Один из важных узлов радиоэлектронной аппаратуры - стабилизатор напряжения в блоке питания. Еще совсем недавно такие узлы строили на стабилитронах и транзисторах. Общее число элементов стабилизатора было довольно значительным, особенно если от него требовались функции регулирования выходного напряжения, защиты от перегрузки и замыкания выхода, ограничения выходного тока на заданном уровне.

С появлением специализированных микросхем ситуация изменилась. Выпускаемые микросхемные стабилизаторы напряжения способны работать в широких пределах выходных напряжения и тока, часто имеют встроенную систему защиты от перегрузки по току и от перегревания - как только температура кристалла микросхемы превысит допустимое значение, происходит ограничение выходного тока.

В настоящее время ассортимент отечественных и зарубежных микросхем-стабилизаторов напряжения настолько широк, что ориентироваться в нем стало уже довольно трудно. Помещенные ниже таблицы призваны облегчить предварительный выбор микросхемного стабилизатора для того или иного электронного устройства.

В табл. 1 представлен перечень наиболее распространенных на отечественном рынке трехвыводных микросхем линейных стабилизаторов напряжения на фиксированное выходное напряжение и их основные параметры; на рис. 1 упрощенно показан внешний вид приборов, а также указана их цоколевка. В таблицу включены лишь стабилизаторы с выходным напряжением в пределах 5...27 В - в этот интервал укладывается подавляющее большинство случаев радиолюбительской практики. Конструктивное оформление зарубежных приборов может отличаться от показанного на рис. 1.

Следует иметь в виду, что сведения о рассеиваемой мощности при работе микросхемы с теплоотводом в паспортах приборов обычно не указывают, поэтому в табл. 1 и 2 даны некоторые усредненные ее значения, полученные из графиков, имеющихся в документации. Отметим также, что микросхемы одной серии, но на разные значения напряжения, по рассеиваемой мощности могут различаться.

Ряд микросхем, изготовляемых в дальнем и ближнем зарубежье, имеют маркировку, не соответствующую российской стандартизированной системе. Так, перед обозначением стабилизаторов групп 78, 79, 78L, 79L, 78M, 79M, перечисленных в таблице, в действительности могут присутствовать одна или две буквы, кодирующие, как правило, фирму-изготовитель. Позади указанных в таблице обозначений также могут быть буквы и цифры, указывающие на те или иные конструктивные или эксплуатационные особенности микросхемы.

Более подробная информация о некоторых сериях отечественных микросхемных стабилизаторах помещена в [1-5], а по зарубежным - в [6,7].

Некоторые типы отечественных стабилизаторов имеют оригинальную устоявшуюся цифровую нумерацию выводов (она показана на рис. 1 в скобках). Это произошло оттого, что первоначально микросхемы этих серий выпускали в "микросхемных" корпусах со стандартизированной нумерацией выводов. После того, как было налажено производство в "транзисторных" корпусах, нумерация выводов сохранилась.

Микросхемы	Выходное напряжение, В	Максимальный ток нагрузки, А	Максимальная рассеиваемая мощность, Вт	Регулирующий элемент включен в цепь	Корпус (рис.)
КР1157ЕН501А; КР1157ЕН501Б КР1157ЕН601А; КР1157ЕН601Б КР1157ЕН801А; КР1157ЕН801Б КР1157ЕН901А; КР1157ЕН901Б КР1157ЕН1201А; КР1157ЕН1201Б КР1157ЕН1501А; КР1157ЕН1501Б КР1157ЕН1801А; КР1157ЕН1801Б КР1157ЕН2401А; КР1157ЕН2401Б	5 6 8 9 12 15 18 24	0,1	0,5	плюсовую	КТ-26, (1,б)
КР1157ЕН502А; КР1157ЕН502Б КР1157ЕН602А; КР1157ЕН602Б КР1157ЕН802А; КР1157ЕН802Б КР1157ЕН902А; КР1157ЕН902Б КР1157ЕН1202А; КР1157ЕН1202Б КР1157ЕН1502А; КР1157ЕН1502Б КР1157ЕН1802А; КР1157ЕН1802Б КР1157ЕН2402А; КР1157ЕН2402Б КР1157ЕН2702А; КР1157ЕН2702Б	5 6 8 9 12 15 18 24 27	0,1	0,5	плюсовую	КТ-26, (1,а)
КР1157ЕН5А; КР1157ЕН5Б КР1157ЕН9А; КР1157ЕН9Б КР1157ЕН12А; КР1157ЕН12Б КР1157ЕН15А; КР1157ЕН15Б КР1157ЕН18А; КР1157ЕН18Б КР1157ЕН24А; КР1157ЕН24Б	5 9 12 15 18 24	0,1	0,5	плюсовую	КТ-27-2, (1,в)
КР1168ЕН5 КР1168ЕН6 КР1168ЕН8 КР1168ЕН9 КР1168ЕН12 КР1168ЕН15	5 6 8 9 12 15	0,1	0,5	минусовую	КТ-26 (1,б) (см. прим.1)
78L05 78L62 78L82 78L09 78L12 78L15 78L18 78L24	5 6,2 8,2 9 12 15 18 24	0,1	0,5	плюсовую	ТО-92, (1,а)
79L05 79L06 79L12 79L15 79L18 79L24	5 6 12 15 18 24	0,1	0,5	минусовую	ТО-92 или КТ-26 (1,б)
КР1157ЕН5В; КР1157ЕН5Г КР1157ЕН9В; КР1157ЕН9Г КР1157ЕН12В; КР1157ЕН12Г КР1157ЕН15В; КР1157ЕН15Г КР1157ЕН18В; КР1157ЕН18Г КР1157ЕН24В; КР1157ЕН24Г	5 9 12 15 18 24	0,25	1,3	плюсовую	КТ-27-2 или ТО-126 (1,в)
78M05 78M06 78М08 78М12 78М15 78М18 78М20 78М24	5 6 8 12 15 18 20 24	0,5	7,5	плюсовую	ТО-202 или ТО-220 (1,г)
79М05 79М06 79М08 79М12 79М15 79М20 79М24	5 6 8 12 15 20 24	0,5	7,5	минусовую	ТО-220, (1,д)
КР142ЕН8Г КР142ЕН8Д КР142ЕН8Е КР142ЕН9Г КР142ЕН9Д КР142ЕН9Е	9 12 15 20 24 27	1	10	плюсовую	КТ-28-2, (1,г)
КР142ЕН5В КР142ЕН5Г КР142ЕН8А КР142ЕН8Б КР142ЕН8В КР142ЕН9А КР142ЕН9Б КР142ЕН9В	5 6 9 12 15 20 24 27	1,5	10	плюсовую	КТ-28-2, (1,г)
7805 7806 7808 7885 7809 7812 7815 7818 7824	5 6 8 8,5 9 12 15 18 24	1,5 (см. прим.2)	10	плюсовую	ТО-220, (1,г)
7905 7906 7908 7909 7912 7915 7918 7924	5 6 8 9 12 15 18 24	1,5 (см. прим.2)	10	минусовую	ТО-220, (1,д)
КР1162ЕН5А; КР1162ЕН5Б КР1162ЕН6А; КР1162ЕН6Б КР1162ЕН8А; КР1162ЕН8Б КР1162ЕН9А; КР1162ЕН9Б КР1162ЕН12А; КР1162ЕН12Б КР1162ЕН15А; КР1162ЕН15Б КР1162ЕН18А; КР1162ЕН18Б КР1162ЕН24А; КР1162ЕН24Б	5 6 8 9 12 15 18 24	1,5	10	минусовую	КТ-28-2, (1,д)
КР1179ЕН05 КР1168ЕН06 КР1179ЕН08 КР1179ЕН12 КР1179ЕН15 КР1179ЕН24	5 6 8 12 15 24	1,5	10	минусовую	ТО-220, (1,д)
КР1180ЕН5А; КР1180ЕН5Б КР1180ЕН6А; КР1180ЕН6Б КР1180ЕН8А; КР1180ЕН8Б КР1180ЕН9А; КР1180ЕН9Б КР1180ЕН12А; КР1180ЕН12Б КР1180ЕН15А; КР1180ЕН15Б КР1180ЕН18А; КР1180ЕН18Б КР1180ЕН24А; КР1180ЕН24Б	5 6 8 9 12 15 18 24	1,5	10	плюсовую	КТ-28-2, (1,г)
КР142ЕН5А КР142ЕН5Б	5 6	2	10	плюсовую	КТ-28-2, (1,г)

прим.1: Была выпущена опытная партия с цоколевкой, соответствующей рис. 1,а.
прим.2: Выпускают также разновидности на ток нагрузки до 1 А.

Типовая схема включения микросхемных стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение показана на рис. 2,а и б. Для всех микросхем емкость входного конденсатора С1 должна быть не менее 2,2 мкФ для керамических или оксидных танталовых и не менее 10 мкФ - для алюминиевых оксидных конденсаторов, а выходного конденсатора С2 - не менее 1 и 10 мкФ соответственно. Некоторые микросхемы допускают и меньшую емкость, но указанные значения гарантируют устойчивую работу любых стабилизаторов. Роль входного может исполнять конденсатор сглаживающего фильтра, если он расположен не далее 70 мм от корпуса микросхемы. В [6] опубликовано множество схем различных вариантов включения микросхемных стабилизаторов для обеспечения большего выходного тока, изменения выходного напряжения, реализации других вариантов защиты, использования стабилизатора напряжения в качестве генератора тока.

Если требуется нестандартное значение стабилизированного выходного напряжения или плавное его регулирование, удобно использовать специализированные регулируемые микросхемные стабилизаторы, поддерживающие напряжение 1,25 В между выходом и управляющим выводом. Их перечень представлен в табл. 2, а типовая схема включения для стабилизаторов с регулирующим элементом в плюсовом проводе - на рис. 3. Резисторы R1 и R2 образуют внешний регулируемый делитель напряжения, который входит в цепь установки уровня выходного напряжения Uвых, равного Uвых=1,25(1+R2/R1)+Iпот.R2, где Iпот=50...100 мкА - собственный потребляемый ток микросхемы. Число 1,25 в этой формуле - это упомянутое выше напряжение между выходом и управляющим выводом, которое поддерживает стабилизатор в рабочем режиме.

Обратим внимание на то, что, в отличие от стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение, регулируемые без нагрузки не работают. Минимальное значение выходного тока маломощных регулируемых стабилизаторов равно 2,5...5 мА и 5...10 мА - мощных. В большинстве случаев применения нагрузкой служит резистивный делитель напряжения R1R2 на рис. 3.

По этой схеме можно включать и стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением. Однако, во-первых, потребляемый ими ток значительно больше (2...4 мА) и, во-вторых, он менее стабилен при изменении выходного тока и входного напряжения. По этим причинам максимально возможного коэффициента стабилизации устройства достичь не удастся.

Микросхемы	Выходное напряжение, В	Максимальный ток нагрузки, А	Максимальная рассеиваемая мощность, Вт	Регулирующий элемент включен в цепь	Корпус (рис.)
КР1157ЕН1	1,2...37	0,1	0,6	плюсовую	КТ-26, (1,е)
КР1168ЕН1	1,3...37	0,1	0,5	минусовую	КТ-26, (1,е)
LM317L	1,2...37	0,1	0,625	плюсовую	ТО-92, (1,е)
LM337LZ	1,2...37	0,1	0,625	минусовую	ТО-92, (1,е)
КР142ЕН12Б	1,2...37	1	10	плюсовую	КТ-28-2, (1,ж)
КР142ЕН12А	1,2...37	1,5	10	плюсовую	КТ-28-2, (1,ж)
КР142ЕН18А	1,3...26,5	1	10	минусовую	КТ-28-2, (1,и)
КР142ЕН18Б	1,3...26,5	1,5	10	минусовую	КТ-28-2, (1,и)
LM317T	1,2...37	1,5	15	плюсовую	ТО-220, (1,ж)
LM337Т	1,2...37	1,5	15	минусовую	ТО-220, (1,и)

Для снижения уровня пульсаций на выходе, особенно при большем выходном напряжении, рекомендуется включать сглаживающий конденсатор C3 емкостью 10 мкФ и более. К конденсаторам С1 и С2 требования такие же, как и к соответствующим конденсаторам фиксированных стабилизаторов.

Если стабилизатор работает при максимальном выходном напряжении, то при случайном замыкании входной цепи или отключении источника питания микросхема оказывается под большим обратным напряжением со стороны нагрузки и может быть выведена из строя. Для защиты микросхемы по выходу в таких ситуациях параллельно ей включают защитный диод VD1.

Другой защитный диод - VD2 - защищает микросхему со стороны заряженного конденсатора C3. Диод быстро разряжает этот конденсатор при аварийном замыкании выходной или входной цепи стабилизатора.

Все сказанное служит только для предварительного выбора стабилизатора, перед проектированием блока питания следует ознакомиться с полными справочными характеристиками, хотя бы для того, чтобы точно знать, каково максимально допустимое входное напряжение, достаточна ли стабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения, тока нагрузки или температуры. Можно выразить уверенность, что перечисленные в статье микросхемы находятся на техническом уровне, достаточном для решения подавляющего числа задач радиолюбительской практики.

Заметный недостаток у описанных стабилизаторов один - довольно большое минимально необходимое напряжение между входом и выходом - 2...3 В, однако он с лихвой окупается простотой применения и низкой ценой микросхем.

Литература

Автор: С.Бирюков г.Москва