uuio заданную надежность приборов в условиях эксплуатации. К таким ограничениям относятся: максимальная мощность рассеяния Рртах максимальный ток нагрузки /„ rnn.v и максимально допустимое входное напряжение ихтах-

Мощность, рассеиваемая в ИСН, определяется, в основном, потерями в регулирующем элементе

(5,32)

Рр max - Л max КЭр max.

где 6[(-э р ,„ц - Максимальное падение напряжения на РЭ

КЭр max - у их max min

(5.33)

Напряжение (/«т/" учитывает допуск выходного напряжения. Допустимая мощность рассеяния определяется конструкцией корпуса ИСН и условиями охлаждения. Мощность рассеяния должна быть такой, чтобы температура кристалла Т„ ИСН не превышала заданной с учетом температуры окружающей среды и теплового сопротивления ИСН. Если ИСН используется без дополнительного теплоотвода. то температура перехода определяется по формуле

Г„=»7е+Яр/?„.с. (5.34)

При установке ИСН на радиатор

TnT + PpR„.. (5.35)

Конструктивные размеры и тепловые параметры интегральных стабилизаторов, размещенных в стандартных корпусах, позволяют провести расчеты тепловых режимов работы ИСН по заданным условиям эксплуатации. Допустимая рассеиваемая мощность ИСН ограничивается не только конструкцией корпуса микросхемы, но и максимально допустимым входным напряжением. Это видно из рис. 5.28, на котором приведена зависимость рассеиваемой мощности интегральных микросхем стабилизаторов от температуры кор-

Рис. 5.28. Зависимость мощности рассеяния интегральных стабилизаторов от температуры корпуса

Рис. 5.29. Область безопасной

Н142ЕН5А, КП21И5В

W S 8 7

6 5 Ч 3

Н1Шни КШ2ЕИ2

-ео 10 20 о 20 40 во 80 Ш\, "С

для ИСН К142ЕН8

пуса [28]. Из графиков видно, что в диапазоне температру от -60 до +80 °С для микросхем К142ЕН5А, Б (С/вхтах= 15 В) мощность Pvmax= 10 Вт, в ТО время как для микросхем К142ЕНЗ,4 с Свх шах = 40 В Рр = 6 Вт.

Область безопасной работы интегральных стабилизаторов строится в координатах тока нагрузки и падения напряжения на регулирующем транзисторе Cgp- Пример ОБР для микросхем с выходными напряжениями 9, 12 и 15 В при Тк 80 °С приведен на рис. 5.29; она включает площадь OMN, ограниченную максимальным током нагрузки (линия MN !нтах Ь5 А), максимально допустимой мощностью рассеяния (кривая NP Рртах = 8 Вт) и максимальным входным напряжением (отрезок 0Q Cgx max ~ 5 В). Как видно из рис. 5.29, при увеличении напряжения на стабилизаторе ток нагрузки уменьшается. Линии АА, ББ и ВВ ограничивают ОБР для микросхем с выходными напряжениями 9, 12 и 15 В соответственно. При выборе режима ИСН нужно стремиться уменьшить и Cjgp так, чтобы рабочая точка находилась внутри ОБР, так как снижение Рр ах приводит к уменьшению температуры нагрева микросхемы и повышению ее надежности.

5.5. Специальные схемы транзисторных стабилизаторов напряжения и тока

Двухполярные стабилизаторы [9]. К ним относятся стабилизаторы, у которых плюс и минус выходного напряжения поступают в нагрузку относительно общей (нулевой или корпусной) шины. Как правило, двухполярные КСН состоят из двух стабилизаторов, выполненных на транзисторах п-р-п и р-п-р структуры (рис. 5.30). Причем использование в одном из стабилизаторов в качестве опорного напряжения выходного напряжения (в частности Uhi) другого стабилизатора позволяет обеспечить изменение Chi и Снг при воздействии различных возмущений (Сщ, Сца, тока нагрузки, температуры и т. п.) одного знака и почти равной величины, что имеет существенное значение для ряда потребителей, например при питании операционных усилителей.

На рис. 5.31 приведена схема двухполярного стабилизатора, управление которым выполнено на ИСН типа К142ЕН2 [28]. Здесь в качестве регулирующих элементов использованы транзисторы VT, VT3 одинаковой структуры. Основным стабилизатором является отрицательный; его напряжение устанавливается переменным резистором RP. Регулировка положительного напряжения осуществляется резистором RP.

Структурная схема двухполярного интегрального стабилизатора типа К142ЕН6 128] приведена на рис. 5.32. Она также содержит два регулирующих элемента P5i и РЭ, включенных соответственно в плюсовую и минусовую шнны питания относительно общего провода.

Стабилизатор, включенный в минусовую шину питания, является ведущим, его выходное напряжение устанавливается делителем R3, /?4, а источник опорного напряжения (ИСН) используется также для стабилизатора положительного напряжения. Связь обоих стабилизаторов осуществляется через общий делитель R, Rg. Оба стабилизатора имеют раздельные узлы токовой защиты

1г vv;

J f»» RP,

Co.tl

Ij у Rn

Рис. 5.30. Схема двухполярного транзисторного стабилизатора VT2

* " -I о V

НП2ЕН2 =гС(,.с7

W гг-*-

VT, ч

Ун 7

НН2ЕН2 72

1} а

-о о

Рис. 5.31. Схема двухполярного стабилизатора с управлением иа ИСН типа К142ЕН2