Niederspannungsspannungsstabilisator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Beim stationären Betrieb hochwertiger Geräte, CDs und Audioplayer kommt es zu Problemen mit der Stromversorgung. Die meisten Netzteile, die von inländischen Herstellern in Massenproduktion hergestellt werden (um genau zu sein), können den Verbraucher fast alle nicht zufriedenstellen, da sie vereinfachte Schaltkreise enthalten. Wenn wir über importierte chinesische und ähnliche Netzteile sprechen, dann handelt es sich im Allgemeinen um eine interessante Reihe von „Buy-and-Wurf“-Teilen. Diese und viele andere Probleme zwingen Funkamateure dazu, ihre eigene Stromversorgung herzustellen. Aber auch in diesem Stadium stehen Amateure vor dem Problem der Wahl: Es wurden viele Schemata veröffentlicht, aber nicht alle funktionieren gut.

Diese Schaltung wird als Variante der unkonventionellen Einbindung eines Operationsverstärkers vorgestellt, die zuvor in [1] veröffentlicht und bald vergessen wurde. Es unterscheidet sich von zuvor veröffentlichten durch die extreme Einfachheit der Schaltung, die Verwendung nicht seltener Funkkomponenten, die einfache Einrichtung und verbesserte Eigenschaften. Bei einer Ausgangsspannung von 3 V liefert die Schaltung (Abb. 1) einen Strom in der Last von 0 bis 0,5 A, einen Stabilisierungskoeffizienten von ca. 1500 und einen Kurzschlussstrom von 0,85 A.

Wenn der Stabilisator in Betrieb ist, verursacht der durch R2 fließende Gesamtstrom des Operationsverstärkers und des Transistors einen Spannungsabfall, der an die Basis des Regeltransistors VT1 angelegt wird, und stellt dadurch den Betrieb des Stabilisators sicher. An den Ausgang des Operationsverstärkers DA1 ist ein Widerstand angeschlossen, bei dem es sich um einen Lastwiderstand handelt, der ungefähr Rh.mhh = 300 Ohm entspricht, obwohl DA1 mit niedrigeren Widerständen arbeitet. Der nichtinvertierende Eingang DA1 wird von einem an HL1 und R3 montierten parametrischen Stabilisator mit Spannung versorgt, der ebenfalls von einer stabilisierten Spannung gespeist wird, was im Allgemeinen die Höhe der Ausgangsspannungswelligkeit reduziert, d. h. verbessert die Eigenschaften des Stabilisators. Der invertierende Eingang DA1 ist mit dem Ausgangsspannungsteiler des Stabilisators R4 verbunden.

Der Transistor VT1 muss zur Wärmeabfuhr auf einem Heizkörper installiert werden, dessen Fläche anhand des Transistortyps und der Verlustleistung berechnet werden kann. Zum Beispiel für VT1 Typ KT837 Pmax = 1,5 V. Die Verlustleistung des Transistors ist in dieser Schaltung maximal.

Aus dem Nachschlagewerk ermitteln wir den Wärmewiderstand des Sperrschichtgehäuses Rthjc = 3,33 °C/W, die maximal zulässige Sperrschichttemperatur TJMaKC = 125 °C.

Wir akzeptieren die maximale Temperatur der Atmosphäre (Umgebung) Ta.max = 50°C. Wir berechnen den Wärmewiderstand Rtherm = „P“max – Ta.max / Pmax/T1 = =125 °C – 50 °C / 1,5 W = 75 °C/W.

Wir ermitteln den Wärmewiderstand der Kühlfläche Ratherm = Rtherm – Rthjc = 75 – 3,33 = 71,67 °C/W, die benötigte Fläche der Kühlfläche (Kühler) S = 1 / a Ratherm = 1/1,5 mW/( °C cm2 )0,07167°C/mW=10 cm2, wobei a - 1,5 mW/(°C cm2) die Wärmeübertragungskonstante für ruhende Luft ist.

Детали. Als Operationsverstärker können Sie jeden Operationsverstärker verwenden, der mit ip = 2...3 V arbeitet, mit einer entsprechenden Änderung in der Schaltung. Ich schlage vor, den weit verbreiteten, nicht seltenen und kostengünstigen Operationsverstärker Typ K157UD2, K157UDZ zu verwenden, bei dem es zwei Operationsverstärker gibt, die normalerweise bei ip = 3 V arbeiten. Der nicht verwendete Operationsverstärker kann abgeschnitten werden Reduzieren Sie die Größe des Mikroschaltungsgehäuses, wie in Abb. 2, a. Schneiden Sie den 5. - 10. Pin der Mikroschaltung ab, spannen Sie dann den Teil des Operationsverstärkergehäuses mit den abgeschnittenen Leitungen vorsichtig in einen Schraubstock auf Höhe des 6. - 9. Pins und schneiden Sie ihn mit einem Bügelsägeblatt genau entlang des 5. - 10. Stifte. Daher erhält der neue Operationsverstärker eine Pin-Nummerierung gemäß Abb. 2,6. Gleichzeitig hat der obige Vorgang keinerlei Auswirkungen auf den Betrieb und die Parameter des Operationsverstärkers. Der parametrische Stabilisator HL1 und R3 ist für die Marke der LED und des Widerstands R3 unkritisch. Bei einem Strom von 2–10 mA liegt die Stabilisierungsspannung innerhalb von 1,5–2 V.

Der Transistor VT1 kann durch KT814, KT816, KT818 ersetzt werden. Transformator T1 – mit beliebiger Leistung, der am Eingang der Diodenbrücke VD1 eine Spannung von etwa 5,6–6 V bei einem maximalen Laststrom von 0,5 A liefert. Die Diodenbrücke VD1 kann durch Dioden wie KD208A, KD212 oder ähnliches ersetzt werden , sowie bei geringeren Lastströmen KTs407A (1max = 300 mA), was für die Miniaturisierung wichtig ist.

Der Kondensator C1 ist beliebig mit der entsprechenden Spannung. Es sollte auch berücksichtigt werden, dass die Spannung daran im Ruhezustand ansteigt. Bei geringeren Lastströmen kann sich seine Kapazität entsprechend reduzieren, ebenso wie die Gesamtleistung von T1.

Die Leiterplatte des Stabilisators am Operationsverstärker ist in Abb. 3 dargestellt.

Einrichtung Ein korrekt zusammengebauter Stabilisator aus zu wartenden Teilen besteht darin, R4 (11out = 3 V) einzustellen und die Eingangsspannung zu überprüfen, wenn die äquivalente Last des Stabilisators angeschlossen wird: zwei parallel geschaltete MLT-2 12 Ohm-Widerstände, die innerhalb von 6 V liegen sollten. Widerstand R3 wird für den Nennstrom der verwendeten LED HL1 ausgewählt. Es wird empfohlen, die Kapazität des Kondensators C2 nicht zu verringern, da einige Instanzen des Operationsverstärkers erregt werden könnten. Es wäre besser, wenn es etwas größer wäre. Ohne großen Aufwand kann der Stabilisator 6; Bei 9 und 12 V müssen Sie lediglich den Widerstandswert der Widerstände R3 und R4 sowie die Betriebsspannung des Kondensators C4 erhöhen.

Sie können diesen Stabilisator auch zusammenbauen: mit stufenloser Einstellung im Bereich, zum Beispiel: 11min = 3 V, 11max = 12 V, indem Sie anstelle von R4 einen variablen Widerstand mit Drehknopf und einer einfachen J-Skala in Schritten von 0,5 oder 1 V verwenden Für R4 J der Marke SPZ-16 b wurde eine Platine entwickelt. ; Verbinden Sie in diesem Fall zwei I-Widerstände in Reihe mit R4 und wählen Sie deren Werte so aus, dass sie in den Extrempositionen von R0 11min und 4max einstellen. Bei hohen Lastströmen kann anstelle von VT1 ein Verbundtransistor verwendet werden.

Literatur

1. Shityakov A, Morozov M., Kuznetsov Y. Spannungsstabilisator am Operationsverstärker // Radio.-1986.- Nr. 9.

Autor: A. L. Danilchuk, Novograd-Volynsky, Region Zhytomyr

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