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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Application des stabilisateurs de tension intégrés KR142. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Parasurtenseurs Les microcircuits de la série KR142 ont trouvé de nombreuses applications dans les conceptions de radioamateur. Tous sont de conception presque identique et contiennent un dispositif de protection du circuit de charge intégré. Ils ne diffèrent que par le courant de sortie maximum et la tension de sortie nominale, qui ont l'une des valeurs suivantes : 5, 6, 9, 12, 15, 20, 24 et 27 V. Nous présentons à votre attention une sélection de circuits de divers stabilisateurs de tension, réalisés à l'aide de ces microcircuits. Stabilisateur de tension protégé contre les dommages aux condensateurs par le courant de décharge S'il y a un gros condensateur dans le circuit de sortie MV, il est parfois nécessaire de prendre des mesures pour protéger le microcircuit, c'est-à-dire empêcher le condensateur de se décharger à travers ses circuits. Le fait est que les condensateurs d'une capacité allant jusqu'à 10 µF ou plus, généralement utilisés dans les circuits d'alimentation des appareils, ont une faible résistance interne. Par conséquent, en cas de fermeture d'urgence d'un circuit particulier de l'appareil, un une impulsion de courant se produit, dont la valeur peut atteindre des dizaines d'ampères. Et bien que cette impulsion soit de très courte durée, son énergie peut suffire à détruire le microcircuit. L'énergie de l'impulsion dépend de la capacité du condensateur, de la tension de sortie et de la vitesse de sa diminution. Pour protéger le microcircuit contre les dommages dans de tels cas, des diodes sont utilisées. Dans un dispositif réalisé comme le montre la Fig. Schéma 2.10, la diode VD1 protège le microcircuit DA1 du courant de décharge du condensateur C2, et la diode VD2 protège du courant de décharge du condensateur C3 en cas de court-circuit à l'entrée CH. Les plus adaptés à une utilisation dans les stabilisateurs sont les condensateurs à l'oxyde de tantale, qui ont (bien sûr, avec la capacité requise) une faible impédance même à hautes fréquences : ici un condensateur au tantale d'une capacité de 1 μF équivaut à un condensateur à l'oxyde d'aluminium d'une capacité d'environ 25 μF.
MT avec commutation étagée Les fonctions de l'élément « commutation » de cet appareil sont assurées par le transistor VT1 (Fig. 2.11). Au moment de la mise sous tension, le condensateur C3 commence à se charger, le transistor est donc ouvert et contourne le bras inférieur du diviseur R1, R2. Au fur et à mesure que le condensateur est chargé via la résistance R3, le transistor se ferme, la tension à la broche 8 de DA1, et donc à la sortie de l'appareil, augmente et après un certain temps, la tension de sortie atteint le niveau spécifié. La durée d'établissement de la tension de sortie dépend de la constante de temps du circuit R3, C3.
MT avec tension de sortie à stabilité accrue Comme le montre le schéma de la figure 2.12, la différence entre ce CH et ceux évoqués précédemment (à l'exception de l'absence de diodes de protection et du condensateur C3) réside dans le remplacement de la résistance R2 par une diode Zener VD1. Ce dernier maintient une tension plus stable au niveau de la broche 8 de la puce DA1 et réduit ainsi davantage les fluctuations de tension aux bornes de la charge. L'inconvénient de l'appareil est l'incapacité d'ajuster en douceur la tension de sortie (elle ne peut être modifiée qu'en sélectionnant la diode Zener VD1).
MT avec tension de sortie réglable de 0 à 10 V En figue. La figure 2.13 montre un schéma d'un appareil dont la tension de sortie peut être réglée de 0 à 10 V. La valeur requise est réglée avec une résistance variable R2. Lorsque son moteur est installé en position inférieure (selon le schéma) (la résistance est complètement retiré du circuit), la tension à la broche 8 DA1 a une polarité négative, donc la tension de sortie CH est 0. À mesure que le curseur de cette résistance se déplace vers le haut, la tension négative sur la broche 8 du CI diminue et, à une certaine résistance, devient égale à la tension de sortie du microcircuit. Avec une nouvelle augmentation de la résistance de la résistance, la tension de sortie CH augmente de 0 à la valeur maximale. L'inconvénient du circuit est la nécessité d'une source de tension externe de -10 V.
CH avec transistors de commande externes Les microcircuits 142EN5, 142EN8, 142EN9, selon le type, peuvent fournir à la charge un courant allant jusqu'à 1,5...3 A. Cependant, leur fonctionnement avec le courant de charge maximum n'est pas souhaitable, car il nécessite l'utilisation de dissipateurs thermiques efficaces. (la température de fonctionnement admissible du cristal est inférieure à celle de la plupart des transistors de puissance). Dans de tels cas, vous pouvez faciliter le fonctionnement du microcircuit en y connectant un transistor de commande externe. Le diagramme schématique de la version de base du SN avec un transistor de commande externe est illustré à la Fig. 2.14. À un courant de charge allant jusqu'à 180...190 mA, la chute de tension aux bornes de la résistance R1 est faible et le dispositif fonctionne de la même manière que sans transistor. À des courants plus élevés, cette chute de tension atteint 0,6...0,7 V et le transistor VT1 commence à s'ouvrir, limitant ainsi une nouvelle augmentation du courant traversant la puce DA1. Il maintient la tension de sortie à un niveau donné, comme dans une connexion typique : lorsque la tension d'entrée augmente, le courant d'entrée diminue, et donc la tension du signal de commande à la jonction émetteur du transistor VT1, et vice versa. Lors de l'utilisation d'un tel SN, il convient de garder à l'esprit que la différence minimale entre les tensions d'entrée et de sortie doit être égale à la somme de la chute de tension minimale sur le microcircuit utilisé et de la tension du transistor de commande. Il faut également veiller à limiter le courant traversant ce transistor, car en court-circuit dans la charge il peut dépasser le courant traversant le microcircuit d'un nombre de fois égal au coefficient de transfert de courant statique du transistor, et atteindre 20 A ou encore plus. Dans la plupart des cas, un tel courant suffit à détruire non seulement le transistor de commande, mais également la charge. Des schémas d'options MT possibles avec limitation de courant via un transistor de régulation sont présentés dans la Fig. 2.15, 2.16, 2.17. Dans le premier d'entre eux, ce problème est résolu en connectant en parallèle à la jonction émetteur du transistor VT1 deux diodes VD1, VD2 connectées en série, qui s'ouvrent si le courant de charge dépasse 7 A. Le stabilisateur continue de fonctionner avec une nouvelle augmentation dans le courant, mais dès qu'il atteint 8 A, le système de protection contre les surcharges de la puce se déclenche. L'inconvénient de l'option envisagée est la forte dépendance du courant de réponse du système de protection aux paramètres du transistor et des diodes (il peut être considérablement affaibli si un contact thermique est assuré entre les corps de ces éléments). Cet inconvénient se manifeste beaucoup moins dans un autre stabilisateur (Fig. 2.16). Si nous supposons que la tension à la jonction émetteur du transistor VT1 et la tension directe de la diode VD1 sont approximativement les mêmes, alors la répartition du courant entre le microcircuit DA1 et le transistor de commande dépend du rapport des valeurs de résistance des résistances R2 et R1. À un faible courant de sortie, la chute de tension aux bornes de la résistance R2 et de la diode VD1 est faible, donc le transistor VT1 est fermé et seul le microcircuit fonctionne. À mesure que le courant de sortie augmente, cette chute de tension augmente et lorsqu'elle atteint 0,6...0,7 V, le transistor commence à s'ouvrir et de plus en plus de courant commence à le traverser. Dans le même temps, le microcircuit maintient la tension de sortie à un niveau déterminé par son type : à mesure que la tension augmente, son élément de régulation se ferme, réduisant ainsi le courant qui le traverse, et la chute de tension aux bornes du circuit R2, VD1 diminue. En conséquence, la chute de tension aux bornes du transistor de commande VT1 augmente et la tension de sortie diminue.
Si la tension à la sortie MT diminue, le processus de régulation se déroule dans le sens opposé. L'introduction de la résistance R1 dans le circuit émetteur du transistor VT1, qui augmente la stabilité de la tension (elle empêche son auto-excitation), nécessite une augmentation de la tension d'entrée. Dans le même temps, plus la résistance de cette résistance est grande, moins le courant de réponse en surcharge dépend des paramètres du transistor VT1 et de la diode VD1. Cependant, à mesure que la résistance de la résistance augmente, la puissance dissipée sur celle-ci augmente, ce qui entraîne une diminution du rendement et une détérioration des conditions thermiques de l'appareil. Auteur : Semyan A.P.
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