Surs de alimentare stabilizat cu LM723

Regulatorul de tip 723 a fost primul circuit integrat analogic (liniar) destinat stabilizatoarelor de tensiune.Cu ajutorul circuitului integrat LM723 se pot realiza stabilizatoare de putere mic fr alt tranzistor extern sau de putere medie.Folosirea tranzistorului extern este obligatorie pentru un curent de sarcin mai mare de cca 800mA,(curentul maxim al circuitului integrat fiind de 150mA).Totui i n cazul curenilor de sarcin mai mici dect acesta, este necesar s se calculeze puterea disipat n situaia cea mai defavorabil pe circuitul integrat, pentru a se stabili dac el se poate utiliza fr tranzistor extern.Mrimile limit i caracteristice principale ale acestuia sunt :-tensiunea maxima de intrare (ntre +V i mas): ViMAX=40V-tensiunea minim de intrare: Vimin=9,5V-tensiunea maxim ntre intrrile amplificatorului si mas: +2V-tensiunea maxim ntre intrrile amplificatorului si mas: +7V-tensiunea diodei Zener (numai la capsula TO-116): 7,3+0,4V-curentul maxim de ieire : IsMAX=150mA-curent maxim de incrcare a ieirii de referint: 15mA -temperatura maxim a jonciunilor: tjMAX=150C-rezistena termic jonciune-mediu ambiant: Rthja=200C/W pentru capsula TO-116 i 155C/W pentru capsula TO-100-puterea dispat maxim la temperatura mediului de 20C: PdMAX25=625mW, pentru capsula TO-116 i 800mW pentru capsula TO-100-tensiunea de referin Vref=7,15+0,2V-gama temperaturii mediului pentru funcionarea normal: -55...+125C-curentul consumat fr sarcin: la tamb=25C: 9,5+0,15 > 9,65V.Adoptnd o cdere relativ de tensiune pe rezistena intern a redresorului =0,1, rezult tensiunea nominal la ieirea acestuia : Vr = = 20,61 [V]apoi tensiunea maxim i tensiunea in gol:Vrmax = Vr[1+] = 22,823[V]Vr0 Vr(1+1,5) = 23,71[V]Vr0 max = Vr0(1+) = 34,3(1+0,1) = 23,08 [V]Curentul la care se face limitarea se admite:Ilim=1,05Ismax = 1,0575 = 78[mA].Cu toate acestea puterea disipat pe circuitul integrat in regim de limitare va fi (n mW) : Pdmax=Ilim(Vr max Vs Vpi0)+2,5Vr max = 0,67 [mW] Putera disipat maxim de circuitul integrat pentru tipul de capsula TO-116 va fi:PdMAX = PdMax 25 = 0,92 [mW]Se constat ca nu este ndeplinita condiia Pdmax < PdMAX i este necesar tranzistor de reglare extern.n regim de scurtcircuit ns :Pdsc max = Ilim(Vrmax - Vpi0)+2,5Vrmax = 1,609 [W] i pentru c aceasta depete puterea PdMAX este necesar o protecie prin limitare de curent cu ntoarcere pentru ca sursa s poat suporta regimul de scurtcircuit.Tensiunea n gol de calcul a redresorului este:

Vro max = Vr max (1+) =25,17[V] iar rezistena lui intern:Rir= = 26,18

Curentul de scurtcircuit maxim suportat de circuitul integrat este:

ISC= = 3,6 [mA]

Cum acest curent este de ordinul 11,81Ilim se poate ca protecia prin limitare de curent sa dea gre.Temperatura maxim a jonciunilor circuitului integrat n regim de limitare pentru capsula TO-116, va fi:tjmax = ta max + Pd max Rthja = 190,6[C] , pentru care tensiunea de acionare a proteciei:Vp = 0,375 [V].

n regim de scurtcircuit s-a permis atingerea puterii disipate maxime admise pe circuitul integrat , deci a temperaturii tj MAX iVp min = 0,45 [V]Acum rezistena de protecie va fiRp = = 12,99 [K]

Valoarea nominal va fi de 13K + 5% / 1W.Caderea de tensiune pe rezistena Rp n regim de limitare rezult:Vpi = Ilim Rp = 0,07875 1,299 = 1,02 [V]La nceput s-a adoptat o tensiune Vpi0 de 1,2V, si valoare acesteia nu a fost depit de Vpi aadar calculele nu trebuiesc refcute.n cazul n care Vpi este mai mare dect Vp0 (sau Vpi0) cu mai mult de 0,2V trebuiesc reluate calculele de mai sus, impunnd o tensiune Vpi0 > Vpi n loc de Vp0 (sau Vpi0 iniial).n cazul n care Vpi este mai mare dect 1,2V...1,5V, este indicat s se renune la realizarea stabilizatorului fr tranzistor extern, deoarece tensiunea de alimentare se marete nejustificat.Pentru protecia circuitului la limitarea cu ntoarcere (folosit unde sarcina sursei este cunoscut i fixat, aceast limitare asigurnd disipaie mic n regimul de scurtcircuit i protejnd sursa) se realizeaz cu un divizor de tensiune format din rezistenele R4 R5 si Rp.

Se adopt curentul prin divizorul tensiunii Vs , Id=0,75mA i se utilizeaz sistemul de ecuaii:

Din ultima ecuaie scoate R2 care va avea urmatoarea forma:

, apoi se scoate R1 din a doua ecuaie: .

Inlocuind R1 in relaia lui R2, va rezulta R2=1,1P. Uitandu-ne la prima relaie, inlocuirea lui R1 i R2, vom scoate P=5,2k, iar apoi R1=R2=5,7k.

4.4 Funcionarea circuitului

LM723 are urmatoarea schema intern:

Tensiunea de ieire a redresorului respectiv de intrare in blocul stabilizator Vs max =11,5V se aplica intre pinii 12 (de alimentare ) si 7 (mas). Aceast tensiune intr ntr-un circuit de polarizare care are rol de a produce tensiunea de referin stabilizat i compensat termic. ntre intrarea neinversoare a amplificatorului de eroare i Vref (pinii 6 i 5) se introduce rezistena R3 care are rolul de a reduce offsetul i deriva amplificatorului de eroare AE. Pinul 11 se leaga deasemenea la V+ pentru polarizarea tranzistorului intern T15, tranzistorul T14 fiind polarizat de pinul 12. Aceti doi tranzistori, impreun cu dioda zenner de 7,3V montat ntre iirea circuitului integrat si mas formeaz elementul regulator serie din interiorul acestuia.Divizorul de tensiune format din rezistenele Rp R4 i R5 conectat ntre ieirea circuitului integrat (pinul 10) si pinii 3 i 2 ai acestuia au rol de a polariza tranzistorul de protecie la supracurent intern T16 , realiznd astfel limitarea de curent cu ntoarcere. Acesta seziseaz supracurentul prin Rp i l duce la mas prin R5, circuitul integrat reglndu-i astfel singur curentul de ieire ( l ntoarce la mas). n cazul stabilizatoarelor de tensiune fix, tensiunea de ieire Vs nu rezult n general de valoarea impus fiind necesar fie o ajustare a uneia din rezistenele divizorului R1 , R2 fie intercalarea ntre acestea a unui poteniometru P. Cursorul acestui poteniometru este legat la intrarea neinversoare a amplificatorului de eroare intern (pinul 4) , iar prin condesatorul C1 (montat intre pinii 4 i 13 ) se realizeaz compensarea n frecven acesta realiznd reacia negativ a amplificatorului de eroare.Condensatorul Ce are rol de filtraj al tensiunii de ieire iar Cc are rol de reducere a autooscilaia stabilizatorului (care este un sistem cu reacie negativ) si de corecie a amplificatorului de eroare.