Основні параметри деяких інтегральних стабілізаторів постійної напруги

	Тип мікросхеми
Назва параметрів	К142ЕН1А	К142ЕН1Б	К142ЕН1В	К142ЕН1Г	К142ЕН2А	К142ЕН2Б	К142ЕН2В	К142ЕН2Г	К181ЕН1	К142ЕН1А
Мінімальна вхідна напруга Uвх min, В	9	9	9	9	—	—	—	—	9	5,4
Максимальна вхідна напруга Uвх max, В	20	20	20	20	40	40	40	40	20	12
Мінімальна вихідна напруга Uвих min, В	3	3	3	3	12	12	12	12	3	3,3
Максимальна вихідна напруга Uвих max, В	12	12	12	12	30	30	30	30	15	3,9
Максимальний струм наванта-ження Iн max, мА	150	150	150	150	—	—	—	—	150	4
Коефіцієнт стабілізації Kст, не менше	—	—	—	—	—	—	—	—	200	5
Коефіцієнт нестабільності по напрузі  U, не більше, % В	0,3	0,1	0,5	0,5	0,3	0,1	0,5	0,5	—	—

Рис. 2.11. Принципова електрична схема інтег-рального стабілізатора напруги на мікросхемі К142ЕН(1, 2)

захисту від електричних навантажень: по струму і короткому замиканню (транзистор VT8), вимкнення зовнішнім сигналом (транзистор VT9, R4, діод VD3). Наявність додаткових виводів дозволяє покращити характеристики схеми за рахунок можливості підключення зовнішнього джерела живлення (виводи 4, 8), додаткового потужного транзистора, що підключається до виводів 13, 14, 16, який дозволяє збільшувати струм навантаження I_н  1А, фільтра шумів (виводи 2, 8, 12).

Для нормального функціонування мікросхеми стабілізатора

і отримання заданих вихідних напруг необхідно під’єднати до мікросхеми додаткові зовнішні елементи (резистори і конденсатори). Основна схема ввімкнення мікросхеми К142ЕН (1,2) наведена на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Основна схема ввімкнення інтегральних

Стабілізаторів

Схема працює таким чином. При зміні з якоїсь причини вихідної напруги частина його через резистивний дільник R1, R2 подається на вивід 12 мікросхеми, де зрівнюється з внутрішньою (опорною) напругою (U_оп=2,4В1,5%). Виділений різницевий сигнал підсилюється диферен­ціальним підсилювачем (VT3, VT4 на рис. 2.11). Зміна базового струму регулю­ючого складового транзистора (VT6, VT7 на рис. 2.11) викликає відповідну компенсуючу зміну U_вих на виводі 13 мікросхеми – і напруга на навантаженні підтримується постійною.

Визначимо призначення зовнішніх елементів і зробимо деякі розрахункові співвідношення для їхнього вибору [1, c. 71–75].

У стабілізаторі напруги частина потужності джерела живлення втрачається на ІС:

Р_спож=І_н(U_вх – U_вих)+I_втU_вх,

де І_н – струм навантаження; I_вт – струм втрат, що споживається стабілізатором. Цей струм для стабілізатора К142ЕН(1,2) становить 4 мА.

Споживана ІС потужність не повинна перевищувати допустимого для неї значення розсіювальної потужності Р_спожР_роз; для мікросхем К142ЕН(1,2)

Р_роз = 0,8 Вт.

Регулювання значення стабілізованої вихідної напруги позитивної полярності здійснюється за допомогою резистора R1 (R1 20 кОм) зовнішнього резистивного дільника (R1, R2). Опір R2 цього дільника обирається з умов рівності або перевищення мінімального струму дільника (I  1,5 мА). Зазвичай R2 1,2 кОм.

Сумарний опір дільника визначаємо за законом Ома:

,

тоді R1= R_д – 1,2 кОм.

До виводу 9 мікросхеми підключене коло дистанційного вимкнення стабілізатора. Опір резистора R6 повинен бути таким, щоб струм вимкнення був у межах 0,5 – 3 мА. Значення резистора R6=2,4 кОм. З допомогою конденсаторів С1 і С2 забезпечується стійка робота мікросхеми. При U_вих < 5 B величини C1 і C2 обираються такими: C1 0,1 мкФ; С2 5 – 10 мкФ. При U_вих > 5 B ємності конденсаторів C1, C2 можуть становити: C1 100 пФ; C2 1 мкФ. До виводів 10 і 11 мікросхеми підключена схема захисту від перенавантажень по струму.

Резистори R3, R4, R5 працюють у колах захисту. З допомогою дільника R4, R5 задається напруга на базу транзистора захисту. Резистор R3 служить датчиком струму в схемі захисту від перенавантажень по струму. Опір цих резисторів обирають із співвідношень:

де U_еб(VT8)= U_еб(VT8) 0,7В; І_(R4R5) 0,3мА; І_н max – максимальне значення струму навантаження. При цьому R4 = 2K = const.

Захист від перенавантаження по струму спрацьовує при такому збільшенні струму навантаження, коли приріст напруги на зовнішньому резисторі R3 не менше 0,7 B. У цьому випадку транзистор захисту мікросхеми (VT8) відкривається і шунтує регулюючий транзистор.

Крім основної схеми ввімкнення інтегрального стабілізатора напруги, можуть бути використані інші варіанти схем ввімкнення, які суттєво покращують технічні показники стабілізатора і розширюють його можливості.

На рис. 2.13 наведена схема з додатковим зовнішнім потужним транзистором, який дозволяє значно збільшувати вихідний струм порівняно з максимальним струмом (I_max =150 мA) мікросхеми. В цій схемі опір резистора R1 i ємності C1 і C2 вибираються так само, як і у випадку ввімкнення; (це показано на рис. 2.12). Резистор R2 вибирається з умови

,

де U_{оп min} – мінімальне значення опорної напруги (U_{оп min} 2 B); h_21e(VT1) – коефіцієнт передачі струму бази зовнішнього транзистора; I_{д min} – мінімальний струм вихідного дільника напруги; I_{д min} = (1 – 1,5) мА.

Резистор R3 служить для замикання струмів витікання регулюючого транзистора і обирається в межах 50 – 150 Ом. При використанні потужних додаткових транзисторів VT1 (типу ГТ906) схема дозволяє отримати вихідні струми I_н  1A без погіршення основних параметрів мікросхеми.

Вихідний резистивний дільник може бути замінений стабілітроном і резистором (рис. 2.14). При такому ввімкненні зміна вихідноїнапруги подається на вихід 12 мікросхеми через

Рис. 2.13. Схема ввімкнення стабілізатора К142ЕН(1, 2) для збіль­шення вихідного струму

стабілітрон VD1 і становить:

,

де U_{зв з} – напруга на виводі 12 кола зворотного зв’язку мікросхеми; r_ст – диференціальний опір стабілітрона VD1. Звичайно для отримання заданої напруги U_вих послідовно із стабілітроном підключають підстроюючний резистор R2<<R1. При цьому опір резистора слід обирати з умови:

,

де U_{оп min} 2 B; I_{cт min} – мінімально допустимий струм стабілітрона.

Рис. 2.14. Схема стабілізатора пруги з стабілітроном у зовнішньому лічильнику

На рис. 2.15 наведена схема стабілізатора для отримання напруги з негативною полярністю. В схемі використовуються два зовнішні додаткові транзистори VT1, VT2.

При зміні струму навантаження вихідна напруга змінюється на деяке значення, яке через дільник R6, R7, R8 передається на вхід 12 мікросхеми, підсилюється та виділяється на резисторі R2. Далі ця напруга підсилюється транзистором VT2, який керує регулюючим транзистором VT1. Струм транзистора VT1 змінюється таким чином, що відбувається компенсація зміни напруги на навантаженні. Діод VD2 створює напругу зміщення на транзисторі VT2. Резистор R1 служить для забезпечення необхідного робочого струму через діоди VD1 i VD2. Опір R1 отримується із співвідношення

,

Рис. 2.15. Схема стабілізатора напруги від’ємної полярності

де I_VD1min – мінімальний струм стабілізації стабілітрона VD1; I_{p max}  2 мА – максимальний струм регулюючого елемента мікросхеми при макси­мальному струмі навантаження I_н max. Напруга на діодах VD1, VD2 обирається з умови:

,

де U_(A1)max – максимально допустима напруга на мікросхемі A1.

Мінімальна вихідна напруга цього стабілізатора

.

Опір обмежувального резистора R4 вибирається так, щоб при максимальному струмі навантаження транзистор VT2 не входив у режим насичення. Напруга стабілізації стабілітрона VD1 вибирається для мікросхем К142ЕН1 7 B  U_VD1  17 B, а для К142ЕН2 7 B  U_VD1  37 B. Струм через резистори R6, R7, R8 дільника напруги повинен бути не менше 1,5 мА.

Функціональні схеми розглянутих вище стабілізаторів в інтегральному виконанні з покажчиками номінальних значень навісних дискретних елементів наведені в роботі [2, с. 144–159].