Курсовая работа: Регульований компенсаційний стабілізатор напруги
Інший захисний діод - VD2 - захищає мікросхему з боку зарядженого конденсатора С3. Діод швидко розряджає цей конденсатор при аварійному замиканні вихідного або вхідного ланцюга стабілізатора.
Усе сказане служить тільки для попереднього вибору стабілізатора, перед проектуванням блоку живлення варто ознайомитися з повними довідковими характеристиками, хоча б для того, щоб точно знати, яка максимально допустима вхідна напруга, чи достатня стабільність вихідної напруги при зміні вхідної напруги, струму навантаження або температури. Можна виразити впевненість, що перераховані мікросхеми знаходяться на технічному рівні, достатньому для рішення більшості задач радіоаматорської практики.
Помітний недолік в описаних стабілізаторів один - досить велика мінімально необхідна напруга між входом і виходом - 2...3 В, однак він з лишком окупається простотою застосування і низькою ціною мікросхем.
1.2 Інтегральні стабілізатори напруги широкого використання
Вузли живлення, очевидно, є найбільш розповсюдженими пристроями радіоелектронної апаратури. Крім трансформаторів з діодними мостами й ємностями або батарейок (акумуляторів) вони містять стабілізатори напруги. Найбільш розповсюдженими з останніх являються лінійні стабілізатори, у яких регульований елемент включений паралельно або послідовно з навантаженням і в залежності від вхідної напруги і споживаного навантаженням струму зменшує або збільшує свій опір, зберігаючи постійною напругу на виході.
Ще років 15 назад стабілізатори напруги виконувалися винятково на дискретних компонентах. У їхній склад, у залежності від вимог до стабілізатора, входило від одного до декількох десятків елементів. Монтаж і налагодження такого пристрою були досить трудомісткими. Та й надійність їх залишала бажати кращого. Не дивно, що в міру розвитку технології розробники мікросхем постаралися упакувати усередину відповідної мікросхеми якщо не всі необхідні для створення стабілізатора елементи, то їх більшість.
В даний час асортимент мікросхем, призначених для побудови стабілізаторів напруги, настільки великий, що навіть їхній перелік займе кілька десятків сторінок. У їхній склад входять і драйвери для керування потужними перемикаючими транзисторами, і завершені стабілізатори, оформлені в транзисторних двух-трьохвиводних корпусах.
Умовно всі лінійні інтегральні стабілізатори напруги можна розділити на кілька груп. До першої можна віднести стабілізатори на фіксовану вихідну напругу. Усередині цієї групи вироби класифікуються по полярності формуючої на виході напруги (позитивна або негативна щодо загального проводу), по величині вихідної напруги і по максимальному струму, що віддається в навантаження. Перераховані параметри є ключовими, інші ж або взаємозалежні з ними ( потужність, що розсіюється, тип корпуса), або в даний час відіграють другорядну роль (коефіцієнт стабілізації, наявність індикатора розряду батарей і т.д.).
Другу групу представляють регульовані стабілізатори, вихідна напруга яких може змінюватися в деяких визначених межах. Вони також розрізняються по полярності і по вихідному струму. У самостійну групу можна виділити многоканальні стабілізатори, що формують на виходах кілька напруг, причому іноді навіть різної полярності. І, нарешті четверта група — відносно малопотужні малогабаритні стабілізатори, що нерідко характеризуються досить малою мінімально необхідною різницею напруг між своїми входом і виходом (аж до 0,1 В, так названі «low-drop»).
Приступимо до розгляду першої групи — стабілізаторів з фіксованою вихідною напругою. У таблицях 3 і 4 представлений перелік стабілізаторів, які випускалися і випускаються вітчизняною промисловістю, відповідно позитивної і негативної полярності, а в таблицях 5 і 6 — перелік найбільш розповсюджених на вітчизняному ринку аналогічних імпортних стабілізаторів.
Таблиця 3 – Перелік вітчизняних стабілізаторів
|
Тип мікросхеми | Діапазон вхідної напруги | Вихідна напруга, В | Струм, А /Потужність, що розсіюється, Вт | Корпус (рисунок) | |
| Мін, В | Макс, В | ||||
| КР1157ЕН501А,Б | 7 | 35 | 5 | 0,1/0,5 | КТ26 (1б) |
| КР1157ЕН601А,Б | 8 | 35 | 6 | ||
| КР1157ЕН801А,Б | 10 | 35 | 8 | ||
| КР1157ЕН901А,Б | 11 | 35 | 9 | ||
| КР1157ЕН1201А,Б | 14 | 35 | 12 | ||
| КР1157ЕН1501А,Б | 17 | 35 | 15 | ||
| КР1157ЕН1801А,Б | 20 | 40 | 18 | ||
| КР11572401А,Б | 26 | 40 | 24 | ||
| КР1157ЕН2701А,Б | 29 | 40 | 27 | ||
| КР1157ЕН502А,Б | 7 | 35 | 5 | 0,1/0,5 | КТ-26 (1а) |
| КР1157ЕН602А,Б | 8 | 35 | 6 | ||
| КР1157ЕН802А,Б | 10 | 35 | 8 | ||
| КР1157ЕН902А,Б | 11 | 35 | 9 | ||
| КР1157ЕН1202А,Б | 14 | 35 | 12 | ||
| КР1157ЕН1502А,Б | 17 | 35 | 15 | ||
| КР1157ЕН1802А,Б | 20 | 40 | 18 | ||
| КР1157ЕН2402А,Б | 26 | 40 | 24 | ||
| КР1157ЕН2701А,Б | 29 | 40 | 27 | ||
| КР1157ЕН5А,Б(В,Г) | 7 | 35(30) | 5 | 0,1 (0,25)/0,6 -без тепловідвода, 0,1(0,25)/1,3 - з тепловідводом | КТ-27-2 (1в) |
| КР1157ЕН9А,Б(В,Г) | 11 | 35 (30) | 9 | ||
| КР1157ЕН12А,Б(В,Г) | 14 | 35 (30) | 12 | ||
| КР1157ЕН15А,Б(В,Г) | 17 | 35 (30) | 15 | ||
| КР1157ЕН18А,Б(В,Г) | 20 | 40 (35) | 18 | ||
| КР1157ЕН24А,Б(В,Г) | 26 | 40 (35) | 24 | ||
| КР142ЕН8Г | 11,5 | 30 | 9 | КТ-28-2 (1г) | |
| КР142ЕН8Д | 14,5 | 30 | 12 | ||
| КР142ЕН8Е | 17,5 | 30 | 15 | ||
| КР142ЕН9Г | 22,5 | 35 | 20 | ||
| КР142ЕН9Д | 26,5 | 35 | 24 | ||
| КР142ЕН9Е | 29,5 | 35 | 27 | ||
| КР142ЕН5А(В) | 8 | 15 | 5 | 1,5(2)/10 | КТ-28-2 (1г) |
| КР142ЕН8А | 11,5 | 35 | 9 | 1,5/8 | КТ-28-2 (1г) |
| КР142ЕН8б | 14,5 | 35 | 12 | ||
| КР142ЕН8В | 17,5 | 35 | 15 | ||
| КР142ЕН9А | 22,5 | 40 | 20 | 1,5/6 | |
| КР142ЕН9Б | 26,5 | 40 | 24 | ||
| КР142ЕН9В | 29,5 | 40 | 27 | ||
| КР1180ЕН5А,Б | 7,5 | 30 | 5 | 1,5/10 | КТ-28-2 (1г) |
| КР1180ЕН6А,Б | 8,5 | 30 | 6 | ||
| КР1180ЕН8А,Б | 10,5 | 30 | 8 | ||
| КР1180ЕН9А,Б | 11,5 | 30 | 9 | ||
| КР1180ЕН12А,Б | 14,5 | 30 | 12 | ||
| КР1180ЕН15А,Б | 17,5 | 35 | 15 | ||
| КР1180ЕН18А,Б | 20,5 | 35 | 18 | ||
| КР1180ЕН24А,Б | 26,5 | 35 | 24 | ||
Таблиця 4 – Перелік вітчизняних стабілізаторів
| Тип мікросхеми | Діапазон вхідних напруг | Вихідна напруга, В | Струм, А /Потужність, що розсіюється, Вт | Корпус (рисунок) | |
| Мін, В | Макс, В | ||||
| КР1162ЕН5А,Б | -7,5 | -35 | -5 |
1,5/1,5 - без тепловідвода, 1,5/10 - з тепловідводом | КТ-28-2 (1д) |
| КР1162ЕН6А,Б | -8,5 | -35 | -6 | ||
| КР1162ЕН8А,Б | -10,5 | -35 | -8 | ||
| КР1162ЕН9А,Б | -11,5 | -35 | -9 | ||
| КР1162ЕН10А,Б | -12,5 | -40 | -10 | ||
| КР1162ЕН12А,Б | -14,5 | -40 | -12 | ||
| КР1162ЕН15А,Б | -17,5 | -40 | -15 | ||
| КР1162ЕН18А,Б | -20,5 | -40 | -18 | ||
| КР1162ЕН24А,Б | -26,5 | -40 | -24 | ||
| КР1179ЕН05 | -7,5 | -35 | -5 | 1,5/10 | ТО-220 (1д) |
| КР1179ЕН06 | -8,5 | -35 | -6 | ||
| КР1179ЕН08 | -10,5 | -35 | -8 | ||
| КР1179ЕН12 | -14,5 | -35 | -12 | ||
| КР1179ЕН15 | -17,5 | -35 | -15 | ||
| КР1179ЕН24 | -26,5 | -40 | -24 | ||
Відзначимо, що відомості про потужність, що розсіюється, при роботі мікросхем з тепловідводами в паспортах приладів часто не вказують. Тому в таблицях приведені деякі усереднені значення, отримані з графіків, що містяться в документації.
Таблиця 5 – Перелік імпортних стабілізаторів
| Тип мікросхеми | Діапазон вхідних напруг | Вихідна напруга, В | Струм, А /Потужність, що розсіюється , Вт | Корпус (рисунок) | |
| Мін., В | Маск., В | ||||
| 78L05 | 7,2 | 30 | 5 | 0,1/0,5 | TO-92 (1a) |
| 78L06 | 8,2 | 30 | 6 | ||
| 78L08 | 10,2 | 30 | 8 | ||
| 78L09 | 11,2 | 30 | 9 | ||
| 78L12 | 14,2 | 30 | 12 | ||
| 78L15 | 17,2 | 30 | 15 | ||
| 78L18 | 20,2 | 30 | 18 | ||
| 78L20 | 22,2 | 30 | 20 | ||
| 78L24 | 26,2 | 30 | 24 | ||
| Префікс залежить від виробника - LM78LxxACZ, ML78LxxA, MC78LxxCP, mA78LxxAWC і т.д. | |||||
| 78M05 | 7,5 | 35 | 5 | 0,5/7,5 | TO-202 (1г) чи ТО-220 (1г) чи ТО-39 (1л) |
| 78M06 | 8,5 | 35 | 6 | ||
| 78M08 | 10,5 | 35 | 8 | ||
| 78M09 | 11,5 | 35 | 9 | ||
| 78M12 | 14,5 | 35 | 12 | ||
| 78M15 | 17,5 | 35 | 15 | ||
| 78M18 | 20,5 | 35 | 18 | ||
| 78M20 | 22,5 | 40 | 20 | ||
| 78M24 | 26,5 | 40 | 24 | ||
| Префікс залежить від виробника - LM78MxxACZ, ML78MxxA, MC78MxxCP, mA78MxxAWC і т.д. | |||||
| 7805 | 7,5 | 35 | 5 | 1...1,5/10...12 | TO-202 (1г) чи ТО-220 (1г) чи ТО-39 (1л) |
| 7806 | 8,5 | 35 | 6 | ||
| 7808 | 10,5 | 35 | 8 | ||
| 7809 | 11,5 | 35 | 9 | ||
| 7812 | 14,5 | 35 | 12 | ||
| 7815 | 17,5 | 35 | 15 | ||
| 7818 | 20,5 | 35 | 18 | ||
| 7820 | 22,5 | 40 | 20 | ||
| 7824 | 26,5 | 40 | 24 | ||
| LM309K | 7 | 35 | 5 | 1 | TO-3 (1k) |
| LM340-05 | 7 | 35 | 5 | 1,5/10 | TO-3 (1k) чи ТО-202 (1г) чи ТО-220 (1г) |
| LM340-06 | 8 | 35 | 6 | ||
| LM340-08 | 10,5 | 35 | 8 | ||
| LM340-12 | 15 | 35 | 12 | ||
| LM340-15 | 17,5 | 35 | 15 | ||
| LM340-18 | 21 | 40 | 18 | ||
| LM340-24 | 27 | 40 | 24 | ||
|
В корпусах TO-202, TO-220: L78xxCV, MC78xxCP, L200xxCV(2A), LM340Txx, STC28xxEC, TDB78xxT, mA78xxCK; В корпусі TO-3: MC78xxCK, mA78xxCDA, mA78xxKC, LM340Kxx, LM340KCxx, SFC28xxRC, TDB78xx | |||||
| 78H05 | 7 | 20 | 5 | TO-3 (1k) | |
| 78H05KC | 8 | 25 | 5 | ||
| 78H12KC | 15 | 25 | 12 | ||
| 78H15KC | 18 | 25 | 15 | ||
| LM323K | 7 | 20 | 5 | ||
| TDB0123KM | 7 | 20 | 5 | ||
| 78P05 | 8 | 35 | 5 | ||
Таблиця 6 – Перелік імпортних стабілізаторів
| Тип мікросхеми | Діапазон вхідних напруг | Вихідна напруга, В | Струм, А /Потужність, що розсіюється , Вт | Корпус (рисунок) | |
| Мін., В | Маск., В | ||||
| 79L05 | -7,2 | -30 | -5 | 0,1/0,5 | TO-92 (1б) чи КТ-26 (1б) |
| 79L06 | -8,2 | -30 | -6 | ||
| 79L08 | -10,2 | -30 | -8 | ||
| 79L09 | -11,2 | -30 | -9 | ||
| 79L12 | -14,2 | -30 | -12 | ||
| 79L15 | -17,2 | -30 | -15 | ||
| 7-L18 | -20,2 | -30 | -18 | ||
| 79L20 | -22,2 | -35 | -20 | ||
| 79L24 | -26,2 | -35 | -24 | ||
| Префікс залежить від виробника - LM79LxxACZ, ML79LxxA, MC79LxxCP, mA79LxxAWC і т.д. | |||||
| 79M05 | -7,5 | -35 | -5 | 0,5/7,5 | TO-202 (1д) чи ТО-220 (1д) |
| 79M06 | -8,5 | -35 | -6 | ||
| 79M08 | -10,5 | -35 | -8 | ||
| 79M09 | -11,5 | -35 | -9 | ||
| 79M12 | -14,5 | -35 | -12 | ||
| 79M15 | -17,5 | -35 | -15 | ||
| 79M18 | -20,5 | -35 | -18 | ||
| 79M20 | -22,5 | -40 | -20 | ||
| 79M24 | -26,5 | -40 | -24 | ||
| Префікс залежить від виробника- LM79MxxACZ, ML79MxxA, MC79MxxCP, mA79MxxAWC і т.д. | |||||
| 7905 | -7,5 | -35 | -5 | 1...1,5/10...12 | TO-202 (1д) чи ТО-220 (1д) чи ТО-3 (1к) |
| 7906 | -8,5 | -35 | -6 | ||
| 7908 | -10,5 | -35 | -8 | ||
| 7909 | -11,5 | -35 | -9 | ||
| 7912 | -14,5 | -35 | -12 | ||
| 7915 | -17,5 | -35 | -15 | ||
| 7918 | -20,5 | -35 | -18 | ||
| 792022,5 | |||||
| -40 | -20 | ||||
| 7924 | -26,5 | -40 | -24 | ||
|
В корпусах TO-202, TO-220: MC79xxCP, LM320Txx, TDB79xxT, mA79xxCK, mA79xxCU; В корпусі TO-3: MC79xxCK, mA79xxCDA, mA79xxKC, LM320Kxx, TDB79xx | |||||
2. Вибір і аналіз структурної схеми
Схеми компенсаційних стабілізаторів постійної напруги бувають послідовного і паралельного типів (рисунки 2.1 і 2.2).
 |
Рисунок 2.1 – Схема КСН послідовного типу
 |
Рисунок 2.2 – Схема КСН паралельного типу
Основними елементами таких стабілізаторів є:
джерело еталонної напруги (Е);
зрівнюючий та підсилюючий елемент (ЗП);
регулюючий елемент (Р).
В стабілізаторах послідовного типу (рисунок 2.1) регулюючий елемент ввімкнений послідовно з джерелом вхідної напругиUвх і навантаженням Rн . Якщо по якимось причинам (наприклад, через нестабільність Uвх чи при зміні Rн ) напруга на виході Uвих відхилилась від свого номінального значення, то різниця еталонної та вихідної напруги змінюється, підсилюється і діє на регулюючий елемент. При цьому опір регулюючого елементу автоматично змінюється і напруга Uвх розмежовується між Р і Rн таким чином, щоб компенсувати зміни напруги на навантаженні, що відбулися.