Компенсаційні стабілізатори позитивного напруги популярної серії «78хх» були розроблені в 1976 р. на фірмі Texas Instruments. Надалі з’явилися їх модифікації (Табл. 6.3) та аналогічні розробки інших фірм. Вихідні напруги стандартизовані згідно ряду: 1.5; 1.8; 2.5; 2.7; 2.8; 3.0; 3.3; 4; 5; 6; 8; 9; 12; 15; 18; 24 В. Виготівники розрізняються за першими літерами в назві, наприклад, L7812 (STMicroelectronics), КА7805 (Samsung), NJM78L03 (NJRCorporation), LM7805 (Fairchild), UTC7805 (UnisonicTechnologies). Встрану СНД ці стабілізатори відомі по мікросхемам серії КР142ЕНхх.

Важливий нюанс. Допустиме падіння напруги між входом і виходом стабілізатора (£ / Вх-вих) залежить від струму навантаження. Так, наприклад, для мікросхем серії «7805» воно становить 1 У при струмі 20 мА і 2 В при струмі 1 А. У коротких довідкових даних зазвичай вказують тільки останній параметр (2 В / 1 А), а повні навантажувальні характеристики наводяться тільки в графіках даташітов. Отже, уважно їх вивчаючи, можна уникнути непотрібної перестраховки.

   

Всі сучасні інтегральні стабілізатори мають захист від короткого замикання в навантаженні, від температурного перегріву кристала і від виходу робочої точки з зони безпечної роботи [6-17].

Крім стабілізаторів фіксованого напруги існують інтегральні регульовані стабілізатори. Перші їх зразки розробив Роберт Добкін (Robert Dobkin) в 1977 р. на фірмі National Semiconductor. Типовими представниками цього напрямку є мікросхеми серії «317», вихідна напруга яких визначається дільником на двох резисторах.

На Рис. 6.6, а … р показані схеми регульованих і нерегульованих інтегральних стабілізаторів позитивного напруги.

   

Рис. 6.6. Схеми компенсаційних інтегральних стабілізаторів позитивного напруги (початок):

а) типова схема включення інтегрального стабілізатора DAL Серія мікросхем «78Lxx» ідеально підходить для нескладних аматорських конструкцій, що містять МК і мають струм споживання до 100 мА. Вбудована в DA1 захист від короткого замикання обмежує вихідний струм на рівні 0.1 … 0.2 А, що у багатьох випадках рятує МК при аварії. Вхідна напруга фільтрують елементи L1, C1, С2, причому котушка індуктивності може бути відсутнім. Конденсатори C1, С4 встановлюють поблизу (0 … 70 мм) від висновків стабілізатора DA1, щоб запобігти самозбудження останнього. Ємність конденсатора С2 повинна бути в кілька разів більше, ніж ємність конденсатора СЗ, інакше треба ставити захисний діод VD1 (показаний пунктиром). Головне, щоб при виключенні живлення вихідна напруга +5 В знижувалося за часом швидше, ніж вхідний +6.5 … +15 В (для цього і збільшують ємність конденсатора С2), інакше може вийти з ладу мікросхема DA1. Якщо немає впевненості, то подібний діод рекомендується ставити і в інших аналогічних схемах;

б) стабілізатор DA1 (фірма Maxim / Dallas) не відноситься до серії «78хх». Він відрізняється назвою і функціональністю. Зокрема, в мікросхемі DA1 є вхід для виключення стабілізатора (висновок 4) і вхід для плавного регулювання напруги (висновок 5). Мікросхеми МАХ603 і МАХ604 взаємозамінні і забезпечують відповідно +5 і +3.3 В на виході;

в) LDO-стабілізатор на мікросхемі DA1 з максимальним струмом навантаження 1 А (аналог К1184ЕН1). У сімействі LM2940 існують мікросхеми з вихідною напругою 5; 8; 9; 10; 12; 15 В, а в сімействі LP2950 – з напругою 3.0; 3.3; 5 В;

г) UltraLDO-стабілізатор на мікросхемі DA1 в SMD-корпусі. Напруга UВХ-вих не більше 0.12 В при струмі навантаження 50 мА і не більше 7 мВ при струмі навантаження 1 мА. Існують модифікації даного стабілізатора з вихідною напругою згідно ряду: 1.5; 1.8; 2.5; 2.85; 3.0; 3.2; 3.3; 3.6; 3.8; 4.0; 4.7; 4.85; 5.0 В;

   

   

Рис. 6.6. Схеми компенсаційних інтегральних стабілізаторів позитивного напруги (продовження):

д) регульований стабілізатор напруги на мікросхемі DAI серії «317».

е) напруга +13 В виходить складанням двох напруг стабілізаторів DAI і DA2

ж) індикатор HL1 світиться зеленим кольором при нормальній напрузі батареї / акумулятора GB1 в межах 6.8 … 9 В. Нижче 6.8 В його світіння припиняється, що є сигналом до заміни батареї або підзарядці акумулятора;

з) стандартний прийом збільшення вихідної напруги стабілізатора DA1 на 0.1 … 0.3 В. Це може знадобитися при некондиційних параметрах мікросхеми DA I або для тестування роботи МК при підвищеному харчуванні. Резистором R1 в невеликих межах регулюється вихідна напруга на лінійній ділянці ВАХ діода VD1 (струм 5 … 10 мА). Резистор RI не обов’язковий, якщо мікросхему DAI серії «78LC05», «78-L05» замінити аналогічною із серії «7805», що має споживання струму через висновок GND в межах 3 … 8 мА;

і) стабілізатор напруги DAI доповнений підсилювачем струму на звуковій мікросхемі DA2, яка використовується як повторювач напруги з навантаженням до 3 А. Харчування мікросхеми DA2должно бути підвищеним +9 … +12 В, хоча і не обов’язково стабілізованою;

   

Рис. 6.6. Схеми компенсаційних інтегральних стабілізаторів позитивного напруги (продовження):

к) високий вхідний напруга 60 В спочатку знижується до 23 В (DA1), а потім до 5 В (DA2). Різниця напруг між входом і виходом мікросхеми DAI не повинна перевищувати 40 В. При великому струмі навантаження може знадобитися установка мікросхем DAI, DA2 на радіатори;

л) резистором RI плавно підстроюється напруга у верхньому, більш потужному каналі. Якщо середній вивід резистора RI в результаті обертання його движка електрично з’єднається із загальним проводом, то в двох каналах будуть ідентичні напруги +5 В. Стабілізатори DAI, DA2 можуть мати як однакові, так і різні вихідні напруги;

м) блок живлення з умовною назвою «Сходинка» складається з послідовно включених стабілізаторів напруги DA1 … DA3. Струм навантаження, підсумований за трьома ланцюгах + 12, +9 І +5 В, не повинен перевищувати максимально допустимого струму для мікросхеми DA1

н) отримання двох однакових напружень від одного загального джерела +7 … +15 В. Це корисно, наприклад, для розв’язки аналогових і цифрових ланцюгів МК або для окремого живлення високочутливого вхідного підсилювача;

   

Рис. 6.6. Схеми компенсаційних інтегральних стабілізаторів позитивного напруги (закінчення):

о) отримання трьох різних стабілізованих напруг для живлення процесорного ядра, а також внутрішньої і зовнішньої периферії у нових сучасних МК. Завадозахисні фільтр FBI (фірма Murata Manufacturing) має малі габарити. Він може бути замінений однозвенную LC-фільтром на дискретних елементах;

п) отримання добре стабілізованої напруги +5 В і «квазістабілізірованного» напруги +2.8 … +3.2 В. Діоди VD1 … VD3 знижують вихідну напругу, але воно залежатиме від протікає через них струму і температури навколишнього середовища. Діодів може бути не три, а два, причому як звичайних, так і діодів Шотткі. Резистор R1 служить для початкової навантаження потоку, щоб зафіксувати робочу точку діодів на крутий вертикальної гілки ВАХ, починаючи з 10 мА;

р) двоканальний стабілізатор напруги DA1 (фірма STMicroelectronics) забезпечує харчуванням відразу два вихідних тракту +5.1 і +12 В. Струм навантаження в кожному каналі може складати 0.75 … 1 А.

   
Джерело:
Рюмік С.М. 1000 і одна мікроконтролерних схема.