Poslední dobou nalézám v literatuře stále víc aplikací tohoto obvodu. Protože však sehnat jeho dokumentaci nebo kompletní popis není zrovna jednoduché, chtěl bych nejnutněší vlastnosti tohoto obvodu popsat v tomto článku. L200 je integrovaný obvod vycházející ze známého obvodu pro zdroje napětí 723. Jedná se o pozitivní napěťový zdroj, obsahující nastavitelné proudové omezení, schopný dodávat 2A a napětí od 2.85 do 36 V.

Výstupní napětí je možno regulovat pomocí dvou rezistorů, nebo pomocí pevného a nastavitelného odporu. Potenciometr je zde zapojen pouze jako proměnný odpor ( jeden konec odporové dráhy je nevyužitý ). Výstupní proud je měřen a regulován pomocí nízkohmového odporu.

Obvod L200 se vyrábí ve dvojím provedení :

Pentawatt a standardní pouzdro TO-3.

Nejběžnější je pouzdro TO-3 s tepelným přechodovým odporem mezi čipem a pouzdrem max. 4°C/W a až 35°C/W mezi přechodem a okolím.

Zapojení a výpočty :

Blokové schéma obvodu L200

Napěťová regulační smyčka používá klasické zapojení regulátorů napětí. Jedinou odlišností je použití externí záporné zpětné vazby, čímž obvod získal na variabilitě (viz obrázek detailu regulačního obvodu). 
  
  
  
  
  Detail zapojení regulačního obvodu :

Informativní vnitřní zapojení obvodu L200 :

Ochrana proti přetížení:

Odpor R24 (viz. Vnitřní schéma) funguje také jako teplotní snímač. Jakmile na R24 poklesne napětí dostatečně, aby se otevřel tranzistor Q20, Q19 začne vést proud z báze výkonové dvojice tranzistorů (Darlingtonovo zapojení Q22 a Q23), čímž je omezen výstupní proud. Velikost omezení záleží na záleží na velikosti proudu, který pouští Q21 do báze Q20. Velikost tohoto proudu záleží na teplotě (viz. Teplotní závislost obvodu L200).

Tepelná ochrana :

Přechodová teplota obvodu může během krátkého okamžiku nenávratně zničit čip stabilizátoru. Pro větší odebírané chlazení je obvodu nezbytně nutné zajistit chlazení, což je drahé, rozměrné a velmi problematické. Výrobce zabudoval do stabilizátoru tepelnou ochranu, propojenou z proudovým omezením. Tranzistorem Q17 protéká konstantní proud : 

Zároveň platí : 

Při „pokojové teplotě 25°C je tranzistor Q18 rozepnutý. (nato, aby sepnul, je třeba kolem 0,6 V). Protože u křemíkových tranzistorů se VBE snižuje každé 2 mV/°C, Q18 se otevře asi při teplotě 150 °C na chipu.
 
 

S obvodem L200 je možno velmi jednoduše vytvořit regulátor napětí. Na schématu je znázorněno zapojení pro regulaci výstupního napětí rezisorem R1 a potenciometrem R2. Napětí Vref uváděné ve vzorci se vytváří uvnitře čipu a má hodnotu 2,77 V.
 
 

Některé typické hodnoty pro regulaci napětí uvádím v tabulce : 
 
 

Rezistor R3 je použit pro regulaci proudového omezení. V případě propojení pinů 5 a 2 (R3=0 W) je vypnuto proudové omezení a obvod dodává maximální proud omezený pouze vnitřní nadproudovou ochranou (cca 2A) a tepelnou pojistkou. Z druhého obrázku vyplývá regulace proudu za pomoci napěťového komparátoru, který reaguje na napětí VSC=cca 0.45V. Z toho lze snadno spočítat regulační odpor R3 pro dané proudové omezení. Výrobce udává, že byla věnovaná mimořádná pozornost regulačnímu odvodu, aby zajistil funkci obvodu i jako proudového zdroje pro vysokou výstupní impedanci.
 
 
 
 

Schéma regulovaného zdroje :Vstupní napětí V1 by nemělo překročit 36 V. Bude-li vyšší použijte klasického zapojení na regulaci napětí pomoví tranzistoru a Zenerovy diody.
 

Na posledním obrázku je praktické schéma na regulaci napětí a proudu například do laboratorního zdroje. Toto zapojení využívá závěrného napětí diody D1 pro regulaci proudového omezení. Odpor R3 je 1.1 W , R4=100 W / 0,6 W, R1=680 až 820 W (viz popis regulace napětí). Průběh proudového omezení, není lineární, což však tolik nevadí. Regulace napětí je lineárně závislá na R2. Do obvodu bych doporučil připojit ochranou diodu na výstup, proti připojení napětí opačné polarity. Podle doporučení výrobce je vhodné připojit svorky potenciometrů přímo na výstupní svorky zdroje.

Doporučené zapojení celého stabilizovaného zdroje
 
 
 

Literatura : SGS - Thompson - APPLICATION NOTE - A DESIGNER’S GUIDE TO THE L200 VOLTAGE REGULATOR