1. Stabilizatoare liniare cu circuite integrate

1.1 Breviar teoretic

Circuitele integrate sunt destinate în primul rând aplicaţiilor ce necesită stabilizatoare

de tip serie.. Se folosesc la realizarea surselor de tensiune pozitivă sau negativă.

Schema bloc a unui stabilizator de tensiune liniar implementat cu ciucitul LM78XX

este prezentată în Fig. 1 şi include un circuit pentru producerea tensiunii de referinţă

stabilizată şi compensată termic, un amplificator de eroare de tip diferenţial, un element de

reglare, un tranzistor de “protecţie” şi o referință de tensiune. Tensiunea de referinţă este

necesară pentru a se realiza la intrarea amplificatorului o comparaţie între aceasta şi o parte

din tensiunea pe sarcină în scopul stabilizării celei de a doua. Dioda Zener se utilizează

numai în stabilizatoarele de tensiune negativă şi în stabilizatoarele în regim flotant.

Aplicaţiile circuitului integrat sunt numeroase. El se utilizează ca stabilizator de tensiune

pozitivă şi negativă, ambele în regim normal sau flotant.

Protectie

termica

+

-

Referinta de

tensiune

Protectie

SOA

Sursa de

curent

constant

Circuit de

pornire

(Start-up)

Element de

reglare serie

Re

actie

Amplificator

de eroare

LM78xx

Vin

Input Output

GND

Fig. 1 Schema bloc a LM78xx

Caracteristicile generale ale acestui tip de stabilizator sunt:

- În aplicaţiile de bază nu necesită componente externe;

- Tensiunea de ieşire, fixată intern, se garantează cu o precizie de 4-6%;

- Limita curentului maxim de ieşire, fixată intern prin circuitele de protecţie la

suprasarcină este în general dependentă de temperatură;

- Stabilizatoarele conţin circuite de menţinere a funcţionării tranzistoarelor serie în aria

sigură de siguranţă;

- Circuitele de protecţie internă (TJM=150C) asigură imunitate la scurtcircuitarea ieşirii la masă pe o durată nedefinită.

1.1.1 Stabilizator de tensiune fixă (5V,12V)

Schema utilizată pentru implementarea unui stabilizator de tensiune de 5C si respectiv

12V sunt reprezentate în Fig. 2.

LM7805

COUTCIN

Input OutputLM7812

COUTCIN

Input Output

a) b)

Fig. 2 Stabilizatoare de tensiune fixă

De asemenea un circuit des folosit pentru implementarea circuitelor stabilizatoare cu

tensiune fixă sau variabilă este circuitul LM317. Tensiunea de referință a acestui circuit

integrat este 1.25V. O schemă tipică de realizare a unui stabilizator de tensiune cu LM317

este reprezentată în Fig. 3

LM317

COUTCIN

Input Output

R1

R2

Fig. 3 Stabilizator de tensiune cu LM317

Tensiunea de ieșire se calculează astfel:

1

21

1

21 25.1R

RR

R

RRUU REFS

(1)

Folosind circuitul integrat LM317 sau unul din circuitele LM78XX o schema de

implementare a unui stabilizator de curent este prezentată în

LM317

COUTCIN

Input OutputR1

Fig. 4 Stabilizator de curent

Curentul de la ieșire poate fi calculat astfel:

11

25.1

RR

UI REF

S (2)

1.2 Rezultate obținute în urma simulării

1) Se vor implementa cele 4 stabilizatoare liniare in LTSpice. La ieșire se folosește o

rezistență de 200Ω pentru a verifica funcționarea stabilizatoarelor.

Fig. 5 Stabilizatoare liniare

2) Pentru fiecare stabilizator liniar se conectează la ieșire o sursă de curent

dreptunghiulară cu următorii parametrii: I1 = 200mA, I2 = 500mA, TON = 300us, Tperiode =

600us. Se va vizualiza răspunsul fiecărui stabilizator la salturi ale curentului de sarcină.

3) Se variază curentul sursei de ieșire liniar între 100mA si 500mA si se determină

parametrul rezistență de ieșire R0 = - ∆U0/∆I0.

4) Se variază tensiunea de intrare intre 16V si 25V si se determină parametrul de

stabilizare in raport cu tensiunea de intrare

ctTII

S

UU

US

I

,

1.3 Rezultate experimentale

1) Se alimentează fiecare din stabilizatoarele de pe circuitul experimental cu o tensiune

maximă de 22V. La ieșire se conectează sarcina electronică. Sarcina electronică se folosește

in modul curent constant, Iset = 200mA

Atenție ! Pentru a proteja circuitele experimentale curentul setat al sarcinii electronice

NU trebuie să depășească 600mA

2) Se realizează măsurători ale tensiunii de ieșire pentru o variație a curentului de

sarcină in domeniul 100mA - 500mA si se completează tabelul de mai jos.

Iset 100mA 150mA 200mA 250mA 300mA 350mA 400mA 450mA 500mA

Uout

3) Se ridică caracteristica de ieșire a stabilizatorului Uout = f(Iset).

4) Se calculează factorul rezistență de ieșire si se compară cu rezultatele obținute prin

simulare.

5) Se realizează măsurători ale tensiunii de ieșire pentru o variație a tensiunii de intrare

in domeniul 15V - 19V si se completează tabelul de mai jos.

Vin 15V 15.5V 16V 16.5V 17V 17.5V 18V 18.5V 19V

Uout

6) Se calculează factorul stabilizare in raport cu tensiunea de intrare si se compară cu

rezultatele obținute prin simulare.