Параллельный регулятор на MOSFET заменяет последовательный регулятор

Для того, чтобы получить постоянное напряжение 3 В из более высокого напряжения, обычно используют последовательный линейный стабилизатор или DC/DC преобразователь. Однако при макетировании концепции можно использовать параллельный регулятор, особенно если последовательного регулятора на нужное напряжение под рукой нет. MOSFET на Рисунке 1 может заменить стабилитрон в параллельном регуляторе и обеспечить более низкое выходное сопротивление, чем стабилитрон.

Тестирование алкалиновых батареек POWER FLASH: параметры подтвердились

Схема на MOSFET, заменяющая стабилитрон параллельного регулятора, имеет более низкое выходное сопротивление, чем реализация, основанная на стабилитроне.ет импульсы постоянного тока, используемые схемой управления, расположенной на стороне нагрузки.
Рисунок 1. Схема на MOSFET, заменяющая стабилитрон параллельного
регулятора, имеет более низкое выходное сопротивление,
чем реализация, основанная на стабилитроне.

MOSFET самосмещается за счет соединения стока с истоком. Ток определяется разностью между входным напряжением VIN и пороговым напряжением затвор-исток VGS. Транзистор IRF521 в этом примере имеет пороговое напряжение от 2 до 4 В при токе 250 мкА. Верхняя кривая на Рисунке 2 показывает, что пороговое напряжение затвор-исток транзистора IRF521 достигает 3 В при токе около 200 мкА. Характеристики MOSFET могут варьироваться от устройства к устройству, но порог типичного MOSFET находится примерно посередине между максимальным и минимальным значениями, указанными изготовителем.

Нижняя кривая на Рисунке 2 представляет собой выходное сопротивление, которое можно получить из верхней кривой путем ее дифференцирования. Хотя выходное сопротивление ROUT составляет около 800 Ом при токе 100 мкА, оно быстро падает до значения менее 6 Ом при токе 50 мА. Поскольку MOSFET используется на пороговом уровне или близко к нему, характеристики сопротивления открытого канала к нему не применимы, и выходное сопротивление этой схемы намного выше, чем можно было бы ожидать, ориентируясь на сопротивления в открытом состоянии. Однако, как правило, чем ниже сопротивление открытого канала, тем ниже выходное сопротивление при определенном токе, близком к пороговому значению.

Графики ключевых параметров - порогового напряжения затвор-исток и выходного сопротивления - в зависимости от тока стока демонстрируют плавность изменения на протяжении двух с половиной декад.
Рисунок 2. Графики ключевых параметров – порогового напряжения
затвор-исток и выходного сопротивления – в зависимости
от тока стока демонстрируют плавность изменения на
протяжении двух с половиной декад.

Эта схема может потребовать подбора номиналов R2 и C1, чтобы остановить генерацию в MOSFET. Для минимизации влияния переходных процессов в нагрузке можно добавить на выход фильтрующий конденсатор. Подключение между затвором и истоком фильтрующего конденсатора большой емкости с короткими выводами устраняет необходимость в резисторе R2. При необходимости можно использовать другие семейства MOSFET и другие напряжения.

Хотя, возможно, получить точное значение необходимого выходного напряжения при нужном токе с этой схемой не удастся, многие устройства допускают большие колебания рабочего напряжения. Например, многие микроконтроллеры с номинальным напряжением питания 3.3 В могут работать при напряжениях от 2.5 В до 3.6 В. Обратите внимание, что работа MOSFET вблизи его порога обуславливает большой отрицательный температурный коэффициент напряжения затвор-исток. Выходное напряжение эта схемы значительно изменяется в широком диапазоне температур; она подходит только для ограниченных температурных диапазонов.

  1. Datasheet NJS IRF521

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 300
сейчас смотрят 36
представлено поставщиков 1573
загружено
позиций
25 067 862