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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Applicazione degli stabilizzatori di tensione integrati KR142. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protettori di sovratensione I microcircuiti della serie KR142 sono ampiamente utilizzati nei progetti di radioamatori. Tutti hanno uno schema quasi identico, contengono un dispositivo di protezione integrato contro la chiusura del circuito di carico. Differiscono solo per la corrente di uscita massima e la tensione di uscita nominale, che ha uno dei seguenti valori: 5, 6, 9, 12, 15, 20, 24 e 27 V. La tua attenzione è invitata a una selezione di circuiti di vari stabilizzatori di tensione, realizzati utilizzando questi microcircuiti. Stabilizzatore di tensione protetto dai danni causati dalla corrente di scarica dei condensatori Se è presente un grande condensatore nel circuito CH di uscita, a volte è necessario adottare misure per proteggere il microcircuito, ovvero impedire che il condensatore si scarichi attraverso i suoi circuiti. Il fatto è che i condensatori con una capacità fino a 10 microfarad o più, solitamente utilizzati nei circuiti di alimentazione dei dispositivi, hanno una bassa resistenza interna, quindi, in caso di un circuito di emergenza dell'uno o dell'altro circuito del dispositivo, un impulso di corrente si verifica, il cui valore può raggiungere decine di ampere. E sebbene questo impulso sia molto breve, la sua energia potrebbe essere sufficiente per distruggere il microcircuito. L'energia dell'impulso dipende dalla capacità del condensatore, dalla tensione di uscita e dalla velocità della sua diminuzione. Per proteggere il microcircuito da danni in questi casi, vengono utilizzati diodi. Nel dispositivo realizzato come mostrato in Fig. 2.10, il diodo VD1 protegge il chip DA1 dalla corrente di scarica del condensatore C2 e il diodo VD2 - dalla corrente di scarica del condensatore C3 quando l'ingresso CH è in corto. I più adatti per l'uso negli stabilizzatori sono i condensatori all'ossido di tantalio, che (ovviamente, con la capacità necessaria) hanno una bassa impedenza anche alle alte frequenze: qui un condensatore al tantalio con una capacità di 1 μF è equivalente a un condensatore all'ossido di alluminio con una capacità di circa 25 μF.
MT con commutazione a gradini Le funzioni dell'elemento "commutazione" in questo dispositivo sono svolte dal transistor VT1 (Fig. 2.11). Al momento dell'accensione, il condensatore C3 inizia a caricarsi, quindi il transistor è aperto e devia il braccio inferiore del divisore R1, R2. Quando il condensatore si carica attraverso il resistore R3, il transistor si chiude, la tensione al pin 8 di DA1, e quindi all'uscita del dispositivo, aumenta e dopo un po 'la tensione di uscita raggiunge un livello predeterminato. La durata dell'instaurazione della tensione di uscita dipende dalla costante di tempo del circuito R3, C3.
MT con tensione di uscita a stabilità aumentata Come si può vedere dal circuito di Figura 2.12, la differenza tra questo CH e quelli precedentemente considerati (ad eccezione dell'assenza dei diodi di protezione e del condensatore C3) consiste nel sostituire il resistore R2 con un diodo Zener VD1. Quest'ultimo mantiene una tensione più stabile sul pin 8 del chip DA1 e quindi riduce ulteriormente le fluttuazioni di tensione sul carico. Lo svantaggio del dispositivo è l'impossibilità di regolare uniformemente la tensione di uscita (può essere modificata solo selezionando il diodo Zener VD1).
MT con tensione di uscita regolabile da 0 a 10 V Sulla fig. 2.13 mostra uno schema di un dispositivo la cui tensione di uscita può essere regolata da 0 a 10 V. Il valore richiesto è impostato da un resistore variabile R2.la tensione di uscita di CH è 8. Man mano che il cursore di questo resistore si sposta verso l'alto, la tensione negativa sul pin 8 dell'IC diminuisce e, con una certa resistenza, diventa uguale alla tensione di uscita del microcircuito. Con un ulteriore aumento della resistenza del resistore, la tensione di uscita del CH aumenta da 0 al valore massimo. Lo svantaggio del circuito è la necessità di una fonte di tensione esterna di -10 V.
CH con transistori di controllo esterni I chip 142EN5, 142EN8, 142EN9, a seconda del tipo, possono fornire corrente fino a 1,5 ... transistor di potenza). In questi casi è possibile facilitare il funzionamento del microcircuito collegando ad esso un transistor di controllo esterno. Un diagramma schematico della variante base di CH con un transistor di controllo esterno è mostrato in fig. 2.14. Con una corrente di carico fino a 180 ... 190 mA, la caduta di tensione attraverso il resistore R1 è piccola e il dispositivo funziona come senza transistor. Con una corrente più elevata, questa caduta di tensione raggiunge 0,6 ... 0,7 V e il transistor VT1 inizia ad aprirsi, limitando così un ulteriore aumento di corrente attraverso il microcircuito DA1. Mantiene la tensione di uscita ad un dato livello, come in una tipica accensione: con un aumento della tensione di ingresso, la corrente di ingresso diminuisce e, di conseguenza, la tensione del segnale di controllo alla giunzione di emettitore del transistor VT1, e viceversa. Quando si utilizza un tale SN, è necessario tenere presente che la differenza minima tra le tensioni di ingresso e di uscita deve essere uguale alla somma della caduta di tensione minima sul microcircuito utilizzato e la tensione del transistor di regolazione. È inoltre necessario occuparsi di limitare la corrente attraverso questo transistor, poiché quando viene cortocircuitato nel carico può superare la corrente attraverso il microcircuito di un fattore pari al coefficiente di trasferimento di corrente statico del transistor e raggiungere i 20 A o anche di più. Nella maggior parte dei casi, tale corrente è sufficiente per un giorno di guasto non solo del transistor di controllo, ma anche del carico. Schemi di possibili varianti di CH con limitazione di corrente attraverso il transistor di regolazione sono mostrati in fig. 2.15, 2.16, 2.17. Nel primo di essi, questo problema viene risolto accendendo parallelamente alla giunzione dell'emettitore del transistor VT1 due diodi VD1, VD2 collegati in serie, che si aprono se la corrente di carico supera i 7 A. Lo stabilizzatore continua a funzionare anche con qualche ulteriore aumento di corrente, ma non appena raggiunge 8 A, attiva il sistema di protezione da sovraccarico. Lo svantaggio dell'opzione considerata è la forte dipendenza della corrente di funzionamento del sistema di protezione dai parametri del transistor e dei diodi (può essere notevolmente indebolita se è garantito il contatto termico tra le custodie di questi elementi). Tanto meno questo inconveniente si manifesta in un altro stabilizzatore (Fig. 2.16). Supponendo che la tensione alla giunzione dell'emettitore del transistor VT1 e la tensione diretta del diodo VD1 siano approssimativamente uguali, la distribuzione della corrente tra il microcircuito DA1 e il transistor di regolazione dipende dal rapporto tra i valori di resistenza dei resistori R2 e R1. Con una bassa corrente di uscita, la caduta di tensione attraverso il resistore R2 e il diodo VD1 è piccola, quindi il transistor VT1 è chiuso e funziona solo il microcircuito. All'aumentare della corrente di uscita, questa caduta di tensione aumenta e quando raggiunge 0,6 ... 0,7 V, il transistor inizia ad aprirsi e sempre più corrente inizia a fluire attraverso di esso. Allo stesso tempo, il microcircuito mantiene la tensione di uscita a un livello determinato dal suo tipo: quando la tensione aumenta, il suo elemento di regolazione si chiude, riducendo così la corrente che lo attraversa e la caduta di tensione attraverso i circuiti R2, VD1 diminuisce. Di conseguenza, la caduta di tensione attraverso il transistor di regolazione VT1 aumenta e la tensione di uscita diminuisce.
Se la tensione all'uscita MT diminuisce, il processo di regolazione procede nella direzione opposta. L'introduzione di un resistore R1 nel circuito di emettitore del transistor VT1, che aumenta la stabilità del funzionamento CH (ne impedisce l'autoeccitazione), richiede un aumento della tensione di ingresso. Allo stesso tempo, maggiore è la resistenza di questo resistore, minore è la corrente di risposta al sovraccarico che dipende dai parametri del transistor VT1 e del diodo VD1. Tuttavia, con un aumento della resistenza del resistore, aumenta la potenza dissipata su di esso, per cui l'efficienza diminuisce e il regime termico del dispositivo peggiora. Autore: Semian A.P.
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