Современная электроника №7/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2024 В статье описан стабилизированный источник питания (ИП) постоянного тока с выходным напряжением 28 В и током до 9 А на основе ОУ ADA4522-2 и полевого транзистора IRFP4710. Порог срабатывания токовой защиты на базе симисторного оптрона VOM160NT составляет около 10 А. Размах пульсации выходного напряжения на нагрузке при максимальном токе не превышает 1,4 мВ. Приведены принципиальные схемы, разводка и внешний вид платы стабилизатора и всего ИП, а также результаты его тестирования. Алексей Кузьминов Введение Настоящий ИП является усовершен - ствованной версией ИП, описанного автором в [1]. В нём применены неко - торые более современные компонен - ты и несколько упрощена схема, что повысило надёжность его работы, a также снизило размах пульсаций выходного напряжения. Основное отличие описываемого ИП от [1] – применение более современно - го ОУ ADA4522-2 с «нулевым» смеще - нием (zero drift) и повышенным мак - симальным напряжением питания. Максимальное напряжение смеще - ния ADA4522-2 – всего 5 мкВ (против 5 мВ у MC34072, применённого в [1]), т.е. оно в 1000 раз меньше. Максималь - ное напряжение питания ADA4522- 2 – 55 В (против 44 В у MC34072), т.е. оно на 10 В больше, что также нема - ловажно, поскольку максимальное входное выпрямленное напряжение в ИП при входном сетевом напря - жении ~220 В составляет около 41 В (см. далее), что всего на 3 В меньше максимального напряжения питания MC34072 (а для питания ОУ как раз и используется входное выпрямленное напряжение), в связи с чем приме - нение ADA4522-2 существенно повы - шает надёжность работы ИП. Кроме того, подавление пульсаций напря - жения питания у ADA4522-2 составля - ет около 160 dB против 70 dB у MC34072. Единственное, в чём ADA4522-2 усту - пает MC34072, – скоростные харак - теристики: 2,7 МГц против 4,5 МГц у MC34072, однако, поскольку часто - та выпрямленного напряжения (и частота пульсаций выходного напря - жения стабилизатора ИП) составляет всего 100 Гц, это практически не име - ет никакого значения. По стоимости MC34072MTTBG в корпусе WQFN10, применённом в [1], и ADA4522-2ARMZ в корпусе MSOP8 практически одина - ковые (120–180 руб. за штуку), однако ADA4522-2ARMZ более распространён, а потому легкодоступен, в отличие от MC34072MTTBG, который существенно менее доступен, особенно в единичных экземплярах. Второе, также немаловажное отли - чие данного ИП от [1] – более стабиль - ное опорное напряжение, с которым сравнивается снятое с делителя выход - ное напряжение стабилизатора. В [1] в качестве такого опорного напряжения применена связка диодного стабили - затора тока (около 4 мА) J511 и стаби - литрона BZX384C5V1 (или BZT52C5V1S – они схожи по характеристикам) на напряжение 5,1 В. Вместо них при - менён диодный стабилизатор тока S-562T (ток около 5,6 мА) и стабили - трон BZX384C5V6/BZT52C5V6S на напря - жение 5,6 В. В чём преимущество такой связки? Как известно, любой стабилитрон имеет так называемое дифферен - циальное сопротивление, значение которого у стабилитрона 5V6, rdif = = 15 Ом против 40 Ом у 5V1 (datasheet на BZX384), т.е. оно почти в 3 раза мень - ше. А это сопротивление (точнее, его обратная величина – дифференциаль - ная проводимость gdif) определяет кру - тизну ВАХ стабилитрона. A чем круче ВАХ, тем менее существенно изменяет - ся напряжение стабилитрона в зависи - мости от изменения его тока. Из рис. 1а, взятого из datasheet на BZT52, вид - но, что ВАХ стабилитрона BZT52C5V6 выходит на прямой (крутой) участок, начиная с тока в 5 мА (зелёная стрел - ка на рис. 1а). К сожалению, на этом графике не показана ВАХ стабилитро - на BZT52C5V1, но показана ВАХ стаби - литрона BZT52C4V7 (красная стрелка), которая выходит на прямой участок уже только начиная с тока в 10 мА. Естественно предположить, что ВАХ стабилитрона BZT52C5V1 выходит на прямой участок, начиная со значения тока между 10 мА и 5 мА, что подтверж - дается ВАХ стабилитронов BZX384, взя - той из datasheet на BZX384 (рис. 1б). Действительно, ВАХ BZX384C5V1 пере - секает порог 5 мА (красная линия) в точке, показанной сиреневой стрел - кой, под меньшим углом, чем ВАХ ста - билитрона BZX384C5V6, которая пере - секает этот порог в точке, показанной зелёной стрелкой. Но тогда возникает вопрос, а почему бы не взять стабили - трон 6V2, крутизна ВАХ которого ещё больше (рис. 1а) и которая выходит на прямой участок уже при токе заведомо меньше 5 мА? Однако здесь необходи - мо учитывать ещё и температурный коэффициент. Дело в том, что типовые значения этого коэффициента у стаби - литронов 5V1 (–0,8) и 5V6 (+1,2) близ - ки по абсолютному значению и нахо - дятся по разные стороны от нулевого значения, а температурный коэффи - циент 6V2 (+2,3) почти в 2 раза боль - ше, чем у 5V6. Так что 6V2 отпадает, а 5V6 остаётся. Кроме того, как отмечено выше, диодный стабилизатор тока S-562T стабилизирует ток в 5,6 мА (против Дополнительные материалы к статье вы можете скачать с нашего сайта по этой ссылке