Простой LDO стабилизатор на основе оптоизолятора

Vishay SFH617A

Журнал РАДИОЛОЦМАН, март 2018

Marc Ysebaert

EDN

Хотя монолитные LDO стабилизаторы напряжения имеют превосходные динамические характеристики, описанному в этой статье простому регулятору на дискретных компонентах, благодаря своей простоте, найдется применение во множестве приложений. С обычным биполярным транзистором падение напряжения на схеме составляет 0.1 В. Падение напряжения может быть даже меньше, чем при использовании МОП-транзистора. В схеме на Рисунке 1 светодиод оптрона определяет напряжение, равное примерно 1 В, которое добавляется на выходе к напряжению стабилитрона. Наилучшие результаты дает слаботочный стабилитрон, с которым, в зависимости от коэффициента усиления тока транзистора, стабилизация нагрузки начинается от тока менее 1 мА. Для стабилизации напряжения одноэлементной батареи можно снизить выходное напряжение примерно до 1 В, исключив из схемы стабилитрон. Кроме того, чтобы получить возможность регулировки выходного напряжения, стабилитрон можно заменить потенциометром. Другой альтернативой для получения фиксированного выходного напряжения является использование одного или нескольких светодиодов или простого диода Шоттки. Источником опорного напряжения может служить также цепочка светодиодов, которая одновременно будет индикатором правильной работы регулятора.

Простой LDO стабилизатор на основе оптоизолятора
Рисунок 1. Эта простая схема с низким падением напряжения регулирует
напряжения, превышающие напряжение стабилитрона.

Собственное потребление схемы на Рисунке 1 равно приблизительно 1 мА, а ограничение выходного тока начинается примерно от 50 мА. При уменьшении сопротивления резистора светодиод будет гореть ярче, выходное напряжение немного вырастет, и пропорционально увеличатся токи потребления и ограничения. В схеме допустимо использовать практически любые оптоизоляторы и транзисторы, однако желательно, чтобы коэффициент усиления тока транзистора и коэффициент передачи тока оптрона были большими. При использовании высоковольтного транзистора выходное напряжение может намного превышать значения, доступные для монолитных регуляторов. Если вы хотите увеличить выходной ток схемы и готовы смириться с тем, что падение напряжения на ней увеличится до 0.7 В, используйте транзистор Дарлингтона. Для предупреждения генерации схемы на выходе необходимо включить конденсатор от 10 мкФ до 47 мкФ. Чем выше выходные токи, тем большей должна быть емкость конденсатора. Входной конденсатор этой схеме не нужен.

Простой LDO стабилизатор на основе оптоизолятора
Рисунок 2. При замене стабилитрона светодиодами или диодами можно использовать
схему для стабилизации более низких напряжений.

В схеме на Рисунке 2 биполярный транзистор заменен P-канальным MOSFET, а сопротивление резистора увеличено до 330 кОм. В такой конфигурации схема потребляет порядка 50 мкА, что делает ее пригодной для многих устройств с батарейным питанием. Ограничения тока в этой схеме не происходит. Уменьшение сопротивления резистора до 10 кОм или ниже увеличивает скорость реакции схемы на переходные процессы, что дает возможность визуальной индикации на светодиодах.

Материалы по теме

  1. Datasheet Vishay SFH617A
  2. Datasheet ON Semiconductor BC560C
  3. Datasheet Vishay Si4435

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Use an optocoupler to make a simple low-dropout regulator

JLCPCP: 2USD 2Layer 5PCBs, 5USD 4Layer 5PCBs

SFH617A Купить ЦенаКупить SFH617A на РадиоЛоцман.Цены — от 4,62 до 635
43 предложений от 20 поставщиков
Исполнение: DIP4-300-2.54. OPTOCOUPLER, TRANSISTOR O/P; Channels, No. of:1; Voltage, Isolation:5300V; Output Type:Transistor; Current, Input:60mA; Voltage, Output Max:70V; Case Style:DIP-4; Temperature, Operating...
Триема
Россия
SFH617A-1
Siemens
5 ₽
Стандарт СИЗ
Россия
SFH617A-2X006
Vishay
5 ₽
Берёзка Электронные Компоненты
Россия
SFH617A-3
Vishay
от 13 ₽
Десси
Россия
Оптопара широкого назначения SFH617A-3
Vishay
29 ₽
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя