KR142EN19 芯片上的稳压器，具有 27 伏/7-25 伏 2 安培保护。方案、说明

KR142EN19芯片上的稳压器具有27伏/7-25伏2安培保护。无线电电子电气工程百科全书

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本文介绍了一种具有可靠脉冲保护的稳压器。如果稳压器的输出电流在一段时间内超过保护阈值，稳压器会关闭几秒钟以冷却调节晶体管，然后再次开启和关闭，直到负载中的事故消除。由于控制晶体管在这种模式下大部分时间都是关闭的，因此它消耗的平均功率，即使输出短路，也不会超过正常模式。

在所提出的稳定器中，使用了包含在高电流电路中的簧片继电器上的脉冲保护单元。这样的组件包含很少的附加部件，几乎不会降低稳定器的效率，最重要的是，干簧管保护的工作电流对温度的依赖性很小。该器件的稳定系数超过400。输入和输出之间的最小压降为0,5 V。稳压电路如图1所示。 XNUMX.

KR142EN19 芯片上的稳压器，带保护 27 伏/7-25 伏 2 安培
图。 1

稳定器的主要元件是KR142EN19（DA1）芯片。如果微电路控制输入端（引脚 1）相对于阴极（引脚 2）的电压超过其开启阈值（2,5 V），则阳极电流以大约 2 mA / mV 的斜率增加。开路微电路的阳极电压（由其内部器件决定）至少为 2,5 V。该微电路有一个特点：如果输入电压大于其完全打开所需的电压，它可能会关闭。同时，它停止控制稳定器，因此输入电压可能出现在其输出端。由于负载与工作稳定器断开时出现的输出电压浪涌，可能会导致微电路的输入过载。在这种情况下，在负载关闭之前提供给负载的电流开始对安装在稳定器输出端的电容器充电。这导致输出电压增加，直到控制晶体管被通过稳定器的误差信号关闭。显然，电压浪涌越小，器件输出端的电容电容越大，误差信号通过稳压器的速度就越快。负载断开实验表明，对于每安培的输出电流，至少 1000 微法拉的电容足以防止所述稳定器中的微电路关闭。

重复使用该器件时，应避免进行导致性能下降的更改，例如使用低频晶体管。通过在误差信号路径中添加集成 RC 链路以防止生成而人为地降低性能尤其危险。由于输出电压的一部分由输出电压调节电阻R12的滑块提供给微电路的控制输入端，因此稳定器的输出端之间电压的增加会导致稳定器的控制输入端之间的电压增加。微电路及其阴极，导致微电路开路。其输出信号闭合按共栅电路连接的晶体管VT3，然后闭合稳压器负极线中的复合调节晶体管VT2VT1，导致通过它的电流减少。如果微电路闭合，则晶体管VT3必须打开，其通道的电流必须在4…10mA以内。

如果将大约 5 V 的电压施加到相对于公共正极线的栅极，则获得此模式。事实证明，将带有纹波的部分输入电压施加到栅极会导致在稳定器的输出端出现幅度约为 1 mV 的纹波。因此，晶体管VT3的栅极电压通过稳压二极管VD1相对于公共线稳定，然后还通过电路R2C3、R5C4进行滤波。场效应晶体管的使用可以显着降低通过滤波器的电流，从而降低它们的尺寸。电阻器 R7 可防止自激。没有它，VT3 晶体管上的级可以以大约 20 MHz 的频率自激。所描述的稳定器对负载和稳定器本身的事故具有三级保护。电阻器 R8 提供对短期过载的快速保护。当负载电流显着超过给定最大值 2 A 的大约两倍时，电阻 R8 上的电压降增加到输入电压的电平，晶体管 VT2 结果饱和并停止放大电流，这导致限制负载电流。

对于较长的故障，稳定器由 K1 簧片继电器上的脉冲保护来保护。如果负载电流超过继电器驱动电流 (2 A)，则簧片开关闭合，电容器 C3 通过电阻器 R1 快速放电。这也开始通过电阻器 R4 对电容器 C5 放电。但由于电阻器 R5 的电阻相对较大，这个过程要慢得多。当电容C4两端的电压降降低到约1V时，晶体管VT3将关闭，从而关闭稳压器。引入 R5C4 电路关闭稳压器的延迟，使电容器 C3 在簧片开关 K1.1 断开之前有时间几乎完全放电。

打开簧片开关后，电容C3通过电阻R2开始缓慢充电。这导致晶体管 VT3 逐渐打开并启动稳定器。同样，稳定器在电源打开时启动。如果 UMZCH 由该稳定器供电，当它打开时，音响系统中不会有咔嗒声。与任何具有深度反馈的设备一样，所描述的稳定器可能易于生成。在对设备进行原型设计时，在稳定器的输出端观察到以脉冲形式生成，幅度约为 5 mV，频率约为 100 kHz。事实证明，电容器C5的质量最重要的是影响稳定器的生成趋势。要了解为什么会发生这种情况，以下推理会有所帮助。假设稳定器输出端的电压意外改变了 1 mV。 IC 将此电压转换为 2mA 的输出电流变化。

调节晶体管将其放大约 500 倍，这将导致通过稳定器和电容器 C5 的电流变化 1 A。电流的这种变化将导致电容器的等效串联电阻 (ERS) 上产生压降，从而将经历“第二圈”的反馈循环。如果该电压降超过 1 mV，可能会发生振荡。显然，ESR小于5欧姆的电容器C0,001可以提供稳定器的稳定性。为了做出选择，对不同系列的电容器的 ESR 进行了测量。通过电阻器向电容器施加频率为 100 kHz、电流摆幅为 1 A 的单极性电压，通过示波器测量电容器两端的电压来计算 ESR。事实证明，对于电容值超过500μF的电容器，100kHz频率下的ESR主要取决于电容器的设计，而较弱地取决于其电容和额定电压。

根据测量结果，电容器C5由50个24微法的K470-5系列电容器并联组成，从而在不使用其他手段的情况下抑制了自激。为了充分利用电容器组C5的低阻值，需要根据输出电路和电阻器连接点，从电容器C13的端子到电阻器R10的右端的连接线长度R14 和 R5 尽可能短，如图所示。如上所述，稳定器产生的趋势随着稳定器可以提供给电容器C10的电流脉冲的最大可能幅度的增加而增加。当试图增加最大输出电流时，这可能是一个主要问题。您可以通过选择电阻器 RXNUMX 来提高稳定器的稳定性，该电阻器会在微电路的阴极电路中产生局部负反馈。

当建立一个稳定器时，这个电阻用跳线闭合，然后通过增加C5电池中的电容器数量来消除发电，然后移除跳线。即使在 C5 电池容量部分损失后，稳定器也能获得足够的稳定性余量以使其正常运行。电容C2消除了干簧继电器绕组的电感对稳定器稳定性的影响。可以为稳定器添加另一程度的保护 - 防止调节晶体管 VT1 过热。为此，只需将带有双金属板的热继电器压在该晶体管的主体上，该晶体管的工作温度为 60 ... 70°C。热继电器的闭合触点包含在晶体管 VT3 漏极的开路中。晶体管 VT1 过热将导致热继电器触点打开，结果晶体管 VT1 将关闭，直到其冷却。

我们将用参数接近的KP507A替换KP3A（VT508）晶体管。允许用 KR142EN19A 或外国模拟 TL1 替换 KR142EN19 (DA431) 微电路。保护节点中用作时序的电容器C3、C4必须是低漏电的，例如FT、K78、K71-4系列。电容器C3的电容决定了冲击保护的工作时间，以及稳定器启动的持续时间。用图中所示的电阻器 R2 的电阻和电容器 C3 的电容，这个周期大约等于 3 秒。

不应该通过减小电容器C3的电容来显着减小，因为如果启动过快，可能是负载部分的电容器的充电电流可能超过2A，这将导致保护跳闸。簧片继电器 K1 - 自制。在磁簧开关KEM1（或另一个类似的）上，缠绕15匝直径为0,4-0,7毫米的绕组线。然后匝数由簧片开关在 2 A 负载电流下的操作指定。晶体管 VT1 必须安装在冷却表面积至少为 200 sq.cm 的散热器上。调整时，电压从实验室电源的输出端施加到输入端。其最大值不应超过 30 V（DA1 微电路的阳极-阴极的限制电压）。通过选择电阻器 R14，输出电压调整的上限设置为比输入电压低 0,5 ... 1 V。电阻器 R8 的选择应使其在负载电流约为 2 A 时的压降等于输入电压的一半。

由于启动缓慢，在双极电源中应谨慎使用稳定器。由于冲击保护的簧片开关会因强烈震动而关闭，因此不建议在车载系统中使用建议的稳定器。

作者：S. Kanygin，哈尔科夫；出版：cxem.net

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