Стабилизатор с малым падением напряжения для питания устройств от батарей.

Сделай сам

Напряжение стабилизации составляет 5 или 3,3 вольт, в зависимости от номиналов резисторов. Его можно использовать для питания различных устройств от батареек или аккумуляторов, а также в источниках бесперебойного питания от сети, если к входу подключено подходящее зарядное устройство для аккумуляторов. Коэффициент стабилизации около 150, выходное сопротивление 0,1 Ом. Ток нагрузки зависит от допустимой рассеиваемой мощности силового транзистора.

Принципиальная схема стабилизатора представлена ​​на рисунке ниже. Номиналы резисторов в скобках указаны для стабилизатора на 3,3 В. Источник входного напряжения для стабилизатора 5 вольт состоит из 4 батареек AA (AAA) напряжением 6,4 вольта или 4 батареек AA (AAA) напряжением 5,6 вольт и для стабилизатора 3 вольта 3 батареи 3 вольта с напряжением 4,8 вольта или 3 аккумулятора напряжением 4,2 вольта.

Стабилизатор напряжения для питания устройств от аккумуляторных батарей.

Силовой полевой n-канальный транзистор VT2 (IRLML6344) включается после нагрузки и не требует дополнительного источника питания для управления. Это транзистор с уровнем напряжения логического затвора, который открывается уже при напряжении 2,5 вольта (Rsi = 37 мОм) в корпусе SOT23, ток нагрузки до 4 ампер, рассеиваемая мощность до 1,3 Вт, сток -источник напряжения 30 вольт. Можно использовать любой транзистор с логическим уровнем управления и низким сопротивлением сток-исток, например IRLMR2905, AUIRL3114.

Делитель напряжения на резисторах R5, R6, R7 и светодиод оптопары U1.2 образуют датчик выходного напряжения и одновременно являются нагрузкой стабилизатора, когда он не подключен
нагрузка. Напряжение на светодиодах оптопары определяется напряжением на резисторах R6 и R7, поскольку ток через светодиод (30-50 мкА) намного меньше тока через эти резисторы (около 2 мА) и составляет около 0,9 вольт. Это нелинейный участок вольт-амперной характеристики светодиода, где небольшое изменение напряжения приводит к значительному изменению тока. Это изменение приводит к изменению фототока транзистора оптопары U1.1, который усиливается транзистором VT1, коллекторный ток которого создает падение напряжения на резисторе R4, изменяет напряжение на затворе транзистора VT2.

Читайте также:  Бумажный малярный скотч – без него не обхожусь ни один день. Как его применяю, когда ремонт давно закончен

Изменение тока на VT2 изменяет напряжение на резисторах R6 и R7, чтобы уменьшить изменение напряжения на светодиоде. Напряжение на светодиоде и выходное напряжение стабилизированы. Выходное напряжение определяется выражением: Uout (V) = 0,9 (1 + R5 / (R6 + R7) В этом случае ток через делитель (Idel = Uout / (R5 + R6 + R7)) должен быть около 2 -3 мА. Напряжение на затворе полевого транзистора Uzi = Uop –Ik (Uout) * R4 зависит от опорного напряжения и тока коллектора VT1, который зависит от выходного напряжения. Следовательно, напряжение, приложенное к резистору R4 должен быть хорошо стабилизирован. Для этого используется источник опорного напряжения микросхемы TL431. Резистор R4 определяет ток через светодиод оптопары и напряжение на нем. Выбирается так, чтобы напряжение на светодиоде находилось в диапазоне 0,88-0,92 вольт (примерно от 3 до 10 кОм).

При входном напряжении от 5,05 до 6,4 вольт и токе нагрузки 0,2 ампера выходное напряжение находится в диапазоне от 5 до 5,01 вольт. Нет нагрузки 5,02 вольт. Для стабилизатора на 3,3 вольта при переключении с 3,35 на 4,8 вольт и токе 0,2 ампера выходное напряжение меняется с 3,3 до 3,31 вольта. Без нагрузки 3,32 вольта. Максимальная рассеиваемая мощность на VT2 составляет 300 мВт. Если такой коэффициент стабилизации не нужен, микросхему TL431 можно исключить. В этом случае изменение выходного напряжения увеличится до 0,07 вольт (Кст около 20). С номиналами, показанными на схеме, стабилизатор не требует регулировки. Необходимо только регулировать выходное напряжение резистором R6. Скорость определяется резистором R4 и входной емкостью Csi транзистора VT2 (Csi = 600 пФ). Постоянное время
при R4 = 10 кОм оно равно 6 мкс, а время отклика составляет 2,3 * 6 = 13,8 мкс, т.е частоты до 70 кГц будут эффективно подавляться.

Схема может быть реализована как на обычных, так и на SMD компонентах. Поскольку силовой транзистор VT2 находится в корпусе SOT23, я решил использовать чип-резисторы 0805, TL431 в корпусе SOT89, также VT1 находится в SOT23, оптопара BC817 в DIP-4 устанавливается на поверхность, как и резистор R6 .

Читайте также:  Купил электролобзик в «Леруа Мерлен». Нашел с хорошей скидкой модель известного бренда

Фото платы и печатной платы с установленными стабилизирующими деталями:

Стабилизатор напряжения для питания устройств от аккумуляторных батарей.

Плата стабилизатора разложена в Sprint-Layout 6, там же нарисована принципиальная схема. Дорожки и контактные площадки платы нарисованы линиями толщиной 0,8 мм не в слое металлизации, а в слое P (пограничный слой платы), где можно рисовать только линии и круги. Этого достаточно, чтобы нарисовать доску. Далее создается фрезерный файл, в котором фреза проходит по центрам направляющих, а не вокруг них, поэтому конструкция доски не фрезеруется, а наносится на лист стекловолокна маркером Edding 780 (ширина линии 0,8 мм) на плоттере с ЧПУ. Затем плата протравливается хлорным железом, дорожки покрываются оловом и припаиваются компоненты. Готовая доска не имеет отверстий и просто приклеивается к устройству универсальным клеем.

Фото стабилизаторов на 5 и 3,3 вольт, собранных на отсеках для четырех и трех батареек АА:

Стабилизатор напряжения для питания устройств от аккумуляторных батарей.

# Стабилизатор # Сделай сам

Главный редактор , masterkin.ru
Иван Миров
Об авторе
Уже лет 20 работаю своими руками. Пробовал и сантехнику, монтаж конструкций, есть свое маленькое производство. Друзья постоянно спрашиваю как сделать разные вещи. Вот и делюсь я с вами своими идеями в интернете.

Оцените статью
masterkin.ru
Добавить комментарий