Интеграция T-FLEX CAD с P-CAD — задача 3D-моделирования
Николай Капитанов, Дмитрий Кресик, Михаил Егоров
В журнале «САПР и графика» № 2’2006 была опубликована статья «Решение задачи интеграции T-FLEX CAD c P-CAD» (http://tflex.ru/products/demo/detail.php?ID=1175), в которой описан разработанный в ОАО АНПП «ТЕМП-АВИА» программный модуль формирования КД на печатные платы в T-FLEX CAD 9.0. Там же было отмечено, что наше предприятие ведет разработку программного модуля для формирования трехмерной модели печатной платы. Этому модулю и посвящена данная статья.
В нашей работе основными инструментами, позволяющими получать трехмерные изображения печатной платы, являются T-FLEX CAD 3D, P-CAD и интегрированная база данных (ИБД) электрорадиоизделий (ЭРИ) предприятия (рис. 1). ИБД организована посредством Microsoft SQL Server, что позволяет использовать все возможности данной СУБД — от разграничения прав доступа до автоматического архивирования данных по расписанию. Полная структура базы данных позволяет хранить всю информацию об ЭРИ: класс элемента, номер ТУ, содержание драгоценных материалов, электрические параметры и пр.
Рис. 1. Структурная схема получения трехмерной модели печатной платы
Рис. 2. Обобщенная структура ИБД в части 3D
Вся информация, обеспечивающая связь элементов P-CAD с их трехмерными моделями в T-FLEX CAD 3D, сведена в таблицу посадочных мест. Необходимость ее введения обусловлена тем, что отдельные ЭРИ могут быть представлены в разных корпусах и соответствующий элемент P-CAD должен отвечать нескольким типам посадочных мест на плате. В таблицу моделей сведена информация о параметрических трехмерных прототипах элементов, созданных в T-FLEX CAD 3D (наименование, путь к grb-файлу). Каждому прототипу поставлена в соответствие своя таблица параметров (что обозначено на рисунке красными стрелками). В таблицу элементов занесена информация об ЭРИ (наименование, ТУ, прочие данные).
При такой организации базы данных не составляет труда перейти от установленного элемента в P-CAD к его трехмерной модели в T-FLEX CAD 3D с применением параметризации. Хотя использование параметрических моделей и усложняет разработку 3D-прототипов, а также налагает дополнительные требования на базу данных, это позволяет сократить количество моделей в десятки раз. Последнее значительно облегчает их сопровождение и отслеживание изменений 3D-моделей. На рис. 3 показаны различные 3D-модели, полученные из одного прототипа с применением параметризации, заложенной в T-FLEX CAD 3D.Рис. 3a
Рис. 3б
Рис. 3в
Рис. 3г
Рис. 3. Модели, полученные из одного 3D-прототипа: а — микросхема 1113ПВ1А; б — микросхема 142ЕН5А; в — микросхема 5559ИН4У; г — конденсатор К53-56; д — диодная сборка 2Д706АС9
Сегодня на предприятии ведется наработка количества элементов, перекрываемых 3D-прототипами, поэтому на рисунках можно видеть, что уровень детализации 3D-моделей пока невысок. Однако и этого вполне достаточно для проектной работы.
Рис. 4. Менеджер базы данных «3D прототипы»
Для сопровождения и администрирования ИБД создана специальная программа — менеджер базы данных. На рис. 4 показана вкладка «3D-прототипы» с выбранной параметрической 3D-моделью «Микросхема_универсал.grb», созданной в T-FLEX CAD 3D. В правой части окна отображаются переменные и их значения по умолчанию из ИБД. При добавлении нового 3D-прототипа, а также при изменении существующих информация о параметрах прототипа автоматически считывается из соответствующего grb-файла посредством открытого программного интерфейса T-FLEX CAD Open API. Сопоставление элемента соответствующему 3D-прототипу осуществляется на вкладке «Элементы» (рис. 5). Здесь необходимо произвести выбор прототипа каждому корпусу элемента, а также задать значения его переменным. Пользователь может сразу увидеть результат (рис. 6) — это тоже реализовано с помощью T-FLEX CAD Open API.
Рис. 5. Менеджер базы данных «Элементы»
Рис. 6. Просмотр прототипа с заданными параметрами в менеджере ИБД
Рис. 7. Окно модуля формирования 3D-изображения печатной платы
Запуск модуля формирования трехмерного изображения печатной платы осуществляется из меню T-FLEX CAD 3D. Рабочее окно этого модуля представлено на рис. 7. Перед началом работы необходимо настроить подключение к MS SQL Server нажатием кнопки «Настроить» (выводится стандартный диалог подключения к СУБД). При успешном подключении в строке состояния отобразится имя сервера. Далее необходимо выбрать путь к PCB-файлу. Если уже открыт проект печатной платы в редакторе P-CAD PCB, то после установки галочки «Использовать пути текущего проекта» произойдет автоматическое считывание директории. Выбор опций из группы «Опции 3D импорта» позволяет подключать и отключать следующие возможности:
«Формировать печатную плату» — создавать твердотельную модель печатной платы;
«Обрабатывать отверстия» — производить выталкивание сквозных отверстий;
«Формировать проводники» — наносить на плату твердотельную модель проводящих дорожек;
«Устанавливать элементы» — располагать электрорадиоизделия.
После установки всех опций можно приступать к формированию трехмерного изображения — этот процесс запускается нажатием кнопки «Импорт». Если выбранный проект печатной платы еще не открыт в P-CAD PCB, модуль произведет его автоматическое открытие, считывание информации через API DBX и построение трехмерной модели в T-FLEX CAD 3D. Получение 3D-изображения печатной платы можно производить в несколько этапов с предварительным просмотром результатов каждого этапа.
Рис. 8а
Рис. 8б
Рис. 8. Исходный проект печатной платы в P-CAD PCB (а) и результат работы модуля — трехмерное изображение спроектированной печатной платы (б)
Начинать процесс следует с запуска модуля с включенными опциями «Формировать печатную плату» и «Обрабатывать отверстия». В результате будет сгенерировано изображение печатной платы с отверстиями. Затем необходимо произвести импорт с включенной опцией «Устанавливать элементы» — на сформированную плату будут установлены ЭРИ. Затем, при необходимости, нужно закончить формирование 3D-изображения с включенной опцией «Формировать проводники».
На рис. 8 приведены окно P-CAD PCB с открытым проектом печатной платы и ее сформированная трехмерная модель в T-FLEX CAD 3D.
Таким образом, используя API систем T-FLEX CAD и P-CAD, функции параметризации в T-FLEX CAD 3D и благодаря разработанной ИБД, стало возможным создание подсистемы трехмерного отображения спроектированной печатной платы, а также импорта и автоматизированного оформления КД печатной платы в T-FLEX CAD 2D, описанных в статье «Решение задачи интеграции T-FLEX CAD и P-CAD» («САПР и графика» № 2’2006).
САПР и графика 1`2008
- КД трехмерная модель плата база данных ЭРИ класс элемент таблица наименование прототип детализация Менеджер СУБД импорт интеграция оформление параметризация
Стабилизаторы с низким падением между входом и выходом
Алексеев Владимир
№ 3’2010
PDF версия
Существенно улучшить энергетические и массогабаритные показатели источников питания возможно путем использования микросхем непрерывных стабилизаторов напряжения с низким напряжением между входом и выходом. В статье рассматриваются разработанные ОАО «НПП «ЭлТом» микросхемы, приведены их технические характеристики и электрические параметры, рекомендуемые схемы включения.
Существенно улучшить энергетические и массогабаритные показатели источников питания возможно путем использования микросхем непрерывных стабилизаторов напряжения с низким напряжением между входом и выходом.
Для низковольтной аппаратуры специального применения предназначены разработанные ОАО «НПП «ЭлТом» микросхемы 142ЕР3У, 1303ЕН1.8П, 1303ЕН2.5П, 1303ЕН3.3П, 1303ЕН5П, существенно превосходящие по своим техническим характеристикам типичные микросхемы предыдущего поколения, что следует из сравнительных таблиц (табл. 1 и 2).
Тип микросхем | Параметр | |||||||
Uвх min, В | Uвх max, В | Uвых min, В | Uвых max , В | Uпд min, В | Iвых max, мА | КU, %/В | КI, %/А | |
142ЕН1 | 5 | 30 | 3 | 12 | – | 150 | 0,1 | 4,5 |
142ЕР3У | 2,5 | 16 | 2 | 8 | 0,4 | 200 | 0,015 | 3 |
Тип микросхем | Параметр | ||||||
Uвх min, В | Uвх max, В | Uвых, В | Uпд min, В | Iвых max, A | КU, %/В | КI, %/A | |
142ЕН5А | 7,5 | 15 | 5±0,1 | 2,5 | 3 | 0,05 | 1,0 |
1303ЕН5П1 | 5 | 16 | 5±0,15 | 0,6 | 5 | 0,05 | 0,5 |
Микросхемы 142ЕР3У имеют универсальное применение и обеспечивают регулировку стабилизированного напряжения в диапазоне 2–8 В при выходном токе до 200 мА. Стабилизирующие свойства микросхем сохраняются при снижении напряжения (мВ) между входом и выходом до величины
Uвх/вых(min) = 50 +1,5×Iвых,
то есть не превышающей 400 мВ при предельнодопустимом выходном токе.
Рекомендуемая схема включения микросхемы 142ЕР3У приведена на рис. 1. Особенностью микросхемы является питание усилителя рассогласования и источника опорного напряжения стабилизированным выходным напряжением с помощью отдельного вывода 5. Такое включение позволяет компенсировать падение напряжения на выводах микросхемы и соединительных проводниках и обеспечить нестабильность по входному напряжению и выходному току не хуже 0,015%/В и 3%/А.
Рис. 1. Схема включения микросхемы 142ЕР3У
Температурный уход выходного напряжения менее 0,01%/ °С в диапазоне рабочих температур –60…+125 °С. Экономичность микросхемы обеспечивается малым током собственного потребления, составляющим 1–2 мА, а также возможностью ее перевода в дежурный режим с током потребления 10–20 мкА путем соединения вывода 1 с общей шиной.
При необходимости увеличения выходного тока свыше 200 мА к микросхеме 142ЕР3У можно подключить во входную цепь работающий в режиме усилителя мощности дискретный р-n-р-транзистор или к выходу n-p-n-транзистор — аналогично схемам усилителей мощности, рассмотренным в технической литературе [1, 2]. Кроме того, микросхемы 142ЕР3У очень эффективно работают в схемах стабилизации тока в нагрузке, обеспечивая выходное динамическое сопротивление при выходном токе 10 мА до 100 кОм и 10 кОм при выходном токе до 100 мА.
Наименование параметра, единица измерения | Норма параметра 142ЕР3У | Режим измерения | Температура среды, °С | |
Не менее | Не более | |||
Опорное напряжение Uоп, В | 1,22 | 1,26 | Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА | 25 |
1,21 | 1,27 | –60…+125 | ||
Ток потребления, Iпот мА | – | 3 | Uвх = 8 В, Uвых = 7,5 В, Iвых = 200 мА | 25 |
Нестабильность опорного напряжения по напряжению КUоп, %/В | – | 0,015 | Uвх1 = 2,7 В, Uвх2 = 16 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА | 25 |
0,03 | –60…+125 | |||
Нестабильность опорного напряжения по току КIоп, %/А | – | 3 | Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В, Iвых1 = 1 мА, Iвых2 = 200 мА | 25 |
5 | –60…+125 | |||
Температурный коэффициент опорного напряжения αUоп, %/°С | – | 0,01 | Uвх = 2,7 В, Uвых = 2,2 В, Iвых = 1 мА | –60…+125 |
Высокая надежность 142ЕР3У и источников питания на ее основе обеспечиваются защитой от превышения выходного тока свыше 500 мА, возможностью работы на короткозамкнутую нагрузку, устойчивостью к переполюсовке входного и выходного напряжения, а также защитой от перегрева кристалла свыше +160 °С. Основные электрические параметры микросхемы 142ЕР3У приведены в табл. 3 и на рис. 2. Микросхемы устойчивы к самовозбуждению при подключении конденсаторов малой емкости (существенно меньшей, чем обычно используемые в стабилизаторах с малым падением напряжения). Микросхемы 142ЕР3У выпускаются в малогабаритных металлокерамических корпусах Н02.8-2В, позволяющих рассеивать мощность не менее 0,2 Вт при температуре окружающей среды до +125 °С.
Рис. 2. Зависимость минимального падения напряжения от выходного тока для микросхемы 142ЕР3У
Для питания низковольтных микропроцессорных узлов с большим током потребления предназначена серия стабилизаторов напряжения 1303ЕН-ХХ с фиксированными выходны- ми напряжениями 1,8; 2,5; 3,3 и 5,0 В с точностью его подгонки около 1%. Эти стабилизаторы обеспечивают ток в нагрузке до 5 А во всем рабочем диапазоне температуры среды (–60… +125 °С) при напряжении между входом и выходом всего 0,6 В. Уменьшение выходного тока этих микросхем при эксплуатации позволяет пропорционального снизить минимальное падение напряжения между входом и выходом. Микросхемы характеризуются очень высокими показателями стабильности, типовые значения которых равны 0,01%/В и 0,1%/А. В серии 1303 достаточно четко выражена особенность всех стабилизаторов с малым падением напряжения, заключающаяся в зависимости тока потребления от выходного тока, которую необходимо учитывать при определении выделяющейся в микросхеме мощности. Обычное значение тока, протекающего через нулевой вывод микросхемы, равно 1% от выходного.
Для предотвращения самовозбуждения микросхем рекомендуется использовать сочетание керамических и танталовых конденсаторов (рис. 3).
Рис. 3. Схема включения микросхем 1303ЕН1.8П, 1303ЕН2.5П, 1303ЕН3.3П, 1303ЕН5П
Микросхемы серии 1303 выпускаются в корпусах КТ-28А, представляющих собой металлокерамический аналог распространенного корпуса ТО-220. Типовое значение теплового сопротивления кристалл-корпус составляет 5–6 °С/Вт, что позволяет рассеивать мощность около 5 Вт при установке микросхем на теплоотводящий радиатор с температурой +125 °С.
Параметры и режим измерения | Норма параметра | Температура среды, °С | |||||||
1303ЕН1.8П | 1303ЕН2.5П | 1303ЕН3.3П | 1303ЕН5П | ||||||
не менее | не более | не менее | не более | не менее | не более | не менее | не более | ||
Выходное напряжение Uвых, В | 1,75 | 1,85 | 2,43 | 2,57 | 3,2 | 3,4 | 4,85 | 5,15 | 25 |
Uвх = Uвых+1 В, Iвых = 10 мА | 1,73 | 1,87 | 2,4 | 2,6 | 3,15 | 3,45 | 4,77 | 5,23 | –60…+125 |
Ток потребления Iпот, мА Uвх = Uвых+1 В, Iвых = 5 А | – | 85 | – | 85 | – | 85 | – | 85 | 25 |
Нестабильность по напряжению КUвых, %/В | – | 0,05 | – | 0,05 | – | 0,05 | – | 0,05 | 25 |
Uвх1 = Uвых+1 В, Uвх2 = 16 В, Iвых = 10 мА | – | 0,1 | – | 0,1 | 0,1 | – | 0,1 | –60…+125 | |
Нестабильность по току КIвых, %/А | – | 0,5 | – | 0,5 | 0,5 | – | 0,5 | 25 | |
Uвх = Uвых+1 В, Iвых1 = 10 мА, Iвых2 = 5 А | – | 1 | – | 1 | – | 1 | – | 1 | –60…+125 |
Температурный коэффициент выходного напряжения αUвых, %/ °С Uвх = Uвых+1 В, Iвых = 10 мА | – | 0,01 | – | 0,01 | – | 0,01 | – | 0,01 | –60…+125 |
Устойчивость микросхем серии 1303 к аварийным режимам работы обеспечивается встроенными защитами от превышения выходного тока и перегрева кристалла свыше +150 °С, переполюсовки напряжения между входом и выходом, а также блокировкой выхода при увеличении входного напряжения выше 17 В. Основные электрические параметры микросхем серии 1303 представлены в табл. 4 и на рис.4.
Рис. 4. Зависимость минимального падения напряжения от выходного тока микросхем 1303ЕН1.8П, 1303ЕН2.5П, 1303ЕН3.3П, 1303ЕН5П
Литература
- Микросхемы для линейных источников питания. М.: Додека. 1995.
- Технический отчет по ОКР «Кубераку» ОАО «НПП «ЭлТом». Томилино. 2009.
Регулятор напряжения КРЭН: характеристики, схема подключения, аналоги
КПЭН, “кренка” – нарицательное название интегральных стабилизаторов напряжения 142 серии. Размер его корпуса не позволяет провести полную маркировку серии ( КР142ЕН5А и т.д. ), поэтому разработчики ограничились кратким вариантом – КПЕН5А. «Кренки» получили широкое распространение как в промышленности, так и в любительской практике.
Содержание
- 1 Что представляют собой регуляторы напряжения КПЭН 142
- 2 Модификации микросхем
- 3 Основные технические характеристики
- 4 Назначение выводов и принцип действия
- 5 Пример типовой схемы подключения
- 6 Какие есть аналоги
- 7 Как проверить работоспособность микросхем КПН
Микросхемы серии 142 завоевали популярность из-за простоты получения стабильного напряжения – простая обвязка, отсутствие регулировки и настроек. Достаточно подать питание на вход, а на выходе получить стабилизированное напряжение. Наиболее популярны и распространены нерегулируемые интегральные регуляторы в корпусах ТО-220 на напряжение до 15 вольт:
- КР142ЕН5А, В – 5 вольт;
- КР142ЕН5Б, Г – 6 вольт;
- КР142ЕН8А, Г – 9 вольт;
- КР142ЕН8Б, Д – 12 вольт;
- КР142ЕН8Б, Е – 15 вольт;
- КР142 ЕН8Ж, I – 12,8 вольт.
В случаях, когда необходимо более высокое стабильное напряжение, применяются приборы:
- КР142ЕН9А – 20 вольт;
- КР42ЕН9Б – 24 вольта;
- КР142ЕН9Б – 27 вольт.
Эти микросхемы также доступны в планарном исполнении с немного другими электрическими характеристиками.
Серия 142 включает другие встроенные регуляторы. К микросхемам с регулируемым выходным напряжением относятся:
- КР142ЕН1А, Б – с диапазоном регулирования от 3 до 12 вольт;
- КР142ЕН2Б – с диапазоном 12…30 вольт.
Эти устройства выпускаются в корпусах по 14 контактов. В эту категорию также входят трехвыводные стабилизаторы с тем же диапазоном выходного напряжения от 1,2 до 37 вольт:
- КР142ЕН12 положительной полярности;
- КР142ЕН18 отрицательной полярности.
В серию входит микросхема КР142ЕН6 – двухполярный стабилизатор с возможностью регулирования выходного напряжения от 5 до 15 вольт, а также включения в качестве нерегулируемого источника ±15 вольт.
Все элементы серии имеют встроенную защиту от перегрева и короткого замыкания на выходе. А переполюсовку на входе и подачу внешнего напряжения на выход они не любят – время жизни в таких случаях исчисляется секундами.
Модификации чипа
Модификации микросхем, составляющих серию, отличаются корпусом. Большинство однополярных нерегулируемых регуляторов выполнены в «транзисторном» корпусе ТО-220. Он имеет три контакта, что не во всех случаях достаточно. Поэтому некоторые микросхемы были изготовлены в многосвинцовых корпусах:
- ДИП-14;
- 4-2 – то же, но в керамической оболочке;
- 16-15. 01 – планарный корпус для поверхностного монтажа (SMD).
Такие версии в основном доступны с регулируемыми и биполярными стабилизаторами.
Основные технические характеристики
Помимо выходного напряжения, для регулятора важен ток, который он может обеспечить под нагрузкой.
Chip type Rated current, А К(Р)142ЕН1(2) 0,15 K142EN5A, 142EN5A 3 KR142EN5A 2 К142ЕН5Б, 142ЕН5Б 3 KR142EN5A 2 K142EN5V, 142EN5V, KR142EN5V 2 K142EN5G, 142EN5G, CR142EN5G 2 K142EN8A, 142EN8A, CR142EN8A 1,5 K142EN8B , 142EN8B, CR142EN8B 1,5 K142EN8C, 142EN8C, CR142EN8C 1,5 KR142EN8G 1 KR142EN8D 1 KR142EN8E 1 KR142EN8G 1,5 KR142EN8I 1 K142EN9A, 142EN9A 1,5 K142EN9B, 142EN9B 1 ,5 K142EN9B, 142EN9B 1,5 KR142EN18 1,5 KR142EN12 1,5 This data is sufficient for a preliminary decision on the возможность использования конкретного регулятора. Если нужны дополнительные характеристики, их можно найти в справочниках или в Интернете.
Назначение выводов и принцип действия
По принципу действия все микросхемы серии относятся к линейным стабилизаторам. Это означает, что входное напряжение распределяется между регулирующим элементом (транзистором) стабилизатора и нагрузкой, так что на нагрузке падает напряжение, которое задается внутренними элементами микросхемы или внешними цепями.
При увеличении входного напряжения транзистор закрывается, при уменьшении – открывается, так что напряжение на выходе остается постоянным. При изменении тока нагрузки регулятор работает аналогичным образом, поддерживая постоянное напряжение нагрузки.
Данная схема имеет недостатки:
- Через регулирующий элемент постоянно протекает ток нагрузки, поэтому постоянно рассеивается мощность P=U регулятора ⋅I на нагрузку . Эта мощность тратится впустую и ограничивает КПД системы – она не может быть выше U нагрузки /U регулятора. .
- Входное напряжение должно быть выше напряжения стабилизации.
Но удобство эксплуатации, дешевизна устройства перевешивают недостатки, а в диапазоне рабочих токов до 3 А ( и даже выше ) что-то более сложное использовать бессмысленно.
Регуляторы напряжения с фиксированным напряжением, а также регулируемые регуляторы новых разработок (К142ЕН12, К142ЕН18) в трех- и четырехвыводном исполнении имеют выводы, обозначенные цифрами 17,8,2. Такое нелогичное сочетание явно выбрано для согласования выводов с микросхемами в DIP-корпусах. Фактически такая «густая» маркировка осталась только в технической документации, а на схемах используются обозначения выводов, соответствующие зарубежным аналогам.
Older K142EN1(2) microcircuits in 16-pin planar packages have the following pin assignment:
Assignment Pin number Pin number Designation Not used 1 16 Input 2 Noise filter 2 15 Not used Not used 3 14 Output Input 4 13 Output Not used 5 12 Voltage regulation Reference voltage 6 11 Current protection Не используется 7 10 Токовая защита 0Общие 8 9 Выключение Недостатком планарной конструкции является большое количество дублирующих выходов устройств.
Стабилизаторы КР142ЕН1(2) в корпусах DIP14 имеют другое расположение выводов.Обозначение PIN Номер PIN Номер Обозначение . Текущая защита 1 5 .0105 Correction circuits Feedback 3 12 Input 1 Input 4 11 Input 2 Reference voltage 5 10 Output 2 Не используется 6 Не используется Общий 7 8 Выход 1 - 9024
0005 K142EN6 and KR142EN6 microcircuits, produced in different housing versions with heat sink and single-row layout of the pins, have the following pinout:
Pin number Designation 1 Control сигнальный вход обоих рук 2 Выход “-” 3 Вход “-” управления 4 Общий0100 5 Correction “+” 6 Not used 7 Output “+” 8 Input “+” 9 Correction ” -” Пример типовой схемы подключения
Типовая схема одинакова для всех нерегулируемых однофазных регуляторов напряжения:
С1 должен иметь емкость от 0,33 мкФ, С2 от 0,1. В качестве С1 можно использовать конденсатор фильтра выпрямителя, если проводники от него до входа стабилизатора имеют длину не более 70 мм.
Двухполярный стабилизатор К142ЕН6 обычно переключается так:
Для микросхем К142ЕН12 и ЕН18 выходное напряжение устанавливается резисторами R1 и R2.
Для К142ЕН1(2) типовая схема выглядит сложнее:
Кроме типовой интегральной схемы для стабилизаторов серии 142 существуют и другие варианты, позволяющие расширить область применения микросхем.
Какие есть аналоги
For some 142 series devices there are full foreign analogs:
K142 chip Foreign analog KREN12 LM317 KPP18 LM337 KPHN5A ( LM)7805C CREN5B (LM)7805C CREN8A (LM)7806C CREN8B (LM)7809C KPHEN8B (LM)78012C KPHEN6 (LM)78015C KPHEN2B UA723C Full analog means that the microcircuits are identical in electrical characteristics, package and pin layout . Но есть и функциональные аналоги, которые во многих случаях заменяют дизайнерскую фишку. Итак, 142ЕН5А в планарном корпусе не является полным аналогом 7805, но по характеристикам ему соответствует. Поэтому, если есть возможность установить один корпус вместо другого, такая замена не ухудшит качества всего устройства.
Другая ситуация – КРЕН8Г в “транзисторном” исполнении не считается аналогом 7809 из-за того, что у него меньший ток стабилизации (1 ампер против 1,5 ампер). Если не критично и реальный ток потребления в цепи питания меньше 1А (с запасом), то можно смело заменить LM7809 на КР142ЕН8Г. И в каждом случае всегда следует прибегать к помощи справочника — часто можно подобрать что-то похожее по функционалу.
Как проверить работоспособность микросхем КРЭН
Микросхемы 142 серии имеют достаточно сложную структуру, поэтому однозначно проверить ее работоспособность мультиметром невозможно. Единственный выход – собрать реальную схему выключателя (на плате или в навесном монтаже), включающую хотя бы входной и выходной конденсаторы, подать питание на вход и проверить напряжение на выходе. Оно должно соответствовать паспортному значению.
Несмотря на доминирование на рынке микросхем иностранного производства, приборы серии 142 сохраняют свои позиции благодаря качеству изготовления и другим потребительским свойствам.
Статьи по теме:
Описание характеристик, назначение выводов и примеры принципиальных схем линейного стабилизатора напряжения LM317
Принцип работы микросхемы TL431, принципиальные схемы, описание характеристик и проверка работоспособности
Описание, характеристики и аналоги выпрямительных диодов Серия 1N4001-1N4007
Транзистор 13001 Обозначение, технические характеристики и аналоги
Что такое диодный мост, как он работает и как подключается
Режимы работы, характеристики и назначение контактов микросхемы NE555
78xx-sarjan sirut
Pohjanastat IS 78xx -koteloille. Транзисторный пакет Suuritehoisissa (TO220, DPAK и D2PAK) и pienitehoisissa (TO89, SOT23) tulo- ja lähtöliitännät ovat erilaiset. Kaikissa metallipohjaisissa tapauksissa se on kytketty sähköisesti yhteiseen johtoon.
IC 78хх:n rakennekaavio
78xx на ensimmäisen sukupolven kolminapaisten lineaaristen integroitujen positiivisten jännitesäätimien perhe. Perus 78xx-perhe sisältää mikropiirit yhdeksälle kiinteälle lähtöjännitteelle +5 – +24 volttia, jotka on merkitty nelinumeroisilla koodeilla 7805, 7806 … 7824 (kolmas ja neljäs merkki ovat lähtöjännite). μA78G IC (ei digitaalista jälkiliitettä) on säädettävä nelinapainen jännitteensäädin +5 … +30 V. Sallittu tulojännite on rajoitettu +35 V:iin (40 V mallille 7824), IC:n sallittu lähtövirta. ТО – 220- пакетисса на раджоитетту 1 А:иин. Piirissä on sisäänrakennettu ylikuumenemissuoja ja lähtötransistorin sisäänrakennettu yksipuolinen suojaus ylikuormituksiavastaan.
Negatiivisia jännitteensäätimiä varten onvastaava 79xx -perhe. Integroituja piirejä 78xx ja 79xx voidaan käyttää yhdessä tuottamaan sekä positiiviset että negatiiviset syöttöjännitteet samassa piirissä.
Fairchild Semiconductor julkaisi tämän perheen ensimmäiset IC:t 1970-luvun alussa nimillä µA7805 … µA7824, ja ne olivat Robert Widlarin LM109 IC:n kehitys . Myöhemmin useat valmistajat hallitsivat 78xx:n julkaisua. Tällä hetkella (2012) valmistetaan 7805-perusperheen lisäksi sen muunnelmia suurempia ja pienempiä lähtövirtoja varten (78xxM, 78xxL и другие) TO-220, TO-92, SOP8L, пакет D2PAK.
Sisäinen organisaatio
Kaaviokaavio IS 78xx:stä. Jännitteet perustuvat IC:hen 7805. Компоненты luokitukset ja numerointi perustuvat Fairchild Semiconductor – julkaisuun vuonna 2005 . Muiden valmistajien tuotteet voivat vaihdella hieman
78xx-perheen bipolaariset IC:t valmistetaan käyttämällä tasomaista epitaksiaalitekniikkaa, joka on optimoitu suuritehoisten trafficien tuotantoon. IC käyttää suuritehoisia ja pienivirtaisia npn-transistoreja, sivu-pnp-transistoreita (virtalähteessä), substraatti-pnp-transistoria (virhevahvistimessa), pinta-zener-diodeja (Zener-diodeja) ja 0,2 ohmista (lähtövirta) oleviavastuksia. anturi) 20 K. Nämä komponentit yhdistävän yhden kerroksen aluminia paksuus on enintään 1 микрони. Sirun pinta-ala riippuu suurimmasta lähtövirrasta: “suurien” sotilassarjan kiteiden, joiden virrat ovat 1-1,5 A, koko on 1,6 × 1,7 мм (67 × 73 мил) tai 2 × 2 мм (80 × 80) . мил ) паксууделла 0,3 мм (12 мил) [1]
Kaikki perheen IC:t on rakennettu saman kompensointivakautusjärjestelmän mukaan. Eri jännitteiden IC:iden kaaviot eroavat lähtöjännitteenjakajan ylemmänvastuksen arvosta, eri lähtövirtojen IC:iden piirikaaviot eroavat lähtövirta-anturin сопротивление (0,2 – 2 Ом). Muidenvastusten arvot eri valmistajien eri alaryhmien IC:issä voivat poiketa merkityksettömästi. Piirikaavioiden graafinen esitys on yleensä erittäin yksinkertaistettu. Yksi piiritransistori voi itse asiassa koostua useista rinnakkain kytketyistä transistorirakenteista, yksi vastus – useista sarjaan kytketyistä vastuksista ja niiden kanssa rinnakkain kytketyistä teknisistä zener-diodihypyjoista .. Kaaviot eivät yleensä osoita “analogisten” transistorien tärkeimpiä parametreja – niiden emitteriliitosten suhteellisia alueita.
Piirin säätöelementti (läpivienti) on npn-rakenteinen komposiitti Darlington-transistori (T15, T16), joka on kytketty emitteriseuraajalla , referenssijännitelähde on modifioidun Widlar-piirin mukainen bandgap . Jännitteen takaisinkytkentä suljetaan jännitteenjakajan kautta(R20, R21) kytketty yhteisen johdon ja piirilähdön väliin. Имейте в виду сопротивление алемпи (R21) на yleensä 4 кОм, ylempi (R20, 1–21 кОм) riippuu stabilointijännitteestä (5–24 В). Virhevahvistin vertaa jännitettä jakajan keskipisteessä kaistavälin lähdön jännitteeseen; jos jännite keskipisteessä poikkeaa halutusta arvosta (+4,0 V ja pienitehoisessa IS 78Lxx 2,5 V), niin vahvistin korjaa lähtötransistorin virran ohittamalla vakaan virtalähteen T11:een.
Sisäänrakennetut suojapiirit
78xx-, 78Mxx-alaperheiden ja vastaavien teho-IC:issä on toteutettu yksipuolinen piiri, joka suojaa lähtötransistoreita joutumasta turvallisen toiminta-alueen (OBR) ulkopuolelle virran ja jännitteen suhteen. Pienillä jännitehäviöillä tulon ja lähdön välillä (10 V asti), T14-transistori toimii virranrajoitintilassa: jos anturin (R16) jännitehäviö ylittää noin 0,6 V (jännite avoimessa kanta-emitteriliitoksessa, U be ), T14 avaa sujuvasti ja shunttaa (mutta ei katkaise) säätötransistorin kantavirran. Suurilla jännitehäviöillä tulon ja lähdön välillä virran kynnys pienenee lineaarisesti. Koska kynnys U be laskee lämpötilan noustessa, sittenvastecynnys pienenee lämpötilan noustessa. 78Lxx-alaperheen pienitehoisissa IC:issä tulo-lähtöjännitettä ei oteta huomioon, suojapiiri reagoi vain lähtövirtaan.
Ylikuumenemissuojapiiri sijaitsee “ylävirtaan” ja toimii OBR-suojasta riippumatta: noin +125 °C:n kidelämpötilassa sarjaan kytkettyjen emitteriliitosten T2, T3 jännite putoaa niin paljon, että suojapiiri katkaisee ohjauksen lähtötransistori ja lähtöjännite laskee.
Sisäänrakennettu substraattidiodi suojaa piirä lähdöstä tuloon virtaavan käänteisvirran vaikutukselta laitteen normalaalin sammutuksen aikana, joten mikropiirä ei yleenkoillateisäulsä tarvitse Jotkut valmistajat määrittävät sisäänrakennetun vapaakäyntidiodin ominaisuudet nimenomaisesti: esimerkiksi NCP7800-piiripiirissa käänteispiirin ohminen Resistance on 1 Ω, ja rajoittavan käänteisen virran lyhyessä (useita 9yliis ms) pulsss0650 dc käänteistä virtaa ei ole määritetty). Tämä marginaali ei välttämättä riitä, jos tulopiiri oikosuluu välittömästi, esimerkiksi kun virtalähteen tyristorisuoja laukeaa. Piireissä, joissa tällainen oikosulku on mahdollista ja ja joissa merkittävät kapasitanssit on kytketty IC 78xx:n lähtöön, sinun tulee suojata mikropiirit ulkoisilla taaksepäin kytketyillä диодилла.
Tulon ylijännitesuojaa ei ole. Ylimääräistä syöttöjännitettä voidaan vähentää liittämällä liitäntävastus IC 78xx:n tuloon – edellyttäen, että tämänvastuksen läpi kulkeva minimivirta pahimmissa olosuhteissa on riittävä, jotta IC-tulon simlitolkan nouse ei.
Pääpiirteet
Tämä osio ei ole valmis .
Autat projektia korjaamalla ja täydentämällä sitä.
Minimi jännitehäviö tulon ja lähdön välillä
Riippuvuus U pd.min. virrasta ja lämpötilasta NCP78xx-piiripiirien perheelle. Passin arvo 2,0 V normalisoidaan yhdessä pisteessä 1A, 25 ° C (merkitty ympyrällä)
Minimi jännitehäviö U pd.min. 78xx:n tulon ja lähdön välillä, jossa piiri pysyy toimintakykyisenä, on yhtä suuri kuin piirin neljän komponentin jännitehäviöiden summa, joista kaksi ohjaa lähtövirtaa ja kaksi muuta ohjaavat suoraan lähtövirtaa niiden läpi:
- kyllästysjännite (U ke.nas. ) pnp-транзистор T11 – virran lähde, joka virtaa säätötransistorin T15 kantaan;
- sarjaan kytkettyjen emitteriliitosten jännite (U be ) säätelevä komposiittitransistorin T15 + T16;
- jännite virta-anturissa R16, joka puolestaan on rajoitettu U на T14 virranrajoitustilassa.
Jättäen huomioimatta ensimmäisen komponentin (U ke.nas. T11), voidaan olettaa, että suurimmalla käyttövirralla U pd.min. yhtä suuri kuin kolme U be , ja virroilla, jotka ovat monta kertaa pienempiä kuin rajavirta – kaksi U be . Jokainen näistä Ube kasvaa epälineaarisesti virran kasvaessa ja laskee lineaarisesti lämpötilan noustessa. Paras mitä tulee U 902:40 pd.min минимальное время. olosuhteet havaitaan pienillä lähtövirroilla ja suurimmalla sallitulla lämpötilalla (+125 °C) – näissä olosuhteissa U pd.min. по номеру 1,0 В. Пахиммисса олосухтеисса (максимивирта минимилэмпётиласса) У пд.мин. vaihtelee välillä 2,0 – 2,5 V. Juuri nämä, pahin, arvo U pd.min. ja ne esitetään lyhyinä viitetiedoina.
Американская документация по параметру V до (англ. Dropout Voltage, аналог U 902:40 ч.мин. ) voidaan määritella eri tavoin. Tyypillisesti V до määritelläan tulo-lähtöjännitteen pudotukseksi, jolla lähtöjännite putoaa 100 mV normal stabilointijännitteen alapuolelle tietyllä lämpötilalla ja/tai virralla – eli jo stabilointivikatilassa.
lähtöimpedanssi
Reaktio impulssihäiriöihin
Stabilisaattorin kulutus per xx
Valikoima valmistettuja mikropiirejä
Tämä osio эй оле валмис .
Autat projektia korjaamalla ja täydentämällä sitä.
Yleisimmät vaihtoehdot ovat: 7805, 7806, 7808, 7809, 7810, 7812, 7815, 7818 Ja 7824. yleisimmin kälettyjejlejlejlejelejalen. Jotkut valmistajat valmistavat myös vähemmän yleisiä vaihtoehtoja, esimerkiksi pienitehoiset LM78Mxx (500 мА) и LM78Lxx (100 мА) ovat National Semiconductorin valmistamatia. На моей версии, а также на других моделях: LM78L62 (6,2 вольта) и LM78L82 (8,2 вольта).
Ei liity sarjaan
Samankaltaisista nimistä huolimatta on huomattava, että National Semiconductorin valmistamat LM78S40-laitteet kuulu 78xx-perheeseen, koska niissä on erilainen virtapiiri. Niitä käytetään hakkuriteholähteissä, eivätkä ne ole lineaarisia säätimiä, kuten 78xx-sarjan laitteet. Datelin 7803SR на своем азиатском avaimet käteen -periaatteella toimiva kytkinsäädin, joka on suunniteltu korvaamaan 78xx-IC:n avaimet käteen -periaatteella, eikä se ole osa sarjaa. Myös muut valmistajat tuottavat tämän sarjan stabilisaattorien toiminnallisia Analogeja moduulien muodossa kytkevien jännitteen stabilointilaitteiden muodossa, ja yleensä niiden nimi sisältää sekvenssin “78”. Эсимеркикси RECOM Groupin R-78xx [2] -sarja, Aimtecin AMSR-78 [3] , Mornsumin K78xx-500 [4] jne.
Analogit valmistettu Neuvostoliitossa
Samanlaisia mikropiirejä valmistettiin Neuvostoliitossa. Ensimmäisenä syntyivät 142ENxx-sarjan metallikeraamisessa olevat mikropiirit kullatuilla johtimilla. Ne oli tarkoitettu käytettäväksi ankarissa ilmasto-oloissa, nimittäin sotilasvarusteissa. Esimerkiksi 142EN- asennettiin vuonna 1960 kehitettyjen panssarintorjuntaohjusten 9Левиил К11 “Малютка”. [ lähdettä ei määritetty 2642 päivää ]
1980-luvulla ilmestyivät heidän “siviilivastineensa” – KR142ENxx-sarja muovikoteloissa KT-27-28-28-28-280-samanlainx,x TO-280 . Ja 2000-luvulla alettiin valmistaa pienitehoisia (500 мА) KR1332ENxx-sarjan stabilaattoreita, jotka ovat samanlaisia kuin 78Mxx-sarja, ja KR1157ENxx-, KR1181ENxx-sarjan mikrotehoisia (100 мA) 78Lxx-сарья. Toisin kuin 78xx-sarjan mikropiirit, mikropirien kotimaisten Analogien nimeämisjärjestelmä ei ole yhtä kätevä muistin muistiin (esimerkiksi 5V 3A -stabilisaattorilla on nimi (K) 142EN5A, 15V 1,5A -stabilisaattorilla, a 2nimENity1 nimV Stabilisaattori – 142EN8G.
142EN-sarjan stabilaattoreiden mikropiirejä valmistetaan seuraaville jännitealueille: 5 (K142EN5A, EN5V), 6 (EN5B, EN5G), 8, 9 (EN8A, EN8G), 12 (EN8B, EN8D), 15 (EN8V, EN8E), 18, 20 , 24 и 27 В. Юлкайсу яткуу Венайялля.
Huomautuksia
- ↑ USM LM7805. Erittäin luotettava 5 V positiivinen jännitteensäätimen suutin hybridipiireihin . Yhdysvaltain mikroaaltouunit. Haettu 1. tammikuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 6. tammikuuta 2013. (määrätön) , USM 7805H. 5 V positiivinen jännitteensäätimen suutin hybridipiireille. Yhdysvaltain mikroaaltouunit. Haettu 1. tammikuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 6. tammikuuta 2013. (määrätön) Pakkaamattomat IC-sirut 7805 on kuvattu hybridi-IC-piirien tuotantoa varten, ensimmäisessä linkissä – ilmailulaitteita varten.