Описание характеристик и схема включения КРЕН5А

Интегральные стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением широко применяются для построения стабилизированных источников напряжения и тока. За рубежом наибольшее распространение получила серия недорогих микросхем 78XX. Отечественные элементы составляют серию 142, включающую стабилизатор КР142ЕН5А (КРЕН5А).

Особенности микросхемы КРЕН5Б

Описание характеристик и схема включения КРЕН5А
Стабилизатор КРЕН5А

Часть особенностей микросхемы КР142ЕН5А характерна для всей линейки (КР)142:

  • фиксированное выходное напряжение;
  • минимум дополнительных необходимых элементов при стандартной схеме включения.

Особенностями серии также считается наличие защит «на борту»:

  1. От сверхтока.
  2. От перегрева кристалла (срабатывает при Т=+165±10 град.С).
  3. От короткого замыкания.

Среди других микросхем серии КРЕН5А выделяется:

  • напряжением стабилизации +5 вольт (как и у КРЕН5В);
  • предельным током в 3 ампера;
  • корпусом КТ28-2 (аналогом импортного TO-220).

Максимальный ток от микросхемы можно получить только при установке на радиатор.

Параметры микросхемы

В таблице приведены предельные и электрические характеристики микросхемы КРЕН5А при температуре окружающей среды +25±10 град С.

Предельные характеристики
ПараметрЗначениеРазмерностьУсловия тестирования
Входное напряжение15вольтTкорпуса от минус 45 до +100 град.С, разность напряжений между входом и выходом 2,5..10 вольт
20вольтTкорпуса от минус 45 до +100 град.С, Ррас≤Ррас.макс
Статический потенциал пробоя2000вольт
Выходной ток2амперTкорпуса от минус 45 до +100 град.С, Ррас≤Ррас.макс
3амперTкорпуса от минус 20 до +40 град.С, Ррас≤Ррас.макс
Предельная рассеиваемая мощность10 (с теплоотводом)ваттTкорпуса от минус 45 до +70 град.С
5 (с теплоотводом)ваттTкорпуса=+100 град.С
1,5 (без теплоотвода)ваттTкорпуса от минус 45 до +70 град.С
Диапазон рабочих температур окружающей средыминус 45..+100град.С
Электрические характеристики
ПараметрЗначениеРазмерностьУсловия тестирования
Выходное напряжение4,9..5,1вольтUвх=10 В, ток нагрузки 10 мА
Минимальное падение напряжение между входом и выходом2,5вольт
Ток собственного потреблениядо 10миллиамперUвх=15 В
Нестабильность по напряжениюне более 0,05процентов на вольтUвх =15 В, выходной ток 10 мА
Изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузкине более 99милливольтUвх=8,3 В, Iвых=0,01..1,5 А
Дрейф выходного напряжения (за 500 ч)менее 1,5процентовUвх=15 В, выходной ток 500 мА, Ткорпуса=100 град.С

Содержание драгметаллов в микросхеме КР142ЕН5А составляет 0,0726 граммов серебра в 1000 экземпляров. Помимо этого, в состав одной микросхемы входит 1,5 грамм меди.

Корпус и расположение выводов

КР142ЕН5А выпускается в корпусе КТ28-2 (аналог зарубежного TO-220). Корпус оснащен тремя выводами:

  • 17 – вход;
  • 8 – общий;
  • 2 – выход.

Кроме того, микросхема имеет теплоотводящий лепесток. Он может отводить тепло от внутренних структур элемента как непосредственно в окружающую среду, так и к внешнему радиатору, для крепления к которому винтом предусмотрено отверстие.

Теплоотводящая пластина электрически соединена с общим выводом микросхемы. Это означает, что нет необходимости изолировать стабилизатор от радиатора. Кроме того, это позволяет использовать лепесток для контакта с общей шиной устройства (рекомендация завода-изготовителя).

Описание характеристик и схема включения КРЕН5А
Варианты корпусов и расположение выводов КР142ЕН5А

Если теплоотвод в конкретной схеме не предусмотрен, через отверстие можно крепить микросхему непосредственно к печатной плате (при установке в горизонтальном положении). Производитель в даташите рекомендует монтировать КР142ЕН5А не более двух раз, демонтировать не более одного.

Встречается микросхема в планарном корпусе 4116.4-2. Она обозначается, как К142ЕН5А, ее электрические параметры аналогичны. В таком исполнении имеется дополнительный вывод 11, который никуда не подключен.

Аналоги и варианты замены

Подобрать прямой импортный аналог для КРЕН5А сложно. Проблема в допустимом токе в 3 ампера. Самый мощный пятивольтовый стабилизатор зарубежной серии L78M05CV (в аналогичном корпусе и совпадающей цоколевкой) допускает выходной ток не более 2 А. Если этого достаточно в конкретной схеме, то непосредственная замена возможна. Если нет – придётся добавлять внешний транзистор для увеличения выходного тока.

Описание характеристик и схема включения КРЕН5А
Добавочный транзистор для увеличения нагрузочной способности L78M05CV

Если двух ампер выходного тока достаточно, можно применить и отечественную микросхему КРЕН5В.

Применение и практические схемы включения

Базовая схема включения КРЕН5А, приведенная на рисунке, характерная для практически всех интегральных стабилизаторов с фиксированным напряжением в трехвыводном исполнении. Для ее реализации потребуется всего два дополнительных элемента – один конденсатор на вход, один на выход (на рисунке указаны минимальные ёмкости для этих элементов). Конденсаторы нужны для исключения возбуждения стабилизатора.

Описание характеристик и схема включения КРЕН5А
Типовая схема включения микросхем серии 142

Более того, функцию входного конденсатора может выполнять выходной конденсатор фильтра (его емкость обычно на несколько порядков выше минимальной). Однако для этого должны выполняться два условия:

  1. длина соединительных проводников от конденсатора до входа КРЕН5А не должна быть более 70 мм;
  2. эти проводники должны быть неразрывными (не содержать размыкающихся контактов).

Если хотя бы одно из условий не выполняется, придется устанавливать входной конденсатор в непосредственной близости от микросхемы.

Описание характеристик и схема включения КРЕН5А
Повышение выходного напряжения с помощью стабилитрона

Если надо повысить выходное напряжение, можно добавить в схему стабилитрон. Его напряжение стабилизации сложится с напряжением КРЕН5А и на выходе будет Uвых=5В+Uст, где Uст – напряжение стабилизации стабилитрона. Например, для указанного на схеме элемента КС175 с Uст=7,5 вольт, выходной уровень составит Uвых=5В+7,5В=12,5 вольт.

Параметры выходного напряжения (температурная нестабильность и т.п.) будут зависеть и от параметров стабилитрона.

Описание характеристик и схема включения КРЕН5А
Схема с добавочным транзистором без ограничения тока (слева) и с ограничением тока (справа)

Если надо увеличить нагрузочную способность микросхемы, к ней надо добавить внешний транзистор (на рисунке схема слева). При этом минимальное падение напряжения между входом и выходом стабилизатора увеличивается на величину падения напряжения на эмиттерном переходе транзистора. Схема имеет недостаток – при замыкании в нагрузке ток в ней будет ограничен только статическим коэффициентом передачи тока транзистора и мощностью источника, и может достичь значительных величин. По этой причине надо принять меры по ограничению этого тока (схема справа). В данном случае для этой цели введена цепочка R2VD1.

Приведенными схемами применение микросхемы КРЕН5А, конечно, не ограничивается. Производитель приводит и другие типовые схемы с использованием этого линейного стабилизатора. Важно лишь не выходить за пределы характеристик, заложенных разработчиком.

Фото аватара
Становой Алексей

Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

Оцените автора
( Пока оценок нет )
Запитка
Добавить комментарий