Стабилизаторы КРЕН серии 5В: характеристики и особенности применения

Стабилизаторы серии КРЕН уже несколько десятилетий используются в самых разных устройствах - от компьютеров до измерительных приборов. Несмотря на появление более современных аналогов, КРЕНы не теряют актуальности. В этой статье мы разберем их характеристики, области применения и другие важные аспекты. Читатель узнает, почему КРЕНы и сегодня остаются популярным выбором для инженеров.

Общая информация о КРЕН серии 5В

Стабилизаторы серии КРЕН (конкретно модель КР142ЕН5А) выпускаются в России с 1980-х годов. Это трехвыводные линейные стабилизаторы напряжения с фиксированным выходным напряжением 5В. Они предназначены для использования в схемах электропитания различных радиоэлектронных устройств, где нужно обеспечить стабильное опорное напряжение 5В.

Прототипом для КРЕНов послужили зарубежные стабилизаторы серии 78xx, в частности популярная модель 7805. Принцип работы у них схожий:

• Входное напряжение подается на стабилизирующий каскад;
• Специальная схема отрицательной обратной связи контролирует выходное напряжение и управляет стабилизирующим каскадом, поддерживая выходное напряжение на заданном уровне (5В);
• Есть встроенные схемы защиты от перегрузки по току и тепловой защиты.

Основное отличие КРЕНов - использование отечественной элементной базы и более высокая максимальная рассеиваемая мощность. Конструктивно КР142ЕН5А выполнены в пластмассовом корпусе КТ-28-2 (аналог ТО-220) с металлическим фланцем для крепления к радиатору. Расположение выводов:

1. Вход (+ питание)
2. Общий
3. Выход (стабилизированное +5В)

Выводы промаркированы цифрами на корпусе, а также буквами Е (вход), К (корпус), В (выход):

Полная маркировка КРЕНов сокращена до минимума. Обычно указывают:

• Марка завода-изготовителя (например, символ ПГ означает Приборостроительный завод, г.Пенза);
• Тип микросхемы - 142ЕН5А;
• Дата выпуска - год и номер недели.

Электрические характеристики КРЕН 5В

Электрические характеристики КР142ЕН5А определяют область его применения и режимы работы. Рассмотрим основные параметры.

Предельные значения

Допустимый диапазон входного напряжения составляет 4,75-20В в зависимости от температуры корпуса. Максимальный ток нагрузки - 2А. При превышении этих значений возможен выход стабилизатора из строя.

При правильном выборе радиатора допускается рассеивать до 10 Вт тепловой мощности. Превышение приведет к перегреву КРЕНа.

Выходное стабилизированное напряжение составляет 5В ±5%. То есть фактически может быть в пределах 4,75-5,25В. Это важный параметр, который нужно учитывать при выборе КРЕНа для конкретного устройства.

Зависимость характеристик от температуры

С повышением температуры корпуса КР142ЕН5А выше 70°C начинают ухудшаться стабилизирующие свойства. При 100°C микросхема полностью теряет свои функции.

Другой важный момент - характеристики гарантируются производителями только при температуре окружающей среды 25°C. В неблагоприятных условиях или при перегреве значения могут значительно измениться.

Мощность и КПД

Еще одна важная характеристика стабилизаторов - мощность и КПД. При максимальной нагрузке в 2А мощность составит 2А * 5В = 10 Вт. Однако часть мощности теряется в виде тепла из-за внутреннего сопротивления стабилизатора.

Типовое значение КПД КР142ЕН5А составляет около 75%. То есть на нагрузке в 10 Вт стабилизатор будет потреблять от источника питания примерно 13-14 Вт. Это важно учитывать при выборе блока питания.

Защита от перегрузок

КРЕН 5В имеет встроенные схемы защиты, которые повышают надежность и предотвращают выход из строя:

• Токовая защита отключает выход стабилизатора при превышении максимального тока нагрузки выше 2-2.5А. После снижения тока нагрузки ниже порогового значения микросхема автоматически включается;
• Тепловая защита активируется при перегреве кристалла свыше допустимой температуры. Примерно +125°C. После остывания до штатной температуры КРЕН также переходит в рабочее состояние.

Выбросы напряжения на выходе

Линейный стабилизатор имеет ограниченную скорость реакции внутренних схем на быстрые изменения входного напряжения. Поэтому возможно кратковременное проброс выбросов напряжения на выход КР142ЕН5А.

При резком скачке входного напряжения амплитуда выброса на выходе может в несколько раз превысить номинальный уровень 5В. Длительность такого события обычно составляет десятки-сотни микросекунд.

Для защиты от выбросов важно использовать дополнительные элементы фильтрации - конденсаторы и др.

Рекомендуемые конденсаторы для фильтрации

Для нормальной работы КР142ЕН5А и фильтрации пульсаций на входе и выходе нужны конденсаторы. Рекомендуются следующие емкости:

• На входе электролит 10-100 мкФ на напряжение х1.5-х2 от максимального входного;
• На выходе керамический 1-10 мкФ на рабочее напряжение (5-10В).