В настоящее время широкое распространение получили микросхемы - интегральные стабилизаторы напряжения. Источники питания на их основе отличаются малым числом дополнительных деталей, невысокой стоимостью и хорошими техническими характеристиками. Это микросхемы серий 142, К142 и КР142 и аналогичные зарубежные 78хх. В состав серий входят стабилизаторы с регулирующим элементом, включенным в плюсовой провод и с фиксированным выходным напряжением. Параметры некоторых из них приведены в таблице 2, более подробные сведения можно найти в [9, 10].
Таблица 2
Основные электрические параметры микросхем - стабилизаторов серии 142
| Микросхема | Имп. аналог | U вх, В (min...max) | U вых, В | I вых мах, А | К сгл1 |
| КР142ЕН5А | 7,5...15 | ||||
| КР142ЕН5Б | 8,5...15 | ||||
| КР142ЕН5В | 78S05 | 7,5...15 | |||
| КР142ЕН5Г | 78S06 | 8,5...15 | |||
| КР142ЕН8А | 78S09 | 11,5...35 | 1,5 | ||
| КР142ЕН8Б | 78S12 | 14,5..35 | 1,5 | ||
| КР142ЕН8В | 78S15 | 17,5...35 | 1,5 | ||
| КР142ЕН8Г | 11,5...35 | ||||
| КР142ЕН8Д | 14,5...35 | ||||
| КР142ЕН8Е | 17,5...35 | ||||
| К142ЕН9А | 23...45 | 1,5 | |||
| К142ЕН9Б | 78S24 | 27...45 | 1,5 | ||
| К142ЕН9В | 30...45 | 1,5 |
Для стабилизации напряжения отрицательной полярности применяются микросхемы серий 79Lхх (ток до 0,1 А), 79хх (ток до 1 А) и 79ххКС (ток до 1,5 А). Параметры некоторых из них приведены в таблице 3.
Таблица 3
Основные электрические параметры микросхем – стабилизаторов
серий 79хх и 79ххКС (для отрицательной полярности)
| Микросхема | U вх, В (min...max) | U вых, В | I вых мах, А | К сгл1 |
| 7,5...15 | ||||
| 14,5...35 | ||||
| 17,5...35 | ||||
| 21,5...40 | ||||
| 27,5…40 | ||||
| 7912КС | 14,5...35 | 1,5 | ||
| 7915КС | 17,5...35 | 1,5 |
Расчетная схема стабилизатора на микросхеме, который рекомендуется применить в первом канале проектируемого источника питания, представлена на рис. 2, а, б.
Исходными данными для расчета являются: напряжение на выходе стабилизатора U d1, ток нагрузки I d1, коэффициент пульсаций напряжения К п1.
Рис. 2. Расчетная схема стабилизатора на микросхеме:
а – для положительной полярности U d1; б – для отрицательной полярности
Порядок расчета стабилизатора первого канала следующий:
-по заданному напряжению U d1 выбирается микросхема (или несколько микросхем) с соответствующим выходным напряжением;
-по заданному току I d1 проверяется, какая из выбранных микросхем более предпочтительна (I ВЫХ > I d1). Допустимо выбирать микросхему с наибольшим выходным током;
-для выбранной микросхемы из допустимых пределов входного напряжения выбирается входное напряжение стабилизатора U ВХ1;
-выбирается значение входного тока стабилизатора I вх1= I d1 или I вх1 = I вых.мах микросхемы. При I вх1= I d1 первый канал будет рассчитан без запаса на перегрузку, при I вх1= I вых. мах – с запасом. Допускается выбрать любое из этих двух значений на усмотрение студента. Собственный входной ток микросхемы можно не учитывать, так как он весьма мал (около 1 мА);
-рассчитывается коэффициент пульсаций на входе стабилизатора с учетом коэффициента сглаживания микросхемы
К’ п1= К п1× К сгл1.
Полученные значения U ВХ1, I вх1 и К’ п1 будут использованы далее для расчета с помощью ЭВМ выпрямителя первого канала.
Пример расчёта стабилизатора первого канала.
Дано: U d1 = 12 В; I d1 = 1,2 А; К п1 = 0,3%.
По заданному напряжению U d1 подходящими являются микросхемы КР142ЕН8Б и КР142ЕН8Д. Однако микросхема КР142ЕН8Д не подходит по выходному току (I ВЫХ < I d1). У микросхемы КР142ЕН8Б выходной ток 1,5 А (I ВЫХ > I d1), поэтому принимает решение использовать эту микросхему.
Входное напряжение микросхемы КР142ЕН8Б составляет 14,5...35 В. Выбираем U ВХ1» U d1 + 5 В; то есть U ВХ1 = 20 В.
Выберем входной ток стабилизатора максимально допустимым для данного типа микросхемы I вх1 = I вых.мах = 1,5 А.
Коэффициент пульсаций на входе стабилизатора с учетом коэффициента сглаживания микросхемы
К’ п1 = К п1× К сгл1 = 0,3×32 = 9,6%.
Для расчёта выпрямителя первого канала на ЭВМ будут использованы следующие исходные величины:
U ВХ1 = 20 В; I вх1 = 1,5 А; К’ п1 = 9,6%.
