Базовые проекты трехполюсных стабилизаторов

November 12, 2011 by admin Комментировать »

Трехполюсные стабилизаторы используются, в основном, в качестве встроенных на плату стабилизаторов. Для таких приложений они прекрасно подходят по цене и простоте применения. Их также можно использовать (с осторожностью) в качестве линейных стабилизаторов с базовой или расширенной функциональностью.

Характеристика, которую игнорируют чаще всего, — это используемый в трех- полюсных стабилизаторах метод ограничения перегрузки по току. При этом обычно используется отключение по перегреву на кристалле стабилизатора, которое срабатывает в диапазоне температуры от +150 до +165°С. Если ток нагрузки протекает через трехполюсный стабилизатор, а радиатор слишком большой, то стабилизатор может быть поврежден вследствие перегрузки по току (нарушение проводного соединения, дорожек микросхемы и т.п.). Если же радиатор слишком мал, то он не сможет в достаточной мере отводить тепло от стабилизатора. Еще один важный фактор заключается в том, что если ток нагрузки проводится внешним проходным элементом, то отключение по перегреву будет нефункциональным, и потребуется другой метод защиты от перегрузки по току.

2.3.2.1. Базовый проект трехполюсного стабилизатора положительного напряжения

В этом примере мы рассмотрим вопросы, которые возникают при проектировании любого трехполюсного стабилизатора (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Трехполюсный стабилизатор

Многие разработчики видят только электрические спецификации стабилизаторов и забывают о температурном отклонении номинальных значений. При высоких перепадах напряжения и высоких рабочих температурах окружающей среды стабилизатор может показать лишь часть своих полных, расчетных характеристик. В действительности же, в большинстве трехполюсных приложений максимальный выходной ток стабилизатора определяется охлаждением. Глядя на электрические номиналы, указанные производителями, можно подумать, что эти значения рассчитывались для стабилизаторов, прикрученных к большому куску металла, погруженного в океан. Любое приложение, в котором не применяются такие экстраординарные средства охлаждения, будет работать на более низком уровне характеристик. Следующий пример иллюстрирует типичную рекомендуемую процедуру проектирования.

Пример 1. Использование трехполюсных стабилизаторов

Спецификация:

. вход — 12 VDC (шах); 8,5 VDC (min);

. выход — 5,0 VDC; 0,1-0,25 А; • температура    40…+50°С.

Примечание

При выключенной системе требуется диод 1N4001 для разрядки конденсатора 100 мкФ.

Тепловой расчет (см. также Приложение А)

Данные по спецификациям:

. Rac = 5 °С/Вт;

. RaA = 65 °С/Вт;

• Tj(max)=150°C.

Потери на перепаде напряжения:

Температура р-п-перехода при отсутствии теплоотвода:

Требуется маленький съемный радиатор для снижения температуры р-п-перехо- да до значения ниже допустимого оценочного максимума. За помощью в выборе теплоотвода обращайтесь к Приложению А.

Выбор радиатора — Thermalloy 6073В

Данные, указанные в спецификации радиатора: Rosa = 14°С/Вт.

При использовании кремниевого изолятора: Rocs = 65°С

Теперь температура р-п-перехода в худшем случае составит:

2.3.2.2. Варианты проектов трехполюсного стабилизатора

Следующие примеры показывают, каким образом микросхемы трехполюсного стабилизатора могут быть положены в основу более сложных проектов с высоким уровнем тока. Хотя здесь следует быть осторожным, поскольку во всех этих примерах средство защиты трехполюсного стабилизатора от перегрева становится бесполезными. Любая защита от перегрузки по току теперь должна быть реализована вне микросхемы.

Стабилизатор с повышенным током

В проект, представленный на рис. 2.6, к трехполюсному стабилизатору добавлен лишь резистор и транзистор, чтобы получить линейный стабилизатор, который может обеспечивать больший ток, протекающий к нагрузке. В данном случае показан стабилизатор положительного напряжения с повышенным током, однако эти уравнения подходят и для стабилизатора отрицательного напряжения с повышенным током. Для стабилизаторов отрицательного напряжения тип мощного транзистора меняется с р-п-р на п-р-п. Но будьте осторожны: в данном конкретном примере отсутствует защита от перегрузки по току и перегрева.

Рис. 2.6. Трехполюсный стабилизатор с повышенным током без защиты от перегрузки по току

Трехполюсный стабилизатор с повышенным током и защитой от перегрузки по току

Рис. 2.7. Трехполюсный стабилизатор с повышенным током и с ограничением тока: а — вариант для положительного напряжения; б— вариант для отрицательного напряжения

В этом проекте к микросхеме добавлена внешняя защита от перегрузки по току. Для создания порога перегрузки по току и усиления каскада защиты здесь используется р-п-переход база-эмиттер транзистора (0,6 В) (рис. 2.7). Для варианта с отрицательным напряжением все типы транзисторов меняются с p-n-р на п-р-п и наоборот (рис. 2.7, б).

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