Стабилизатор напряжения крен: характеристики, схема подключения, аналоги

КР142ЕН5А характеристики и схема стабилизатора

Стабилизатор КР142ЕН5А характеристики и особенности прибора

КР142ЕН5А характеристики и схемы включения этого стабилизатора напряжения будут приведены в статье ниже. Узнаете где применяются КР142ЕН5А и особенности прибора.

Что представляет из себя данный элемент? Это объединенный чип линейного стабилизатора, выпускаемого на отечественных производствах, специализирующихся на изготовлении радиоэлектронных компонентов. ИМС выполнена в корпусе TO-220 с тремя контактными выводами. Его выходная цепь обеспечивает фиксированное напряжение постоянной полярности 5v и рабочий ток 2А. В КРЕНке предусмотрены схемы защита от КЗ, от превышения максимального тока и чрезмерного нагрева.

Применяется эта микросхема, благодаря своим характеристикам, во многих электронных устройствах и выполняет там функции источника постоянного напряжения. Сфера ее использования довольно широкая, эти приборы часто можно встретить в модулях измерительных систем, логических схемах, гаджетах воспроизведения высокого качества. В случае необходимости замены данного стабилизатора, существуют доступные аналогичные приборы стабилизации напряжения зарубежного производства, такие как: 7805 (78L05).

Основные параметры КР142ЕН5А

Стабилизированное напряжение на выходе: 5v
Рабочий ток на выходе: 2 А
Предельное напряжение на входе: 15v
Перепад напряжения относительно входа-выхода составляет: 2,4v
Рассеиваемая мощность ИМС установленной на теплоотводе равняется: 12 Вт
Допустимая погрешность напряжения на выходе: 0,05v

Другие характеристики работы источника питания КР142ЕН5А:

Нет необходимости в обвязке дополнительными элементами;
Встроенная схема температурной защиты;
Защита транзистора установленного в выходной цепи;
Схема ограничения тока при коротком замыкании.

Стандартная схема включения микросхемы

Разумеется, главная цель применения данного чипа — это обеспечение постоянным, стабилизированным пяти вольтовым напряжением необходимую электронную схему. Однако, кроме этого, стабилизирующая ИМС может быть использована в качестве обычного источника питания

И, что немаловажно, эта ИМС обладает возможностью изменять напряжение в выходной цепи. Диапазон регулирования составляет 5,5…12v

Чтобы реализовать эту возможность, нужно будет добавить определенные дополнительные элементы.

Принцип работы схемы такой: С выпрямителя устройства напряжение +15v подается во входную цепь стабилизатора фиксированного питания. С выходного контакта на вывод управления микросхемы приходит напряжение снимаемое с транзистора VT1. На управляющий вывод (2) поступает напряжение с выхода (3) стабилизатора через транзистор VT1. Значение данного напряжения устанавливается подстроечным резистором R2. Если выставить регулятор резистора в верхнее положение, то уровень напряжения в выходной цепи источника питания будет самым малым (5.5v).

Создается самое низкое напряжение на выходе из штатного значения стабилизатора 5v, f также добавляется напряжение из цепочки коллектора-эмиттера находящегося в открытом состоянии транзистора VT1.

Конденсатор С2 имеющий номинал 10µF фильтрует искажения, конденсатор С1 10µF ограничивает возможное появление высоко-частотного сигнала. Максимальный ток в выходном тракте стабилизатора может составлять до 2А, следовательно, для создания комфортных условий для работы микросхемы, необходимо ее разместить на теплоотводе.

Крен 12 вольт

Стабилизатор напряжения крен 12 вольт, расположенный в блоке питания, является немаловажным узлом радиоэлектронной техники. Не так давно подобные узлы были основаны на стабилитронах и транзисторах, на смену которым пришли специализированные микросхемы.

Плюсами таких схем стали способность в широких диапазонах выходного тока и выходного напряжения, а также присутствие системы, защищающей от перегрузок по электрическому току и перегревания – при превышении допустимого температурного значения кристалла микросхемы производится остановка тока на выходе.

Технические характеристики

К основным характеристикам стабилизатора крен 12 вольт относятся:

отсутствие необходимости в дополнительных внешних компонентах;
наличие внутренней системы термозащиты;
присутствие защитной схемы выходного транзистора;
внутренние ограничители тока коротких замыканий;
лёгкость и малые габариты.

Выходной ток в стабилизирующих устройствах крен 12 может быть 1 или 1,5 А, максимальное напряжение – 30 или 35 В. Разность входного напряжения с выходным в таких стабилизаторах всегда одинакова и составляет 2,5 В.

КР142ЕН12А

Стабилизатор КР142ЕН12А и его аналог LM317 являются регулируемыми стабилизирующими устройствами компенсационного типа. Работают они с внешним разделителем напряжения в элементе измерения, что позволяет регулирование напряжения на выходе в диапазоне 1,3 В – 37 В. Элемент регулирования находится в плюсовом проводе питания. Предел тока нагрузки не превышает 1 А.

Данные стабилизаторы считаются самыми «высоковольтными» в линейке К142, обладают высокой стойкостью к импульсным мощностным перегрузкам. Также они имеют систему, защищающую от перегрузок по току на выходе.

Прибор защищается пластмассовым корпусом, с вмонтированным удлинённым фланцем для теплоотведения. Массы подобных приборов не превышает 2,5 г.

Применение

Стабилизаторы на 12В широко используются в схемах электронных устройств как составляющие источников их электропитания. Это может быть бытовая и измерительная техника, радиоэлектронная аппаратура и прочие конструкции.

Также эти стабилизаторы используются автолюбителями при необходимости ограничения тока заряда аккумулятора, проверки источника питания, установке LED-лент в автомобильные фары во избежание частого сгорания светодиодов.

Простота схемного решения стабилизатора делает его лёгким в использовании даже для обычного обывателя, не обладающего специальными знаниями.

Стабилизатор крен8б

В настоящее время интегральные стабилизаторы напряжения распространены достаточно широко. Источники питания с использованием таких стабилизаторов имеют небольшое количество дополнительных элементов, низкую стоимость и обладают отличными техническими характеристиками. Линейный стабилизатор крен8б – один из наиболее распространённых вариантов отечественного производства, являющийся аналогом импортных стабилизаторов линейки 78хх.

Действие стабилизатора

Стабилизатор кр1428б даёт возможность снабжения каждой платы сложного прибора отдельным стабилизирующим устройством и воспользоваться для его питания общим источником, не обеспеченным стабилизацией.

Поскольку поломка одного из стабилизаторов приводит к выходу из строя только подключенного к нему блока, это повышает общую надёжность устройств. Также такая схема подключения смогла решить проблему борьбы с помехами импульсного характера и наводками на длинные питающие провода.

Следует знать, что превышение значения тока, на которое рассчитано устройство, может повлечь за собой выход стабилизатора из строя. Однако современные стабилизаторы имеют защиту по току – в случае превышения максимальной нагрузки тока они просто отключаются.

К минусам линейных стабилизаторов можно отнести и сильный нагрев при повышенной нагрузке. Так повышение входного напряжения влечёт за собой перегрев стабилизатора. При разработке стабилизаторов крен8б эта проблема была решена обеспечением защиты по перегреву.

Технические характеристики:

Стабилизатор кр1428б имеет следующие характеристики:
допустимая величина выходного тока 1 Ампер;
наличие внутренней термозащиты;
защищённый выходной транзистор;
отсутствие необходимости во внешних компонентах;
внутренние ограничения токов короткого замыкания.

Применение

Применяться такой стабилизатор может в таких устройствах, как:

в радиоэлектронных устройствах как источник питания логических систем;
в устройствах воспроизведения высокого качества;
в измерительных приборах.

При добавление в типовые схемы дополнительных элементов можно превратить стабилизатор из источника напряжения в источник с регулировкой как напряжения, так и тока.

Если длина соединительных проводов стабилизатора с фильтрующими конденсатами выпрямителя превышает 1 метр, тогда на его входе требуется установка электролитического конденсатора.

Выбор линейного стабилизатора крен1428б поможет решить проблему со стабилизацией напряжения в большом спектре радиоэлектронный и других устройств и продлит срок использования приборов.

Какие существуют аналоги

Для некоторых приборов серии 142 существуют полные зарубежные аналоги:

Микросхема К142	Зарубежный аналог
КРЕН12	LM317
КРЕН18	LM337
КРЕН5А	(LM)7805C
КРЕН5Б	(LM)7805C
КРЕН8А	(LM)7806C
КРЕН8Б	(LM)7809C
КРЕН8В	(LM)78012C
КРЕН6	(LM)78015C
КРЕН2Б	UA723C

Полный аналог означает, что микросхемы совпадают по электрическим характеристикам, по корпусу и расположению выводов. Но существуют еще и функциональные аналоги, которые во многих случаях замещают проектную микросхему. Так, 142ЕН5А в планарном корпусе не является полным аналогом 7805, но по характеристикам ей соответствует. Поэтому, если есть возможность установить один корпус вместо другого, то такая замена не ухудшит качество работы всего устройства.

Другая ситуация – КРЕН8Г в «транзисторном» исполнении не считается аналогом 7809 из-за того, что имеет меньший ток стабилизации (1 ампер против 1,5). Если это не критично и фактический потребляемый ток по цепи питания меньше 1 А (с запасом), то смело можно менять LM7809 на КР142ЕН8Г. И в каждом конкретном случае всегда надо прибегать к помощи справочника – зачастую можно подобрать что-то похожее по функционалу.

Пример типовой схемы подключения

Для всех нерегулируемых однополярных стабилизаторов типовая схема одинакова:

С1 должен иметь ёмкость от 0,33 мкФ, С2 – от 0,1. В качестве С1 может быть использован фильтрующий конденсатор выпрямителя, если проводники от него до входа стабилизатора имеют длину не более 70 мм.

Двуполярный стабилизатор К142ЕН6 обычно включается так:

Для микросхем К142ЕН12 и ЕН18 напряжение на выходе устанавливается резисторами R1 и R2.

Для К142ЕН1(2) типовая схема включения выглядит сложнее:

Кроме типовых схем включения интегральные для стабилизаторов серии 142 существуют и другие варианты, позволяющие расширить область применения микросхем.

Стабилизатор напряжения КР142ЕН5А, КРЕН5А, КР142ЕН5Б, КР142ЕН5В, КР142ЕН5Г

Помню в начале 90-х годов стабилизаторы КР142ЕН5А (или как их ещё называли КРЕН5А) были очень популярны: их ставили и в клоны спектрумов и в АОНы, везде где работала ТТЛ и 5-вольтовая К-МОП логика. На сегодняшний день КРЕН5А может показаться монстром в большом корпусе TO-220, с большим падением напряжения (2,5 В), относительно небольшим током (2 А). Сейчас того место которое раньше занимал КРЕН5А на плате, хватит на более мощный импульсный преобразователь. А если поставить современный линейный преобразователь аналогичный старичку, то освободим достаточно пространства. Но на тот момент интегральный линейный стабилизатор обладал несомненными преимуществами по сравнению стабилизаторами на дискретных элементах.

Я не призываю использовать КР142ЕН5А в новых разработках, но информация по стабилизатору может понадобиться для ремонта старого оборудования.

Стабилизатор КР142ЕН5А цоколевка

Раньше при использовании КР142ЕН5А часто пользовались нумерацией выводов от военного аналога 142ЕН5А в металлокерамическом корпусе 4116.4-3. Выводы обозначались так Вход – 17, Общий – 8, Выход – 2. Правильно нумеровать выводы по стандарту для корпусов КТ-28-2 (ТО-220), т.е. так Вход – 1, Общий – 2, Выход – 3.

Схема включения КР142ЕН5А

Минимальные емкости конденсаторов:

Параметр	Входной С1	Выходной С2
Минимальная емкость для керамического или танталового, мкФ	2,2	1
Минимальная емкость для электролитического, мкФ	10	10

Стабилизатор КР142ЕН5А характеристики

Полярность напряжения — положительная;
Выходное напряжение — 5 В;
Выходной ток — 2 А;
Максимальное входное напряжение — 15 В;
Разность напряжения вход-выход — 2,5 В;
Мощность рассеивания (без теплоотвода) — 1,5 Вт;
Мощность рассеивания (с теплоотводом) — 10 Вт;
Точность выходного напряжения — ±0,1 В;
Диапазон рабочих температур — -45…+70 °C;

Модификации стабилизатора: КР142ЕН5Б, КР142ЕН5В, КР142ЕН5Г

Удивительно, но последняя буква в обозначении стабилизатора напряжения КР142ЕН5 определяет не только второстепенные параметра, но такой важный параметр как напряжение стабилизации: ЕН5Б и ЕН5Г стабилизируют на уровне 6В ! В то время как ЕН5А и ЕН5B – 5В. Отличия ЕН5В и ЕН5Г от ЕН5А и ЕН5Б в худшей стабильности поддержания выходного напряжения: ±4% против ±2% .

Тип	5А	5Б	5В	5Г
Выходное напряжение, В	4,9…5,1	5,88…6,12	4,82…5,18	5,79…6,21
Температурный коэффициент напряжений,	0,02	0,02	0,03	0,03
Максимальный выходной ток, А	2	2	1,5	1,5

Прототипом для отечественной разработки КР142ЕН5А был стабилизатор А7805Т фирмы «Fairchild Semiconductor». И конечно выпускалось большое количество аналогичных стабилизаторов другими фирмами. В обозначении обычно присутствует код 7805,перед ним может быть буквенное обозначение характеризующее изготовителя.

Примеры применения стабилизатора LM338 (схемы включения)

Следующие примеры продемонстрируют вам несколько очень интересных и полезных схем питания построенных с помощью LM338.

Простой регулируемый блок питания на LM338

Данная схема — типовое подключение обвязки LM338. Схема блока питания обеспечивает регулируемое выходное напряжение от 1,25 до максимума подаваемого входного напряжения, которое не должно быть более 35 вольт.

Переменный резистор R1 используется для плавного регулирования выходного напряжения.

Простой 5 амперный регулируемый блок питания

Эта схема создает выходное напряжение, которое может быть равно напряжению на входе, но ток хорошо изменяется и не может превышать 5 ампер. Резистор R1 точно подобран таким образом, чтобы поддерживать безопасные 5 ампер предельного тока ограничения, которые могут быть получены из цепи.

Регулируемый блок питания на 15 ампер

Как уже было сказано ранее микросхема LM338 в одиночку может осилить только 5А максимум, однако, если необходимо получить больший выходной ток, в районе 15 ампер, то схема подключения может быть модифицирована следующим образом:

В данном случае используются три LM338 для обеспечения высокой токовой нагрузки с возможностью регулирования выходного напряжения.

Переменный резистор R8 предназначен для плавной регулировки выходного напряжения

Источник питания с цифровым управлением

В предыдущей схеме источника питания, для осуществления регулировки напряжения использовался переменный резистор. Ниже приведенная схема позволяет посредством цифрового сигнала подаваемого на базы транзисторов получать необходимые уровни выходного напряжения.

Величина каждого сопротивления в цепи коллектора транзисторов подобрана в соответствии с необходимым выходным напряжением.

Схема контроллера освещения

Кроме питания, микросхема LM338 также может быть использована в качестве светового контроллера. Схема показывает очень простую конструкцию, где фототранзистор заменяет резистор, который используется в качестве компонента для регулировки выходного напряжения.

Лампа, освещенность которой необходимо держать на стабильном уровне, питается от выхода LM338. Ее свет падает на фототранзистор. Когда освещенность возрастает сопротивление фоторезистора падает и выходное напряжение уменьшается, а это в свою очередь уменьшает яркость лампы, поддерживая ее на стабильном уровне.

Зарядное устройство 12В на LM338

Следующую схему можно использовать для зарядки 12 вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов. Резистором R* можно задать необходимый ток зарядки для конкретного аккумулятора.

Путем подбора сопротивления R2 можно скорректировать необходимое выходное напряжение в соответствии с типом аккумулятора.

Схема плавного включения (мягкий старт) блока питания

Некоторые чувствительные электронные схемы требуют плавного включения электропитания. Добавление в схему конденсатора С2 дает возможность плавного повышения выходного напряжения до установленного максимального уровня.

Схема термостата на LM338

LM338 также может быть настроен для поддержания температуры обогревателя на определенном уровне.

Здесь в схему добавлен еще один важный элемент — датчик температуры LM334. Он используется как датчик, который подключен между adj LM338 и землей. Если тепло от источника возрастает выше заданного порога, сопротивление датчика понижается, соответственно, и выходное напряжение LM338 уменьшается, впоследствии уменьшая напряжение на нагревательном элементе.

(729,7 KiB, скачано: 7 041)

Назначение выводов и принцип работы

По принципу работы все микросхемы серии относятся к линейным регуляторам. Это означает, что входное напряжение распределяется между регулирующим элементом (транзистором) стабилизатора и нагрузкой так, что на нагрузке падает напряжение, которое задается внутренними элементами микросхемы или внешними цепями.

Если входное напряжение увеличивается, транзистор прикрывается, если уменьшается – приоткрывается таким образом, чтобы на выходе напряжение оставалось постоянным. При изменении тока нагрузки стабилизатор отрабатывает так же, поддерживая неизменным напряжение нагрузки.

У этой схемы есть недостатки:

Через регулирующий элемент постоянно протекает ток нагрузки, поэтому на нём постоянно рассеивается мощность P=Uрегулятора⋅Iнагрузки. Эта мощность расходуется впустую, и ограничивает КПД системы – он не может быть выше Uнагрузки/ Uрегулятора.
Напряжение на входе должно превышать напряжение стабилизации.

Но простота применения, дешевизна прибора перевешивают недостатки, и в диапазоне рабочих токов до 3 А (и даже выше) что-то более сложное применять бессмысленно.

У регуляторов напряжения с фиксированным напряжением, а также у регулируемых стабилизаторов новых разработок (К142ЕН12, К142ЕН18) в трех- и четырехвыводном исполнении выводы обозначаются цифрами 17,8,2. Такое нелогичное сочетание выбрано, очевидно, для соответствия выводов с микросхемами в корпусах DIP. На самом деле такая «дремучая» маркировка сохранилась только в технической документации, а на схемах пользуются обозначениями выводов, соответствующим зарубежным аналогам.