Večina elektronskih vezij je projektirana tako, da delajo optimalno pri neki napajalni napetosti. Baterije v mobitelu imajo napetost 3,7 – 4,2V, zato pričakujemo, da so njegova vezja projektirana prav za takšno napetost. Napetost avtomobilske akumulatorske baterije znaša 12-14V, zato bo verjetno avto radio najbolje delal pri tej napetosti. Omrežni adapter prenosnega računalnika ima izhodno napetost običajno 19V in upravičeno pričakujemo…
Čakajte malo, nekaj ni v redu v tem načinu razmišljanja! Vsak, ki se je malo zanimal za sestavo in karakteristike osebnih računalnikov bi lahko hitro vedel, da je napetost na USB priključkih 5V, delovna napetost posameznih komponent vgrajenih na matični plošči pa je nižja od 2V. To, da mobitel uporablja 3,7V in avtoradio 12V baterijo v nobenem primeru ne pomeni, da komponente znotraj teh naprav delujejo pri teh napetostih. Končno, napetost baterije je odvisna od tega, koliko je baterija napolnjena (ali izpraznjena), mi pa želimo, da naše naprave delajo enako kvalitetno takrat, ko je baterija polna ali skoraj popolnoma izpraznjena. Zato se v elektronske naprave vgrajujejo napetostni stabilizatorji, ki bolj občutljivim komponentam zagotavljajo enake delovne pogoje tudi pri večjih spremembah napajalne napetosti.
Napetostni stabilizatorji se proizvajajo za različne napetosti in tokove, nahajajo se v različnih ohišjih različnih velikosti (slika 1). Zaradi masovne proizvodnje je njihova cena zelo ugodna in tako tiste najbolj pogosto uporabljane lahko kupite že za nekaj deset centov. In te poceni napetostni stabilizatorji so sofisticirana vezja, ki poleg stabilizirane napetosti nudijo tudi različne zaščite. Na primer, integriranega stabilizatorja ne boste uničili, če ga preobremenite (takrat bi mu zelo zrastla njegova temperatura) niti če mu sklenete njegove izhodne priključke (takrat bi mu visok tok stalil priključke in spoje). Kadar se znajde v takšni, za njega neugodni situaciji, integrirani stabilizator sam sebe ščiti z omejevanjem izhodnega toka ali pa se popolnoma izklopi – če preobremenitev izgine se vrne v normalno delovanje.
Bistvo tega članka je snemanje in analiza obnašanja tipičnega napetostnega stabilizatorja, integriranega vezja 78L05 in poizkus realizacije vezja s podobnimi karakteristikami z nekaj tranzistorji in upori. Tako se bomo veliko naučili o samem integriranem vezju in delih, iz katerih je zgrajen.
Preučevanje pričnimo z enostavnim napetostnim stabilizatorjem z Zener diodo in tranzistorjem, katerega shema je prikazana na sliki 2. Uporabljena je Zener dioda napetosti 5,6V in tisti, ki znajo »brati« električne sheme bodo hitro ugotovili, da bo izhodna napetost morala biti 5V (razlika 0,6V se »izgubi« na spoju baza-emiter tranzistorja T1). Ekvivalentni napetostni stabilizator izveden z integriranim vezjem 78L05 je prikazan na sliki 3. Tukaj je neko elektronsko vezje, ki ga ne vidimo, vgrajeno znotraj ohišja integriranega vezja. Mi iz njegove oznake in dokumentacije proizvajalca vemo, da bo izhodna napetost 5V.
Kako dela napetostni stabilizator? (1)
2016_SE241_55
