Радиолюбителям нередко приходится применять в своих конструкциях узлы, с большим коэффициентом усиления, требующие для своего питания, высококачественные источники постоянного тока. К таким узлам, прежде всего, относятся микрофонные и предварительные усилители, измерительные преобразователи, фильтры на операционных усилителях и т.п.
Как известно, малошумящими источниками питания с самым низким уровнем шума являются химические источники тока. Батарейка или аккумулятор вырабатывает электрическую энергию в результате химического процесса, происходящего в тот момент, когда подключенная к ней цепь замкнута, следовательно через нее протекает ток. Однако, по многим причинам применение химического источника тока в радиолюбительской конструкции не всегда возможно. В следствии этого не угасает интерес радиолюбителей к источникам питания с малым уровнем шума. На рисунке 1 представлена схема модуля стабилизатора постоянного тока с ультранизким уровнем шума.
Основой схемы является микросхема семейства TPS7A49 выпускаемая Texas instruments.
Исходя из структурной схемы (рисунок 2), микросхемы данного семейства представляют собой линейные стабилизаторы (или регуляторы) напряжения.
Основным регулирующим элементом является биполярный транзистор. Выходное напряжение микросхемы задается в диапазоне от 1,194 до 33 В. с помощью резистивного делителя, подключаемого к усилителю ошибки через вывод «FB». Управлять подачей выходного напряжения можно сигналом логического уровня, подаваемого на вход «EN». К выводу «NR/SS» подключается внешний конденсатор обеспечивающий плавный пуск (Soft start) стабилизатора и повышает коэффициент подавления шума.
Микросхемы семейства TPS7A49 выпускаются в разных вариантах корпусов. В разработанном модуле применяется микросхема в корпусе HVSSOP (рисунок 3).
Особенностью этого корпуса является наличие так называемого «PowerPAD» или «ThermalPAD» — это расположенная на обратной стороне корпуса площадка, покрытая припоем. Эта площадка предназначена для отвода избыточного тепла от миниатюрного пластикового корпуса микросхемы. Особенность применения такого типа корпусов учтена при проектировании печатной платы модуля стабилизатора (рисунок 4).
Модуль собирается на двухсторонней печатной размерами 50х25 мм. Общий вид электронного образа печатного узла приведен на рисунке 5.
Максимальный выходной ток стабилизатора не более 150 мА. Уровень шумов, не более 15,4 мкВ. Допустимое максимальное входное напряжение составляет, не более 36 В. Падение напряжения на микросхеме DA1, при токе нагрузки 100 мА, составляет, не более 260 мВ.
Для 9-ти вольтового стабилизатора напряжения параметры и типы элементов, следующие:
С1 - керамический конденсатор 0805 X7R 2.2мкФ ±10% 50В (C2012X7R1H225K125AC).
С2,С3 - керамический конденсатор 0805 NP0 0.01мкФ ±5% 50В (C2012C0G1H103J060AA).
С4 - керамический конденсатор 0805 X7R 2.2мкФ ±10% 50В (C2012X7R1H225K125AC).
DA1 - TPS7A4901DGNR.
R1 – 12 кОм (RC0805FR-0712K).
R2 – 78,7 кОм (RC0805FR-0778K7L).
Коэффициент полезного действия стабилизатора приведен на рисунке 6.
Для выходного напряжения 12 В. необходимо изменить сопротивление резистора R2 на 105 кОм.
Стабилизатор хорошо подойдет для питания микрофонного усилителя как гарнитуры, так и высококачественного настольного микрофона для трансивера.
Проект доступен для не коммерческого использования. Файлы печатной платы можно скачать с Яндекс.Диска по ссылке:
https://yadi.sk/d/u8SOpcYPfk2IyQ
#стабилизатор #напряжение #малошумящий #схема