Stabilizatory liniowe, cz. 1.pdf

odręczny por

ęczny poradnik elektronika

adnik elektronika

Niniejszy artykuł jest pierwszym

z nowej serii, w której

zaprezentujemy praktyczne dane

katalogowe najważniejszych

podzespołów elektronicznych.

Każdy artykuł będzie zawierał część

opisową, omawiającą podstawowe

właściwości omawianych

podzespołów. W tej części

przedstawione będą “punkty

ciężkości”, czyli najważniejsze

sprawy, na które zawsze trzeba

zwracać uwagę stosując dane

elementy. Natomiast zagadnienia

i parametry mniej istotne dla

hobbysty będą pominięte. Okazuje

się bowiem, że w opasłych

katalogach wiele informacji

powtarza się wielokrotnie, a ponadto

nie wszystkie dane są jednakowo

potrzebne. Szczerze mówiąc, pełne

dane katalogowe potrzebne są tylko

zawodowemu konstruktorowi, który

nie tylko projektuje układ, ale też

przeprowadza szczegółową analizę,

aby urządzenie niezawodnie

pracowało we wszelkich możliwych

do przewidzenia warunkach,

w całym założonym zakresie

temperatur, napięć zasilających itp.

Elektronik−amator takiej gruntownej

analizy zwykle nie przeprowadza

i wystarczą mu dane skrócone.

Takie skrócone dane, czyli zwięzłe

ściągawki, będą przedstawione pod

koniec każdego artykułu z tej serii,

w esencjonalnej formie rysunków,

tabel i niezbędnych wykresów.

Stabilizatory

liniowe

część 1

rysunku 1 zobaczysz schematy

przestarzałych układów stabilizatorów na

elementach dyskretnych. Obecnie ta−

kich stabilizatorów praktycznie nigdzie

się nie stosuje, wyparły je tanie układy

scalone mające nieporównanie lepsze

parametry. Obecnie coraz szerszym

frontem do sprzętu elektronicznego

wkraczają stabilizatory impulsowe i prze−

twornice − ten temat wykracza jednak

poza ramy dzisiejszego artykułu. Mate−

riał dotyczy bowiem popularnych stabili−

zatorów liniowych.

Praktycznie wszy −

stkie produkowane

obecnie stabilizato−

ry liniowe mają ob−

wody zabezpiecze−

nia, ograniczające

prąd wyjściowy

podczas przeciąże−

nia a także przy

nadmiernym wzroście temperatury

struktury, dzięki temu kostki te są odpor−

ne na uszkodzenia.

Obudowy

Wiodące firmy opracowały wiele ty−

pów stabilizatorów, przy czym ogromna

większość z nich to wygodne do stoso−

rysunku 1

wania stabilizatory trzykońcówkowe.

Stabilizatory trzykońcówkowe można

podzielić na cztery podstawowe grupy:

− stabilizatory napięć dodatnich o usta−

lonym napięciu

− stabilizatory napięć ujemnych o ustalo−

nym napięciu

− stabilizatory napięć dodatnich o napię−

ciu ustalanym przez użytkownika

− stabilizatory napięć ujemnych o napię−

ciu ustalanym przez użytkownika

Struktury umieszczane są w różnych

obudowach, zależnie od maksymalnego

prądu wyjściowego, ale na szczęście dla

nas, użytkowników, przyjęto standardo−

wy układ wyprowadzeń w obrębie każ−

dej grupy. Kom−

plet rysunków

obudów zna−

jdziesz w naszej

ściągawce w nas−

tępnym numerze

EdW.

Nie próbuj za−

pamiętywać ukła−

du wyprowadzeń.

Swoją pamięć wykorzystaj do bardziej

wzniosłych celów. Wystarczy, żebyś zro−

bił kserokopię z tych stron i, zgodnie z ty−

tułem działu, miał ją zawsze pod ręką.

Podstawowe układy pracy

Podstawowe układy pracy poszcze−

gólnych stabilizatorów również zna−

jdziesz w ściągawce.

Jeśli jeszcze tego nie wiesz, zapamię−

taj raz na zawsze, że WEJŚCIE to po an−

gielskiu INPUT; w katalogach napotkasz

też skrócone oznaczenie wejścia: IN lub

po prostu I. Podobnie WYJŚCIE to OUT−

PUT; w skrócie OUT lub krótko O. Ozna−

czenie GND to skrót od GROUND −

grunt, ziemia, masa. Oznaczenie ADJ to

skrót od ADJUST − dostrajać.

Czy nie zastanawiasz się, czym różnią

się stabilizatory “dodatnie” od “ujem−

Dla ułatwienia życia

konstruktorom, w czterech

grupach stabilizatorów

trzykońcówkowych przyjęto

standardowy układ wyprowa−

dzeń.

Rys. 1. “Dinozaury”.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/96

odr

Podr

ęczny por

Każde urządzenie elektroniczne musi

być zasilane. Oprócz baterii czy transfor−

matora z prostownikiem i filtrem, po−

trzebny jest zazwyczaj stabilizator napię−

cia. Na rysunku 1

odręczny por

ęczny poradnik elektronika

adnik elektronika

Rys. 2. Sposoby uzyskiwania napięć symetrycznych.

rysunku 2a − wymaga to jednak

dwóch oddzielnych uzwojeń transforma−

tora. Wydawałoby się więc, że wystar−

czą stabilizatory “dodatnie”. Jednak

w praktyce, do uzyskania napięć symet−

rycznych względem masy najczęściej

stosuje się transformatory z wyprowa−

dzonym punktem środkowym uzwojenia

lub prostowniki w układzie podwajacza.

I wtedy dla uzyskania napięć symetrycz−

nych względem masy wręcz konieczne

jest zastosowanie stabilizatora napięcia

ujemnego według rysunku 2b

rysunku 2a

Produkuje się natomiast wiele stabili−

zatorów o napięciu dobieranym przez

użytkownika za pomocą dwóch rezysto−

rów − układ pracy jest identyczny jak po−

przednio − porównaj rysunki 3a i 3c.

W takich stabilizatorach “dolna” koń−

cówka oznaczana jest ADJ(ust), a nie

GND. Stabilizatory takie mają zwykle pa−

rametry stabilizacji lepsze, niż stabilizato−

ry o napięciu ustalonym.

Zasada pracy takich stabilizatorów

oparta jest na “pilnowaniu” napięcia

między wyjściem, a końcówką ADJ.

W większości stabilizatorów tego typu,

jeśli nie we wszystkich, owo napięcie,

które możemy traktować jako napięcie

odniesienia (wzorcowe), wynosi 1,25V

(1,2...1,28V). Natomiast prąd, który

wpływa lub wypływa z końcówki ADJ

ma stałą wartość kilkudziesięciu mikro−

amperów. Nato−

miast w stabiliza−

torach o napięciu

ustalonym

dynamiczne stabilizatora.

Trzeba także pamiętać, że każdy trzy−

końcówkowy stabilizator to dość skom−

plikowany układ scalony, który w pew−

nych warunkach może się wzbudzić.

Z zasilacza robi się wtedy generator. Zja−

wisko to dość często występuje w kon−

strukcjach amatorów, którzy nie stosują

właściwych środków zapobiegawczych.

Co prawda niektóre stabilizatory są

bardzo stabilne i nie wymagają żadnych

dodatkowych środków zapobiegających

wzbudzeniu. Ale ponieważ różne firmy

podają różne zalecenia, nawet odnośnie

układów o takim samym oznaczeniu, dla

bezpieczeństwa powszechnie stosuje

się kondensatory C IN i C OUT o pojemnoś−

ci 10...100µF, które powinny być

umieszczone blisko stabilizatora. Gdy

duży kondensator filtrujący napięcie

z prostownika

umieszczony jest

blisko stabilizatora,

nie trzeba stoso−

wać kondensatora

C IN . Niektóre firmy

zalecają stosowa−

nie jako C IN cera−

micznego lizaczka

o pojemności 100nF, a jako C OUT elek−

trolitu o pojemności 22...100µF.

Podstawowe parametry

Parametrem nie wymagającym ko−

mentarza jest napięcie wyjściowe (stabi−

lizatory o napięciu ustalonym) lub zakres

napięć wyjściowych, w przypadku stabi−

lizatorów o napięciu dobieranym przez

użytkownika.

W stabilizatorach o napięciu ustalo−

nym, napięcie wyjściowe może różnić

się od nominalnego najwyżej o 5%, ale

zwykle odchyłka jest znacznie mniejsza.

Dla użytkownika ważnym paramet−

rem jest maksymalne napięcie wejścio−

we (stabilizatory o napięciu ustalonym)

i maksymalne napięcie różnicowe mię−

dzy wejściem a wyjściem dla stabilizato−

rów o napięciu regulowanym.

Warto wiedzieć, że stabilizatory o na−

pięciu dobieranym przez użytkownika

mogą być stosowane do stabilizacji na−

pięć dużo wyższych, niż ich dopuszczal−

ne napięcie różnicowe. Przykład pokazu−

je rysunek 4

22c.

Czy wiesz, że każdy stabilizator o na−

pięciu ustalonym może być wykorzysta−

ny do stabilizacji napięcia wyższego niż

jego napięcie nominalne, w układzie we−

dług rysunku 3a

rysunku 2b lub 2c

22c

33b. Rozwiązanie

z rysunku 3a nie jest jednak stosowane

w praktyce, ponieważ znacznie pogor−

szają się parametry stabilizacji.

rysunku 3a lub 3b

33b

prąd

Przy wszelkich stabilizatorach

trzykońcówkowych powinny

być stosowane kondensatory

zapobiegające wzbudzeniu,

umieszczone blisko końcówek

układu scalonego.

końcówki

GND

wynosi

zwykle

kilka mA.

Do poprawnej

pracy takich stabi−

lizatorów (w odróżnieniu od stabilizato−

rów o napięciu ustalonym), wymagany

jest przepływ przez stabilizator pewnego

minimalnego prądu obciążenia I Lmin ,

zwykle 2...10mA. Jeśli taki “wstępny”

prąd obciążenia będzie zbyt mały, napię−

cie na wyjściu będzie nadmiernie rosnąć.

W praktyce wystarczy właściwie dobrać

rezystory ustalające napięcie. Z podane−

go właśnie względu rezystor R1 włączo−

ny między wyjście a końcówkę Adj,

zwykle ma stosunkowo małą rezystan−

cję rzędu 220...330 W . Rezystor R2 (mię−

dzy końcówką ADJ a masą) powinien

mieć taką rezystancję, żeby uzyskać po−

trzebne napięcie wyjściowe. Często jest

to potencjometr − wtedy napięcie wy−

jściowe można w prosty sposób regulo−

wać od napięcia minimalnego (wspo−

mniane 1,2...1,28V) do pewnego napię−

cia maksymalnego zależnego od rezys−

tancji R2 i napięcia na wejściu stabiliza−

tora.

Dodatkowy kondensator o pojemnoś−

ci 10...22µF, włączony między masę

a końcówkę ADJ, poprawia parametry

Rys. 3. a,b: stabilizacja napięcia

podwyższonego; c: typowy układ

pracy stabilizatora dodatniego

rysunek 4.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/96

odr

Podr

ęczny por

nych”? W zasadzie w zasilaczu pojedyn−

czym nie ma żadnej różnicy, czy jest za−

stosowany stabilizator dodatni, czy

ujemny. Nawet napięcia symetryczne

względem masy można uzyskać stosu−

jąc dwa jednakowe stabilizatory w ukła−

dzie z rysunku 2a

rysunku 2b

rysunku 3a

rysunek 4

odręczny por

ęczny poradnik elektronika

adnik elektronika

Rys. 4. Stabilizator wyższych napięć.

wej, definiowany jako stosunek zmiany

napięcia wyjściowego do wywołującej ją

zmiany napięcia wejściowego. Niekiedy

podaje się pokrewny parametr − tłumie−

nie tętnień (100...120Hz) wyrażane

w decybelach. Poszczególne firmy

w różny sposób określają te właściwoś−

ci. W każdym razie napięcie wyjściowe

współczesnych stabilizatorów zmienia

się jedynie o kilkadziesiąt miliwoltów

przy zmianie napięcia wejściowego o kil−

kanaście woltów.

Innym ważnym parametrem jest

współczynnik stabilizacji prądowej

określany jako zmiana napięcia wyjścio−

wego powstała pod wpływem zmiany

prądu obciążenia. Jest to, inaczej mó−

wiąc, rezystancja wyjściowa stabilizatora

− wyraża się ją w mV/A lub poprostu w W

czy m W . Rezystancja wyjściowa przed−

stawionych stabilizatorów dla częstotli−

wości poniżej 1kHz wynosi zazwyczaj kil−

kadziesiąt miliomów lub jeszcze mniej.

Oznacza to, że przy zmianie prądu o 1A,

napięcie obniży się nie więcej niż o kilka−

dziesiąt miliwoltów.

Spadek napięcia na

stabilizatorze

Kolejnym bardzo ważnym paramet−

rem jest minimalny spadek napięcia mię−

dzy wejściem a wyjściem stabilizatora,

przy którym stabilizator jeszcze popra−

wnie pracuje. W literaturze angielskoję−

zycznej nazywa się on Dropout Voltage

i jest oznaczany U DO .

Stabilizator napięcia pracuje zazwy−

czaj w układzie jak na rysunku 6a

w napięciu tym występuje składowa

zmienna, czyli tętnienia (o częstotliwości

50Hz przy prostowniku jednopołówko−

wym, i 100Hz przy prostowniku pełno−

okresowym) o wartości zależnej od po−

jemności kondensatora filtrującego i prą−

du obciążenia I L .

W najgorszych warunkach, czyli przy

obniżonym o 10% napięciu sieci energe−

tycznej i maksymalnym prądzie obciąże−

nia, chwilowe napięcie na wejściu stabi−

lizatora U IN musi być wyższe od potrzeb−

nego napięcia wyjściowego U OUT o na−

pięcie niezbędne do poprawnej pracy

stabilizatora, jak pokazano to na rysunku

Kolejnym istotnym parametrem jest

maksymalny prąd wyjściowy. Każdy sta−

bilizator zawiera obwody ograniczające

prąd do pewnej ustalonej wartości. Nale−

ży zawsze pamiętać, że podany prąd

maksymalny to pewna umowna wartość

katalogowa. W rzeczywistości maksy−

malny użyteczny prąd może być inny:

zdecydowanie większy przy niskich tem−

peraturach struktury, a niższy przy du−

żych napięciach między wejściem a wy−

jściem. Rysunek 5

rysunku

66b. To minimalne napięcie U IO nie może

być mniejsze od podanego w katalogu

napięcia U DO .

Należy przy tym pamiętać, że chodzi

o najniższe napięcie wejściowe chwilo−

we , a nie o średnie napięcie wskazywa−

ne przez woltomierz napięcia stałego −

dlatego należy napięcie tętnień spraw−

dzić oscyloskopem.

Jeśli napięcie wejściowe zbytnio się

obniży, to stabilizator przestanie spełniać

swą funkcję i na jego wyjściu pojawią się

duże tętnienia, w praktyce równe tętnie−

niom na wejściu.

Najprościej jest przyjąć, że minimalne

napięcie U IO zapewniające poprawną

pracę stabilizatora w pełnym zakresie

prądu obciążenia, wynosi 3V. To założe−

nie jest prawdziwe dla praktycznie

wszystkich stabilizatorów. Istnieją jed−

nak typy stabilizatorów (oznaczane w ka−

talogach LDO − Low Drop Out, mogące

pracować już przy napięciu U DO rzędu

0,2...1V. Póki co, stabilizatory takie są

droższe i trudniej osiągalne, ale z upły−

wem czasu stają się coraz bardziej popu−

larne.

Rysunek 5 pozwala określić

maksymalny prąd I L , jaki można pobrać

z bodaj najczęściej używanych stabiliza−

torów rodziny 78XX o prądzie nominal−

nym 1A, w zależności od napięcia mię−

dzy wejściem a wyjściem. Z jednej stro−

ny ograniczeniem jest tu minimalna war−

tość napięcia między wejściem a wy−

jściem U DO , przy której stabilizator jesz−

cze poprawnie pracuje (wynosząca

zwykle około 2V), z drugiej strony naj−

większe dopuszczalne napięcie wejści−

we U IN , wynoszące zwykle 35V, a przy

kostkach na napięcie wyjściowe ponad

18V − 40V. Trzeba pamiętać, że podana

na rysunku 5 temperatura, to temperatu−

ra struktury (która jest zawsze wyższa od

temperatury otoczenia), wobec czego

w praktyce nominalny prąd można po−

brać tylko wtedy, gdy napięcie między

wejściem a wyjściem nie przekracza

10...12V.

Charakterystyki innych trzykońcówko−

wych stabilizatorów mają podobny prze−

bieg, tyle, że w zależności od wersji

i obudowy, inne są wartości elementów

w obwodzie zabezpieczenia i inny jest

prąd maksymalny (od 100mA...10A).

Istotnym parametrem stabilizatora

jest współczynnik stabilizacji napięcio−

Rysunek 5

rysunku 6a.

Przy wyborze transformatora, kon−

densatora filtru i stabilizatora należy

zwrócić uwagę, że napięcie na wejściu

stabilizatora − U IN , zmienia się w zależ−

ności od zmian napięcia sieci energe−

tycznej i prądu obciążenia I L ; ponadto

rysunku 6a

Piotr Górecki

Rys. 5. Maksymalny prąd obciążenia

w funkcji napięcia wejście−wyjście

układów 78XX.

Rys. 6. Napięcia w praktycznym układzie zasilacza.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/96

odr

Podr

ęczny por

6 6b

Piotr Górecki

odręczny por

ęczny poradnik elektronika

adnik elektronika

Prąd spoczynkowy

Dla praktyka ważnym parametrem

stabilizatorów na napięcie ustalone jest

prąd spoczynkowy pobierany przez sam

stabilizator. Zazwyczaj prąd ten wynosi

3...6mA, ale w przypadku wspomnia−

nych stabilizatorów LDO (o których wię−

cej dowiesz się z dalszej części artykułu)

przy małych napięciach U IO prąd spo−

czynkowy może wzrastać nawet do

100mA. Zobacz jak to wygląda na rysun−

rysun−

ku 7a, który pokazuje prąd pobierany

przez sam stabilizator typu L4940 przy

różnych prądach pracy i napięciach U DO .

Przyczyna jest prosta − jak pokazuje rysu−

Rys. 8. Dobór powierzchni radiatora.

rysu−

lach wartości Rthjc poszczególnych kos−

tek. Na razie nie będziesz z nich korzys−

tał, problem wytłumaczę Ci prościej.

Zauważ mianowicie, że kostki

umieszczone w takiej samej obudowie

(np. TO−220) mają różną maksymalną

moc strat. Po prostu kryształ krzemu nie

ma idealnego kontaktu termicznego

z metalową wkładką radiatorową obudo−

wy. Jakość tego połączenia termicznego

zależy głównie od zastosowanej techno−

logii produkcji.

Podana w katalogach maksymalna

moc strat (P max lub P tot ) mierzona jest

przy wręcz idealnym chłodzeniu, a więc

świadczy ona o wspomnianej rezystancji

termicznej między złączem a obudową.

Zapamiętaj raz na zawsze, że w prak−

tyce stosujemy radiatory dalekie od idea−

łu, więc nigdy nie można odprowadzić

do otoczenia tyle mocy (w postaci ciepła)

ile podano w katalogu. Przyjmij, że przy

przeciętnym radiatorze możesz stracić

co najwyżej 40...70% podanej w katalo−

gu maksymalnej mocy strat.

Praktyczną pomocą w doborze radia−

tora w postaci płaskiego, kwadratowego

kawałka zwykłej blachy aluminiowej

o grubości 2...3mm, będzie rysunek 8

Rys. 7a. Prąd pobierany przez

stabilizator ???.

nek 7b, szeregowym elementem regula−

cyjnym jest w takim stabilizatorze tran−

zystor PNP, który dla osiągnięcia małego

napięcia UCE (napięcia nasycenia) wy−

maga znacznego prądu bazy.

Moc strat

Poważnym ograniczeniem występują−

cym przy stosowaniu stabilizatorów, są

straty mocy. Pamiętaj, że na każdym pra−

cującym stabilizatorze wydziela się

w postaci ciepła moc strat, którą można

obliczyć mnożąc napięcie między we−

jściem a wyjściem stabilizatora przez

płynący przezeń prąd obciążenia:

P = U IO × I L

Zapamiętaj, że kostka w małej plasti−

kowej obudowie TO−92 może rozproszyć

około 500mW, a TO−220 bez radiatora −

około 1W mocy strat. Można więc

w przybliżeniu przyjąć, że przy prądach

powyżej 100mA należy stosować radia−

tor.

Bez radiatora, lub jeśli użyty radiator

będzie za mały, ciepło nie będzie należy−

cie odprowadzane: temperatura struktu−

ry wzrośnie do +150°C. Wtedy wbudo−

wane zabezpieczenie ograniczy prąd

i zmniejszy napięcie wyjściowe tak, żeby

temperatura struktury nie przekroczyła

wartości granicznej. Co gorsza, użytkow−

nik nie będzie wiedział o takim ograni−

czeniu napięcia i może długo zastana−

wiać się, dlaczego jego układ po pew−

nym czasie zaczyna wariować, a po wy−

łączeniu zasilania i ”odpoczynku” znów

pracuje poprawnie.

Właściwie dobrany radiator jest ko−

nieczny również ze względu na nieza−

wodność − awaryjność półprzewodników

rośnie radykalnie ze wzrostem tempera−

tury.

Ale nawet z najlepszym radiatorem

układ w obudowie TO−220 nie jest

w stanie rozproszyć więcej niż 5...30W.

Zależy to głównie od tak zwanej rezys−

tancji termicznej między strukturą, gdzie

wydziela się ciepło, a obudową (Rthjc)

oraz od rezystancji termicznej zastoso−

wanego radiatora (Rthra). Szczegóły opi−

szę Ci kiedyś w artykule o radiatorach,

ale już teraz awansem podaję Ci w tabe−

Rys. 7b. Typowy układ stabilizatora

LDO.

rysunek 8,

pokazujący orientacyjnie, jakie wymiary

(długość boku w cm) i powierzchnię (w

cm 2 ) powinien mieć taki radiator. Oczy−

wiście dotyczy to tylko stabilizatorów

w obudowach większej mocy, np. TO−

220, czy TO−3, a nie wersji w miniaturo−

wej plastikowej obudowie TO−92 czy

obudowie do montażu powierzchniowe−

go.

Przy montażu elementów mocy, nale−

ży obowiązkowo posmarować miejsce

styku układu z radiatorem przewodzącą

ciepło pastą silikonową.

Rozważ przykład:

W Twoim układzie maksymalny prąd

obciążenia wynosi 1,2A. Przy takim prą−

dzie, woltomierzem napięcia stałego

zmierzyłeś napięcie między wejściem

a wyjściem stabilizatora. Wynosi ono

10V. W takich warunkach w stabilizato−

rze wydziela się 1Ax10V = 10W mocy

strat. Zastosowany stabilizator typu

7805 ma prąd maksymalny, zgodnie z ry−

sunkiem 5, ponad 1A i maksymalną moc

rysunek 8

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/96

odr

Podr

ęczny por

rysun−

ku 7a

nek 7b

odręczny por

ęczny poradnik elektronika

adnik elektronika

lanych z akumulatorów i baterii, gdzie

pozwalają wykorzystać praktycznie całą

pojemność baterii. Zwykły stabilizator

z napięciem U DO rzędu 2V wymagałby al−

bo zastosowania o jednego ogniwa wię−

cej, albo nie pozwoliłby wykorzystać ca−

łej pojemności baterii. Ale nie ma róży

bez kolców.

Jak Ci wspomniałem, w zastosowa−

niach bateryjnych istotny jest prąd spo−

czynkowy I Q pobierany przez sam stabili−

zator. Trzeba pamiętać, że starsze stabili−

zatory typu LDO, które są wymienione

w ściągawce, mają wprawdzie małe na−

pięcie U DO , ale przy takim napięciu mię−

dzy wejściem a wyjściem, pobierają

zwykle kilkadziesiąt lub więcej miliampe−

rów prądu. Związane to jest z budową

stabilizatora − elementem regulacyjnym

stabilizatorów dodatnich jest tam zwykle

tranzystor PNP, który przy pracy w za−

kresie nasycenia wymaga znacznego

prądu bazy, płynącego od plusa zasilania

do masy (porównaj rysunek 7). Nie ma to

znaczenia w urządzeniach samochodo−

wych korzystających z potężnego aku−

mulatora, ale przy współpracy z niewiel−

kimi bateriami może być poważnym

ograniczeniem.

Ostatnio pojawiły się specjalizowane,

nowoczesne stabilizatory na napięcia

3...10V, przeznaczone dla techniki moto−

ryzacyjnej, do komputerów zasilanych

napięciem 3,3V oraz do urządzeń łącz−

ności, na przykład telefonii komórkowej,

w których elementem regulacyjnym jest

tranzystor polowy − MOSFET P; prąd

spoczynkowy takiego stabilizatora jest

stały i wynosi kilka...kilkudziesiąt mikro−

amperów. Są to niemal idealne stabiliza−

tory, mają rzeczywiście rewelacyjne pa−

rametry, ale dla przeciętnego hobbysty

są jednak na razie zbyt drogie i trudno

dostępne. Nie znalazły się one w na−

szych wykazach, mają bowiem inny

układ wyprowadzeń.

Na rysunku 9

Rys. 9. Stabilizator LDO z elementów dyskretnych.

strat równą 20W. Może więc śmiało pra−

cować w podanych warunkach. Powi−

nieneś tylko zgodnie z rysunkiem 8 do−

brać odpowiedni radiator. Przy mocy

10W powinien on mieć powierzchnię

około 100cm 2 . Zastosuj więc blachę alu−

miniową o grubości 2...3mm i wymia−

rach około 10x10cm. Układ powinien

być przykręcony mniej więcej na środku

tego radiatora, a sam radiator ma być

umieszczony pionowo.

Podany przykład jest trochę sztuczny,

ponieważ zastosowanie transformatora,

który przy prądzie maksymalnym daje

napięcie o 10V większe od potrzebnego

napięcia wyjściowego, jest ewidentnym

błędem. Należy zastosować transforma−

tor, który przy prądzie maksymalnym

i napięciu sieci obniżonym o 10% do−

starczy napięcia o 3...4V większego niż

potrzebne napięcie wyjściowe.

Ale opisana sytuacja może mieć miej−

sce np. w samochodzie, gdzie w czasie

jazdy napięcie akumulatora jest bliskie

15V, a stabilizator ma zmniejszyć je do

5V.

Najpopularniejsze układy

scalone

Obecnie najczęściej używane są sta−

bilizatory napięć dodatnich serii 78XX

i ujemnych − 79XX, gdzie dwie ostatnie

cyfry XX określają napięcie wyjściowe.

Dodatkowa litera w środku oznaczenia

informuje o maksymalnym prądzie pra−

cy: L − 0,1A, M − 0,5A, bez litery − 1A lub

1,5A, S − 2A, T − 3A. Przykładowo

KIA78M12 ma napięcie wyjściowe 12V

i prąd do 0,5A, L7805 ma napięcie wy−

jściowe 5V i prąd 1A, LM79L15 − 15V,

0,1A (ale 7852 ma napięcie 5,2V, a 7885

− 8,5V). Litery na początku oznaczenia

wskazują producenta, i mogą być pomi−

nięte. Niektórzy wytwórcy stosują też

dalsze litery na końcu oznaczenia wska−

zujące na zakres temperatur pracy i do−

kładność, jednak dla hobbysty nie ma to

większego znaczenia.

Warto wiedzieć, że prąd spoczynko−

wy takich stabilizatorów jest prawie jed−

nakowy dla wszystkich wersji, nawet

wersji L, i wynosi około 4...5mA. Może

to być krytycznym parametrem w ukła−

dach bateryjnych i wtedy jedynym dob−

rym wyjściem jest rozejrzenie się za no−

woczesnym stabilizatorem z prądem

spoczynkowym rzędu mikroamperów.

Spośród stabilizatorów o napięciu do−

bieranym przez użytkownika najczęściej

używane są stabilizatory LM317 (napię−

cia dodatnie) i LM337 (napięcia ujemne).

Przy większych prądach także LM350.

Dziś praktycznie nie używa się już

w popularnym sprzęcie stabilizatorów

w drogich, metalowych obudowach TO−

3, a tylko plastikowych TO−220 i TO−92.

Coraz częściej spotyka się też elementy

do montażu powierzchniowego.

Stabilizatory LDO

Jak Ci wspomniałem, coraz większą

popularnością cieszą się stabilizatory ty−

pu Low Drop Out (LDO). Stosowane są

przede wszystkim w urządzeniach zasi−

rysunku 9 znajdziesz dwa przykła−

dy realizacji prostego stabilizatora typu

LDO. Jest to jedyny praktyczny układ, ja−

ki niekiedy warto jeszcze zbudować

z elementów dyskretnych w przypadku,

gdy występują trudności z zakupem sca−

Rys. 10. Źródła prądowe.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/96

odr

Podr

ęczny por

rysunku 9

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: