Стабилизаторы напряжения серии «КРЕН» давно завоевали популярность у российских радиолюбителей благодаря простоте использования, надежности и доступной цене. В этой статье мы подробно разберем историю создания «Кренов», их технические характеристики и особенности применения. Узнаете, как правильно подключить стабилизатор, и найдете массу полезных советов по выбору оптимальной модели «КРЕНа» для ваших целей.
История создания стабилизаторов «КРЕН»
Первые отечественные стабилизаторы серии КР142, получившие неофициальное название «КРЕН», были разработаны в начале 1990-х годов на мощностях Воронежского завода полупроводниковых приборов. Создание собственных микросхем стабилизации напряжения было продиктовано необходимостью заменить дорогостоящие импортные аналоги, поставки которых в то время были затруднены.
Инженеры ВЗПП взяли за основу широко используемую в мировой практике микросхему LM7812 компании Texas Instruments и адаптировали ее под отечественную элементную базу. Это позволило быстро наладить выпуск надежных и недорогих стабилизаторов напряжения, не уступающих лучшим зарубежным образцам.
Уже в 1993 году «КРЕНы» получили широчайшее распространение и стали использоваться повсеместно в блоках питания радиоаппаратуры, измерительных приборов, бытовой техники. Их высокие эксплуатационные характеристики и доступная цена сделали стабилизаторы КР142 незаменимыми в самых разных областях.
Обзор модельного ряда
Стабилизаторы серии КР142 выпускаются в нескольких модификациях, отличающихся значением выходного стабилизированного напряжения. Варианты с фиксированным выходом обозначаются так:
- КР142ЕН5А - 5 вольт
- КР142ЕН8А - 8 вольт
- КР142ЕН8Б - 12 вольт
- КР142ЕН15Б - 15 вольт
Цифры в конце маркировки указывают приблизительное значение выходного напряжения. Например, популярная модель КР142ЕН8Б обеспечивает стабилизированное напряжение около 12 вольт.
Для регулируемых стабилизаторов используется обозначение КР142ЕН12А. В этом случае выходное напряжение можно плавно изменять в пределах 1,25-37 вольт путем подбора внешних резисторов.
Все модели стабилизаторов КР142 рассчитаны на максимальный ток нагрузки 1,5 А и имеют встроенную защиту от перегрузки и перегрева. Более поздние модификации дополнены функцией ограничения выходного тока.
Принцип работы
В основе стабилизаторов КР142 лежит принцип преобразования избыточного напряжения в тепло с помощью регулируемого ограничителя тока. Этот ограничитель выполнен на транзисторе VT1, включенном по схеме эмиттерного повторителя.
Величина тока в цепи эмиттер-коллектор транзистора VT1 зависит от напряжения на его базе, которое формируется обратной связью со стабилизированного выхода. Когда выходное напряжение повышается, усилительный каскад увеличивает ток базы транзистора VT1, что приводит к росту напряжения на его коллекторе и падению напряжения на нагрузке. Так реализуется отрицательная обратная связь, стабилизирующая выход стабилизатора.
Для защиты от короткого замыкания в схеме КР142 используется токоограничивающий транзистор VT2, который открывается при превышении допустимого тока нагрузки. Транзистор VT3 отвечает за защиту от перегрева - при overheating он уменьшает выходной ток стабилизатора.
Технические характеристики
Рассмотрим подробнее ключевые технические параметры стабилизаторов серии КР142 на примере популярной модели КР142ЕН8Б:
- Входное напряжение - от 14,5 до 30 В
- Выходное напряжение - 12 В ±3%
- Максимальный выходной ток - 1,5 А
- Коэффициент стабилизации - 0,5-2%
- Температурный диапазон - от -60 до +125°С
Стабилизатор КР142ЕН8Б устойчиво поддерживает заданный уровень выходного напряжения 12 В в широком диапазоне входных напряжений 15-30 В. Коэффициент стабилизации составляет 0,5-2%, то есть отклонение выходного напряжения от номинала не превышает 0,06-0,24 В.
Микросхема может коммутировать ток нагрузки до 1,5 А, что достаточно для большинства радиолюбительских применений. При максимальной нагрузке рекомендуется использовать радиатор для отвода тепла.
Широкий температурный диапазон -60...+125°С позволяет эксплуатировать стабилизатор КР142ЕН8Б в самых разнообразных условиях - от Арктики до пустыни.
Типовые схемы подключения
Подключение стабилизаторов серии КР142 осуществляется по простейшей трехпроводной схеме, показанной на рисунке:
На вход стабилизатора подается нестабилизированное напряжение от источника питания (аккумулятора, выпрямителя, генератора). Нагрузка Рн подключается к выходу КР142.
Обязательными элементами являются сглаживающие конденсаторы C1 и C2, подавляющие пульсации входного и выходного напряжения. Рекомендуемые значения емкости: C1 - не менее 1000 мкФ, С2 - не менее 10 мкФ.
Для увеличения выходного тока можно соединить несколько стабилизаторов КР142 параллельно. В этом случае выходные выводы объединяются, а входы и общие подключаются к источнику питания независимо.
Такая схема позволяет, к примеру, получить ток до 10 А при соединении 5-10 стабилизаторов КР142ЕН8Б.
Рекомендации по выбору модели
При выборе оптимальной модели стабилизатора КР142 необходимо учитывать следующие критерии:
- Требуемое выходное напряжение
- Максимальный ток нагрузки
- Диапазон входных напряжений
- Необходимость регулировки выходного напряжения
- Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)
Для радиолюбительских задач чаще всего используются стабилизаторы типа КР142ЕН8Б на 12 В. Эта модель оптимально подходит для питания различных устройств, микросхем и измерительных приборов.
Если требуется меньшее стабилизированное напряжение - 5 или 8 В, следует выбирать соответственно КР142ЕН5А или КР142ЕН8А. А для получения 15 В оптимален вариант КР142ЕН15Б.
Правила эксплуатации
Чтобы обеспечить долгую безотказную работу стабилизаторов КР142, необходимо придерживаться следующих правил эксплуатации:
- Не превышать максимальные входное напряжение и ток нагрузки
- Использовать радиатор при больших токах
- Правильно выбирать и размещать сглаживающие конденсаторы
- Исключить короткие замыкания в нагрузке
- Обеспечить хороший отвод тепла от корпуса
Особое внимание стоит уделить надежному креплению трехвыводных стабилизаторов КР142 на печатной плате и качественному пайке выводов. Небрежный монтаж может привести к перегреву микросхемы и ее преждевременному выходу из строя.
Примеры применения
Благодаря оптимальному сочетанию цены и качества стабилизаторы КР142 широко применяются в самых разных областях:
- Блоки питания для радиоаппаратуры
- Источники вторичного электропитания
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Схемы питания измерительных приборов
- Промышленные контроллеры и логические модули
Практически нет таких задач, где нельзя было бы с успехом применить легендарные российские стабилизаторы серии КР142!
Аналоги и заменители
В качестве замены стабилизаторам КР142 могут использоваться как отечественные, так и импортные аналоги. Рассмотрим основные варианты.
Среди российских аналогов наиболее близкими по характеристикам являются стабилизаторы серий МДС и IRU. Они также выпускаются в различных вариантах выходных напряжений и токов.
Из зарубежных микросхем можно выделить классическую серию 78xx компании Texas Instruments (США), а также аналоги европейских и азиатских производителей - STMicroelectronics, ON Semiconductor, Fairchild и других.
При замене КР142 на аналоги следует учитывать их технические характеристики и особенности монтажа, чтобы избежать возможных проблем в работе устройства.
