Stabilisateur de tension à faible chute de tension minimale. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'un des paramètres importants des stabilisateurs de tension série (y compris ceux à microcircuit) est la tension minimale admissible entre l'entrée et la sortie du stabilisateur (ΔUmin) au courant de charge maximal. Il montre à quelle différence minimale entre les tensions d'entrée (Uin) et de sortie (Uout) tous les paramètres du stabilisateur se situent dans la plage normale. Malheureusement, tous les radioamateurs n'y prêtent pas attention, généralement ils ne s'intéressent qu'à la tension de sortie et au courant de sortie maximum. Pendant ce temps, ce paramètre a un impact significatif à la fois sur la qualité de la tension de sortie et sur l'efficacité du stabilisateur.

Par exemple, pour les stabilisateurs de microcircuit répandus de la série 1_M78xx (xx est un nombre égal à la tension de stabilisation en volts), la tension minimale admissible est dUmin \u2d 1 V à un courant de 7805 A. En pratique, cela signifie que pour un stabilisateur sur un microcircuit LM5 (Uout \u7d 1 V), la tension Uin min doit être d'au moins 8 V. Si l'amplitude de l'ondulation à la sortie du redresseur atteint 10 V, alors la valeur de Uin min augmente à 8,8 V, et compte tenu de l'instabilité de la tension secteur à ± 57%, elle passe à XNUMX V. En conséquence, l'efficacité du stabilisateur ne dépassera pas XNUMX% et, avec un courant de sortie important, le microcircuit deviendra très chaud.

Une solution possible est l'utilisation des stabilisateurs de microcircuit dits Low Dropout (avec faible chute de tension), par exemple, la série KR1158ENxx (ΔUmin \u0,6d 0,5 V à un courant de 1084 A) ou LM1,3 (Umin \u5d XNUMX V à un courant de XNUMX A ). Mais des valeurs encore plus basses de Umin peuvent être atteintes si un puissant transistor à effet de champ est utilisé comme élément de contrôle. Il s'agit d'un tel dispositif qui sera discuté plus loin.

Fig. 1

Le schéma du stabilisateur proposé est illustré à la fig. 1. Le transistor à effet de champ VT1 est inclus dans la ligne d'alimentation positive. L'utilisation d'un appareil à canal n est due aux résultats des tests effectués par l'auteur: il s'est avéré que de tels transistors sont moins sujets à l'auto-excitation et, en règle générale, leur résistance à canal ouvert est inférieure à celle de ceux à canal p. Commande le transistor VT1 régulateur de tension parallèle DA1. Pour que le transistor à effet de champ s'ouvre, la tension à sa grille doit être supérieure d'au moins 2,5 V à celle à la source. Par conséquent, une source supplémentaire est nécessaire avec une tension de sortie qui dépasse la tension au drain du transistor à effet de champ exactement de cette valeur.

Une telle source - un convertisseur élévateur de tension - est assemblée sur une puce DD1. Éléments logiques DD1.1, DD1.2 utilisés dans le générateur d'impulsions avec un taux de répétition d'environ 30 kHz, DD1.3, DD1.4 - tampon ; les diodes VD1, VD2 et les condensateurs C3, C4 forment un redresseur doubleur de tension, la résistance R2 et le condensateur C5 forment un filtre de lissage.

Les condensateurs C6, C7 assurent un fonctionnement stable de l'appareil. La tension de sortie (sa valeur minimale est de 2,5 V) est définie par une résistance d'ajustement R4.

Les tests en laboratoire de la disposition de l'appareil ont montré qu'à un courant de charge de 3 A et une diminution de la tension d'entrée de 7 à 5,05 V, la sortie diminue de 5 à 4,95 V. En d'autres termes, au courant spécifié, la chute de tension minimale ΔUmin ne dépasse pas 0,1 V. Cela vous permet d'utiliser plus pleinement les capacités de la source d'alimentation principale (redresseur) ​​et d'augmenter l'efficacité du stabilisateur de tension.

Fig. 2

Les détails de l'appareil sont montés sur une carte de circuit imprimé (Fig. 2) en fibre de verre à feuille unilatérale d'une épaisseur de 1,5 ... 2 mm. Résistances fixes - P1-4, MLT, trimmer - SPZ-19a, condensateurs C2, C6, C7 - céramique K10-17, le reste - oxyde importe, par exemple, la série TK de Jamicon. Dans un stabilisateur avec une tension de sortie de 3 ... 6 V, il convient d'utiliser un transistor à effet de champ avec une tension d'ouverture ne dépassant pas 2,5 V. Ces transistors de la société International Rectifier ont généralement la lettre L dans le marquage ( voir la fiche de référence « Powerful field switching transistors firm International Rectifier » dans « Radio », 2001, n° 5, p. 45). Avec un courant de charge supérieur à 1,5 ... 2 A, il est nécessaire d'utiliser un transistor avec une résistance de canal ouvert ne dépassant pas 0,02 ... 0,03 Ohm.

Pour éviter la surchauffe, le transistor à effet de champ est fixé sur un dissipateur thermique et une carte peut y être collée à travers un joint isolant. L'apparence de la planche montée est illustrée à la fig. 3.

Fig. 3

La tension de sortie du stabilisateur peut être augmentée, mais il ne faut pas oublier que la tension d'alimentation maximale du microcircuit K561LA7 est de 15 V et que la valeur limite de la tension grille-source du transistor à effet de champ ne dépasse pas dans la plupart des cas 20V.

Fig. 4

Il faut donc dans un tel cas utiliser un convertisseur élévateur monté selon un schéma différent (sur une base d'élément permettant une tension d'alimentation plus élevée), et limiter la tension sur la grille du transistor à effet de champ en connectant un diode zener en parallèle avec le condensateur C5 avec la tension de stabilisation appropriée. Si le stabilisateur est censé être intégré à une source d'alimentation avec un transformateur abaisseur, le convertisseur de tension (microcircuit DD1, diodes VD1, VD2, résistance R1 et condensateurs C2, C3) peut être exclu, et le redresseur "principal" sur le pont de diodes VD5 (Fig. 4) peut être complété par une tension doubleur sur les diodes VD3, VD4 et le condensateur C9 (la numérotation des éléments reprend ce qui a été commencé sur la Fig. 1).

Auteur : I. Nechaev, Moscou ; Publication : radioradar.net

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