Стабілізатори можуть знайти застосування в різних конструкціях з автономним живленням при споживаної навантаженням струмі до 200 мА. Споживаний стабілізаторами струм не перевищує 20 мкА у всьому діапазоні вхідної напруги і струму навантаження. У ряді випадків описувані стабілізатори цілком зможуть замінити сучасні інтегральні КМОП стабілізатори.

На рис. 1.3 наведена схема економічного компенсаційного стабілізатора напруги негативної полярності на вихідну напругу -5 В.

Рис. 1.3

Струм спокою цього стабілізатора близько 8 мкА при вхідній напрузі 10 В. При зміні струму навантаження від 0 до 200 мА вихідна напруга змінюється не більше ніж на 0,1% – Залежність вихідного напруги від вхідного лінійна і не перевищує 3% при зміні вхідної напруги від 8 до 18 В. ТКН вихідної напруги від’ємний і становить приблизно 6 мВ на 1 ° С.

Джерело опорної напруги виконаний на світлодіоді HL1 і біполярних транзисторах VT4, VT5 в діодному включенні. Якщо напруга на виході стабілізатора з якихось причин почне збільшуватися, то це призведе до зростання напруги затвор-витік транзистора ѴТЗ, в результаті транзистор відкриється трохи сильніше і знизить напругу затвор-витік транзистора ѴТ2, що призведе до зменшення вихідного напруги. Схема включення польових транзисторів ѴТ1, ѴТ2 в чомусь нагадує складовою біполярний транзистор за схемою Шіклаі. В даному випадку це вимушений захід, що пояснюється відсутністю у автора р-каналь-них транзисторів збагаченого типу з низьким пороговим відкриваючим напругою і достатньої потужності.

Якщо ж вихідна напруга почне зменшуватися, то це приведе до зменшення струму в ланцюзі світлодіода, транзистор ѴТЗ буде прагнути до закривання, що спричинить за собою збільшення напруги затвор-витік транзистора ѴТ2 і підвищення вихідної напруги. Таким чином, здійснюється стабілізація вихідної напруги.

Терморезистори R3, R4 з негативним ТКС знижують залежність вихідної напруги від температури. Слід зазначити, що навіть значний нагрів транзистора ѴТ5 не призводить до будь-якого зміні вихідної напруги (вимірювання проводилися мультиметром з роздільною здатністю 0,002 В). Резистор R1 – навантажувальний для транзистора ѴТ2. Конденсатор СЗ перешкоджає самовозбуждению стабілізатора.

На рис. 1.4 наведена схема економічного стабілізатора напруги позитивної полярності. Його основні параметри такі ж, як і в попереднього стабілізатора. У порівнянні з конструкцією рис 1.3 введений вузол захисту від перевантаження по струму (ѴТ1, ѴТ2) і зменшено залежність вихідної напруги від вхідної (ѴТЗ). Напруга стабілізації залежить від типу і кількості світлодіодів HL1-HL3 і граничної напруги транзістораѴТ4. Резистор R6 усуває самозбудження.

Захист від перевантаження виконана за традиційною схемою – при збільшенні споживаного навантаженням струму зростає спадання напруги на резисторі R3. Коли воно складе більше 0,5 … 0,6 В, транзистор ѴТ1 відкриється, отже, відкриється і транзистор ѴТ2, який шунтує подачу через Rl, R5 відкриваючого напруги для ѴТ5. Споживаний цим стабілізатором струм буде близько 12 мкА при напрузі живлення 10 В.

Рис. 1.4

В стабілізаторах можна використовувати постійні резистори загального застосування типів С1-4, С2-23, МЯТ або імпортні. Терморезистори ММТ-1, ММТ-4 або будь-які інші аналогічні. Неполярні конденсатори К10-17, КМ-5, КМ-6, К10-7. Так як ці конденсатори можуть мати помітний мікрофонний ефект, то іноді може знадобитися заміна деяких з них на плівкові К73-9, К73-17. З метою збереження високої економічності оксидні конденсатори слід узяти з можливо меншим струмом витоку, бажано не перевищує 1 мкА при напрузі 15 В. Використано звичайні алюмінієві конденсатори фірми RUBYCON, струм витоку яких не перевищував 300 нА при кімнатній температурі.

Всі польові транзистори бажано взяти з можливо більш низьким пороговим відкриваючим напругою. Замість КП301Б можна застосувати транзистори КП301, 2П301 з будь-яким буквеним індексом або КП304А, 2П304А. КП501В замінюється будь-яким із серій КП501, ZVN2120, VN2120, К1014КТ1. Застосований в якості силового транзистора n-канальний ключ на МОП-транзисторі можна замінити на будь-який з КР1014КТ1, К1014КТ1, при цьому розсіюється на ньому потужність не повинна перевищувати 0,5 Вт Якщо застосувати на його місці транзистор КП7131А9, постійна розсіює потужність може бути збільшена до 2 Вт, а з транзистором КП744Г ще більше. Втім, необхідність в цьому може виникнути лише в тому випадку, якщо підключений до такого стабілізатору пристрій на час виходу з «сплячого» режиму буде споживати значний струм. КТ3107Г замінюється будь-яким із серій КТ3107, КТ6112, SS9015, ВС556, 2SA992. Решта біполярні транзистори замінимі на КТ3102, КТ6111, SS9014, ВС547, ВС549, 2SC900, 2SC1222 з будь-яким індексом.

Вихідна напруга стабілізаторів залежить від кількості і типу послідовно включених світлодіодів та / або малопотужних біполярних транзисторів в діодному включенні. Так як всі транзистори працюють в мікрострумової режимі, то для усунення впливу зовнішніх наведень може знадобитися екранування плати. Якщо при збільшенні струму навантаження буде спостерігатися помітне збільшення вихідної напруги, то це свідчить про порушення стабілізатора, яке усувається введенням ланцюгів ТОВ по змінному напрузі. Працюючі в якості джерела опорної напруги світлодіоди повинні бути захищені від яскравого світла. Схеми стабілізаторів легко можуть бути модифіковані під конкретні завдання.

Література: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радіоаматорам схеми, Москва 2008