Каковы необычные способы использования микросхемы КР142ЕН19А. Как собрать на ее основе усилитель, генератор, компаратор и другие устройства. Какие схемы можно реализовать с помощью этого универсального стабилизатора напряжения.
Особенности и характеристики КР142ЕН19А
Микросхема КР142ЕН19А представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения параллельного типа. Она является интегральным аналогом стабилитрона и предназначена для использования в качестве источника опорного напряжения или регулируемого стабилитрона.
Основные характеристики КР142ЕН19А:
- Опорное напряжение: 2,44-2,55 В
- Диапазон регулировки выходного напряжения: 2,5-30 В
- Максимальный выходной ток: 100 мА
- Дифференциальное сопротивление: не более 0,5 Ом
- Температурный коэффициент напряжения: не более 0,015%/°C
- Максимальная рассеиваемая мощность: 0,5 Вт
Благодаря своим характеристикам, КР142ЕН19А может использоваться не только в типовых схемах стабилизации напряжения, но и в других интересных применениях.
Усилитель на КР142ЕН19А
Одно из нестандартных применений КР142ЕН19А — построение на ее основе простого усилителя. Рассмотрим схему такого усилителя:
[Здесь была бы схема усилителя на КР142ЕН19А]
Принцип работы данной схемы заключается в следующем:
- Входной сигнал подается на управляющий вывод микросхемы через разделительный конденсатор.
- При изменении входного напряжения меняется ток через микросхему.
- Изменение тока вызывает падение напряжения на нагрузочном резисторе.
- С нагрузочного резистора снимается усиленный выходной сигнал.
Коэффициент усиления такого усилителя может достигать 40-50 дБ. Это позволяет использовать его в качестве предварительного усилителя в различных устройствах.
Генератор звуковой частоты
Еще одно интересное применение КР142ЕН19А — построение простого генератора звуковой частоты. Схема такого генератора выглядит следующим образом:
[Здесь была бы схема генератора на КР142ЕН19А]
Принцип работы генератора:
- Положительная обратная связь создается с помощью RC-цепи.
- При включении питания возникают колебания на частоте, определяемой параметрами RC-цепи.
- Микросхема работает в режиме компаратора, формируя прямоугольные импульсы.
- Сигнал снимается с выхода микросхемы через разделительный конденсатор.
Частоту генерации можно регулировать, изменяя номиналы резисторов и конденсаторов в цепи обратной связи. Такой генератор может применяться в качестве источника звукового сигнала в различных устройствах.
Компаратор напряжения
КР142ЕН19А можно использовать в качестве простого компаратора напряжения. Схема включения при этом выглядит так:
[Здесь была бы схема компаратора на КР142ЕН19А]
Как работает эта схема:
- На управляющий вход подается опорное напряжение 2,5 В
- Входной сигнал подается на анод микросхемы
- При превышении входным сигналом опорного напряжения резко возрастает ток через микросхему
- Изменение тока фиксируется на выходном резисторе
Такой компаратор имеет высокую чувствительность и может использоваться для сравнения напряжений или как пороговый элемент в различных схемах автоматики.
Стабилизатор тока
На основе КР142ЕН19А можно собрать простой стабилизатор тока. Схема такого устройства приведена ниже:
[Здесь была бы схема стабилизатора тока на КР142ЕН19А]
Принцип работы стабилизатора тока:
- Ток нагрузки протекает через измерительный резистор R1
- Падение напряжения на R1 сравнивается с опорным напряжением микросхемы
- При превышении заданного тока микросхема открывается, ограничивая ток
- Величина стабилизируемого тока задается номиналом R1
Такой стабилизатор позволяет поддерживать постоянный ток в нагрузке в широком диапазоне изменения напряжения питания и сопротивления нагрузки.
Индикатор уровня напряжения
Интересное применение КР142ЕН19А — создание простого индикатора уровня напряжения. Схема такого индикатора выглядит следующим образом:
[Здесь была бы схема индикатора на КР142ЕН19А]
Как работает эта схема:
- Входное напряжение подается на делитель R1-R2
- При достижении на управляющем входе 2,5 В микросхема открывается
- Открытие микросхемы вызывает загорание светодиода
- Порог срабатывания задается соотношением R1 и R2
Используя несколько таких схем с разными порогами, можно создать линейку индикации уровня напряжения, например, для контроля заряда аккумулятора.
Преобразователь напряжение-частота
[Здесь была бы схема преобразователя на КР142ЕН19А]
Принцип работы преобразователя:
- Входное напряжение заряжает конденсатор C1 через R1
- При достижении на C1 напряжения 2,5 В микросхема открывается
- Открытие микросхемы разряжает C1
- Процесс повторяется, формируя импульсы на выходе
Частота выходных импульсов будет пропорциональна входному напряжению. Такой преобразователь может применяться для измерения напряжений или создания управляемых генераторов.
Ограничитель напряжения
КР142ЕН19А можно использовать в качестве прецизионного ограничителя напряжения. Схема включения при этом выглядит так:
[Здесь была бы схема ограничителя на КР142ЕН19А]
Как работает эта схема:
- При нормальном входном напряжении микросхема закрыта
- При превышении заданного порога микросхема открывается
- Открытие микросхемы ограничивает выходное напряжение
- Уровень ограничения задается делителем R1-R2
Такой ограничитель имеет высокую точность срабатывания и малое время реакции. Он может применяться для защиты чувствительных цепей от перенапряжений.
Заключение
Микросхема КР142ЕН19А, несмотря на свое изначальное назначение как стабилизатора напряжения, обладает широкими возможностями нестандартного применения. Ее можно использовать для создания усилителей, генераторов, компараторов, преобразователей и других интересных устройств.
Простота применения, доступность и низкая стоимость делают КР142ЕН19А привлекательной для радиолюбителей и разработчиков электронных устройств. Экспериментируя с различными схемами включения, можно создавать оригинальные и полезные конструкции на основе этой универсальной микросхемы.
КР142ЕН19
| Микросхема представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения параллельного типа (интегральный аналог стабилитрона) и предназначена для использования в качестве ИОН и регулируемого стабилитрона. Изготовлена по планарно-эпитаксиальной технологии с изоляцией p-n перехода. Содержит 21 интегральный элемент. | |
| Назначение выводов: 1 — опорное напряжение; 2 — анод; 3 — катод. | Схема регулирования напряжения  Схема включения при минимальном  |
| Электрические параметры: Опорное напряжение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,44…2,55 В Входной ток по входу опорного напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 5 мкА Нестабильность по напряжению опорного напряжения . . . . . . . . . ≤ 0,12%/В Нестабильность по току опорного напряжения . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 20%/А Температурный коэффициент опорного напряжения . . . . . . . . . . . ≤ 0,015%/°C Предельно допустимые режимы эксплуатации: Рекомендации по применению: На схемах включения: R1 — токоограничивающий резистор; R3 – резистор, определяющий ток делителя. Номинал резистора выбирается из условия, что ток делителя не менее 300 мкА, так как при меньшем токе возможно ухудшение точностных характеристик ИС; R2 – резистор, определяющий напряжение стабилизации между анодом и катодом, определяемое из условия: Uка=Uоп(1+R2/R3)+Iвх,опR2 | |
Понравилась статья? Поделись с друзьями!
Необычное применение микросхемы КР142ЕН19А — RadioRadar
Как известно, микросхема КР142ЕН19А — прецизионный аналог стабилитрона с регулируемым напряжением стабилизации, поэтому обычно используется в различных блоках питания. Однако она способна работать и в других радиолюбительских конструкциях, о которых рассказывается в статье.
Возможности использования указанной микросхемы в несколько иных режимах, по сравнению с основным назначением, обусловлены тем, что в ее состав входят такие узлы, как источник образцового напряжения и операционный усилитель с выходным каскадом на транзисторе. Функциональная схема ее приведена на рис. 1 [1], а условное обозначение и цоколевка выводов — соответственно на рис. 2,а и 2,б [2].
Рис.1. Функциональная схема КР142ЕН19А
Рис.2. КР142ЕН19А: а) Условное обозначение, б) Цоколевка выводов
Схема простейшего усилительного каскада, который можно выполнить на указанной микросхеме, приведена на рис. 3, а его передаточная характеристика — на рис. 4. Если нагрузочный резистор R2 выбран сравнительно большого сопротивления (несколько кило-ом), характеристика оказывается пологой из-за того, что узлы микросхемы потребляют ток около 1 мА. В случае же использования резистора сопротивлением менее килоома характеристика станет крутой и более линейной.
Рис.3. Усилительный каскад
Рис.4. Передаточная характеристика усилительного каскада
При работе микросхемы в линейном режиме она может быть использована в стабилизаторе напряжения (ее основное назначение), стабилизаторе тока, различных генераторах и усилителях. В нелинейном режиме она выполняет функцию компаратора с напряжением срабатывания около 2,5 В. Причем такой компаратор обладает стабильным напряжением срабатывания, определяемым источником образцового напряжения.
Несколько слов о самой микросхеме. К сожалению, один из ее недостатков, ограничивающий сферы применения, — небольшая допустимая мощность рассеяния. Так, при напряжении стабилизации 20 В максимальный ток не должен превышать 20 мА. Устранить этот недостаток нетрудно «умощнением» микросхемы с помощью транзистора (рис. 5). Основные характеристики будут определяться микросхемой, а максимальные ток и мощность — транзистором. Для указанного на схеме они составляют соответственно 4 А и 8 Вт. В случае, если на корпусе конструкции минусовое напряжение, транзистор допустимо смонтировать непосредственно на нем.
Рис.5. Умощнение микросхемы с помощью транзистора (VT1)
На рис. 6,а приведена схема маломощного стабилизатора тока. Работает он так. Ток нагрузки протекает через резистор R1. Как только напряжение на резисторе превысит 2,5 В, ток через микросхему и резистор R3 возрастет. Напряжение на нагрузке уменьшится до такого значения, при котором напряжение на входе управления микросхемы установится равным 2,5В.
Рис.6. а) Маломощный стабилизатор тока, б) Стабилизатор с транзисторным ‘усилителем’ тока
Стабилизируемый ток задается резистором R1, сопротивление которого определяют по формуле
R1 = 2,5/Iн,
где 2,5 — падение напряжения на резисторе, В; Iн — ток через нагрузку, А, который не должен превышать 0,1 А. Зная напряжение питания Uпит и указанный максимальный ток нагрузки, подсчитывают сопротивление резистора R3:
R3 = (Uпит — 2,5)/Iн.
Причем напряжение питания следует выбирать таким, чтобы на нагрузке было обеспечено требуемое напряжение, поэтому подобное устройство рекомендуется использовать, например, для зарядки аккумуляторов емкостью до 0,75 А-ч.
Эта формула нужна для определения минимального сопротивления резистора R3 для случая, когда Rн = 0 (например, КЗ). Тогда стабилизация будет, но она не нужна.
Гораздо большие возможности у другого стабилизатора (рис. 6,б) с транзисторным «усилителем» тока. Здесь сопротивление резистора R1 определяют по вышеприведенной формуле, а мощность его — исходя из протекающего максимального тока нагрузки, который может достигать 4 А с указанным на схеме транзистором.
Наличие у микросхемы высокой крутизны и удовлетворительной линейности передаточной характеристики позволяет выполнить на ее основе усилитель ЗЧ, нагрузкой которого может стать динамическая головка сопротивлением не менее 50 Ом (рис. 7,а). Хотя он не отличается высокой экономичностью, но весьма прост в изготовлении и обеспечивает выходную мощность до 150 мВт, достаточную для озвучивания небольшого помещения.
Рис.7. а) Усилитель ЗЧ, б) Предварительный усилитель
В другом усилителе (рис. 7,б), который обладает усилением около 100 раз (40 дБ) и может стать предварительным, в качестве нагрузки использован резистор R4. Коэффициент усиления здесь регулируют подстроенным резистором R1, а подбором резистора R3 в обоих усилителях устанавливают оптимальную рабочую точку, обеспечивающую максимальное неискаженное выходное напряжение.
Большой коэффициент усиления микросхемы КР142ЕН19А позволяет собирать на ней различные генераторы. В качестве примера на рис.8,а приведена схема RC-генератора, частота выходного сигнала которого близка к 1000 Гц, — она задается фазосдвигающей цепочкой C1R3C2R4C4. Цепь обратной связи R1R2C3R5 обеспечивает автоматическую установку режима по постоянному току.
На рис. 8,б показана схема другого генератора ЗЧ и одновременно акустического сигнализатора. Частотозадающим элементом в нем служит пъезоизлучатель BQ1 типа ЗП-1 (подойдет другой аналогичный). Отрицательная обратная связь по напряжению через резистор R1 обеспечивает режим по постоянному току. Генерация возникает на резонансной частоте пъезоизлучателя.
Рис.8. а) RC-генератор, б) Генератор ЗЧ и одновременно акустический сигнализатор
Преобразователь сигнала синусоидальной формы в прямоугольную допустимо выполнить по схеме, приведенной на рис. 9,а. Его чувствительность устанавливают подстроечным резистором R1 от нескольких милливольт до 2,5 В. Питают преобразователь напряжением 4…30 В, при этом амплитуду выходного сигнала можно получить от 1 В почти до половины напряжения питания, а на вход подавать сигнал частотой до 50 кГц.
Рис.9. а) Преобразователь сигнала синусоидальной формы в прямоугольную, б) Мультивибратор на двух микросхемах
На двух микросхемах удастся построить мультивибратор (рис. 9,б), на выходе которого формируется сигнал прямоугольной формы. Частота колебаний определяется емкостью конденсатора С1, номиналами резисторов R3, R4 и может лежать в широких пределах — от долей герц до десятков килогерц.
Конечно, возможности «нестандартного» использования микросхемы КР142ЕН19А не ограничиваются приведенными примерами.
Источники
- Янушенко Е. Микросхема КР142ЕН19.— Радио, 1994, №4, с. 45, 46.
- Нечаев И. Стабилизаторы напряжения с микросхемой КР142ЕН19А. — Радио, 2000, №6, с. 57, 58.
Автор: И.НЕЧАЕВ, г. Курск
Индикаторы и сигнализаторы на микросхеме TL431 (К142ЕН19)
Интегральный стабилизатор TL431 и его российский аналог К142ЕН19, является регулируемым стабилитроном, и применяется в основном в блоках питания. Но возможности микросхемы этим не ограничиваются.
На рис. 1 показана функциональная схема TL431.
Регулируемый стабилитрон на микросхеме TL431 может найти применение в схемах простых и полезных световых индикаторах и сигнализаторах. С помощью подобных устройств на микросхеме TL431 можно отслеживать много различных параметров, например: уровень воды в емкости, температуру и влажность, освещённость и др.
Схема сигнализатора превышения напряжения на микросхеме TL431 представлена на рис. 2.
Работа сигнализатора превышения напряжения основана на том, что при напряжении на управляющем электроде стабилитрона DA1 (вывод 1) менее 2,5 В стабилитрон закрыт, через него протекает лишь небольшой ток, порядка 0,3 – 0,4 мА. Этого тока достаточно только для очень слабого свечения светодиода HL1. Для устранения этого недостатка, при необходимости, параллельно светодиоду подключить резистор сопротивлением порядка 2—3 кОм.
Напряжение на управляющем электроде, при котором загорается светодиод HL1, задается делителем R1, R2.
При достижении напряжения на выводе 1 микросхемы TL431 более 2,5 В, стабилитрон откроется и засветится светодиод HL1. Необходимое ограничение тока через светодиод HL1 и стабилитрон DA1 обеспечивает резистор R3. Сопротивление резистора R3 рассчитывается на прямой ток через светодиод в пределах 5 – 15 мА.
Для более точной настройки порога срабатывания устройства, вместо резистора R2 установить подстроечный, номиналом в полтора раза больше, расчётного. По окончании настойки, его можно заменить постоянным резистором.
Если требуется контролировать несколько уровней напряжения, например напряжение автомобильного аккумулятора, или других источников, напряжением от 4 до 36 В (36 В – предельное напряжение). В этом случае потребуются два, три или более таких сигнализаторов, каждый из которых настроен на свое напряжение. Таким способом можно создать целую линейку индикаторов линейной шкалы.
Индикатор пониженного напряжения на микросхеме TL431 показан на рис. 3.
Отличие схемы на рис. 3 от предыдущей на рис. 2, только в способе подключения светодиода HL1. Такое включение называется инверсным, т. к. светодиод зажигается в том случае, когда микросхема закрыта. Если контролируемое напряжение превышает порог, установленный делителем R1 R2, микросхема открыта, и ток протекает через резистор R3 и выводы 3-2 (катод-анод) микросхемы.
На открытом переходе 3-2 микросхемы присутствует падение напряжения порядка 2 В, которого не достаточно для зажигания светодиода. Чтобы светодиод гарантированно не зажегся, последовательно с ним установлены два диода VD1, VD2. Если напряжение зажигания светодиодов превышает 2,2 В, то установка этих диодов может не понадобиться, а вместо диодов VD1, VD2 устанавливаются перемычки.
Когда контролируемое напряжение станет меньше установленного делителем R1, R2, микросхема закроется, напряжение на ее выходе будет намного больше 2 В, светодиод HL1 будет светиться.
Объединив схемы на рис. 2 и рис. 3 можно настроить индикацию предельных режимов работы любых аккумуляторов напряжением 6, 12 или 24 вольта, или других источников постоянного напряжения.
Если требуется контролировать только изменение напряжения индикатор можно собрать по схеме, представленной на рис. 4.
В этом схеме индикатора применен двухцветный светодиод HL1. Если контролируемое напряжение, заданное резистором R2 превышает пороговое значение — светится красный светодиод, а если напряжение понижено, то горит зеленый.
Когда контролируемое напряжение находится вблизи заданного порога (примерно ±0,05 — 0,1 В) погашены оба индикатора, так как передаточная характеристика стабилитрона имеет определенную крутизну.
На микросхеме TL431 возможно создать устройства, следящие за изменением какой-либо физической величины.
Для этого резистор R2 можно заменить датчиком, изменяющим сопротивление под действием окружающей среды. Подобное устройство показано на рис. 5.
Условно на одной схеме показано сразу несколько датчиков. Если подключить фототранзистор, то получится фотореле. Пока освещенность большая, фототранзистор открыт, и его сопротивление невелико. Поэтому напряжение на управляющем выводе DA1 меньше порогового, вследствие этого светодиод не светит. Настройка порога срабатывания устройства производится в этом случае резистором R1, а конденсатор С1, совместно с резистором R3, служит фильтром для защиты от наводок на провода, соединяющие датчик с остальной схемой.
По мере снижения освещенности сопротивление фототранзистора увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения на управляющем выводе DA1. Когда это напряжение превысит пороговое (2,5 В), стабилитрон открывается и зажигается светодиод.
Если вместо фототранзистора к входу устройства подключить терморезистор, например серии ММТ, получится индикатор температуры: при понижении температуры светодиод будет загораться.
Эту же схему можно применить в качестве датчика влажности, например, земли. Для этого вместо терморезистора или фототранзистора следует подключить электроды из нержавеющей стали, которые на некотором расстоянии друг от друга воткнуть в землю. При высыхании земли до уровня, определенного при настройке, светодиод зажжется.
Если в схеме на рис. 5 вместо цепочки со светодиодом HL1 и резистором R3 включить реле, то его контактами можно управлять мощными нагрузками, например: лампы уличного освещения, электронасосы и т.д.
На микросхеме TL431 возможно собрать и звуковой индикатор. Схема такого индикатора представлена на рис. 6.
Для контроля уровня жидкости, например, воды в ванне, к схеме подключается датчик из двух нержавеющих пластин, которые расположены на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга.
Когда вода достигнет датчика, его сопротивление уменьшается, а микросхема через резисторы R1 R2 входит в линейный режим. Поэтому возникает автогенерация на резонансной частоте пьезокерамического излучателя НА1, на которой и зазвучит звуковой сигнал.
В качестве излучателя можно применить излучатель с тремя выводами типа ЗП-З, или другой из дешёвых телефонных аппаратов китайского производства. Питание устройства производится от напряжения 5 — 12 В. Это позволяет питать его даже от гальванических батарей, что делает возможным использование его в разных местах, в том числе и в ванной.
Примечание:
При замене микросхемы TL431 на К142ЕН19 питающее напряжение не должно быть больше 30 вольт.
Источник:
Никулин С.А., Повный А.В
Энциклопедия начинающего радиолюбителя.
СПб.: Наука и Техника, 2011. – 384с.
Радиосхемы. — Микросхема КР142ЕН19А- регулируемый стабилизатор напряжения
Микросхема КР142ЕН19А- регулируемый стабилизатор напряжения
категория
Схемы начинающим радиолюбителям
материалы в категории
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Журнал Радио, 2000 год, №6
Отечественная промышленность выпускает интересный полупроводниковый прибор — микросхему КР142ЕН19А. Она представляет собой параллельный стабилизатор напряжения.
Невысокая цена и большие функциональные возможности позволяют широко использовать микросхему в различных блоках питания и узлах аппаратуры как источник опорного напряжения либо регулируемый стабилитрон.
В отличие от обычного стабилитрона, КР142ЕН19А имеет выводы не только анода и катода, но и входа управления (рис. 1,а). Здесь под анодом будем понимать электрод, на который подается плюс стабилизируемого напряжения. Выпускается микросхема в корпусе, напоминающем транзистор (рис. 1,б).
Подавая на управляющий вход напряжение с анода (рис. 2,а) или резнетивного делителя (рис. 2,6), включенного между анодом и катодом, можно изменять напряжение стабилизации от 2,5 до 30 В.
Ток стабилизации может лежать в пределах 1…100 мА, а дифференциальное сопротивление не превышает 0,5 Ом. Наибольшая мощность рассеяния достигает 0,4 Вт, а ток входа управления — 5 мкА. Ток через резистивный делитель желательно выбирать не менее 0,5 мА.
Для постройки маломощного стабилизатора напряжения (параллельного типа) последовательно с микросхемой включают балластный резистор (R1 на рис. 2), а нагрузку подключают к выводам анода и катода, как это делают в случае с обычным стабилитроном. Рассчитывают такой стабилизатор по методике, аналогичной для стабилитрона.
Если нужно плавно изменять выходное напряжение стабилизатора, в него вводят переменный либо подстроечный резистор (рис. 3). Тогда минимальное напряжение нетрудно рассчитать по формуле: формуле: Uмин = 2.5·[1 + R2/(R3 + + R4)] В. а максимальное Uмакс = = 2.5·[1 + (R2 + R3)/R4] В. Сопротивление балластного резистора определяют так: R1 = (Uвхмин — Uвых)/(Icтмин +Iдеп+Iстмакс ). где Iстмин можно принять равным 1 мА.
Если нагрузка должна потреблять больший ток, чем может обеспечить микросхема, в стабилизатор вводят биполярный транзистор (рис. 4) соответствующей мощности. Следует заметить, что резистивный делитель в этом случае включают между выходом стабилизатора и общим проводом. В итоге получится компенсационный стабилизатор напряжения с регулирующим транзистором. Несмотря на простоту, такой стабилизатор зачастую превосходит по параметрам специализированные интегральные стабилизаторы напряжения (микросхемы серий К142, КР142).
На рис. 5 приведена схема стабилизированного блока питания с микросхемой КР142ЕН19А, который предназначен для работы с плейером, маломощным радиоприемником и другой аппаратурой. Его удобно встроить в сетевой адаптер с нестабилизированным и переключаемым выходным напряжением.
Трансформатор, диодный мост и конденсатор фильтра С1 используют от адаптера. Вместо имеющегося переключателя на одно направление придется установить аналогичный по габаритам на два направления. Большинство деталей размещают методом навесного монтажа, транзистор (КТ815А—КТ815Г, КТ817А—КТ817Г) снабжают теплоотводом. Сопротивление каждого из резисторов R3 — R5 рассчитывают по формуле: R= R2/(Uвых/2,5-1).
При испытании этого блока получились весьма хорошие результаты: коэффициент стабилизации составил несколько сотен, а амплитуда пульсаций выходного напряжения при токе нагрузки 200 мА — не более 2…3 мВ.
При налаживании блока более точно выходные напряжения устанавливают подбором резисторов R3 — R5.
Более мощный блок, который использовался для питания стационарной радиостанции Си-Би диапазона с выходной мощностью 10 Вт, был выполнен по схеме, приведенной на рис. 6. Здесь для повышения коэффициента стабилизации вместо резистора применен стабилизатор тока на полевом транзисторе, а для обеспечения выходного тока 3 А и более использован мощный составной биполярный транзистор с коэффициентом передачи тока базы 1000 и более. Выходное напряжение можно регулировать в небольших пределах (11,5…14 В) подстроенным резистором R2.
Трансформатор Т1 должен обеспечивать на обмотке II переменное напряжение около 15 В при максимальном токе нагрузки. На такой же ток подбирают диоды выпрямительного моста и транзистор VT2 (его устанавливают на теплоотвод).
При испытании блока коэффициент стабилизации при токе нагрузки 2 А оказался более 1000, а выходное сопротивление — около 0,005 Ом.
Низковольтный стабилизатор напряжения 3-5В/0,4А (КР142ЕН19,КТ814)
Несмотря на то, что сейчас появились (3…5 В) с малым падением напряжения, они еще пока мало распространены, особенно среди радиолюбителей. А ведь низковольтные стабилизаторы сейчас приобретают особую актуальность. Почти все аудиоплейеры питаются от источника 3 В, многие современные радиоприемники также требуют этого напряжения, не говоря уже о микропроцессорах. Предлагаемые вниманию читателей устройства — попытка сделать подобные низковольтные стабилизаторы на доступных и недорогих элементах. Схемотехника стабилизаторов напряжения для питания устройств с низковольтным питанием имеет особенности. Например, наиболее эффективна простейшая защита стабилизаторов ограничением максимального тока нагрузки при низком выходном напряжении.
Падение напряжения на регулирующем при замыкании на выходе мало отличается от рабочего и транзистор перегревается незначительно. Весьма актуально именно для низковольтных стабилизаторов уменьшение минимального напряжения между входом и выходом, поскольку при этом повышается не только экономичность аппаратуры, но и ее надежность. Например, если применить в трехвольтном стабилизаторе микросхему с падением напряжения на ней также три вольта, то питающий это устройство выпрямитель должен отдавать напряжение с учетом пульсаций около 9 В. Если это напряжение, вследствие пробоя микросхемы, попадет на нагрузку, весьма вероятно, что она выйдет из строя.
Для стабилизатора же, падение напряжения на котором менее 0,4 В, хватит входного напряжения около 5 В. Такое перенапряжение нагрузка, рассчитанная на трехвольтное питание, скорее всего выдержит. До недавнего времени существовала проблема — подобрать для низковольтного стабилизатора источник образцового напряжения — стабилитрон. Обычно низковольтные стабилитроны имеют очень невысокие параметры. Разработать сравнительно простые низковольтные стабилизаторы с учетом всего вышеизложенного позволяет микросхема КР142ЕН19 — интегральный аналог низковольтного стабилитрона.
Эта микросхема выпускается в пластмассовом корпусе с тремя выводами. Когда напряжение на ее управляющем электроде относительно анода меньше +2,5 В, ток катода микросхемы не превышает 1,2 мА, причем он мало зависит от напряжения между анодом и катодом микросхемы. Как только напряжение на управляющем электроде превысит порог +2,5 В, ток катода микросхемы резко возрастает, пока напряжение на катоде не снизится до 2,5 В. Резистор, подключенный к катоду, должен ограничивать этот ток значением не более 100 мА.
Ток управляющего электрода весьма мал — единицы микроампер, причем этот ток также следует ограничивать, поскольку при его слишком большом увеличении напряжение на катоде микросхемы может возрасти.
Примечание
Т.к. микросхема представляет собой аналог стабилитрона, то и в схемах она включается аналогично, в обратной полярности. При этом напряжение на катоде всегда более положительное, чем на аноде.
Схема низковольтного на микросхеме КР142ЕН19 с регулирующим транзистором в плюсовом проводнике показана на рис. 1.11. Падение напряжения на этом стабилизаторе не превышает 0,4 В, а коэффициент стабилизации более 600.
При повышении напряжения на движке регулятора выходного напряжения (резистор R7) до 2,5 В микросхема DA1 открывается, что вызывает открывание транзистора VT1, закрывание транзистора VT2, а затем и регулирующего транзистора VT3.
Регулятором напряжения R7 можно установить выходное напряжение меньше указанных на схеме 3 В примерно до 2,6 В, однако в процессе включения стабилизатора, особенно без нагрузки, возможно кратковременное повышение выходного напряжения до 3 В.
Этот стабилизатор можно отрегулировать и на напряжение больше 5 В, но тогда он будет сильно перегреваться при замыкании в нагрузке, поскольку защищен лишь ограничением выходного тока, зависящего от сопротивления резистора R2. Максимальный рабочий ток увеличивается при уменьшении его номинала.
Если требуется существенно увеличить выходной ток стабилизатора, можно попробовать уменьшить номиналы резисторов R1 и R2 в одинаковое число раз и применить более мощные транзисторы. На месте VT1 допустимо использовать транзистор серии КТ626, a VT2 — КТ630. Транзистор КТ814А (VT3) заменим любым из серий КТ816, КТ837 с максимальным коэффициентом передачи тока базы.
В стабилизаторе не следует применять эмиттерные повторители для повышения выходного тока. Это увеличивает время прохождения сигнала по цепи обратной связи и может привести к возникновению возбуждения. Если все же самовозбуждение возникло, следует увеличить емкость конденсаторов С1 и С2, а также подключить конденсатор емкостью в несколько сотен пикофарад между катодом и управляющим электродом микросхемы.
Вариант стабилизатора с регулирующим транзистором в минусовом проводнике показан на рис. 1.12. При повышении напряжения на управляющем электроде до +2,5 В относительно анода микросхема открывается и закрывает транзисторы VT1 и VT2. Максимальный рабочий ток устанавливают подбором резистора R2.
В описанных устройствах применены несколько необычные делители выходного напряжения в отличие от традиционного, когда переменный резистор включен в верхнее по схеме плечо. В этом случае, если нарушается контакт в цепи движка переменного резистора, напряжение на выходе стабилизаторов может только уменьшаться, тогда как при использовании традиционного делителя выходное напряжение достигает максимального уровня, что может вывести из строя нагрузку. В обоих описанных выше стабилизаторах для уменьшения зависимости максимального рабочего тока от температуры полезно обеспечить тепловой контакт диодов VD1, VD2 с теплоотводом регулирующего транзистора.
Если такие стабилизаторы используются как регулируемые, полезно последовательно с переменными резисторами включить постоянные (к каждому крайнему выводу). Их сопротивления следует подобрать так, чтобы пределы регулировки выходного напряжения соответствовали указанным на схемах. При отсутствии таких резисторов стабилизаторы могут выходить из режима стабилизации р крайних положениях движков.
Зарядное устройство на КР142ЕН19А
Микросхему КР142ЕН19А иногда называют «регулируемым стабилитроном». Действительно, дополненная двумя резисторами, она позволяет получить высокостабильный аналог стабилитрона с рабочим напряжением 2,5…30 В, рабочим током 1,2…100мА и максимальной рассеиваемой мощностью 400 мВт.
Чуть выше приведена схема зарядного устройства для батареи из пяти последовательно соединенных аккумуляторов ЦНК-0,45. Зарядный ток задан конденсаторами C1, С2 и составляет около 45 мА (десятая часть емкости батареи). Максимальное напряжение, которое может быть подано на батарею, определено микросхемой DA1 и соотношением сопротивлений резисторов R3-R5. Конденсатор C3 служит не столько для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, сколько для шунтирования импульса зарядного тока конденсаторов С1 и С2 в момент включения устройства в сеть. Исключить превышение импульса тока через микросхему можно также увеличением сопротивления резистора R1 (правда, это приведет к увеличению рассеиваемой на нем мощности и емкости конденсаторов C1, С2). Диод VD2 необходим для предупреждения разрядки батареи после отключения устройства от сети. Если устройство используется автономно, этот диод не нужен. Тогда резистор R4 должен быть сопротивлением 3,3 кОм.
Конденсатор С1 К73-16 на напряжение 250 В и С2 — К73-17 на 400 В. Конденсатор СЗ — К50-35, постоянные резисторы — МЛТ, подстроечный R3 — СПЗ-19а. Диодный мост VD1 и диод VD2 допустимо заменить любыми диодами с рабочим током не менее 300 мА и обратным напряжением не ниже 400 В (VD2 — не менее 20 В).
Перед настройкой устройства движок резистора R3 необходимо установить в положение максимального сопротивления (верхнее по схеме). Подключив к выходу устройства вместо батареи резистор сопротивлением 220 Ом, нужно убедиться, что напряжение на нем не превышает 7 В (1,4 В, помноженные на количество аккумуляторов батареи). Далее следует зарядить полностью разряженную батарею с помощью этого устройства в течение 15 часов, измерив на начальном этапе ток зарядки (изменить его можно подбором конденсатора С2).
Затем вместо батареи подключают к устройству нагрузочный резистор сопротивлением 15кОм, включают устройство и как можно точнее устанавливают на нем подстроечным резистором напряжение, равное напряжению на заряженной батарее. Такая регулировка обеспечит по окончании зарядки остаточный ток через батарею около 0,5 мА, что безопасно для нее.
Если произведение максимального напряжения батареи на зарядный ток превысит допустимую для микросхемы мощность 400 мВт. ее следует «умощнить» транзистором средней или большой мощности, снабженным (если это нужно) теплоотводом.
Печатные платы схем:
скачать архив
8 + Р = Rf6F «dYmKK4rCsS && rKRT: &&&& МВР &&& FT & NjN &&&: & SV & OO && Ql & М && C_ & R & с & Х &&&& LH2 & etQEiKG1 & ¯hG: & F & F6C && Lc && С.З. && & Mmn && & CSJ && _ КЯ & P &&&&&& PI & o_Xe && Jk &&& X8G7 &&& д & Nu &&& д && nDgj & m4m & NK3 & iiHRkn6ZKt && & rPEpgl && UR & & Г.И. &&&&& Е & rbs6V3hFT7 & Ц. &&&& г & ОС && pAWF & && T && QEID && acuU4Z &&& esQtF & Wsr36a9 &&& qbne & S && QX && G & GQ &&& TMIaeV & еь & хеб &&&& V & J &&&&&&&& Х &&& кс &&&& ЛГР &&&&& Dd & Q — && Q && KCOd 8p>
