Стабилизация напряжения в современных электронных устройствах очень важный элемент. Цифровые схемы требуют стабильного и надежного питания.
Самая простая схема стабилизации напряжения, которую мы можем встретить на практике – это система на основе стабилитрона. Базовый режим работы стабилитрона показан на следующем рисунке:
Эта система использует эффект стабилитрона, который происходит во время пробоя p-n перехода при обратном смещении. Это приводит к протеканию тока, и весь избыток напряжения гасится на балластном резисторе. Величина падения напряжения определяется силой тока, протекающего через него.
Поэтому фиксированный тока через стабилитрон фиксирует падение напряжения на резисторе и тем самым стабилизируется выходное напряжение. Стабилитроны изготавливаются на различные напряжения в диапазоне от 1,5В до 200В.
Но, часто для стабилизации напряжения на практике применяются специализированные микросхемы, которые можно разделить на две группы:
с возможностью регулировки напряжения
— положительная полярность
— отрицательная полярность
без возможности регулировки напряжения
— положительная полярность
— отрицательная полярность
Интегральные стабилизаторы напряжения имеют три основные характеристики:
выходное напряжение
максимальный ток
минимальное входное напряжение
На вход стабилизатора напряжения, необходимо подавать большее напряжение, чем то, которые должно быть на выходе.
В самых распространенных стабилизаторах разница между входным и выходным напряжением составляет около 2В. Но также существуют стабилизаторы LDO стабилизаторы, в которых эта разница намного ниже. Это напряжение часто обозначается как VDO
Среди популярных не регулируемых стабилизаторов можно отметить:
78xx – самый известный из всех стабилизаторов положительного напряжения. Выпускается в различных версиях на напряжения: 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24 вольт, VDO = 2В.
79xx – самый популярный из всех стабилизаторов отрицательного напряжения. Производятся в версиях на напряжения: 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24 вольт, VDO = 2В.
LM2940x – LDO стабилизатор положительного напряжения. На напряжение: 5, 8, 9, 10, 12, 15 вольт, VDO = 0,5В.
Среди регулируемых стабилизаторов напряжения наиболее известны:
LM317 – диапазон выходных напряжений от 1,25 до 37 вольт, VDO = 3В.
LM337 – диапазон выходных напряжений от -1,25 – 37 вольт, VDO = 5В.
Современные стабилизаторы напряжения имеют различного рода тепловую защиту и защиту по току, что обеспечивает безопасность работы и снижает шансы на «сгорание» схем.
Кроме линейных стабилизаторов существует также группа импульсных стабилизаторов. Отличаются они, безусловно, больший КПД (меньше энергии уходит на тепловые потери). Интересной особенностью является то, что они позволяют поднимать и снижать напряжения, что очень полезно во время питания микросхем от батареи.
