количества светодиодов HL1-HL3 и порогового напряжения транзистора\/Т4. Резистор R6 устраняет самовозбуждение.

Защита от перегрузки выполнена по традиционной схеме – при увеличении потребляемого нагрузкой тока растет падение напря­

clip_image004

Рис. 1.4

жения на резисторе R3. Когда оно составит более 0,5…0,6 В, тран­зистор VT1 откроется, следовательно, откроется и транзистор VT2, который шунтирует подачу через RI, R5 открывающего напряжения для VT5. Потребляемый этим стабилизатором ток будет около 12 мкА при напряжении питания 10 В.

В стабилизаторах можно использовать постоянные резисторы общего применения типов С1-4, С2-23, МЛТ или импортные. Тер­морезисторы ММТ-1, ММТ-4 или любые другие аналогичные. Не­полярные конденсаторы К10-17, КМ-5, КМ-6, К10-7. Так как эти кон­денсаторы могут иметь заметный микрофонный эффект, то иногда может потребоваться замена некоторых из них на пленочные К73-9, К73-17. С целью сохранения высокой экономичности оксид­ные конденсаторы следует взять с возможно меньшим током утеч­ки, желательно не превышающим 1 мкА при напряжении 15 В. Использованы обычные алюминиевые конденсаторы фирмы RUBYCON, ток утечки которых не превышал 300 нА при комнатной температуре.

Все полевые транзисторы желательно взять с возможно более низким пороговым открывающим напряжением. Вместо КП301Б можно применить транзисторы КП301, 2П301 с любым буквенным индексом или КП304А, 2П304А. КП501В заменяется любым из се­рий КП501, ZVN2120, VN2120, К1014КТ1. Примененный в качестве силового транзистора п-канальный ключ на МОП-транзисторе мож­но заменить на любой из КР1014КТ1, К1014КТ1, при этом рассеи­ваемая на нем мощность не должна превышать 0,5 Вт. Если при­менить на его месте транзистор КП7131А9, постоянная рассеивае­мая мощность может быть увеличена до 2 Вт, а с транзистором КП744Г еще больше. Впрочем, необходимость в этом может воз-

никнуть лишь в том случае, если подключенное к такому стабили­затору устройство на время выхода из «спящего» режима будет потреблять значительный ток. КТ3107Г заменяется любым из се­рий КТ3107, КТ6112, SS9015, ВС556, 2SA992. Остальные биполяр­ные транзисторы заменимы на КТ3102, КТ6111, SS9014, ВС547, ВС549, 2SC900, 2SC1222 с любым индексом.

Выходное напряжение стабилизаторов зависит от количества и типа последовательно включенных светодиодов и/или маломощ­ных биполярных транзисторов в диодном включении. Так как все транзисторы работают в микротоковом режиме, то для устранения влияния внешних наводок может потребоваться экранировка пла­ты. Если при увеличении тока нагрузки будет наблюдаться замет­ное увеличение выходного напряжения, то это свидетельствует о возбуждении стабилизатора, которое устраняется введением це­пей ООО по переменному напряжению. Работающие в качестве источника опорного напряжения светодиоды должны быть защи­щены от яркого света. Схемы стабилизаторов легко могут быть мо­дифицированы под конкретные задачи.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты