Получение нестандартных напряжений от 3-выводных стабилизаторов

Трехвыводные стабилизаторы напряжения настолько прочно вошли в нашу действи­тельность, что многие уже и не представляют себе стабилизированные источники пита­ния без них.

Унификация схем, а также переход к интегральным по­лупроводниковым стабилизаторам повлек за собой и унифи­кацию питающих напряжений для них. На свет появились ми­кросхемы, которые имеют всего 3 вывода: вход, выход и об­щую шину и позволяют получать стабилизированное напря­жение строго заданных параметров, не требуя при этом ни­каких дополнительных элементов.

Так как жизнь не стоит на месте, то и номенклатура на­пряжений выпускаемых «КРЕНок» с неизменным выходным напряжением давно уже перестала удовлетворять требованиям текущего времени. В аппаратуре по­явились другие напряжения, которые отли­чаются от предлагаемых напряжений вы­пускаемых ИМС стабилизаторов.

В литературе предлагается немало спо­собов, как найти выход из данной ситуа­ции. Эти предложения сводятся в основ­ном к «подпору» общего вывода 3-вывод­ных микросхем стабилитроном или пере­менным резистором для получения, к при­меру, с помощью ИМС хх7805 выходного напряжения выше 5 В.

А если необходимо стабилизированное напряжение ниже 5 В? Конечно, можно воспользоваться LM317 (КР142ЕН12), но в её стандартной схеме включения невозможно получить напряжение, на­пример, в 1 В. К тому же при­менение LM317 усложняет схему из-за элементов обвязки. И час­то бывает так, что, особенно при ремонте и макетировании, напря­жение нужно «здесь и сейчас», а LM317 будут только завтра в ма­газине или на складе.

Вашему вниманию предлага­ется несколько необычный спо­соб получения стабильных зна­чений напряжений, 3-выводных стабилизаторов для которых либо не существуют в природе, либо еще мало распространены. Способ заключается в по­лучении нужного напряжения как разницы между большим и меньшим значениями на выходах «КРЕНок» (Figur 1).

Рис. 1

Например, чтобы получить значение 1 В, нужно на вход микросхемы ST1, например, ХХ7806 подать нестабилизированное напряжение от диодного моста VD1, а на вход микросхе­мы ST2, например, ХХ7905 – нестабилизированное напряже­ние от диодного моста VD2. Как разность значений положи­тельного напряжения +6 В и отрицательного -5 В на выходе устройства будет +1 В. Это станет возможным потому, что с выхода ST2 -5 В подается на общую шину ST1. Внутренняя структура этой микросхемы выполнена так, что позволяет про­изводить сложение напряжений по уровню на входе с соот­ветствующим значением напряжения на выходе благодаря то­му, что общая шина ST1 оказалась оторванной от общего про­вода схемы. Общим проводом схемы является искусствен­ная средняя точка, образованная минусовым выводом диод­ного моста VD1 и плюсовым выводом диодного моста VD2.

Чтобы не было короткого замыкания, «переменные» вхо­ды моста VD2 подключены к обмотке понижающего транс­форматора Тр1 через разделительные конденсаторы С2, С3. Такое схемотехническое решение заимствовано из [1]. Ко­нечно же, имея в наличии трансформатор со средним выво­дом вторичной обмотки, можно заметно упростить схему, отказавшись от элементов VD2, С2, С3, но такой вариант на практике не всегда возможен. Для получения напряжения 1,5 В необходимо, применяя в качестве ST1 ХХ7808, а в ка­честве ST2-XX7906, включить в разрыв плюсового выхода схемы кремниевый диод (на Figur 1 показан пунктиром).

Die Tabelle приводятся значения входных напряжений и типы применяемых микросхем для получения значений на­пряжений 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4 В. Стабилизатор ST2 практи­чески не греется, поэтому в его качестве можно использовать микросхемы в корпусе ТО-92. При эксплуатации устройства с током в нагрузке менее 0,5 А емкости всех конденсаторов мож­но уменьшить в 2 раза по сравнению с указанными на Figur 1.

Получить напряжение 4,5 В можно по схеме, показанной на Figur 2. Для этого понадобится микросхема хх7805 и кремниевый диод, установленный на ее выходе в прямом включении. На этом диоде, в зависимости от тока нагрузки, происходит падение напряжения около 0,5-0,6 В. При выборе диода для реальной кон­струкции, нужно иметь в виду, что его номинальный прямой ток должен быть не менее максимального тока нагрузки.

Fig. 2

Конечно, указанными выше значениями напряжений воз­можности схемы (Figur 1) не ограничиваются. Предложенным способом можно получить также отрицательные выходные на­пряжения. Для этого необходимо «перевернуть» диодные мос­ты VD1 и VD2, поменять местами ST1 и ST2, а также изме­нить полярность включения всех конденсаторов и диода D1.

Предложенные схемы можно использовать для питания го­товых конструкций, при макетировании, для зарядки маломощ­ных аккумуляторов, при ремонтах и апгрейде аппаратуры. При этом нужно обязательно учитывать различия цоколевки мик­росхем стабилизаторов для положительных и отрицательных напряжений.

Fachliteratur

1. Wirelles World №8 1980
2. Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубеж­ные аналоги. Справ. Том 1. – М.: КубК, 1996.

Autor: Геннадий Котов, г. Антрацит, Луганской обл.