Параллельные стабилизаторы серии К115

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 aiUвых,%/ °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 R1 – балластный; критерии его выбора такие же, как в параметрическом стабилизаторе со стабилитроном. Пренебрегая весьма малым током через вход управления, можно считать, что R1min= (Uпит.max–Uобр)/(IКАmax+Iн); R1max =( 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+(R1/R2))+Iупр×R1.

Балластный резистор R3 здесь выбирают в промежутке между R3min и R3max:

R3min = (Uпит max – UКА)/(IКА max + Iн + Iд);
R3max = (Uпит max – UКА)/( IКА min + Iн + Iд),

где Iд – ток через делитель напряжения R1R2. Эти резисторы следует выбирать такими, чтобы ток Iд более чем в 100 раз превышал ток через вход управления Iупр:

Iд> 100·Iупр max, (R1+R2)<(0,01 UКА)/ Iупр max.

Тогда, пренебрегая током Iупр, можно записать UКА= Uобр(1+(R1/R2)).

При необходимости плавного регулирования стабилизированного напряжения резистор R1 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 VT1 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» DA1, можно введением в него усилителя тока на транзисторе VT1 (рис. 64).

Резистор R4 служит балластным для «стабилитрона», а R1 – 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 R2R3 не менее 300 мкА, принимаем R2=10 кОм, R3=3,3 кОм. Тогда

Iд= (Uвых/(R2+R3))+Iупр =380 мкА; Uвых= Uобр(1+R2/R3) = 5 В.

Сопротивление резистора R4 определяется током катода «стабилитрона» DA1 в выключенном состоянии: R4<(UБЭ)/IКА выкл .

Для обеспечения термостабильности выбираем R4 = 680 Ом.

Сопротивление резистора R1 находят из следующих соображений:

R1min= (Uпит max–Uвых)/IК max=3,33 Ом;
R1max= (Uпит min–Uвых)/(Iн max+ Iд + IКА выкл)=5,98 Ом.

Выбираем R1 = 4,7 Ом.

Мощность резисторов R1, R3 – 0,125 Вт, R1 – 7 Вт, R4 – 0,125 Вт. Транзистор необходимо установить на теплоотвод.

На рис.65 представлена схема прецизионного последовательного стабилизатора напряжения, в котором «стабилитрон» DA1 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 R1-R4: Umin ≈ Uобр(1+R3/R4); Umax≈ Uобр(1+R1/R2).

Когда Uпит>Umin, открывается «стабилит-рон» DA2 и включается светодиод HL1, ток через который зависит от сопротивления резисторов R5, R6. При дальнейшем увеличении напряжения питания до Uпит > Umax откроется «стабилитрон» DA1, что приведет к закрыванию «стабилитрона» DA2 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 DA1 и он отводит часть базового тока транзистора VT1, 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 (DA2) здесь работает в цепи обрат-ной связи через развязывающий оптрон U1. Выходное напряжение Uвыx = Uобр(1+R5/R6). На рис. 68 указано: DA1-АР384.

Схема включения широтноимпульсного контроллера АР384/4 (DA1; отечественный аналог КР1033ЕУ15/16) показана упрощенно.