Сучасні електронні пристрої для забезпечення високої точності своєї роботи висувають високі вимоги до стабільності напруги живлення. Задовільнити їх при високих інших показниках (габарити, маса, вартість та ін.) дозволяє широке застосування стабілізаторів у інтегральному виконанні, як із фіксованою вихідною напругою, так і універсальних (з регульованою вихідною напругою).

Стабілізатори з фіксованою вихідною напругою мають внутрішній дільник, що забезпечує задання необхідного значення вихідної напруги. Налагоджуються вони на величини стандартного ряду напруг живлення у процесі виробництва.

Задання необхідного значення вихідної напруги в універсальних стабі-лізаторах забезпечується зовнішнім резистивним дільником.

Такі стабілізатори часто називають трививідними, бо монтуються у стан-дартному корпусі потужних транзисторів з трьома виводами

Окрім якісного виконання основної функції - стабілізації вихідної напруги, вони за рахунок додатково введених внутрішніх вузлів (ГМС КР142ЕН12А побудована на 26 транзисторах) забезпечують також захист від переви-щення допустимого значення вихідного струму і розсіюваної корпусом ІМС потужності. При короткому замиканні у навантаженні величина вихідно-го струму обмежується нарівні, приблизно удвічі більшому за номіналь-не значення для критичного режиму, а при досягненні температурою кор-пусу заданої допустимої величини величина вихідного струму обмежуєть-ся до такого значення, за якого температура більше не підвищується. Оскільки у зазначених випадках стабілізатор працює у режимі обмеження(стабілізації) струму або обмеження потужності, напруга на його виході при цьому відповідно зменшується.

ІМС розраховані на роботу з тепловідводом, до якого вони кріплять-ся за фланець гвинтом із гайкою (при конструюванні пристроїв слід мати на увазі, що у таких ІМС фланець має електричний зв'язок із середнім виводом).

Величини ємностей електролітичних конденсаторів у схемах вми-кання ІМС стабілізаторів повинні бути не меншими за 10 мкФ.

Універсальний трьохвивідний стабілізатор КР142ЕН12А, хоча й ви-магає застосування зовнішнього дільника із двох резисторів, має кращі параметри вихідної напруги.

Крім того, при його застосуванні отримуємо додаткові можливості.

Зрозуміло, якщо у якості резистора R2 застосувати резистор змінно-го опору, отримаємо стабілізатор із регульованою вихідною напругою.

Забезпечивши за допомогою транзисторних ключів підмикання ре-зисторів R2 різної величини, отримаємо стабілізатор із значенням вихідної напруги, програмованим зовнішнім пристроєм керування.

За великих значень вихідної напруги цей стабілізатор можна викона-ти з електронним вимиканням, якщо паралельно до резистора R2 піді-мкнути транзисторний ключ. Коли ключ знаходиться у розімкненому стані (транзистор, підімкнений паралельно до резистора - у режимі відтинання), на виході стабілізатора буде напруга заданої дільником величини. Якщо перевести ключ у замкнений стан (перевести транзи-стор сигналом від зовнішнього пристрою у режим насичення), на ви-ході отримаємо мінімальне значення напруги :

Uвих min =1,ЗВ. (2.1)

При вмиканні навантаження між виводом керування ІМС (8) і від'ємним полюсом джерела Uвх (на місце R2), отримаємо стабіліза-тор струму Величина струму навантаження буде визначатися величиною опору резистора R1.

Iн =U вих min/R,. (2.2)

Величини опорів резисторів дільника Rr R2 зв'язані формулою:

Uвux = Uвих mm (1 + R2/R1) + R2IP, (2.3)

де Ip - струм виводу регулювання ІМС, який необхідно задавати не меншим за 55 мкА.

Конденсатор С2 встановлюється за вихідних напруг, близьких до мінімальної.

За вихідної напруги, що перевищує 25 В, необхідно встановлювати захисні діоди VD1 і VD2 (рекомендується тип КД521 А). Вони забезпечу-ють розряд конденсаторів С2 (VD1, VD2) та С} (VD1) при замиканні у вхідному колі випрямляча (до стабілізатора), а також конденсатора С, (VD2) при замиканні у вихідному колі (у навантаженні).

Якщо довжина провідників, що з'єднують ІМС із фільтром випрям-ляча, не перевищує 70 мм, конденсатор С, можна не встановлювати.

Для забезпечення максимальної якості роботи стабілізатора елементи С3, Rr R2 та навантаження слід підмикати якомога ближче до виводів ІМС.

Необхідно також у процесі роботи забезпечувати неперевищення допустимої розсіюваної потужності ІМС.

Щоб за наших вихідних даних отримати величину розсіюваної по-тужності, необхідно визначити величину струму навантаження:

I=P/U . (2.4)

Тоді, знаючи максимальне падіння напруги на ІМС

U = Uвх max - Uвих , (2.5)

можна знайти величину розсіюваної ІМС потужності:

Рn - допустима потужність, розсіювана ІМС (без тепловідводу або з ним).

Зазначимо, що величини Uвх max та Uвх min . обумовлюються, з одного боку зниженням напруги на виході випрямляча під навантаженням , а з іншого - допустимими значеннями відхилення на-пруги мережі від номінальної величини. При цьому напруга мінімальна вхідна напруга обо-в'язково повинна перевищувати значення вихідної.

3.РОЗРАХУНОК ЗАСТОСУВАННЯ ІНТЕГРАЛЬНИХ СТАБІЛІЗАТОРІВ НАПРУГИ

3.1Вихідні дані при застосуванні стабілізатора з фіксова-ною напругою стабілізації:

1) напруга на виході U = 9 В;

2) мінімальна вхідна напруга U вх min , = 14 В;

3) максимальна вхідна напруга Umax = 20 В;

4) потужність навантаження Ри - 0,5 Вт.

3.2 Вихідні дані при застосуванні універсального стабілі-затора КР142ЕН12А:

1) напруга на виході U = 8 В;

2) мінімальна вхідна напруга Umin = 13 В;

3) максимальна вхідна напруга Umax = 19 В

4) потужність навантаження Рн = 2 Вт.

3.3 Порядок розрахунку

. При побудові стабілізатора напруги на основі ІМС стабі-лізатора з фіксованим значенням вихідної напруги, необхідно вибрати відповідну ІМС (для даного варіанту завдання - це КР142ЕН8А = 9 В) і перевірити її на можливість застосування за напругою та на неперевищення допустимого значення розсіюваної по-тужності у заданих умовах.

Оскільки:

Uвх min - Uвих > U ІМС min

Uвх max=20 В (3.1)