Sva moderna elektronska oprema izgrađena je na elementima koji su osjetljivi na napajanje strujom. O tome ovisi ne samo ispravno funkcioniranje, već i performanse sklopova u cjelini. Stoga su prije svega elektronički uređaji opremljeni fiksnim stabilizatorima s malim padom napona. Izrađuju se u obliku integrisanih kola, koje proizvode mnogi proizvođači širom sveta.
Šta je regulator napona s malim prekidom?
Pod stabilizatorom napona (SN) podrazumijeva se takav uređaj, čiji je glavni zadatak održavanje određenog konstantnog nivoa napona na opterećenju. Bilo koji stabilizator ima određenu tačnost izdavanja parametra, koji je određen tipom kola i komponentama uključenim u njega.
Interno, MV izgleda kao zatvoreni sistem, gde se u automatskom režimu izlazni napon podešava proporcionalno referenci (referenci), koju generiše poseban izvor. Ovaj tipstabilizatori se nazivaju kompenzacijski. U ovom slučaju, kontrolni element (RE) je tranzistor - bipolarni ili terenski radnik.
Element za regulaciju napona može raditi u dva različita načina rada (određena konstrukcijskom shemom):
- aktivan;
- ključ.
Prvi režim podrazumeva kontinuirani rad RE, drugi - rad u pulsnom režimu.
Gdje se koristi fiksni stabilizator?
Radioelektronsku opremu moderne generacije karakteriše mobilnost na globalnom nivou. Sistemi napajanja uređaja su izgrađeni na korištenju uglavnom hemijskih izvora struje. Zadatak programera u ovom slučaju je nabaviti stabilizatore sa malim ukupnim parametrima i što manjim gubicima električne energije na njima.
Moderni CH-ovi se koriste u sljedećim sistemima:
- objekata mobilne komunikacije;
- prenosni računari;
- mikrokontrolerske baterije;
- offline sigurnosne kamere;
- autonomni sigurnosni sistemi i senzori.
Za rješavanje problema napajanja stacionarne elektronike koriste se regulatori napona sa malim padom napona u kućištu sa tri KT terminala (KT-26, KT-28-2, itd.). Koriste se za kreiranje jednostavnih kola:
- punjači;
- napajanja električne energije za domaćinstvo;
- mjerna oprema;
- komunikacijski sistemi;
- specijalna oprema.
Šta su SN-ovi fiksnog tipa?
Svi integralni stabilizatori (uključeni ukoji uključuju fiksne) podijeljeni su u dvije glavne grupe:
- Hibridni stabilizatori niskog napona (HID).
- Poluprovodnička mikro kola (ISN).
SN prve grupe se izvodi na integrisanim kolima i poluprovodničkim elementima bez paketa. Sve komponente kola su postavljene na dielektričnu podlogu, gde se nanošenjem debelih ili tankih filmova dodaju spojni provodnici i otpornici, kao i diskretni elementi - promenljivi otpori, kondenzatori itd.
Strukturno, mikro kola su kompletni uređaji čiji je izlazni napon fiksan. Obično su to stabilizatori sa niskim padom napona od 5 volti i do 15 V. Snažniji sistemi izgrađeni su na snažnim tranzistorima bez okvira i upravljačkom kolu (male snage) na bazi filmova. Kolo može proći struje do 5 ampera.
ISN mikrokola se izvode na jednom čipu, jer su male veličine i težine. U poređenju sa prethodnim mikro krugovima, pouzdaniji su i jeftiniji za proizvodnju, iako su inferiorni od GISN-a u pogledu parametara.
Linearni SN-ovi sa tri pina pripadaju ISN-u. Ako uzmete seriju L78 ili L79 (za pozitivne i negativne napone), onda su podijeljeni u mikro krugove sa:
- Mala izlazna struja od oko 0,1 A (L78L).
- Prosječna struja, oko 0,5A (L78M).
- Velika struja do 1,5 A (L78).
Princip rada linearnog regulatora sa malim ispuštanjemnapon
Tipična struktura stabilizatora se sastoji od:
- Referentni napon.
- signal greške pretvarača (pojačala).
- Razdjelnik signala i regulacijski element sklopljeni na dva otpornika.
Pošto vrednost izlaznog napona direktno zavisi od otpora R1 i R2, potonji se ugrađuju u mikrokolo i dobija se CH sa fiksnim izlaznim naponom.
Rad regulatora napona sa malim prekidom se zasniva na procesu poređenja referentnog napona sa onim koji se izlazi. U zavisnosti od nivoa neslaganja između ova dva indikatora, pojačavač greške deluje na kapiju tranzistora snage na izlazu, pokrivajući ili otvarajući njegov prelaz. Dakle, stvarni nivo električne energije na izlazu stabilizatora će se malo razlikovati od deklarirane nominalne.
Takođe u kolu se nalaze senzori za zaštitu od pregrijavanja i struja preopterećenja. Pod uticajem ovih senzora, kanal izlaznog tranzistora je potpuno blokiran i on prestaje da propušta struju. U isključenom načinu rada, čip troši samo 50 mikroampera.
Krugovi regulatora sa malim prekidom
Integrirani stabilizatorski mikro krug je zgodan jer ima sve potrebne elemente unutra. Instalacija na ploču zahtijeva uključivanje samo filterskih kondenzatora. Potonji su dizajnirani da uklone smetnje koje dolaze od trenutnog izvora i opterećenja, kao što se vidi na slici.
Što se tiče CH-a serije 78xx i upotrebe tantalskih ili keramičkih šant kondenzatora za ulaz i izlaz, kapacitet ovih potonjih bi trebao biti unutar 2 uF (ulaz) i 1 uF (izlaz) pri svim dozvoljenim vrijednostima napona i struje. Ako koristite aluminijske kondenzatore, njihova vrijednost ne smije biti niža od 10 mikrofarada. Povežite elemente što je bliže moguće pinovima mikrokola.
U slučaju kada ne postoji stabilizator napona sa malim padom napona željene jačine, možete povećati nazivnu snagu CH sa manje na veću. Podizanjem nivoa električne energije na zajedničkom terminalu on se povećava za isti iznos na opterećenju, kao što je prikazano na dijagramu.
Prednosti i nedostaci linearnih i preklopnih regulatora
Integrirana kola kontinuiranog djelovanja (SN) imaju sljedeće prednosti:
- Realizovano u jednom malom paketu, što im omogućava da budu efikasno postavljeni na radnom prostoru PCB-a.
- Ne zahtijevaju ugradnju dodatnih regulatornih elemenata.
- Pruža dobru stabilizaciju izlaznih parametara.
Nedostaci uključuju nisku efikasnost, koja ne prelazi 60%, povezanu sa padom napona na ugrađenom upravljačkom elementu. Uz veliku snagu mikrokola potrebno je koristiti kristalni radijator za hlađenje.
Preklopni regulatori napona sa malim padom smatraju se produktivnijimnapon polja, čija je efikasnost približno na nivou od 85%. Ovo se postiže zahvaljujući načinu rada regulacionog elementa, u kojem struja prolazi kroz njega u impulsima.
Nedostaci pulsnog CH kola uključuju:
- Složenost shematskog dizajna.
- Prisustvo impulsne buke.
- Niska stabilnost izlaznog parametra.
Neki krugovi linearnog regulatora napona
Pored ciljane upotrebe mikrokola kao CH, moguće je proširiti njihov obim. Neke varijante ovakvih kola zasnovane su na integrisanom kolu L7805.
Uključite stabilizatore u paralelnom načinu rada
Da bi se povećala struja opterećenja, CH su spojeni paralelno jedan na drugi. Da bi se osigurala operativnost takvog kola, u njega je ugrađen dodatni otpornik male vrijednosti između opterećenja i izlaza stabilizatora.
CH baziran strujni stabilizator
Postoje opterećenja koja se moraju napajati konstantnom (stabilnom) strujom, na primjer, LED lanac.
Šema za kontrolu brzine ventilatora u računaru
Regulator ovog tipa je dizajniran na način da kada se inicijalno uključi, hladnjak primasvih 12 V (za njegovu promociju). Nadalje, na kraju punjenja kondenzatora C1 s promjenjivim otpornikom R2, bit će moguće podesiti vrijednost napona.
Zaključak
Prilikom sastavljanja kola pomoću regulatora napona uradi sam sa niskim padom napona, važno je uzeti u obzir da se neke vrste mikro krugova (izgrađenih na tranzistorima sa efektom polja) ne mogu lemiti običnim lemilom direktno iz mreže od 220 V bez uzemljenja kućišta. Njihov statički elektricitet može oštetiti elektronski element!
