Stabilizzatori di tensione a microcircuito di ampia applicazione. Dati di riferimento

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Uno dei componenti importanti delle apparecchiature elettroniche è lo stabilizzatore di tensione nell'alimentatore. Più recentemente, tali unità sono state costruite su diodi zener e transistor. Il numero totale di elementi stabilizzatori era piuttosto significativo, soprattutto se era necessario regolare la tensione di uscita, proteggere da sovraccarico e cortocircuito di uscita e limitare la corrente di uscita a un determinato livello.

Con l'avvento dei microcircuiti specializzati, la situazione è cambiata. Gli stabilizzatori di tensione del microcircuito prodotti sono in grado di funzionare su un'ampia gamma di tensione e corrente di uscita, spesso hanno un sistema di protezione integrato contro sovracorrente e surriscaldamento: non appena la temperatura del cristallo del microcircuito supera il valore consentito, la corrente di uscita è limitata .

Attualmente, la gamma di microcircuiti stabilizzatori di tensione nazionali ed esteri è così ampia che è diventato piuttosto difficile orientarsi. Le tabelle seguenti hanno lo scopo di facilitare la selezione preliminare di uno stabilizzatore di microcircuito per un particolare dispositivo elettronico.

Nella tabella 1 presenta un elenco dei microcircuiti stabilizzatori di tensione lineare a tre pin più comuni sul mercato interno per una tensione di uscita fissa e i loro parametri principali; nella fig. La Figura 1 semplifica l'aspetto dei dispositivi e ne indica anche la piedinatura. La tabella include solo stabilizzatori con una tensione di uscita compresa tra 5 e 27 V: la stragrande maggioranza dei casi di pratica radioamatoriale rientra in questo intervallo. Il design dei dispositivi estranei può differire da quello mostrato in Fig. 1.

Va tenuto presente che le informazioni sulla dissipazione di potenza quando si utilizza un microcircuito con un dissipatore di calore non sono solitamente indicate nelle schede tecniche del dispositivo, quindi nella Tabella. 1 e 2 riportano alcuni valori medi ottenuti dai grafici disponibili nella documentazione. Notiamo inoltre che i microcircuiti della stessa serie, ma per valori di tensione diversi, possono differire nella dissipazione di potenza.

Un certo numero di microcircuiti prodotti nel vicino e nel lontano estero presentano contrassegni che non sono conformi al sistema standardizzato russo. Pertanto, prima della designazione degli stabilizzatori dei gruppi 78, 79, 78L, 79L, 78M, 79M elencati nella tabella, in realtà possono esserci una o due lettere che codificano, di regola, il produttore. Dietro le designazioni indicate nella tabella possono esserci anche lettere e numeri che indicano determinate caratteristiche costruttive o operative del microcircuito.

Informazioni più dettagliate su alcune serie di stabilizzatori di microcircuiti domestici sono contenute in [1-5] e su quelle straniere - in [6,7].

Alcuni tipi di stabilizzatori domestici hanno una numerazione digitale dei pin originale e consolidata (mostrata in Fig. 1 tra parentesi). Ciò è accaduto perché inizialmente i microcircuiti di queste serie venivano prodotti in package “chip” con numerazione dei pin standardizzata. Dopo l'introduzione della produzione in contenitori “transistor”, la numerazione dei pin è stata preservata.

nota 1: è stato prodotto un lotto pilota con una piedinatura corrispondente alla Fig. 1, a.
nota 2: Producono anche varietà per correnti di carico fino a 1 A.

Un tipico circuito per collegare gli stabilizzatori del microcircuito a una tensione di uscita fissa è mostrato in Fig. 2,a e b. Per tutti i microcircuiti, la capacità del condensatore di ingresso C1 deve essere almeno 2,2 μF per condensatori ceramici o all'ossido di tantalio e almeno 10 μF per condensatori all'ossido di alluminio, e il condensatore di uscita C2 deve essere rispettivamente almeno 1 e 10 μF. Alcuni microcircuiti consentono una capacità inferiore, ma i valori indicati garantiscono un funzionamento stabile di eventuali stabilizzatori. Il ruolo del filtro di ingresso può essere svolto da un condensatore di filtro livellante se si trova a non più di 70 mm dal corpo del microcircuito. In [6] sono stati pubblicati molti diagrammi di varie opzioni per il collegamento di stabilizzatori di microcircuiti per fornire una corrente di uscita più elevata, modificare la tensione di uscita, implementare altre opzioni di protezione e utilizzare uno stabilizzatore di tensione come generatore di corrente.

Se è richiesto un valore non standard di una tensione di uscita stabilizzata o una sua regolazione regolare, è conveniente utilizzare stabilizzatori a microcircuito regolabili specializzati che mantengono una tensione di 1,25 V tra l'uscita e il pin di controllo. Il loro elenco è presentato nella tabella. 2, e un tipico schema di collegamento per stabilizzatori con un elemento di controllo nel filo positivo è in Fig. 3. I resistori R1 e R2 formano un divisore di tensione regolabile esterno, incluso nel circuito per impostare il livello di tensione di uscita Uout uguale a Uout=1,25(1+R2/R1)+Ipot.R2, dove Ipot=50... 100 μA - consumo di corrente proprio del microcircuito. Il numero 1,25 in questa formula è la tensione sopra menzionata tra l'uscita e il terminale di controllo, che mantiene lo stabilizzatore in modalità operativa.

Si noti che, a differenza degli stabilizzatori per una tensione di uscita fissa, quelli regolabili non funzionano senza carico. Il valore minimo della corrente di uscita degli stabilizzatori regolabili a bassa potenza è 2,5...5 mA e 5...10 mA per quelli ad alta potenza. Nella maggior parte delle applicazioni, il carico è il partitore di tensione resistivo R1R2 in Fig. 3.

Utilizzando questo schema, puoi anche attivare gli stabilizzatori con una tensione di uscita fissa. Tuttavia, in primo luogo, la corrente che consumano è molto più elevata (2...4 mA) e, in secondo luogo, è meno stabile quando cambiano la corrente di uscita e la tensione di ingresso. Per questi motivi non è possibile raggiungere il massimo coefficiente di stabilizzazione possibile del dispositivo.

Per ridurre il livello di ondulazione in uscita, soprattutto a tensioni di uscita più elevate, si consiglia di includere un condensatore di livellamento C3 con una capacità di 10 μF o più. I requisiti per i condensatori C1 e C2 sono gli stessi dei corrispondenti condensatori degli stabilizzatori fissi.

Se lo stabilizzatore funziona alla massima tensione di uscita, se il circuito di ingresso viene chiuso accidentalmente o la fonte di alimentazione viene spenta, il microcircuito è esposto a una grande tensione inversa dal lato di carico e può essere danneggiato. Per proteggere il microcircuito in uscita in tali situazioni, in parallelo ad esso è collegato un diodo protettivo VD1.

Un altro diodo protettivo - VD2 - protegge il microcircuito dal lato del condensatore carico C3. Il diodo scarica rapidamente questo condensatore in caso di cortocircuito di emergenza del circuito di uscita o di ingresso dello stabilizzatore.

Tutto quanto sopra serve solo per la scelta preliminare di uno stabilizzatore; prima di progettare un alimentatore, è necessario familiarizzare con tutte le caratteristiche di riferimento, almeno per sapere esattamente qual è la tensione di ingresso massima consentita, se la stabilità dello la tensione di uscita è sufficiente quando la tensione di ingresso, la corrente di carico o la temperatura cambiano. Possiamo essere certi che i microcircuiti elencati nell'articolo sono di livello tecnico sufficiente per risolvere la stragrande maggioranza dei problemi nella pratica radioamatoriale.

Gli stabilizzatori descritti presentano uno svantaggio evidente: una tensione minima richiesta piuttosto elevata tra ingresso e uscita - 2...3 V, ma è più che compensata dalla facilità d'uso e dal basso prezzo dei microcircuiti.

Letteratura

1. Shcherbina A., Blagiy S. Stabilizzatori a microcircuito serie 142, K142, KR142. - Radio, 1990, n. 8, pag. 89, 90; N. 9, pag. 73,74.
2. Nefedov A., Golovina V. Chips KR142EN12. - Radio, 1993, n. 8, pag. 41,42.
3. Nefedov A., Golovina V. Microcircuiti KR142EN18A, KR142EN18B. - Radio, 1994, n. 3, pag. 41, 42.
4. Nefedov A. Stabilizzatori a microcircuito della serie KR1157. - Radio, 1995, n. 3, pag. 59, 60.
5. Nefedov A., Valyavsky A. Stabilizzatori a microcircuito della serie KR1162. - Radio, 1995, n. 4, pag. 59, 60.
6. Circuiti integrati. Microcircuiti per alimentatori lineari e loro applicazione. - DODECA (prima ed.), 1996, 288 pp.; 1998 (seconda ed.), 1998, 400 p.
7. Nefedov A.V., Savchenko A.M., Feoktistov Yu.F. Circuiti integrati esteri per apparecchiature elettroniche industriali. Direttorio. - M.: Energoatomizdat, 1989.

Autore: S. Biryukov, Mosca

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