Düşük voltaj düşüşüne sahip basit güç kaynağı. Alan etkili transistörde voltaj dengeleyici - devre tasarımı

GERİLİM DÜŞÜMÜ 0,05 V

Çeşitli ekipmanlara pillerden güç verirken, genellikle voltajı ve akım tüketimini dengelemeye ihtiyaç vardır. Örneğin, bir DVD lazeri (web sitesindeki makaleye bakın) veya bir LED el feneri oluştururken. Bu amaçlar için endüstri, yerleşik dengeleyiciye sahip düşük voltajlı bir voltaj dönüştürücü olan birkaç sözde sürücü mikro devresini zaten geliştirmiştir. En son gelişme LT1308A çipidir.

Bu sürücülerin erdemlerini hiçbir şekilde azaltmadan, büyük bölgesel merkezimizde bile bu tür mikro devreleri elde edemeyeceğinizi belirtmek isterim. Sadece sipariş üzerine ve 10 cu fiyatıyla. Bu nedenle, radyoamatör 4 2007'den basit, ucuz ama etkili bir dengeleyici devre öneriyorum.

Stabilizasyon faktörü yaklaşık 10.000'dir, çıkış voltajı 2 - 8 V ​​aralığında 2,4 k* dirençle ayarlanır. Giriş voltajı çıkıştan düşük olduğunda, kontrol transistörü tamamen açıktır ve voltaj düşüşü birkaç tanedir. milivolt. Giriş voltajı çıkış voltajını aştığında stabilizatördeki düşüş yalnızca 0,05 V'tur! Bu, ışık ve lazer diyotlara iki ila üç adet AA pilden güç sağlanmasını mümkün kılar. Üstelik yük akımının 0 - 0,5 A aralığında değiştirilmesiyle Uout yalnızca 1 milivolt değişir. Bu kadar basit bir cihazın tahtası kazınamaz, ancak bir kesici ile kesilebilir. Bilmeyenler için açıklayacağım: metal için demir testeresinden kırık bir bıçak alıp zımpara kağıdı kullanarak keskinleştiriyoruz. Daha sonra elinizde tutma kolaylığı için kalın bir tel ile sarıyoruz.


Şimdi bu aletle bakırı raylar gibi kuvvetle çiziyoruz.

Zımpara kağıdıyla temizliyoruz, kalaylıyoruz, parçaları lehimliyoruz ve işiniz bitti.


Güç stabilizatörlerinin en önemli özelliklerinden biri, en yüksek yük akımında stabilizatörün çıkışı ve girişi arasında izin verilen en düşük voltajdır. Cihaz parametrelerinin normal durumda olduğu en küçük voltaj farkında bilgi sağlar.

Doğrusal ayarlamanın verimliliğini arttırmanın bir yolu, ayar elemanının voltaj düşüşünü mümkün olan en düşük değere indirmektir. Bu, her 50 milivoltluk düşüşün, küçük cihaz muhafazasında karmaşık bir dağılımla birkaç yüz miliwattlık ısıya dönüştürüldüğü minyatür regülatörler için özellikle önemlidir.

Bu nedenle, bu tür devreleri bağlamak için birçok şirket, tasarımcılara 100 milivolta kadar düşük düşüşe sahip mikro devreler sunmaktadır. ST 1L 08 mikro devresi, 0,8 A'ya kadar akım yüküyle iyi parametrelere sahiptir; transistördeki en küçük düşüş yaklaşık 70 milivolttur.

Fabrika stabilizatörlerinden yük akımı en düşük değere düştüğünde düşüşün 0,4 milivolta düştüğünü not edebiliriz. Gürültüyü azaltmak için, bu tür mikro devreler, 0,01 μF'ye kadar kapasiteye sahip harici bir filtreyi bağlamak için terminalli bir yardımcı tampon amplifikatörüyle donatılmıştır. Böyle bir filtreye minimum gereksinimler uygulanır: kapasitans değeri 2,2 ila 22 μF arasında olmalıdır.

LD CL 015 mikro devresine özellikle dikkat edilmelidir. İyi özellikleri ve düşük voltaj düşüşü ile bu, kapasitör filtresi olmadan çalışan stabilizatörlerden biridir. Bu, faz marjına sahip bir op-amp devresi ile elde edilir. Bununla birlikte, parametreleri iyileştirmek ve çıkıştaki gürültüyü azaltmak için, cihazın çıkışına ve girişine yaklaşık 0,1 μF'lik kapasitansların kurulması tavsiye edilir.

0,05 volta düşen cihaz

Çeşitli ekipmanları akülerden bağlarken, çoğu zaman voltajı ve akım tüketimini eşitlemeye ihtiyaç vardır. Örneğin, bir lazer video oynatıcı veya bir LED el feneri oluşturmak için. Bu sorunu çözmek için, sürücü biçimindeki birkaç mikro devre zaten üretimde tasarlandı. Dahili dengeleyiciye sahip düşük voltajlı bir voltaj dönüştürücüdürler. Yeni bir gelişme LT 130 8A mikro devresidir.

Bu tür sürücülerin avantajlarını azaltmadan, büyük bir bölgesel şehirde bu tür mikro devrelerin bulunmadığını belirtmekte fayda var. Yaklaşık 10 avro gibi yüksek bir maliyetle sipariş edilebilir. Dolayısıyla tek radyo dergisinden ucuz, basit ve etkili bir cihaz devresi var.

Böyle bir cihazın stabilizasyon katsayısı 10.000'dir. Çıkış voltajı 2,4 kilometre dirençle 2 ila 8 volt arasında ayarlanır. Giriş gücü çıkıştan düşük olduğunda, ayar transistörü açıktır ve güç düşüşü birkaç mV'a eşittir. Giriş voltajı çıkış voltajından yüksekse, zener diyotta 0,05 volta eşittir. Bu, AA pillerle mümkün olur. Yük akımı 0 ila 0,5 amper aralığında değiştirilse bile çıkış voltajı yalnızca 1 mV değişecektir.

Böyle basit bir stabilizatör için tahtanın kazınmasına gerek yoktur, ancak özel bir bıçakla kesilebilir. Kırık demir bıçaklardan yapılır ve taşlama çarkında bilenir. Daha sonra kullanım kolaylığı için sap sarılır.

Bu kesiciyle bakır levha üzerindeki izleri çizebilirsiniz.

Tahtayı zımpara kağıdıyla temizliyoruz, kalaylıyoruz, parçaları lehimliyoruz ve her şey hazır.

Fotoğraflar, tahtayı aşındırmaya veya delmeye gerek olmadığını gösteriyor.

Bu yöntem her zaman küçük, basit devreler üretmek için kullanılır. Güçlü bir transistörü bir soğutma radyatörüyle donatmaya gerek yoktur. Küçük voltaj düşüşü nedeniyle ısınmaz. Kurulum sırasında çıkışa zayıf bir yük bağladığınızdan emin olun.

Düşük bırakma gücü ekolayzır

En önemli özellik, tıpkı mikro devrelerde olduğu gibi, en yüksek akım yükünde çıkış ve giriş potansiyellerinde izin verilen en az fark gibi düşük güç düşüşüne sahip bir dengeleyicidir. Çıkış ve giriş arasındaki minimum voltaj farkının ne kadar olduğunda cihazın tüm özelliklerinin normal olduğunu belirler.

  • M78 serisi mikro devrelerde yapılan en yaygın stabilizatörler için izin verilen en düşük voltaj, 1 amperlik bir akımda 2 volttur.
  • Girişte minimum voltajı olan bir mikro devre üzerindeki cihaz, çıkışta 7 voltluk bir voltaj üretmelidir. Cihazın çıkışındaki darbelerin genliği 1 volta ulaştığında minimum giriş voltajı 8 volta çıkar.
  • Şebeke voltajının% 10 aralığındaki dengesizliği dikkate alındığında 8,8 volta çıkar.

Sonuç olarak, cihazın verimliliği% 57'yi geçmeyecek, çıkışta önemli bir akım olduğunda mikro devre çok ısınacaktır.

Düşük damlalı talaşların uygulanması

Bu durumdan çıkmanın iyi bir yolu, KR 1158 EH veya LM 10 84 gibi düzeneklerin kullanılmasıdır.

Cihazın bir mikro devre üzerinde çalışması aşağıdaki gibidir:

  • Ayarlama için güçlü bir saha anahtarı kullanılarak düşük voltaj değerlerine ulaşılabilir.
  • Transistör pozitif çizgide çalışır.
  • Testlere dayanarak n-kanallı bir stabilizatörün kullanılması önerilmektedir: bu tür yarı iletkenler kendi kendine uyarılmaya eğilimli değildir.
  • Açık devre direnci p-kanalına göre daha düşüktür.
  • Transistör paralel bir dengeleyici tarafından kontrol edilir.
  • Alan etkili transistörü açmak için geçit voltajı kaynağın 2,5 volt üstüne ayarlanır.

Böyle bir yardımcı kaynak, çıkış voltajının alan etkili transistörün boşaltma voltajından bu değer kadar yüksek olması durumunda gereklidir.

65 nanometre, 300-350 milyon avroya mal olacak Zelenograd fabrikası Angstrem-T'nin bir sonraki hedefi. Vedomosti'nin bu hafta tesisin yönetim kurulu başkanı Leonid Reiman'a atıfta bulunarak, şirketin üretim teknolojilerinin modernizasyonu için Vnesheconombank'a (VEB) imtiyazlı bir kredi başvurusunda bulunduğunu bildirdi. Şimdi Angstrem-T, 90nm topolojiye sahip mikro devreler için bir üretim hattını başlatmaya hazırlanıyor. Daha önce satın alınan VEB kredisinin ödemeleri ise 2017 yılı ortasında başlayacak.

Pekin Wall Street'i çökertti

Önemli Amerikan endeksleri yeni yılın ilk günlerini rekor düşüşle kutladı; milyarder George Soros, dünyanın 2008 krizinin tekrarıyla karşı karşıya olduğu konusunda uyardı.

Fiyatı 60 dolar olan ilk Rus tüketici işlemcisi Baykal-T1 seri üretime geçiyor

Baykal Elektronik şirketi, 2016 yılı başında yaklaşık 60 dolar maliyetli Rus Baykal-T1 işlemcisini endüstriyel üretime sokmayı vaat ediyor. Piyasa katılımcıları, hükümetin bu talebi yaratması durumunda cihazlara talep olacağını söylüyor.

MTS ve Ericsson, Rusya'da 5G'yi ortaklaşa geliştirip uygulayacak

Mobile TeleSystems PJSC ve Ericsson, Rusya'da 5G teknolojisinin geliştirilmesi ve uygulanmasına yönelik işbirliği anlaşmaları imzaladı. MTS, 2018 Dünya Kupası da dahil olmak üzere pilot projelerde İsveçli tedarikçinin gelişmelerini test etmeyi planlıyor. Gelecek yılın başında operatör, beşinci nesil mobil iletişim için teknik gereksinimlerin oluşturulması konusunda Telekom ve Kitle İletişim Bakanlığı ile diyaloga başlayacak.

Sergey Chemezov: Rostec halihazırda dünyanın en büyük on mühendislik şirketinden biri

Rostec başkanı Sergei Chemezov, RBC ile yaptığı röportajda acil soruları yanıtladı: Platon sistemi, AVTOVAZ'ın sorunları ve beklentileri, Devlet Şirketinin ilaç sektöründeki çıkarları hakkında, yaptırımlar bağlamında uluslararası işbirliği hakkında konuştu baskı, ithal ikamesi, yeniden yapılanma, kalkınma stratejisi ve zor zamanlarda yeni fırsatlar.

Rostec "kendini koruyor" ve Samsung ve General Electric'in şöhretine tecavüz ediyor

Rostec Denetleme Kurulu “2025'e Kadar Kalkınma Stratejisini” onayladı. Ana hedefler yüksek teknolojili sivil ürünlerin payını artırmak ve temel finansal göstergelerde General Electric ve Samsung'u yakalamaktır.

Güçlü anahtarlamalı alan etkili transistörlere dayalı olarak doğrusal voltaj regülatörleri oluşturulabilir. Benzer bir cihaz daha önce açıklanmıştı. Şekil 2'de gösterildiği gibi diyagramı biraz değiştirerek. Şekil 1'de açıklanan stabilizatörün parametrelerini, IRL2505L transistörü olan kontrol elemanı boyunca voltaj düşüşünü önemli ölçüde (5...6 kat) azaltarak iyileştirmek mümkündür. Açık durumda çok düşük bir kanal direncine sahiptir (0,008 Ohm), 100°C muhafaza sıcaklığında 74 A'ya kadar akım sağlar ve yüksek eğim karakteristiği (59 A/V) ile karakterize edilir. Bunu kontrol etmek için küçük bir kapı voltajı (2,5...3 V) gereklidir. Maksimum drenaj kaynağı voltajı 55 V, geçit kaynağı voltajı ±16 V, transistör tarafından dağıtılan güç 200 W'a ulaşabilir.

Modern mikro devre stabilizatörleri gibi, önerilen modülün de üç pimi vardır: 1 - giriş, 2 - ortak, 3 - çıkış. DA1 mikro devresi bir kontrol elemanı olarak kullanılır - paralel voltaj dengeleyici KR142EN19 (TL431). Transistör VT1 bir eşleştirme elemanı görevi görür ve zener diyot VD1, baz devresi için sabit bir voltaj sağlar. Çıkış voltajı değeri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir
Uçıkış=2,5(1+R5/R6).
Çıkış voltajı, R6 direncinin direnci değiştirilerek ayarlanır. Kondansatörler stabilizatörün kararlı çalışmasını sağlar. Cihaz aşağıdaki gibi çalışır. Çıkış voltajı arttıkça, DA1 mikro devresinin kontrol girişindeki voltaj da artar, bunun sonucunda içinden geçen akım artar. Direnç R2 üzerindeki voltaj artar ve transistör VT1'den geçen akım azalır. Buna göre, transistör VT2'nin kapı kaynağı voltajı azalır, bunun sonucunda kanalının direnci artar. Bu nedenle çıkış voltajı düşerek önceki değerine döner.

Düzenleyici alan etkili transistör VT2, negatif kabloya bağlanır ve kontrol voltajı ona pozitif kablodan sağlanır. Bu çözüm sayesinde stabilizatör 20...30 A yük akımı sağlayabilirken giriş voltajı çıkış voltajından yalnızca 0,5 V daha yüksek olabilir. Modülü 16 V'tan daha yüksek bir giriş voltajıyla kullanmayı planlıyorsanız, transistör VT2, katodu bağlı olan 10...12 V stabilizasyon voltajına sahip düşük güçlü bir zener diyot kullanılarak arızaya karşı korunmalıdır. kapıya ve anot kaynağa.

Cihaz, tercihen sarı renkle vurgulanan, verilen listedeki akım ve gerilime uygun herhangi bir n-kanallı alan etkili transistörü (VT2) kullanabilir. VT1 - KT502, KT3108, KT361, herhangi bir harf indeksiyle. KR142EN19 (DA1) mikro devresi TL431 ile değiştirilebilir. Kondansatörler - K10-17, dirençler - R1-4, MLT, S2-33.
Stabilizatör modülünün bağlantı şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 2.

Büyük bir yük akımıyla, transistör VT2 çok fazla güç harcar, bu nedenle etkili bir ısı emici gereklidir. Bu serinin L ve S harf endeksli transistörleri lehimleme kullanılarak soğutucuya monte edilir. Yazarın versiyonunda, arızalı transistör KT912, KP904'ün mahfazası, soğutucu ve aynı zamanda destekleyici yapı olarak kullanılıyor. Bu kasa söküldü, üst kısmı çıkarıldı, böylece transistör kristalli altın kaplamalı bir seramik rondela ve ara kablolar kaldı. Kristal dikkatlice çıkarılır, kaplama kalaylanır ve ardından VT2 transistörü ona lehimlenir. Çift taraflı folyo fiberglastan yapılmış baskılı devre kartı, yıkayıcının kaplamasına ve transistör VT2'nin terminallerine lehimlenmiştir (Şekil 3). Kartın arka tarafındaki folyo tamamen korunur ve rondelanın metal kaplamasına bağlanır (transistör VT2'nin tahliyesi). Stabilizatör modülünü kurup kontrol ettikten sonra kart kasaya yapıştırılır. Pim 1 ve 2, baskılı devre kartı üzerindeki pedlerdir ve pim 3 (transistör VT2'nin tahliyesi), seramik bir rondela üzerindeki metal bir pim standıdır.

Yüzey montajı için parçalar kullanıyorsanız: TL431CD mikro devre (Şekil 4), transistör VT1 KT3129A-9, transistör VT2 IRLR2905S, dirençler P1-12, bunlardan bazıları baskılı devre kartına yerleştirilebilir ve diğer kısmı doğrudan mahfazanın seramik rondelasına monte edilir. Monte edilmiş cihazın görünümü Şekil 2'de gösterilmektedir. 5. Voltaj regülatör modülünün kasanın tabanı (vidası) ile galvanik bağlantısı yoktur, bu nedenle güç sağlayan cihazın ortak kablosuna bağlı olsa bile doğrudan soğutucu üzerine yerleştirilebilir.

Muhafazanın KT825, KT827 serisinin hatalı transistörlerinden kullanılmasına da izin verilir. Böyle bir pakette transistör kristalleri seramiğe değil metal bir rondelaya bağlanır. Daha önce kristali çıkarmış olan transistör VT2 buna lehimlenmiştir. Kalan parçalar aynı şekilde monte edilir. Bu durumda transistör VT2'nin drenajı mahfazaya bağlanır, böylece modül doğrudan yük güç kaynağının negatif kablosuna bağlı bir ısı emici üzerine monte edilebilir.
Cihazın kurulumu, kesme direnci R6 ile gerekli çıkış voltajını ayarlamak ve tüm çıkış akımı aralığı boyunca kendi kendine uyarılmanın olmadığını kontrol etmekten ibarettir. Oluşması durumunda kapasitörlerin kapasitansı artırılarak ortadan kaldırılmalıdır.

EDEBİYAT
1. International Rectifier'ın güçlü alan etkili anahtarlama transistörleri. - Radyo, 2001, Sayı 5, s. 45.
2. Necheev I. Güçlü bir alan etkili transistörde voltaj dengeleyici. - Radyo, 2003, Sayı 8. s. 53, 54.

I. NEÇAYEV, Kursk
“Radyo” Sayı 2 2005

Birkaç amper çıkış akımına ve mümkün olduğunca az voltaj düşüşüne sahip 5 voltluk stabilizatörlere büyük ihtiyaç vardır. Gerilim düşüşü, düzenlemenin sürdürülmesi koşuluyla, basitçe DC giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasındaki farktır. Bu tür parametrelere sahip stabilizatörlere olan ihtiyaç, yaklaşık 8,2 V'a eşit bir nikel-kadmiyum pilin voltajının 5 V'ta stabilize edildiği pratik bir örnekte görülebilir. Voltaj düşüşü normal 2 veya 3 V ise, o zaman böyle bir pili uzun süre kullanmanın mümkün olmadığı açıktır. Akü voltajını arttırmak en iyi çözüm değildir çünkü bu durumda geçiş transistöründe anlamsız güç kaybı olacaktır. Örneğin bunun yarısı kadar bir voltaj düşüşünde stabilizasyonu sürdürmek mümkün olsaydı, genel durum çok daha iyi olurdu.

Stabilizatörlerin entegre devrelerinde düşük doyma voltajına sahip bir geçiş transistörü yapmanın kolay olmadığı bilinmektedir. Geçiş transistörünün bir IC kullanılarak kontrol edilmesi arzu edilse de, transistörün kendisinin ayrı bir cihaz olması gerekir. Bu da doğal olarak tam entegre devreler yerine hibrit cihazların kullanılmasını gerektiriyor. Aslında bu, gizlenmiş bir lütuftur çünkü amaçlanan hedefe ulaşmak için transistörün doygunluğunu ve beta voltajlarını optimize etmeyi kolaylaştırır. Ek olarak, doğası gereği düşük doyma voltajına sahip olan germanyum transistörleriyle bile deneyler yapabilirsiniz. Göz önünde bulundurulması gereken diğer bir faktör, /7l/7 transistörlerin prp muadillerine göre daha düşük doyma voltajına sahip olmasıdır.

Bu gerçeklerin kullanılması doğal olarak Şekil 1'de gösterilen düşük kayıplı regülatör devresine yol açar. 20.2. Bu regülatördeki voltaj düşüşü 1 A yük akımında 50 mV'dir ve 5 A'de yalnızca 450 mV'dir. Bir geçiş transistörü yaratma ihtiyacı esas olarak 71123 doğrusal entegre regülatörün piyasaya sürülmesiyle ortaya çıkmıştır. Silikon /?l/7-transistör MJE1123 bu devre için özel olarak tasarlanmıştır, ancak birkaç benzer transistör mevcuttur. Düşük doyma voltajı, transistör seçiminde önemli bir parametredir ancak yüksek DC kazancı (beta), güvenilir kısa devre akımı sınırlaması için de önemlidir. 2iV4276 germanyum transistörünün daha da düşük voltaj düşüşlerine izin verdiği, ancak muhtemelen kısa devre akım sınırlama özelliklerinin bozulması pahasına olduğu ortaya çıktı. Geçiş transistörünün taban devresindeki direncin direnci (şemada 20 Ohm) deneysel olarak seçilir. Buradaki fikir, kabul edilebilir bir voltaj düşüşüyle ​​​​mümkün olduğunca yüksek hale getirmektir. Değeri beklenen maksimum giriş voltajına bağlı olacaktır. Başka bir özellik

Bu stabilizatörün yaklaşık 600 µA gibi düşük bir rölanti akımı vardır ve bu da uzun pil ömrüne katkıda bulunur.

Pirinç. 20.2. Düşük voltaj düşüşüne sahip doğrusal bir regülatör örneği. Burada sadece entegre devreleri kullanarak düşük voltaj düşüşü elde etmek zor olduğundan hibrit devre kullanılmıştır. Lineer Teknoloji Sofoga!1op.

Başka bir yarı iletken şirketinden benzer bir düşük kayıplı doğrusal regülatör, Şekil 1'de gösterilmektedir. 20.3. Temel özellikler aynı kalır - 3 A yük akımında 350 mV voltaj düşüşü Bir kez daha hibrit devrenin kullanılması ilave tasarım esnekliği sağlar. Bu tür stabilizatörleri kontrol etmek için farklı IC'ler arasındaki temel fark, yardımcı fonksiyonların varlığıdır. Belirli bir uygulamaya göre bunlara olan ihtiyaç önceden değerlendirilebilir ve uygun bir seçim yapılabilir. Bu ASIC'lerin çoğunda en azından kısa devre ve aşırı ısınma koruması bulunur. Geçişli rPR-trshshstor IC'nin dışında olduğundan, iyi ısı dağılımı önemlidir. Çoğu zaman, ek stabilizasyon sağlamak için, önceden oluşturulmuş bir SMPS'ye düşük kayıplı bir doğrusal regülatör eklenir. Üstelik verimlilik sistem bir bütün olarak neredeyse hiç değişmeden kalacaktır. Ek stabilizasyon için 3 terminalli geleneksel bir intefal voltaj stabilizatörü kullanıldığında bu söylenemez.

İlk eğiliminiz, az önce açıklanan iki düşük-düşmeli devreyi, geleneksel 3 pimli entegre voltaj regülatörü ve geçiş transistörü kullanarak kopyalamak olabilir. Bununla birlikte, hareketsiz akım (stabilizatörün dahili devresi tarafından tüketilen ve yükten akmayan akım), özel devrelerin kullanılmasından çok daha yüksek olacaktır. Bu, sisteme ek güç dağıtımı getirmeme fikrini mahveder.

Pirinç. 20.3. Başka bir düşük kayıplı doğrusal regülatör devresi. Aynı konfigürasyon harici bir PPR transistörüyle kullanılır. Seçilen kontrol entegresi gerekli destek fonksiyonları açısından en iyisidir. Cherry Semiconductor Soph.