Стабилизатор напряжения на микросхеме ADP3301

Популярные линейные интеграль­ные стабилизаторы напряжения, например, серий 78Lxx, 78LRxx, 78Мхх, при максимальном выходном токе тре­буют, чтобы входное напряжение было, по крайней мере, на 1,5…2,5 В больше выходного. Если требуется стабилиза­тор с меньшей разностью напряжения, можно применить микросхемы серий 78Rxx, L88Rxx, 1117-ххх (0,2…1,5 В) или серии ADP3301-XX (0,1…0,2 В).

Основа стабилизатора (рис. 1) — микросхема ADP3301AR-5. Она, как и другие из этой серии, представ­ляет собой линейный стабилизатор напряжения. Выпускаются эти мик­росхемы в корпусе SO-8 (SOIC-8) и на несколько фиксированных выход­ных напряжений: 2,7; 3; 3,2; 3,3 и 5 В. Максимальное входное напряже­ние — 16 В, максимальная рассеи­ваемая мощность — 0,4 Вт, макси­мальный выходной ток — 0,1 А.

Рис. 1

Важная особенность микросхе­мы — наличие входа управления (вывод 5), подавая на него напряжение, можно включать и выключать стабилиза­тор. Нижняя граница напряжения вклю­чения и выключения определяется соот­ношением сопротивления резисторов R1 и R2. Для указанных на схеме сопро­тивлений напряжение включения — 4,85, выключения — 4,7 В. Эта функция мо­жет быть полезной, если питание осу­ществляется от аккумуляторной ба­тареи. Она не позволит избежать глубо­кого разряда батареи или некорректной работы подключённого к выходу стаби­лизатора устройства. Конденсаторы С1, С2, С3 обеспечивают устойчивую работу стабилизатора.

На транзисторе VT1, стабилитроне VD2 и резисторах R3, R4 собран узел, отключающий стабилизатор при повы­шенном входном напряжении. Такая возможность позволит избежать пере­грева микросхемы и её повреждения.

Для указанных на схеме номиналах ста­билизатор выключается при входном напряжении 12,2 В и более.

Диод VD1 совместно с плавкой встав­кой FU1 защищает стабилизатор и под­ключённую к нему нагрузку от не­правильной полярности питающего на­пряжения. Если такая ситуация исклю­чена, этот диод можно не устанавливать. Диоды VD3, VD4 защищают микросхему в случае, если к выходу стабилизатора будет подключён какой-либо источник напряжения, например, заряженный конденсатор, аккумуляторная батарея. Если стабилизатор будет встроен в какое-либо устройство и такая ситуация исключена, эти диоды можно также не устанавливать. При подключении стаби­лизатора непосредственно к выпрямите­лю ёмкость конденсатора на его выходе должна быть такой, чтобы пульсации вы­прямленного напряжения не превышали нескольких десятков милливольт. Воз­можно, для этого потребуется установить конденсатор С1 ёмкостью 1000 мкф.

У изготовленного экземпляра стаби­лизатора минимальное напряжение вход-выход было 123 мВ (при токе на­грузки 0,1 А), 30 мВ (при токе нагрузки 0,01 А) и 9 мВ (при токе нагрузки 1 мА). Собственный потребляемый ток покоя стабилизатора при входном напряже­нии 7,2 В — около 200 мкА. Потребляемый ток при входном напряжении 9 В составил 4,7 мА, а при входном напря­жении 19 В — 6,2 мА. Ток короткого замыкания — около 230 мА.

Все элементы (кроме плавкой встав­ки) размещены на односторонней печат­ной плате из фольгированного стекло­текстолита размерами 21×31 мм (рис. 2, вход — справа). Она была изготовлена под имеющиеся в наличии детали менее чем за пять минут без эскиза и без пред­варительной разметки, с помощью руч­ной фрезы с диаметром наконечника 0,5 мм, вращающейся на скорости около 10000 об/мин. Печатные провод­ники можно также вырезать с помощью резака, предварительно нанеся на плату их рисунок. Если на момент сборки устройства уже известны условия его эксплуатации, размеры платы можно будет уменьшить за счёт отказа от за­щитных диодов и применения конденса­торов с меньшими размерами.

Рис. 2

Диоды U1GU44 можно заменить лю­быми из серий 1N400x, КД208, КД243, КД247. Замена стабилитрона TZMC-11 — стабилитрон BZV55C-11, 1N4741А, 2С211Ц. Вместо транзистора ВС547 подойдёт любой из серии КТ3130. Если нет ограничений по высоте монтажа, не обязательно применять миниатюрный транзистор, можно установить обычный

в корпусе ТО-92 (КТ-26), TO-96S, например, из серий КТ3102, 2SC3311, 2SC2785, 2SC3199, SS9014. Конденсаторы С1, С3 — танталовые для поверхностного монтажа, учтите, что у большин­ства из них полоса обозначает плюсовой вывод, если явно не указано иное. Конденсатор С2 и резисторы — для поверхностно­го монтажа типоразмеров 0805, 1206. Для возможной доработки устройства на плате (рис. 2) установлены две КЗ-перемычки (R00 и 0) для поверхностного монтажа (на схеме не показаны).

При работе микросхемы без тепло­отвода максимальная рассеиваемая мощность не должна превышать 0,4 Вт. Если на неё с помощью теплопроводя­щего клея установить медную или ла­тунную П-образную пластину площадью 3…4 см², мощность увеличится до 1 Вт. Учтите, что по опыту автора в продаже часто встречается бракованный или просроченный (загустевший) теплопро­водный клей.

Подборкой резистора R2 устанавли­вают минимальное напряжение, при ко­тором стабилизатор должен включаться. Чем меньше сопротивление этого ре­зистора, тем больше напряжение. Мак­симальное напряжение выключения устанавливают, подбирая резистор R4. Применив микросхему из этой серии с другим напряжением стабилизации, можно получить стабилизатор на требуе­мое напряжение.

Автор: А. БУТОВ, с. Курба Ярославской обл.
Источник: Радио 5/2016