Микросхемы стабилизаторы напряжения — параметрические

Сегодня для подключения аппаратуры к питанию редко применяют транзисторные стабилизаторы напряжения. Это обуславливается широкой популярностью использования интегральных приборов стабилизации.

Использование микросхем

Рассмотрим свойства импортных и отечественных микросхем, которые выступают вместо стабилизаторов напряжения. Они имеют параметры по таблице.

Зарубежные стабилизаторы серии 78… служат для выравнивания положительного, а серии 79… — отрицательного потенциала напряжения. Типовые микросхемы с обозначением L – маломощные приборы. Они сделаны в небольших пластиковых корпусах ТО 26. Стабилизаторы мощнее изготавливают в корпусе типа ТОТ, по подобию транзисторов КТ 805, и монтируются на теплоотводящие радиаторы.

Схема соединений микросхемы КР 142 ЕН5

Такая микросхема служит для создания стабильного напряжения 5-6 В, при силе тока 2-3 А. Электрод 2 микросхемы подключен к металлической основе кристалла. Микросхему фиксируют сразу на корпусе без изоляционных прокладок. Величина емкости зависит от наибольшего тока, протекающего через стабилизатор и при наименьших токах нагрузки – величину емкости нужно увеличить – конденсатор на входе должен быть не меньше 1000 мкФ, а на выходе не менее 200 мкФ. Рабочее значение напряжения емкостей должно подходить выпрямителю с резервом в 20%.

Если в схему электрода микросхемы (2) подключить стабилитрон, то напряжение выхода повысится до величины напряжения микросхемы, и к этому значению прибавляется напряжение стабилитрона.

Сопротивление на 200 Ом предназначено для повышения тока, протекающего через стабилитрон. Это оптимизирует стабильность напряжения. В нашем случае напряжение будет 5 + 4,7 = 9,7 В. Слабые стабилитроны подключаются подобным образом. Для повышения силы тока выхода стабилизатора можно применить транзисторы.

Микросхемы 79 типа служат для выравнивания отрицательного значения и в цепь подключаются подобным образом.

В серии микросхем КР 142 есть прибор с изменяемым напряжением выхода – КР 142ЕН12 А:

Нужно учесть, что цоколевка ножек 79 типа микросхем и КР 142 ЕН 12 имеют отличия от типовой. Эта схема при напряжении входа 40 В может выдать напряжение 1,2-37 В при силе тока до 1,5 А.

Замена стабилитронам

Одними из основных компонентов электронной аппаратуры стали стабилизаторы напряжения. До недавнего времени такие компоненты включали в себя:

• Транзисторы различных серий.
• Стабилитроны.
• Трансформаторы.

Суммарное количество деталей стабилизатора было немалое, особенно регулируемого прибора. При возникновении специальных микросхем все изменилось. Новые микросхемы для стабилизаторов изготавливаются для большого интервала напряжений, со встроенными опциями защиты.

В таблице указан список популярных микросхем стабилизаторов с обозначениями.

Если нужно нестандартное напряжение с регулировкой, то применяют 3-выводные микросхемы с напряжением 1,25 вольт выхода и вывода управления.

Типовая схема работы микросхем на определенное напряжение показана на рисунке. Емкость С1 не ниже 2,2 микрофарад.

Регулируемые микросхемы в отличие от фиксированных приборов, без нагрузки работать  не могут.

Наименьший ток регулируемых микросхем 2,5-5 миллиампер для слабых моделей, и до 10 миллиампер для мощных. Для уменьшения пульсаций напряжения при повышенных напряжениях целесообразно подключать выравнивающий конденсатор величиной 10 мкФ. Диод VD 1 служит защитой микросхемы, если нет входного напряжения и подачи ее выхода к питанию. Диод VD 2 предназначен для разряжания емкости С2 при замыкании цепи входа или выхода.

Недостатки микросхем

Свойства микросхем остаются на уровне большинства использования в практике радиолюбителей. Из недостатков микросхем можно отметить:

1. Повышенное наименьшее напряжение между выходом и входом, составляющее 2-3 вольта.
2. Ограничения на наибольшие параметры: напряжение входа, рассеиваемая мощность, ток выхода.

Указанные недостатки не слишком заметны и быстро окупаются простым использованием и малой стоимостью.

Справочник интегральных стабилизаторов напряжения. Импортные аналоги. Datasheets

Справочник интегральных стабилизаторов напряжения. Импортные аналоги.							В справочнике представлены микросхемы серий К142ЕН, К1277ЕН, К1278ЕН и К1156ЕН. Микросхемы серии К142ЕН и КР142ЕН в настоящее время выпускаются заводом ВЗПП (Воронеж)
Сайты отечественных производителей стабилизаторов							Главная страница
Оставить только серию КР142
Наименование	Аналог	PDF		Imax, A	Uвых, В	Прим.	Краткое описание
Параллельные стабилизаторы (регулируемый прецизионный стабилитрон):							-параметрические стабилизаторы напряжения
КР142ЕН19	TL431		2%	0,1	2,5…30		параметрический стабилизатор напряжения TL431 и отечественный аналог К142ЕН19
К1156ЕР5	TL431		1%	0,1	2,5…36		параметрический стабилизатор напряжения TL431 pdf, характеристики
Стабилизаторы с фиксированным напряжением:
К1278ЕН1.5			2%	0,8…5	1,5 В	Low Drop	линейный низковольтный интегральный стабилизатор напряжения К1278ЕН
К1278ЕН1.8			2%	0,8…5	1,8 В	Low Drop	линейный стабилизатор напряжения с малым падением напряжения между входом и выходом
К1278ЕН2.5			2%	0,8…5	2,5В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения на 2,5В
К142ЕН26	LT1086			3	2,5 В	Low Drop	линейный интегральный стабилизатор напряжения К142ЕН26 «Low drop» на напряжение 2.5В
К142ЕН25	LT1086			3	2,9 В	Low Drop	К142ЕН25 представляет собой линейный стабилизатор напряжения 3 вольта с малым падением напряжения между входом и выходом
К1277ЕН3			4%	0,1	3 В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения К1277ЕН3 на напряжение 3 вольта
КР1170ЕН3	LM2931		5%	0,1	3 В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения К1170ЕН3 на напряжение 3 вольта
КР1158ЕН3 (А-Г)			2%	0,15…1,2	3 В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения на 3В
К1277ЕН3.3			4%	0,1	3,3 В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения 3.3В
КР1158ЕН3.3 (А-Г)			2%	0,15…1,2	3,3 В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения на 3.3В
К142ЕН24	LT1086			3	3,3 В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения КР142ЕН24 на 3.3В с малым падением
К1278ЕН3.3			2%	0,8…5	3,3 В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения 3.3 вольта
КР1170ЕН4	LM2931		5%	0,1	4 В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения 3 вольт
КР142ЕН17А			5%	0,04	4,5В	Low Drop	КР142ЕН17А — интегральный стабилизатор напряжения на 4.5 вольт. В datasheet приведены характеристики, цоколевка, применение
КР142ЕН17Б			5%	0,04	5В	Low Drop	микросхема КР142ЕН17Б — стабилизатор напряжения на 5В
К1277ЕН5	MC78L05		4%	0,1	5В	Low Drop	маломощный стабилизатор напряжения 5 вольт
КР1170ЕН5	LM2931		5%	0,1	5В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения 5 вольт
КР1157ЕН5 (А-Г)	MC78L05		4%	0,25	5В		маломощный стабилизатор напряжения 5 вольт
КР1158ЕН5 (А-Г)	L4805		2%	0,15…1,2	5В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения на 5В
К1156ЕН1	LM2925		4%	0,5	5В	Low Drop +RESET	интегральный стабилизатор напряжения 5 вольт с выходом сброса
КР142ЕН5 (А,В)	MC7805		2%,4%	3	5В		Интегральный стабилизатор напряжения на 5 вольт КР142ЕН5А (или иначе КРЕН5А). Подробные характеристики и цоколевка приведены в datasheet. Аналогом для КРЕН5А является MC7805.
К1278ЕН5			2%	0,8…5	5В	Low Drop	мощный интегральный стабилизатор напряжения 5 вольт К1278ЕН5
КР1157ЕН6	MC78L06		4%	0,1	6В		маломощный стабилизатор напряжения 6 вольт
КР1170ЕН6	LM2931		5%	0,1	6В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения 6 вольт
КР1158ЕН6 (А-Г)			2%	0,15…1,2	6В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения на 6В, цены
КР142ЕН5 (Б,Г)	MC7806		2%,4%	3	6В		микросхема стабилизатора напряжения на 6 вольт КР142ЕН5Б и КР142ЕН5Г. Подробные характеристики и цоколевку смотри в datasheet. Импортный аналог MC7806.
КР1157ЕН8	MC78L08		4%	0,1	8В		маломощный стабилизатор напряжения 8 вольт, цена
КР1170ЕН8	LM2931		5%	0,1	8В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения 8 вольт, цены
КР1157ЕН9	MC78L09		2%,4%	0,1	9В		маломощный стабилизатор напряжения 9 вольт
КР1170ЕН9	LM2931		5%	0,1	9В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения 9 вольт
КР1158ЕН9 (А-Г)	L4892		2%	0,15…1,2	9В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения на 9В
КР142ЕН8 (А,Г)	MC7809		3%,4%	1,5	9В		КР142ЕН8А и КР142ЕН8Г — микросхемы стабилизаторов напряжения на 9В. Краткое наименование — КРЕН8А и КРЕН8Г. Аналог — MC7809. Подробные характеристики и цоколевка приведены в datasheet.
КР1170ЕН12	LM2931		5%	0,1	12В	Low Drop	интегральный стабилизатор напряжения 12 вольт
КР1157ЕН12	MC78L12		2%,4%	0,25	12В		маломощный стабилизатор напряжения 12 вольт
КР1158ЕН12 (А-Г)	L4812		2%	0,15…1,2	12В	Low Drop	микросхема стабилизатора напряжения на 12В
КР142ЕН8 (Б,Д)	MC7812		3%,4%	1,5	12В		стабилизатор напряжения на 12В КР142ЕН8Б (краткое название — КРЕН8Б) и его аналог, импортный стабилизатор напряжения MC7812.
КР1157ЕН15	MC78L15		2%,4%	0,25	15В		маломощный стабилизатор напряжения 15 вольт
КР1158ЕН15 (А-Г)			2%	0,15…1,2	15В	Low Drop	микросхема стабилизатор напряжения на 15В
КР142ЕН8 (В,Е)	MC7815		3%,4%	1,5	15В		Стабилизатор напряжения на 15В КР142ЕН8Е (кратко — КРЕН8Е). Подробные характеристики и цоколевка приведены в datasheet. Импортный аналог — MC7815.
КР142ЕН15 (А-Е)			4%	0,1	+15/-15	двуполярн	двуполярный стабилизатор напряжения КРЕН15 на +/- 15В
К142ЕН6 (А-Е)			2%,6%	0,2	+15/-15	двуполярн	микросхема двуполярного стабилизатора напряжения
КР1157ЕН18	MC78L18		2%,4%	0,25	18В		маломощный стабилизатор напряжения 18 вольт
КР142ЕН9 (А,Г)	MC7818		2%,3%	1,5	20В		интегральный стабилизатор напряжения 20В
КР1157ЕН24	MC78L24		2%,4%	0,25	24В		маломощный стабилизатор напряжения на 24 вольта
КР142ЕН9 (Б,Д)	MC7824		2%,3%	1,5	24В		Микросхема стабилизатора напряжения на 24В КР142ЕН9Б. Импортный аналог — MC7824.
КР1157ЕН27			2%,4%	0,1	27В		маломощный линейный стабилизатор напряжения КР1157ЕН27 с выходным напряжением 27 вольт
КР142ЕН9 (В,Е)			2%,3%	1,5	27В		интегральный стабилизатор напряжения на 27В КР142ЕН9В и КР142ЕН9Е. Подробные характеристики приведены в datasheet.
Регулируемые стабилизаторы напряжения:
КР142ЕН15 (А-Е)				0,1	+/- 8…23	двуполярн	двуполярный регулируемый стабилизатор напряжения на +/- 15В КР142ЕН15
К142ЕН6 (А-Е)				0,2	+/- 5…25	двуполярн	микросхема двуполярного регулируемого стабилизатора напряжения К142ЕН6
КР1157ЕН1				0,1	1,2…37		регулируемый маломощный стабилизатор напряжения
КР142ЕН1 (А-Г)				0,15	3…12		регулируемый стабилизатор напряжения КР142ЕН1 от 3 до 12 вольт
КР142ЕН2 (А-Г)				0,15	12…30		регулируемый стабилизатор напряжения от 12 до 30 вольт
КР142ЕН14				0,15	2…37		регулируемый стабилизатор напряжения КР142ЕН14 от 2 до 37 вольт
К1156ЕН5 (Д)	LM2931			0,5	1,25…20	Low Drop	регулируемый линейный стабилизатор с низким падением напряжения
К142ЕН3 (А-Г)				1	3…30		регулируемый стабилизатор напряжения К142ЕН3 (от 3 до 30 вольт), pdf
К142ЕН4 (А-Г)				1	3…30		регулируемый стабилизатор напряжения от 3 до 30 вольт
КР142ЕН10	LM337			1	-(3…30)	отрицат	регулируемый стабилизатор отрицательного напряжения КР142ЕН10 (datasheet)
КР142ЕН12 (А,Б)	LM317T			1,5	1,2…37		LM317 — микросхема регулируемого стабилизатора напряжения от 1,2 до 37 вольт, цены LM317 datasheet
КР142ЕН18 (А,Б)	LM337			1,5	-(1,2…26)	отрицат	регулируемый интегральный стабилизатор отрицательного напряжения КР142ЕН18 (datasheet)
142ЕН11	LM337			1,5	-(1,3…30)	отрицат	микросхема стабилизатор отрицательного напряжения 142ЕН11
К1278ЕР1				0,8…5	1,25…12	Low Drop	datasheet на регулируемый стабилизатор напряжения К1278ЕР1
КР142ЕН22 (А,Б)	LT1084			5,5	1,2…34	Low Drop	datasheet на регулируемый стабилизатор напряжения К142ЕН22 и ее аналог микросхема LT1084, pdf
КР1151ЕН1	LM196			10	1,2…17,5		мощный регулируемый стабилизатор напряжения К1151ЕН1 до 10А
Импульсные:
К142ЕП1				0,25
							*
							Справочник по отечественным мощным биполярным транзисторам. Справочник диодов выпрямительных. Справочник операционных усилителей отечественных. Datasheet на КМОП-цифровые микросхемы Справочник по КРЕНкам серии 142

Микросхемы регулируемые стабилизаторы напряжения. Микросхемы стабилизаторы напряжения. Параметрические

Доброго времени суток!

Сегодня, хотелось бы затронуть тему питания электронных устройств.

Итак, прошивка готова, микроконтроллер куплен, схема собрана, остается лишь подключить питание, но где его взять? Предположим что микроконтроллер AVR и схема запитывается 5 вольтами.

Получить 5в нам помогут следующие схемы:

Линейный стабилизатор напряжения на микросхеме L 7805

Данный способ самый простой и дешевый. Нам понадобятся:

1. Микросхема L 7805 или её аналоги.
2. Крона 9v или любой другой источник питания (ЗУ телефона, планшета, ноутбука).
3. 2 конденсатора (для l 7805 это 0.1 и 0.33 микроФарад).
4. Радиатор.

Соберем следующую схему:

Данный стабилизатор основывает свою работу на микросхеме l 7805, которая обладает следующими характеристиками:

Максимальный ток: 1.5A

Входное напряжение: 7-36 В

Выходное напряжение:5 В

Конденсаторы служат для сглаживания пульсаций. Однако, падение напряжения происходит непосредственно на микросхеме. То есть если на вход мы подаем 9 вольт, то 4 вольта (Разница между входным напряжением и напряжением стабилизации) упадут на микросхеме l 7805. Это приведет к выделению тепла на микросхеме, количество которого легко рассчитать по формуле:

(Входное напряжение – напряжения стабилизации)* ток через нагрузку.

То есть если мы подаем 12 вольт на стабилизатор, которым мы питаем схему, которая потребляет 0.1 Ампера, на l 7805 рассеется (12-5)*0.1=0.7 вт тепла. Поэтому, микросхему необходимо закрепить на радиаторе:

Плюсы данного стабилизатора:

1. Дешевизна (Без учета радиатора).
2. Простота.
3. Легко собирается навесным монтажом, т.е. отсутствует необходимость изготовления печатной платы.

Минусы:

1. Необходимость размещения микросхемы на радиаторе.
2. Отсутствует возможность регулировки стабилизируемого напряжения.

Данный стабилизатор отлично подойдет как источник напряжения для простых, нетребовательных к питанию схем.

Импульсный стабилизатор напряжения

Для сборки нам понадобится:

1. Микросхема LM 2576S -5.0 (Можно взять аналог, однако обвязка будет другой, уточните в документации конкретно вашей микросхемы).
2. Диод 1N5822.
3. 2 конденсатора(Для LM 2576S -5.0, 100 и 1000 микроФарад).
4. Дроссель (Катушки индуктивности) 100 микроГенри.

Схема подключения следующая:

Микросхема LM 2576S -5.0 обладает следующими характеристиками:

• Максимальный ток: 3A
• Входное напряжение:7-37 В
• Выходное напряжение: 5В

Стоит заметить что данный стабилизатор требует большего количества компонентов(А так же наличия печатной платы, для более аккуратного и удобного монтажа). Однако данный стабилизатор обладает огромным преимуществом перед линейным собратом — он не греется, да и максимальный ток в 2 раза выше.

Плюсы данного стабилизатора:

1. Меньший нагрев (Отсутствует необходимость покупки радиатора).
2. Больший максимальный ток.

Минусы:

1. Дороже линейного стабилизатора.
2. Сложность навесного монтажа.
3. Отсутствует возможность изменения стабилизируемого напряжения (При применении микросхемы LM 2576S -5.0).

Для питания простых любительских схем на микроконтроллерах AVR , представленных выше стабилизаторов достаточно. Однако в следующих статьях, мы попробуем собрать лабораторный блок питания, который позволит быстро и удобно настраивать параметры питания схем.

Спасибо за внимание!

Выпускаемые отечественной промышленностью интегральные стабилизаторы напряжения серии КР142 позволяют простыми схемными методами получить стабилизированные напряжения в достаточно большом диапазоне — от единиц вольт до нескольких десятков вольт. Рассмотрим некоторые схемные решения, которые могут представить интерес для радиолюбителей.

Микросхема КР142ЕН5А — это интегральный стабилизатор с фиксированным выходным напряжением +5 В. Типовая схема включения этой микросхемы уже была представлена в книге (см.

рис. 105). Однако, несколько изменив схему включения, можно на базе этой микросхемы построить стабилизатор с регулируемым выходным напряжением в диапазоне от 5,6 В до 13 В. Схема представлена на рис. 148.

На вход интегрального стабилизатора (вывод 17 микросхемы DA1) поступает нестабилизированное напряжение +16 В, а на вывод 8 — сигнал с выхода стабилизатора, регулируемый переменным резистором R2 и усиленный по току транзистором VT1. Минимальное напряжение (5,6 В) складывается из напряжения между коллектором и эмиттером полностью открытого транзистора, которое равно около 0,6 В, и номинального выходного напряжения интегрального стабилизатора в его типовом включении (5 В). При этом движок переменного резистора R2 находится в верхнем по схеме положении. Конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения; конденсатор С2 устраняет возможное высокочастотное возбуждение микросхемы. Ток нагрузки стабилизатора — до 3 А (микросхема при этом должна быть размещена на теплоотводящем радиаторе).

Микросхемы К142ЕН6А (Б, В, Г) представляют собой интегральные двуполярные стабилизаторы напряжения с фиксированным выходным напряжением 15 В. При этом максимальное входное напряжение каждого из плеч 40 В, а максимальный выходной ток — 200 мА. Однако на базе этого стабилизатора можно построить двуполярный регулируемый источник стабилизированного напряжения. Схема представлена на рис. 149.

Изменяя напряжение на выводе 2 интегрального стабилизатора, можно изменять выходное напряжение каждого плеча от 5 В до 25 В. Пределы регулировки для обоих плеч устанавливают резисторами R2 и R4. Следует помнить, что максимальная рассеива-

емая мощность стабилизатора — 5 Вт (разумеется, при наличии теплоотвода).

Микросхемы КР142ЕН18А и КР142ЕН18Б представляют собой регулируемые стабилизаторы напряжения с выходным напряжением 1,2…26,5 В и выходным током 1 А и 1,5 А соответственно. Регулирующий элемент стабилизатора включен в минусовой провод источников питания. Корпус и цоколевка стабилизаторов этого типа аналогичны микросхеме КР142ЕН5А.

Микросхемы оснащены системой защиты от перегрузки выходным током и от перегрева. Входное напряжение должно находиться в диапазоне 5…30 В. Мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводом, не должна превышать 8 Вт. Типовая схема включения микросхем КР142ЕН18А (Б) приведена на рис. 150.

При всех условиях эксплуатации емкость входного конденсатора С 1 не должна быть менее 2 мкФ. При наличии сглаживающего фильтра выходного напряжения, если длина проводников, соединяющих его со стабилизатором, не превышает 1 м, входным кон

денсатором стабилизатора может служить выходной конденсатор фильтра.

Выходное напряжение устанавливают выбором номиналов резисторов R1 и R2. Они связаны соотношением:Uвых=Uвых мин(1+R2/R1),

при этом ток, протекающий через эти резисторы, должен быть не менее 5 мА. Емкость конденсатора С2 выбирают обычно большей 2 мкФ.

В тех случаях, когда суммарная емкость на выходе стабилизатора превышает 20 мкФ, случайное замыкание входной цепи стабилизатора может привести к выходу из строя микросхемы, поскольку к ее элементам будет приложено напряжение конденсато

9. Микросхемы-стабилизаторы напряжения. | Техническая библиотека lib.qrz.ru

МИКРОСХЕМЫ — СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Одним из важных узлов любой радиоэлектронной аппаратуры является стабилизатор напряжения питания. Еще совсем недавно такие узлы строились на стабилитронах и транзисторах. Общее число элементов стабилизатора было довольно значительным, особенно, если от него требовались функции регулировки выходного напряжения, защиты от перегрузки и короткого замыкания, ограничения выходного тока на заданном уровне. С появлением специализированных микросхем ситуация изменилась. Современные микросхемы стабилизаторов напряжения выпускаются на широкий диапазон выходных напряжений и токов, они имеют встроенную защиту от перегрузки по току и от перегрева — при нагреве кристалла микросхемы свыше допустимой температуры она закрывается и ограничивает выходной ток. В табл. 2 приведен перечень наиболее распространенных на отечественном рынке микросхем линейных стабилизаторов напряжения на фиксированное выходное напряжение и их некоторые параметры, на рис. 92 — разводка выводов. Буквы хх в обозначении конкретной микросхемы заменяются на одну или две цифры, соответствующие напряжению стабилизации в вольтах, для микросхем серии КР142ЕН — на цифробуквенный индекс, указанный в таблице. Микросхемы зарубежных изготовителей серий 78хх, 79хх, 78Мхх, 79Мхх, 78Lxx, 79Lxx могут иметь различные префиксы (указывают фирму-изготовитель) и суффиксы, определяющие конструктивное оформление (оно может отличаться от приведенного на рис. 92) и температурный диапазон. Следует иметь ввиду, что сведения о рассеиваемой мощности при наличии теплоотвода в паспортных данных обычно не указаны, поэтому здесь даны некоторые усредненные величины из графиков, приведенных в документации. Отметим также, что для микросхем одной серии, но на разные напряжения, значения рассеиваемой мощности могут также отличаться друг от друга. Более подробные сведения о некоторых сериях отечественных микросхем можно найти в литературе [10 — 14]. Исчерпывающая информация по микросхемам для линейных источников питания опубликована в [15].

Типовая схема включения микросхем на фиксированное выходное напряжение приведена на рис. 93. Для всех микросхем емкость конденсатора С1 должна быть не менее 2,2 мкФ для керамических или танталовых и не менее 10 мкФ для алюминиевых оксидных

конденсаторов. Емкость конденсатора С2 должна быть не менее 1 и 10 мкФ для аналогичных типов конденсаторов соответственно. Для некоторых микросхем емкости могут быть и меньше, но указанные величины гарантируют устойчивую работу для любых микросхем. В каче

стве С1 может использоваться сглаживающий конденсатор фильтра, если он расположен не далее 70 мм от микросхемы. В [15] можно найти множество схем включения для различных вариантов использования микросхем — для обеспечения большего выходного тока, подстройки выходного напряжения, введения других вариантов защиты, использования микросхем в качестве генератора тока.

Если необходимы нестандартное напряжение стабилизации или плавная регулировка выходного напряжения, удобно использовать трехвыводные регулируемые микросхемы, поддерживающие напряжение 1,25 В между выходом и управляющим выводом. Их параметры приведены в табл. 3, а типовая схема включения для стабилизаторов положительного напряжения — на рис. 94.

Резисторы R1 и R2 образуют внешний регулируемый делитель, входящий в цепь установки выходного напряжения Uвых. которое определяется по формуле:

где Iпотр — собственный ток потребления микросхемы, составляющий 50…100 мкА. Число 1,25 в этой формуле — это упомянутое выше напряжение между выходом и управляющим выводом, которое поддерживает микросхема в режиме стабилизации.

Следует иметь ввиду, что, в отличие от стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение, регулируемые микросхемы

без нагрузки не работают. Минимальное значение выходного тока таких микросхем составляет 2,5… 5 мА для маломощных микросхем и 5…10 мА — для мощных. В большинстве применений для обеспечения необходимой нагрузки достаточно тока делителя R1R2.

Принципиально по схеме рис. 94 можно включать и микросхемы с фиксированным выходным на

пряжением, но их собственный ток потребления значительно больше (2…4 мА) и он менее стабилен при изменении выходного тока и входного напряжения.

Для снижения уровня пульсаций, особенно при высоких выходных напряжениях, рекомендуется включать сглаживающий конденсатор С2 емкостью 10 мкФ и более. К конденсаторам С1 и CЗ требования такие же, как и к соответствующим конденсаторам для микросхем с фиксированным выходным напряжением.

Диод VD1 защищает микросхему при отсутствии входного напряжения и подключении ее выхода к источнику питания, например, при зарядке аккумуляторных батарей или от случайного замыкания входной цепи при заряженном конденсаторе СЗ. Диод VD2 служит для разрядки конденсатора С2 при замыкании выходной или входной цепи и при отсутствии С2 не нужен.

Приведенные сведения служат для предварительного выбора микросхем, перед проектированием стабилизатора напряжения следует ознакомиться С полными справочными данными, хотя бы для того, чтобы точно знать максимально допустимое входное напряжение, достаточна ли стабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения, выходного тока или температуры. Можно отметить, что все параметры микросхем находятся на уровне, достаточном для подавляющего числа случаев применения в радиолюбительской практике.

Заметных недостатков у описанных микросхем два — довольно высокое минимально необходимое напряжение между входом и выходом — 2…3 В и ограничения на максимальные параметры -входное напряжение, мощность рассеяния и выходной ток. Эти недостатки часто не играют роли и с лихвой окупаются простотой применения и низкой ценой микросхем.

Несколько конструкций стабилизаторов напряжения с использованием описанных микросхем рассмотрено далее.

 

СТАБИЛИЗАТОРЫ ДЛЯ ПИТАНИЯ МИКРОСХЕМ

В этой статье мы рассмотрим возможности и способы питания цифровых устройств собранных своими руками, в частности на микроконтроллерах. Ни для кого не секрет, что залогом успешной работы любого устройства, является его правильное запитывание. Разумеется, блок питания должен быть способен выдавать требуемую для питания устройства мощность, иметь на выходе электролитический конденсатор большой емкости, для сглаживания пульсаций и желательно быть стабилизированным. 

Стабилизированное зарядное устройство

Последнее подчеркну особенно, разные нестабилизированные блоки питания типа зарядных устройств от сотовых телефонов, роутеров и подобной техники не подходят для питания микроконтроллеров и других цифровых устройств напрямую. Так как напряжение на выходе таких блоков питания меняется, в зависимости от мощности подключенной нагрузки. Исключение составляют стабилизированные зарядные устройства, с выходом USB, выдающие на выходе 5 вольт, вроде зарядок от смартфонов. 

Измерение мультиметром напряжения на блоке питания

Многих начинающих изучать электронику, да и просто интересующихся, думаю шокировал тот факт: на адаптере питания например от приставки Денди, да и любом другом подобном нестабилизированном может быть написано 9 вольт DC  (или постоянный ток), а при измерении мультиметром щупами подключенными к контактам штекера БП на экране мультиметра все 14, а то и 16. Такой блок питания может использоваться при желании для питания цифровых устройств, но должен быть собран стабилизатор на микросхеме 7805, либо КРЕН5. Ниже на фото микросхема L7805CV в корпусе ТО-220.

L7805CV фото

Такой стабилизатор имеет легкую схему подключения, из обвеса микросхемы, то есть из тех деталей которые необходимы для её работы нам требуются всего 2 керамических конденсатора на 0.33 мкф и 0.1 мкф. Схема подключения многим известна и взята из Даташита на микросхему:

Схема подключения 7805

Соответственно на вход такого стабилизатора мы подаем напряжение, или соединяем его с плюсом блока питания. А минус соединяем с минусом микросхемы, и подаем напрямую на выход. 

Схема снижения с 12 вольт до 5

И получаем на выходе, требуемые нам стабильные 5 Вольт, к которым при желании, если сделать соответствующий разъем, можно подключать кабель USB и заряжать телефон, mp3 плейер или любое другое устройство с возможностью заряда от  USB порта.

Стабилизатор снижение с 12 до 5 вольт — схема

Автомобильное зарядное устройство с выходом USB всем давно известно. Внутри оно устроено по такому же принципу, то есть стабилизатор, 2 конденсатора и 2 разъема.

Автомобильное зарядное устройство в прикуриватель

Как пример для желающих собрать подобное зарядное своими руками или починить существующее приведу его схему, дополненную индикацией включения на светодиоде:

Схема автомобильной зарядки на 7805

Цоколевка микросхемы 7805 в корпусе ТО-220 изображена на следующих рисунках. При сборке, следует помнить о том, что цоколевка у микросхем в разных корпусах отличается:

   

При покупке микросхемы в радиомагазине, следует спрашивать стабилизатор, как L7805CV в корпусе ТО-220. Эта микросхема может работать без радиатора при токе до 1 ампера. Если требуется работа при больших токах, микросхему нужно установить на радиатор.

Радиатор для стабилизаторов

Разумеется, эта микросхема существует и в других корпусах, например ТО-92, знакомый всем по маломощным транзисторам. Этот стабилизатор работает при токах до 100 миллиампер. Минимальное напряжение на входе, при котором стабилизатор начинает работать, составляет 6.7 вольт, стандартное от 7 вольт. Фото микросхемы в корпусе ТО-92 приведено ниже:

Цоколевка микросхемы, в корпусе ТО-92, как уже было написано выше, отличается от цоколевки микросхемы в корпусе ТО-220. Её мы можем видеть на следующем рисунке, как из него становится ясно, что ножки расположены зеркально, по отношению к ТО-220:

Маломощный стабилизатор 78l05 цоколевка

Разумеется, стабилизаторы выпускают на разное напряжение, например 12 вольт, 3.3 вольта и другие. Главное не забывать, что входное напряжение, должно быть минимум на 1.7 — 3 вольта больше выходного.  

Микросхема 7833 — схема

На следующем рисунке приведена цоколевка стабилизатора 7833 в корпусе ТО-92. Такие стабилизаторы применяются для запитывания в устройствах на микроконтроллерах дисплеев, карт памяти и другой периферии, требующей более низковольтного питания, чем 5 вольт, основное питание микроконтроллера.

Стабилизатор для питания МК

Я пользуюсь для запитывания собираемых и отлаживаемых на макетной плате устройств на микроконтроллерах, стабилизатором в корпусе, как на фото выше. Питание подается от нестабилизированного адаптера через гнездо на плате устройства. Его принципиальная схема приведена на рисунке далее:

Схема стабилизатор на  7805 для 5В

При подключении микросхемы нужно строго соответствовать цоколевке. Если ножки спутать, даже одного включения достаточно, чтобы вывести стабилизатор из строя, так что при включении нужно быть внимательным. Автор материала — AKV.

   Схемы блоков питания

МИНИАТЮРНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

   Скопилось у меня много стабилизаторов APL1117 с разных компьютерных плат, я их иногда применяю для стабилизации нужных напряжений в зарядках от сотовых телефонов. И вот недавно понадобился носимый и компактный БП на 4,2 В 0,5 А для проверки телефонов с подзарядкой аккумуляторов, и сделал так — взял подходящую зарядку, добавил туда платку стабилизатора на базе данной микросхемы, работает отлично.

Схема стабилизатора на APL1117

   В lay файле есть две печатные платы, одна под стабилизаторы с регулировкой выходного напряжения, другая под фиксированные.

   На фото печатки регулировочный резистор R1 120 Ом выход 5 В, при 150 Ом — 4,2 В. Даташит на APL1117 есть тут.

   И вот для общего развития подробная информация о данной серии. APL1117 это линейные стабилизаторы напряжения положительной полярности с низким напряжением насыщения, производятся в корпусах SOT-223 и ID-Pack. Выпускаются на фиксированные напряжения 1,2, 1,5, 1,8, 2,5, 2,85, 3,3, 5,0 вольт и на 1,25 В регулируемый.

   Выходной ток микросхем до 1 А, максимальная рассеиваемая мощность 0,8 Вт для микросхем в корпусе SOT-223 и 1,5 Вт выполненных в корпусе D-Pack. Имеется система защиты по температуре и рассеиваемой мощности. В качестве радиатора может использоваться полоска медной фольги печатной платы, небольшая пластинка. Микросхема крепится к теплоотводу пайкой теплопроводящего фланца или приклеивается корпусом и фланцем с помощью теплопроводного клея.

   Применение микросхем этих серий обеспечивает повышенную стабильность выходного напряжения (до 1%), низкие коэффициенты нестабильности по току и напряжению (менее 10 мВ), более высокий КПД, чем у обычных 78LХХ, что позволяет снизить входные напряжения питания. Это особенно актуально при питании от батарей.

   Если требуется более мощный стабилизатор, который выдаёт ток 2-3 А, то типовую схему нужно изменить, добавив в нее транзистор VT1 и резистор R1.

Стабилизатор на микросхеме AMS1117 с транзистором

   Транзистор серии КТ818 в металлическом корпусе рассеивает до 3 Вт. Если требуется большая мощность, то транзистор следует установить на теплоотвод. С таким включением максимальный ток нагрузки может быть для КТ818БМ до 12 А. Автор проекта — Igoran.

   Форум по APL1117

   Обсудить статью МИНИАТЮРНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Импульсные стабилизаторы напряжения на микросхемах и транзисторах

Стабилизатор напряжения с широтно-импульсным управлением А. Колдунова (рис. 7.1) является усовершенствованным вариантом стабилизатора П. Беляцкого.

Рис. 7.1. Схема стабилизатора регулируемого напряжения (0…25 В) с широтно-импульсным управлением.

На микросхеме DA1 типа КР1006ВИ1 собран генератор прямоугольных импульсов с широтно-импульсным управлением. Генератор питается от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1. Выходные импульсы с генератора поступают на двухкаскадный транзисторный ключ (транзисторы VT2 и ѴТЗ), коммутирующий индуктивный накопитель энергии — катушку индуктивности (дроссель) L1. Выходное напряжение заряжает конденсатор большой емкости СЗ. Напряжение, снимаемое с этого конденсатора, через регулируемый резистивный делитель R7 и R8 поступает на базу транзистора ѴТ1, управляющего длительностью генерируемых импульсов, и, следовательно, определяющего величину энергии, накапливаемой в индуктивном накопителе энергии.

Величину выходного напряжения можно изменять в пределах от 0 до 25 В при величине питающего напряжения 40 В. Поскольку устройство имеет высокий КПД, то при токе нагрузки менее 200 мА теплоотвод для транзистора VT2 не обязателен.

Дроссель L1 намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 10… 15 мм проводом ПЭВ-2 0,6…0,8 мм до заполнения и залит парафином для снижения свиста. Импульсные стабилизаторы обладают более высоким КПД при среднем и большом токе нагрузки, однако при малом токе КПД у них меньше.

Схема устройства, показанная на рис. 7.2, лишена такого недостатка [7.2]. Это позволяет применять его практически в любой аппаратуре: как в различных цифровых, так и в звуковоспроизводящих и радиоприемных устройствах.

Технические характеристики:

Ток холостого хода, не более — 0,25 мА.

Длительный номинальный ток нагрузки — 100 мА.

Максимальный ток нагрузки — 200 мА.

Входное напряжение — 11… 15 в.

Выходное стабилизированное напряжение — 9 В.

КПД: при входном напряжении 11 Б и номинальном токе нагрузки — 82% при 13 б и токе нагрузки 10 мА — 65%; 100 мА — 72%; 200 мА — 69%.

Коэффициент стабилизации при номинальном токе нагрузки не менее — 300.

Амплитуда пульсаций при максимальном токе нагрузки не более 2 мВ.

Стабилизатор (рис. 7.2) содержит коммутирующий составной транзистор VT1, VT2, коммутирующий диод VD2 и дроссель L1. В узел управления входят опорный элемент на транзисторе ѴТЗ и компаратор DA1. На выходе стабилизатора включен транзисторный фильтр ѴТ4, ѴТ5. Основа узла управления — компаратор DA1 на ОУ типа К140УД12. К его инвертирующему входу подключен микромощный опорный элемент, выполненный на обратносмещенном эмиттерном переходе транзистора ѴТЗ. Напряжение его стабилизации (лавинного пробоя) 7…7,5 В обеспечивается при токе 20…30 мкА.

Рис. 7.2. Схема экономичного импульсного стабилизатора напряжения.

На неинвертирующий вход ОУ подается сигнал с резистивного делителя R5 — R7. Выходное напряжение регулируется потенциометром R6.

Конденсатор СЗ увеличивает фазовый сдвиг сигнала обратной связи, что необходимо для циклического характера работы устройства. Он же определяет рабочую частоту и в значительной мере влияет на величину пульсаций.

Выход компаратора подключен к базе составного транзистора (VT1, VT2) через резистор R3, задающий ток управления, и стабилитрон VD1, который обеспечивает отсечку управляющего тока и надежное закрывание коммутирующего транзистора во всем интервале входного напряжения. Конденсатор С2 подавляет высокочастотные помехи.

На выходе стабилизатора включен не традиционный LC-фильтр, а транзисторный, что позволяет улучшить динамические характеристики устройства и подавить пульсации не менее чем на 40 дБ. У транзисторного фильтра есть еще одно преимущество — «мягкое» включение стабилизатора: его выходное напряжение плавно нарастает в течение 2…4 с. Негативным моментом использования транзисторного фильтра является снижение КПД стабилизатора на 6…8%.

Дроссель L1 содержит 28 витков провода ПЭВ-2 0,57, намотанного на броневом магнитопроводе Б14 из феррита 2000НМ. Немагнитный зазор 0,2 мм в магнитопроводе обеспечен прокладкой из бумаги.

Транзисторы устройства при номинальном токе не требуют теплоотвода. Если стабилизатор предполагают эксплуатировать при токе нагрузки более 50 мА, то транзистор ѴТ1 должен быть типа КТ81х и его следует установить на теплоотвод площадью 10… 15 смг. Допустимо использовать транзисторы КТ639, КТ644, тогда выходной ток стабилизатора можно увеличить до 0,5 А.

Типовая схема импульсного стабилизатора напряжения, построенного на микросхеме КР142ЕП1А, изображена на рис. 7.3. Источник опорного напряжения микросхемы питается непосредственно входным напряжением стабилизатора, а пороговое устройство — стабилизированным, снимаемым с вывода 6 (оно поступает через транзистор ѴТ1, являющийся усилителем тока).

Коммутирующим элементом стабилизатора, собранным на транзисторах ѴТ2, ѴТЗ, управляет импульсный сигнал, снимаемый с выводов 2, 3 микросхемы. На базу (выв. 4) внутреннего составного транзистора микросхемы, служащего встроенным коммутирующим элементом, сигнал поступает с выхода порогового устройства (выв. 11). Сигнал обратной связи снимается с выхода стабилизатора и через резистивный делитель напряжения R6 и R9 подводится ко входу дифференциального усилителя порогового устройства (выв. 12). На второй вход усилителя (выв. 13) подано стабильное напряжение с источника опорного напряжения.

Рис. 7.3. Типовая схема импульсного стабилизатора напряжения на микросхеме КР142ЕП1А.

При работе микросхемы в составе ключевого стабилизатора пороговое устройство переключается с частотой, зависящей от параметров элементов стабилизатора, режима микросхемы и тока нагрузки. Если при воздействии дестабилизирующих факторов выходное напряжение стабилизатора изменяется, то в силу действия обратной связи изменяется и частота переключения, причем так, что выходное напряжение возвращается к установленному уровню.

Если по тем или иным причинам необходимо, чтобы работа порогового устройства была синхронизирована с частотой какого-либо внешнего генератора, его синхронизирующий сигнал подают на выводы 14 и 15 микросхемы. Это дает возможность строить импульсные стабилизаторы с широтно-импульсным {ШИ) регулированием. Частота переключения коммутирующего элемента в ШИ стабилизаторе постоянна, а под влиянием дестабилизирующих факторов изменяется соответствующим образом длительность открытого состояния коммутирующего элемента.

Основные электрические характеристики микросхемы:

Входное напряжение (подводимое к выв. 5) — 10…40 В.

Максимальная частота коммутации при входном напряжении 40 В, выходном токе 50 мА и температуре окружающей среды -Ю…+25°С — до 300 кГц.

Для получения стабильных выходных напряжений +12 и +5 В от автомобильного или иного аккумулятора напряжением 9… 12 (9… 18) В может быть использован повышающий импульсный стабилизатор напряжения (рис. 7.4), на выходе которого включены микросхема DA2 типа 7812 на напряжение 12 В и микросхема DA3 типа 7805 на напряжение 5 В.

Рис. 7.4. Схема повышающего импульсного стабилизатора напряжения.

Повышающий импульсный стабилизатор напряжения собран на микросхеме DA1 типа UC3843N, выход которой подключен к ключевому полевому транзистору VT1 типа BUZ11. В схеме используется дроссель индуктивностью 50 мкГн (20…60 мкГн). Он намотан на ферритовом кольце К25х11×22 1000НМ и содержит 20 витков максимально толстого провода. Диод выпрямителя — типа 1N5818. Напряжение на конденсаторе С6 — 18 В.

Частота преобразования 50 кГц. Выходной ток преобразователя до 3 А при КПД примерно 70%.

Двухполярный импульсный стабилизатор напряжения, предназначен для питания измерительного прибора, его схема показана на рис. 7.5. Стабилизатор выполнен на основе специализированной микросхемы МАХ743.

Рис. 7.5. Схема двухполярного импульсного стабилизатора напряжения.

Для создания современных импульсных стабилизаторов напряжения с высокой рабочей частотой (более 100 кГц) и КПД до 90% и выше разработана специализированная микросхема управления типа UC3843 фирмы UNITRODE CORP.

Для создания серии импульсных стабилизаторов напряжения может быть использован типовой блок управления, в состав которого входит микросхема UC3843 (рис. 7.6).

Схема мощного импульсного стабилизатора напряжения понижающего типа с защитой от перегрузок по току с использованием типового блока управления показана на рис. 7.7.

Дроссель L1 (рис. 7.6) намотан на кольце К10x6x4,5 из пермаллоя МП140 и содержит 5 витков жгута из 6 проводов ПЭВ 0,51 мм, уложенных по всему периметру кольца в один слой. Дроссель L1 (рис. 7.7) выполнен на кольце К19x11x4,8 из того же материала и содержит 12 витков из 10 скрученных вместе проводов того же диаметра.

Рис. 7.6. Схема типового блока управления с микросхемой UC3843.

Рис. 7.7. Схема мощного импульсного стабилизатора напряжения понижающего типа.

Трансформатор Т1 намотан на кольце К10x6x3 2000НМ1. Вторичная обмотка II намотана проводом ПЭВ 0,2 мм и содержит 200 витков, равномерно уложенных по периметру. Первичная обмотка — 1 виток многожильного провода сечением 1 мм2, проходящего через отверстие кольца. Концы его подключены к стоку транзистора VT2 и точке соединения катода диода VD1 и левого по схеме вывода дросселя L1. Необходимо соблюдение полярности подключения обмоток.

Основные характеристики стабилизатора: входное напряжение— 8… 15 В; выходное напряжение — 5 В; максимальный выходной ток — 10 А\ амплитуда пульсаций выходного напряжения — не более 100 мВ, нестабильность выходного напряжения — 2%; частота преобразования — 100 кГц’, среднее значение КПД — 90%.

Усовершенствованный вариант схемы предыдущего стабилизатора (рис. 7.8) имеет повышенный КПД за счет использования нового схемотехнического решения, которое позволяет значительно уменьшить падение напряжения на коммутирующем диоде.

Суть этого решения состоит в том, что коммутирующий диод заменяется на биполярный или полевой транзистор. Его включают, когда диод должен быть открыт, а выключают — когда закрыт. Падение напряжения на открытом транзисторе может быть в 5… 10 раз меньше, чем даже на диоде ИІотки. Так, за счет использования в качестве коммутирующего диода п-канального полевого транзистора IRF3205 (ѴТЗ) с сопротивлением открытого канала 8 мОм, падение напряжения на нем не превышает 100 мВ при максимальном токе нагрузки. Для сравнения — соответствующее падение напряжения в тех же условиях для диодов Шотки достигает 500 мВ.

Рис. 7.8. Схема усовершенствованного варианта импульсного стабилизатора.

Рис. 7.9. Схема импульсного стабилизатора с повышенной эффективностью преобразования.

При примерно тех же основных параметрах потери в новом варианте стабилизатора снижены до минимума, его КПД приближается к 95%.

Еще одна схема импульсного стабилизатора с использованием полевого транзистора показана на рис. 7.9.

Большинство его характеристик в основном такие же, как и у схемы на рис. 7.7, однако амплитуда пульсаций выходного напряжения снижена до 80 мВ, а частота преобразования повышена до 120 кГц. При этом среднее значение КПД при максимальном токе нагрузки во всем интервале изменения входного напряжения составляет не менее 95%.

Данные намоточных элементов те же, что и для схемы на рис. 7.7.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.