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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 미세 회로 전압 안정기: 보호 노드. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
제안된 장치는 기술적 특성을 손상시키지 않으면서 미세 회로 전압 조정기를 안정적으로 보호합니다. 라디오 아마추어는 전원 공급 장치를 구축하기 위해 KR1, KR142, KR1157, 1158L, 78L 시리즈의 79핀 미세 회로를 기반으로 하는 1개의 전압 안정기를 널리 사용합니다[XNUMX]. 이러한 초소형 회로에는 전류 및 과열 보호 기능이 내장되어 있지만 여전히 외부 보호가 필요한 경우가 많습니다. 사실은 전류 과부하 또는 부하의 단락이 있는 비상 시 이러한 미세 회로가 출력 전류 제한 모드로 전환된다는 것입니다. 그러나이 경우 입력 전압의 상당 부분이 미세 회로에 적용되어 결과적으로 예열이 시작됩니다. 내장된 열 보호 기능이 출력 전류를 감소시킨다는 사실에도 불구하고 입력 전압이 크면 초소형 회로가 과열되어 고장날 수 있습니다. 특히 열 싱크가 불충분하거나 설치되지 않은 경우에는 더욱 그렇습니다. 그러한 상황을 위협하는 것은 설명없이 분명합니다. 그리고 여기에서 일부 극단적 인 작동 모드에서 안정기 미세 회로를 보호하여 작동 신뢰성을 높이는 장치가 유용합니다. 안정 장치와 함께 제안된 장치의 구성은 그림 1에 나와 있습니다. 7309. 보안 노드 자체는 점선으로 동그라미 친 부분입니다. 트랜지스터 어셈블리 IRF1(VT0,05)에 포함된 서로 다른 유형의 전도성 채널이 있는 0,1개의 필드 스위칭 트랜지스터에 조립됩니다. 이 어셈블리의 트랜지스터의 주요 매개 변수는 다음과 같습니다. 개방 채널 저항 - 3,2 ... 4 Ohm, 최대 드레인 전류 - 30 ... 20 A, 최대 소스 - 드레인 전압 - 1.4 V, 게이트 - 소스 - XNUMX V, 총 전력 손실 - XNUMXW
보호 장치는 안정기의 출력 전압을 제어합니다. 특정 수준 아래로 떨어지면 장치가 입력 전압 소스에서 미세 회로를 분리합니다. 몇 가지 일반적인 비상 사태가 가능합니다. 첫째, 이것은 출력 전압이 거의 0,5으로 떨어지는 부하의 단락으로 보호 장치가 트립됩니다. 둘째, 이것은 미세 회로의 최대 허용 값보다 높은 과부하 전류입니다. 이 경우 미세 회로가 전류 제한 모드로 들어가고 출력 전압이 감소하므로 보호 장치가 작동합니다. 셋째, 부하 전류가 크게 증가할 수 있지만 미세 회로의 최대 출력 전류에는 도달하지 못합니다. 예를 들어, 일반적인 1,5A 대신 부하 전류가 XNUMXA로 증가했습니다. 이 모드는 미세 회로에 대해 정상이지만 여전히 더 많이 가열됩니다. 방열이 비효율적이면 케이스 온도가 너무 높을 때까지 상승합니다. 그런 다음 열 보호는 출력 전류를 줄이고 출력 전압도 감소하여 보호 장치가 작동하여 미세 회로의 전원을 끕니다. 장치가 켜지는 순간 커패시터 C1이 방전되고 모든 입력 전압이 저항 R1에 적용됩니다. 트랜지스터 VT1.1은 이 커패시터가 충전될 때까지 열려 있습니다. 전압은 DA1 미세 회로의 입력에 공급되고 공칭 출력 전압은 출력에 나타나며 그 중 일부는 저항 분배기 R4R5에서 트랜지스터 VT1.2의 게이트로 공급됩니다. 이 트랜지스터가 열리고 커패시터 C1이 방전된 상태로 유지되므로 트랜지스터 VT1.1은 열린 상태로 유지됩니다. 어떤 이유로 안정기의 출력 전압이 크게 감소하면 트랜지스터 VT1.2가 닫히기 시작하고 커패시터 C1이 충전되며 트랜지스터 VT1.1이 닫힙니다. 이것은 출력 전압을 더욱 감소시킵니다. 포지티브 피드백의 작용으로 인해 프로세스는 트랜지스터 VT1.1 및 VT1.2의 완전한 폐쇄로 끝납니다. 닫힌 트랜지스터 VT1.1은 DA1 칩의 입력 회로를 열어 보호 기능을 제공합니다. 커패시터 C1은 안정기를 시작할 때와 보호 장치의 작동을 지연시켜 노이즈 내성을 높일 때 모두 필요합니다. 다시 시작하려면 저항 R1를 통한 방전으로 인해 커패시터 C2,5의 전압이 3 ... 2V 감소할 때까지 입력 전압을 일시적으로 꺼야 합니다. 그 후, 트랜지스터 VT1.1이 열리고 DA1 칩의 입력에 전압을 인가합니다. 출력 전압이 증가하기 시작합니다. 트랜지스터 VT1.2의 게이트-소스 전압이 2,5V를 초과하는 순간에 열립니다. 채널과 전류 제한 저항 R3을 통해 커패시터 C1이 최종적으로 방전됩니다. HL1 LED가 켜집니다 - 안정기의 출력 전압이 있고 그에 따라 정상 작동이 표시됩니다. 구조 및 세부 사항 이 장치는 양면 호일 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 장착됩니다(그림 2). 조립된 보드는 그림 3에 나와 있습니다. 1. 보드 뒷면의 포일은 공통 와이어로 사용됩니다. 전선은 별표로 표시된 보드의 구멍을 통과하여 양쪽에 인쇄된 도체를 연결합니다. DA3 칩의 핀 1과 2은 인쇄된 도체에 납땜되고 핀 1는 구멍을 통과하여 뒷면의 공통 와이어 포일에 납땜됩니다. DAXNUMX 칩이 방열판에 설치된 경우 보드도 칩 옆에 배치됩니다.
제안된 보호 소자는 XNUMX개의 출력을 갖는 모든 전압 안정기 마이크로 회로에 적용될 수 있다. 미세 회로의 전체 출력이 평균이면 인쇄 회로 기판의 도체 패턴은 변경 없이 적합합니다. 그렇지 않으면 약간의 수정이 필요합니다. 제안된 장치는 조정 가능한 전압 안정기(LM317 시리즈 등)를 보호하는 데에도 적합하지만 이 경우 저항 전압 분배기를 설치할 수 있도록 인쇄 회로 기판 도체의 패턴을 변경해야 하며 가능하면 , 일부 다른 요소[1, fig. 삼].
이 장치는 고정 저항 P1-4, MLT, S2-33, 커패시터 K50-35 또는 이와 유사한 것을 사용할 수 있습니다. 커패시터 C1 및 C2의 정격 전압은 최대 입력 전압 및 C20 - 출력보다 최소 3% 이상 높아야 합니다. LED HL1은 정격 전류가 5 ... 20 mA인 가시 광선일 수 있습니다. 트랜지스터 어셈블리 IRF7309(VT1) 대신에 절연 게이트와 해당 유형의 전도성의 유도 채널이 있는 별도의 전계 효과 트랜지스터를 사용할 수 있습니다[2]. VT1.1을 대체하는 트랜지스터는 최대 부하 전류에서 미세 회로의 입력 전류를 견뎌야 하며 최대 드레인-소스 및 게이트-소스 전압은 최대 입력 전압보다 커야 합니다. VT1.2를 대체하는 트랜지스터의 경우 최대 드레인-소스 전압은 최대 입력보다 커야 합니다. 설립 조정은 필요한 경우 커패시터 C1의 커패시턴스를 선택하여 안정기 또는 부하의 과도 현상이 저항 R1을 통해 커패시터를 충전하는 것보다 빠르게 발생하도록 합니다. 저항 R2의 저항은 커패시터 C1의 허용 가능한 초기 방전 지속 시간을 보장하기 위해 수백 킬로옴에서 1MΩ까지 선택됩니다. 보호가 트리거된 후 입력 전압을 끄는 데 필요한 최소 시간입니다. . 저항 R4는 안정기의 출력 전압이 1 ... 3V로 떨어질 때 장치가 작동하도록 선택됩니다. 낮은 출력 전압(3 ... 6V)으로 저항 R4를 제거하여 장치를 단순화할 수 있으며, R5 및 R5 대신 점퍼 설치. 그러나 이 경우 보호 장치는 출력 전압이 약 2,5V로 떨어질 때까지 작동하지 않습니다. 이 게이트-소스 전압에서 VT1.2 전계 효과 트랜지스터가 닫히기 시작하기 때문입니다. 따라서 더 높은 출력 전압(9 ... 12V)에서 이러한 저항을 설치하는 것이 좋습니다. 저항 R3은 트랜지스터 VT1의 채널을 통한 커패시터 C1.2의 방전 전류를 허용 가능한 값으로 제한합니다. 필요한 경우 저항 R6 및 LED HL1을 설정합니다. 저항 R6의 저항은 최대 허용 전류를 초과하지 않으면서 LED HL1의 방사에 필요한 밝기를 얻도록 선택됩니다. 네거티브 극성의 전압 조정기(79L 시리즈 등의 마이크로 회로)의 경우 전계 효과 트랜지스터 VT1.1 및 VT1.2를 교체하고 모든 커패시터와 HL1 LED의 극성을 변경해야 합니다. PCB 도체의 패턴도 변경해야 합니다. 리플을 고려한 입력 전압은 20V를 초과해서는 안 됩니다. 결론적으로 제안된 장치가 가능한 모든 비상 상황에서 사용자를 구할 수는 없지만 미세 회로 전압 안정기의 신뢰성을 크게 증가시킨다는 점에 유의해야 합니다. 문학
저자: I. Nechaev, Kursk; 발행: radioradar.net
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