Spannungsstabilisatoren für Mikroschaltungen mit breiter Anwendung. Vergleichsdaten

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Referenzmaterialien

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Eine der wichtigen Komponenten elektronischer Geräte ist der Spannungsregler im Netzteil. In jüngerer Zeit wurden solche Knoten auf Zenerdioden und Transistoren aufgebaut. Die Gesamtzahl der Stabilisatorelemente war ziemlich bedeutend, insbesondere wenn sie die Funktionen der Regulierung der Ausgangsspannung, des Schutzes vor Überlast und Kurzschluss am Ausgang sowie der Begrenzung des Ausgangsstroms auf ein bestimmtes Niveau erforderten.

Mit dem Aufkommen spezialisierter Mikroschaltungen hat sich die Situation geändert. Die hergestellten Mikroschaltungs-Spannungsstabilisatoren können in einem weiten Bereich von Ausgangsspannung und -strom betrieben werden und verfügen häufig über ein eingebautes Schutzsystem gegen Überstrom und Überhitzung. Sobald die Temperatur des Mikroschaltungskristalls den zulässigen Wert überschreitet, wird der Ausgangsstrom begrenzt.

Derzeit ist das Angebot an in- und ausländischen Spannungsstabilisator-Mikroschaltungen so groß, dass es ziemlich schwierig geworden ist, sich darin zurechtzufinden. Die folgenden Tabellen sollen die Vorauswahl eines Mikroschaltungsstabilisators für ein bestimmtes elektronisches Gerät erleichtern.

In der Tabelle. 1 stellt eine Liste der gängigsten dreipoligen Mikroschaltungen von linearen Spannungsstabilisatoren auf dem heimischen Markt für eine feste Ausgangsspannung und ihre wichtigsten Parameter dar; in Abb. 1 zeigt eine vereinfachte Ansicht der Geräte sowie deren Pinbelegung. In der Tabelle sind nur Stabilisatoren mit einer Ausgangsspannung im Bereich von 5 ... 27 V aufgeführt – in dieses Intervall passen die allermeisten Fälle der Amateurfunkpraxis. Der Aufbau fremder Geräte kann von der Abbildung abweichen. 1.

Es ist zu beachten, dass Informationen über die Verlustleistung während des Betriebs einer Mikroschaltung mit Kühlkörper in den Gerätepässen normalerweise nicht angegeben sind, daher in der Tabelle. 1 und 2 geben einige seiner Durchschnittswerte an, die aus den in der Dokumentation verfügbaren Diagrammen ermittelt wurden. Wir weisen auch darauf hin, dass Mikroschaltungen derselben Serie, jedoch für unterschiedliche Spannungswerte, sich in der Verlustleistung unterscheiden können.

Eine Reihe von Mikrochips, die im nahen und fernen Ausland hergestellt werden, weisen Markierungen auf, die nicht dem russischen Standardsystem entsprechen. Vor der Bezeichnung der in der Tabelle aufgeführten Stabilisatoren der Gruppen 78, 79, 78L, 79L, 78M, 79M können also in der Regel ein oder zwei Buchstaben stehen, die den Hersteller kodieren. Hinter den in der Tabelle angegebenen Bezeichnungen können sich auch Buchstaben und Zahlen befinden, die auf bestimmte Konstruktions- oder Betriebsmerkmale der Mikroschaltung hinweisen.

Ausführlichere Informationen zu einigen Serien inländischer Mikroschaltungsstabilisatoren finden Sie in [1-5] und zu ausländischen in [6,7].

Einige Arten von Haushaltsstabilisatoren verfügen über eine originale, gut etablierte digitale Pin-Nummerierung (in Abb. 1 in Klammern dargestellt). Dies geschah, weil die Mikroschaltungen dieser Serien zunächst in „Chip“-Gehäusen mit einer standardisierten Pin-Nummerierung hergestellt wurden. Nachdem die Produktion in „Transistor“-Gehäusen etabliert wurde, blieb die Pin-Nummerierung erhalten.

Anmerkung 1: Es wurde eine Versuchscharge mit einer Pinbelegung entsprechend Abb. hergestellt. 1a.
Anmerkung 2: Sie produzieren auch Varianten für Lastströme bis 1 A.

Eine typische Schaltung zum Einschalten von Mikroschaltungsstabilisatoren für eine feste Ausgangsspannung ist in Abb. dargestellt. 2, a und b. Bei allen Mikroschaltungen muss die Kapazität des Eingangskondensators C1 mindestens 2,2 μF für Keramik- oder Tantaloxidkondensatoren und mindestens 10 μF für Aluminiumoxidkondensatoren betragen, und die Kapazität des Ausgangskondensators C2 muss mindestens 1 bzw. 10 μF betragen. Einige Mikroschaltungen ermöglichen eine geringere Kapazität, aber die angegebenen Werte garantieren einen stabilen Betrieb aller Stabilisatoren. Die Rolle des Eingangs kann ein Glättungsfilterkondensator übernehmen, wenn dieser nicht weiter als 70 mm vom Mikroschaltungsgehäuse entfernt ist. In [6] wurden viele Schemata für verschiedene Optionen zum Einschalten von Mikroschaltungsstabilisatoren veröffentlicht, um einen größeren Ausgangsstrom bereitzustellen, die Ausgangsspannung zu ändern, andere Schutzoptionen zu implementieren und einen Spannungsstabilisator als Stromgenerator zu verwenden.

Wenn ein nicht standardmäßiger Wert einer stabilisierten Ausgangsspannung oder deren sanfte Regelung erforderlich ist, ist es zweckmäßig, spezielle einstellbare Mikroschaltungsstabilisatoren zu verwenden, die eine Spannung von 1,25 V zwischen dem Ausgang und dem Steuerpin aufrechterhalten. Ihre Liste ist in der Tabelle dargestellt. In Abb. 2 ist ein typischer Schaltkreis für Stabilisatoren mit einem Regelelement im Pluskabel dargestellt. 3. Die Widerstände R1 und R2 bilden einen externen einstellbaren Spannungsteiler, der in die Schaltung zur Einstellung des Ausgangsspannungspegels Uout eingebunden ist, gleich Uout = 1,25 (1 + R2 / R1) + Ipot.R2, wobei Ipot = 50 ... 100 μA – der intern verbrauchte Strom der Mikroschaltung. Die Zahl 1,25 in dieser Formel ist die Spannung zwischen dem Ausgang und dem oben erwähnten Steuerpin, die den Regler in Betrieb hält.

Beachten wir, dass einstellbare Stabilisatoren im Gegensatz zu Stabilisatoren für eine feste Ausgangsspannung nicht ohne Last funktionieren. Der Mindestwert des Ausgangsstroms von einstellbaren Stabilisatoren mit geringer Leistung beträgt 2,5 ... 5 mA und 5 ... 10 mA - leistungsstark. In den meisten Anwendungen ist die Last der Widerstandsspannungsteiler R1R2 in Abb. 3.

Nach diesem Schema können auch Stabilisatoren mit fester Ausgangsspannung eingeschaltet werden. Allerdings ist erstens der von ihnen verbrauchte Strom viel größer (2...4 mA) und zweitens ist sie weniger stabil, wenn sich Ausgangsstrom und Eingangsspannung ändern. Aus diesen Gründen kann der maximal mögliche Stabilisierungsfaktor des Gerätes nicht erreicht werden.

Um die Ausgangswelligkeit zu reduzieren, insbesondere bei höherer Ausgangsspannung, wird empfohlen, einen Glättungskondensator C3 mit einer Kapazität von 10 uF oder mehr einzubauen. Die Anforderungen an die Kondensatoren C1 und C2 sind dieselben wie für die entsprechenden Feststabilisatorkondensatoren.

Wenn der Stabilisator mit der maximalen Ausgangsspannung arbeitet und der Eingangskreis versehentlich geschlossen oder die Stromversorgung ausgeschaltet wird, steht der Mikroschaltkreis unter einer großen Sperrspannung von der Lastseite und kann deaktiviert werden. Um die Ausgangsmikroschaltung in solchen Situationen zu schützen, ist eine Schutzdiode VD1 parallel dazu geschaltet.

Eine weitere Schutzdiode – VD2 – schützt die Mikroschaltung vor dem geladenen Kondensator C3. Die Diode entlädt diesen Kondensator im Falle einer Notschaltung des Ausgangs- oder Eingangskreises des Stabilisators schnell.

All dies dient nur der vorläufigen Auswahl des Stabilisators. Bevor Sie das Netzteil entwerfen, sollten Sie sich mit den vollständigen Referenzeigenschaften vertraut machen, zumindest um genau zu wissen, wie hoch die maximal zulässige Eingangsspannung ist und ob die Ausgangsspannungsstabilität bei Änderungen der Eingangsspannung, des Laststroms oder der Temperatur ausreichend ist. Wir können zuversichtlich sein, dass die im Artikel aufgeführten Mikroschaltungen über ein ausreichendes technisches Niveau verfügen, um die überwältigende Anzahl von Problemen in der Amateurfunkpraxis zu lösen.

Die beschriebenen Stabilisatoren haben einen spürbaren Nachteil – eine ziemlich große minimal erforderliche Spannung zwischen Eingang und Ausgang – 2 ... 3 V, was sich jedoch durch die einfache Handhabung und den niedrigen Preis der Mikroschaltungen mehr als auszahlt.

Literatur

1. Shcherbina A., Blagiy S. Chipstabilisatoren Serie 142, K142, KR142. – Radio, 1990, Nr. 8, S. 89, 90; Nr. 9, S. 73,74.
2. Nefedov A., Golovina V. Chips KR142EN12. - Radio, 1993, Nr. 8, p. 41,42.
3. Nefedov A., Golovina V. Mikroschaltungen KR142EN18A, KR142EN18B. – Radio, 1994, Nr. 3, S. 41, 42.
4. Nefedov A. Mikroschaltungsstabilisatoren der KR1157-Serie. – Radio, 1995, Nr. 3, S. 59, 60.
5. Nefedov A., Valyavsky A. Mikroschaltungsstabilisatoren der KR1162-Serie. – Radio, 1995, Nr. 4, S. 59, 60.
6. Integrierte Schaltkreise. Mikroschaltungen für lineare Stromversorgungen und ihre Anwendung. - DODEKA (erste Ausgabe), 1996, 288 S.; 1998 (zweite Auflage), 1998, 400 S.
7. Nefedov A. V., Savchenko A. M., Feoktistov Yu. F. Ausländische integrierte Schaltkreise für industrielle elektronische Geräte. Verzeichnis. - M.: Energoatomizdat, 1989.

Autor: S. Biryukov, Moskau

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