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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Stabilisateur de tension à microcircuit : noeud de protection. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Parasurtenseurs Le dispositif proposé protège de manière fiable le régulateur de tension du microcircuit sans compromettre ses caractéristiques techniques. Les radioamateurs utilisent largement les stabilisateurs de tension 1 basés sur des microcircuits à trois broches des séries KR142, KR1157, KR1158, 78L, 79L pour construire des alimentations [1]. Bien que ces microcircuits aient une protection intégrée contre le courant et la surchauffe, ils ont souvent encore besoin d'une protection externe. Le fait est qu'en cas d'urgence avec une surcharge de courant ou un court-circuit dans la charge, ces microcircuits passent en mode de limitation du courant de sortie. Mais dans ce cas, une partie importante de la tension d'entrée est appliquée au microcircuit, à la suite de quoi il commence à se réchauffer. Malgré le fait que la protection thermique intégrée réduira le courant de sortie, avec une tension d'entrée élevée, le microcircuit peut surchauffer et tomber en panne, surtout s'il est installé sur un dissipateur thermique insuffisamment efficace ou sans lui du tout. Ce qui menace une telle situation, c'est clair sans explication. Et ici, un dispositif est utile, qui protège le microcircuit stabilisateur dans certains modes de fonctionnement extrêmes et, par conséquent, augmente la fiabilité de son fonctionnement. Le schéma du dispositif proposé avec le stabilisateur est illustré à la Fig. 1. Le nœud de sécurité lui-même est entouré d'une ligne en pointillés. Il est monté sur deux transistors à commutation de champ avec des canaux de types de conductivité différents, inclus dans le montage transistor IRF7309 (VT1). Les principaux paramètres des transistors de cet assemblage sont les suivants: résistance à canal ouvert - 0,05 ... 0,1 Ohm, courant de drain maximal - 3,2 ... 4 A, tension source-drain maximale - 30 V, grille-source - 20 V, total dissipation de puissance - 1.4 W.
Le dispositif de protection contrôle la tension de sortie du stabilisateur. S'il descend en dessous d'un certain niveau, l'appareil déconnectera le microcircuit de la source de tension d'entrée. Plusieurs urgences typiques sont possibles. Premièrement, il s'agit d'un court-circuit dans la charge, dans lequel la tension de sortie tombe presque à zéro, provoquant le déclenchement du dispositif de protection. Deuxièmement, il s'agit d'un courant de surcharge supérieur à la valeur maximale autorisée pour le microcircuit. Dans ce cas, le microcircuit entrera en mode de limitation de courant, la tension de sortie diminuera, de sorte que le dispositif de protection fonctionnera. Troisièmement, une augmentation significative du courant de charge est possible, mais n'atteignant pas le courant de sortie maximal du microcircuit. Par exemple, le courant de charge au lieu des 0,5 A habituels est passé à 1,5 A. Bien que ce mode soit normal pour le microcircuit, il chauffera encore plus. Si le dissipateur thermique est inefficace, la température du boîtier augmentera jusqu'à dépasser la température autorisée. Ensuite, la protection thermique réduira le courant de sortie, la tension de sortie diminuera également, à la suite de quoi le dispositif de protection fonctionnera, coupant l'alimentation du microcircuit. Au moment où l'appareil est allumé, le condensateur C1 est déchargé, toute la tension d'entrée est appliquée à la résistance R1. Le transistor VT1.1 est ouvert jusqu'à ce que ce condensateur soit chargé. La tension est fournie à l'entrée du microcircuit DA1, à sa sortie apparaît la tension de sortie nominale, dont une partie est alimentée du diviseur de résistance R4R5 à la grille du transistor VT1.2. Ce transistor s'ouvre en gardant le condensateur C1 déchargé, donc le transistor VT1.1 restera ouvert. Si, pour une raison quelconque, la tension de sortie du stabilisateur diminue de manière significative, le transistor VT1.2 commencera à se fermer, le condensateur C1 se chargera et le transistor VT1.1 se fermera. Cela réduira encore la tension de sortie. En raison de l'action de la rétroaction positive, le processus se termine par la fermeture complète des transistors VT1.1 et VT1.2. Le transistor fermé VT1.1 ouvre le circuit d'entrée de la puce DA1, assurant sa protection. Le condensateur C1 est nécessaire à la fois lors du démarrage du stabilisateur et pour retarder le fonctionnement du dispositif de protection, augmentant ainsi son immunité au bruit. Pour redémarrer, vous devez désactiver temporairement la tension d'entrée jusqu'à ce que la tension aux bornes du condensateur C1 diminue de 2,5 ... 3 V en raison de la décharge à travers la résistance R2. Après cela, le transistor VT1.1 s'ouvrira et appliquera une tension à l'entrée de la puce DA1. La tension de sortie commencera à augmenter. Au moment où la tension grille-source du transistor VT1.2 dépasse 2,5 V, il s'ouvrira. Par son canal et la résistance de limitation de courant R3, le condensateur C1 est finalement déchargé. La LED HL1 s'allumera - un indicateur de la présence de la tension de sortie du stabilisateur et, par conséquent, de son fonctionnement normal. Construction et détails L'appareil est monté sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre double face (Fig. 2). La carte assemblée est illustrée à la fig. 3. La feuille à l'arrière de la carte est utilisée comme fil commun. Les fils sont passés à travers les trous de la carte, marqués d'astérisques, reliant les conducteurs imprimés des deux côtés. Les broches 1 et 3 de la puce DA1 sont soudées aux conducteurs imprimés, la broche 2 est passée à travers le trou et soudée à la feuille du fil commun au verso. Si la puce DA1 est installée sur un dissipateur thermique, la carte est également placée dessus à côté de la puce.
Le dispositif de protection proposé peut être appliqué à tout microcircuit stabilisateur de tension à trois sorties. Si la sortie globale du microcircuit est moyenne, le motif des conducteurs de la carte de circuit imprimé convient sans changement. Sinon, il faudra une modification mineure. Le dispositif proposé est également adapté à la protection des stabilisateurs de tension réglables (série LM317 et similaires), mais dans ce cas il est également nécessaire de modifier le schéma des conducteurs du circuit imprimé afin de permettre l'installation d'un diviseur de tension à résistance et, éventuellement , quelques autres éléments [1, fig. 3].
L'appareil peut utiliser des résistances fixes P1-4, MLT, S2-33, des condensateurs K50-35 ou similaires. La tension nominale des condensateurs C1 et C2 doit être supérieure d'au moins 20% à la tension d'entrée maximale et C3 - sortie. La LED HL1 peut être n'importe quel rayonnement visible avec un courant nominal de 5 ... 20 mA. Au lieu de l'assemblage de transistors IRF7309 (VT1), vous pouvez utiliser des transistors à effet de champ séparés avec une grille isolée et un canal induit du type de conductivité correspondant [2]. Le transistor remplaçant VT1.1 doit supporter le courant d'entrée du microcircuit au courant de charge maximal, sa tension drain-source et grille-source maximale doit être supérieure à la tension d'entrée maximale. Pour le transistor qui remplace VT1.2, la tension maximale drain-source doit être supérieure à l'entrée maximale. Établissement L'ajustement se résume à la sélection, si nécessaire, de la capacité du condensateur C1, de sorte que les transitoires dans le stabilisateur ou la charge se produisent plus rapidement que la charge du condensateur à travers la résistance R1. La résistance de la résistance R2 est choisie de plusieurs centaines de kiloohms à 1 MΩ pour assurer une durée acceptable de la décharge initiale du condensateur C1 - le temps minimum pendant lequel il est nécessaire de couper la tension d'entrée après le déclenchement de la protection. La résistance R4 est sélectionnée pour que l'appareil fonctionne lorsque la tension de sortie du stabilisateur chute de 1 ... 3 V. Avec une faible tension de sortie (3 ... 6 V), l'appareil peut être simplifié en éliminant les résistances R4, R5 et en installant un cavalier au lieu de R5. Mais dans ce cas, le dispositif de protection ne fonctionnera que lorsque la tension de sortie chutera à environ 2,5 V, car c'est à cette tension grille-source que le transistor à effet de champ VT1.2 commence à se fermer. Par conséquent, à une tension de sortie plus élevée (9 ... 12 V), il est toujours conseillé d'installer ces résistances. La résistance R3 limite le courant de décharge du condensateur C1 à travers le canal du transistor VT1.2 à une valeur acceptable. Résistance R6 et LED HL1 réglées si nécessaire. La résistance de la résistance R6 est choisie de manière à obtenir la luminosité requise du rayonnement de la LED HL1, sans dépasser le courant maximal admissible à travers celle-ci. Pour un régulateur de tension de polarité négative (sur les microcircuits de la série 79L et similaires), vous devez échanger les transistors à effet de champ VT1.1 et VT1.2, et également changer la polarité d'activation de tous les condensateurs et de la LED HL1. Le motif des conducteurs PCB devra également être modifié. La tension d'entrée, compte tenu des ondulations, ne doit pas dépasser 20 V. En conclusion, il convient de noter que le dispositif proposé ne vous évitera pas toutes les urgences possibles, mais il augmente considérablement la fiabilité du stabilisateur de tension à microcircuit. littérature
Auteur : I. Nechaev, Koursk ; Publication : radioradar.net
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