Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Крен2а стабилизатор тока схема включения

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:

ПараметрВходной С1Выходной С2
Минимальная емкость для керамического или танталового, мкФ2,21
Минимальная емкость для электролитического, мкФ1010

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
Выходное напряжение, В4,9…5,15,88…6,124,82…5,185,79…6,21
Температурный коэффициент напряжений,0,020,020,030,03
Максимальный выходной ток, А221,51,5

Аналоги

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.

10 thoughts on “ Стабилизатор напряжения КР142ЕН5А, КРЕН5А, КР142ЕН5Б, КР142ЕН5В, КР142ЕН5Г ”

По идее — стабилизатор для 5-вольтовой логики. На практике — без цепей корректировки не обойтись. Как минимум диод или низкоомный прецизионный резистор ему в «общий», иначе 133, 155, 555 серии сбоили по-черному. Это я о КР142ЕН5А. Остальные, разве что 561 и 564 серию устраивали, со стабилитроном в подпорке. Как результат, для питания логических схем, практически не использовались, а применялись (с небольшой доработкой) в простеньких блоках питания с напряжением 5-15 В, что и обуславливало их распространенность.

«Я не призываю использовать КР142ЕН5А в новых разработках, но информация по стабилизатору может понадобиться для ремонта старого оборудования. » — ХА ХА ХА . Я их продолжаю использовать в схемах с 32разрядными ARM процессорами

Чего-чего? КРЕН5А без стабилитрона, диода или резистора даёт чистые 5 вольт, а с ними — завышает. Это значит (если у вас 155 и 555 серия сбоили) что у вас было большое сопротивление от КРЕН5А до потребителей, либо была убогая разводка питания к корпусам микросхем, либо и то, и то.
Стабилитрон, диод или резистор просто повышают напряжение (а стабильность, как ни странно, снижают), причём сильно повышают.
У меня никогда в жизни не сбоили серии 155 и 555 при питании от КРЕН5А безо всяких подпорок, а ведь платы бывали большими, и не только 155 и 555 на них были, практически утыкаться в ограничение по току доводилось…
Однако соглашусь с тем, что лучше КРЕН5А ставить как можно ближе к потребителю, чтобы не было между ними длинных проводов и разъёмов.

  1. Алекс04.12.2019 в 12:18

Если в обычных схемах с ТТЛ-логикой кренки работали нормально, то с процессором Z80 иногда сбоили. Изредка встречались кренки со слегка заниженным напряжением. В свое время использовал их наверное сотнями на Спектрумы…

Стабилизаторы 7805 функциональный аналог КРЕНки — топология и характеристики (кроме выходного напряжения) у них различны! — и при одинаковой нагрузке (и прочих условиях) греются они по разному. Даже 7805 от разных производителей и то совсем разные встречаются … Так что лучше переплатить за бренд, чем брать ноунейм с перекошенной маркировкой.
Непосредственно КРЕН5 90-х годов вполне сносно работают с контроллерами avr-mega, разве что греются сильнее современных 7805.

142б выдержит 25 вольт?

Косяк этих чипов в другом. Крен5(включая специсполнения) и 7805 или 7806 не одно и тоже. Перепад напряжения максимальный (вход-выход) у отечественных заявлен 15В , у импорта 35В. Можно было бы говорить что ошибка, но практика показывает действительно пробой происходит при превышении этих значений(отечественные выдерживают выборочно вольт до 25 но такое использование их это адская машина). Отсюда очень неприятные особенности для использования отечественных вариантов, неудобно заморачиваться подбором диапазона входных напряжений, он вообще никакой. Ниже не хватит для нормальной работы схемы, выше сразу подходим к пределу за которым пробой очень вероятен. Из плюсов на этом фоне есть: когда кристалл пробивает как правило все три вывода приходят в состояние близкое к кз. Между входным и общим может быть ом 15-25 на остывшем. То есть за счет такого шунтирования и этим подсадки входного напряжения(если схема без дополнений типа слабых диодов в цепи общего или резисторов) то что за стабилизатором выживает обычно, не испытывает перенапряжения. И кристалл кажется сам по себе взят сильноточной версии(до 3А) может быть поэтому и такое малое максимальное входное. И как это счастье исполь

Косяк этих чипов в другом. Крен5(включая специсполнения) и 7805 или 7806 не одно и тоже. Перепад напряжения максимальный (вход-выход) у отечественных заявлен 15В , у импорта 35В. Можно было бы говорить что ошибка, но практика показывает действительно пробой происходит при превышении этих значений(отечественные выдерживают выборочно вольт до 25 но такое использование их это адская машина). Отсюда очень неприятные особенности для использования отечественных вариантов, неудобно заморачиваться подбором диапазона входных напряжений, он вообще никакой. Ниже не хватит для нормальной работы схемы, выше сразу подходим к пределу за которым пробой очень вероятен. Из плюсов на этом фоне есть: когда кристалл пробивает как правило все три вывода приходят в состояние близкое к кз. Между входным и общим может быть ом 15-25 на остывшем. То есть за счет такого шунтирования и этим подсадки входного напряжения(если схема без дополнений типа слабых диодов в цепи общего или резисторов) то что за стабилизатором выживает обычно, не испытывает перенапряжения. И кристалл кажется сам по себе взят сильноточной версии(до 3А) может быть поэтому и такое малое максимальное входное. И как это счастье использовать? Кто не очень ориентируется в применении для них коротко поясню при включении (запуске) источника до момента заряда питаемых цепей по выходу(обычных конденсатов фильтрации питания) перепад вход-выход может быть близким к значению при кз выхода(схема стабилизатора имеет защиту на этот случай, это её нормальная функция) то есть для 142ен5а(или б), кр142ен5а, кр142ен5б это допустимые не более 15В. В то время как LM7805, LM7806, заявленные как аналоги вообще то, допускают до 35В. То есть запитывать крен отеч. для обеспечения минимального перепада(в работе он снижается на значение выходного напряжения 5 или 6 вольт в зависимости от того какой чип буква а или б,в,г) надо или от предварительного стабилизатора или какого то другого источника(батареи) напряжение которого никогда не привысит 15В. В авто это не годится, при пробое регулятора в генераторе напряжение бортсети при выключенных фарах легко поднимается до 25В, батарея будет кипеть, ограничение будут осуществлять диоды в выпрямителе генератора, есть у них такая особенность превращаться в этом режиме в стабилитроны). Источник типа адаптера питания небольшого …на холостом ходу на вторичках трансформатора там как правило очень увеличенное от номинального значения напряжение, слпротивление тонких проводов обмоток и потери в сердечнике делают сильно зависимым выходное напряжение от нагрузки. Итого 2,5-3В запас на работу схемы в чипе в норм режиме, еще вольта 4 на колебания сети и запас чтоб ниже уровня пульсаций схема не уходила и получается входной диапазон от 13-15 В допустимый. Это извините хе…ня с которой просто иметь дело не хочется. Хотя в целом схема и работа чипа устраивают вполне. Кто протащил жту технологию? Почему 15 а не 35 В как у аналога(или образца для подражания)? Вредительство какое то….или думать не думали(появились наши аналоги по моему ко второй половине восьмидесятых и вот такие «странные» ). Поправьте меня кто знает другие версии положения дел по этим чипам. Внимательно просматривайте тех документацию производителей.
Столько много написал не поленился потому что кому то пригодится, если прочтет мой коммент вдумчиво

Читайте так же:
Простой стабилизатор тока транзисторе

Косяк этих чипов в другом. Крен5(включая специсполнения) и стабилизаторы 7805,7806 не одно и тоже. Перепад напряжения максимальный (вход-выход) у отечественных заявлен 15В , у импорта 35В. Можно было бы говорить что ошибка, но практика показывает действительно пробой происходит при превышении этих значений(отечественные выдерживают выборочно до 25В но такое использование их это адская машина). Отсюда очень неприятные особенности при использования отечественных вариантов, неудобен подбором диапазона входных напряжений, он вообще никакой. Ниже напряжение не хватит для нормальной работы схемы, выше сразу подходим к пределу за которым пробой очень вероятен. Из плюсов на этом фоне есть: когда кристалл пробивает как правило все три вывода приходят в состояние близкое к короткому замыканию между входным и общим может быть ом 15-25 на остывшем, уже вышедшем из строя. То есть за счет такого шунтирования по входу и этим подсадки напряжения почти до нуля (если схема стабилизации без дополнений типа слабых диодов в цепи общего или резисторов), всё что низковольтное за стабилизатором выживает обычно, за счет такого характера отказа не испытывает перенапряжения. И кристалл кажется сам по себе взят сильноточной версии(до 3А) может быть поэтому и такое малое максимальное входное(перепад вход-выход макс.). И как это счастье использовать? Кто не очень ориентируется в применении на практике, для них коротко поясню: при включении (запуске) источника до момента заряда питаемых цепей по выходу(обычных конденсатов фильтрации питания) перепад вход-выход может быть близким к значению при кз выхода(схема стабилизатора имеет защиту на этот случай, это её нормальная функция) то есть для 142ен5а(или б), кр142ен5а, кр142ен5б это допустимые не более 15В. В то время как LM7805, LM7806, заявленные как аналоги вообще то, допускают до 35В(есть ограничения по области безопасной работы значение выходного тока при таком варианте до 0.5А примерно, при максимальном перепаде то есть 30-29 Вольт) . Поэтому корректно запитывать крен отечественный, для обеспечения допустимого перепада(в работе он снижается на значение выходного напряжения 5 или 6 вольт в зависимости от того какой чип буква а или б,в,г), надо или от предварительного стабилизатора или какого то другого источника(батареи) напряжение которого никогда не превысит 15В. В авто например это не получается в аварийном режиме бортсети(при 12В варианте), при пробое регулятора в генераторе напряжение бортсети при выключенных фарах легко поднимается до 25В, батарея будет кипеть, ограничение будут осуществлять диоды в выпрямителе генератора(есть у них такая предусмотренная специально особенность превращаться в этом режиме в стабилитроны). Источник типа адаптера питания небольшого …на холостом ходу на вторичках трансформатора там как правило очень увеличенное от номинального значения напряжение, сопротивление тонких проводов обмоток и потери в сердечнике делают сильно зависимым выходное напряжение от нагрузки. Итого 2,5-3В запас на работу схемы в чипе в норм режиме, еще вольта 4 на колебания сети и запас чтоб ниже уровня пульсаций схема не уходила и получается входной диапазон от 13-15 В допустимый, для адаптера не подойдёт. Получается с таким стабилизатором иметь дело совсем не хочется. Хотя в целом схема и работа чипа устраивают вполне. Кто протащил эту технологию? Почему 15 а не 35 В как у аналога(или образца для подражания)? Вредительство какое то….или думать не думали(появились наши аналоги по моему ко второй половине восьмидесятых и вот такие «странные»). Поправьте меня кто знает другие версии положения дел по этим чипам. Внимательно просматривайте тех документацию производителей.
Лучше уж использовать просто транзистор(или составной) и стабилитрон и обычную классическую схему без сюрпризов с коэффициентом стабилизации около 30 чего часто вполне достаточно, а в коллекторе транзистора плавкий резистор(«японский вариант»), или же какую то схему защиты в дополнение. Или применять импортные варианты чипа LM7805(6) и аналогичные других фирм.

Микросхемные стабилизаторы напряжения с регулирующим транзистором в плюсовом проводе выходной цепи

Стабилизаторы напряжения с регулируемым выходным напряжением

В настоящее время промышленность выпускает широкий ассортимент стабилизаторов в интегральном исполнении с регулируемым выходным напряжением серий 142ЕН1 – 142ЕН4, КР142ЕН1 – КР142ЕН4, КР142ЕН12, КР142ЕН14, 1151ЕН1, КР142ЕН10, КР142ЕН11, КР142ЕН18.

Микросхемы серий 142ЕН1–142ЕН2, КР142ЕН1–КР142ЕН2

Эти микросхемы выполнены и конструктивно оформлены в корпусе типа 402.16–2 (16 выводов) рис. 31. Интегральную микросхему (ИС) можно установить на теплоотвод. Принципиальная схема ИС и основная ее схема включения показаны на рис. 32, а и рис. 32, б [1].

Принципиальная электрическая схема содержит следующие функциональные узлы:

Читайте так же:
Схемы стабилизаторов напряжения с регулятором тока

Рис. 31

· источник опорного напряжения Uоп = 2,4 В ± 15 % (элементы VT1, VD1, VT2, R1, R2, VD2);

· дифференциальный усилитель (элементы VT4 , VT5 , R3,VT3);

· регулирующее устройство (РУ) ( элементы VT7, VT8) ;

· схему выключения стабилизатора внешним сигналом (элементы VT9, VD3, R4);

· транзистор защиты от токовых перегрузок и коротких замыканий (элемент VT6).

Назначение выводов: 2 – фильтр шума; 4 – второй вход; 6 – опорное напряжение; 8 – общий; 9 – выключатель; 10, 11, 14 – защита по току; 12 – регулировка выходного напряжения; 13 – выход; 16 – первый вход.

Зависимость максимально допустимой мощности, рассеиваемой микро-схемой с использованием дополнительного теплоотвода, от температуры кор-пуса приведена на рис. 33 [2].

Для нормального функционирования интегрального стабилизатора напряжения, а также для получения заданных выходных напряжений к мик-росхеме подключаются дополнительные элементы (рис.32,б). Сопротивления резисторов R1, R2 измерительного элемента выбираются из условия допустимого тока делителя (Iдел >1,5 мА) и обычно составляют R2 = (1,2 ¸ 1,6) кОм, R1 = 22 кОм. С помощью конденсаторов C1 и Сн – обеспечивается работа микросхемы. Типовыми емкостями этих конденсаторов при низких уровнях Uвых 5 B емкости конденсаторов составляют – С1 > 100 пФ, Сн > 1 мкФ. В рассмотренной схеме резисторы R3, R4, R5 работают в цепях защиты. С помощью R4, R5 задается напряжение на базу транзистора защиты. Резистор R3 служит датчиком тока в схеме защиты от перегрузок по току. Сопротивления этих резисторов выбираются из следующих условий [3]

где Uэб VT9 = Uэб VT6 » 0,7 B; IVD2 » 0,3 мА, при этом R4 = 2 кОм = const.

Защита от перегрузок по току срабатывает при увеличении тока нагрузки Iвых.порог » 2,2Iвых.max. в этом случае приращение напряжения на резисторе R3 должно быть не менее 0,7 В. При этом транзистор защиты микросхемы открывается и шунтирует регулирующий транзистор. На рис. 34 представлены характеристики переключения узла защиты микросхемы при различных сопротивлениях резистора R3.

Принцип действия работы стабилизатора заключается в следующем.

Пусть возмущающие факторы ток Iн нагрузки и температура окружающей среды Тсреды. в рассматриваемый момент времени неизменные, а напряжение сети Uп увеличилось. В первый момент увеличится и напряжение на нагрузке. Это приведет к тому, что напряжение на резисторах делителя R1, R2 (рис.32) тоже возрастет. В результате этого повысится потенциал напряжения на резисторе R2 делителя, который связан с выводом 12 микросхемы DA1 и транзистор VT5 больше приоткроется. В результате ток коллектора этого транзистора увеличится, что приведет к уменьшению тока базы транзистора VT7 и он призакроется. Это приведет к тому, что тра-нзистор VT8 DA1 тоже призакроется. Сопротивление его перехода коллек-тор-эммитер VT8 увеличится, что приведет к увеличению падения напряже-ния на нем. Следовательно, напряжение на нагрузке останется неизменным.

Выключение стабилизатора внешним сигналом осуществляется электронным ключом через резистор, подсоединяемый к выводу 9. Сопротивление этого резистора выбирается из условия протекания в цепи управления тока 0,5 ¸ 1 мА. (Например, логического элемента с током импульса 2 ¸ 5 мА и напряжением 0,7 ¸ 1,0 B). На практике иногда возникает необходимость повышения выходных токов (т.е. токов больших, чем максимальный допустимый ток микросхемы). Для этой цели обычно подключается дополнительный мощный транзистор n–p–n или p–n–p типа (рис. 35, а и рис. 35, б).

а б
Рис. 35

Вместо транзисторов могут использованы транзисторные сборки. В этих схемах резистор R2 выбирается из условия

Резистор R3 (рис.35, б) служит для замыкания токов утечек регулирую-щего транзистора и выбирается в пределах 50 ¸ 100 Ом. Часто в стабилизаторах напряжения, собранных на микросхемах К142ЕН1 и К142ЕН2, управляющий (вывод 4) и регулирующий (вывод 16) элементы питаются от общего источника питания (выпрямителя) и выводы 4 и 16 объединяются (рис. 32, б). В этом случае, когда регулирующий транзистор находится в области насыщения, а на выходе стабилизатора требуется получить низкое (менее 4,5 в) напряжение, резко снижается стабильность опорного напряжения и, как следствие, ухудшаются стабилизирующие свойства микросхемы в целом [2,3]. При этом снижается и КПД стабилизатора, так как падение напряжения на регулирующем транзисторе составляет 4,2 ¸ 4,5 В. Минимальное входное напряжение (выводы 4, 16 и 8) не должно быть меньше 9 В. Введение раздельного питания источника опорного напряжения и регулирующего устройства позволяют улучшить стабилизирующие свойства микросхемы и повысить КПД при малой разнице между Uвх и Uвых ,так как КПД в этом случае определяется только минимально допустимым напряжением на РУ, которое составляет примерно 2,5 В. При раздельном питании на вход (Uвх.2) опорного источника питания (выводы 4 и 8) подается стабилизированное (например, стабилитроном) напряжение, которое должно быть равным или превышать входное напряжение Uвх.1 (выводы 16 и 8).

Микросхема КР142ЕН14

Микросхема КР142ЕН14 представляет собой универсальный стабилизатор напряжения компенсационного типа с регулируемым выходным напряжением в пределах 2. 37 В и выходным током до 150 мА. Прибор выполнен по планарно–эпитаксиальной технологии с изоляцией p–n переходом [4]. Стабилизатор имеет встроенное устройство защиты от перегрузки и замыкания выходной цепи – оно работает по принципу ограничения выходного тока. Регулирующий элемент включен в плюсовой провод источника питания

Микросхема оформлена в пластмассовом прямоугольном корпусе 2102.14–1 (рис.36). Масса прибора не более 1 г. Цоколевка микросхемы: выв. 2 и 3 – подключение внешнего резистора – датчика тока системы защиты от перегрузки; выв. 4, 5 – соответственно инвертирующий и неинвертирующий входы внутреннего рис.6 дифференциального усилителя сигнала обратной связи; выв. 6 – подключение резистора, задающего уровень образцового напряжения; выв. 7 – общий; выв. 9 – вывод внутреннего стабилитрона, предназначенного для установки режима умощняющего p–n–p транзистора; выв. 10 – вывод стабилизированного напряжения; выв. 11 – вывод коллектора транзистора внутреннего регулирующего элемента; выв. 12 – вход нестабилизированного напряжения; выв. 13 – подключение конденсатора частотной коррекции усилителя обратной связи; выводы 1, 8 и 14 – свободные. Типовая включения микросхемы для выходного напряжения в пределах 2. 7 В показана на рис.37, а, а для выходного напряжения 7. 37 В – на рис. 37, б. Таким образом, микросхема КР142ЕН14 заменяет собой первые два прибора этой серии – К142ЕН1 и К142ЕН2. Легко видеть, что все узлы микросхемы питаются от общего источника нестабилизированного напряжения – выв. 11 и 12 объединены. Такой способ питания микросхемы принято называть совместным.

Вариант питания микросхе-мы от отдельного источника представлен на рис. 38. Этот спо-соб питания называют раздель-ным.

При раздельном питании напряжение выв. 11 не должно быть более напряжения выв. 12. Выходное напряжение, если оно находится в пределах 2. 7 В (рис. 37, а) рассчитывают по формуле

где Uобр – образцовое напряжение 7,15±0,35 В, а если оно в пределах 7. 37 В (рис. 37, б), то по формуле

В случае выполнения источника опорного напряжения (ИОН) по схеме, отличной от типовой, следует принимать Uобр =7,15±0,35 В, Iном. £10 мА.

Читайте так же:
Стабилизатор тока с ттл модуляцией что это

Основные электрические параметры регулируемых микросхем стабилизаторов напряжения приведены в табл. 1.

2.Микросхема кр142ен22а

КР142ЕН22А — линейный регулируемый стабилизатор напряжения положительной полярности. Корпус микросхемы изображен на рисунке 2. Схема включения данной микросхемы представлена на рисунке 3[8].

Рисунок 2 Корпус микросхемы

Рисунок 3 Типовая схема включения микросхемы

Особенности включения микросхемы КР142ЕН22А:

Выходное напряжение рассчитывается по формуле: Uвых=1,25*(1+R1/R2)+Iрег*R2

где 1,25 В — опорное напряжение(Uвых), Iрег – ток в цепи регулирующего вывода (100мA max);

Сопротивление R1 выбирается в пределах 100-1000 Ом (типовое 240 Ом). R2 служит для задания выходного напряжения.

На схеме указаны минимальные значения фильтрующих ёмкостей C1 и C2, необходимые для устойчивой работы стабилизатора. На практике значения емкостей составляют от десятков до тысяч микрофарад. Ёмкости должны располагаться как можно ближе к микросхеме КР142ЕН22А. С1 может совмещаться с ёмкостью фильтра выпрямителя. При больших емкостях рекомендуется C1>>C2.

Ёмкость Cadj устанавливается в случае необходимости дополнительно снизить пульсации выходного напряжения. Рекомендуется Cadj

Соединен с Out (вывод 2)

Основные технические характеристики КР142ЕН22А

Диапазон температур кристалла

3. Блок питания с импульсным стабилизатором 1,2. 25В

Линейные стабилизированные источники питания имеют низкий КПД, значительные габариты и вес. Экономичность линейных стабилизированных ИП (линейных стабилизаторов) оказывается особенно низкой в случае изменения величины выходного напряжения в широких пределах, так как на регулирующем (проходном) транзисторе, работающем в непрерывном режиме и являющимся активным своеобразным гасящим резистором, рассеивается значительная мощность. Коэффициент полезного действия стабилизаторов повышается, если регулирующий элемент работает в ключевом (импульсном) режиме. При этом за счет увеличения частоты переключения (до 20 – 50 кГц вместо50 Гц) значительно уменьшаются массы и габариты трансформаторов и конденсаторов фильтра импульсного ИП.

Рисунок 4 Блок питания с импульсным стабилизатором 1,2. 25В

Мощный лабораторный блок питания с импульсным стабилизатором напряжения, оснащённый узлом защиты от перегрузки на самовосстанавливающихся предохранителях и звуковым сигнализатором наличия короткого замыкания или перегрузки его выхода рассмотрен в [2].

Устройство собрано с примене­нием популярной интегральной микросхемы типа LM2576HVT-ADJ, представляющей собой импульсный регулируемый импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока. Микросхема LM2576HVT-ADJ способна отда­вать ток в нагрузку до 3 А. Максимальное входное напряжение постоянного тока может быть до 63 В, минимальное выходное напряжение 1.2 В. КПД стабилизатора при максимальном токе нагрузки около 85 %. Этот блок питания оснащён эффективной системой фильтрации выходного напряжения от шумов и сетевых помех, что позволяет питать от него различные звуковоспроиз­водящие, теле и радиоприёмные устройства.

Принципиальная схема блока питания представлена на рисунке 2. Выходное напря­жение блока питания, собранного по этой схе­ме, можно регулировать от 1,2 до 25 В. Максимальный допустимый ток подключа­емой нагрузки может достигать 3 А во всём диапазоне выходных напряжений. Размах пульсаций выходного напряжения не превы­шает 20 мВ при максимальном токе нагрузки. Напряжение сети переменного тока посту­пает на первичную обмотку силового понижа­ющего трансформатора Т1 через замкнутые контакты выключателя питания SA1, плавкий предохранитель FU1 и резистор R2. Варистор RU1 защищает устройство от всплесков напряжения сети. Резистор R2 уменьшает вероятность повреждения варистора. Со вто­ричной обмотки трансформатора Т1 снима­ется пониженное до 32 В напряжение пере­менного тока, которое поступает на мостовой выпрямитель VD1. Пульсации выпрямлен­ного напряжения сглаживаются оксидными конденсаторами большой ёмкости С14 и С1. Фильтр C13L4C18 снижает уровень сетевых помех, а также устраняет возможность проникновения в сеть высокочастотных по­мех от работающего импульсного преобразо­вателя. Полимерный самовосстанавливаю­щийся предохранитель FU2 защищает трансформатор и мостовой выпрямитель от перегрузки. Выпрямленное отфильтрованное напряжение поступает на вход интегральной микросхемы DA1, вывод 1. Выходное напря­жение импульсного стабилизатора регули­руют переменным резистором R6. Дроссель L1 — накопительный. Установка двух диодов Шотки VD2, VD3, включенных параллельно, повышает надёжность стабилизатора при его работе на максимально допустимом токе нагрузки. Трёхзвенный фильтр низких частот на дросселях L2, L3, L5 и конденсаторах их обвязки сглаживает пульсации и уменьшает уровень шумов выходного напряжения. Светодиод HL1 индицирует наличие выход­ного напряжения. Полевой транзистор VT2 работает как генератор стабильного тока, что обеспечивает стабильную яркость свечения HL1 при изменении выходного напряжения. Диод VD4 и резистор R5 защищают микро­схему DA1 от повреждения. Резистор R14 выполняет роль нагрузки стабилизатора напряжения.

Выходное регулируемое стабилизирован­ное напряжение подаётся на гнездо XS2. Чтобы этот блок литания можно было использовать в качестве лабораторного, на его выходе установлен модуль защиты на самовосстанавливающихся предохранителях FU3 — FU5. Когда контакты ни одной из кно­пок переключателя SB1 не замкнуты, ток про­текает через самый слаботочный предохра­нитель FU5 на номинальный рабочий ток 0,1 А. Сопротивление этого предохранителя в холодном состоянии около 3 Ом. При замы­кании контактов кнопки SB1.1 параллельно ему подключается самовосстанавливаю­щийся предохранитель FU3, рассчитанный на номинальный рабочий ток 0,4 А, имеющем сопротивление в холодном состоянии 0,6 Ом. При замыкании контактов кнопки SB1.3 параллельно FU5 подключается предохрани­тель FU4 на ток 0,9 А сопротивлением 0,1 Ом. При двукратной перегрузке время сра­батывания самовосстанавливающихся предохранителей будет около 30 с, при четырёхкратной не более 3 с. При замыкании контактов кнопки SB1.3 защита нагрузки и узлов БП от перегрузки обеспечивается встроенными средствами защиты микро­схемы LM2576HVT-ADJ и предохранителем FU2. В этом случае, выходное сопротив­ление БП будет не более 50 мОм. С по­мощью выключателя SB2 с двумя группами контактов можно полностью отключить нагрузку от блока питания, что позволяет производить с ней различные манипуляции с минимальным риском повредить чувстви­тельные к статическому электричеству и утечкам сетевого напряжения радиодеталям. Нестабилизированное напряжение около 44 В постоянного тока подаётся на гнездо XS1, может быть использовано для питания дру­гих стабилизаторов напряжения, УМЗЧ, освети­тельных ламп накаливания на рабочее на­пряжение 36 В общей мощностью 60. 90 Вт, электропаяльников на рабочее напряжение 42 В мощностью 40 Вт.

На стрелочном микроамперметре PV1 собран вольтметр выходного напряжения блока питания. Стабилитрон VD5 необходим для линеа­ризации шкалы вольтметра. Светодиоды HL2 — HL5 белого цвета свечения подсвечивают шкалу вольтметра. На МОП микросхеме DD1 собран узел звукового сигнализатора наличия короткого замыкания на выходе XS3. Когда в нагрузке или на выходе блока питания нет короткого замыкания, транзистор VT1 открыт, на одном из входов DD1.1 лог. 0, сигна­лизатор заторможен. При возникновении КЗ транзистор VT1 закрывается, на выв. 13 DD1.1 поступает лог. 1, генератор низкочас­тотных импульсов, реализованный на DD1.1, DD1.2 запускается, что приводит к периодическому запуску звукового генератора, реа­лизованному на DD1.3, DD1.4. Пьезокерамический излучатель звука НА1 начинает издавать громкие прерывистые звуковые сигналы частотой около 2 кГц, следующие с частотой 4 Гц. Микросхема DD1 получает питание напряжением 11 В от параметричес­кого стабилизатора, собранного на транзис­торе VT3, стабилитроне VD6 и элементах их обвязки. Диод VD5 защищает транзистор VT3 от повреждения обратным напряжением.

На месте понижающего трансформатора применён силовой трансформатор типа ТП-100-7. Используемые вторичные обмотки, намотанные на обоих каркасах, соединяют параллельно, как показано на принципиаль­ной схеме. На его месте можно применить любой трансформатор с габаритной мощ­ностью не менее 90 Вт и напряжением холос­того хода на вторичной обмотке 30. 33 В при сетевом напряжении 220 В. Двухобмоточные дроссели L4, L5 содержат по 3. 5 витков сложенного вдвое монтажного провода с сечением по меди не менее 1 мм на кольцах К20х12х6 из низкочастотного феррита М2000НМ. Таким же проводом выполняют все сильноточные цепи стабилизатора напряжения. Дроссель L1 и диоды Шотки устанавливают на расстоя­нии не менее 3 см от DA1 и R5 — R7.

Читайте так же:
Стабилизатор тока в корпусе то

Переменный резистор R6 типа СП4-2М. Провод, идущий от этого резистора к резистору R5 должен быть экранированным. Остальные резисторы типов МЛТ. С1-4, С1-14, С2-23, С2-33. Варистор RU1 типа FNR-20К431 можно заменить на FNR-20K471, FNR14K431, FNR-14K471, MYG20-431 или аналогичным. Конденсаторы С1, СЮ, С12. С14, С15, С19. С21 — оксидные алюминие­вые малогабаритные импортные аналоги К50-35, К50-68. Конденсатор С23 — SMD танталовый, монтируется в штекере питания. Остальные конденсаторы можно установить керамические или малогабаритные плёноч­ные на рабочие напряжения не менее указан­ных на принципиальной схеме. Предпочте­ние следует отдать керамическим конденса­торам. Неполярные конденсаторы С2, С5 -С8, С13 должны быть на рабочее напряже­ние не менее 63 В. Соединительные провода или дорожки, идущие от конденсаторов С1, С2 к микросхеме DA1 и диодам Шотки VD2, VD3 должны быть как можно короче. Вместо диодного моста КВРС1010 можно установить KBU8B — KBU8M, КВРС801 — КВРС810, BR151 — BR158 или другие аналогичные на ток не менее 6 А. Если нет подходящего монолитного диодного моста, то его можно собрать из четырёх обычных кремниевых диодов, например, КД206, КД213. Диодный мост устанавливают на дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности около 80 см.кв. Диод 1N5403 можно заменить любыми из серий 1N5402 -1N5408, КД226Б — КД226Д. Вместо диода КД521А подойдёт любой из серий КД521, КД522, 1N914, 1N4148, 1SS176S. Диоды Шотки SR360 можно заменить на MBR360, DQ06 или одним MBRD660CT, MBR1060, 50WR06. Подойдёт и обычный кремниевый «быстрый» диод КД213А, КД213Б. Стаби­литрон Д814Г1 можно заменить на КС210Ж. 2С211Ж, КС211Ж, 1 N4741 A, 1N4740A. Стабилитрон КС139А можно заменить только отечественными серий КС133. 2С133, 2С139, КС 139. Светодиод RL50-SR113 крас­ного цвета свечения и прямым рабочим напряжением 1,8 В можно заменить любым аналогичным с хорошей яркостью свечения при токе 1 мА, например, на АЛ307КМ, L-1513SURC/E. Сверхъяркие светодиоды RL30-WH744D белого цвета свечения можно заменить на любые аналогичные белые или синие без встроенных резисторов, например, на RL30-CB744D. RL50-WH744D. Транзис­тор КТ315Г можно заменить любым из серий КТ315. КТ312. КТ3102, КТ645. SS9014. Вмес­то полевого транзистора КПЗОЗА подойдёт любой из серии КПЗОЗ. Вместо транзистора КТ646А можно установить любой из серий КТ815. КТ817, КТ961, КТ646, 2SC2331. Микросхему LM2576HVT-ADJ можно заменить на LM2576HVS-ADJ. Эту микросхему необходимо установить на дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности не менее 150 см.кв. (одна сторона). Микросхема с индексом «Т» выпус­кается в корпусе ТО-220, микросхема с индексом «S» выпускается в корпусе ТО-263. Микросхему в корпусе ТО-263 прикрепляют к теплоотводу с помощью металлического прижимного фланца и двух винтов МЗ. Теплоотводящий фланец микросхемы электрически соединён с выводом 3. В слу­чае применения микросхемы типа LM2576T-ADJ диодный выпрямитель VD1 подключают к выводам 4 и 5 трансформатора ТП-100-7, на которых присутствует напряжение 27 В переменного тока. Вместо КМОП микросхемы К561ЛА7 подойдёт КР1561ЛА7. 564ЛА7, CD4011 А. Пьезокерамический излучатель звука ПВА-1 можно заменить на ЗГИ, ЗП-5 или аналогичным

Простой лабораторный блок питания на микросхеме КР142ЕН12 (LM317)

Лабораторный блок питания – прибор первой необходимости в радиолюбительской мастерской, в электротехнической практике. Автор не ведет регулярных работ с тонкой и нежной электроникой, однако иногда приходится. И когда прибор готов, начинаются поиски подходящих КРЕН и LM («гуляющая» деревенская сеть). В последнее время, приходится также регулярно иметь дело со светодиодными лентами (встраиваемая подсветка декоративных витражных светильников ). Светодиодная лента в таких светильниках зачастую применяется довольно причудливым образом и в результате такого рода монтажных работ, пострадал не один штатный импульсный блок питания. Словом, назрела необходимость.

Техническое задание

Блок питания виделся линейным (НЧ трансформатор) как более живучий, простой и ремонтопригодный. Вес и габариты для стационарного прибора не слишком важны. Блок питания должен быть регулируемым, выдавать постоянное стабилизированное напряжение до, ну скажем +20 В, с током нагрузки до нескольких ампер. Блок питания непременно должен быть оснащен защитой от короткого замыкания, желательна и регулируемая защита от превышения тока нагрузки. Блок питания может быть одноканальным, однополярным.
Очень хорошо иметь «на борту» и комплект измерительных приборов – вольтметр-амперметр. Это сильно повышает удобство в работе, позволит проводить некоторые другие работы и измерения, освобождает рабочее пространство на столе от лишних внешних приборов и проводов.

Изготовление авторских светильников предполагает вероятность их продажи, в том числе и в страны, электрические сети которых имеют напряжение отличное от родных 220 вольт . К счастью, импульсные БП имеют диапазон входных напряжений, перекрывающий все вероятные значения –

100…240 В. Остается только снабдить сетевой адаптер подходящим переходником. Напряжение сети близкое к 240 вольтам не редкость в нашей сети (на одной из фаз). Нижнее же значение диапазона взять неоткуда. Проверить работоспособность БП при низком напряжении весьма желательно, учитывая качество большинства попадающих к нам блоков питания китайского производства. Применяемый в лабораторном блоке питания силовой трансформатор ТС-180-2 имеет сетевые обмотки на двух катушках (разделенные на две равные части). Это позволило очень просто получить искомое напряжение

Что понадобилось для работы

Набор инструментов для электромонтажа, мультиметр, паяльник с принадлежностями, набор слесарного инструмента.

Кроме радиоэлементов в дело пошел корпус от старинного PC-шника, кусок оргстекла, немного кровельной стали, толстого текстолита и алюминия. Паста КПТ-8, крепеж, монтажный провод и медная проволока, термотрубка, нейлоновые ремешки, ЛКМ.

Конструирование

Блок питания решено было собрать на основе специализированной микросхемы регулируемого стабилизатора КР142ЕН12 (LM317). Это позволило при весьма простой схеме прибора получить вполне приличные параметры.

Схема имеет следующие особенности – переключаемая (переключателем SA2) вторичная обмотка трансформатора TV1 для понижения нагрева регулирующего элемента стабилизатора. Усиление микросхемы DA1 стабилизатора выносным транзистором VT1. Регулятор тока срабатывания защиты микросхемы на элементах R5…R9, SA3.

Сетевой трансформатор – ТС180-2 с перемотанными вторичными обмотками. Кроме силовых вторичных обмоток, были намотаны и две относительно слаботочных обмотки для двуполярных стабилизаторов питания измерительных приборов. Катушки трансформатора пропитаны лаком, что позволило свести к минимуму его акустический шум (гудение) и позволило надеяться на длительную работу со старым обмоточным проводом.

В блоке питания применены самодельные измерительные приборы – цифровой вольтметр и амперметр на микросхемах КР572ПВ2 (ICL7107) [3]. Семисегментные индикаторы, для удобства быстрого опознания, разного размера и разного цвета. Микросхемы приборов требуют двуполярного питания +5 В, -5 В. Каждому прибору требуется свой блок питания, БП амперметра должен быть полностью изолирован от цепей основной схемы.

Читайте так же:
Ограничение тока для импульсного стабилизатора

Контакты переключателей SA2, SA3 должны пропускать ток до 3А. В качестве этих переключателей применены галетные ПГК [2] с керамическими платами. Допустимый ток через контактную группу, именно 3 А. Для повышения надежности БП контакты синхронно работающих групп соединены параллельно.

Блок питания собран в старом железном корпусе от системного блока PC на процессоре 80286. Это еще без радиаторов и обдувающих вентиляторов. Корпус небольшого размера, сделан из стали значительной толщины. Представляет собой сварную коробчатую раму и П-образную крышку. Маленькой УШМ удалось выпилить внутренние специализированные отсеки, металлическое основание для установки материнской платы впаял на свое место газовой горелкой. Это увеличило жесткость конструкции.

Главный радиатор для установки регулирующих элементов сделал самостоятельно из толстого алюминиевого листа с приклепанными отрезками такого же уголка. Скреплял алюминиевыми вытяжными заклепками, места соединений смазывались теплопроводной пастой КТП-8.

Штатная панель корпуса, будущая в конструкции лицевой, оказалась с вентиляционными проемами и отверстиями, пришлось делать фальшпанель. Пояснительные надписи, шкалы и.т.д. вычерчены в AutoCAD и распечатаны с фотографическим качеством на специальной плотной бумаге. Отверстия и проемы вырезаны скальпелем. Сверху лицевая панель прикрыта прозрачной панелью из органического стекла. Панель вырезана ножовкой по металлу, внутренние отверстия выпилены лобзиком по дереву, мелкие просверлены. Панели не имеют специального крепежа, все удерживается штатным крепежом установочных элементов.

Внутренние отверстия и проемы в панели из кровельной стали 0,5 мм выпилены ювелирным лобзиком, в штатной –бормашиной или тонким абразивным диском маленькой УШМ. Отверстия просверлены и расточены круглым напильником.

Выходные клеммы – минусовая привинчена прямо к металлическому корпусу, изнутри к ней припаян отрезок толстого луженого провода, куда сводятся все «земляные» концы. Плюсовая клемма удлинена и изолирована – к ней припаян отрезок винта М4 и сделан текстолитовый изолятор.

Части изолятора выпилены из пластины лобзиком по дереву и обточены на сверлильном станке.

После сборки передней панели установил основные органы управления устройством. Измерительные приборы установил на импровизированные стойки из длинных винтов М3. В качестве светофильтра маскирующего неработающие сегменты индикаторов применен широкий малярный скотч.

Светодиоды (пока не задействованы — передняя панель использована от предыдущей недоработанной конструкции) плотно установлены в отверстия. Удерживает их толстый луженый провод, проложенный между изолированных термотрубкой выводов светодиодов и припаянный к металлической панели. Линза на торцах светодиодов сточена надфилем заподлицо с прозрачной панелью.

Параллельное соединение групп контактов галетных переключателей, выполнено толстым луженым проводом. Перед установкой, переключатели настраиваются перестановкой ограничителя. На лепестках переключателя SA3 смонтированы токозадающие резисторы R5…R8. Мой переключатель оказался с двумя группами по пять контактов. Синхронно включаемые контакты были включены параллельно, аналогично SA2, пятый контакт задействован для еще одного диапазона 10 мА. При этом диапазон 4 сделан фиксированным (удален переменный резистор R9) на 100 мА. Значения токозадающих резисторов и их мощность можно рассчитать по формулам, приведенным в [1].

На металлическое основание установлен трансформатор и блок оксидных конденсаторов С5 (2х10 000х50 В). Сетевой шнур временно подключен к лепесткам трансформатора, силовые выводы вторичной обмотки распаяны на SA2, подключен выпрямитель. Пробным включением убедился в работоспособности этой части схемы.

На самодельном радиаторе охлаждения установлена микросхема (не обязательно), диодный мост и внешний регулирующий транзистор (2хTIP147). Замена мощного полупроводникового прибора несколькими менее мощными выгодна с точки зрения охлаждения – мы равномернее распределяем источники тепла по радиатору.

Токовыравнивающие резисторы 0,25 Ом сделаны из отрезков (около 10 см) стальной проволоки (из ребристого пластикового шланга для прокладки электропроводки). Проволока отожжена в пламени газовой горелки, концы ее зачищены и залужены с хлористым цинком (паяльная кислота). Места пайки тщательно промываются водой, далее, проволочка-резистор паяется с канифолью.

На жестких выводах установочных элементов смонтированы и несколько мелких элементов с тонкими выводами. После проверки работоспособности, часть схемы, помещенная на радиаторе, устанавливается в корпус и подключается короткими проводами значительного (при необходимости) сечения. Проверка работоспособности.

Включение измерительных приборов. Как уже говорилось, специализированная микросхема КР572ПВ2 (ICL7107) для своей работы требует двуполярное напряжение +5 В, -5 В. Причем, измерительная цепь амперметра построена таким образом [3], что блок его питания должен быть совершенно изолирован от остальных цепей. Осознание этого факта, стоило нескольких сожженных печатных дорожек и горелой БИС. Что же, хорошие уроки всегда стоят дорого. На трансформаторе имелось только две одинаковые обмотки для +5 В и -5 В (предполагались напряжения общие для обоих измерителей). Удалось выйти из положения, применив иную схему включения выпрямителей и собрав еще один аналогичный блок питания. При этом получилось два гальванически развязанных БП.

Два независимых источника собраны на отдельных платках и закреплены за штатные фланцы микросхем (корпус ТО-220). Потребляемый измерительным прибором ток невелик, поэтому микросхемы стабилизаторов применены в пластиковом исполнении, что позволило крепить их без изолирующих прокладок. Единственная 7805 с металлическим фланцем (вывод GND микросхемы) в БП вольтметра также установлена без изолирующей прокладки, это допустимо схемой.

Металлическая плата с БП измерителей установлена на торцевом фланце сетевого трансформатора. Выполнены соединения, проверена работоспособность. Многооборотными подстроечными резисторами на платах измерителей [3], отображаемые значения приборов подогнаны к показаниям внешнего мультиметра.

Наконец, сделана панель для розетки

110 В, установлена сама розетка и выполнено ее подключение. Подключение, как имеющее гальваническую связь с сетью, дополнительно изолировано от металлического корпуса толстой ПВХ трубкой, относительно мягкий жгут в нескольких местах закреплен капроновыми ремешками, пайки изолированы термотрубкой.

Временный сетевой провод заменен постоянной проводкой через сетевой тумблер и колодку предохранителя. Жгуты и провода проложены аналогично – дополнительная изоляция от металлического шасси, механическое крепление, изоляция мест пайки.

Боковые стороны шасси прибора закрыты панелями, вырезанными из кровельной оцинкованной стали и установленными на вытяжные заклепки. Верхняя крышка вырезана из штатной П-образной крышки корпуса системного блока. Над радиатором и блоком токозадающих резисторов R5…R8 в крышке просверлены массивы отверстий для охлаждения, поврежденное лакокрасочное покрытие восстановлено.
На панели из оргстекла вокруг рукоятки переключения пределов ограничения тока (SA3) гравером сделаны пять рисок и указаны пределы – 10 мА; 100 мА; 0,3 А; 1 А; 3 А. Выгравированные углубления заполнены темной краской.

Выводы, работа над ошибками

Оригинальная схема претерпела несколько изменений и упрощений, все они работоспособны, а некоторое время эксплуатации показало, что и вполне удобны. Например, избавление от резисторов R3, R9. Введение еще одного предела 10 мА позволило очень удобно проверять работоспособность светодиодов, измерять напряжение стабилизации стабилитронов (обратное включение!).

При монтаже от внимания ускользнуло несколько моментов – не были установлены конденсаторы шунтирующие диоды выпрямительного моста и плавкий предохранитель FU2. Конденсаторы нейтрализуют помеху от переключения низкочастотных диодов, предохранитель поможет сохранить трансформатор в случае аварии. Это будет ближайшая доработка. Вместе с этим, стоит задействовать, по крайней мере, один из светодиодов – индицировать им перегорание сетевого предохранителя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector