Todos los equipos electrónicos modernos están construidos sobre elementos que son sensibles al suministro eléctrico. De él depende no sólo el correcto funcionamiento, sino también el rendimiento de los circuitos en su conjunto. Por lo tanto, en primer lugar, los dispositivos electrónicos están equipados con estabilizadores fijos con una pequeña caída de voltaje. Están hechos en forma de circuitos integrados, que son producidos por muchos fabricantes de todo el mundo.
¿Qué es un regulador de voltaje de caída baja?
Bajo el estabilizador de voltaje (SN) entienda un dispositivo de este tipo, cuya tarea principal es mantener un cierto nivel constante de voltaje en la carga. Cualquier estabilizador tiene cierta precisión en la emisión de un parámetro, que está determinado por el tipo de circuito y los componentes incluidos en él.
Internamente, el MV parece un sistema cerrado, donde en modo automático el voltaje de salida se ajusta en proporción a la referencia (referencia), que es generada por una fuente especial. Este tipoLos estabilizadores se llaman compensatorios. En este caso, el elemento de control (RE) es un transistor, un bipolar o un trabajador de campo.
El elemento de regulación de voltaje puede operar en dos modos diferentes (determinados por el esquema de construcción):
- activo;
- clave.
El primer modo implica el funcionamiento continuo del RE, el segundo - funcionamiento en modo pulsado.
¿Dónde se usa el estabilizador fijo?
Los equipos radioelectrónicos de la generación moderna se caracterizan por la movilidad a escala mundial. Los sistemas de alimentación de dispositivos se basan en el uso de fuentes de corriente principalmente químicas. La tarea de los desarrolladores en este caso es obtener estabilizadores con parámetros generales pequeños y la menor pérdida de electricidad posible en ellos.
Los CH modernos se utilizan en los siguientes sistemas:
- facilidades de comunicación móvil;
- ordenadores portátiles;
- baterías del microcontrolador;
- cámaras de seguridad sin conexión;
- Sistemas y sensores de seguridad autónomos.
Para resolver los problemas de alimentación de la electrónica estacionaria, se utilizan reguladores de voltaje con una pequeña caída de voltaje en una carcasa con tres terminales tipo KT (KT-26, KT-28-2, etc.). Se utilizan para crear circuitos simples:
- cargadores;
- suministros de energía eléctrica para el hogar;
- equipo de medición;
- sistemas de comunicación;
- equipo especial.
¿Qué son los SN de tipo fijo?
Todos los estabilizadores integrales (incluidos enque incluyen los fijos) se dividen en dos grupos principales:
- Estabilizadores híbridos de voltaje de baja caída (HID).
- Microcircuitos semiconductores (ISN).
SN del primer grupo se realiza en circuitos integrados y elementos semiconductores sin paquete. Todos los componentes del circuito se colocan sobre un sustrato dieléctrico, donde se agregan conductores de conexión y resistencias mediante la aplicación de películas gruesas o delgadas, así como elementos discretos: resistencias variables, capacitores, etc.
Estructuralmente, los microcircuitos son dispositivos completos, cuyo voltaje de salida es fijo. Estos suelen ser estabilizadores con una baja caída de voltaje de 5 voltios y hasta 15 V. Los sistemas más potentes se basan en potentes transistores sin marco y un circuito de control (baja potencia) basado en películas. El circuito puede pasar corrientes de hasta 5 amperios.
Los microcircuitos ISN se realizan en un solo chip, porque son pequeños en tamaño y peso. En comparación con los microcircuitos anteriores, son más fiables y económicos de fabricar, aunque son inferiores a GISN en términos de parámetros.
Los SN lineales con tres pines pertenecen al ISN. Si toma la serie L78 o L79 (para voltajes positivos y negativos), se dividen en microcircuitos con:
- Corriente de salida baja de aproximadamente 0,1 A (L78L).
- Corriente media, alrededor de 0,5A (L78M).
- Alta corriente hasta 1,5 A (L78).
Principio de funcionamiento del regulador lineal de caída bajavoltaje
La estructura típica del estabilizador consta de:
- Referencia de tensión.
- Señal de error del convertidor (amplificador).
- Un divisor de señal y un elemento regulador ensamblados en dos resistencias.
Dado que el valor de la tensión de salida depende directamente de las resistencias R1 y R2, estas últimas se integran en el microcircuito y se obtiene un CH con una tensión de salida fija.
El funcionamiento de un regulador de voltaje de caída baja se basa en el proceso de comparar el voltaje de referencia con el que se emite. Dependiendo del nivel de discrepancia entre estos dos indicadores, el amplificador de error actúa sobre la puerta del transistor de potencia en la salida, cubriendo o abriendo su transición. Por lo tanto, el nivel real de electricidad a la salida del estabilizador diferirá poco del nominal declarado.
También en el circuito hay sensores para protección contra sobrecalentamiento y corrientes de sobrecarga. Bajo la influencia de estos sensores, el canal del transistor de salida está completamente bloqueado y deja de pasar corriente. En modo apagado, el chip consume solo 50 microamperios.
Circuitos reguladores de caída baja
El microcircuito estabilizador integrado es conveniente porque tiene todos los elementos necesarios en su interior. Instalarlo en la placa requiere la inclusión de solo condensadores de filtro. Estos últimos están diseñados para eliminar la interferencia proveniente de la fuente de corriente y la carga, como se ve en la figura.
Con respecto a los CH de la serie 78xx y el uso de capacitores de derivación de tantalio o cerámica para la entrada y la salida, la capacitancia de estos últimos debe estar dentro de 2 uF (entrada) y 1 uF (salida) en cualquier voltaje y valores de corriente permitidos. Si usa condensadores de aluminio, su valor no debe ser inferior a 10 microfaradios. Conecte los elementos lo más cerca posible de los pines del microcircuito.
En el caso de que no haya un estabilizador de voltaje con una pequeña caída de voltaje del valor nominal deseado, puede aumentar el valor nominal de CH de uno más pequeño a uno más grande. Al aumentar el nivel de electricidad en el terminal común, aumenta en la misma cantidad en la carga, como se muestra en el diagrama.
Ventajas y desventajas de los reguladores lineales y de conmutación
Los circuitos integrados de acción continua (SN) tienen las siguientes ventajas:
- Realizados en un paquete pequeño, lo que les permite colocarse de manera eficiente en el espacio de trabajo de la placa de circuito impreso.
- No requieren la instalación de elementos reguladores adicionales.
- Proporciona una buena estabilización de los parámetros de salida.
Las desventajas incluyen una baja eficiencia, que no excede el 60 %, asociada con una caída de voltaje en el elemento de control incorporado. Con una alta potencia del microcircuito, es necesario utilizar un radiador de refrigeración de cristal.
Los reguladores de voltaje de conmutación con una pequeña caída se consideran más productivosvoltaje de campo, cuya eficiencia es aproximadamente del 85%. Esto se consigue gracias al modo de funcionamiento del elemento regulador, en el que la corriente lo atraviesa en pulsos.
Las desventajas del circuito CH pulsado incluyen:
- Complejidad del diseño esquemático.
- Presencia de ruido impulsivo.
- Baja estabilidad del parámetro de salida.
Algunos circuitos reguladores de voltaje lineal
Además del uso específico de microcircuitos como CH, es posible ampliar su alcance. Algunas variantes de tales circuitos se basan en el circuito integrado L7805.
Activar estabilizadores en modo paralelo
Para aumentar la corriente de carga, los CH están conectados en paralelo entre sí. Para garantizar la operatividad de dicho circuito, se instala una resistencia adicional de pequeño valor entre la carga y la salida del estabilizador.
Estabilizador de corriente basado en CH
Hay cargas que deben alimentarse con corriente constante (estable), por ejemplo, una cadena de LED.
Esquema para controlar la velocidad del ventilador en la computadora
El regulador de este tipo está diseñado de tal manera que cuando se enciende inicialmente, el enfriador recibetodo 12 V (para su promoción). Además, al final de la carga del condensador C1 con una resistencia variable R2, será posible ajustar el valor del voltaje.
Conclusión
Al ensamblar un circuito utilizando un regulador de voltaje de bricolaje con una caída de voltaje baja, es importante tener en cuenta que algunos tipos de microcircuitos (construidos con transistores de efecto de campo) no se pueden soldar con un soldador común directamente desde una red de 220 V sin poner a tierra la carcasa. ¡Su electricidad estática puede dañar el elemento electrónico!
