Современная электроника №7/2021

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2021 Применение мощного аудио ОУ LM1875T в новых (не аудио) приложениях Рис. 1. Схема платы регулируемого двуполярного ИП с ограничением тока и индикацией перегрузки В статье описан двуполярный источник питания (ИП) с регулировкой выходного напряжения (± 3 В…± 15 В) и ограничения тока (20 мА…1 А) с индикацией перегрузки на базе двух мощных аудио ОУ LM1875T, регулируемого стабилизатора L200 и ОУ MC33072. Рассмотрено самостоятельное применение устройств, входящих в состав ИП (стабилизатор +34 В и формирователь искусственной «земли») и сконструированных на ОУ LM1875T. Приведены принципиальные схемы, разводка плат и внешний вид устройств. Алексей Кузьминов (compmicrosys@mail.ru ) Введение Аудио ОУ LM1875T, разработанный компанией National Semiconductor, выпускается на протяжении уже более 20 лет (см., например, справочный листок (datasheet), датированный 1999 г.). Сейчас эта микросхема выпуска- ется уже под маркой Texas Instruments, в которую в свое время вошла компа- ния National Semiconductor. В связи с тем, что интерес, а значит, и спрос на LM1875T уже давно упал, а также с тем, что за такое большое время выпущено огромное их количество ещё под брен- дом компании National Semiconductor, стоимость этой микросхемы уникаль- но низка: сейчас LM1875T можно при- обрести за смехотворнуюцену – менее 60 руб/шт, а в партии из 5 штук – ещё дешевле. Хотя ОУ LM1875T в основном предназначен для аудиоприменений (обычно на их основе конструируют УМЗЧ небольшой мощности: до 20 Вт), его свойств как ОУ никто не отменял. А свойства эти достаточно интерес- ны: его выходной ток может достигать 4 А, а напряжение питания – до 60 В. Микросхема имеет защиту от превы- шения тока (4 А) и от перегрева. Кроме того, она достаточно широкополосна (200 кГц и выше). Коэффициент пода- вления пульсаций напряжения источни- ка питания (Power Supply Rejection Ratio – PSRR) у LM1875T достигает 80 дБ, или, другими словами, она подавляет такие пульсации в 10 000 раз и более. Стан- дартные мощные ОУ, например, L165 и LM675 с максимальным током в 3 А сто- ят в несколько раз дороже LM1875T, а стоимость OPA544 (4 A) может дости- гать 1,5–2 тыс. руб. Высокие технические показатели ОУ LM1875T и его уникально низкая цена натолкнули автора на идею: а нельзя ли использовать эту микросхему в других, не связанных с аудио, приложениях? Первое, что приходит в голову, – это простейший и достаточно мощный ста- билизатор, например, выпрямленно- го напряжения. Если на неинвертиру- ющий вход ОУ подать напряжение от источника образцового напряжения (ИОН), а к инвертирующему – напря- жение, снятое с делителя выходного напряжения, то получим стабилиза- тор, который будет подавлять пульса- ции выпрямленного напряжения как минимум в 10 000 раз. Второе применение – мощный пре- образователь однополярного напряже- ния в двуполярное, или, другими сло- вами, – формирователь искусственной «земли». Такой преобразователь может быть получен, если ОУ используется как повторитель напряжения, т.е. выходное напряжение подключается к инверти- рующему входу, а на неинвертирую- щий вход подаётся половина напря- жения питания, снятая с делителя, состоящего из двух равных высоко- омных резисторов, подключённых к напряжениям питания. Оба этих применения LM1875T автор использовал в описанном далее дву- полярном ИП с плавно регулируемым выходным напряжением (от ±3 В до ±15 В) и ступенчатой регулировкой ограничения выходного тока (от 20 мА до 1 А), при превышении которого ток больше не увеличивается (несмотря на, например, снижение сопротивления нагрузки вплоть до короткого замыка- ния). Кроме того, самфакт наступления события ограничения тока индициру- ется с помощью светодиода. Такой ИП существенно превосходит по возмож- ностям, удобству работы, мощности и простоте схем сконструированный автором ИП, описанный в статье [1]. V(2) -V +V GND V(5) V(2) V(5) +34 VG +34 VG Vo Vo VG +48 +48 +34 Vo +48 +34 +34 +34 +34 (+6 - +30) Io=0,45/"RI" Io "RI" Vo=2,77(1+(R3+R5'')/R4) L Imp L Imp 1% L Imp 0,1% A K L Imp L Imp 1% U пв =8,56 В, U пн =7,62 В, U гист =0,94 В 1% 0,1% 1% K=R9/R10=R11/R12=21,28 0,1% (J511) (2N7002WT1G) R13 3K R1' 1,8 R6* 47 C15 0,1 + C10 47,0/50 R14 82K C7 10,0 1 2 X2 DG350-3.5-02P R12 10K + C12 47,0/50 R8 10K 2 3 1 VT1 2SK3019 VD3 S-562T R4 750 C14 0,22 R7 10K C11 10,0 3 5 1 2 4 Ref In GND Lim Out DA2 L200CV R1 7,5K R7' 1,8 R8' 4,3 1 4 2 5 3 -U +U DA3 LM1875T R3' 1,8 1 2 3 X4 PSLM-3 R2 30K + C3 100,0/50 C16 0,1 R9 510 3 1 2 DA4.1 5 7 6 4 8 -U +U DA4.2 MC33072P R2' 1,8 R10' 22 + C4 220,0/63 1 2 3 X3 DG350-3.5-03P C6 0,1 R17 47K C1 10,0/50 C2 1,0/100 R4' 1,8 R5 10K R11 510 1 4 2 5 3 -U +U DA1 LM1875T R5' 1,8 R3 620 R9' 9,1 R10 10K 0,1% VD4 BZT52C6V8S C5 0,1 + C9 47,0/50 C17 1,0/100 R15 30K R6' 1,8 R16 47K C8 10,0 1 2 X5 PSLM-2 1 2 3 5 4 6 7 PSLM-7 X1 ∞ ∞ ∞ ∞