Опытные радиолюбители могут пройти мимо, а начинающим может быть полезна заметка о том, как собрать очень простой стабилизатор напряжения.
В практике изготовления портативной аппаратуры бывает полезен стабилизатор с широким диапазоном питающих напряжений и малым током холостого хода. Схема собрана на элементах, которые были под рукой — источник опорного напряжения TL431, маломощный транзистор NPN и транзистор средней мощности PNP и полевой транзистор.
Первый вариант схемы показан на рисунке:
Это самая обычная схема стабилизатора, отличающаяся от привычной наличием стабилизатора тока для опорного источника, собранного на полевом транзисторе КП103Ж. Применение генератора тока обусловлено тем, что при изменении входного напряжения в широком диапазоне, ток потребляемый стабилизатором остается примерно постоянным, что при использовании резистора обеспечить невозможно.
Может быть применен другой транзистор, главное, чтобы напряжение отсечки у него было поменьше (у КП103Ж Uзи. отс. = 0,5—2,2 В) и максимальное напряжение Uзи было не меньше, чем Uвх — Uа (напряжение в точке А). У КП103Ж этот параметр на пределе (10 вольт).
Подбором резистора R1 устанавливают ток генератора. Я установил ток 0,8 мА при напряжении питания 12 В.
Резистор R2 выполняет роль нагрузки для стабилизатора при отключенных внешних потребителях и может быть 10—20 кОм. При включении стабилизатора в схему его можно исключить вообще.
Результаты работы стабилизатора при нагрузке около 3 мА приведены в таблице 1.
Стабилизатор смонтирован на макетной плате (см. фото 1.)
Стабилизатор устойчиво работает до Uвх = 5 В. При входном напряжении 3 В ситуация следующая. Для работы транзистора VT2 в активном режиме необходимо, чтобы напряжение на переходе база-эмиттер было примерно 0,6 В. Т. е. при выходном напряжении 2,5 В напряжение в точке А (на базе VT2) должно быть примерно 3,1 В (что и видно из таблицы). Соответственно минимальное рабочее напряжение составляет (с учетом падения напряжения на генераторе тока VT1) примерно 3,5...4 В.
Максимальное входное напряжение ограничено параметрами транзистора VT1 (в том числе и рассеиваемой мощностью).
Теперь попробуем увеличить максимальный выходной ток стабилизатора. Обычно для этого вместо транзистора VT2 ставят составной из 2-х (а то и 3-х) транзисторов. Однако в этом случае еще на 0,6 В увеличивается минимальное входное напряжение (к выходным 2,5 В придется добавлять не 0,6 В, а уже 1,2 В), поэтому попробуем применить также хорошо известную схему с комбинацией NPN и PNP транзисторов, которая приведена на рис. 2.
Результаты работы этой схемы при различных токах нагрузки приведены в табл. 2.
Детали также смонтированы на макетной плате (фото 2).
Если не требуется широкий диапазон входных напряжений, или нет желания минимизировать потребляемый стабилизатором ток, то генератор тока можно заменить обыкновенным резистором, т. к. источник опорного напряжения TL431 имеет отличные характеристики при изменении протекающего через него тока в пределах 2...100 мА. Правда при этом не надо забывать посчитать рассеиваемую на источнике мощность, чтобы она была не более примерно 0,5 Вт, а лучше меньше.
