INTEGROVANÉ STABILIZÁTORY

Jako další díl seriálu o usměrňovačích zde nabízím již dříve slíbené povídání o základních integrovaných stabilizátorech. Probereme si zde tyto hlavní typy:

78xx regulátor napětí pro kladné napětí
79xx regulátor napětí pro záporné napětí
LM317 nastavitelný regulátor napětí

Číslo, které je zde nahrazeno písmeny xx, označuje regulované výstupní napětí příslušného obvodu, např. 05, 12, 15, 24, atd. pro napětí 5, 12, 15, 24V.

Integrovaný stabilizátor 78xx (79xx pro záporné napětí) je k dostání převážně ve 3 různých pouzdrech - TO3, TO92 a TO220, viz obrázky. Kromě pouzdra se mezi sebou liší hlavně proudovou zatížitelností, v pouzdru TO3 je do 1A, TO92 do 100mA, a konečně TO220 snese zatížení proudem až 3A (pochopitelně, při dobrém chlazení).

Základní zapojení regulátoru napětí 78xx

Elektrolytické kondenzátory C1 a C4 mají kapacitu 4,7uF, dají se doporučit tantalové typy. Kondenzátory C2 a C3 jsou keramické s kapacitou kolem 100n. Je nanejvýše doporučitelné, aby byly připájeny s co nejkratšími vývody a co možná nejblíže vývodům stabilizátoru, zemnicí konec nejlépe do jednoho bodu. Vstupní filtrované napětí (v tomto případě kladné) musí být alespoň o 3 volty vyšší, než je požadované výstupní napětí.

Zapojení pro zvýšení a regulaci napětí.

Stabilizátor 78xx zde použijeme například 7805, tedy typ pro stabilizaci napětí 5V. O kondenzátorech zde platí totéž, jako v předešlém příkladu. Odpor R1 je kolem 270, viz poznámka dále. Potenciometrem R2 = 4k7 se dá nastavit požadované výstupní napětí.

Poznámka: Hodnoty odporů R1 a R2 jsou zde uvedeny pouze jako orientační. Jejich skutečné hodnoty závisí na požadovaném výstupním napětí, přičemž hodnota R1 se přibližně zvolena tak, aby jím protékal proud přibližně 2 až 5 mA. Jednoduše změřte napětí na R1 a podle Ohmova zákona zjistíte proud, hodnotu odporu pak můžete přizpůsobit.

Lepší zapojení pro získání vyššího výstupního napětí.

Ke kondenzátorům opět platí vše, co bylo uvedeno v předešlých příkladech, Zenerova dioda se volí podle požadovaného zvýšení výstupního napětí. K odporu R1 se vztahuje to, co již bylo napsáno výše. Malou změnou hodnoty odporu R1 je možno docílit jemné nastavení výstupního napětí, dochází ke změně pracovního bodu na charakteristice Zenerovy diody.

Regulovaný stabilizátor s obvodem LM317

LM317 je velmi vhodný, všestranný, nastavitelný stabilizátor napětí. Výstupní napětí je regulovatelné v rozmezí 1,2V až 37V, přiváděné vstupní napětí musí být nejméně o 1,5V vyšší, než je nejvyšší požadované výstupní napětí. Jeho maximální výstupní proud je 1A. Pro získání dalších informací o tomto zapojení doporučuji nahlédnout ZDE.

Součástky – C1 = M1, C2=10M, C3=1M, R1=240 Ohm až 1,2k, D1=1N4002.

Výstupní napětí je přibližně dáno vztahem:

U_výst = 1,25 x (1 + (R2 / R1))

z toho vychází hodnota odporu R2 pro požadované výstupní napětí U_výst

R2 = R1 x ((U_výst / 1,25) – 1)

Při nízkých výstupních napětích (méně než asi 5 V), by měl být odpor R1 zvolen s menší hodnotou.

Zapojení pro zvýšení výstupního proudu.

Integrované stabilizátory řady 78xx mohou poskytnout maximální výstupní proud 1A, v tomto zapojení se dá zvýšit použitím paralelně připojeného výkonového tranzistoru. K součástkám: C1 a C2 – zde platí vše, co bylo uvedeno u předešlých zapojení. Odpor R1 má hodnotu 4,7 ohmu, tranzistor T1 nějaký výkonový s příslušně velkým chladičem, například 2N2955 a podobné. Maximálně dosažitelný výstupní proud je až 10A, samozřejmě dle použitého tranzistoru.

Pozor, toto zapojení není odolné proti zkratu!

Zkratuvzdorná verze předešlého zapojení.

Hodnoty součástek C1, C2, R1 a T2 jsou shodné s předešlým zapojením, tranzistor T1 je typu BD136. Zkratový proud je dán I_zkrat = 0,6 / R2, odpor vybereme podle tohoto vzorce.

Zdroj stálého proudu

Stabilizátor napětí může být také použit jako zdroj konstantního proudu. Tak například použijeme obvod 7805, pak konstantní proud vypočteme podle I_k = (5 / R1) + I_GND kde I_GND je proud, který teče zemní přípojku obvodu (několik mA), konstanta 5 je katalogové pracovní napětí obvodu.

Obdobné zapojení je možné i použitím stabilizátoru LM317, kde vývod ADJ odpovídá vývodu GND stabilizátorů řady 78xx. Konstantní proud se určí podle I_k = 1,25 / R1.

Regulovatelný stabilizovaný zdroj 5 - 25V / 1A

Praktické zapojení regulovatelného zdroje napětí od 5 do 25V se zatížením do 1A přináším na dalším obrázku pro ilustraci předešlých textů.

Zpracováno podle námětu http://www.ferromel.de/