Stabilizatoare de tensiune duale – Aplicaţii

4.4.3. Aplicaţii

Pentru a facilita descrierea tehnicilor utilizate în apli­caţii, circuitul integrat ROB1463 se va reprezenta prin schema electrică echivalentă funcţional din fig. 4.82.

Pentru parametrii electrici ai componentelor integrate din circuit se recomandă folosirea următoarelor valori:

—- tensiunea nominală a diodelor Zener; V_z =6,6 V,

• tensiune emitor-bază; V_BE = 0,68 V,
• R₅ = 1,4 kΩ,
• R₆ = l kΩ.

Tehnicile de protecţie 1a supratensiunile de regim tranzitoriu descrise în capitolele anterioare se vor aplica pentru fiecare intrare -şi/sau ieşire a circuitului.

Protecţia la scurt-circuitarea ieşirilor la masă se va realiza cu sau fără întoarcerea caracteristicii, prin meto­dele descrise în capitolul dedicat stabilizatoarelor de uz general din prima generaţie.

Capacitoarele de compensare în frecvenţă C₁, C₂ se vor conecta cît mai aproape de circuitul integrat.

Extinderea domeniului tensiunilor de ieşire

În stabilizatoarele duale ROB1468 realizate în capsulă de tip TO-116, tensiunile de ieşire V₀ se pot ajusta între ±8V…±20V, (utilizatorul are acces la terminalul BA). La cele livrate în capsulă TO-100 ajustarea tensiunii de ieşire se poate efectua numai în domeniul ±15V… ±20V.

În absenţa oricărei reţele de reacţie externă tensiunea de ieşire pozitivă V₀ se determină prin relaţia:

V₀⁺ =2V_Z + [l + (R₅/R₆)]V_BE                                         (4.93)

Creşterea tensiunilor de ieşire peste ±15V (fig. 4.83) se obţine modificînd reţeaua de reacţie a amplificatorului prin conectarea rezistoarelor externe R_A, R_B. Reţeaua rezistivă externă (R_A, R_B) forţează un curent suplimentar prin rezistorul R₅ şi dioda Zener Z₃. Căderea de tensiune suplimentară pe rezistorul R₅ se transferă la ieşirea de tensiune pozitivă V₀⁺ conform relaţiei:

V₀⁺ ={2V_Z⁺ + [l + (R₅/R₆)]V_BE + (V_Z + V_BE ) R₅/(R_A//R_B)}/[1 + (R₅/R_B)]           (4.94)

Impunînd R₅<<R_B relaţia se simplifică la:

V₀⁺ =2V_Z⁺ + [l + (R₅/R₆)]V_BE + (V_Z + V_BE ) R₅/(R_A//R_B)                     (4.95)

Curentul maxim admis prin dioda Zener integrată tre­buie limitat la 2,2 mA. Rezultă:

[(V_Z + V_BE )/(R_A//R_B)] – (V₀⁺/V_B) << 2,2 mA + (V_BE /R₆)                    (4.96)

Relaţiile 4.95 şi 4.96 sînt suficiente pentru dimensio­narea rezistenţelor R_A, R_B. Acest calcul, relativ laborios se poate evita substituind rezistoarele R_A, R_B  cu un potenţiometru de 100 kΩ. Pentru a nu distruge circuitul inte­grat în timpul ajustării tensiunilor de ieşire se va evita micşorarea rezistorului R_A sub 2 kΩ.

Creşterea tensiunilor de ieşire produce o mărire a cu­rentului prin reţeaua internă de inversare a polarităţii. Puterea intern disipată va creşte cu cel mult 60 mW. Totodată se menţionează ea efect negativ şi creşterea coeficienţilor de temperatură ai tensiunilor de ieşire.

Pentru reducerea tensiunilor de ieşire sub ±15V (fig. 4.84) sînt necesare două operaţii. Mai întîi se dezactivează reţeaua internă de inversare a polarităţii prin şuntare cu rezistoare externe R_C=R_D=15 kΩ. Apoi se acţionează asupra reţelei de reacţie din stabilizatorul de tensiune pozitivă, prin rezistoarele R_A, R_B. Spre deosebire de cazul anterior, rezistorul R_B trebuie să fie suficient de mic pen­tru a şunta dioda Zener Z₃ şi rezistorul R₅.

Dacă rezistorul R_A este infinit, tensiunile de ieşire ating valorile minime:

V₀⁺_min =V_Z + V_BE (1+ R_B/R₅) = 8 V                              (4.95)

de unde rezultă: R_B=1 kΩ.

Dacă R_A este finit, curentul prin R_B va creşte şi ten­siunile de ieşire se măresc pînă la ±15 V conform relaţiei:

V₀⁺ = (V_Z + V_BE)(R_B/R_A) + (R_B/R₆)]V_BE                              (4.95)

Dimensionarea rezistorului R_A se face pe baza relaţiei (4.98).

Introducerea unui potenţiometru de 0,5 kΩ şi conecta­rea terminalului BA la cursorul său permite echilibrarea celor două tensiuni de ieşire.

Extinderea domeniului de curenţi la ieşire

Puterea internă disipată maxim admisă pentru capsu­lele de tip TO-100, TO-116 poate atinge valori de 0,68 W, respectiv 1 W. Prin montare pe radiatoare, rezistenţa termică joncţiune-mediu ambiant se poate reduce cel mult la 130°C/W, respectiv 50°C/W. Temperatura maxim admisă pe joncţiune trebuie limitată la 150°C. În aceste ipoteze, în fig. 4.85 se prezintă valorile maxim admise pentru cu­rent pe fiecare ieşire în funcţie de diferenţa de tensiune intrare-ieşire.Apare evident faptul că pentru a se furniza la ieşire curenţi mai mari de 100 mA trebuie să se apeleze la tran­zistoare externe de putere.

Modul de conectare a tranzistoarelor externe Q_A, Q_B se arată în fig. 4.86. Pentru protecţia la scurtcircuitarea ieşirilor la masă se recomandă utilizarea unor tehnici de limitare a curenţilor de ieşire cu întoarcerea caracteris­ticii.

Rezistoarele R (47 Ω) se dimensionează astfel încît să asigure deschiderea tranzistoarelor Q_A, Q_B înainte ca prin ieşirea circuitului integrat să se debiteze (absoarbă) curenţi mai mari de 20 mA. În acest fel circuitul integrat nu se va solicita din punct de vedere termic.

La intrări se vor conecta oapacitoare electrolitice cu aluminiu de ordinul µF.