Линейный стабилизатор тока: Военно-техническая подготовка

Военно-техническая подготовка

1.8. Стабилизаторы

Стабилизатор напряжения

— электромеханическое или электрическое (электронное) устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки.

1.8.1. Стабилизатор постоянного тока.

Линейный стабилизатор

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности Pрасс = (Uin — Uout) * It рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, то есть должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.

В зависимости от расположения элемента с изменяемым сопротивлением:

Последовательный

: регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой.

Параллельный

: регулирующий элемент включен параллельно нагрузке.

В зависимости от способа стабилизации:

Параметрический

: в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну.

Компенсационный

: имеет обратную связь. В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента.

Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне

Рис 1.

Применяется для стабилизации напряжения в слаботочных схемах, так как для нормальной работы схемы ток через стабилитрон D1 должен в несколько раз (3-10) превышать ток в стабилизируемой нагрузке RL. Часто такая схема линейного стабилизатора применяется как источник опорного напряжения в более сложных схемах стабилизаторов. Для снижения нестабильности выходного напряжения, вызванной изменениями входного напряжения, вместо резистора RV применяется источник тока. Однако эта мера не уменьшает нестабильность выходного напряжения, вызванную изменением сопротивления нагрузки.

Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе

Рис 2.

Uout = Uz — Ube.

По сути, это рассмотренный выше параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключённый ко входу эмиттерного повторителя. В нём нет цепей обратной связи, обеспечивающих компенсацию изменений выходного напряжения.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона на величину Ube, которая практически не зависит от величины тока, протекающего через p-n переход, и для приборов на основе кремния приблизительно составляет 0,6В. Зависимость Ube от величины тока и температуры ухудшает стабильность выходного напряжения, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне.

Эмиттерный повторитель (усилитель тока) позволяет увеличить максимальный выходной ток стабилизатора, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне, в β раз (где β — коэффициент усиления по току данного экземпляра транзистора). Если этого недостаточно, применяется составной транзистор.

При отсутствии сопротивления нагрузки (или при токах нагрузки микроамперного диапазона), выходное напряжение такого стабилизатора (напряжение холостого хода) возрастает на 0,6В за счёт того, что Ube в области микротоков становится близким к нулю. Для преодоления этой особенности, к выходу стабилизатора подключают балластный нагрузочный резистор, обеспечивающий ток нагрузки в несколько мА.

Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя

Рис 3.

Часть выходного напряжения Uout, снимаемая с потенциометра R2, сравнивается с опорным напряжением Uz на стабилитроне D1. Разность напряжений усиливается операционным усилителем U1 и подаётся на базу регулирующего транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя. Для устойчивой работы схемы петлевой сдвиг фазы должен быть близок к 180°+n*360°. Так как часть выходного напряжения Uout подаётся на инвертирующий вход операционного усилителя U1, то операционный усилитель U1 сдвигает фазу на 180°, регулирующий транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, который фазу не сдвигает. Петлевой сдвиг фазы равен 180°, условие устойчивости по фазе соблюдается.

Опорное напряжение Uz практически не зависит от величины тока, протекающего через стабилитрон, и равно напряжению стабилизации стабилитрона. Для повышения его стабильности при изменениях Uin, вместо резистора RV применяется источник тока.

В данном стабилизаторе, операционный усилитель фактически включён по схеме неинвертирующего усилителя (с эмиттерным повторителем, для увеличения выходного тока). Соотношение резисторов в цепи обратной связи задают его коэффициент усиления, который определяет, во сколько раз выходное напряжение будет выше входного (то есть опорного, поданного на неинвертирующий вход ОУ). Поскольку коэффициент усиления неинвертирующего усилителя всегда больше единицы, величина опорного напряжения Uz (напряжение стабилизации стабилитрона) должна быть выбрана

меньше

, чем Uout.

Нестабильность выходного напряжения такого стабилизатора практически полностью определяется нестабильностью опорного напряжения, за счёт большого коэффициента петлевого усиления современных ОУ (

G

openloop = 105 ÷ 106).

Для исключения влияния нестабильности входного напряжения на режим работы самого ОУ, он может запитываться стабилизированным напряжением (от дополнительных параметрических стабилизаторов на стабилитроне).

Импульсный стабилизатор

В импульсном стабилизаторе ток от нестабилизированного внешнего источника подаётся на накопитель (обычно конденсатор или дроссель) короткими импульсами; при этом запасается энергия, которая затем высвобождается в нагрузку в виде электрической энергии, но, в случае дросселя, уже с другим напряжением. Стабилизация осуществляется за счёт управления длительностью импульсов и пауз между ними — широтно-импульсной модуляции. Импульсный стабилизатор, по сравнению с линейным, обладает значительно более высоким КПД. Недостатком импульсного стабилизатора является наличие импульсных помех в выходном напряжении.

В отличие от линейного стабилизатора, импульсный стабилизатор может преобразовывать входное напряжение произвольным образом (зависит от схемы стабилизатора):

Понижающий стабилизатор

: выходное стабилизированное напряжение всегда ниже входного и имеет ту же полярность.

Повышающий стабилизатор

: выходное стабилизированное напряжение всегда выше входного и имеет ту же полярность.

Повышающе-понижающий стабилизатор

: выходное напряжение стабилизировано, может быть как выше, так и ниже входного и имеет ту же полярность. Такой стабилизатор применяется в случаях, когда входное напряжение незначительно отличается от требуемого и может изменяться, принимая значение как выше, так и ниже необходимого.

Инвертирующий стабилизатор

: выходное стабилизированное напряжение имеет обратную полярность относительно входного, абсолютное значение выходного напряжения может быть любым.

1.8.2. Стабилизатор переменного тока.

Ферромагнитные стабилизаторы

Во времена СССР получили широкое распространение бытовые феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Обычно через них подключали телевизоры. В телевизорах первых поколений применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров 4УПИЦТ и УСЦТ, имевших импульсные блоки питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из двух дросселей: с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и насыщенным, а также конденсатора. Особенность ВАХ насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов можно обеспечить стабилизацию напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Регулировка напряжения в электромеханических (электродинамических) стабилизаторах осуществляется автоматически, путём перемещения токосъёмного узла по обмотке трансформатора, что обеспечивает плавное изменение коэффициента его трансформации до достижения заданной величины выходного напряжения.

Это единственный тип стабилизаторов, обеспечивающий плавную регулировку напряжения не внося при этом искажений в форму синусоиды. Стабилизаторы этого типа обладают достаточно высокой точностью удержания выходного напряжения (2..3 %) и обеспечивают наиболее комфортный режим питания бытовой техники. Они успешно используются как в быту так и на производствах.

Однако, существует несколько ограничений области их применения: первое — невозможность работы при отрицательных температурах (в силу наличия открытых токоведущих поверхностей и опасности короткого замыкания из-за выпадения конденсата). Кроме этого, электромеханические стабилизаторы обладают сравнительно узким диапазоном входных напряжений (как правило, 150—260 Вольт) и невысокой скоростью регулировки, ограниченной скоростью перемещения сервоприводом токосъёмного узла.

В качестве токосъёмного элемента используются графитовые щётки или ролики с графитовым напылением. Роликовый токосъёмный узел менее капризен по отношению к запылению, однако требует проведения профилактических работ направленных на предотвращение заклинивания, поэтому такая конструкция используется, как правило, в промышленных стабилизаторах, а щёточный узел устанавливается в бытовых моделях. Скорость износа токосъёмных элементов обоих типов примерно одинакова и, в зависимости от интенсивности использования, через 7-11 лет требуется его замена.

Электронные стабилизаторы напряжения

Делятся на ступенчатые и непрерывного действия. Электронные ступенчатые стабилизаторы регулируют напряжение, переключая обмотки специального трансформатора посредством электронных ключей. Ключи управляются процессором по специальной программе.

В настоящее время существует два типа электронных стабилизаторов напряжения: с полупроводниковыми и релейными ключами. Последние было бы правильнее отнести к электронно-механическим, так как реле является электромеханическим элементом.

Стабилизаторы имеют большое быстродействие, поэтому применяются в комплексе с дорогостоящим оборудованием, требующем защиты от всех аномалий сети. Их также используют в жилых домах и на производствах. К преимуществам электронных стабилизаторов напряжения можно отнести их возможность работы при отрицательных температурах окружающей среды.

Электронные стабилизаторы непрерывного действия регулируют напряжение, изменяя либо сопротивление регулирующего элемента, как правило — транзистора, либо включая и выключая регулирующий элемент с высокой частотой (десятки килогерц), и управляя временем включенного и выключенного состояния регулирующего элемента (чаще всего IGBT транзистор). Такой метод регулирования называется ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Стабилизаторы, использующие высокочастотную ШИМ, на данный момент являются наиболее совершенной реализацией стабилизатора переменного напряжения, и при правильном исполнении ближе всего к понятию «идеальный стабилизатор». В отличие от стабилизаторов инверторного типа, в них не происходит предварительного преобразования переменного напряжения в постоянное, а преобразованию подвергается непосредственно входное переменное напряжение, что обеспечивает им высокий КПД и приемлемую стоимость.

Нужен стабилизатор тока? Используйте стабилизатор напряжения!

Добавлено 9 ноября 2020 в 03:11

В данной статье показано, как линейные стабилизаторы напряжения могут быть полезны и в приложениях стабилизации тока.

Линейные стабилизаторы напряжения, также (несколько неточно) называемые LDO, являются одними из наиболее распространенных электронных компонентов. Например, LM7805 приобрел почти легендарный статус и непременно был бы включен в зал славы интегральных микросхем, если бы такой зал существовал. В примечании к применению от Texas Instruments хорошо сказано: микросхемы линейных стабилизаторов «настолько просты в использовании», что они настолько «надежны» и «недороги», что обычно являются одними из самых дешевых компонентов в проекте.

Действительно, линейные стабилизаторы удобны, эффективны и универсальны. И на самом деле они могут быть даже более универсальными, чем вы думаете. Схемы линейных стабилизаторов построены на использовании отрицательной обратной связи, как показано на следующей диаграмме, взятой из того же примечания к применению:

Рисунок 1 – Схема линейного стабилизатора напряжения

Отрицательная обратная связь – очень полезная вещь, особенно в сочетании с источником фиксированного тока, как в случае со стабилизатором напряжения LT3085 от Linear Tech. На следующей диаграмме показана внутренняя структура этого устройства.

Рисунок 2 – Схема взята из технического описания LT3085

В предыдущей статье (исследование преобразователя напряжения в ток) мы исследовали использование отрицательной обратной связи в преобразователях напряжения в ток, которые могут точно контролировать яркость светодиода. Если вы знакомы с этими методами, для вас не будет сюрпризом, что для получения стабилизированного тока мы можем использовать стабилизатор напряжения, такой как LT3085.

В данной статье мы рассмотрим простой светодиодный драйвер на базе LT3085.

Линейный стабилизатор против операционного усилителя

Прежде чем мы проанализируем саму схему, мы должны обсудить преимущества подхода с линейным стабилизатором для получения стабилизированного тока. Методы с операционным усилителем, представленные в предыдущих статьях, несомненно, эффективны, так зачем возиться с новым методом?

Вот некоторые моменты, которые следует учитывать:

• Большинство операционных усилителей не рассчитано на высокий выходной ток, поэтому схема на основе линейного стабилизатора позволяет избежать ограничений по выходному току типовых операционных усилителей.
• Микросхема стабилизатора имеют защиту от перегрева.
• Линейные стабилизаторы обеспечивают бо́льшую устойчивость к большим входным напряжениям и высокой рассеиваемой мощности.
• Возможно, вы сможете найти один компонент, который подойдет практически для всех ваших требований по стабилизации напряжения и получения тока. Моим наименее любимым аспектом проектирования схем/печатных плат является создание запасов новых компонентов, поэтому я стараюсь использовать детали, которые могут пригодиться для будущих проектов.

LT3085 как стабилизатор напряжения

Давайте вкратце рассмотрим работу стабилизации напряжения LT3085. Эта информация поможет нам понять реализацию источника тока.

Ниже типовая конфигурация стабилизатора напряжения:

Рисунок 3 – Схема взята из технического описания LT3085

Источник тока (10 мкА) создает напряжение на R_настр. Это напряжение появляется на неинвертирующем входе усилителя. Действие отрицательной обратной связи гарантирует, что напряжение на инвертирующем входе равно напряжению на неинвертирующем входе; другими словами, выходное напряжение равно напряжению на R_настр. Выходной конденсатор необходим для обеспечения стабильности, а транзистор, подключенный к выходу усилителя, будет выглядеть очень знакомым, если вы читали мою статью «Как буферизовать выход операционного усилителя для получения более высокого тока».

От напряжения к току

Назначение стабилизатора напряжения – обеспечить неизменное выходное напряжение независимо от сопротивления нагрузки. Другими словами, идеальный стабилизатор будет выдавать напряжение, которое (например) равно 3,3 В при подключении к нагрузке 100 кОм и ровно 3,3 В при подключении к нагрузке 5 Ом. Что, конечно, меняется, так это ток нагрузки, который полностью определяется сопротивлением нагрузки (потому что напряжение на нагрузке не изменяется).

Что же произойдет, если мы дадим идеальному стабилизатору напряжения фиксированное сопротивление нагрузки? Если напряжение нагрузки не меняется и сопротивление нагрузки не меняется, и если закон Ома всё еще действует, то ток тоже не изменится.

Вуаля: источник тока.

На следующей диаграмме показано, как использовать LT3085 для решения задач, связанных с управлением светодиодами.

Рисунок 4 – Схема взята из технического описания LT3085

Вот как это работает:

• Внутренний источник тока посылает 10 мкА через R1, генерируя напряжение, которое будет равно выходному напряжению (т. е. напряжению на R2).
• Это выходное напряжение постоянно (потому что сопротивление R1 и значение силы тока внутреннего источника тока постоянны).
• Это постоянное выходное напряжение будет создавать неизменный ток через R2, потому что сопротивление R2 постоянно.
• Инвертирующий вход усилителя не выдает ток, поэтому почти весь ток R2 идет от положительного источника питания через транзистор, подключенный к выходу усилителя. (Я говорю «почти», потому что ток эмиттера биполярного транзистора представляет собой сумму тока базы и тока коллектора, но ток базы намного меньше тока коллектора.)
• Светодиод включен последовательно с коллектором биполярного транзистора, и поэтому ток через светодиод фиксирован и (почти) равен току, протекающему через R2.

Ток через светодиод можно изменить, изменив значение R1 или R2; как показано в следующем уравнении, ток через светодиод – это просто значение силы тока внутреннего источника тока, умноженное на отношение R1 к R2.

\[I_{LED}=\frac{((10 \ мкА)\times R1)}{R2}=10 \ мкА \times \frac{R1}{R2}\]

Я бы назвал это довольно удобной схемой: процесс проектирования чрезвычайно прост, и требуется лишь несколько компонентов. Если вы замените один из резисторов потенциометром, результатом станет высокоточный светодиодный драйвер с регулируемым током с широким диапазоном входных напряжений и защитой от перегрева, который может обеспечивать ток до 500 мА.

И, конечно, эта схема не ограничивается светодиодами; вы могли бы так же легко использовать ее, скажем, с резистивным нагревательным элементом. Это позволит вам, несмотря на колебания напряжения питания, генерировать постоянное тепло (потому что P = I²R).

Заключение

Мы обсудили простой, но высокопроизводительный источник тока на базе микросхемы стабилизатора напряжения от Linear Tech. Я предполагаю, что аналогичные схемы на стабилизаторах доступны и у других производителей.

Мне нравится всегда включать моделирование SPICE в статьи, но в данном случае это казалось действительно ненужным. Однако прежде чем я написал статью, я проверил, что в LTspice действительно есть компонент LT3085 (в папке «[PowerProducts]«). Поэтому, если вы захотите исследовать эту схему дальше, то сможете легко это сделать.

Оригинал статьи:

• Robert Keim. Need a Current Regulator? Use a Voltage Regulator!

Теги

LED / СветодиодLED драйвер / Светодиодный драйверЛинейный стабилизаторСтабилизатор напряженияСтабилизатор токаСтабилизация токаСхемотехника

Стабилизаторы линейные (напряжения) Botland

Сортировать по

чистый

Просмотр продуктов 18

Фильтр

• Новый

• Новый

• Новый
• Новый
• Новый
• Новый

Все новые продукты

• В продаже!
• Акция
• В продаже!
• Акция
• Цена снижена
• Акция
• В продаже!
• Акция
• В продаже!
• Акция
• В продаже!
• Акция
• В продаже!
• Акция
• В продаже!
• Акция
• Цена снижена
• Акция
• В продаже!
• Акция

Все рекламные продукты

Линейный стабилизатор представляет собой простой электронный компонент, используемый для стабилизации напряжения. Основная функция линейного стабилизатора — регулировать выходное напряжение до определенного уровня, который мы хотим получить. Электроника не могла обойтись без этого элемента, так как он очень часто используется для стабилизации питающих напряжений.

Расширить…
Свернуть…

Сортировать по:
РелевантностьНовые товары firstName, от A до ZName, от Z до AЦена, от низкой до высокойЦена, от высокой до низкойВ наличииСлучайно

Количество:
122460

Товаров: 18

Загрузка…

Индекс: UCC-00081

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-03092

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-01118

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-00126

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-00161

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-07685

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-01902

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: PAS-04930

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-00791

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-00299

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-00787

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-08556

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: UCC-07580

Доставка в течение 24 часов

В наличии

Индекс: FAR-15251

Доставка в течение 24 часов

В наличии

• Цена снижена
• Акция

Индекс: UCC-00756

Временно недоступен

Время ожидания: 3-5 дней

Индекс: UCC-05125

Временно недоступен

Время ожидания: 1-2 недели

Индекс: UCC-06993

Временно недоступен

Время ожидания: 3-5 дней

Линейный регулятор напряжения 3,3В LDO SPX5205M5-L-3-3/TR — SMD SOT-23

Стабилизатор напряжения 5-выводной в корпусе СОТ-23, выходное напряжение 3,3 В, выходной ток 150 мА. Его можно использовать в системах питания от аккумуляторов, системах радиоуправления, портативных компьютерах,…

Индекс: МОВ-15527

Индекс: МОВ-15527

Временно недоступен

Срок ожидания: 2-4 недели

Линейные стабилизаторы – это различные устройства, которые могут отличаться по многим параметрам. Чтобы упростить просмотр нашего предложения, мы выделили несколько подкатегорий ниже. Вы можете сразу выбрать, интересующий вас стабилизатор на 1,8В, 3В, 8В или даже 12В.

Стабилизатор напряжения необходим для многих электронных проектов. Ознакомьтесь со всем нашим предложением ниже и проверьте, как работают эти типы стабилизаторов!

Линейные стабилизаторы для регулирования напряжения

Линейные стабилизаторы представляют собой простейшее решение, позволяющее свободно регулировать напряжение. Большинству этих компонентов требуется всего два внешних конденсатора для фильтрации входного и выходного напряжения. Емкость этих элементов зависит от рабочего тока стабилизатора и полосы пропускания его контура обратной связи.

Интегральные линейные стабилизаторы отличаются тем, что их принцип работы очень прост. Регулятор напряжения работает, используя обратную связь для стабилизации напряжения в целевом устройстве. Путем сравнения фактического выходного напряжения с фиксированным опорным напряжением на усилителе ошибки эта схема управляет приводом, чаще всего MOSFET-транзистором.

Любые перепады напряжения усиливаются и используются для управления таким образом, чтобы уменьшить погрешность выходного напряжения. В результате получается петля обратной связи электронного управления. Из-за наличия обратной связи эти системы называются линейными стабилизаторами, так как все составляющие цепи обратной связи являются линейными системами. Из-за использования транзистора для регулирования напряжения путем управления падением напряжения на этом элементе напряжение, питающее стабилизатор, должно быть больше выходного напряжения.

Линейные стабилизаторы – реализация, регулирование и конденсаторы 

Применение линейных стабилизаторов в электронных системах предельно просто. Это связано с тем, что современные регуляторы напряжения сегодня представляют собой высокоинтегрированные схемы. В результате эти устройства уже содержат все необходимые компоненты — компоненты управления (силовой транзистор), усилитель ошибки и опорное напряжение. Благодаря этому реализация этих систем не требует утомительных расчетов или экспериментального подбора номиналов электронных компонентов, сопровождающих систему.

Благодаря простоте реализации встроенных регуляторов напряжения подбор внешних элементов для системы предельно прост. Чаще всего для линейного стабилизатора требуется всего два сопутствующих пассивных электронных компонента. Это входной конденсатор и выходной конденсатор. Емкость на входе системы предназначена для фильтрации напряжения питания линейного стабилизатора.

Что касается параметров входного конденсатора к линейному стабилизатору, то принято считать, что он должен иметь емкость 1000 мкФ на 1 ампер протекающего тока. Для уменьшения импеданса фильтра емкость можно разбить на несколько емкостей, например, 1000 мкФ, 1 мкФ, 100 нФ и 1 нФ, соединенных параллельно. В результате получится низкоимпедансный фильтр в широком диапазоне частот, что безусловно улучшит качество выходного напряжения со стабилизатора напряжения.

Предварительно запрограммированные и настраиваемые линейные стабилизаторы напряжения

Как правило, линейные стабилизаторы имеют установленный на заводе уровень выходного напряжения. Однако некоторые регуляторы напряжения также доступны в версии с внешним программированием. Вариант с программированием означает, что такое устройство, а точнее уровень его выходного напряжения, может конфигурировать пользователь. Этот тип конфигурации выполняется путем добавления двух резисторов в систему в делителе напряжения. Далее напряжение с выхода поступает на специальный измерительный вход линейного стабилизатора и далее на усилитель ошибки и систему управления. Точные математические отношения между сопротивлениями этих резисторов и выходным напряжением можно найти в паспорте данного регулятора напряжения.

Использование линейного регулятора для создания источника постоянного тока

Скачать PDF

Abstract

В этих указаниях по применению показано, как использовать линейные регуляторы напряжения для обеспечения постоянного тока. Представлены две схемы, одна для источников тока на стороне высокого напряжения, а другая для источников тока на стороне низкого напряжения. В конструкции используются LDO MAX1818 и MAX1735.

Эта дизайнерская идея появилась в номере журнала EDN от 11 мая 2006 года.

Линейные регуляторы напряжения обеспечивают один из самых простых способов получения постоянного тока. Поскольку напряжение между выходом линейного регулятора и землей жестко регулируется, фиксированный резистор, подключенный между этими двумя узлами, создает постоянный ток между выходом и землей. Эта конфигурация применима как к источникам тока верхней, так и к нижней стороне.

Источник тока верхней стороны на рис. 1 питает резистор R 9.0327 НАГРУЗКА с постоянным током, I = 1,5 В/об _ВЫХОД . Положительный линейный стабилизатор (MAX1818, доступный в 6-выводном корпусе SOT23) обеспечивает фиксированное выходное напряжение 1,5 В. Напряжение между V _CC и GND может достигать 5,5 В.

Рис. 1. Этот источник постоянного тока на стороне высокого напряжения оснащен LDO MAX1818 и получает 1,5 В/об _OUT от R _LOAD . Схема требует, чтобы напряжение для R _OUT между клеммами IN и GND было не менее 2,5 В.

К этой схеме есть важное требование: минимальное напряжение, необходимое для правильной работы (2,5 В), должно быть обеспечено между клеммами IN и GND. Чтобы выполнить это условие, выберите значение R _OUT , которое допускает от 2,5 В до 5,5 В между IN и GND. При подключении нагрузки максимум 100 Ом с V _CC при 5 В, например, устройство работает должным образом с R _OUT выше 60 Ом. Это значение допускает максимальный программируемый ток 1,5 В/60 Ом = 25 мА. Тогда напряжение на устройстве равно минимально допустимому: 5 В — (25 мА × 100 Ом) = 2,5 В. Эта микросхема может выдавать до 500 мА.

В качестве источника тока нижней стороны рассмотрим схему на рис. 2. В этой схеме постоянный ток I = 2,5 В/R _OUT поступает от R _LOAD . Микросхема (MAX1735, доступная в 5-выводном корпусе SOT23) представляет собой отрицательный линейный стабилизатор с фиксированным выходным напряжением -2,5 В. Напряжение между GND и IN может достигать 6,5 В.

Рис. 2. Этот источник постоянного тока на нижней стороне оснащен MAX1735 и потребляет 2,5 В/об _OUT от R _LOAD . Эта схема также требует, чтобы напряжение для R _OUT между клеммами IN и GND было не менее 2,5 В.

Как показано на рис. 1, для этой схемы требуется минимальное напряжение 2,5 В между клеммами GND и IN. Чтобы выполнить это условие, выберите значение R _OUT , которое допускает от 2,5 В до 6,5 В между GND и IN.