Интегральные стабилизаторы напряжения LM117/LM317, LM150/IP150, LM138/LM238/LM338. Долгое время у меня служил блок питания, построенный по классической схеме параметрического стабилизатора напряжения с защитой от короткого замыкания [1]. Только в целях получения большего выходного тока транзисторы VT2 и VT3 были заменены на КТ315 и КТ818 соответственно. Полярность выходного напряжения при этом другая, так что все конденсаторы, диоды и стабилитрон (я, кстати, применял КС518 — он выдает 18 вольт) должны быть включены обратной полярностью. Кроме того, вместо VT1 — МП38.

Этот блок питания (БП) являлся универсальным источником энергии для моих домашних экспериментов, выдавая от 0,5 до 18 вольт стабилизированного напряжения при токе 1 — 1,5А. Однако был у него и недостаток — из-за низкого КПД подобных схем выходной мощный транзистор греется как печка.

Долго я хотел сделать этот БП на интегральной базе (там и КПД повыше, да и есть такие функции как защита от перегрева, от короткого замыкания или даже от превышения допустимого тока), только не попадались мне на глаза подобные микросхемы. К142ЕН1, К142ЕН2 [2] — малая мощность, придется ставить дополнительный транзистор на усиление тока, да и слишком много выводов у неё. На КР142ЕН5 можно сделать регулируемый стабилизатор напряжения (СН), однако в этом случае минимальное напряжение будет 5В, что тоже нежелательно.

Таким образом, на отечественной элементной базе построить интегральный СН с желаемыми параметрами невозможно.

Однако зарубежная промышленность (точнее, фирма National Semiconductor) выпускает одну интересную микросхему LM317 (аналог — LM117 той же фирмы — различаются по ряду параметров , в частности, по диапазону рабочих температур, у LM117 он шире (от -55 до +150 °C)).

Так вот, эти микросхемы представляют собой регулируемые СН с выходным напряжением 1,2 — 37В при выходном токе 1,5А. Как уверяют производители, они снабжены защитой от короткого замыкания, выходной ток не зависит от температуры кристалла, гарантируется максимальная нестабильность выходного напряжения 0,3%, подавление пульсаций — на уровне 80 дБ.

К этому стоит добавить малые размеры (микросхема имеет всего три вывода, выпускается в различных корпусах: ТО-220, ТО-3, ТО-39, TO-263, SOT-223, TO-252 (рис. 1) и низкую стоимость.

Рисунок 1 — Внешний вид корпусов LM117/LM317

Схема регулируемого стабилизатора напряжения показана на рисунке 2.

Рисунок 2 — Схема регулируемого СН (1,25 — 25 В)

Также эти микросхемы применяют как зарядные устройства для аккумуляторных батарей. Типичная схема такого устройства приведена на рисунке 3. Здесь используется принцип зарядки постоянным током.

Рисунок 3 — Схема зарядного устройства

Как видно из рисунка, ток заряда определяется сопротивлением R1. Значения этого сопротивления лежат в пределах, указанных на рисунке. Это соответствует току заряда от 10 мА до 1,56 A.

Хочу отметить, что если требуется получить больший выходной ток СН, то лучше использовать специальные микросхемы:

— на ток до 3А рассчитана LM150 (IP150);
— на ток до 5А рассчитаны LM138 / LM238 / LM338 (отличаются диапазоном рабочих температур, самый широкий — у LM138 (от -55 до +150 °C).

Схемы включения у этих микросхем такие же, что и на рисунке 2, цоколевка — как на рисунке 1.

Далее приведены схемы зарядного устройства для автомобильного кислотно-свинцового аккумулятора (рис. 4) и стабилизатора напряжения с максимальным током 10А (рис. 5) как примеры дополнительного применения микросхем LM150 и LM138.

Рисунок 4 — Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на LM150(IP150)

Рисунок 5 — СН с выходным током до 10А

В заключение хочу заметить, что выходной конденсатор С2 по схеме на рис.2 может быть емкостью от 1 до 1000 мкФ — в зависимости от целей применения СН. Однако при емкости свыше 10 мкФ и/или выходном напряжении выше 25 В требуется в схему включать защитные диоды (рис. 6). Это нужно для того, чтобы предотвратить импульс тока, который может возникнуть при коротком замыкании в нагрузке из-за разряда выходного конденсатора. Этот импульс тока может достигать величины 20 А и повредить микросхему.

Рисунок 6

Литература:
1. Shema.Tomsk.Ru — Блок питания с защитой от КЗ;
2. Shema.Tomsk.Ru — Стабилизаторы напряжения на микросхемах серии К142;
3. National Semiconductor — LM117/LM317A/LM317 3-Terminal Adjustable Regulator;
4. LM138/238/LM338 — adjustable voltage regulators three-terminal 5-A;
5. LM150/250/LM350 — adjustable voltage regulators three-terminal 3 A;
6. LM150K 3.0A Adjustable Positive Voltage Regulator.

---