Линейные стабилизаторы напряжения с высоким КПД
Основным недостатком линейных стабилизаторов средней и большой мощности является их низкий КПД. Причем, чем меньше выходное напряжение источника питания, тем меньше становится его КПД. Это объясняется тем, что в режиме стабилизации силовой транзистор источника питания обычно включен последовательно с нагрузкой, а для нормальной работы такого стабилизатора на регулирующем транзисторе должно действовать напряжение коллектор-эмиттер не менее 3...5 В. При токах более I А это дает значительные потери мощности за счет выделения тепловой энергии, рассеиваемой на силовом транзисторе.
Что приводит к нсобходимости увеличивать площадь теплоотводящего радиатора или применять вентилятор для принудительного охлаждения Широко распространенные благодаря низкой стоимости интегральные линейные стабилизаторы напряжения на микросхемах из серии 142ЕН(5...14) обладают таким же недостатком.
В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до I...1,3 В) и обеспечивают на выходе стабилизированное напряжение в диапазоне 1,25...30 В при токе в нагрузке 7,5 А, 5 А и 3 А, соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 5 А. При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при напряжении вход-выход не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от перегрева корпуса. Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения 0,05%/В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1 %/В.
Типовая схема включения таких стабилизаторов напряжения приведена на рис. 3.18. Конденсаторы С2...С4 должны располагаться вблизи от микросхемы и лучше, если они будут танталовые.
Емкость конденсатора С1 выбирается из условия 2000 мкФ на 1 А потребляемого тока. Микросхемы выпускаются в трех видах конструктивного исполнения корпуса, показанных на рис. 3.19. Вид корпуса задается последними буквами в обозначении. Более подробная информация по данным микросхемам имеется в справочной литературе. Такие стабилизаторы напряжения экономически целесообразно применять при токе в нагрузке более 1 А, а также в случае недостатка места в конструкции.