4.19. Экономичный стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения - по самому своему назначению узел вспомогательный - в микромощных устройствах нередко оказывается основным энергопотребителем. На рис. 123 приведена принципиальная схема стабилизатора, обладающего малым собственным энергопотреблением.

Его основные параметры:

Отличительная особенность стабилизатора - бестоковое формирование опорного напряжения: в качестве своего рода «стабилитрона» в нем использован п-канальный полевой транзистор с изолированным затвором, работающий в режиме обогащения. Транзистор резко изменяет свою проводимость при напряжении на затворе, близком к пороговому.

Стабилизатор имеет динамический самозапуск: при подключе нии источника питания транзистор VT1 открывается как ключ на время t@R2·Cl. Оно должно быть достаточным для того, чтобы напряжение на конденсаторе С2 достигло 3...3,5 В. Запуск будет устойчивым во всех режимах, если R2·C1>(2...3)Rи·C2, где Rи - внутреннее сопротивление источника питания в состоянии, близком к истощению.

Ток нагрузки стабилизатора может изменяться в достаточно широких пределах - от нескольких десятков микроампер до 20...30 мА.

Рис. 123. Экономичный стабилизатор напряжения

Его предельные значения зависят в основном от теплового режима и тока Iк0 транзистора VT1.

Сопротивление изоляции конденсатора С1 должно быть не менее 50 МОм. Выводы незадействованных транзисторов в DD1 можно оставить свободными.

Стабилизатор способен работать и в обычном режиме статического самозапуска, В этом случае надо лишь зашунтировать транзистор VT1 резистором (на схеме - RS), Его сопротивление рассчитывают, исходя из неравенства;

Rн[(Uвх max/Uст) -1]<R8 < Rн[(Uст/3,5)-1], где Rн - сопротивление нагрузки, кОм; Uвх max- напряжение свежего источника питания, В; Uст - напряжение на выходе стабилизатора, В.

Так, при Uвх max=9 В (свежий «Корунд»), Uст=6 В и Rн=4 кОм (гетеродин приемника) имеем 2 кОм < R8 < 2,85 кОм, и номинал шунтирующего резистора может быть любым в этих пределах. Собственный ток такого стабилизатора не превысит 0,04 мА.

Но это условие выполнимо не при любых сочетаниях Uвх max, Uст, Rн, соответственно, стабилизатор не всегда может быть переведен в режим статического самозапуска.

При статическом самозалуеке стабилизатора резистор R2 и конденсатор С1 в работе стабилизатора не участвуют и могут быть удалены. Цепь сток-исток транзистора VT2 следует разорвать, отключив вывод 12 микросхемы.