Стабилизаторы напряжения КРЕН
Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения (КРЕН и аналоги)
Один из важных узлов радиоэлектронной аппаратуры — стабилизатор напряжения в блоке питания. Еще совсем недавно такие узлы строили на стабилитронах и транзисторах. Общее число элементов стабилизатора было довольно значительным, особенно если от него требовались функции регулирования выходного напряжения, защиты от перегрузки и замыкания выхода, ограничения выходного тока на заданном уровне.
С появлением специализированных микросхем ситуация изменилась. Выпускаемые микросхемные стабилизаторы напряжения способны работать в широких пределах выходных напряжения и тока, часто имеют встроенную систему защиты от перегрузки по току и от перегревания — как только температура кристалла микросхемы превысит допустимое значение, происходит ограничение выходного тока.
В настоящее время ассортимент отечественных и зарубежных микросхем-стабилизаторов напряжения настолько широк, что ориентироваться в нем стало уже довольно трудно. Помещенные ниже таблицы призваны облегчить предварительный выбор микросхемного стабилизатора для того или иного электронного устройства.
В табл. 1 представлен перечень наиболее распространенных на отечественном рынке трехвыводных микросхем линейных стабилизаторов напряжения на фиксированное выходное напряжение и их основные параметры; на рис. 1 упрощенно показан внешний вид приборов, а также показана их цоколевка. В таблицу включены лишь стабилизаторы с выходным напряжением в пределах 5…27 В — в этот интервал укладывается подавляющее большинство случаев радиолюбительской практики. Конструктивное оформление зарубежных приборов может отличаться от показанного на рис. 1.
Следует иметь в виду, что сведения о рассеиваемой мощности при работе микросхемы с теплоотводом в паспортах приборов обычно не указывают, поэтому в таблицах даны некоторые усредненные ее значения, полученные из графиков, имеющихся в документации. Отметим также, что микросхемы одной серии, но на разные напряжения, по рассеиваемой мощности могут различаться.
Ряд микросхем, изготовляемых в дальнем и ближнем зарубежье, имеют маркировку, не соответствующую российской стандартизированной системе. Так, перед обозначением стабилизаторов групп 78, 79, 78L, 79L, 78M, 79M, перечисленных в таблице, в действительности могут присутствовать одна или две буквы, кодирующие, как правило, фирму-изготовитель. Позади указанных в таблице обозначений также могут быть буквы и цифры, указывающие на те или иные конструктивные или эксплуатационные особенности микросхемы.
Таблица 1
| Микросхема | Uвых, В | Iмакс, А | Pмакс, Вт | Включение | Корпус рис.1 |
| КР1157ЕН501А, КР1157ЕН501Б | 5 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН601А, КР1157ЕН601Б | 6 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН801А, КР1157ЕН801Б | 8 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН901А, КР1157ЕН901Б | 9 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН1201А, КР1157ЕН1201Б | 12 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН1501А, КР1157ЕН1501Б | 15 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН1801А, КР1157ЕН1801Б | 18 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН2401А, КР1157ЕН2401Б | 24 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН502А, КР1157ЕН502Б | 5 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН602А, КР1157ЕН602Б | 6 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН802А, КР1157ЕН802Б | 8 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН902А, КР1157ЕН902Б | 9 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН1202А, КР1157ЕН1202Б | 12 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН1502А, КР1157ЕН1502Б | 15 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН1802А, КР1157ЕН1802Б | 18 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН2402А, КР1157ЕН2402Б | 24 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН2702А, КР1157ЕН2702Б | 27 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-26 (1,а) |
| КР1157ЕН5А, КР1157ЕН5Б | 5 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-27-2 (1,в) |
| КР1157ЕН9А, КР1157ЕН9Б | 9 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-27-2 (1,в) |
| КР1157ЕН12А, КР1157ЕН12Б | 12 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-27-2 (1,в) |
| КР1157ЕН15А, КР1157ЕН15Б | 15 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-27-2 (1,в) |
| КР1157ЕН18А, КР1157ЕН18Б | 18 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-27-2 (1,в) |
| КР1157ЕН24А, КР1157ЕН24Б | 24 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | КТ-27-2 (1,в) |
| КР1168ЕН5 | 5 | 0,1 | 0,5 | минусовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1168ЕН6 | 6 | 0,1 | 0,5 | минусовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1168ЕН8 | 8 | 0,1 | 0,5 | минусовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1168ЕН9 | 9 | 0,1 | 0,5 | минусовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1168ЕН12 | 12 | 0,1 | 0,5 | минусовое | КТ-26 (1,б) |
| КР1168ЕН15 | 15 | 0,1 | 0,5 | минусовое | КТ-26 (1,б) |
| 78L05 | 5 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | ТО-92 (1,а) |
| 78L62 | 6,2 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | ТО-92 (1,а) |
| 78L82 | 8,2 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | ТО-92 (1,а) |
| 78L09 | 9 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | ТО-92 (1,а) |
| 78L12 | 12 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | ТО-92 (1,а) |
| 78L15 | 15 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | ТО-92 (1,а) |
| 78L18 | 18 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | ТО-92 (1,а) |
| 78L24 | 24 | 0,1 | 0,5 | плюсовое | ТО-92 (1,а) |
| 79L05 | 5 | 0,1 | 0,5 | минусовую | ТО-92 или КТ-26 (1,б) |
| 79L06 | 6 | 0,1 | 0,5 | минусовую | ТО-92 или КТ-26 (1,б) |
| 79L12 | 12 | 0,1 | 0,5 | минусовую | ТО-92 или КТ-26 (1,б) |
| 79L15 | 15 | 0,1 | 0,5 | минусовую | ТО-92 или КТ-26 (1,б) |
| 79L18 | 18 | 0,1 | 0,5 | минусовую | ТО-92 или КТ-26 (1,б) |
| 79L24 | 24 | 0,1 | 0,5 | минусовую | ТО-92 или КТ-26 (1,б) |
| КР1157ЕН5В, КР1157ЕН5Г | 5 | 0,25 | 1,3 | плюсовое | КТ-27-2 или ТО-126 (1,в) |
| КР1157ЕН9В, КР1157ЕН9Г | 9 | 0,25 | 1,3 | плюсовое | КТ-27-2 или ТО-126 (1,в) |
| КР1157ЕН12В, КР1157ЕН12Г | 12 | 0,25 | 1,3 | плюсовое | КТ-27-2 или ТО-126 (1,в) |
| КР1157ЕН15В, КР1157ЕН15Г | 15 | 0,25 | 1,3 | плюсовое | КТ-27-2 или ТО-126 (1,в) |
| КР1157ЕН18В, КР1157ЕН18Г | 18 | 0,25 | 1,3 | плюсовое | КТ-27-2 или ТО-126 (1,в) |
| КР1157ЕН24В, КР1157ЕН24Г | 24 | 0,25 | 1,3 | плюсовое | КТ-27-2 или ТО-126 (1,в) |
| 78M05 | 5 | 0,5 | 7,5 | плюсовое | ТО-202 или ТО-220 (1,г) |
| 78M06 | 6 | 0,5 | 7,5 | плюсовое | ТО-202 или ТО-220 (1,г) |
| 78M08 | 8 | 0,5 | 7,5 | плюсовое | ТО-202 или ТО-220 (1,г) |
| 78M12 | 12 | 0,5 | 7,5 | плюсовое | ТО-202 или ТО-220 (1,г) |
| 78M15 | 15 | 0,5 | 7,5 | плюсовое | ТО-202 или ТО-220 (1,г) |
| 78M18 | 18 | 0,5 | 7,5 | плюсовое | ТО-202 или ТО-220 (1,г) |
| 78M20 | 20 | 0,5 | 7,5 | плюсовое | ТО-202 или ТО-220 (1,г) |
| 78M24 | 24 | 0,5 | 7,5 | плюсовое | ТО-202 или ТО-220 (1,г) |
| 79M05 | 5 | 0,5 | 7,5 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 79M06 | 6 | 0,5 | 7,5 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 79M08 | 8 | 0,5 | 7,5 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 79M12 | 12 | 0,5 | 7,5 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 79M15 | 15 | 0,5 | 7,5 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 79M20 | 20 | 0,5 | 7,5 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 79M24 | 24 | 0,5 | 7,5 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| КР142ЕН8Г | 9 | 1 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН8Д | 12 | 1 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН8Е | 15 | 1 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН9Г | 20 | 1 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН9Д | 24 | 1 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН9Е | 27 | 1 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН5В | 5 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН5Г | 6 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН8А | 9 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН8Б | 12 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН8В | 15 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН9А | 20 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН9Б | 24 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН9В | 27 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| 7805 | 5 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7806 | 6 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7808 | 8 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7885 | 8,5 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7809 | 9 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7812 | 12 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7815 | 15 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7818 | 18 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7824 | 24 | 1,5** | 10 | плюсовое | ТО-220 (1,г) |
| 7905 | 5 | 1,5** | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 7906 | 6 | 1,5** | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 7908 | 8 | 1,5** | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 7909 | 9 | 1,5** | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 7912 | 12 | 1,5** | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 7915 | 15 | 1,5** | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 7918 | 18 | 1,5** | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| 7924 | 24 | 1,5** | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| КР1162ЕН5А, КР1162ЕН5Б | 5 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,д) |
| КР1162ЕН6А, КР1162ЕН6Б | 6 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,д) |
| КР1162ЕН8А, КР1162ЕН8Б | 8 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,д) |
| КР1162ЕН9А, КР1162ЕН9Б | 9 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,д) |
| КР1162ЕН12А, КР1162ЕН12Б | 12 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,д) |
| КР1162ЕН15А, КР1162ЕН15Б | 15 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,д) |
| КР1162ЕН18А, КР1162ЕН18Б | 18 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,д) |
| КР1162ЕН24А, КР1162ЕН24Б | 24 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,д) |
| КР1179ЕН05 | 5 | 1,5 | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| КР1168ЕН06 | 6 | 1,5 | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| КР1179ЕН08 | 8 | 1,5 | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| КР1179ЕН12 | 12 | 1,5 | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| КР1179ЕН15 | 15 | 1,5 | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| КР1179ЕН24 | 24 | 1,5 | 10 | минусовое | ТО-220 (1,д) |
| КР1180ЕН5А, КР1180ЕН5Б | 5 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР1180ЕН6А, КР1180ЕН6Б | 6 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР1180ЕН8А, КР1180ЕН8Б | 8 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР1180ЕН9А, КР1180ЕН9Б | 9 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР1180ЕН12А, КР1180ЕН12Б | 12 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР1180ЕН15А, КР1180ЕН15Б | 15 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР1180ЕН18А, КР1180ЕН18Б | 18 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР1180ЕН24А, КР1180ЕН24Б | 24 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН5А | 5 | 2 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
| КР142ЕН5Б | 6 | 2 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,г) |
* Была выпущена опытная партия с цоколевкой, соответствующей рис. 1,а.
** Выпускают также разновидности на ток нагрузки до 1 А.
Рис. 1
Некоторые типы отечественных стабилизаторов имеют оригинальную устоявшуюся цифровую нумерацию выводов (она показана на рис. 1 в скобках). Это произошло оттого, что первоначально микросхемы этих серий выпускали в «микросхемных» корпусах со стандартизированной нумерацией выводов. После того, как было налажено производство в «транзисторных» корпусах, нумерация выводов сохранилась.
Типовая схема включения микросхемных стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение показана на рис. 2,а и б. Для всех микросхем емкость входного конденсатора C1 должна быть не менее 2,2 мкф для керамических или оксидных танталовых и не менее 10 мкф — для алюминиевых оксидных конденсаторов, а выходного конденсатора C2 — не менее 1 и 10 икф соответственно. Некоторые микросхемы допускают и меньшую емкость, но указанные значения гарантируют устойчивую работу любых стабилизаторов. Роль входного может исполнять конденсатор сглаживающего фильтра, если он расположен не далее 70 мм от микросхемы.
Рис. 2
Если требуется нестандартное значение стабилизированного выходного напряжения или плавное его регулирование, удобно использовать специализированные регулируемые микросхемные стабилизаторы, поддерживающие напряжение 1,25 В между выходом и управляющим выводом. Их перечень представлен в табл. 2, а типовая схема включения для стабилизаторов с регулирующим элементом в плюсовом проводе — на рис. 3. Резисторы R1 и R2 образуют внешний регулируемый делитель напряжения, который входит в цепь установки уровня выходного напряжения Uвых, равного Uвых=1,25(1+R2/R1)+Iпот*R2, где Iпот=50…100 мкА — собственный потребляемый ток микросхемы. Число 1,25 в этой формуле — это упомянутое выше напряжение между выходом и управляющим выводом, которое поддерживает стабилизатор в рабочем режиме.
Таблица 2
| Микросхема | Uвых, В | Iмакс, А | Pмакс, Вт | Включение | Корпус |
| КР1157ЕН1 | 1,2…37 | 0,1 | 0,6 | плюсовое | КТ-26 (1,е) |
| КР1168ЕН1 | 1,3…37 | 0,1 | 0,5 | минусовое | КТ-26 (1,е) |
| КР142ЕН12А | 1,2…37 | 1,5 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,ж) |
| КР142ЕН12Б | 1,2…37 | 1 | 10 | плюсовое | КТ-28-2 (1,ж) |
| КР142ЕН18А | 1,3…26,5 | 1 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,и) |
| КР142ЕН18Б | 1,3…26,5 | 1,5 | 10 | минусовое | КТ-28-2 (1,и) |
| LM317L | 1,2…37 | 0,1 | 0,625 | плюсовое | ТО-92 (1,е) |
| LM337LZ | 1,2…37 | 0,1 | 0,625 | минусовое | ТО-92 (1,е) |
| LM317T | 1,2…37 | 1,5 | 15 | плюсовое | ТО-220 (1,ж) |
| LM337T | 1,2…37 | 1,5 | 15 | минусовое | ТО-220 (1,и) |
Обратим внимание на то, что, в отличие от стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение, регулируемые без нагрузки не работают. Минимальное значение выходного тока маломощных регулируемых стабилизаторов равно 2,5…5 мА и 5…10мА — мощных. В большинстве случаев применения нагрузкой служит резистивный делитель напряжения R1 R2 на рис. 3.
Рис. 3
По этой схеме можно включать и стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением. Однако, во-первых, потребляемый ими ток значительно больше (2…4 мА) и, во-вторых, он менее стабилен при изменении выходного тока и входного напряжения. По этим причинам максимально возможного коэффициента стабилизации устройства достичь не удастся.
Для снижения уровня пульсаций на выходе, особенно при большем выходном напряжении, рекомендуется включать сглаживающий конденсатор C3 емкостью 10 мкФ и более. К конденсаторам C1 и C2 требования такие же, как и к соответствующим конденсаторам фиксированных стабилизаторов.
Если стабилизатор работает при максимальном выходном напряжении, то при случайном замыкании входной цепи или отключении источника питания микросхема оказывается под большим обратным напряжением со стороны нагрузки и может быть выведена из строя. Для защиты микросхемы по выходу в таких ситуациях параллельно ей включают защитный диод VD1.
Другой защитный диод — VD2 — защищает микросхему со стороны заряженного конденсатора C3. Диод быстро разряжает этот конденсатор при аварийном замыкании выходной или входной цепи стабилизатора.
Все сказанное служит только для предварительного выбора стабилизатора, перед проектированием блока питания следует ознакомиться м полными справочными характеристиками, хотя бы для того, чтобы точно знать, каково максимально допустимое входное напряжение, достаточна ли стабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения, тока нагрузки или температуры. Можно выразить уверенность, что перечисленные в статье микросхемы находятся на техническом уровне, достаточном для решения подавляющего числа задач радиолюбительской практики.
Заметный недостаток у описанных стабилизаторов один — довольно большое минимально необходимое напряжение между входом и выходом — 2…3 В, однако он с лихвой окупается простотой применения и низкой ценой микросхем.