Stabilizator impulsowy zastępujący liniowy 78xx

Budowa stabilizatora jest oparta o notę aplikacyjną stabilizatora impulsowego ST1S10. Układ nie wymaga zewnętrznej diody usprawniającej. Jej rolę spełnia tranzystor FET umieszczony w strukturze układu. Przy obciążeniu prądem nieprzekraczającym 3 A nie jest wymagany zewnętrzny radiator – wystarczy niewielkie pole na powierzchni płytki. Ze względu na to, że powierzchnia płytki została ograniczona do minimum, maksymalny prąd ciągły stabilizatora, w proponowanym tu rozwiązaniu, wynosi 1,5 A. Maksymalne dopuszczalne napięcie wejściowe jest równe 18 V.

Rysunek 1.

Producent ST1S zastosował stosunkowo wysoką częstotliwość kluczowania (900 kHz), co pozwala na używanie miniaturowych dławików oraz niewielkich kondensatorów filtrujących. Z drugiej strony, jakość dławika i kondensatora C2 ma decydujący wpływ na stabilność napięcia wyjściowego.

Napięcie wyjściowe można wyznaczyć korzystając ze wzoru: Vout = 0,9*(1+R1/R2)

Wygodniej jednak posłużyć się wzorem: R1=R2*(Vout–0,8)/0,8

Napięcie wyjściowe może być zmieniane w granicach 0,8...18 V. Stabilność napięcia wyjściowego, w całym zakresie obciążenia, wynosi 0,2%. Jeśli jest ona gorsza, to winę za to ponoszą dławik lub kondensator C2. Należy także pamiętać, że bez obciążenia napięcie na wyjściu może odbiegać od znamionowego.

Wartości elementów na schemacie ustalają napięcie przetwornicy na 5 V. Ze względu na to, że minimalna pojemność na wyjściu stabilizatora wynosi 22 µF, jako C2 użyto dwóch kondensatorów ceramicznych (materiał X7R) 10 µF/16 V, wlutowanych jeden obok drugiego (pola pod kondensator zostało powiększone). Kondensatory można także wlutować jeden na drugim.

Rysunek 2

Uwaga! Podczas uruchamiania, autorowi artykułu, udało się uszkodzić dwa stabilizatory. Następowało to w chwili, gdy napięcie zasilające na jego wejściu narastało zbyt szybko (przyłączanie zasilania do stabilizatora przy pracującym zasilaczu laboratoryjnym). Przypadki uszkodzenia nie zdarzały się, gdy napięcie narastało wolniej (włączanie zasilacza laboratoryjnego włącznikiem sieciowym. Dlatego w aplikacji należy zastosować za włącznikiem dławik i kondensator o znacznej pojemności, co spowolni narastanie napięcia wejściowego.

Sławomir Skrzyński