ПРОЕКТ №32: Интегральные стабилизаторы КРЕН... и 78...

Имеется несколько интегральных стабилизаторов:

Отечественные– КРЕН8Б и КРЕН5А в корпусе ТО-220;
Буржуйские – CW7809, AN7812, AN7809, KA7805 в корпусе ТО-220; KIA7805PI в корпусе ТО-257; UA7805 и MA7805 TESLA в корпусе ТО-3. Меня как-то больше привлекают в ТО-220. Их легко ставить на радиаторы, да  и тепловой контакт "металл-металл" способствует теплопроводности.

1. Начну с КРЕН5А. Типовая схема включения:

Минимальная ёмкость С1, С2 для керамического или танталового – 2,2 и 1 мкФ; для электролитического – 10 и 10 мкФ.
Нагрузкой будет служить электродвигатель от старого отечественного кассетника.

~U с трансформатора:

Постоянное напряжение после моста:

Напряжение на выходе стабилизатора:

Стабилизатор не работает.

Проверка микросхемы мультиметром:

Прибор пищит и показывает малое сопротивление в обоих направлениях. Стабилизатор пробит – в мусор его!

2. Проверю CW7809.
Кстати, обозначения на буржуйских стабилизаторах сделаны рациональнее, чем на отечественных. Первые две цифры «78» указывают на то, что это именно стабилизатор, а вторые «09» (в данном случае) – напряжение стабилизации 9 В (в данном случае). Буквы впереди, внутри и после особого (пока) значения не имеют. Ставлю этот стабилизатор на место КРЕН5А – типовые схемы у них одинаковые:

увеличив напряжение с трансформатора в 2 раза:

Напряжение на входе стабилизатора:

Напряжение на выходе стабилизатора под нагрузкой немного меньше 9 В:

Вполне приемлемо. Стабилизатор работает.

3. Ставлю КА7805 на место CW7809,

уменьшив входное напряжение в 2 раза:

Напряжение с моста на входе стабилизатора:

Напряжение на выходе стабилизатора без нагрузки:

И с нагрузкой:

Оно «просело» потому, что на входе маловато! Но стабилизатор работает.

4. Чтобы увеличить напряжение на выходе стабилизатора, надо к «земляной ноге» добавить подпорку – стабилитрон с резистором:

так   или вот так
Схема напоминает мне незабвенного Джона Сильвера из «Острова сокровищ» с деревянной ногой и с костылём.
Но, ближе к делу, медуза ему в глотку!!

Uвых будет равно сумме напряжений стабилизации микросхемы и стабилитрона минус падение напряжения на микросхеме. И если везде подчёркивается, что резистор повышает стабильность Uвых, то по поводу его номинала мнения расходятся. При одном и том же стабилитроне КС147А (микросхема КРЕН5А) номинал резистора от 200 Ом до 1,2 кОм! Как говорится, будем посмотреть:

С1 и С2 по 10мк х 37В, VD1 2C168A, R1 330 Ом.

Напряжение на входе стабилизатора:

Напряжение на выходе без нагрузки и при включенном моторчике:

Карамба!! Действительно, напряжение стабилизации значительно больше 5 В!

5. И уж никак невозможно было пройти мимо такого варианта «подпорок» для Дж. Сильвера:

«За основу» взят простейший компенсационный стабилизатор на одном транзисторе (см. в этом же разделе «От регулятора к стабилизатору»). Затем транзистор из него хирургическим путём изъят (ампутирован), а на его место вставлен (имплантирован) интегральный стабилизатор. Поскольку я протезирую Дж. Сильвера, приходится применять медицинскую лексику. Кто не верит, может попробовать тупо вставить вместо DA1, например, мой любимый КТ829А (или ему подобные):

Я этого делать, конечно, не буду, а применю вместо К142ЕН5А - КА7805:

DA1 - КА7805, VD1 – Д814В, R1 – 300 Ом, R2 – 5 кОм, C1 – 1000мк х 35В, С2 – 1000мк х 16В, С3 – 0,5мк (МБМ).
Параллельно DA1 катодом к мосту я включил VD2 – 1N4005. Во избежание.

Минимальное напряжение на выходе 5,22 В под нагрузкой не проседает.

Максимальное напряжение без нагрузки:

И под нагрузкой:

Считаю, что протезирование Джону помогло, и такой стабилизатор вполне можно использовать в работе. Не хватает только бутылки рома, чтобы отметить это дело :-))
Кто хочет, может поискать в сети развёрнутый ответ на вопрос «Зачем нужен VD2?». Скажу лишь, что он помогает Сильверу выжить в процессе этих чудовищных экспериментов.

6. Далее попробую добавить  Джону «биомеханический протез». Надеюсь, он не будет на меня в обиде за то, что ему пришлось стать подопытным.  Зато деревянную ногу и костыль выброшу!

Рекомендуется VT1 КТ502А (или 2N4125), но ни того ни другого я у себя не нашёл. На сайте https://alltransistors.com/ru/transistor.php?transistor=38874


найдено аж 517 аналогов. Наши – только из этой же серии, остальные иностранные. Странно…

Почему-то мне кажется, что хуже не будет, если вместо КТ502 поставить КТ814:

VT1 КТ814А, С1 10мк х 37В, R1 10к, R2 10к, С2 1000мк  х 16В, Свх 1000мк х 35В.

Напряжение на входе стабилизатора:

Напряжение на выходе регулируется от минимального значения:

до максимального:

которое под нагрузкой практически не проседает:

Тысяча чертей! Схема рабочая, но предел регулировки несколько узковат: при Uвх=17 В изменение Uвых от 6 В до 11 В. Почему?
Это задание на дом.

7. В результате следующего эксперимента Джон превратится в киборга!

Далее цитата:
«Такое устройство удалось собрать на микросхеме КР142ЕН5А, включенной по не совсем типовой схеме. Схема предлагаемого регулируемого стабилизатора приведена на рисунке. Устройство работает так. Предположим, что ток нагрузки увеличился. При этом выходное напряжение стабилизатора уменьшится. Это приводит к уменьшению тока базы транзистора VT1 и, соответственно, коллекторного тока, что эквивалентно увеличению сопротивления его участка коллектор-эмиттер. Вследствие этого напряжение на выходе (вывод 3) микросхемы DA1 увеличится, что приведет к большему открыванию регулирующего транзистора VT2.
С помощью резистора R2 можно регулировать напряжение на выходе стабилизатора. При напряжении на входе  стабилизатора 24 В выходное напряжение можно изменять в пределах 5...20 В.
Максимальный ток нагрузки зависит от  падения напряжения на регулирующем транзисторе. При выходном напряжении 20 В он ограничен предельно допустимым значением для транзистора KT829A (8 А), а при напряжении 4 В на выходе — не должен превышать 1,5 А.
Микросхему КР142ЕН5А стабилизатора можно заменить на импортную L7805. Транзистор КТ3102Г (VT1) допустимо заменить любым маломощным кремниевым, например, из серии КТ315  или КТ3102. Оксидные конденсаторы —  любые на номинальное напряжение не менее 30 В.
Регулирующий транзистор устанавливают на теплоотвод площадью не менее 200 см2. Максимальный ток нагрузки зависит от примененного регулирующего    транзистора. Если KT829A заменить более мощным, например КТ827А, максимальный ток нагрузки можно увеличить примерно до 20 А при выходном напряжении 20 В. Устройство в налаживании не нуждается».
Конец цитаты. Подчёркивание моё.

Что ж, проверим эти фантастические возможности киборгизированного Джона Сильвера (он же КА7805, если кто уже забыл к этому моменту). Схема собрана:

VT1 КТ3102А, VT2 КТ829А, R1 300 Ом, R2 10 кОм, R2 900 Ом, С1 1000мк х 35В, С2 1000мк х 16В.

Испытаю схему при напряжении около 17 В на входе. С помощью R2 устанавливаю минимум:

и максимум:

В два с лишним раза меньше входного напряжения! Что-тоздесь не так.

Гром и молния!! При подключении электродвигатель начинает вращаться, но напряжение сразу же падает до минимума и всё!!

После отключения нагрузки напряжение восстанавливается до прежнего уровня. Впечатление такое, что срабатывает защита интегрального стабилизатора. Но с чего это вдруг? Ведь ток, потребляемый этим двигателем, слишком мал. Я заменил КТ829А на новый аналогичный, КТ3102А на КТ312Б – результат прежний. Видно, не суждено Джону стать киборгом. Аминь.

8. Прости, Джон, это ещё не конец мучениям! Совершенно случайно я наткнулся на такой вариант киборгизации:

Схема несколько проще предыдущей, но как поведёт себя – будем посмотреть. Вместо КРЕН5А – всё тот же Сильвер, который стал уже похож на хромого Терминатора в конце первого фильма из знаменитой саги:

Что делать, наука требует…

В своих запасниках я обнаружил даже КТ837Ф, хотя раньше и не предполагал, что таковые вообще существуют. Интересно, а не было ли в родном Отечестве транзисторов с буквой, например, «Ъ» на конце?!

Детали:

В сборе:

Нумерация элементов как на схеме.

Минимальное напряжение на выходе стабилизатора:

Максимальное:

Установлю напряжение на выходе без нагрузки:

Тогда оно под нагрузкой:

Таким образом, Дж. Сильвер подтвердил, что он вполне способен стабилизировать это долбаное напряжение.

Что именно выбрать, решать Вам. Спасибо за внимание.

Особое человеческое «СПАСИБО» Джону Сильверу, который выдержал все, прямо скажем, нечеловеческие муки, но остался в полном здравии и уме. Надеюсь, он не  откажется принять участие в создании лабораторного БП, который придёт на смену морально и физически устаревшему блоку питания ≈ 1985г создания:

© SEkorp, 6 октябрь 2017