Stabilisateurs de tension linéaires à haut rendement. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Le principal inconvénient des stabilisateurs linéaires de puissance moyenne et élevée est leur faible rendement. De plus, plus la tension de sortie de la source d’alimentation est faible, plus son efficacité diminue. Cela est dû au fait qu'en mode stabilisation, le transistor de puissance de la source d'alimentation est généralement connecté en série avec la charge, et pour le fonctionnement normal d'un tel stabilisateur, une tension collecteur-émetteur (Uke) d'au moins 3,5 V doit fonctionner sur le transistor de régulation, ce qui, à des courants supérieurs à 1 A, entraîne des pertes de puissance importantes dues à la libération de l'énergie thermique dissipée par le transistor de masse.

Ce qui conduit à la nécessité d'augmenter la surface du dissipateur thermique ou d'utiliser un ventilateur pour un refroidissement forcé. Les régulateurs de tension linéaires intégrés basés sur des puces de la série 142EN(5.14), largement utilisés en raison de leur faible coût, présentent le même inconvénient.

Récemment, des microcircuits importés de la série "LOW DROP" (SD, DV, LT1083/1084/1085) sont apparus en vente. Ces microcircuits peuvent fonctionner à une tension réduite entre l'entrée et la sortie (jusqu'à 1 ... 1,3 V) et fournissent une tension stabilisée à la sortie dans la plage de 1,25 ... 30 V à un courant de charge de 7,5 / 5 / 3 A, respectivement.

L'analogue domestique le plus proche du type KR142EN22 en termes de paramètres a un courant de stabilisation maximum de 5 A.

Au courant de sortie maximum, le mode de stabilisation est garanti par le fabricant à une tension d'entrée-sortie d'au moins 1,5 V. Les microcircuits disposent également d'une protection intégrée contre le dépassement du courant dans la charge d'une valeur acceptable et d'une protection thermique contre la surchauffe. du cas. Ces stabilisateurs fournissent une instabilité de tension de sortie de 0,05 %/V, une instabilité de tension de sortie lorsque le courant de sortie passe de 10 mA à une valeur maximale non inférieure à 0,1 % V.

Un circuit typique pour activer de tels stabilisateurs de tension est illustré à la fig. 4.1.

Riz. 4.1. Schéma d'inclusion des stabilisants de la série "LOW DROP"

Les condensateurs C2 ... C4 doivent être situés à proximité du microcircuit et il est préférable qu'ils soient en tantale. La capacité du condensateur C1 est choisie parmi la condition de 2000 microfarads pour 1 A de courant.

Les microcircuits sont produits dans trois types de conception de boîtier, illustrés à la fig. 4.2. Le type de coque est précisé par les dernières lettres de la désignation.

Riz. 4.2 Vue du boîtier et emplacement des bornes des stabilisateurs

Il est économiquement réalisable d'utiliser de tels stabilisateurs de tension à un courant de charge supérieur à 1 A, ainsi qu'en cas de manque d'espace dans la structure.

Sur des éléments discrets, vous pouvez également réaliser une alimentation économique. Montré sur la fig. 4.3, le circuit est conçu pour une tension de sortie de 5 V et un courant de charge jusqu'à 1 A. Il assure un fonctionnement normal avec une tension minimale sur le transistor de puissance (0,7 ... 1,3 V). Ceci est réalisé en utilisant un transistor (VT2) à basse tension Uke à l'état ouvert comme régulateur de puissance, ce qui permet d'assurer le fonctionnement du circuit stabilisateur à des tensions d'entrée-sortie plus faibles.

Riz. 4.3. Schéma d'un régulateur de tension fonctionnant à une tension d'entrée-sortie réduite (cliquez pour agrandir)

Le circuit dispose d'une protection (type déclencheur) en cas de dépassement du courant dans la charge d'une valeur acceptable, ainsi que de dépassement de la tension à l'entrée du stabilisateur de 10,8 V.

L'unité de protection est réalisée sur un transistor VT1 et un thyristor VS1. Lorsque le thyristor est déclenché, il coupe l'alimentation de la puce DA1 (la broche 7 est court-circuitée avec un fil commun). Dans ce cas, le transistor VT3, et donc VT2, se fermeront et la sortie sera à tension nulle. Il est possible de ramener le circuit à son état d'origine après avoir éliminé la cause qui a provoqué la surcharge, uniquement en coupant puis en rallumant l'alimentation.

Le condensateur C3 n'est généralement pas nécessaire - sa tâche est de faciliter le démarrage du circuit au moment de la mise sous tension.

La topologie du circuit imprimé pour les éléments de montage est représentée sur la fig. 4.4 (il contient un cavalier en vrac).

Riz. 4.4. Topologie du circuit imprimé pour les éléments de montage

Le transistor VT2 est monté sur un radiateur.

Les pièces suivantes ont été utilisées dans la fabrication : une résistance accordée R8 de type SPZ-19a, le reste des résistances est de tout type ; condensateurs C1 - K50-29V pour 16 V, C2 ... C5 - K10-17, C5 - K52-1 pour 6,3 V.

Le circuit peut être complété par un indicateur LED de fonctionnement de la protection (HL1). Pour ce faire, vous devrez installer des éléments supplémentaires : une diode VD3 et une résistance R10, comme indiqué sur la Fig. 4.5.

Riz. 4.5. Connexion de l'indicateur de fonctionnement de la protection

Auteur : Shelestov I.P.

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