К157УД1 Data sheet схема

Микросборка имеет встроенные ограничители токовых пиковых значений на выходе схемы операционного усилителя, предотвращающие выход чипа из строя при переходных процессах или кратковременных коротких замыканиях.

Data Sheet, распиновка К157УД1 справочник

К аналогам микросхемы К157УД1 можно отнести зарубежный операционный усилитель: A759C

Основные характеристики и свойства микросхемы К157УД1

Структурная схема операционного усилителя К157УД1 имеет в своем внутреннем устройстве: ДВК - дифференциальный входной каскад, ПКУ - промежуточные каскады усиления и ОК - оконечный каскад.

ДВК обеспечивает: большой коэффициент усиления (K_u) по отношению к разности сигналов на входах (дифференциальному сигналу), низкий K_u относительно синфазных помех, низкий дрейф нуля и огромное входное сопротивление. ПКУ позволяют: получить большое усиление напряжения сигнала, изменить на 180 градусов или сохранить нулевым фазовый сдвиг усиливаемого сигнала. В роли промежуточных каскадов применяются дифференциальные или однополюсные каскады. ОК обеспечивает: низкое выходное сопротивление и достаточную мощность сигнала при низкоомной нагрузке, высокое входное сопротивление. Последнее требуется для сохранения большого K_u промежуточных каскадов. В роли типового оконечного каскада применяют эмиттерный повторитель.

Принципиальная схема операционного усилителя К157УД1 приведена на рисунке ниже: В дифференциальном усилителе для снижения уровня входных токов использован составной транзистор (транзисторы VT1, VT3 и VT9, VT7).

Высокое усиление каскада обеспечивается активной нагрузкой на транзисторах VT4, VT6, работающих по схеме токового отражателя. Применение во входном каскаде р-n-р приборов исключает необходимость принятия специальных зашитных мер по защите входа от высоких уровнейв режиме перегрузки.

Коллекторные токи VT3 и VT7 равны 150 мкА и задаются генератором на VT5. Ток смещения VT1, VT9 около 11 мкА. Промежуточный каскад - усилитель напряжения - построен на VT15 и VT17, включенных по схеме с общим коллектором. и общим эмиттером и динамической нагрузкой, образованной генератором тока на VT16. Режим работы эмиттерного повторителя VT15 выбран таким образом, чтобы нагрузка обоих плеч дифференциального усилителя была равной.

Усилитель мощности является двухтактным, Сигналы положительной полярности усиливаются по току транзисторами VT19, VT28 и VT27, по схеме составного эмиттерного повторителя, отрицательной полярности - полупроводниками VT22, VT26, VT28.

Высокая линейность при усилении малых уровней достигается подачей начального смещения, транзисторов VT19, VT20, VT21 и сопротивление R7. Величина начального тока через VT27 и VT28 задается резисторами R12 и R13.

В операционном усилителе предусмотрено ограничение максимального токового импульса тока на уровне 0,4-1А для защиты выхода микросхемы из строя при переходных процессах или при кратковременном замыкании. Это достигается шунтированием базы VT25 участком коллектор-эмиттер VT23, который открывается при увеличении падения напряжения на сопротивлении R14 выше допустимого. Аналогичным образом идет и ограничение токового импульса отрицательной полярности.

С ростом падения напряжения на R15 до уровня, необходимого для открывания транзистора VT24, начинается шунтирование базовой цепи VT26. Величина тока, идущего через VT24, задается VT22, коэффициент усиления которого резко снижается при больших токах коллектора, что также способствует ограничению импульса тока на выходе операционного усилителя К157УД1. Сопротивления R9 и R11 исключают самовозбуждение операционника в режиме ограничения на частотах УКВ-диапазона.

Транзистор VT13 также является защитным; при чрезмерном увеличении падения напряжения на R6 он открывается и шунтирует вход VT15, исключая вероятность перегрузки VT15 и VT17. Диод VD1 устраняет насыщение VT17, улучшая работу каскада на высоких частотах при максимуме питающего напряжения.

Генераторы тока на VT2, VT5, VT8, VT16, VT18 получают смещение от VT10 в диодном включении, который возбуждается стабилизированным током, формируемым VT11, VT12, VT14 и сопротивлением R4.

Для повышения устойчивости при работе с различными нагрузками желательно, кроме основной коррекции, подключаемой между крнтактами 1 - 3 или 1 - 5. и соединения 2 и 6 через емкости с общим проводом устройства, подключать дополнительную RC-цепочку между пинами 3 и 5.

Отличный диапазон питающих напряжений микросхемы К157УД1 , незначительный уровень искажений собственных шумов, хорошая скорость нарастания выходного напряжения, позволяют собрать на основе этой микросборки разнообразные и интересный радиолюбительские конструкции.

Датчик температуры двигателя на операционном усилителе К157УД1

На базе этой микросхемы можно собрать простой температурный преобразователь. Основой схемы превышения температуры двигателя является микросборка К157УД1.

Как видно из принципиальной схемы выше, обмотка реле непосредственно подсоединена к выходу К157УД1. Параллельно обмотке в конструкции имеется защищающий, демпфирующий диод, гасящий всплески напряжения противоположной полярности при коммутации. Сопротивление положительной обратной связи (ПОС) R4 создает небольшую петлю гистерезиса, исключающий дребезг контактов реле Р1. Контакты этого электромеханического реле управляют индикатором. Лампочка позаимствована от старого советского холодильника и имеет мощность около 15Вт. Звуковую сигнализацию в устройство добавлять не стал, т.к при работе циркулярной пилы, генерируется столько шума, что все равно ее писк не услышать. А лампочку, можно закрепить в видном месте, где ее будет сложно проигнорировать.

Схема получилась простенькая для повторения и работает следующим образом. Если температура внутри контактной коробки электродвигателя, а именно там и следует закрепить терморезистор, нормальная, уровень напряжения на шестом входе операционного усилителя, задаваемый резистором R3, должен соответствовать уровню логической единицы, т.е. около половины напряжения питания микросборки. Поэтому обмотка реле почти обесточена и его фронтовые контакты разомкнуты. Индикатор не светится. С ростом температуры обмоток начнет увеличиваться и температура внутри контактной панели, где размещен датчик температуры двигателя. Номинал сопротивления терморезистора, начнет снижаться (т.к он с отрицательным ТКС), снижается в след и напряжение на неинвертирующем входе усилителя. Как только оно будет ниже, чем напряжение на инвертирующем входе ОУ, потенциал на выходе микросхемы станет почти нулевым. Т.е. на обмотке реле появится напряжение питания и оно сработает, замкнув своими нормально замкнутыми контактами цепь питания сигналки. В роли реле можно использовать любое импортное на 12В и контактами, способными коммутировать переменное напряжение 220 вольт.

Питается схема от безтрансформаторного блока питания, так что соблюдайте меры электробезопасности при работе с ним. Сопротивление R6 гасит большой первоначальный ток заряда балластного конденсатора С2, а R5 разряжает эту емкость при выключении станка.

Транзисторный датчик температуры на операционном усилителе К157УД1

Самым простым температурным датчиком является p-n переход типичного кремниевого диода, температурный коэффициент напряжения (ТКН), которого примерно, три мВ/°C, а прямое падение U около 0,7В. Работать с таким низким уровнем достаточно неудобно, поэтому в качестве термозависимого компонента лучше всего применять p-n переходы биполярных транзисторов, добавив к нему типовой делитель. Полученный двухполюсник обладает всеми свойствами цепочки диодов, а падение на нем можно задавать на порядок выше, чем 0,7 вольт. Зависит это падение от соотношения резисторов R1 и R2 в делителе, смотри рисунок один ниже.

Имея отрицательный ТКС, этот двухполюсник нашел широкое применение в питании варикапов. С ростом температурных значений, емкость варикапов начинает возрастать, но параллельно снижается падение U на двухполюснике VT1, R1,R2, что приводит к росту напряжения на переменном сопротивлении и на варикапе, снижая его емкость. Таким образом, и осуществляется температурная стабилизация частоты резонанса колебательного контура. На втором рисунке представлена схема двухполюсника, который можно применять в роли термодатчика в конструкциях электронных термореле и термометрах. Но здесь есть одна маленькая ложка дегтя, кристалл КТ315 находится в пластиковом корпусе, что существенно увеличивает инерцию измерения температуры или срабатывания реле. И второе, чуть менее неприятный момент, это проблемы крепления его к объекту, температуру которого необходимо измерять. Например, для контроля температуры теплоотводов мощных полупроводников, лучше использовать в роли термопреобразователя биполярный транзистор КТ814, т.к конструкционное исполнение позволяет крепить его непосредственно к радиатору, находящемуся под потенциалом земли, одним болтом.

На четвертом рисунке приведена схема для охлаждающих вентиляторов блока питания. Применение ОУ типа К157УД1 в роли компаратора, позволяет, без особых затруднений, подсоединить пару вентиляторов от БП компьютера сразу на вывод микросборки, выходной ток которой, около 0,3А. Температуру включения вентиляторов задают номиналом резистора R5. При нормальной температуре теплоотвода напряжение на девятом выводе операционного усилителя должно быть выше, чем на восьмом выводе. При этом на выходе DA1, (вывод шесть), будет присутствовать потенциал близкий к напряжению питания схемы. Напряжение на вентиляторах при этом будет равно «0». Вентиляторы отключены. С ростом температуры радиаторов снижается напряжения на неинвертирующем входе восемь DA1. Как только оно будет ниже напряжения, установленного сопротивлением R5, состояние компаратора переключится и на его выходе напряжение снизится где-то до потенциала земли. Вентиляторы начнут работать. Сопротивление R7 задает небольшой гистерезис схемы, что предотвращает неопределенное состояние выходного напряжения на выходе микросборки при равенстве входных напряжений.

Термостат холодильника на К157УД1

Оптотиристор, подсоединен к выходу операционного без использовния буферного транзистора. ОУ включен как компаратор. Температуру отключения компрессора холодильника задают сопротивлением R1. Разницу между температурами включения и отключения задают сопротивлением R4.

Вместо электронного ключа на оптосимисторе и мощном симисторе VS1, можно использовать обычное реле с током коммутации на 10 Ампер. В этом случае обмотка реле подсоединена к шестому выводу микросхемы DA1 и третим выводом DA2. К этим же выводам подсоединен и демпфирующий диод. В случае использования реле, потребуется будет увеличить номинал емкости конденсатора С5 до 1 мкф. Если в конструкции будет использован электронный ключ, то диоды VD1 и VD2 можно исключить, соединив второй вывод DA2 непосредственно с корпусом.