Работа с линейными стабилизаторами

Опубликовано 17.01.2015 23:41:00


В тематике Arduino очень часто приходится сталкиваться с линейными стабилизаторами. Это и трех-пяти вольтовые стабилизаторы серии 1117 встречающиеся непосредственно на платах Arduino, это и распространенная в DIY проектах "кренка" (L7805), а так же, теперь часто встречающийся на Z- платах стабилизатор LM338T.

Линейные стабилизаторы очень просты в применении, чаще всего имеют три ноги: входное напряжение, земля и выходное. Обзязка состоит из пары конденсаторов, можно обойтись даже без них. Благодаря данным качествам линейные стабилизаторы и завоевали большой сегмент на рынке электронных компонентов. Однако, имея все данные плюсы, имеется один значительный минус - нагрев. Далее, простыми словами, постараемся доступно объяснить что к чему на примере стабилизатора LM338T.

 

 

Нагрев по-другому называется рассеиваемой мощностью.  Данное значение рассчитывается по формуле:

P = ( Uвх - Uвых ) * A



Для каждого стабилизатора величина рассеиваемой мощности будет разниться, посмотреть её можно в документации. Для LM338T данная величина = 25 - 50Вт. На Z- платах стабилизатор припаян к плате, тем самым образуя радиатор, однако плата не может выступать в качестве полноценного радиатора. В такие подробности как нарастание значения  °C/Вт, в зависимости от наличия радиатора, вдаваться не будем. За рассчетное значение допустимой расссеиваемой мощности примем 15 - 20Вт.

 

Раccчитаем на практике пару примеров



В первых трех примерах у нас будет изменяться только входное напряжение, ток будет оставаться максимальным.

1) Uвх = 12В, Uвых = 5В, I = 5А.

( 12 - 5 ) * 5 = 35. P = 35, что для стабилизатора без должного радиатора уже очень много, стабилизатор сгорит либо от сильного нагрева повредит плату.

 

2) Uвх = 9В, Uвых = 5В, I = 5А.

( 9 - 5 ) * 5 = 20. P = 20, данное значение находится в категории риска.

 

3) Uвх = 7В, Uвых = 5В, I = 5А.

( 7 - 5 ) * 5 = 10. P = 10, безопасное значение.

 

В четвертом же варианте возьмем значение входного напряжения в 12В, а ток снизим до 2.5A

( 12 - 5 ) * 2.5 = 17.5. P = 17.5, лежит в пределах.


 

Вывод

Для максимального КПД линейного стабилизатора, разница между входным и выходным напряжением должна быть  1 - 3В. Чем больше разница, тем меньший ток можно будет снять со стабилизатора без значительного нагрева.


А как же комментарии?