Незважаючи на те, що зараз з'явилися мікросхеми низьковольтних (3 … 5 В) стабілізаторів напруги з малим падінням напруги, вони ще поки мало поширені, особливо серед радіоаматорів. Адже низьковольтні стабілізатори зараз набувають особливої ??актуальності. Майже всі аудіоплеєри живляться від джерела 3 В, багато сучасних радіоприймачі також вимагають цієї напруги, не кажучи вже про мікропроцесори. Запропоновані увазі читачів пристрої – спроба зробити подібні низьковольтні стабілізатори на доступних і недорогих елементах. Схемотехніка стабілізаторів напруги для живлення пристроїв з низьковольтним харчуванням має особливості. Наприклад, найбільш ефективна найпростіша захист стабілізаторів обмеженням максимального струму навантаження при низькому вихідному напрузі.

Падіння напруги на регулюючому транзисторі стабілізатора при замиканні на виході мало відрізняється від робочого і транзистор перегрівається незначно. Дуже актуально саме для низьковольтних стабілізаторів зменшення мінімальної напруги між входом і виходом, оскільки при цьому підвищується не тільки економічність апаратури, але і її надійність. Наприклад, якщо застосувати в трехвольтном стабілізаторі мікросхему з падінням напруги на ній також три вольта, то що живить цей пристрій випрямляч повинен віддавати напругу з урахуванням пульсацій близько 9 В. Якщо ця напруга, внаслідок пробою мікросхеми, потрапить на навантаження, досить імовірно, що вона вийде з ладу.

   

Для стабілізатора ж, падіння напруги на якому менше 0,4 В, вистачить вхідного напруги близько 5 В. Таке перенапруження навантаження, розрахована на трехвольтное харчування, швидше за все витримає. До недавнього часу існувала проблема – підібрати для низьковольтного стабілізатора джерело зразкового напруги – стабілітрон. Зазвичай низьковольтні стабілітрони мають дуже невисокі параметри. Розробити порівняно прості низьковольтні стабілізатори з урахуванням усього вищевикладеного дозволяє мікросхема КР142ЕН19 – інтегральний аналог низьковольтного стабілітрон.

Ця мікросхема випускається в пластмасовому корпусі з трьома висновками. Коли напруга на її керуючому електроді щодо анода менше +2,5 В, струм катода мікросхеми не перевищує 1,2 мА, причому він мало залежить від напруги між анодом і катодом мікросхеми. Як тільки напруга на керуючому електроді перевищить поріг +2,5 В, струм катода мікросхеми різко зростає, поки напруга на катоді не знизиться до 2,5 В. Резистор, підключений до катода, повинен обмежувати цей струм значенням не більше 100 мА.

Струм керуючого електрода дуже малий – одиниці мікроампер, причому цей струм також слід обмежувати, оскільки при його занадто великому збільшенні напруга на катоді мікросхеми може зрости.

Примітка редактора

Т.к. мікросхема є аналог стабілітрона, то і в схемах вона включається аналогічно, у зворотній полярності. При цьому напруга на катоді завжди більш позитивне, ніж на аноді.

Схема низьковольтного стабілізатора напруги на мікросхемі КР142ЕН19 з регулюючим транзистором в плюсовому провіднику показана на рис. 1.11. Падіння напруги на цьому стабілізаторі не перевищує 0,4 В, а коефіцієнт стабілізації більше 600.

При підвищенні напруги на движку регулятора вихідної напруги (резистор R7) до 2,5 В мікросхема DA1 відкривається, що викликає відкривання транзистора VT1, закривання транзистора VT2, а потім і регулюючого транзистора VT3.

Регулятором напруги R7 можна встановити вихідна напруга менше вказаних на схемі 3 В приблизно до 2,6 В, проте в процесі включення стабілізатора, особливо без навантаження, можливо короткочасне підвищення вихідної напруги до 3 В.

Цей стабілізатор можна відрегулювати і на напругу більше 5 В, але тоді він буде сильно перегріватися при замиканні в навантаженні, оскільки захищений лише обмеженням вихідного струму, залежного від опору резистора R2. Максимальний робочий струм збільшується при зменшенні його номіналу.

Якщо потрібно істотно збільшити вихідний струм стабілізатора, можна спробувати зменшити номінали резисторів R1 і R2 в однакове число раз і застосувати більш потужні транзистори. На місці VT1 допустимо використовувати транзистор серії КТ626, a VT2 – КТ630. Транзистор КТ814А (VT3) замінимо будь-яким із серій КТ816, КТ837 з максимальним коефіцієнтом передачі струму бази.

У стабілізаторі не слід застосовувати емітерний повторювачі для підвищення вихідного струму. Це збільшує час проходження сигналу по ланцюгу зворотного зв'язку і може призвести до виникнення збудження. Якщо все ж самозбудження виникло, слід збільшити ємність конденсаторів С1 і С2, а також підключити конденсатор ємністю в кілька сотень пікофарад між катодом і керуючим електродом мікросхеми.

   

Варіант стабілізатора з регулюючим транзистором в мінусовому провіднику зображений на рис. 1.12. При підвищенні напруги на керуючому електроді до 2,5 В відносно анода мікросхема відкривається і закриває транзистори VT1 ??і VT2. Максимальний робочий струм встановлюють підбором резистора R2.

В описаних пристроях застосовані дещо незвичні подільники вихідної напруги на відміну від традиційного, коли змінний резистор включений у верхнє за схемою плече. У цьому випадку, якщо порушується контакт в ланцюзі движка змінного резистора, напруга на виході стабілізаторів може тільки зменшуватися, тоді як при використанні традиційного дільника вихідна напруга досягає максимального рівня, що може вивести з ладу навантаження. В обох описаних вище стабілізаторах для зменшення залежності максимального робочого струму від температури корисно забезпечити тепловий контакт діодів VD1, VD2 з тепловідводів регулюючого транзистора.

Якщо такі стабілізатори використовуються як регульовані, корисно послідовно зі змінними резисторами включити постійні (до кожного крайнього висновку). Їх опору слід підібрати так, щоб межі регулювання вихідної напруги відповідали зазначеним на схемах. При відсутності таких резисторів стабілізатори можуть виходити з режиму стабілізації р крайніх положеннях движків.