Tous les équipements électroniques modernes sont construits sur des éléments sensibles à l'alimentation électrique. Non seulement le bon fonctionnement, mais aussi les performances des circuits dans leur ensemble en dépendent. Par conséquent, tout d'abord, les appareils électroniques sont équipés de stabilisateurs fixes avec une petite chute de tension. Ils sont fabriqués sous la forme de circuits intégrés, qui sont produits par de nombreux fabricants à travers le monde.
Qu'est-ce qu'un régulateur de tension à faible chute ?
Sous le stabilisateur de tension (SN), comprenez un tel dispositif, dont la tâche principale est de maintenir un certain niveau constant de tension sur la charge. Tout stabilisateur a une certaine précision d'émission d'un paramètre, qui est déterminée par le type de circuit et les composants qu'il contient.
En interne, le MV ressemble à un système fermé, où en mode automatique la tension de sortie est ajustée proportionnellement à la référence (référence), qui est générée par une source spéciale. Ce typeles stabilisants sont appelés compensatoires. Dans ce cas, l'élément de contrôle (RE) est un transistor - un bipolaire ou un travailleur de terrain.
L'élément de régulation de tension peut fonctionner dans deux modes différents (déterminés par le schéma de construction):
- actif;
- clé.
Le premier mode implique un fonctionnement continu du RE, le second un fonctionnement en mode pulsé.
Où est utilisé le stabilisateur fixe ?
Les équipements radio-électroniques de la génération moderne se caractérisent par la mobilité à l'échelle mondiale. Les systèmes d'alimentation des appareils sont construits sur l'utilisation de sources de courant principalement chimiques. La tâche des développeurs dans ce cas est d'obtenir des stabilisateurs avec de petits paramètres globaux et le moins possible de pertes d'électricité sur eux.
Les CH modernes sont utilisés dans les systèmes suivants:
- installations de communication mobile;
- ordinateurs portables;
- piles du microcontrôleur;
- caméras de sécurité hors ligne;
- systèmes et capteurs de sécurité autonomes.
Pour résoudre les problèmes d'alimentation de l'électronique stationnaire, des régulateurs de tension avec une petite chute de tension dans un boîtier avec trois bornes de type KT (KT-26, KT-28-2, etc.) sont utilisés. Ils servent à créer des circuits simples:
- chargeurs;
- alimentation électrique domestique;
- équipement de mesure;
- systèmes de communication;
- équipement spécial.
Que sont les SN de type fixe ?
Tous les stabilisateurs intégrés (inclus dansqui incluent les fixes) sont divisés en deux groupes principaux:
- Stabilisateurs hybrides à faible chute de tension (HID).
- Microcircuits à semi-conducteurs (ISN).
SN du premier groupe est réalisée sur des circuits intégrés et des éléments semi-conducteurs sans boîtier. Tous les composants du circuit sont placés sur un substrat diélectrique, où des conducteurs de connexion et des résistances sont ajoutés en appliquant des films épais ou minces, ainsi que des éléments discrets - résistances variables, condensateurs, etc.
Structurellement, les microcircuits sont des dispositifs complets dont la tension de sortie est fixe. Ce sont généralement des stabilisateurs avec une faible chute de tension de 5 volts et jusqu'à 15 V. Des systèmes plus puissants sont construits sur de puissants transistors sans cadre et un circuit de commande (faible puissance) basé sur des films. Le circuit peut faire passer des courants jusqu'à 5 ampères.
Les microcircuits ISN sont réalisés sur une seule puce, car ils sont de petite taille et de faible poids. Par rapport aux microcircuits précédents, ils sont plus fiables et moins chers à fabriquer, bien qu'ils soient inférieurs au GISN en termes de paramètres.
Les SN linéaires à trois broches appartiennent à l'ISN. Si vous prenez la série L78 ou L79 (pour les tensions positives et négatives), elles sont alors divisées en microcircuits avec:
- Courant de sortie faible d'environ 0,1 A (L78L).
- Courant moyen, environ 0,5A (L78M).
- Courant élevé jusqu'à 1,5 A (L78).
Principe de fonctionnement du régulateur linéaire à faible décrochagetension
La structure typique du stabilisateur se compose de:
- Référence de tension.
- Signal d'erreur du convertisseur (amplificateur).
- Un diviseur de signal et un élément régulateur montés sur deux résistances.
Étant donné que la valeur de la tension de sortie dépend directement des résistances R1 et R2, ces dernières sont intégrées au microcircuit et on obtient un CH avec une tension de sortie fixe.
Le fonctionnement d'un régulateur de tension à faible chute est basé sur le processus de comparaison de la tension de référence avec celle qui est sortie. Selon le niveau d'écart entre ces deux indicateurs, l'amplificateur d'erreur agit sur la grille du transistor de puissance en sortie, recouvrant ou ouvrant sa transition. Ainsi, le niveau réel d'électricité à la sortie du stabilisateur différera peu du nominal déclaré.
Également dans le circuit, il y a des capteurs pour la protection contre la surchauffe et les courants de surcharge. Sous l'influence de ces capteurs, le canal du transistor de sortie est complètement bloqué et il cesse de faire passer du courant. En mode arrêt, la puce ne consomme que 50 microampères.
Circuits de régulateur à faible décrochage
Le microcircuit stabilisateur intégré est pratique car il contient tous les éléments nécessaires. Son installation sur la carte nécessite l'inclusion de condensateurs de filtrage uniquement. Ces derniers sont conçus pour éliminer les interférences provenant de la source de courant et de la charge, comme le montre la figure.
En ce qui concerne les CH de la série 78xx et l'utilisation de condensateurs shunt au tantale ou en céramique pour l'entrée et la sortie, la capacité de ces derniers doit être comprise entre 2 uF (entrée) et 1 uF (sortie) à toutes les valeurs de tension et de courant admissibles. Si vous utilisez des condensateurs en aluminium, leur valeur ne doit pas être inférieure à 10 microfarads. Connectez les éléments aussi près que possible des broches du microcircuit.
Dans le cas où il n'y a pas de stabilisateur de tension avec une petite chute de tension de la valeur souhaitée, vous pouvez augmenter la valeur de CH d'une plus petite à une plus grande. En augmentant le niveau d'électricité à la borne commune, il est augmenté de la même quantité à la charge, comme indiqué sur le schéma.
Avantages et inconvénients des régulateurs linéaires et à découpage
Les circuits intégrés à action continue (SN) présentent les avantages suivants:
- Réalisés dans un petit paquet, ce qui permet de les placer efficacement sur l'espace de travail du PCB.
- Ne nécessite pas l'installation d'éléments réglementaires supplémentaires.
- Fournit une bonne stabilisation des paramètres de sortie.
Les inconvénients incluent un faible rendement, ne dépassant pas 60 %, associé à une chute de tension aux bornes de l'élément de commande intégré. Avec une puissance élevée du microcircuit, il est nécessaire d'utiliser un radiateur de refroidissement à cristal.
Les régulateurs de tension à découpage avec une petite chute sont considérés comme plus productifstension de champ, dont l'efficacité est d'environ 85%. Ceci est obtenu grâce au mode de fonctionnement de l'élément de régulation, dans lequel le courant le traverse par impulsions.
Les inconvénients du circuit CH pulsé incluent:
- Complexité de la conception schématique.
- Présence de bruit impulsif.
- Faible stabilité du paramètre de sortie.
Certains circuits de régulateur de tension linéaire
En plus de l'utilisation ciblée des microcircuits comme CH, il est possible d'étendre leur champ d'application. Certaines variantes de tels circuits basés sur le circuit intégré L7805.
Activer les stabilisateurs en mode parallèle
Pour augmenter le courant de charge, les CH sont connectés en parallèle les uns aux autres. Pour assurer le fonctionnement d'un tel circuit, une résistance supplémentaire de faible valeur y est installée entre la charge et la sortie du stabilisateur.
Stabilisateur de courant basé sur CH
Certaines charges doivent être alimentées par un courant constant (stable), par exemple une chaîne de LED.
Schéma de contrôle de la vitesse du ventilateur dans l'ordinateur
Le régulateur de ce type est conçu de telle manière que lorsqu'il est initialement allumé, le refroidisseur reçoitle tout 12 V (pour sa promotion). De plus, à la fin de la charge du condensateur C1 avec une résistance variable R2, il sera possible d'ajuster la valeur de la tension.
Conclusion
Lors de l'assemblage d'un circuit à l'aide d'un régulateur de tension à faire soi-même avec une faible chute de tension, il est important de considérer que certains types de microcircuits (construits sur des transistors à effet de champ) ne peuvent pas être soudés avec un fer à souder ordinaire directement à partir d'un réseau 220 V sans mise à la terre du boîtier. Leur électricité statique peut endommager l'élément électronique !
