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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Aplicación de estabilizadores de tensión integrados KR142. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protectores contra sobretensiones Los microcircuitos de la serie KR142 han encontrado una amplia aplicación en los diseños de radioaficionados. Todos ellos tienen un diseño casi idéntico y contienen un dispositivo de protección del circuito de carga incorporado. Se diferencian únicamente en la corriente de salida máxima y la tensión de salida nominal, que tiene uno de los siguientes valores: 5, 6, 9, 12, 15, 20, 24 y 27 V. Presentamos a su atención una selección de circuitos de varios estabilizadores de voltaje, fabricados con estos microcircuitos. Estabilizador de voltaje protegido contra daños a los condensadores por la corriente de descarga. Si hay un condensador grande en el circuito de salida MV, a veces es necesario tomar medidas para proteger el microcircuito, es decir, evitar que el condensador se descargue a través de sus circuitos. El hecho es que los condensadores con una capacidad de hasta 10 µF o más, generalmente utilizados en los circuitos de alimentación de dispositivos, tienen una resistencia interna baja, por lo tanto, en caso de un cierre de emergencia de un circuito en particular del dispositivo, un Se produce un pulso de corriente, cuyo valor puede alcanzar decenas de amperios. Y aunque este impulso dura muy poco, su energía puede ser suficiente para destruir el microcircuito. La energía del pulso depende de la capacitancia del condensador, el voltaje de salida y la velocidad de su disminución. Para proteger el microcircuito contra daños en tales casos, se utilizan diodos. En un dispositivo fabricado como se muestra en la Fig. En el diagrama 2.10, el diodo VD1 protege el microcircuito DA1 de la corriente de descarga del condensador C2, y el diodo VD2 protege de la corriente de descarga del condensador C3 cuando hay un cortocircuito en la entrada CH. Los más adecuados para su uso en estabilizadores son los condensadores de óxido de tantalio, que tienen (por supuesto, con la capacitancia requerida) baja impedancia incluso a altas frecuencias: aquí un condensador de tantalio con una capacidad de 1 μF equivale a un condensador de óxido de aluminio con una capacidad de aproximadamente 25 μF.
MV con conmutación escalonada Las funciones del elemento de "conmutación" en este dispositivo las realiza el transistor VT1 (Fig. 2.11). En el momento en que se enciende la alimentación, el condensador C3 comienza a cargarse, por lo que el transistor está abierto y pasa por alto el brazo inferior del divisor R1, R2. A medida que el condensador se carga a través de la resistencia R3, el transistor se cierra, el voltaje en el pin 8 de DA1 y, por lo tanto, en la salida del dispositivo aumenta y, después de un tiempo, el voltaje de salida alcanza el nivel especificado. La duración del establecimiento del voltaje de salida depende de la constante de tiempo del circuito R3, C3.
MV con tensión de salida de mayor estabilidad Como puede verse en el diagrama de la Fig. 2.12, la diferencia entre este CH y los comentados anteriormente (excepto por la ausencia de diodos protectores y condensador C3) radica en la sustitución de la resistencia R2 por un diodo zener VD1. Este último mantiene un voltaje más estable en el pin 8 del chip DA1 y, por lo tanto, reduce aún más las fluctuaciones de voltaje en la carga. La desventaja del dispositivo es la imposibilidad de ajustar suavemente el voltaje de salida (solo se puede cambiar seleccionando el diodo Zener VD1).
MT con tensión de salida regulable de 0 a 10 V En la Fig. La Figura 2.13 muestra un diagrama de un dispositivo cuyo voltaje de salida se puede ajustar de 0 a 10 V. El valor requerido se establece con una resistencia variable R2. Cuando su motor está instalado en la posición inferior (según el diagrama) (la resistencia está completamente retirado del circuito), el voltaje en el pin 8 DA1 tiene una polaridad negativa, por lo tanto el voltaje de salida CH es 0. A medida que el control deslizante de esta resistencia se mueve hacia arriba, el voltaje negativo en el pin 8 del IC disminuye y, con cierta resistencia, se vuelve igual al voltaje de salida del microcircuito. Con un aumento adicional en la resistencia de la resistencia, el voltaje de salida CH aumenta de 0 al valor máximo. La desventaja del circuito es la necesidad de una fuente de voltaje externa de -10 V.
CH con transistores de control externo Los microcircuitos 142EN5, 142EN8, 142EN9, según el tipo, pueden suministrar a la carga una corriente de hasta 1,5...3 A. Sin embargo, su funcionamiento con la corriente de carga máxima no es deseable, ya que requiere el uso de disipadores de calor eficaces. (la temperatura de funcionamiento permitida del cristal es más baja que la de la mayoría de los transistores de potencia). En tales casos, es posible facilitar el funcionamiento del microcircuito conectándole un transistor de control externo. El diagrama esquemático de la versión básica del SN con un transistor de control externo se muestra en la Fig. 2.14. Con una corriente de carga de hasta 180...190 mA, la caída de voltaje a través de la resistencia R1 es pequeña y el dispositivo funciona igual que sin un transistor. A corrientes más altas, esta caída de voltaje alcanza 0,6...0,7 V y el transistor VT1 comienza a abrirse, limitando así un mayor aumento de corriente a través del chip DA1. Mantiene la tensión de salida en un nivel determinado, como en una conexión típica: cuando aumenta la tensión de entrada, disminuye la corriente de entrada y, por tanto, la tensión de la señal de control en la unión del emisor del transistor VT1, y viceversa. Al utilizar un SN de este tipo, debe tenerse en cuenta que la diferencia mínima entre los voltajes de entrada y salida debe ser igual a la suma de la caída mínima de voltaje en el microcircuito utilizado y el voltaje del transistor de control. También es necesario tener cuidado de limitar la corriente a través de este transistor, ya que cuando se produce un cortocircuito en la carga, puede exceder la corriente a través del microcircuito un número de veces igual al coeficiente de transferencia de corriente estática del transistor y alcanzar 20 A o aún más. En la mayoría de los casos, dicha corriente es suficiente para destruir no solo el transistor de control, sino también la carga. Los diagramas de posibles opciones de MT con limitación de corriente a través de un transistor regulador se muestran en la Fig. 2.15, 2.16, 2.17. En el primero de ellos, este problema se soluciona conectando en paralelo a la unión del emisor del transistor VT1 dos diodos VD1, VD2 conectados en serie, que se abren si la corriente de carga supera los 7 A. El estabilizador continúa funcionando con algún aumento adicional. en la corriente, pero tan pronto como alcanza los 8 A, se activa el sistema de protección contra sobrecarga del chip. La desventaja de la opción considerada es la fuerte dependencia de la corriente de respuesta del sistema de protección de los parámetros del transistor y los diodos (puede debilitarse significativamente si se garantiza el contacto térmico entre los cuerpos de estos elementos). Este inconveniente se manifiesta mucho menos en otro estabilizador (fig. 2.16). Si asumimos que el voltaje en la unión del emisor del transistor VT1 y el voltaje directo del diodo VD1 son aproximadamente iguales, entonces la distribución de corriente entre el microcircuito DA1 y el transistor de control depende de la relación de los valores de resistencia de las resistencias R2. y R1. Con una corriente de salida baja, la caída de voltaje entre la resistencia R2 y el diodo VD1 es pequeña, por lo que el transistor VT1 está cerrado y solo funciona el microcircuito. A medida que aumenta la corriente de salida, esta caída de voltaje aumenta, y cuando alcanza 0,6...0,7 V, el transistor comienza a abrirse y comienza a fluir cada vez más corriente a través de él. Al mismo tiempo, el microcircuito mantiene el voltaje de salida en un nivel determinado por su tipo: a medida que aumenta el voltaje, su elemento regulador se cierra, reduciendo así la corriente que fluye a través de él, y la caída de voltaje en el circuito R2, VD1 disminuye. Como resultado, la caída de voltaje a través del transistor de control VT1 aumenta y el voltaje de salida disminuye.
Si la tensión en la salida de MT disminuye, el proceso de regulación avanza en la dirección opuesta. La introducción de la resistencia R1 en el circuito emisor del transistor VT1, que aumenta la estabilidad del voltaje (evita su autoexcitación), requiere un aumento en el voltaje de entrada. Al mismo tiempo, cuanto mayor es la resistencia de esta resistencia, menos depende la corriente de respuesta de sobrecarga de los parámetros del transistor VT1 y del diodo VD1. Sin embargo, a medida que aumenta la resistencia de la resistencia, aumenta la potencia disipada en ella, como resultado de lo cual la eficiencia disminuye y las condiciones térmicas del dispositivo se deterioran. Autor: Semyan A.P.
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