Рубрики
Источники питания

Стабилизаторы напряжения с низким падением меж входом и выходом с приемкой «5»

Стабилизаторы напряжения с низким падением меж входом и выходом с приемкой «5» Владимир Алексеев Значительно сделать лучше энерго и массогабаритные характеристики источников питания

Стабилизаторы напряжения с низким падением меж входом и выходом с приемкой «5» Владимир Алексеев

Значительно сделать лучше энерго и массогабаритные характеристики источников питания может быть методом использования микросхем непрерывных стабилизаторов напряжения с низким напряжением меж входом и выходом. В статье рассматриваются разработанные ОАО «НПП «ЭлТом» микросхемы, приведены их технические свойства и электронные характеристики, рекомендуемые схемы включения.

Значительно сделать лучше энерго и массогабаритные характеристики источников питания может быть методом использования микросхем непрерывных стабилизаторов напряжения с низким напряжением меж входом и выходом.

Для низковольтной аппаратуры специального внедрения предусмотрены разработанные ОАО «НПП «ЭлТом» микросхемы 142ЕР3У, 1303ЕН1.8П, 1303ЕН2.5П, 1303ЕН3.3П, 1303ЕН5П, значительно превосходящие по своим техническим чертам обычные микросхемы предшествующего поколения, что следует из сравнительных таблиц (табл. 1 и 2).

Таблица 1. Главные характеристики для микросхем 142ЕН1 и 142ЕР3У

Тип микросхем Параметр Uвх min, В Uвх max, В Uвых min, В Uвых max, В Uпд min, В Iвых max, мА КU, %/В КI, %/А 142ЕН1 5 30 3 12 – 150 0,1 4,5 142ЕР3У 2,5 16 2 8 0,4 200 0,015 3

Таблица 2. Главные характеристики для микросхем 142ЕН5А и 1303ЕН5П1

Тип микросхем Параметр Uвх min, В Uвх max, В Uвых, В Uпд min, В Iвых max, A КU, %/В КI, %/A 142ЕН5А 7,5 15 5±0,1 2,5 3 0,05 1,0 1303ЕН5П1 5 16 5±0,15 0,6 5 0,05 0,5

Микросхемы 142ЕР3У имеют универсальное применение и обеспечивают регулировку стабилизированного напряжения в спектре 2–8 В при выходном токе до 200 мА. Стабилизирующие характеристики микросхем сохраняются при понижении напряжения (мВ) меж входом и выходом до величины

Uвх/вых(min) = 50 +1,5xIвых,

другими словами не превосходящей 400 мВ при предельнодопустимом выходном токе.

Рекомендуемая схема включения микросхемы 142ЕР3У приведена на рис. 1. Особенностью микросхемы является питание усилителя рассогласования и источника опорного напряжения стабилизированным выходным напряжением при помощи отдельного вывода 5. Такое включение позволяет восполнить падение напряжения на выводах микросхемы и соединительных проводниках и обеспечить непостоянность по входному напряжению и выходному току не ужаснее 0,015%/В и 3%/А.

Стабилизаторы напряжения с низким падением меж входом и выходом с приемкой «5»

Рис. 1. Схема включения микросхемы 142ЕР3У

Температурный уход выходного напряжения наименее 0,01%/ °С в спектре рабочих температур –60…+125 °С. Экономичность микросхемы обеспечивается малым током собственного употребления, составляющим 1–2 мА, также возможностью ее перевода в дежурный режим с током употребления 10–20 мкА методом соединения вывода 1 с общей шиной.

По мере надобности роста выходного тока выше 200 мА к микросхеме 142ЕР3У можно подключить во входную цепь работающий в режиме усилителя мощности дискретный р-n-р-транзистор либо к выходу n-p-n-транзистор — аналогично схемам усилителей мощности, рассмотренным в технической литературе [1, 2]. Не считая того, микросхемы 142ЕР3У очень отлично работают в схемах стабилизации тока в нагрузке, обеспечивая выходное динамическое сопротивление при выходном токе 10 мА до 100 кОм и 10 кОм при выходном токе до 100 мА.

Таблица 3. Электронные характеристики микросхем 142ЕР3У

Наименование параметра,
единица измерения Норма параметра 142ЕР3У Режим измерения Температура среды, °С Более Менее Опорное напряжение Uоп, В 1,22 1,26 Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА 25 1,21 1,27 –60…+125 Ток употребления, Iпот мА – 3 Uвх = 8 В, Uвых = 7,5 В, Iвых = 200 мА 25 Непостоянность опорного напряжения
по напряжению КUоп, %/В – 0,015 Uвх1 = 2,7 В, Uвх2 = 16 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА 25 0,03 –60…+125 Непостоянность опорного
напряжения по току КIоп, %/А – 3 Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В,
Iвых1 = 1 мА, Iвых2 = 200 мА 25 5 –60…+125 Температурный коэффициент
опорного напряжения αUоп, %/°С – 0,01 Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА –60…+125

Высочайшая надежность 142ЕР3У и источников питания на ее базе обеспечиваются защитой от превышения выходного тока выше 500 мА, возможностью работы на короткозамкнутую нагрузку, устойчивостью к переполюсовке входного и выходного напряжения, также защитой от перегрева кристалла выше +160 °С. Главные электронные характеристики микросхемы 142ЕР3У приведены в табл. 3 и на рис. 2. Микросхемы устойчивы к самовозбуждению при подключении конденсаторов малой емкости (значительно наименьшей, чем обычно применяемые в стабилизаторах с малым падением напряжения). Микросхемы 142ЕР3У выпускаются в компактных металлокерамических корпусах Н02.8-2В, позволяющих рассеивать мощность более 0,2 Вт при температуре среды до +125 °С.

Стабилизаторы напряжения с низким падением меж входом и выходом с приемкой «5»

Рис. 2. Зависимость малого падения напряжения от выходного тока для микросхемы 142ЕР3У

Для питания низковольтных микропроцессорных узлов с огромным током употребления предназначена серия стабилизаторов напряжения 1303ЕН-ХХ с фиксированными выходны- ми напряжениями 1,8; 2,5; 3,3 и 5,0 В с точностью его подгонки около 1%. Эти стабилизаторы обеспечивают ток в нагрузке до 5 А во всем рабочем спектре температуры среды (–60… +125 °С) при напряжении меж входом и выходом всего 0,6 В. Уменьшение выходного тока этих микросхем при эксплуатации позволяет пропорционального понизить малое падение напряжения меж входом и выходом. Микросхемы характеризуются очень высочайшими показателями стабильности, типовые значения которых равны 0,01%/В и 0,1%/А. В серии 1303 довольно верно выражена особенность всех стабилизаторов с малым падением напряжения, заключающаяся в зависимости тока употребления от выходного тока, которую нужно учесть при определении выделяющейся в микросхеме мощности. Обыденное значение тока, протекающего через нулевой вывод микросхемы, равно 1% от выходного.

Для предотвращения самовозбуждения микросхем рекомендуется использовать сочетание глиняних и танталовых конденсаторов (рис. 3).

Стабилизаторы напряжения с низким падением меж входом и выходом с приемкой «5»

Рис. 3. Схема включения микросхем 1303ЕН1.8П, 1303ЕН2.5П, 1303ЕН3.3П, 1303ЕН5П

Микросхемы серии 1303 выпускаются в корпусах КТ-28А, представляющих из себя металлокерамический аналог всераспространенного корпуса ТО-220. Типовое значение термического сопротивления кристалл-корпус составляет 5–6 °С/Вт, что позволяет рассеивать мощность около 5 Вт при установке микросхем на теплоотводящий радиатор с температурой +125 °С.

Таблица 4. Электронные характеристики микросхем серии 1303

Характеристики
и режим измерения Норма параметра Температура
среды, °С 1303ЕН1.8П 1303ЕН2.5П 1303ЕН3.3П 1303ЕН5П не
наименее не
более не
наименее не
более не
наименее не
более не
наименее не
более Выходное напряжение Uвых, В 1,75 1,85 2,43 2,57 3,2 3,4 4,85 5,15 25 Uвх = Uвых+1 В,
Iвых = 10 мА 1,73 1,87 2,4 2,6 3,15 3,45 4,77 5,23 –60…+125 Ток употребления Iпот, мА
Uвх = Uвых+1 В,
Iвых = 5 А – 85 – 85 – 85 – 85 25 Непостоянность по напряжению
КUвых, %/В – 0,05 – 0,05 – 0,05 – 0,05 25 Uвх1 = Uвых+1 В,
Uвх2 = 16 В,
Iвых = 10 мА – 0,1 – 0,1 0,1 – 0,1 –60…+125 Непостоянность по току КIвых, %/А – 0,5 – 0,5 0,5 – 0,5 25 Uвх = Uвых+1 В,
Iвых1 = 10 мА,
Iвых2 = 5 А – 1 – 1 – 1 – 1 –60…+125 Температурный коэффициент
выходного напряжения αUвых, %/ °С
Uвх = Uвых+1 В,
Iвых = 10 мА – 0,01 – 0,01 – 0,01 – 0,01 –60…+125

Устойчивость микросхем серии 1303 к аварийным режимам работы обеспечивается встроенными защитами от превышения выходного тока и перегрева кристалла выше +150 °С, переполюсовки напряжения меж входом и выходом, также блокировкой выхода при увеличении входного напряжения выше 17 В. Главные электронные характеристики микросхем серии 1303 представлены в табл. 4 и на рис.4.

Стабилизаторы напряжения с низким падением меж входом и выходом с приемкой «5»

Рис. 4. Зависимость малого падения напряжения от выходного тока микросхем 1303ЕН1.8П, 1303ЕН2.5П, 1303ЕН3.3П, 1303ЕН5П