коды микросхем стабилизаторов напряжения

Микросхемы стабилизаторы напряжения. Главная ошибка при использовании.

В данной статье рассказано как правильно использовать характеристики микросхем линейных стабилизаторов напряжения 7805,7808,7812 и аналогичных КР142ЕН5,8,12.

Самые распространенные микросхемы, которые применяются в блоках питания различных устройств. Такое широкое распространение получили ввиду предельно простой схемы подключения и довольно хороших параметров при правильном использовании. Основная схема подключения выглядит так:

Микросхемы стабилизаторы напряжения выпускаются разной мощности:

Обозначения на микросхеме:

Корпуса микросхем в зависимости от мощности тоже разные:

Микросхемы стабилизаторы напряжения большой мощности выпускают на выходные напряжения от 5В до 24В:

При этом входные напряжения и температурные характеристики такие:

Характеристики для микросхем средней мощности такие:

И для микросхем малой мощности соответственно такие:

При этом ряд напряжений на выходе для микросхем малой мощности выглядит так:

3.3; 5; 6; 8; 9; 10; 12; 15; 18; 24 Вольта

Какие же параметры для микросхем стабилизаторов напряжения в основном приводят в интернете? Рассмотрим наиболее распространенные случаи на конкретном примере:

При нагрузке свыше 14 Вт, стабилизатор желательно установить на алюминиевый теплоотвод, чем больше нагрузка, тем больше нужна площадь охлаждаемой поверхности.
Производят в основном в корпусе ТО-220
Максимальный ток нагрузки: 1.5 В
Допустимое входное напряжение: 35 В
Выходное напряжение: 5 В
Число регуляторов в корпусе: 1
Ток потребления: 6 мА
Погрешность: 4 %
Диапазон рабочих температур: 0 C … +140 C
Отечественный аналог КР142ЕН5А

Казалось, бы, все выписано из документации (DataSheet). Как человек воспринимает такую информацию. Наибольшее напряжение 35 В, хорошо, я не буду брать предел, возьму 30В. Максимальный ток нагрузки 1,5 А. Не буду брать предельное значение, возьму 1 А. Собирает схему по этим данным, а она, проработав некоторое время выходит из строя. Некоторые не понимают, грешат на качество микросхем. Ведь не заставлял работать микросхему на предельных значениях напряжения и тока, а она вышла из строя.

А все дело в том, что многие забывают о главном параметре, который указан в документации, но как-то не привлекает внимание так как напряжение и ток. Это максимальная мощность, которую может рассеивать микросхема стабилизатор. Как правило ее указывают прямо. Например, для мощных микросхем это 1,5 Вт без радиатора и 15 Вт с радиатором.

Что же получается при выбранном токе 1А и максимальном напряжении 30В, например, для микросхемы с выходным напряжением 5В. Поскольку стабилизатор линейный то на микросхеме упадет 30 – 5 = 25 В. При токе 1А мощность, рассеиваемая на микросхеме, составит 1А × 25В = 25Вт. Это почти в два раза больше допустимой мощности с радиатором. Вот она и выходит из строя. Получается, что при входном напряжении 30 В максимальный ток в нагрузке не может превышать 15 Вт : 25 В = 0,6 А.

В таблицах, приведенных выше в этой статье, для микросхем средней мощности без радиатора предельная мощность 1,2 Вт, а с радиатором, 12 Вт. Для микросхем малой мощности установка радиаторов не предусмотрена и максимальная рассеиваемая мощность составляет 0,625 Вт.

Именно мощность является определяющей при выборе предельных значений тока и напряжения.

Для наглядности предельные значения мощности, напряжения и тока для микросхем стабилизаторов напряжения разной мощности сведены в одну таблицу:

Минимальное падение напряжения на микросхеме 2,5В.

Если руководствоваться этим правилом, микросхемы будут работать надежно.

Материал статьи продублирован на видео:

Источник

Коды микросхем стабилизаторов напряжения

На данной странице приведены параметры большинства распространённых интегральных микросхем стабилизаторов напряжения.

Наименование	Datasheet	Аналог	Нестабильность Uвых не более	Imax, A	Uвых, В	Прим.
Стабилизаторы с фиксированным напряжением:
К1278ЕН1.5	Группа 1278ЕНxx(П, Т1, У), Группа 1278ЕНxxТ3, Группа 1278ЕНxxП	2%	0,8. 5	1,5	Low Drop
К1278ЕН1.8		2%	0,8. 5	1,8	Low Drop
К1278ЕН2.5		2%	0,8. 5	2,5	Low Drop
К142ЕН26		LT1086	3	2,5	Low Drop
К142ЕН25		LT1086	3	2,9	Low Drop
К1277ЕН3	4%	0,1	3	Low Drop
КР1158ЕН3 (А-Г)		2%	0,15. 1,2	3	Low Drop
КР1170ЕН3	LM2931	5%	0,1	3	Low Drop
К1277ЕН3.3	4%	0,1	3,3	Low Drop
КР1158ЕН3.3 (А-Г)		2%	0,15. 1,2	3,3	Low Drop
К142ЕН24		LT1086	3	3,3	Low Drop
К1278ЕН3.3	Группа 1278ЕНxx(П, Т1, У), Группа 1278ЕНxxТ3, Группа 1278ЕНxxП	2%	0,8. 5	3,3	Low Drop
КР1170ЕН4	LM2931	5%	0,1	4	Low Drop
КР142ЕН17А		5%	0,04	4,5	Low Drop
КР142ЕН17Б		5%	0,04	5	Low Drop
КР1180ЕН5 (А-В1)		LM7805	4%	2.2	5
К1277ЕН5	MC78L05	4%	0,1	5	Low Drop
К1156ЕН1	LM2925	4%	0,5	5	Low Drop +RESET
КР1157ЕН5 (А-Г)		MC78L05	4%	0,25	5
КР1158ЕН5 (А-Г)		L4805	2%	0,15. 1,2	5	Low Drop
КР1170ЕН5	LM2931	5%	0,1	5	Low Drop
КР142ЕН5 (А,В)		MC7805	2%,4%	2	5
К1278ЕН5	Группа 1278ЕНxx(П, Т1, У), Группа 1278ЕНxxТ3, Группа 1278ЕНxxП	2%	0,8. 5	5	Low Drop
КР1168ЕН5	0,1	-5	Отрицат.
КР1199ЕН5(А, Б)		7905	5%,10%	0,1	-5	Отрицат.
КР1157ЕН6		MC78L06	4%	0,1	6
КР1158ЕН6 (А-Г)		2%	0,15. 1,2	6	Low Drop
КР1170ЕН6	LM2931	5%	0,1	6	Low Drop
КР1180ЕН6 (А-В1)		LM7806	4%	2.2	6
КР142ЕН5 (Б,Г)		MC7806	2%,4%	2	6
КР1168ЕН6	0,1	-6	Отрицат.
КР1199ЕН6(А, Б)		7906	5%,10%	0,1	-6	Отрицат.
КР1157ЕН8		MC78L08	4%	0,1	8
КР1170ЕН8	LM2931	5%	0,1	8	Low Drop
КР1180ЕН8 (А-В1)		LM7808	4%	2.2	8
КР1168ЕН8	0,1	-8	Отрицат.
КР1199ЕН8(А, Б)		79L08	5%,10%	0,1	-8	Отрицат.
КР1157ЕН9		MC78L09	2%,4%	0,1	9
КР1158ЕН9 (А-Г)		L4892	2%	0,15. 1,2	9	Low Drop
КР1170ЕН9	LM2931	5%	0,1	9	Low Drop
КР1180ЕН9 (А-В1)		LM7809	4%	2.2	9
КР142ЕН8 (А,Г)		MC7809	3%,4%	1,5	9
КР1168ЕН9	0,1	-9	Отрицат.
КР1199ЕН9(А, Б)		79L09	5%,10%	0,1	-9	Отрицат.
КР1180ЕН10		7810C	4%	2.2	10
КР1157ЕН12		MC78L12	2%,4%	0,25	12
КР1158ЕН12 (А-Г)		L4812	2%	0,15. 1,2	12	Low Drop
КР1170ЕН12	LM2931	5%	0,1	12	Low Drop
КР1180ЕН12 (А-В1)		LM7812	4%	2.2	12
КР142ЕН8 (Б,Д)		MC7812	3%,4%	1,5	12
КР1168ЕН12	0,1	-12	Отрицат.
КР1199ЕН12(А, Б)		79L12	5%,10%	0,1	-12	Отрицат.
КР1157ЕН15		MC78L15	2%,4%	0,25	15
КР1158ЕН15 (А-Г)		2%	0,15. 1,2	15	Low Drop
КР1180ЕН15 (А-В1)		LM7815	4%	2.2	15
КР142ЕН8 (В,Е)		MC7815	3%,4%	1,5	15
КР1168ЕН15	0,1	-15	Отрицат.
КР1199ЕН15(А, Б)		79L15	5%,10%	0,1	-15	Отрицат.
КР142ЕН15 (А-Е)	4%	0,1	+15/-15	двуполярн
К142ЕН6 (А-Е)	2%,6%	0,2	+15/-15	двуполярн
КР1157ЕН18		MC78L18	2%,4%	0,25	18
КР1180ЕН18 (А-В1)		LM7818	4%	2.2	18
КР1199ЕН18(А, Б)		79L18	5%,10%	0,1	-18	Отрицат.
КР142ЕН9 (А,Г)		MC7818	2%,3%	1,5	20
КР1180ЕН20 (А-В1)		LM7820	4%	2.2	20
КР1157ЕН24		MC78L24	2%,4%	0,25	24
КР1180ЕН24 (А-В1)		LM7824	4%	2.2	24
КР142ЕН9 (Б,Д)		MC7824	2%,3%	1,5	24
КР1199ЕН24(А, Б)		79L24	5%,10%	0,1	-24	Отрицат.
КР1157ЕН27		2%,4%	0,1	27
КР142ЕН9 (В,Е)		2%,3%	1,5	27
Регулируемые стабилизаторы напряжения:
КР142ЕН15 (А-Е)	0,1	+/- 8. 23	двуполярн
К142ЕН6 (А-Е)	0,2	+/- 5. 25	двуполярн
КР1157ЕН1		0,1	1,2. 37
КР142ЕН1 (А-Г)	0,15	3. 12
КР142ЕН2 (А-Г)	0,15	12. 30
КР142ЕН14	0,15	2. 37
К1156ЕН5 (Д)	LM2931	0,5	1,25. 20	Low Drop
К142ЕН3 (А-Г)	1	3. 30
К142ЕН4 (А-Г)	1	3. 30
КР142ЕН10	LM337	1	-(3. 30)	отрицат
КР142ЕН12 (А,Б)	LM317	1,5	1,2. 37
КР142ЕН18 (А,Б)	LM337	1,5	-(1,2. 26)	отрицат
142ЕН11	LM337	1,5	-(1,3. 30)	отрицат
К1278ЕР1	0,8. 5	1,25. 12	Low Drop
КР142ЕН22 (А,Б)	LT1084	5,5	1,2. 34	Low Drop
КР1151ЕН1	LM196	10	1,2. 17,5
Параллельные стабилизаторы (регулируемый прецизионный стабилитрон):
КР142ЕН19	TL431	2%	0,1	2,5. 30
К1156ЕР5	TL431	1%	0,1	2,5. 36
Импульсные:
К142ЕП1	0,25

Схемы включения и особенности линейных стабилизаторов рассмотрены в отдельной статье.

Источник

Интегральные стабилизаторы напряжения. Часть 1.

Очень часто при изготовлении всевозможных электронных поделок приходится применять различного рода стабилизаторы напряжения. Самый простой вариант это интегральные стабилизаторы на основе специализированных микросхем. Широкое распространение получили стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением серий 78хх для стабилизации положительного напряжения и 79хх для отрицательного. Так же очень широко применяются микросхемы с возможностью установки выходного напряжения серий LM317 для плюса и LM337 для минуса.

Не вдаваясь глубоко в технические особенности работы данных стабилизаторов, хотел бы осветить один из важных аспектов, который, на мой взгляд, необходимо знать, применяя тот или иной вид стабилизатора.

Речь в данной статье пойдет о напряжении. Хотел бы подчеркнуть особенно, не только напряжение на выходе микросхемы, но и НАПРЯЖЕНИЕ НА ЕЕ ВХОДЕ имеет огромное значение. Перечисленные выше стабилизаторы, по своей природе являются понижающими, это означает, что напряжение на выходе всегда будет МЕНЬШЕ чем напряжение на входе.

Для нормальной работы стабилизаторов серий 78хх и 79хх судя по datasheet-ам ( это такие, условно говоря, листки в которых прописываются все характеристики электронных компонентов, их условия применения, хранения, транспортировки, монтажа и т.д.) напряжение на входе должно отличатся от напряжения на выходе не меньше чем на 2 вольта. Т.е. падение напряжения на самой микросхеме составляет 2 вольта (на английском данный параметр называется Dropout Voltage). Это означает, что производитель гарантирует стабильную работу своей микросхемы с сохранением всех ее параметров ТОЛЬКО при условии, что входное напряжение будет больше выходного на 2 вольта.

Для микросхем серий LM317 и LM337 данный параметр на прямую в datasheet не прописан, но его можно вычислить, если взглянуть на строку Reference Voltage.

Зная, что производитель заявляет диапазон выходных напряжений от 1,2В до 37В, а измерения проводит при входном напряжение от 3В до 40В, можно посчитать, что минимальное падение напряжения будет при минимальном выходном напряжении 1,2В и составит 1,8 вольт (3В-1,2В) и максимальное, соответственно при максимальном выходом напряжении 37В и составит 3 вольта соответственно. Для всех остальных выходных напряжений из этого диапазона параметр Dropout Voltage будет находиться внутри этого диапазона, и зависеть от условий эксплуатации микросхемы.

Что это означает на практике, применительно к работе данных интегральных стабилизаторов в бортовой сети автомобиля? А означает это то, что для того чтобы получить на выходе любой из вышеперечисленных микросхем напряжение, например, 12 вольт, на ее вход необходимо подать напряжение не ниже 14 вольт, только тогда данная микросхема будет работать именно так, как она должна по данным производителя.

Но здесь возникает небольшая проблема, при выключенном двигателе полностью заряженный аккумулятор выдает всего 12,5 вольт, что автоматически означает, что при включенном зажигании и не работающем двигателе микросхема работать нормально не будет(((.

При заведенном же двигателе, исправный генератор выдает 14,5 вольт, что достаточно для работы любой из этих микросхем при её стандартной схеме включения (о схемах включения я планирую рассказать в другой раз).

Какие выходы из подобной ситуации можно предложить. Первое что приходит на ум, это использовать стабилизаторы на 9 или 10 вольт, т.е. 7809, 7810. Или если говорить о LM317, то необходимо устанавливать напряжение на уровне 10 вольт.

Может возникнуть вопрос, как поступить, если 10 вольт мало, а необходимо именно 12 вольт, независимо от того, заведен двигатель или нет.

Если возникает такая ситуация, то необходимо использовать специальные серии микросхем с низким падением напряжения (low dropout voltage). Например, существует микросхема 78R12, у которой максимальное падение напряжение составляет всего 0,5 вольта и, если аккумулятор исправен и полностью заряжен, то можно без особых проблем получить требуемые 12 вольт на выходе стабилизатора в независимости от того заведен двигатель или нет.

Источник

Интегральные стабилизаторы для микроконтроллеров

Компенсационные стабилизаторы положительного напряжения популярной серии «78хх» были разработаны в 1976 г. на фирме Texas Instruments. В дальнейшем появились их модификации (Табл. 6.3) и аналогичные разработки других фирм. Выходные напряжения стандартизованы согласно ряду: 1.5; 1.8; 2.5; 2.7; 2.8; 3.0; 3.3; 4; 5; 6; 8; 9; 12; 15; 18; 24 В. Изготовители различаются по первым буквам в названии, например, L7812 (STMicroelectronics), КА7805 (Samsung), NJM78L03 (NJRCorporation), LM7805 (Fairchild), UTC7805 (UnisonicTechnologies). Встранах СНГ эти стабилизаторы известны по микросхемам серии КР142ЕНхх.

Важный нюанс. Допустимое падение напряжения между входом и выходом стабилизатора (£/Вх-вых) зависит от тока нагрузки. Так, например, для микросхем серии «7805» оно составляет 1 В при токе 20 мА и 2 В при токе 1 А. В кратких справочных данных обычно указывают только последний параметр (2 В/1 А), а полные нагрузочные характеристики приводятся только в графиках даташитов. Следовательно, внимательно их изучая, можно избежать ненужной перестраховки.

Все современные интегральные стабилизаторы имеют защиту от короткого замыкания в нагрузке, от температурного перегрева кристалла и от выхода рабочей точки из зоны безопасной работы 10.

Кроме стабилизаторов фиксированного напряжения существуют интегральные регулируемые стабилизаторы. Первые их образцы разработал Роберт Добкин (Robert Dobkin) в 1977 г. на фирме National Semiconductor. Типичными представителями этого направления являются микросхемы серии «317», выходное напряжение которых определяется делителем на двух резисторах.

На Рис. 6.6, а. р показаны схемы регулируемых и нерегулируемых интегральных стабилизаторов положительного напряжения.

Рис. 6.6. Схемы компенсационных интегральных стабилизаторов положительного напряжения (начало):

а) типовая схема включения интегрального стабилизатора DAL Серия микросхем «78Lxx» идеально подходит для несложных любительских конструкций, содержащих МК и имеющих ток потребления до 100 мА. Встроенная в DA1 защита от короткого замыкания ограничивает выходной ток на уровне 0.1. 0.2 А, что во многих случаях спасает МК при аварии. Входное напряжение фильтруют элементы L1, C1, С2, причём катушка индуктивности может отсутствовать. Конденсаторы C1, С4 устанавливают вблизи (0. 70 мм) от выводов стабилизатора DA1, чтобы предотвратить самовозбуждение последнего. Ёмкость конденсатора С2 должна быть в несколько раз больше, чем ёмкость конденсатора СЗ, иначе надо ставить защитный диод VD1 (показан пунктиром). Главное, чтобы при выключении питания выходное напряжение +5 В снижалось по времени быстрее, чем входное +6.5. +15 В (для этого и увеличивают ёмкость конденсатора С2), иначе может выйти из строя микросхема DA1. Если нет уверенности, то подобный диод рекомендуется ставить и в других аналогичных схемах;

б) стабилизатор DA1 (фирма Maxim/Dallas) не относится к серии «78хх». Он отличается названием и функциональностью. В частности, в микросхеме DA1 имеется вход для выключения стабилизатора (вывод 4) и вход для плавного регулирования напряжения (вывод 5). Микросхемы МАХ603 и МАХ604 взаимозаменяемые и обеспечивают соответственно +5 и +3.3 В на выходе;

в) LDO-стабилизатор на микросхеме DA1 с максимальным током нагрузки 1 А (аналог К1184ЕН1). В семействе LM2940 существуют микросхемы с выходным напряжением 5; 8; 9; 10; 12; 15 В, а в семействе LP2950 — с напряжением 3.0; 3.3; 5 В;

г) UltraLDO-стабилизатор на микросхеме DA1 в SMD-корпусе. Напряжение UВХ-вых не более 0.12 В при токе нагрузки 50 мА и не более 7 мВ при токе нагрузки 1 мА. Существуют модификации данного стабилизатора с выходным напряжением согласно ряду: 1.5; 1.8; 2.5; 2.85; 3.0; 3.2; 3.3; 3.6; 3.8; 4.0; 4.7; 4.85; 5.0 В;

Рис. 6.6. Схемы компенсационных интегральных стабилизаторов положительного напряжения (продолжение):

д) регулируемый стабилизатор напряжения на микросхеме DAI серии «317».

е) напряжение +13 В получается сложением двух напряжений стабилизаторов DAI и DA2

ж) индикатор HL1 светится зелёным цветом при нормальном напряжении батареи/аккумулятора GB1 в пределах 6.8. 9 В. Ниже 6.8 В его свечение прекращается, что является сигналом к замене батареи или подзарядке аккумулятора;

з) стандартный приём увеличения выходного напряжения стабилизатора DA1 на 0.1. 0.3 В. Это может потребоваться при некондиционных параметрах микросхемы DA I или для тестирования работы МК при повышенном питании. Резистором R1 в небольших пределах регулируется выходное напряжение на линейном участке ВАХ диода VD1 (ток 5. 10 мА). Резистор RI не обязателен, если микросхему DAI серии «78LC05», «78-L05» заменить аналогичной из серии «7805», имеющей потребление тока через вывод GND в пределах 3. 8 мА;

и) стабилизатор напряжения DAI дополнен усилителем тока на звуковой микросхеме DA2, которая используется как повторитель напряжения с нагрузкой до 3 А. Питание микросхемы DA2должно быть повышенным +9. +12 В, хотя и не обязательно стабилизированным;

Рис. 6.6. Схемы компенсационных интегральных стабилизаторов положительного напряжения (продолжение):

к) высокое входное напряжение 60 В сначала понижается до 23 В (DA1), а затем до 5 В (DA2). Разность напряжений между входом и выходом микросхемы DAI не должна превышать 40 В. При большом токе нагрузки может потребоваться установка микросхем DAI, DA2 на радиаторы;

л) резистором RI плавно подстраивается напряжение в верхнем, более мощном канале. Если средний вывод резистора RI в результате вращения его движка электрически соединится с общим проводом, то в двух каналах будут идентичные напряжения +5 В. Стабилизаторы DAI, DA2 могут иметь как одинаковые, так и разные выходные напряжения;

м) блок питания с условным названием «Ступенька» состоит из последовательно включённых стабилизаторов напряжения DA1. DA3. Ток нагрузки, просуммированный по трём цепям + 12, +9 и +5 В, не должен превышать максимально допустимого тока для микросхемы DA1

н) получение двух одинаковых напряжений от одного общего источника +7. +15 В. Это полезно, например, для развязки аналоговых и цифровых цепей МК или для отдельного питания высокочувствительного входного усилителя;

Рис. 6.6. Схемы компенсационных интегральных стабилизаторов положительного напряжения (окончание):

о) получение трёх разных стабилизированных напряжений для питания процессорного ядра, а также внутренней и внешней периферии у новых современных МК. Помехозащитный фильтр FBI (фирма Murata Manufacturing) имеет малые габариты. Он может быть заменён однозвенным LC-фильтром на дискретных элементах;

п) получение хорошо стабилизированного напряжения +5 В и «квазистабилизированного» напряжения +2.8. +3.2 В. Диоды VD1. VD3 снижают выходное напряжение, но оно будет зависеть от протекающего через них тока и температуры окружающей среды. Диодов может быть не три, а два, причем как обычных, так и диодов Шоттки. Резистор R1 служит для начальной нагрузки потоку, чтобы зафиксировать рабочую точку диодов на крутой вертикальной ветви ВАХ, начиная с 10 мА;

р) двухканальный стабилизатор напряжения DA1 (фирма STMicroelectronics) обеспечивает питанием сразу два выходных тракта +5.1 и +12 В. Ток нагрузки в каждом канале может составлять 0.75. 1 А.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Источник