Таблица 3
параметр микросхема | Uвх , В min...max | Uвых , В при Uвх 2´20 | Iвых , А | Кu , %/В | КI , %/A |
КР142ЕН15А | 2´10...2´30 | 2´(14,5...15,5) | 0,1 | 0,01 | 0,4 |
КР142ЕН15Б | 2´10...2´30 | 2´(14,5...15.5) | 0,2 | 0,01 | 0,4 |
142ЕН6А | 2´10...2´40 | 2´(14,7...15,3) | 0,2 | 0,0015 | 0,09 |
К142ЕН6А | 2´10...2´40 | 2´(14,7...15,3) | 0,2 | 0,3* | 0,02* |
142ЕН6Б | 2´10...2´40 | 2´(14,5...15.3) | 0,2 | 0,05 | 0,08 |
К142ЕН6В | 2´10...2´40 | 2´(14,7...15,3) | 0,2 | 0,0025 | 0,3 |
К142ЕН6Г | 2´10...2´40 | 2´(14.....16) | 0,2 | 0,0075 | 0.3 |
параметр микросхема КР142ЕН15А | a iUвых,%/ °С 0,01 | Ксг, дБ | UПД,В плечо + плечо– 3 – | Рmax, Вт 0,8 | |
КР142ЕН15Б | 0,01 | 3,5 – | 0,8 | ||
142ЕН6А | 0,01 | 2,2 | |||
К142ЕН6А | 0,02 | 30* | – – | – | |
142ЕН6Б | 0,01 | 2,2 2,5 | |||
К142ЕН6Б | 0,02** | 30** | – – | – | |
К142ЕН6В | 0,02 | – 3,2 | |||
К142ЕН6Г | 0.02 | 2,7 3,2 |
*для К142ЕН6А; **для к142ЕН6Б.
10.1. Параллельные стабилизаторы напряжения серии К11561
Микросхемы К1156ЕР1П и К1156ЕР1Т представляют собой миниатюрный регулируемый прецизионный параллельный стабилизатор напряжения с улучшенной температурной стабильностью, иначе говоря, управляемый «стабилитрон» [16]. Прибор предназначен для работы в автомобильной электронике и другой аппаратуре, эксплуатирующейся в жестких климатических условиях.
|
|
Микросхемы выпускают в миниатюрном пластмассовом корпусе двух модификаций: КГ-26 (ТО-92) – К1156ЕР1П – с жесткими штампованными лужеными выводами для традиционного монтажа (рис.61, а) и КТ-47 (SOT-89) – К1156ЕР1Т – с короткими пластичными лужеными выводами для поверхностного монтажа (рис.61, б). Масса приборов – не более 0,5 (К1156ЕР1П) и 0,4 г (К1156ЕР1Т).
КТ-26 КТ-47
а Рис. 61 б
Микросхема К1156ЕР1П является аналогом прибора АР4321V, а К1156ЕР1Т – АР4321Y фирмы Analog Techology, Inc.
Микросхемный стабилитрон группы К1156ЕР1 превосходит дискретные стабилитроны по многим параметрам. Во-первых, он способен вырабатывать регулируемое стабилизированное напряжение, и к тому же меньшее, чем даже у низковольтных стабилитронов. Во-вторых, он обладает лучшими стабилизирующими качествами.
Приборы К1156ЕР1П и К1156ЕР1Т содержат внутренний образцовый источник напряжением 1,24 В ± 1 %, что позволяет понизить значение минимального напряжения стабилизации по сравнению с известным параллельным стабилизатором аналогичного назначения КР142ЕН19, у которого образцовое напряжение равно 2,5 В ± 2 %. Важным фактором является и то, что интервал рабочей температуры для К1156ЕР1 равен –40…+ 85 °С против –10…+70 °С у КР142ЕН19.
Цоколевка управляемого «стабилитрона» группы К1156ЕР1 показана на рис. 61, а упрощенная функциональная схема – на рис.62. Устройство состоит из источника образцового напряжения, усилителя сигнала рассогласования и выходного усилителя тока, защищенного обратно включенным диодом. Поскольку прибор, по сути, есть электрод (вывод) традиционно называют катодом, а минусовый – анодом, как у дискретного стабилитрона (у него наименование выводов соответствует прямому – диодному – включению).
|
|
Типовая схема включения стабилитрона в режиме, когда UН = UКА = Uобр, показана на рис.63, а. Резистор R 1 – балластный; критерии его выбора такие же, как в параметрическом стабилизаторе со стабилитроном. Пренебрегая весьма малым током через вход управления, можно считать, что R 1min= (Uпит.max–Uобр)/(IКАmax+Iн); R 1max =(Uпит.min–Uобр)/(IКАmin+Iн).
Рис. 62 а Рис.63 б
Этот режим в дальнейшим изложении будем называть режимом 1.
На рис. 63, б изображена типовая схема включения стабилизатора в режиме UКА > Uобр (режим 2), при этом UКА = Uобр(1+(R 1/ R 2))+Iупр× R 1.
Балластный резистор R 3 здесь выбирают в промежутке между R 3min и R 3max:
R 3min = (Uпит max – UКА)/(IКА max + Iн + Iд);
R 3max = (Uпит max – UКА)/(IКА min + Iн + Iд),
где Iд – ток через делитель напряжения R 1 R 2. Эти резисторы следует выбирать такими, чтобы ток Iд более чем в 100 раз превышал ток через вход управления Iупр:
Iд> 100·Iупр max, (R 1+ R 2)<(0,01 UКА)/ Iупр max.
Тогда, пренебрегая током Iупр, можно записать UКА= Uобр(1+(R1/R2)).
При необходимости плавного регулирования стабилизированного напряжения резистор R 1 выбирают переменным. Для предупреждения паразитной генерации в стабилизаторе параллельно нагрузке целесообразно включить блокировочный керамический конденсатор емкостью 0,1…1 мкФ.
Если в стабилизаторе по схеме на рис. 63,а вход управления подключить не к катоду, а к аноду, получим режим 3, когда Uупр= 0. При этом стабилизатор переходит в состояние «Выключено» (внутренний транзистор VT 1 на рис.62 закрыт), выходное напряжение UКА определяют напряжение питания Uпит и падение напряжения на балластном резисторе по действием тока нагрузки Iн и остаточного тока катода IКА ост стабилизатора:
UКА= Uпит–R1(Iн +I КА ост).
Основные технические характеристики при Токр.ср=25 ºС*
Образцовое напряжение внутреннего источника, В, в режиме 1 при токе катод-анод 10 мА…………….………………………………..1,227…1,252
типовое значение…….…………………………………………1,24
Отклонение значения образцового напряжения от номинального, мВ, не более, при температуре в пределах –40…+85 ºС в режиме 1 при токе катод-анод 10 мА………………………………………………………………20
Отношение увеличения образцового напряжения к вызвавшему его уменьшению напряжения на катоде, мВ/В, не более, в режиме 2 при напря-жении катод-анод в пределах от 1,24 В до 20 В и токе катод-анод 10 мА … 2
Ток входа управления, мкА, не более, в режиме 2 при сопротивлении входного резистора делителя напряжения 10 кОм и отключенном выходном и токе катод-анод 10 мА……………………………………………………3,5
Отклонение тока входа управления, мкА, не более, в режиме 2 при сопротивлении входного резистора делителя напряжения 10 кОм и отключенном выходном и токе катод-анод 10 мА………………………1,2
Минимальный ток стабилизации (втекающий в катод), мА, не более, в режиме 1…………………………………………………………0,3
типовое значение……………………………………0,15
Ток катода в выключенном состоянии (режим 3) мкА, не более, при напряжении катод-анод 20 В………………………………………………1
Динамическое выходное сопротивление стабилизатора, Ом, не более, в режиме 1 на частоте до 1 кГц……………………………………………0,5
* Если не указаны иные температурные условия.
Предельно допустимые значения
Наибольшее напряжение катод-анод, В…………………………20
Постоянный ток катода (ток стабилизации), мА, не более……200
Наибольшая рассеиваемая мощность, Вт, при температуре окружающей среды 25 ºС для корпуса
КТ-26………………………………………………………………0,78
КТ-47………………………………………………………………0,8
|
|
Наибольшая температура кристалла, ºС…………………………150
Рабочий интервал температуры окружающей среды, ºС……–40…+85
Температура хранения, ºС……………………………………–65…+125
Ниже кратко рассмотрены несколько вариантов применения параллельного стабилизатора К1156ЕР1.
Повысить мощность параметрического стабилизатора, собранного на «стабилитроне» DA 1, можно введением в него усилителя тока на транзисторе VT 1 (рис. 64).
Резистор R 4 служит балластным для «стабилитрона», а R 1 – для всего стабилизатора. Выходное напряжение Uвых= Uобр(1+R2/R3).
Пусть, например, входное напряжение Uпит=8…10 В. На выходе требуется получить стабилизированное напряжение Uвых=5 В при токе Iн max=0,5 А. Исходя из тока нагрузки, выбираем транзистор КТ814А (Iк max=1,5 А, h21Э=40). Задавшись током через делитель напряжения R 2 R 3 не менее 300 мкА, принимаем R 2=10 кОм, R 3=3,3 кОм. Тогда
Iд= (Uвых/(R 2+ R 3))+Iупр =380 мкА; Uвых= Uобр(1+ R 2/ R 3) = 5 В.
Сопротивление резистора R 4 определяется током катода «стабилитрона» DA 1 в выключенном состоянии: R 4<(UБЭ)/IКА выкл.
Для обеспечения термостабильности выбираем R 4 = 680 Ом.
Сопротивление резистора R1 находят из следующих соображений:
R 1min= (Uпит max–Uвых)/IК max=3,33 Ом;
R 1max= (Uпит min–Uвых)/(Iн max+ Iд + IКА выкл)=5,98 Ом.
Выбираем R 1 = 4,7 Ом.
Мощность резисторов R 1, R 3 – 0,125 Вт, R 1 – 7 Вт, R 4 – 0,125 Вт. Транзистор необходимо установить на теплоотвод.
На рис.65 представлена схема прецизионного последовательного стабилизатора напряжения, в котором «стабилитрон» DA 1 работает образцовым источником. Применение микросхемы К1156ЕР1 вместо дискретного стабилитрона позволяет обеспечить существенно более высокие характеристики стабилизатора, а выходную мощность определяют параметры транзистора VT1[16].
Рис. 64 Рис. 65
Схема монитора питающего напряжения изображена на рис.66. Контрольный светодиод свети, когда питающее напряжение находится в границах Umin< Uпит < Umax, устанавливаемых соответствующим выбором резисторов R 1- R 4: Umin ≈ Uобр(1+ R 3/ R 4); Umax≈ Uобр(1+ R 1/ R 2).
Когда Uпит>Umin, открывается «стабилит-рон» DA 2 и включается светодиод HL1, ток через который зависит от сопротивления резисторов R 5, R 6. При дальнейшем увеличении напряжения питания до Uпит > Umax откроется «стабилитрон» DA 1, что приведет к закрыванию «стабилитрона» DA 2 и выключению светодиода.
|
|
На рис. 67, а и б показаны примеры построения стабилизатора тока. Узел, схема которого изображена на рис. 67, а, может быть использован как генератор или ограничитель тока. Выходной ток, протекающий через нагрузку (ее включают в минусовый провод источника питания), ограничен на уровне Iстаб max = Uобр/ R2.
Если вследствие каких-либо дестабили-зирующих факторов уровень тока повышается, увеличивается проводимость выходного тран-зистора микросхемы DA 1 и он отводит часть базового тока транзистора VT 1, в результате чего установленное значение тока Iстаб восстанавливается.
Часто бывает необходимо включить нагрузку в плюсовой провод источника питания (рис. 67, б). По принципу работы этот узел не отличается от предыдущего.
Схема импульсного сетевого обратно-ходового преобразователя напряжения представлена на рис 68. Преобразователь обеспечивает стабилизированное низковольт-ное выходное напряжение. Микросхема К1156ЕР1 (DA 2) здесь работает в цепи обрат-ной связи через развязывающий оптрон U 1. Выходное напряжение Uвыx = Uобр(1+ R 5/ R 6). На рис. 68 указано: DA 1-АР384.
Схема включения широтноимпульсного контроллера АР384/4 (DA 1; отечественный аналог КР1033ЕУ15/16) показана упрощенно.