Загрузка...Простейший импульсный стабилизатор тока
Источники питания — Стабилизаторы
Краткое описание
Год
Автор
Мощный стабилизатор напряжения
U = 3 — 8 В, Iн = 5 А П4Б, П201, П15х2
Стабилизаторы напряжения с защитой от коротких замыканий
Несколько практических схем
Высоковольтный стабилизатор напряжения
250 В, 180 мА, Кст = 1000 МП15х2, МП25, П203х2
Стабилизатор напряжения, защищенный от перегрузок
Улучшение транзисторных стабилизаторов
Приведено 6 разновидностей стабилизаторов
Параллельный стабилизатор напряжения с высоким КПД
Теория, практическая схема.
«В помощь радиолюбителю»
Стабилизаторы напряжения на операционных усилителях
Описание двух схем на К1УТ401
Стабилизаторы напряжения на К142ЕН
Стабилизатор переменного напряжения
Приведены технические характеристики промышленных стабилизаторов, приведено описание стабилизатора, с лучшими характеристиками
Построение двуполярных стабилизаторов напряжения на ОУ
Приведено 4 схемы.
«В помощь радиолюбителю»
Стабилизатор напряжения и тока
0 — 30 В, 0 — 1 А, 9 транзисторов и К118УД1Бх2
Стабилизатор напряжения с высоким КПД
Описан ключевой стабилизатор на МС К142ЕП1 и КТ315Б, КТ626А, КТ907А. 5 В, 2 А, КПД=78%
Стабилизатор напряжения двуполярного блока питания с защитой от перегрузок
+-30 В, П210Ах2, АОУ103В, транзисторы.
«В помощь радиолюбителю»
Простой ключевой стабилизатор напряжения
(Усовершенствование в №4 1987г стр.35). Uвх=15. 25 В, Uвых=5 В. Iн=4 А
Стабилизаторы напряжения и тока на ИМС
Приведены расчетные данные, множество схем
«В помощь радиолюбителю»
Электронно-дроссельный стабилизатор переменного напряжения
Импульсный стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения на компараторе
Импульсный с ШИМ на К554СА3
Стабилизатор напряжения переменного тока
На мощность 200 Вт
Конструирование высоковольтных стабилизаторов
700 В, 40 мА, на транзисторах и К140УД1Б
Регулируемый стабилизатор тока
(Дополнения в №1 1994г стр.44). Iн=7 А, Uн=16 В
Экономичный стабилизатор с системой защиты
На полевом транзисторе КП903А, КТ315, КТ3102, не боится КЗ и перегрева.
Стабилизатор для транзисторного РА
Описан стабилизатор на одно напряжение с быстродействующей защитой и с током до 10 А
Микросхема К174УН4 — стабилизатор напряжения постоянного тока
Нечаев И. (UA3WIA)
Простой импульсный стабилизатор
12 В, 1 А, 5 транзисторов
Универсальный стабилизатор напряжения
5 В, 0,5. 10 А, защита по току и напряжению
Эффективный импульсный стабилизатор напряжения
20 В, 10 А, кпд=93%
3 В, КТ908А, МП40А
Беседин В. (UA9LAQ)
Стабилизатор напряжения с защитой
Описан стабилизатор с тиристорной защитой
Зирюкин Ю. (EU3AS)
Вариант включения микросхемы К142ЕН6
Расширение пределов регулировки.
Для телевизионных импульсных блоков питания
Стабилизатор переменного напряжения
(Дополнение в РЛ №4 1998г. стр.17). Компаратор управляет тиристорами, подключающими дополнительные обмотки трансформатора.
Как улучшить работу стабилизатора напряжения
(Продолжение в РЛ №4 1998г.). Приведено несколько схем стабилизаторов
Стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания и перегрузки по току
Описано два стабилизатора на транзисторах
Регулируемый двуполярный стабилизатор напряжения
(Дополнение в №8 2004г.). 1,5. 20 В, 5 А. Защита по току. На К142ЕН6А
Uвх=17 В, Iср=3 А, Iзащ=20 А
Импульсный стабилизатор напряжения с повышенным КПД
На UC3843, IRF7309, 25CTQ035
(Дополнение в №11 2000г.). Описан стабилизатор для лабораторного блока питания с регулировкой от 0 В, с защитой от перегрузки. На транзисторах и ОУ КР140УД608
Импульсный стабилизатор напряжения на микросхеме LM2576ADJ
Описаны 2 схемы: 2. 20 В и 10. 15 В, регулировка одним резистором.
Низковольтные стабилизаторы напряжения на микросхеме КР142ЕН19
Стабилизатор переменного тока
Регулировка до 8 А, на К140УД708, IRF740.
Стабилизатор с цифровой установкой напряжения
ЦАП на К561ПУ4х2
Стабилизатор сетевого напряжения с микроконтроллерным управлением
(Дополнение в №3 2004г.). На PIC16F84F
Стабилизатор тока до 150 А
КР140УД20х8, КТ827Ах16, КР142ЕН8Е, 79L15.
«Компромисный» (цена/качество) импульсный стабилизатор
КР140УД608А и 4 транзистора.
Низковольтный стабилизатор напряжения
Простой импульсный стабилизатор напряжения
9. 25 В > 5 В. На 4 транзисторах.
Регулятор напряжения и тока
Описан стабилизатор с регулировкой по току от 10 мА до 3 А и напряжения до 80% от входного. На КТ503, КТ815Г, КТ819Г.
Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе
Нечаев И. (UA3WIA)
Стабилизатор напряжения с двойной защитой
3. 30 В, 2 А (КТ825А). Раздельная защита по току и КЗ
Стабилизатор переменного напряжения
ОС осуществляется с помощью оптрона ОЭП2
Транзисторные стабилизаторы напряжения с защитой от перегрузки
(Продолжение в №3 2003г.). Приведены расчеты, 7 практических схем.
Регулируемый стабилизатор напряжения с ограничением по току
(Дополнение в №7 2004г.). Uвых=2. 25 В, Iвых=0. 5 А. Описан импульсный стабилизатор.
Стабилизатор напряжения 35. 70 В
КР142ЕН19, КТ831Г, IRF840.
Нечаев И. (UA3WIA)
Стабилизатор напряжения с двойной защитой
(Дополнение в №9 2004г.). 3. 30 В, 2 А. Раздельная защита по току и КЗ.
Стабилизатор напряжения с защитой по току на микросхеме КР142ЕН19
Бездроссельный стабилизатор для водяного насоса
С фазовым управлением на симисторе
Модуль мощного стабилизатора напряжения на полевом транзисторе
200 Вт, на IRL2505L.
Нечаев И. (UA3WIA)
Стабилизатор напряжения 0. 15 В с шагом регулирования 1 В
(Усовершенствование в №1,4 2006г. стр. 28,10, дополнение в №8 2006г стр 50). Iн=0,5 А, защита от перегрузки, бросков напряжения, на К561ТЛ1, КР1157ЕН602А, К561ИЕ11, КР1040УД1, КТ361В, КТ829Г.
Стабилизатор напряжения отрицательной полярности на микросхеме КР142ЕН19
Стабилизатор переменного напряжения
(Доработка в №4 2006г. стр.33, усовершенствование в №7 2006г. стр.34.). 6 кВт
Повышающий стабилизатор переменного напряжения
Регулируемый стабилизатор напряжения
КР142ЕН5А, КТ3102Г, КТ829А (8 А) или КТ927 (20 А)
Регулируемый стабилизатор напряжения/тока
Стабилизатор напряжения на микросхеме КР142ЕН19 с защитой
Стабилизатор напряжения сети
220 В с точностью 10 В при изменении напряжения в сети от 180 В до 270 В. Обмотки автотрансформатора переключаются симисторами ВТ41-800. Схема управления на LM3914.
Сетевой выпрямитель — стабилизатор напряжения и тока
Устройство обеспечивает регулировку выпрямленного напряжения и ограничения выходного тока. Может быть использовано для питания ламп накаливания, электродвигателей, для зарядки аккумуляторов и электролиза. На КТ904х2, КТ361, КТ3157, Т2-10-4х2
Регулируемый стабилизатор напряжения с защитой
0. 20 В. На КР142ЕН12А, КТ3102х2 КР142ЕН18А (для минуса опорного)
Простой способ борьбы с помехами при разработке источника питания
Фредерик Досталь (Analog Devices)
Специалисты Analog Devices рекомендуют при разработке источника питания всегда добавлять в схему входной конденсатор, что показано на примере схемы понижающего преобразователя на базе ADP2360. Рассчитать оптимальную схему поможет специальная среда моделирования LTspice® от ADI.
В работе источника питания реальные условия никогда не будут совпадать с идеальными. Чтобы построить надежную энергосистему, необходимо учитывать реальные факторы, в том числе паразитные помехи. Когда мы используем источники питания, мы гарантируем, что DC/DC-преобразователь, такой как импульсный стабилизатор, может выдерживать определенный диапазон входного напряжения и генерировать необходимое выходное напряжение с достаточным уровнем тока. Входное напряжение часто указывается в виде диапазона, потому что обычно не регулируется точно. Однако для надежной работы источника питания всегда должно быть входное напряжение в допустимом диапазоне, доступном для импульсного регулятора.
Например, стандартный диапазон входного напряжения для источника питания 12 В может находиться в диапазоне 8…16 В. На рисунке 1 показан понижающий преобразователь (Buck-топология), при котором мы получаем 3,3 В из номинального напряжения 12 В.
Рис. 1. Понижающий импульсный стабилизатор, показанный вместе с источником (постоянного) напряжения
Однако при проектировании DC/DC-преобразователя недостаточно учитывать только минимальные и максимальные значения входного напряжения. На рисунке 1 показан понижающий преобразователь, имеющий ключ в верхнем плече. Скорость переключения ключа должна быть максимально высокой, чтобы проявлялись только минимальные коммутационные потери. Именно это и заставляет импульсный ток течь по цепи питания. Не каждый источник напряжения может без проблем передавать такие импульсные токи. Как результат преобразования, мы наблюдаем на входе импульсного регулятора падение напряжения. Для того чтобы минимизировать эти потери, нужны резервные конденсаторы прямо на входе источника питания. На рисунке 1 такой конденсатор обозначен как CIN.
Рис. 2. Схема рисунка 1 с добавлением паразитных элементов (помех) цепи питания и самого источника напряжения
На рисунке 2 показана схема, аналогичная изображенной на рисунке 1, но с добавлением паразитных элементов цепи питания и с самим источником напряжения. Внутреннее сопротивление источника напряжения (Rseries), индуктивность и сопротивление цепи питания (цепь R, L), а также любое ограничение тока являются ключевыми характеристиками источника напряжения, которые необходимо учитывать, чтобы гарантировать бесперебойную работу импульсного источника. По большей части, правильный выбор входных конденсаторов может обеспечить правильную работу всей схемы питания.
Первый шаг для моделирования источника питания должен заключаться в том, чтобы взять рекомендуемое значение емкости для CIN из таблицы данных для микросхемы импульсного стабилизатора. Однако надо учесть, если источник напряжения или цепь питания обладают особыми характеристиками, имеет смысл смоделировать комбинацию источника напряжения и импульсного регулятора. На рисунке 3 показано моделирование, выполненное в среде моделирования LTspice® от Analog Devices.
Рис. 3. Моделирование с помощью LTspice для проверки поведения входного напряжения импульсного стабилизатора
На рисунке 3 представлена упрощенная модель понижающего преобразователя на базе ADP2360, в которой входное напряжение IN генерируется идеальным источником напряжения. На схеме для источника напряжения не определено внутреннее сопротивление и не указаны паразитные значения для цепи питания между источником напряжения и импульсным стабилизатором, поэтому предполагается, что на вывод VIN ADP2360 всегда подается фиксированное напряжение. Следовательно, нет необходимости добавлять входной конденсатор (CIN). Однако при работе в реальных условиях входной конденсатор всегда требуется, потому что источник напряжения и цепь питания не идеальны. Если среда моделирования, такая как LTspice, также используется для проверки поведения с различными входными конденсаторами, необходимо использовать источник напряжения со внутренним сопротивлением и цепь питания с паразитными значениями сопротивления и индуктивности, как показано на рисунке 2.
Перевел Дмитрий Кокшаров по заказу АО КОМПЭЛ
Импульсный стабилизатор напряжения — схема
Предлагаемый широтно-импульсный стабилизатор напряжения бортовой сети автомобиля, за счёт применения микросхемы К561ТЛ1 (четыре триггера Шмитта) удалось мультивибратор и формирователь коротких импульсов собрать всего на одном её элементе, кроме того, использование мощного полевого р-канального транзистора позволило упростить узел управления выходным ключом.
Схема устройства показана на рисунке.
Оно содержит стабилизатор напряжения питания микросхемы DD1 на стабилитроне VD1 и резисторе R4; генератор коротких импульсов низкого логического уровня с частотой следования 300…600 Гц на элементе DD1.1; времязадающий конденсатор С4, подключенный параллельно участку коллектор-эмиттер транзистора VT1; управляемый генератор тока на транзисторе VT2; измерительное устройство, как и в прототипе, с фильтром нижних частот, содержащее резистивный делитель напряжения R8—R10, стабилитрон VD5 и конденсатор С5; выходной мощный полевой транзистор VT3 и защитный диод VD6.
После подачи питания конденсатор С1 заряжается через резистор R4 до напряжения стабилизации стабилитрона VD1, начинает работать генератор коротких импульсов с частотой следования 300…600 Гц.
Рассмотрим один период работы стабилизатора, начиная с того момента, когда на выходе триггера DD1.1 появляется низкий логический уровень. Транзистор VT1 открывается током зарядки конденсатора СЗ и подаёт на входы элемента DD1.2 высокий уровень, одновременно разряжая конденсатор С4. На выходе элемента DD1.2 появляется низкий уровень, открывающий полевой транзистор VT3. Ток с вывода «15м стабилизатора протекает через вывод «67″ и обмотку возбуждения генератора. По окончании импульса на выходе DD1.1 появляется высокий уровень, транзистор VT1 закрывается. Далее начинается зарядка конденсатора С4 током от управляемого генератора на транзисторе VT2 через резистор R5. Когда напряжение на конденсаторе С4 достигнет нижнего порога переключения триггера Шмитта DD1.2, он переключится, и на его выходе появится высокий уровень, закрывающий транзистор VT3. Дальнейшая зарядка конденсатора С4 (напряжение на нём ограничено диодом VD4 для защиты входных цепей микросхемы DD1) не. вызывает переключения элемента DD1.2.
Далее, когда на выходе генератора вновь формируется импульс низкого уровня, процессы повторяются.
Стабилизация напряжения осуществляется изменением относительной длительности включённого состояния полевого транзистора VT3 — этим процессом управляют измерительное устройство и генератор тока. При увеличении напряжения на выводе «15″ стабилизатора относительно вывода «Общий» увеличивается ток коллектора транзистора VT2. Конденсатор С4 начинает заряжаться быстрее, а относительная продолжительность включённого состояния транзистора VT3 уменьшается и, следовательно, уменьшается средний ток, протекающий через обмотку возбуждения генератора, — выходное напряжение генератора уменьшается.
В случае понижения напряжения на выводе «15″ устройства ток коллектора транзистора VT2 уменьшается, а время зарядки конденсатора С4 увеличивается. Относительная длительность включённого состояния транзистора VT3 и средний ток, протекающий через обмотку возбуждения генератора, увеличиваются, следовательно, увеличивается и выходное напряжение генератора.
В стабилизаторе напряжения можно применить постоянные резисторы МТ, МЯТ, ОМЯТ, С2-23, С2-33, подстроеч-ный резистор СП5-16, СП5-2, СП5-3, СП5-2В, СП5-ЗВ, СП5-2ВА, СП5-ЗВА или как в [ 1 ] СПО-05. Конденсатор С1 — импортный фирм Jamicon, Samsung, Gloria, СарХоп, остальные — плёночные К73-17 на напряжение 63 В. Диоды 1N4148 можно заменить на КД522Б, КД510А, Д219А, Д223А, Д223Б, 1 N4001 — 1 N4007, диод КД209А — на КД212А, КД237А, КД213А. Вместо транзистора КТ315Г можно использовать КТ315А—КТ315В, КТ315Д—КТ315И, КТ3117А, а вместо КТ361Г — КТ361А— КТ361В, КТ361Д—КТ361И, КТ313А, КТ313Б. Полевой транзистор RFP8P08 заменим на IRF5210, IRF6215, IRF9530, IRF9540, IRF9140. Стабилитроны Д818Е можно заменить на Д818Д, КС191Д, КС 191Р, КС191Н, КС 191 У, КС191П, КС 190В, КС190Г, КС190Д, а микросхему К561ТЛ1 — на К561ТЛ1 А, 564ТЛ1 или импортный аналог.
Вследствие простоты стабилизатор собран на отрезке макетной платы, который размещён в корпусе от реле-регулятора РН1. Возможно использование корпусов от регуляторов 12.3702, РН-2 [2]. Плата закреплена на стойках. Мощный полевой транзистор VT3 необходимо установить через изолирующую теплопроводящую прокладку на основание корпуса, предварительно смазав поверхности теплопроводящей пастой.
Для налаживания стабилизатора необходимы мультиметр, регулируемый стабилизированный источник питания с выходным напряжением 12… 15 В и максимальным током нагрузки не менее 1 А и осциллограф.
Стабилизатор подключают к источнику питания с установленным выходным напряжением 12 В. Осциллографом проверяют наличие импульсов частотой 300…600 Гц на выходе элемента DD1.1. Длительность коротких импульсов низкого уровня должна быть 100…300 мкс. Если частота и длительность импульсов выходят за указанные пределы, подбирают конденсатор С2. Далее проверяют наличие на коллекторе транзистора VT1 пилообразных импульсов с максимальным положительным напряжением около 9 В и отрицательным 0,5…0,7 В (относительно вывода 7 микросхемы DD1).
Затем вход осциллографа подключают к выходу элемента DD1.2 — должны наблюдаться прямоугольные импульсы размахом около 9 В. Плавно повышают напряжение источника питания — в определённый момент длительность импульса высокого уровня должна резко увеличиться. Это значит, что напряжение, установленное на выходе источника питания, очень близко к напряжению стабилизации стабилизатора.
Проверяют длительности перепадов импульсов — они должны быть в пределах 5…20 мкс; короткие перепады вызывают излишний нагрев генератора Г221, а длинные — нагрев мощного транзистора VT3. При необходимости подбирают резистор R7. Это может потребоваться в случае замены полевого транзистора RFP8P08 другим, из числа рекомендованных из-за другой ёмкости затвор—исток.
Далее между выводом «67″ и общим проводом (корпусом) подключают лампу накаливания на напряжение 12 В мощностью 15 Вт. На выходе источника питания устанавливают напряжение
14,2 В. Вращая движок подстроечного резистора R9, находят момент резкого изменения яркости свечения лампы. Оставляют движок в положении, когда лампа погаснет.
Далее стабилизатор устанавливают на автомобиль.
Простой источник питания на компонентах Diotec Semiconductor
Автор статьи
Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №2 2018
Требования к источнику питания в большой степени зависят от применения: где-то необходим широкий диапазон входных напряжений, где-то — высокий выходной ток, а где-то крайне важно обеспечить минимальный уровень собственных потерь. К сожалению, создать универсальный источник питания невозможно. Этим объясняется разнообразие существующих схемных решений: от линейных стабилизаторов до импульсных регуляторов. В статье рассматривается источник питания, построенный на базе стабилизатора тока CL10MD и стабилизатора напряжения MMTL431 от Diotec. Его главные преимущества — простота, широкий диапазон входных напряжений и высокая точность.
Каким должен быть источник питания? Очевидно, что ответ на этот вопрос зависит от требований конкретного применения. При этом у каждого из существующих решений есть как достоинства, так и недостатки. Например, линейные стабилизаторы отличаются простой схемой включения и минимальным уровнем собственных шумов. Вместе с тем их КПД оказывается относительно низким, а диапазон входных напряжений, как правило, не превышает 36 В. Импульсные понижающие преобразователи, напротив, могут похвастаться высоким КПД и широким диапазоном входных напряжений (100 В и даже выше), зато их схемная реализация сложна, а шумовые характеристики оставляют желать лучшего.
В статье рассматривается схема простого источника питания, построенного с использованием компонентов от Diotec. Данный источник, как и линейный стабилизатор, характеризуется простой схемой включения, минимальным уровнем шумов и высокой стабильностью выходного напряжения. При этом от линейного стабилизатора он отличается расширенным диапазоном входных напряжений и высокой степенью защиты от внешних помех.
Разобраться в особенностях предлагаемого решения помогает отладочная плата Demoboard 3990 от Diotec (рис. 1). Ключевыми элементами рассматриваемого источника питания являются стабилизатор тока CL10MD и шунтовый стабилизатор напряжения MMTL431 от Diotec.
Рис. 1. Внешний вид и электрическая схема оценочной платы Demoboard 3990 от Diotec
Обзор элементов питания Diotec
CL10MD — ограничительный диод (current limiting diode, CLD) с широким диапазоном рабочих напряжений и током стабилизации 20 мА.
Рис. 2. Внешний вид и BAX стабилизатора тока CL10MD
Принцип работы CL10MD легче всего пояснить с помощью его вольт-амперной характеристики (рис. 2). Как видно из ВАХ, стабилизатор позволяет ограничить величину входного тока в широком диапазоне напряжений. Стабилизация тока (80% от номинала) начинается при напряжениях выше 3 В (VL). Максимальное падение напряжения для CL10MD составляет 90 В. Важно отметить, что реальный диапазон рабочих напряжений сильно зависит от условий конкретного применения, в частности от температуры окружающей среды и качества теплоотвода. CL10MD изготавливается в корпусном исполнении DO-213AA и способен рассеивать около 1 Вт мощности.
MMTL431 — шунтовый регулируемый стабилизатор напряжения с максимальным входным напряжением 37 В и шунтовым током –100…+150 мА. Схема включения MMTL431, а также формула расчета выходного напряжения представлены на рис. 3.
Главное преимущество MMTL431 заключается в том, что в отличие от обычных стабилитронов его выходное напряжение слабо зависит от величины тока.
При совместном использовании CL10MD и MMTL431 можно получить простой и универсальный источник питания с широким диапазоном рабочих напряжений и минимальным набором внешних компонентов. Рассмотрим два демонстрационных примера с помощью отладочной платы Demoboard 3990 от Diotec.
Рис. 3. Схема включения стабилизатора MMTL431
Простой источник питания для светодиодов
Для создания источника питания светодиода с входным напряжением 6–60 В потребуется лишь один стабилизатор CL10MD. При этом пассивные компоненты окажутся и вовсе не нужны. Для демонстрации данного решения используется отладочная плата Demoboard 3990.
Для проведения опыта необходимо установить перемычку (jumper), как показано на рис. 4. Чтобы дезактивировать стабилизатор MMTL431, плюс входного источника питания следует подключать к выводу 1 разъема К1, а минус — к выводу 2 разъема K2.
Рис. 4. Схема питания светодиода на базе CL10MD
Принцип работы схемы очень прост. При изменении входного напряжения в диапазоне 6–60 В стабилизатор CL10MD ограничивает ток через светодиод на уровне 20 мА.
Нижний порог напряжения 6 В определяется минимальным падением напряжения CL10MD (3 В) и падением самого светодиода (3 В). Верхний порог 60 В ограничен допустимым перегревом стабилизатора (рис. 5). Согласно спецификации, CL10MD может работать при температуре кристалла +150 °С, однако для сохранения длительного срока службы следует как можно меньше его нагружать.
Рис. 5. Перегрев стабилизатора тока CL10MD
Комментарий специалиста
инженер по внедрению PT Electronics
Обеспечение электропитания любого электронного устройства — важнейшая задача при конструировании технического изделия. Инновационное решение от компании Diotec является беспрецедентным на рынке электронных компонентов для устройств небольшой мощности. В этой статье рассматривается принцип работы источника питания на основе компонентов CL10MD и MMTL431A от Diotec, а также ключевые особенности и преимущества перед классическими LDO- и импульсными регуляторами напряжения. Компания PT Electronics дает возможность почувствовать простоту и эффективность данного схемного решения с помощью отладочных плат, которые мы предоставляем инженерам и конструкторам.
Простой источник питания для маломощных устройств
Как было сказано выше, шунтовый стабилизатор MMTL431 способен работать с напряжениями до 37 В. Однако с помощью CL10MD диапазон входных напряжений источника питания можно расширить до 60 В. Продемонстрировать работу этого источника можно посредством Demoboard 3990.
При проведении испытаний следует использовать конфигурацию платы, изображенную на рис. 6. Для этого следует удалить перемычку. Входное напряжение подается на разъем K1, а выходное напряжение 3,3 В снимается с разъема К2.
Рис. 6. Схема источника питания 3,3 В с широким диапазоном входных напряжений 60 В
Величина входного тока ограничивается входным стабилизатором CL10MD на уровне 20 мА. Стабилизацию выходного напряжения осуществляет MMTL431. Величина напряжения определяется положением потенциометра Р1.
В данном случае CL10MD способен обеспечивать выходной ток до 20 мА при входном напряжении более 6,3 В (собственное падение 3 В плюс выходное напряжение 3,3 В), однако уже при напряжении свыше 3,5 В удается запитать нагрузку током до 1 мА.
Схема демонстрирует отличную стабильность в широком диапазоне входных напряжений даже при повышении температуры вследствие саморазогрева (рис. 7). Это позволяет использовать ее для питания маломощных потребителей, в том числе микроконтроллеров, датчиков и аналоговых микросхем.
Рис. 7. Перегрев элементов схемы источника питания
Достоинства и недостатки предлагаемой схемы
Как и для любой другой линейной схемы, основным недостатком предлагаемого источника питания являются высокие собственные потери при высоких входных напряжениях. Однако у него есть достоинства, которые делают его весьма интересным для целого ряда приложений:
- широкий диапазон входных напряжений вплоть до 60 В;
- высокая точность выходного напряжения;
- высокая степень защиты от статики;
- отсутствие значительных ограничений по емкости входного и выходного фильтров;
- низкая стоимость.
В качестве примера в таблице приведены результаты сравнения характеристик различных источников питания.
Заключение
Источник питания, построенный на базе стабилизатора тока CL10MD и стабилизатора напряжения MMTL431, является интересной альтернативой традиционным линейным и импульсным регуляторам напряжения и может быть использован для питания маломощной нагрузки, в том числе микроконтроллеров.
К основным преимуществам предлагаемого решения относятся: широкий диапазон входных напряжений 3–60 В, высокая точность выходного напряжения, высокая степень защиты от статики, простота схемной реализации.
