Стабилизаторы с фиксированным выходным уровнем серии 78xx (79xx) получили широкое распространение благодаря сочетанию низкой стоимости, универсальности электрических параметров, широкой номенклатуре модификаций, простоте схемы включения с минимумом дополнительных элементов. В линейку 78xx входит и микросхема L7812CV.
Особенности стабилизатора L7812CV
Часть особенностей стабилизатора L7812CV характерна для всей линейки 78xx. Микросхема представляет собой линейный стабилизатор положительного напряжения, имеющая «на борту» набор защит от нештатных режимов:
- Тепловая защита (от превышения рассеиваемой мощности);
- Защита от сверхтока.
- Защита от выхода за пределы безопасной рабочей зоны, уменьшающая выходной ток короткого замыкания при увеличении напряжения на регулирующем транзисторе микросхемы.
Производители декларируют, что с таким набором защит микросхему практически невозможно вывести из строя.
На практике стабилизатор мгновенно выходит из строя при неправильной полярности напряжения на входе или при ошибочной подаче питания на выход, если источник питания не имеет ограничения по току.
Другие особенности относятся конкретно к этой микросхеме:
- фиксированный выходной уровень в стандартном включении, равный 12 вольтам;
- корпус TO-220, позволяющий крепление на внешний теплоотвод;
- выходной ток до 1,5 А (при условии крепления на внешнем радиаторе).
Корпус имеет три вывода:
- вход (input);
- выход (output);
- общий (ground).
Для отвода тепла предусмотрена теплоотводящая площадка. Микросхему можно установить на внешний радиатор и помощью винта прикрепить к нему.
Класс точности поддержания выходного напряжения – стандартный (L7812CV не относится к прецизионным стабилизаторам).
Параметры микросхемы
Максимальные характеристики микросхемы L7812CV, приведенные в таблице, соответствуют температуре окружающей среды +25 град.С. Электрические параметры измерялись при условиях:
- Vi =19 вольт;
- Io=0,5 ампер;
- рабочая температура от 0 до +125 град.С;
- ёмкость конденсатора Ci=0,33 мкФ, ёмкость Со=0,1 мкФ (по типовой схеме включения из datasheet).
Если условия измерения проводились в других условиях, это указывается отдельно.
| Предельные характеристики | ||||
|---|---|---|---|---|
| Параметр | Значение | Размерность | ||
| Входное напряжение (Vi) | 35 | вольт | ||
| Выходной ток | 1,5 (при превышении ограничивается внутренней защитой) | град.С | ||
| Пределы рабочей температуры (Tj) | 0..+125 | град.С | ||
| Предельная рассеиваемая мощность (Pd) | ограничивается внутренней защитой | ватт | ||
| Температура хранения (Tstg) | минус 65..+150 | град.С | ||
| Электрические характеристики | ||||
| Параметр | Значение | Размерность | Условия тестирования | |
| Выходное напряжение (Vo) | 11,5…12,5 | вольт | Tj=+25 град.С | |
| 11,4..12,6 | вольт | Io =5 мА..1 А, Vi=14,5..25 В | ||
| 11,4..12,6 | вольт | Tj=+25 град.С,
Io =1 А, Vi=25..27 В |
||
| Абсолютное изменение выходного напряжения от изменения входного (ΔVo) | не более 240 | милливольт | Tj=+25 град.С,
Vi=14,5..30 В |
|
| не более 120 | милливольт | Tj=+25 град.С,
Vi=16..22 В |
||
| Абсолютное изменение выходного напряжения от изменения нагрузки (ΔVo) | не более 240 | милливольт | Tj=+25 град.С,
Io =5 мА..1 А |
|
| не более 120 | милливольт | Tj=+25 град.С,
Io =255 мА..750 А |
||
| Ток покоя (Id) | до 8 | миллиампер | Tj=+25 град.С | |
| Изменение тока покоя (Δ Id) при изменении других параметров | не более 0,5 | миллиампер | Io =5 мА..1 А | |
| не более 1 | миллиампер | Vi=14,5..30 В | ||
| Температурный дрейф выходного напряжения (ΔVo/ ΔT) | -1 (типовое значение) | милливольт на градус | Io =5 мА | |
| Коэффициент подавления пульсаций (SVR) | не менее 55 | децибел | Vi=15..25 В,
F=120 Hz |
|
| Минимальное превышение входного напряжения над выходным (Vd) | 2 (тип.) | вольт | Tj=+25 град.С,
Io =1 А |
|
| Выходное сопротивление | 18 (тип.) | миллиом | F=1000 Hz | |
| Ток короткого замыкания (Isc) | 0,35 (тип.) | ампер | Tj=+25 град.С,
Vi=35 В |
|
| Ток короткого замыкания пиковый (Iscp) | 2,2 (тип.) | ампер | Tj=+25 град.С, | |
| Уровень шума eN | 75 (тип.) | процентов от Vo | Тj=+25 град.С,
F=10 Гц..100 кГц |
|
Максимальными параметрами считаются такие значения, при достижении которых микросхема может выйти из строя. Эксплуатация элемента при этих параметрах не подразумевается.
Аналоги и варианты замены
При поиске аналога в первую очередь надо обратить внимание на стабилизатор L7812CP. Он выпускается в более современном корпусе TO-220FP (ISOWATT-220), распиновка аналогична расположению выводов L7812CV, электрические и предельные параметры также совпадают. Также полным аналогом с превосходящими параметрами служит микросхема L78S12CV. Ее также «пакуют» в корпус TO-220, но ее предельный ток составляет 2 ампера.
Остальные 12-вольтовые элементы линейки 78xx имеют либо другой корпус, либо уменьшенный выходной ток.
В крайнем случае можно использовать микросхему LM317T в стандартном включении, подобрав элементы делителя так, чтобы установить выходной уровень +12 вольт. Резисторы можно установить навесным монтажом.
Из отечественных элементов на замену применимы КР142ЕН5А и КР142ЕН5В (КРЕН5А и КРЕН5В). Их корпус КТ-28-2 аналогичен зарубежному TO-220, цоколевка совпадает, параметры близки. Допустимый ток для КРЕН5А составляет 1,5 А, а КРЕН5В — 2 А.
Применение и практические схемы включения
Типовая схема подключения L7812CV приводится в даташите на микросхему. Для построения стабилизатора с фиксированным уровнем потребуется всего два внешних элемента:
- Входной конденсатор Ci.
- Выходной конденсатор Co.
Емкости, указанные на рисунке достаточны для танталовых конденсаторов. Если используются алюминиевые конденсаторы, их емкость должна быть увеличена не менее, чем вдесятеро.
Функцию Ci чаще всего выполняет выходной конденсатор выпрямителя (обычно имеющий емкость сотни или тысячи микрофарад), но при этом:
- длина проводников, которыми подключен конденсатор Ci, не должна превышать 7 см;
- между Ci и входом микросхемы не должно быть коммутационных элементов.
Если эти условия выполнить невозможно, надо ставить отдельный конденсатор.
Если выходной мощности микросхемы недостаточно для питания нагрузки, можно собрать более мощный стабилизатор. Для этого надо добавить внешний транзистор.
Если надо увеличить выходное напряжение стабилизатора, в схему надо добавить стабилитрон. Выходной уровень увеличится на величину напряжения стабилизации стабилитрона, но и нестабильность выходного напряжения будет определяться нестабильностью стабилитрона.
Если же напряжение надо, наоборот, понизить, то в схему надо добавить выходной делитель напряжения. Схема и формулы расчета приведены на рисунке.
На самом деле схем включения LM7812CV намного больше, многие из них приведены в даташите. Среди них есть и нестандартные — например, можно использовать микросхему в качестве АМ-модулятора (правда, довольно низкочастотного). Все это (наряду с другими достоинствами) способствует широкому распространению серии 78xx в электронике.
