Описание, характеристики и схема включения стабилизатора напряжения КРЕН 142

КРЕН, «кренка» — бытовое название интегральных стабилизаторов напряжения серии 142. Размеры её корпуса не позволяют нанести полную маркировку серии (КР142ЕН5А и т.п.), поэтому разработчики ограничились кратким вариантом – КРЕН5А.  «Кренки» получили широкое распространение как в промышленности, так и в любительской практике.

Что из себя представляют стабилизаторы напряжения КРЕН 142

Микросхемы серии 142 завоевали популярность из-за простоты получения стабильного напряжения – несложная обвязка, отсутствие регулировок и настроек. Достаточно подать питание на вход, и получить стабилизированное напряжение на выходе. Наибольшую известность и распространение получили нерегулируемые интегральные стабилизаторы в корпусах ТО-220 на напряжение до 15 вольт:

• КР142ЕН5А, В – 5 вольт;
• КР142ЕН5Б, Г – 6 вольт;
• КР142ЕН8А, Г – 9 вольт;
• КР142ЕН8Б, Д – 12 вольт;
• КР142 ЕН8В, Е – 15 вольт;
• КР142 ЕН8Ж, И – 12,8 вольт.

В случаях, когда надо получить более высокое стабильное напряжение, применяются приборы:

• КР142ЕН9А – 20 вольт;
• КР42ЕН9Б – 24 вольта;
• КР142ЕН9В – 27 вольт.

Эти микросхемы также выпускаются в планарном исполнении с несколько отличающимися электрическими характеристиками.

Серия 142 включает в себя и другие интегральные стабилизаторы. К микросхемам с регулируемым выходным напряжением относятся:

• КР142ЕН1А, Б – с пределами регулирования от 3 до 12 вольт;
• КР142ЕН2Б – с пределами 12…30 вольт.

Эти приборы выпускаются в корпусах с 14 выводами. Также в эту категорию входят трехвыводные стабилизаторы с одинаковым выходным диапазоном 1,2 – 37 вольт:

• КР142ЕН12 положительной полярности;
• КР142ЕН18 отрицательной полярности.

В серию входит микросхема КР142ЕН6 – двуполярный стабилизатор с возможностью регулировки выходного напряжения от 5 до 15 вольт, а также включение в качестве нерегулируемого источника ±15 вольт.

Все элементы серии имеют встроенную защиту от перегрева и короткого замыкания на выходе. А переполюсовку по входу и подачу внешнего напряжения на выход они не любят – время жизни в таких случаях исчисляется секундами.

Модификации микросхемы

Модификации микросхем, входящих в серию, отличаются корпусом. Большинство однополярных нерегулируемых стабилизаторов выполнено в «транзисторном» корпусе TO-220. Он имеет три вывода, этого хватает не во всех случаях. Поэтому часть микросхем выпускались в многовыводных корпусах:

• DIP-14;
• 4-2 – то же самое, но в керамической оболочке;
• 16-15.01 – планарный корпус для монтажа на поверхность (SMD).

В таких исполнениях выпускаются, в основном, регулируемые и двуполярные стабилизаторы.

Основные технические характеристики

Кроме выходного напряжения, для стабилизатора важен ток, который он может обеспечить под нагрузкой.

Этих данных достаточно для предварительного решения о возможности применения того или иного стабилизатора. Если нужны дополнительные характеристики, их можно найти в справочниках или в интернете.

Назначение выводов и принцип работы

По принципу работы все микросхемы серии относятся к линейным регуляторам. Это означает, что входное напряжение распределяется между регулирующим элементом (транзистором) стабилизатора и нагрузкой так, что на нагрузке падает напряжение, которое задается внутренними элементами микросхемы или внешними цепями.

Если входное напряжение увеличивается, транзистор прикрывается, если уменьшается – приоткрывается таким образом, чтобы на выходе напряжение оставалось постоянным. При изменении тока нагрузки стабилизатор отрабатывает так же, поддерживая неизменным напряжение нагрузки.

У этой схемы есть недостатки:

1. Через регулирующий элемент постоянно протекает ток нагрузки, поэтому на нём постоянно рассеивается мощность P=U_{регулятора}⋅I_{нагрузки}. Эта мощность расходуется впустую, и ограничивает КПД системы – он не может быть выше U_{нагрузки}/ U_{регулятора}.
2. Напряжение на входе должно превышать напряжение стабилизации.

Но простота применения, дешевизна прибора перевешивают недостатки, и в диапазоне рабочих токов до 3 А (и даже выше) что-то более сложное применять бессмысленно.

У регуляторов напряжения с фиксированным напряжением, а также у регулируемых стабилизаторов новых разработок (К142ЕН12, К142ЕН18) в трех- и четырехвыводном исполнении выводы обозначаются цифрами 17,8,2. Такое нелогичное сочетание выбрано, очевидно, для соответствия выводов с микросхемами в корпусах DIP. На самом деле такая «дремучая» маркировка сохранилась только в технической документации, а на схемах пользуются обозначениями выводов, соответствующим зарубежным аналогам.

Микросхемы старой разработки К142ЕН1(2) в 16-выводных планарных корпусах имеют следующее назначение выводов:

Недостатком планарного исполнения служит большое количество излишних выводов прибора.
Стабилизаторы КР142ЕН1(2) в корпусах DIP14 имеют другое назначение выводов.

У микросхем К142ЕН6 и КР142ЕН6, выпускаемых в разных вариантах корпуса с теплоотводом и однорядным расположением выводов, цоколёвка следующая:

Пример типовой схемы подключения

Для всех нерегулируемых однополярных стабилизаторов типовая схема одинакова:

С1 должен иметь ёмкость от 0,33 мкФ, С2 – от 0,1. В качестве С1 может быть использован фильтрующий конденсатор выпрямителя, если проводники от него до входа стабилизатора имеют длину не более 70 мм.

Двуполярный стабилизатор К142ЕН6 обычно включается так:

Для микросхем К142ЕН12 и ЕН18 напряжение на выходе устанавливается резисторами R1 и R2.

Для К142ЕН1(2) типовая схема включения выглядит сложнее:

Кроме типовых схем включения интегральные для стабилизаторов серии 142 существуют и другие варианты, позволяющие расширить область применения микросхем.

Какие существуют аналоги

Для некоторых приборов серии 142 существуют полные зарубежные аналоги:

Полный аналог означает, что микросхемы совпадают по электрическим характеристикам, по корпусу и расположению выводов. Но существуют еще и функциональные аналоги, которые во многих случаях замещают проектную микросхему. Так, 142ЕН5А в планарном корпусе не является полным аналогом 7805, но по характеристикам ей соответствует. Поэтому, если есть возможность установить один корпус вместо другого, то такая замена не ухудшит качество работы всего устройства.

Другая ситуация – КРЕН8Г в «транзисторном» исполнении не считается аналогом 7809 из-за того, что имеет меньший ток стабилизации (1 ампер против 1,5). Если это не критично и фактический потребляемый ток по цепи питания меньше 1 А (с запасом), то смело можно менять LM7809 на КР142ЕН8Г. И в каждом конкретном случае всегда надо прибегать к помощи справочника – зачастую можно подобрать что-то похожее по функционалу.

Как проверить работоспособность микросхем КРЕН

Микросхемы серии 142 имеют достаточно сложное устройство, поэтому мультиметром однозначно проверить её работоспособность невозможно. Единственный способ – собрать макет реального включения (на плате или навесным монтажом), который включает в себя, как минимум, входную и выходные ёмкости, подать на вход питание и проверить напряжение на выходе. Оно должно соответствовать паспортному.

Несмотря на доминирование на рынке микросхем зарубежного производства, приборы серии 142 удерживают свои позиции за счет качества изготовления и других потребительских свойств.

Подбор стабилизатора напряжения для жилого помещения: как выбрать подходящее устройство для дома и квартиры

Как выбрать стабилизатор напряжения для газового котла отопления в сети 220 В

Описание характеристик, назначение выводов и примеры схем включения линейного стабилизатора напряжения LM317

Как подключить однофазный стабилизатор напряжения на весь дом?

Что такое микросхема, типы и корпуса микросхем

Как работает микросхема TL431, схемы включения, описание характеристик и проверка на работоспособность