Интегральные линейные стабилизаторы напряжения с фиксированным уровнем оказались очень удобными для использования в различных электронных узлах. Это предопределило их многолетнее применение и перспективы развития. За рубежом сверхпопулярной стала линейка 78xx, в отечественном исполнении таким элементом стала серия микросхем серии К(Р)142, в которую входит и КР142ЕН8Б (КРЕН8Б).
Особенности стабилизатора КРЕН8Б
Линейный стабилизатор КР142ЕН8Б входит в состав серии КР142ЕН8, состоящей из трех элементов. Микросхемы линейки отличаются, в основном, уровнем напряжения:
- КР142ЕН8А — +9 вольт;
- КР142ЕН8Б — +12 вольт;
- КР142ЕН8В — +15 вольт.
Остальные особенности микросхемы КРЕН8Б характерны для всей серии:
- Наличие встроенных защит (тепловой и электрической).
- Корпус, позволяющий установить микросхему на радиатор, тем самым повысить эффективность отвода тепла и достичь максимального значения рассеиваемой мощности.
К особенностям серии можно отнести и простую стандартную схему подключения, требующую минимума дополнительных элементов.
Параметры микросхемы
Характеристики микросхемы КРЕН8Б, приведенные в таблице, соответствуют температуре окружающей среды T=25±10 град.С. Если условия тестирования какого-либо параметра отличались, это в каждом случае оговаривается.
| Предельные характеристики | ||||
|---|---|---|---|---|
| Параметр | Значение | Размерность | ||
| Входное напряжение | 14,5..35 | вольт | ||
| Выходной ток | 1,5 | ампер | ||
| Предельная рассеиваемая мощность | 6 с теплоотводом | ватт | ||
| 1,5 без теплоотвода | ||||
| Диапазон рабочих температур | минус 40..+85 для КР142ЕН8Б в корпусе TO-220 | град.С | ||
| минус 50..+125 для 142ЕН8Б в корпусе 4116.4-2 | ||||
| Электрические характеристики | ||||
| Параметр | Значение | Размерность | Условия тестирования | |
| Выходное напряжение | 12±0,6 | вольт | Uвх=20V; Iвых=10mA | |
| Минимальное падение напряжение между входом и выходом | 2,5 | вольт | ||
| Нестабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения | 0,02 | процентов/вольт | Uвх=20 В,
Uвх.пер=+15 В, Iвых=10мA |
|
| Нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока | 0,67 | процентов/ампер | Uвх=15 В,
приращение выходного тока 1,5 мА |
|
| Температурный коэффициент выходного напряжения | 0,02 | процентов/град.С | Uвх=20V, Iвых=10mA | |
Корпус и расположение выводов
Наиболее распространенный вариант микросхемы КР142ЕН8Б — в корпусе КТ-28-2 (аналог импортногоTO-220). В этом исполнении корпус имеет три вывода:
- 17 — вход;
- 8 — общий;
- 2 — выход.
Для отвода тепла корпус оснащен специальной площадкой, которая может осуществлять теплопередачу как в окружающую среду, так и на внешний радиатор.
Теплоотводящий лепесток электрически соединен с общим выводом микросхемы, поэтому в большинстве случаев изолировать корпус от радиатора не понадобится (обычно внешний теплоотвод соединяется с общим проводом устройства или не соединяется ни с чем).
Можно встретить стабилизатор и в планарном исполнении — в корпусе 4116.4-2 (этот вариант имеет обозначение 142ЕН8Б). В этом случае имеется дополнительный вывод 11, который никуда не подключается. Электрические параметры обеих модификаций совпадают, но элемент в планарном корпусе имеет расширенный диапазон рабочих температур (см. таблицу характеристик).
Аналоги и варианты замены
Аналогом отечественной серии КР142 является зарубежная линейка 78xx. По параметрам, корпусу и цоколевке с КРЕН8Б полностью совпадает импортная микросхема L7812CV. Также на замену подойдет элемент L7812CP — его отличие только в более современном корпусе ISOWATT-220.
Линейка 78xx более развита в плане большого количества корпусов и мощностных возможностей, поэтому в каждом случае можно подобрать и другие варианты замены, подходящие под конкретную ситуацию.
Применение и практические схемы включения
Стандартная схема подключения КР142ЕН8Б, приводимая в даташите на микросхему — стабилизатор с фиксированным выходным напряжением +12 вольт. Для создания схемы потребуется всего два конденсатора — входной и выходной. Они обеспечивают стабильную работу микросхемы.
Указанные номиналы емкостей можно использовать, если применяются танталовые конденсаторы. Если используются обычные алюминиевые, номиналы надо увеличить не менее, чем в 10 раз.
В стационарных устройствах роль входного конденсатора выполняет выходной (сглаживающий) конденсатор выпрямителя. Для этого должно выполняться два условия:
- Длина проводников от выводов микросхемы до выводов конденсатора не превышает 70 мм.
- Между микросхемой и конденсатором нет коммутационных элементов.
Если хотя бы одно из двух условий не выполняется, придется устанавливать отдельный конденсатор.
Эту схему можно использовать для проверки исправности стабилизатора. Если подать на вход напряжение +15..24 вольт, на выходе должно быть +12 вольт. Если это не так, микросхему можно считать неисправной.
Этот способ диагностики — единственный достоверный для получения информации об исправности стабилизатора. Проверить мультиметром микросхему не получится, в лучшем случае можно выявить наличие замыкания между выводами.
Если надо получить стабилизатор с более высоким выходным уровнем, это можно сделать, добавив в схему стабилитрон. Выходное напряжение составит Uвых=12+Uст, где Uст – напряжение стабилизации стабилитрона. Например, если применить стабилитрон КС147А, как на рисунке, получится стабилизатор на 12+4,7=16,7 вольт. Входное напряжение должно превышать этот уровень минимум на 2,5 вольт.
Нестабильность выходного напряжения (температурная и т.п.) будет зависеть от параметров стабилитрона.
Если нужен стабилизированный источник с плавным регулированием уровня, надо ввести в схему резистивный делитель, нижнее плечо которого выполнено на переменном или подстроечном резисторе. Выходное напряжение будет определяться соотношением сопротивлений делителя. Для более стабильной работы при положении движка переменного резистора, близком к нижнему по схеме, вводится конденсатор С3, а также желателен защитный диод VD1.
Если недостаточно штатной мощности микросхемы, эту проблему можно решить добавлением внешнего транзистора. Проще всего получается схема с триодом структуры PNP. Например, если ввести в схему транзистор КТ816А, можно получить выходной ток до 7 ампер.
На практике схем применения интегрального стабилизатора, конечно, намного больше, включая экзотические схемы усилителей ЗЧ и даже амплитудных модуляторов. Их можно найти в технической литературе или интернете. В последнем случае надо отнестись к схемам внимательно – размещается множество непроверенных и неработоспособных схем. Чтобы избежать проблем, надо изучить принципы работы интегральных линейных стабилизаторов.
