Стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения — важнейший радиоэлемент современных радиоэлектронных устройств. Он обеспечивает постоянное напряжение на выходе цепи, которое почти не зависит от нагрузки.
Стабилизаторы семейства LM
В нашей статье мы рассмотрим стабилизаторы напряжения семейства LM78ХХ. Серия 78ХХ выпускается в металлических корпусах ТО-3 (слева) и в пластмассовых корпусах ТО-220 (справа). Такие стабилизаторы имеют три вывода: вход, земля (общий) и вывод.
Вместо «ХХ» изготовители указывают напряжение стабилизации, которое нам будет выдавать этот стабилизатор. Например, стабилизатор 7805 на выходе будет выдавать 5 Вольт, 7812 соответственно 12 Вольт, а 7815 — 15 Вольт. Все очень просто.
Схема подключения
А вот и схема подключения таких стабилизаторов. Эта схема подходит ко всем стабилизаторам семейства 78ХХ.
На схеме мы видим два конденсатора, которые запаиваются с каждой стороны. Это минимальные значения конденсаторов, можно, и даже желательно поставить большего номинала. Это требуется для уменьшения пульсаций как по входу, так и по выходу. Кто забыл, что такое пульсации, можно заглянуть в статью как получить из переменного напряжения постоянное.
Характеристики стабилизаторов
Какое же напряжение подавать, чтобы стабилизатор работал как надо? Для этого ищем даташит на стабилизаторы и внимательно изучаем. Нас интересуют вот эти характеристики:
Output voltage — выходное напряжение
Input voltage — входное напряжение
Ищем наш 7805. Он выдает нам выходное напряжение 5 Вольт. Желательным входным напряжением производители отметили напряжение в 10 Вольт. Но, бывает так, что выходное стабилизированное напряжение иногда бывает или чуть занижено, или чуть завышено. 
Для электронных безделушек доли вольт не ощущаются, но для прецизионной (точной) аппаратуры лучше все таки собирать свои схемы. Здесь мы видим, что стабилизатор 7805 может нам выдать одно из напряжений диапазона 4,75 — 5,25 Вольт, но при этом должны соблюдаться условия (conditions), что ток на выходе в нагрузке не будет превышать 1 Ампера. Нестабилизированное постоянное напряжение может «колыхаться» в диапазоне от 7,5 и до 20 Вольт, при это на выходе будет всегда 5 Вольт.
Рассеиваемая мощность на стабилизаторе может достигать до 15 Ватт — это приличное значение для такой маленькой радиодетали. Поэтому, если нагрузка на выходе такого стабилизатора будет кушать приличный ток, думаю, стоит подумать об охлаждении стабилизатора. Для этого ее надо посадить через пасту КПТ на радиатор. Чем больше ток на выходе стабилизатора, тем больше по габаритам должен быть радиатор. Было бы вообще идеально, если бы радиатор еще обдувался вентилятором.
Работа стабилизатора на практике
Давайте рассмотрим нашего подопечного, а именно, стабилизатор LM7805. Как вы уже поняли, на выходе мы должны получить 5 Вольт стабилизированного напряжения.
Берем нашу Макетную плату и быстренько собираем выше предложенную схемку подключения. Два желтеньких — это конденсаторы, хотя их ставить необязательно.
Итак, провода 1,2 — сюда мы загоняем нестабилизированное входное постоянное напряжение, снимаем 5 Вольт с проводов 3 и 2.
На Блоке питания мы ставим напряжение в диапазоне 7,5 Вольт и до 20 Вольт. В данном случае я поставил напряжение 8,52 Вольта.
И что же у нас получилось на выходе данного стабилизатора? 5,04 Вольта! Вот такое значение мы получим на выходе этого стабилизатора, если будем подавать напряжение в диапазоне от 7,5 и до 20 Вольт. Работает великолепно!
Давайте проверим еще один наш стабилизатор. Думаю, Вы уже догадались, на сколько он вольт.
Собираем его по схеме выше и замеряем входное напряжение. По даташиту можно подавать на него входное напряжение от 14,5 и до 27 Вольт. Задаем 15 Вольт с копейками.
А вот и напряжение на выходе. Блин, каких то 0,3 Вольта не хватает для 12 Вольт. Для радиоаппаратуры, работающей от 12 Вольт это не критично.
Как сделать блок питания на 5, 9,12 Вольт
Как же сделать простой и высокостабильный источник питания на 5, на 9 или даже на 12 Вольт? Да очень просто. Для этого Вам нужно прочитать вот эту статейку и поставить на выход стабилизатор на радиаторе! И все! Схема будет приблизительно вот такая для блока питания 5 Вольт:
Два электролитических конденсатора для для устранения пульсаций и высокостабильный блок питания на 5 вольт к вашим услугам! Чтобы получить блок питания на большее напряжение, нам нужно также на выходе трансформатора тоже получить большее напряжение. Стремитесь, чтобы на конденсаторе С1 напряжение было не меньше, чем в даташите на описываемый стабилизатор.
Для того, чтобы стабилизатор напряжения не перегревался, подавайте на вход минимальное напряжение, указанное в даташите. Например, для стабилизатора 7805 это напряжение равно 7,5 Вольт, а для стабилизатора 7812 желательным входным напряжением можно считать напряжение в 14,5 Вольт. Это связано с тем, разницу напряжения, а следовательно и мощность, стабилизатор будет рассеивать на себе.
Как вы помните, формула мощности P=IU, где U — напряжение, а I — сила тока. Следовательно, чем больше входное напряжение стабилизатора, тем больше мощность, потребляемая им. А излишняя мощность — это и есть нагрев. В результате нагрева такой стабилизатор может перегреться и войти в состояние защиты, при котором дальнейшая работа стабилизатора прекращается или вовсе сгореть.
Заключение
Все большему числу электронных устройств требуется качественное стабильное питание без всяких скачков напряжения. Сбой того или иного модуля электронной аппаратуры может привести к неожиданным и не очень приятным последствиям. Используйте же на здоровье достижения электроники, и не парьтесь по поводу питания своих электронных безделушек.
Где купить стабилизатор напряжения
Купить дешево эти интегральные стабилизаторы можно сразу целым набором на Алиэкспрессе по этой ссылке. Здесь есть абсолютно любые значения даже для отрицательного напряжения.
А в видео можете посмотреть как сделать самый простой стабилизатор на LM 317:
Источник
Электроника
учебно-справочное пособие
Cтабилизаторы серии LM78ХХ
Серия 78ХХ выпускаются в металлических корпусах ТО-3 и в пластмассовых корпусах ТО-220 (рис. 1). Такие стабилизаторы имеют три вывода: вход, общий (земля) и выход.
Рис. 1 — Внешний вид стабилизаторов серии LM78ХХ в корпусе ТО-220
Вместо «ХХ» изготовители указывают напряжение стабилизации, которое выдает этот стабилизатор. Например, стабилизатор 7805 на выходе будет выдавать 5 В, 7812 соответственно 12 Вт, а 7815 — 15 В.
Типовая схема подключения стабилизаторов серии 78ХХ показана на рис. 2.
Рис. 2 — Типовая схема подключения стабилизаторов серии LM78ХХ
Два конденсатора, которые устанавливаются с каждой стороны, требуются для уменьшения пульсаций по входу и по выходу. На схеме указаны минимальные значения конденсаторов. Желательно поставить большего номинала.
Рассеиваемая мощность на стабилизаторе может достигать до 15 Вт. Поэтому его надо установить через термопасту на радиатор. Чем больше ток на выходе, тем больше по габаритам должен быть радиатор. Если радиатор обдувается кулером, будет ещё лучше.
Рис. 3 — Стабилизатор на радиаторе
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 4,80 | 5,00 | 5,20 |
| 4,75 | 5,00 | 5,25 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 4,0 | 100,0 |
| — | 1,6 | 50,0 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 9,0 | 100,0 |
| — | 4,0 | 50,0 | |
| Ток покоя, мА | — | 5 | 8 |
| Изменение тока покоя, мА | — | 0,03 | 0,50 |
| — | 0,30 | 1,30 | |
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -0,8 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 42 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 62 | 73 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 15 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 230 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 5,75 | 6,00 | 6,25 |
| 5,70 | 6,00 | 6,30 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 5,0 | 120,0 |
| — | 1,5 | 60,0 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 9,0 | 120,0 |
| — | 3,0 | 60,0 | |
| Ток покоя, мА | — | 5 | 8 |
| Изменение тока покоя, мА | — | — | 0,5 |
| — | — | 1,3 | |
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -0,8 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 45 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 62 | 73 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 19 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 250 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 7,7 | 8,0 | 8,3 |
| 7,6 | 8,0 | 8,4 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 5 | 160 |
| — | 2 | 80 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 10 | 160 |
| — | 5 | 80 | |
| Ток покоя, мА | — | 5 | 8 |
| Изменение тока покоя, мА | — | 0,05 | 0.50 |
| — | 0,5 | 1,0 | |
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -0,8 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 52 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 56 | 73 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 17 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 230 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 8,65 | 9,00 | 9,35 |
| 8,60 | 9,00 | 9,40 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 6 | 180 |
| — | 2 | 90 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 12 | 180 |
| — | 4 | 90 | |
| Ток покоя, мА | — | 5 | 8 |
| Изменение тока покоя, мА | — | — | 0,5 |
| — | — | 1,3 | |
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -1 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 58 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 56 | 71 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 17 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 250 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 9,6 | 10,0 | 10,4 |
| 9,5 | 10,0 | 10,5 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 10 | 200 |
| — | 3 | 100 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 12 | 200 |
| — | 4 | 400 | |
| Ток покоя, мА | — | 5,1 | 8,0 |
| Изменение тока покоя, мА | — | 0,5 | |
| — | 1,0 | ||
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -1 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 58 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 56 | 71 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 17 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 250 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 11,5 | 12,0 | 12,5 |
| 11,4 | 12,0 | 12,6 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 10 | 240 |
| — | 3 | 120 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 11 | 240 |
| — | 5 | 120 | |
| Ток покоя, мА | — | 5,1 | 8,0 |
| Изменение тока покоя, мА | — | 0,1 | 0,5 |
| — | 0,5 | 1,0 | |
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -1 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 76 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 55 | 71 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 18 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 230 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 14,40 | 15,0 | 15,60 |
| 14,25 | 15,0 | 15,75 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 11 | 300 |
| — | 3 | 150 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 12 | 300 |
| — | 4 | 150 | |
| Ток покоя, мА | — | 5,2 | 8,0 |
| Изменение тока покоя, мА | — | 0,5 | |
| — | 1,0 | ||
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -1 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 90 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 54 | 70 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 19 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 250 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 17,3 | 18,0 | 18,7 |
| 17,1 | 18,0 | 18,9 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 15 | 360 |
| — | 5 | 180 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 15 | 360 |
| — | 5 | 180 | |
| Ток покоя, мА | — | 5,2 | 8,0 |
| Изменение тока покоя, мА | — | — | 0,5 |
| — | — | 1,0 | |
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -1 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 110 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 53 | 69 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 22 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 250 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
| Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Мин. | Ном. | Макс. | |
| Выходное напряжение, В | 23,00 | 24,00 | 25,00 |
| 22,80 | 24,00 | 25,25 | |
| Линейное регулирование, мВ | — | 17 | 480 |
| — | 6 | 240 | |
| Регулирование нагрузки, мВ | — | 15 | 480 |
| — | 5 | 240 | |
| Ток покоя, мА | — | 5,2 | 8,0 |
| Изменение тока покоя, мА | — | 0,1 | 0,5 |
| — | 0,5 | 1,0 | |
| Дрейф выходного напряжения, мВ/°C | — | -1,5 | — |
| Выходное напряжение шума, мкВ | — | 120 | — |
| Подавление пульсаций, Дб | 50 | 67 | — |
| Напряжение выключения, В | — | 2 | — |
| Выходное сопротивление, мОм | — | 28 | — |
| Ток короткого замыкания, мА | — | 230 | — |
| Пиковый ток, А | — | 2,2 | — |
Источники
Электроника © ЦДЮТТ • Марсель Арасланов • 2019
Источник