Дешевый способ увеличения выходного тока линейного регулятора отрицательного напряжения

Добавление четырех компонентов к линейному регулятору отрицательного напряжения (U1 на Рисунке 1) увеличивает ток нагрузки на 60%. Дополнительный проходной транзистор и связанные с ним резисторы в партиях из 1000 штук стоят меньше $0.17.

Подключение вывода SET микросхемы U1 к земле устанавливает на ее выходе напряжение –2.5 В. Максимальный ток нагрузки U1 составляет 200 мА. Дополнительные компоненты (Q1, R1, R2 и R3) добавляют к максимальному току нагрузку еще 120 мА. Таким образом, общий максимальный ток нагрузки становится равным 320 мА без ухудшения качества стабилизации.

Рисунок 1.	Проходной транзистор и связанные с ним резисторы увеличивают выходной ток этого линейного регулятора отрицательного напряжения на 60%.

Помимо снижения мощности, рассеиваемой в Q1, R1 предотвращает тепловой разгон Q1 и обеспечивает мгновенную защиту от короткого замыкания выхода. Кроме того, ограничивая усиление в петле управления Q1, этот резистор предотвращает генерацию схемы. Ток, протекающий через микросхему U1 от вывода OUT к шине V_SS, вызывает падение напряжения V_R2 на резисторах R2 и R3, что позволяет Q1 пропускать ток нагрузки, когда V_R2 приближается к пороговому напряжению база-эмиттер транзистора Q1. При комнатной температуре это пороговое напряжение составляет приблизительно 0.7 В.

Выберите сопротивления R1, R2 и R3 такими, чтобы гарантировать, что максимальная мощность, рассеиваемая R2, R3 и Q1 при максимальном токе нагрузки (в данном случае 320 мА), не превышает допустимых значений. При выходном токе 320 мА через U1 проходит ток 200 мА, а через транзистор Q1 – 120 мА. При максимальном токе нагрузки компоненты рассеивают следующую мощность:

Чтобы увеличить выходной ток, можно легко изменить схему, увеличив допустимую мощность рассеивания элементов R1, R2, R3 и Q1. В Таблице 1 даны подробные описания компонентов, номиналы которых подобраны для тока нагрузки 320 мА. Для рассеивания мощности печатная плата должна иметь достаточное количество меди, подключенной к выводам тепловыделяющих компонентов. Тогда тепло проходит через выводы компонентов к печатной плате, распространяется в области меди и выходит из платы за счет конвекции.

Таблица 1.

Компоненты, используемые в примере схемы

Компонент Описание Корпус Рассеиваемая мощность Допустимая рассеиваемая мощность при +85 °C R1 Резистор 9.1 Ом ±5% 1206 250 мВт снижение на 4.55 мВт/°C выше +70 °C 181.75 мВт R2, R3 Резистор 18 Ом ±5% 1206 250 мВт снижение на 4.55 мВт/°C выше +70 °C 181.75 мВт Q1 NPN транзистор CMPT2222A SOT23-3 350 мВт снижение на 2.8 мВт/°C выше +25 °C 182 мВт U1 LDO MAX1735EUK25, 200 мА SOT23-5 571 мВт снижение на 7.1 мВт/°C выше +70 °C 464.5 мВт

Материалы по теме

1. Datasheet Maxim MAX1735
2. Datasheet Central Semiconductor CMPT2222A