Импульсный стабилизатор тока: Стабилизатор тока светодиода, схемы

Стабилизатор тока светодиода, схемы

См. также:  Электронный балласт для светодиодной лампы. Схемотехника.

Статья-ликбез по стабилизаторам тока светодиодов и не только. Рассматриваются схемы линейных и импульсных стабилизаторов тока.

Стабилизатор тока для светодиода устанавливается во многие конструкции светильников. Светодиоды, как и все диоды имеют нелинейную вольт-амперную характеристику. Это означает, что при изменении напряжения на светодиоде, ток изменяется непропорционально. По мере увеличения напряжения, сначала ток растёт очень медленно, светодиод при этом не светится. Затем, при достижении порогового напряжения, светодиод начинает светиться и ток возрастает очень быстро. При дальнейшем увеличении напряжения, ток возрастает катастрофически и светодиод сгорает.

Пороговое напряжение указывается в характеристиках светодиодов, как прямое напряжение при номинальном токе. Номинальный ток для большинства маломощных светодиодов — 20 мА. Для мощных светодиодов освещения, номинальный ток может быть больше — 350 мА или более. Кстати, мощные светодиоды выделяют тепло и должны быть установлены на теплоотвод.

Для правильной работы светодиода, его надо питать через стабилизатор тока. Зачем? Дело в том, что пороговое напряжение светодиода имеет разброс. Разные типы светодиодов имеют разное прямое напряжение, даже однотипные светодиоды имеют разное прямое напряжение — это указано в характеристиках светодиода как минимальное и максимальное значения. Следовательно, два светодиода, подключенные к одному источнику напряжения по параллельной схеме будут пропускать разный ток. Этот ток может быть настолько разным, что светодиод может раньше выйти из строя или сгореть сразу. Кроме того, стабилизатор напряжения также имеет дрейф параметров (от уровня первичного питания, от нагрузки, от температуры, просто по времени). Следовательно, включать светодиоды без устройств выравнивания тока — нежелательно. Различные способы выравнивания тока рассмотрены отдельно. В этой статье рассматриваются устройства, устанавливающие вполне определённый, заданный ток — стабилизаторы тока.

Типы стабилизаторов тока

Стабилизатор тока устанавливает заданный ток через светодиод вне зависимости от приложенного к схеме напряжения. При увеличении напряжения на схеме выше порогового уровня, ток достигает установленного значения и далее не изменяется. При дальнейшем увеличении общего напряжения, напряжение на светодиоде перестаёт меняться, а напряжение на стабилизаторе тока растёт.

Поскольку напряжение на светодиоде определяется его параметрами и в общем случае неизменно, то стабилизатор тока можно назвать также стабилизатором мощности светодиода. В простейшем случае, выделяемая устройством активная мощность (тепло) распределяется между светодиодом и стабилизатором пропорционально напряжению на них. Такой стабилизатор называется линейным. Также существуют более экономичные устройства — стабилизаторы тока на базе импульсного преобразователя (ключевого преобразователя или конвертера). Они называются импульсными, поскольку внутри себя прокачивают мощность порциями — импульсами по мере необходимости для потребителя. Правильный импульсный преобразователь потребляет мощность непрерывно, внутри себя передаёт её импульсами от входной цепи к выходной и выдаёт мощность в нагрузку уже опять непрерывно.

Линейный стабилизатор тока

Линейный стабилизатор тока греется тем больше, чем больше приложено к нему напряжение. Это его основной недостаток. Однако, он имеет ряд преимуществ, например:

• Линейный стабилизатор не создаёт электромагнитных помех
• Прост по конструкции
• Имеет низкую стоимость в большинстве применений

Поскольку импульсный преобразователь не бывает абсолютно эффективным, существуют приложения, когда линейный стабилизатор имеет сравнимую или даже большую эффективность — когда входное напряжение лишь немного превышает напряжение на светодиоде. Кстати, при питании от сети, часто используется трансформатор, на выходе которого устанавливается линейный стабилизатор тока. То есть, сначала напряжение снижается до уровня, сравнимого с напряжением на светодиоде, а затем, с помощью линейного стабилизатора устанавливается необходимый ток.

В другом случае, можно приблизить напряжение светодиода к напряжению питания — соединить светодиоды в последовательную цепочку. Напряжение на цепочке будет равняться сумме напряжений на каждом светодиоде.

Схемы линейных стабилизаторов тока

Самая простая схема стабилизатора тока — на одном транзисторе (схема «а»). Поскольку транзистор — это усилитель тока, то его выходной ток (ток коллектора) больше тока управления (ток базы) в h₂₁ раз (коэффициент усиления). Ток базы можно установить с помощью батарейки и резистора, или с помощью стабилитрона и резистора (схема «б»). Однако такую схему трудно настраивать, полученный стабилизатор будет зависеть от температуры, кроме того, транзисторы имеют большой разброс параметров и при замене транзистора, ток придётся подбирать снова. Гораздо лучше работает схема с обратной связью «в» и «г». Резистор R в схеме выполняет роль обратной связи — при увеличении тока, напряжение на резисторе возрастает, тем самым запирает транзистор и ток снижается. Схема «г», при использовании однотипных транзисторов, имеет бóльшую температурную стабильность и возможность максимально уменьшить номинал резистора, что снижает минимальное напряжение стабилизатора и выделение мощности на резисторе R.

Стабилизатор тока можно выполнить на базе полевого транзистора с p-n переходом (схема «д»). Напряжение затвор-исток устанавливает ток стока. При нулевом напряжении затвор-исток, ток через транзистор равен начальному току стока, указанному в документации. Минимальное напряжение работы такого стабилизатора тока зависит от транзистора и достигает 3 вольт. Некоторые производители электронных компонентов выпускают специальные устройства — готовые стабилизаторы с фиксированным током, собранные по такой схеме — CRD (Current Regulating Devices) или CCR (Constant Current Regulator) . Некоторые называют его диодным стабилизатором, поскольку в обратном включении он работает как диод.

Компания On Semiconductor выпускает линейный стабилизатор серии NSIxxx, например NSIC2020B, который имеет два вывода и для увеличения надежности, имеет отрицательный температурный коэффициент — при увеличении температуры, ток через светодиоды снижается.

Импульсный стабилизатор тока

Стабилизатор тока на базе импульсного преобразователя по конструкции очень похож на стабилизатор напряжения на базе импульсного преобразователя, но контролирует не напряжение на нагрузке, а ток через нагрузку. При снижении тока в нагрузке, он подкачивает мощность, при увеличении — снижает. Наиболее распространённые схемы импульсных преобразователей имеют в своём составе реактивный элемент — дроссель, который с помощью коммутатора (ключа) подкачивается порциями энергии от входной цепи (от входной ёмкости) и в свою очередь передаёт её нагрузке. Кроме очевидного преимущества экономии энергии, импульсные преобразователи обладают рядом недостатков, с которыми приходится бороться различными схемотехническими и конструктивными решениями:

• Импульсный конвертер производит электрические и электромагнитные помехи
• Имеет как правило сложную конструкцию
• Не обладает абсолютной эффективностью, то есть тратит энергию для собственной работы и греется
• Имеет чаще всего бóльшую стоимость, по сравнению, например, с трансформаторными плюс линейными устройствами

Поскольку экономия энергии во многих приложениях является решающей, разработчики компонентов, схемотехники стараются снизить влияние этих недостатков, и, зачастую, преуспевают в этом.

Схемы импульсных преобразователей

Поскольку стабилизатор тока основан на импульсном преобразователе, рассмотрим основные схемы импульсных преобразователей. Каждый импульсный преобразователь имеет ключ, элемент, который может находиться только в двух состояниях — включенном и выключенном. В выключенном состоянии, ключ не проводит ток и, соответственно, на нём не выделяется мощность. Во включенном состоянии, ключ проводит ток, но имеет очень малое сопротивление (в идеале — равное нулю), соответственно на нём выделяется мощность, близкая к нулю. Таким образом, ключ может передавать порции энергии от входной цепи к выходной практически без потерь мощности. Однако, вместо стабильного тока, какой можно получить от линейного источника питания, на выходе такого ключа будет импульсное напряжение и ток. Для того, чтобы получить снова стабильные напряжение и ток, можно поставить фильтр.

С помощью обычного RC фильтра можно получить результат, однако, эффективность такого преобразователя не будет лучше линейного, поскольку вся избыточная мощность выделится на активном сопротивлении резистора. Но если использовать вместо RC — LC фильтр (схема «б»), то, благодаря «специфическим» свойствам индуктивности, потерь мощности можно избежать. Индуктивность обладает полезным реактивным свойством — ток через неё возрастает постепенно, подаваемая на него электрическая энергия преобразуется в магнитную и накапливается в сердечнике. После выключения ключа, ток в индуктивности не пропадает, напряжение на индуктивности меняет полярность и продолжает заряжать выходной конденсатор, индуктивность становится источником тока через обводной диод D. Такая индуктивность, предназначенная для передачи мощности, называется дросселем. Ток в дросселе правильно работающего устройства присутствует постоянно — так называемый неразрывный режим или режим непрерывного тока (в западной литературе такой режим называется Constant Current Mode — CCM). При снижении тока нагрузки, напряжение на таком преобразователе возрастает, энергия, накапливаемая в дросселе снижается и устройство может перейти в разрывный режим работы, когда ток в дросселе становится прерывистым. При таком режиме работы резко повышается уровень помех, создаваемых устройством. Некоторые преобразователи работают в пограничном режиме, когда ток через дроссель приближается к нулю (в западной литературе такой режим называется Border Current Mode — BCM). В любом случае, через дроссель течет значительный постоянный ток, что приводит к намагничиванию сердечника, в связи с чем, дроссель выполняется особой конструкции — с разрывом или с использованием специальных магнитных материалов.

Стабилизатор на базе импульсного преобразователя имеет устройство, регулирующее работу ключа, в зависимости от нагрузки. Стабилизатор напряжения регистрирует напряжение на нагрузке и изменяет работу ключа (схема «а»). Стабилизатор тока измеряет ток через нагрузку, например с помощью маленького измерительного сопротивления Ri (схема «б»), включенного последовательно с нагрузкой.

Ключ преобразователя, в зависимости от сигнала регулятора, включается с различной скважностью. Есть два распространённых способа управления ключом — широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и токовый режим. В режиме ШИМ, сигнал ошибки управляет длительностью импульсов при сохранении частоты следования. В токовом режиме, измеряется пиковый ток в дросселе и изменяется интервал между импульсами.

В современных ключевых преобразователях в качестве ключа обычно используется MOSFET транзистор.

Понижающий преобразователь

Рассмотренный выше вариант преобразователя называется понижающим, поскольку напряжение на нагрузке всегда ниже напряжения источника питания.

Поскольку в дросселе постоянно течёт однонаправленный ток, требования к выходному конденсатору могут быть снижены, дроссель с выходным конденсатором играют роль эффективного LC фильтра. В некоторых схемах стабилизаторов тока, например для светодиодов, выходной конденсатор может отсутствовать вообще. В западной литературе понижающий преобразователь называется Buck converter.

Повышающий преобразователь

Схема импульсного стабилизатора, приведённая ниже, также работает на основе дросселя, однако дроссель всегда подключен к выходу источника питания. Когда ключ разомкнут, питание поступает через дроссель и диод на нагрузку. Когда ключ замыкается, дроссель накапливает энергию, когда ключ размыкается, возникающее на его выводах ЭДС добавляется к ЭДС источника питания и напряжение на нагрузке возрастает.

В отличие от предыдущей схемы, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, следовательно выходной конденсатор должен быть большим, и, возможно, понадобится дополнительный фильтр. В западной литературе повышающе-понижающий преобразователь называется Boost converter.

Инвертирующий преобразователь

Еще одна схема импульсного преобразователя работает аналогично — когда ключ замыкается, дроссель накапливает энергию, когда ключ размыкается, возникающее на его выводах ЭДС будет иметь обратный знак и на нагрузке появится отрицательное напряжение.

Как и в предыдущей схеме, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, следовательно выходной конденсатор должен быть большим, и, возможно, понадобится дополнительный фильтр. В западной литературе инвертирующий преобразователь называется Buck-Boost converter.

Прямоходовой и обратноходовой преобразователи

Наиболее часто блоки питания изготавливаются по схеме, использующей в своем составе трансформатор. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку вторичной цепи от источника питания, кроме того, эффективность блока питания на основе таких схем может достигать 98% и более. Прямоходовой преобразователь (схема «а») передаёт энергию от источника в нагрузку в момент включенного состояния ключа. Фактически — это модифицированный понижающий преобразователь. Обратноходовой преобразователь (схема «б») передаёт энергию от источника в нагрузку во время выключенного состояния.

В прямоходовом преобразователе трансформатор работает в обычном режиме и энергия накапливается в дросселе. Фактически — это генератор импульсов с LC фильтром на выходе. Обратноходовой преобразователь накапливает энергию в трансформаторе. То есть трансформатор совмещает свойства трансформатора и дросселя, что создаёт определённые сложности при выборе его конструкции.

В западной литературе прямоходовой преобразователь называется Forward converter. Обратноходовой — Flyback converter.

Применение импульсного конвертера в качестве стабилизатора тока

Большинство импульсных блоков питания выпускаются с стабилизацией выходного напряжения. Типичные схемы таких блоков питания, особенно мощных, кроме обратной связи по выходному напряжению, имеют схему контроля тока ключевого элемента, например резистор с малым сопротивлением. Такой контроль позволяет обеспечивать режим работы дросселя. Простейшие стабилизаторы тока используют этот элемент контроля для стабилизации выходного тока. Таким образом, стабилизатор тока оказывается даже проще стабилизатора напряжения.

Рассмотрим схему импульсного стабилизатора тока для светодиода на базе микросхемы NCL30100 от известного производителя электронных компонентов On Semiconductor:

Схема понижающего преобразователя работает в режиме неразрывного тока с внешним ключом. Схема выбрана из множества других, поскольку она показывает, насколько простой и эффективной может быть схема импульсного стабилизатора тока с внешним ключом. В приведённой схеме, управляющая микросхема IC1 управляет работой MOSFET ключа Q1. Поскольку преобразователь работает в режиме неразрывного тока, выходной конденсатор ставить необязательно. В многих схемах датчик тока устанавливается в цепи истока ключа, однако, это снижает скорость включения транзистора. В приведённой схеме датчик тока R4 установлен в цепи первичного питания, в результате схема получилась простой и эффективной. Ключ работает на частоте 700 кГц, что позволяет установить компактный дроссель. При выходной мощности 7 Ватт, входном напряжении 12 Вольт при работе на 700 мА (3 светодиода), эффективность устройства более 95%. Схема стабильно работает до 15 Ватт выходной мощности без применения дополнительных мер по отводу тепла.

Ещё более простая схема получается с использованием микросхем ключевых стабилизаторов с встроенным ключом. Например, схема ключевого стабилизатора тока светодиода на базе микросхемы CAV4201/CAT4201:

Для работы устройства мощностью до 7 Ватт необходимо всего 8 компонентов, включая саму микросхему. Импульсный стабилизатор работает в пограничном режиме тока и для его работы требуется небольшой выходной керамический конденсатор. Резистор R3 необходим при питании от 24 Вольт и выше для снижения скорости нарастания входного напряжения, хотя это несколько снижает эффективность устройства. Частота работы превышает 200 кГц и меняется в зависимости от нагрузки и входного напряжения. Это обусловлено методом регулирования — контролем пикового тока дросселя. Когда ток достигает максимального значения, ключ размыкается, когда ток снижается до нуля — включается. Эффективность устройства достигает 94%.

Назад к каталогу статей >>>

Как из простого преобразователя сделать стабилизатор тока. Как сделать стабилизатор тока своими руками. Описание и схема

Я уже как-то рассказывал про схему, позволяющую сделать индикацию тока нагрузки выше определенного порога. Сегодня расскажу про то, как при помощи этой схемы доработать простой преобразователь напряжения и получить в итоге стабилизатор тока.

Наверняка в хозяйстве многих радиолюбителей валяются подобные мелкие платки преобразователей напряжения. Стоят они копейки и часто их продают на вес десятками.

Платка мелкая, но очень полезная, но она позволяет работать только в режиме стабилизации напряжения, которое выставляется подстроечным резистором.

Также иногда бывают ситуации, когда надо сделать стабилизатор тока буквально «из палок и веревок», например для питания светодиодов, заряда аккумуляторов и прочего.
В этом может помочь простой индикатор тока потребления, о котором я подробно рассказывал в отдельном видео.

Собран он по простейшей схеме.
При прохождении тока через данную схему на резисторе R1 падает некоторое напряжение, которое зависит от силы тока.
Напряжение которое падает на резисторе R1 открывает транзистор когда для этого будет достаточно тока. Обычно транзистор открывается когда на резисторе R1 падает около 0.6-0.7 Вольта.
Открывшись, транзистор подает ток в цепь светодиода, засвечивая его. Изменяя номинал резистора R1 можно менять ток, при котором будет светиться светодиод. Например при номинале в 1 Ом этот ток составляет около 0.6-0.7 Ампера. Если поставить резистор в два раза меньше сопротивлением, то соответственно ток будет уже 1.2-1.4 Ампера, т.е. изменение пропорционально изменению сопротивления.
Транзистор, используемый в данной схеме — BC557B, хотя на самом деле выбор очень большой, например банальный КТ361, а если сделать схему «наизнанку», то и КТ315.

В качестве примера я попробую сделать стабилизатор тока для питания вот такой светодиодной сборки. На ней светодиоды включены параллельно-последовательно, т.е. общее падение около 7 Вольт при токе в 700мА.

Можно конечно было сделать стабилизатор тока на привычной LM317, но это линейный стабилизатор, потому греться он будет ощутимо.
Но мы пойдет другим путем.

Слева синим цветом выделена упрощенная схема понижающего стабилизатора напряжения, который я показал в самом начале. Микросхема контролирует выходное напряжение через вывод FB (FeedBack)
Красным цветом выделена показанная выше платка.

Чтобы правильно все подключить, надо найти где у микросхемы вход обратной связи, на схемах он также обозначается как FB либо Feedback.
На мой плате установлена LM2596, находим описание и выясняем что это вывод номер 4.

Припаиваем проводок прямо к выводу микросхемы, обычно выводы луженые и паяются очень легко.

Подключаем этот провод к коллектору транзистора платы контроля тока, попутно соединяем выход платы преобразователя со входом платы контроля.
На вход преобразователя подаем наше входное напряжение, в моем случае я подал около 17 Вольт. На выходе выставляем напряжение выше, чем надо диодной сборке, например 10-12 Вольт и подключаем сборку к выходу платы контроля тока.

Отлично, ток в цепи получился 650 мА, все работает отлично.

В некоторых ситуациях может потребоваться установка диода между выходом нашей платы и преобразователем, это необходимо чтобы наша схема не оказывала влияния на установку выходного напряжения преобразователя (зависит от примененного ШИМ контроллера).
А если мы хотим чтобы еще и светодиод светился в режиме ограничения тока, то желательно установить еще и резистор, как показано на схеме (R6), номиналом около 56-470 Ом.

Выше я писал насчет аккумуляторов.
Если верхний резистор делителя переключить с выхода преобразователя на выход платы контроля тока, как это показано на схеме, то плата вполне будет способна заряжать и аккумуляторы. Без этого резистора также можно заряжать, но падение напряжения на резисторе R1 будет оказывать некоторое влияние на напряжение окончания заряда.

В качестве дополнения я снял видео, возможно будет полезно.

На этом у меня все, как всегда буду рад вопросам. Кстати, есть вариант такой же доработки, но уже не преобразователя, а блока питания.

Эту страницу нашли, когда искали:
переделка китайского стабилизатора на lm317 в стабилизаторе тока, можно ли вместо шим контролера поставить стабилизатор, стабилизатор тока на кт829а, pt6312 применение, стабилизаторы с малым падением напряжения на транзисторе, 6, bnt 600 сделать из него стабилизатор тока, socomec переделка в стабилизатор, схема регулируемого стабилизатора тока для зарядного, линейный стабилизатор повышающий с 12 на 18 вольт схема, повышающий стабилизатор преобразователь на 17 вольт схема, hl2613 замена, схемы импульсных стабилизаторов напряжения своими руками, переделка дс регулятора напряжения в стабилизатор дс напряжения, стабилизация тока и напряжения схемы для ламп мотоцикла, линейный стабилизатор напряжения на транзисторе 12в 4а модуль, как из стабилизатора напряжения сделать стабилизатор тока сопротивление, lm2596s регулировка тока, стабилизатор на lt1585cm 15 своими руками видео, стабилизатор напряжения для оптопары, самодельный стабилизатор на 1,5 вольта., lm2596s доработка, стабилизатор тока на транзисторах расчет, транзисторный стабилизатор напряжения схемы, стабилизатор тока на, стабилизатор тока своими руками, стабилизатор тока схема, для начинающих радиолюбителей, простой стабилизатор

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

MBI6651GSD, Импульсный стабилизатор тока для мощных светодиодов, 1А, [TO-252-5L], Macroblock

Cветодиодные интегральные драйверы фирмы Macroblock находят широкое применение в управлении мощными осветительными и сверх яркими сигнальными светодиодами. Линейка представлена как многоканальными (16, 8, 4), так и одноканальными драйверами в различных корпусах для поверхностного монтажа, предназначенными для питания и управления, как отдельных светодиодов, так и групп светодиодов.

Драйверы представлены основными классами:
цифровые драйверы – драйверы, имеющие цифровой интерфейс (управление по шине): MBI5025, MBI5026, MBI5030, MBI5031, MBI5039, MBI5168, MBI5170;
мощные драйверы – драйверы для питания мощных осветительных или большого количества сверхъярких сигнальных светодиодов: MBI6651;
драйверы подсветки – предназначенные для питания светодиодов подсветки различных приборов и устройств: MBI1008.

Во всех драйверах установка значения выходного тока осуществляется внешним резистором, причем точность установки тока составляет не более +/-3% между каналами и +/-6% между отдельными корпусами микросхем. Такая высокая точность установки тока обеспечивается специальной технологией – PrecisionDrive™.

Цифровые драйверы обладают малым значением времени отклика (200нс для тока до 60мА; 400нс для тока 60-100мА) и высокой тактовой частотой 25-30 МГц, что позволяет использовать их в системах с большим объемом данных, например в полноцветных информационных экранах, видеоэкранах, «бегущих строках», графических и символьных дисплеях.

Драйверы, также имеют ряд важных и полезных функций: Share-I-O™ — возможность по стандартной цифровой шине диагностировать и локализовать неисправности светодиодов, а также управлять яркостью свечения светодиодов, а наличие встроенного S-PWM (ШИМ со скремблированием), обеспечивает улучшение изображения видеодисплеев. Сurrent-Adjustment — Позволяет производить цифровую подстройку выходного тока микросхемы – баланса белого (MBI5030, MBI5031, MBI5039).

схема, регулируемый, импульсный, конструкция и назначение

На чтение 9 мин Просмотров 1.8к. Опубликовано 28.08.2019 Обновлено 15.09.2019

Яркость светодиодных источников зависит от протекающего тока, а он в свою очередь – от напряжения питания. В условиях колебания нагрузки возникает пульсация светильников. Для ее предотвращения используется специальный драйвер – стабилизатор тока. При поломках элемент можно сделать самостоятельно.

Конструкция и принцип работы

Стабилизатор обеспечивает постоянство тока при его отклонении

Стабилизатор обеспечивает постоянство показателей рабочего тока LED-диодов при его отклонении от нормы. Он предотвращает перегрев и выгорание светодиодов, поддерживает постоянство потока при перепадах напряжения или разрядке АКБ.

Простейшее устройство состоит из трансформатора, выпрямительного моста, соединенного с резисторами и конденсаторами. Действие стабилизатора основывается на следующих принципах:

• подача тока на трансформатор и изменение его предельной частоты до частоты электросети – 50 Гц;
• регулировка напряжения на повышение и понижение с последующим выравниванием частоты до 30 Гц.

В процессе преобразования также задействуются выпрямители высоковольтного типа. Они определяют полярность. Стабилизация электрического тока осуществляется при помощи конденсаторов. Для снижения помех применяются резисторы.

Разновидности токовых стабилизаторов

Светодиод загорается при достижении порогового значения тока. Для маломощных устройств этот показатель равняется 20 мА, для сверхъярких – от 350 мА. Разброс порогового напряжения объясняет наличие различных видов стабилизаторов.

Резисторные стабилизаторы

Стабилизатор КРЕН

Для регулируемого стабилизатора параметров тока для маломощных светодиодов применяется схема КРЕН. Она предусматривает наличие элементов КР142ЕН12 либо LM317. Процесс выравнивания осуществляется при силе тока 1,5 А и напряжении на входе 40 В. В условиях нормального теплового режима резисторы рассеивают мощность до 10 т. Собственное энергопотребление составляет около 8 мА.

Узел LM317 удерживает на главном резисторе постоянную величину напряжения, регулируемую подстроечным элементом. Основной, или токораздающий элемент может стабилизировать ток, пропущенный через него. По этой причине стабилизаторы на КРЕН применяются для зарядки аккумуляторов.

Величина в 8 мА не изменяется даже при колебаниях тока и напряжения на входе.

Транзисторные устройства

Схема транзисторного стабилизатора напряжения

Регулятор на транзисторах предусматривает использование одного или двух элементов. Несмотря на простоту схемы при колебаниях напряжения не всегда бывает стабильный ток нагрузки. При его увеличении на одном транзисторе повышается напряжение резистора до 0,5-0,6 В. после этого начинает работать второй транзистор. В момент его открытия первый элемент закрывается, а сила и величина тока, проходящие через него, понижается.

Второй транзистор должен быть биполярным.

Две схемы для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2

Для реализации схемы с заменой стабилитронов на диоды применяются:

• диоды VD1 и VD2;
• резистор R1;
• резистор R2.

Подача тока через светодиодный элемент задается резистором R2. Для выхода на линейный участок ВАХ-диодов с привязкой к току базового транзистора используется резистор R1. Чтобы транзистор сохранял устойчивость, напряжение питания не должно быть меньше суммарного напряжения диодов + 2-2,5 В.

Для получения тока 30 мА через 3 последовательно подключенных диода с напряжением 3,1 В по прямой производится запитка 12 В. Резисторное сопротивление должно равняться 20 Ом при мощности рассеивания 18 мВт.

Схема нормализует режим работы элементов, снижает токовые пульсации.

Схема с советскими транзисторами. Допустимое напряжение советских КТ940 или КТ969 – до 300 В, что подходит, если источник света – мощный SMD-элемент. Параметры тока задаются резистором. Напряжение стабилитрона составляет при этом 5,1 В, а мощность – 0,5 В.

Минус схемы – падение напряжения при повышении силы тока. Его можно устранить, заменив биполярный транзистор на MOSFET с низкими параметрами сопротивления. Мощный диод заменяется элементом IRF7210 на 12 А или IRLML6402 на 3,7 А.

Стабилизаторы тока на полевике

Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе

Полевой элемент отличается закороченным истоком и затвором, а также встроенным каналом. При использовании полевика (IRLZ 24) с 3-мя выводами на вход подается напряжение 50 В, на выходе получается 15,7 В.

Для подачи напряжения задействуется потенциал заземления. Параметры тока на выходе зависят от начального тока стока, и не привязываются к истоку.

Линейные устройства

Стабилизатор, или делитель постоянного показателя тока принимает нестабильное напряжение. На выходе линейный прибор его выравнивает. Он функционирует по принципу постоянного изменения параметров сопротивления для выравнивания питания на выходе.

К преимуществам эксплуатации относятся минимальное число деталей, отсутствие помех. Недостатком является малый КПД при разнице питания на входе и выходе.

Феррорезонансное устройство

Стабилизатор для переменного тока устаревшей модели, схема которого представлена конденсатором и двумя катушками – с ненасыщенным и насыщенным сердечником. К насыщенному (индуктивному) сердечнику подается напряжение постоянного типа, не зависимое от параметров тока. Это облегчает подбор данных для второй катушки и емкостный диапазон стабилизации питания.

Устройство работает по принципу качелей, которые сразу сложно остановить или раскачать сильнее. Подача напряжения происходит по инерции, поэтому возможны падения нагрузки или разрыв цепи питания.

Особенности схемы токового зеркала

Классическая схема токового зеркала

Токовое зеркало, или отражатель выстраивается на паре транзисторов согласованного типа, т.е. с одинаковыми параметрами. Для их производства используется один светодиодный кристалл полупроводника.

Схема токового зеркала по уравнению Эберса-Молла. Принцип работы заключается в том, что транзисторные базы объединяются, а эмиттеры подкидываются на одну шину питания. В итоге параметры переходного напряжения сцепки «база – транзистор-эмиттер» равны.

Преимущества схемы заключаются в равном диапазоне устойчивости и отсутствии падения напряжение на резисторе-эмиттере. Параметры легче задаются при помощи тока. Недостаток заключается в эффекте Эрли – привязке напряжения на выходе к коллекторному и его колебания.

Схема токового зеркала Уилсона. Токовое зеркало может стабилизировать постоянную величину выходного тока и реализуется так:

1. Транзисторы № 1 и № 1 включены по принципу стандартного токового зеркала.
2. Транзистор № 3 фиксирует потенциал коллектора элемента № 1 на удвоенный параметр падения диодного напряжения.
3. Оно будет меньше, чем напряжение питания, что подавляет эффект Эрли.
4. Коллектор транзистора № 1 задействуется для установления режима схемы.
5. Ток на выходе зависит от транзистора № 2.
6. Транзистор № 3 трансформирует выходной ток в нагрузку с переменным напряжением.

Транзистор № 3 можно не согласовывать с остальными.

Стабилизатор компенсационного напряжения

Компенсационный стабилизатор напряжения

Выпрямитель работает по принципу обратной связи цепи для напряжения. Полное или частичное напряжение приравнивает к опоре. В результате стабилизатор генерирует параметры напряжения ошибки, устраняя колебания яркости для светодиодов. Прибор состоит из следующих элементов:

• Регулирующий элемент или транзистор, который совместно с сопротивлением нагрузки образует делитель напряжения. Эмиттерный показатель транзистора должен превышать ток нагрузки в 1,2 раза.
• Усилитель – управляет РЭ, выполняется на базе транзистора №2. Маломощный элемент согласуется с мощным по составному принципу.
• Источник напряжения опоры – в схеме задействуется стабилизатор параметрического типа. Он выравнивает напряжение стабилитрона и резистора.
• Дополнительные источники.
• Конденсаторы – для сглаживания пульсаций, устранения паразитного возбуждения.

Стабилизаторы компенсационного напряжения работают по принципу увеличения входного напряжения с дальнейшим возрастанием токов. Закрытие первого транзистора увеличивает сопротивление и напряжение зоны коллектор-эмиттер. После подачи нагрузки оно выравнивается до номинала.

Устройства на микросхемах

Микросхема 142ЕН5

Для стабилизующих приборов применяется микросхема 142ЕН5 или LМ317. Она позволяет выровнять напряжение, принимая по цепи обратной связи сигнал от датчика, подключенного к сети тока нагрузки.

В качестве датчика задействует сопротивление, при котором регулятор может поддерживать постоянное напряжение и ток нагрузки. Сопротивление датчика будет меньше сопротивления по нагрузке. Схему задействуют для зарядных устройств, по ней же проектируется ЛЕД-лампа.

Импульсные стабилизаторы

Импульсный прибор отличается высоким КПД и при минимальных параметрах входного напряжения создают высокое напряжение потребителей. Для сборки используется микросхема МАХ 771.

Регулировать силу тока будут один или два преобразователя. Делитель выпрямительного типа выравнивает магнитное поле, понижая допустимую частоту напряжения. Для подачи тока на обмотку светодиодный элемент передает сигнал транзисторам. Стабилизация на выходе осуществляется посредством вторичной обмотки.

Как сделать стабилизатор тока для светодиодов самостоятельно

Изготовление стабилизатора для светодиодов своими руками осуществляется несколькими способами. Новичку целесообразно работать с простыми схемами.

На основе драйверов

Понадобится выбрать микросхему, которую трудно выжечь – LM317. Она будет выполнять роль стабилизатора. Второй элемент – переменный резистор с сопротивлением в 0,5 кОм с тремя выводами и ручкой регулировки.

Сборка осуществляется по следующему алгоритму:

1. Припаять проводники к среднему и крайнему выводу резистора.
2. Перевести мультиметр в режим сопротивления.
3. Замерить параметры резистора – они должны равняться 500 Ом.
4. Проверить соединения на целостность и собрать цепь.

На выходе получится модуль с мощностью 1,5 А. Для увеличения тока до 10 А можно добавить полевик.

Стабилизатор для автомобильной подсветки

Стабилизатор L7812

Для работы потребуется линейный прибор в виде микросхемы L7812, две клеммы, конденсатор 100n (1-2 шт.), текстолитовый материал и трубка с термоусадкой. Изготовление производится пошагово:

1. Выбор схемы под L7805 из даташита.
2. Вырезать из текстолита нужный по размеру кусок.
3. Наметить дорожки, делая насечки отверткой.
4. Припаять элементы так, чтобы вход был слева, а выход – справа.
5. Сделать корпус из термотрубки.

Стабилизирующее устройство выдерживает до 1,5 А нагрузки, монтируется на радиатор.

В качестве радиатора задействуется кузов машины за счет соединения центрального вывода корпуса с минусом.

Нюансы расчета стабилизатора тока

Расчет стабилизатора производится на основании напряжения стабилизации U и тока (среднего) I. К примеру, напряжение входного делителя составляет 25 В, на выходе нужно получить 9 В. Вычисления предусматривают:

1. Подбор по справочнику стабилитрона. Ориентируются на напряжение стабилизации: Д814В.
2. Поиск среднего тока I по таблице. Он равен 5 мА.
3. Вычисление подающего напряжения как разности стабильного напряжения входа и выхода: UR1 = Uвx — Uвых, или 25-9=16 В.
4. Деление полученного значение по закону Ома на ток стабилизации по формуле R1 = UR1 / Iст, или 16/0,005=3200 Ом, или 3,2 кОм. Номинал элемента будет 3,3 кОм.
5. Вычисление максимальной мощности по формуле РR1 = UR1 * Iст, или 16х0,005=0,08.

Через резистор проходит ток стабилитрона и выходной, поэтому его мощность должна быть в 2 раза больше (0,16 кВт). На основании таблицы данному номиналу соответствует 0,25 кВт.

Самостоятельная сборка стабилизатора для светодиодных устройств возможна только при знании схемы. Начинающим мастерам рекомендовано использовать простые алгоритмы. Рассчитать элемент по мощности можно на основании формул из школьного курса физики.

принцип работы, импульсная модель, универсальный регулируемый прибор

Чтобы эффективно побороть различные помехи в сети, необходимо использовать простые стабилизаторы тока. Современные производители занимаются промышленным изготовлением таких устройств, благодаря чему каждая модель отличается своими функциональными и техническими характеристиками. В бытовой отрасли нет больших требований к стабилизаторам тока, но высококачественное измерительное оборудование всегда нуждается в стабильном напряжении.

Краткое описание

Опытные мастера прекрасно знают, что простейшие ограничители тока представлены в виде обычных резисторов. Такие агрегаты часто называют стабилизаторами, что не является действительностью, так как они не способны убрать все помехи при колебании напряжения на своём входе. Использование резистора в схеме питания того или иного прибора возможно только в том случае, если всё входное напряжение стабилизируется.

В иной ситуации даже мельчайшие скачки напряжения воспринимаются как повышенная нагрузка, что негативно отражается на работе всего устройства. Эффективность работы резистивных ограничителей тока является довольно низкой, так как потребляемая ими энергия рассеивается в виде тепла.

Более высоким уровнем КПД обладают те конструкции, которые изготовлены на базе готовых интегральных микросхем линейных стабилизаторов. Схемы таких устройств отличаются минимальным набором элементов, простотой настройки и отсутствием помех. Чтобы избежать нежелательного перегрева регулирующего элемента, различия между входным и выходным напряжением должны быть минимальными. В противном случае корпус микросхемы будет вынужден рассеивать всю невостребованную энергию, что в несколько раз снижает итоговый показатель КПД.

Наибольшей эффективностью обладают схемы с широтно-импульсной модуляцией. Их производство основано на использовании универсальных микросхем, где присутствует цепь обратной связи и специальные защитные механизмы, благодаря чему существенно возрастает надёжность всего устройства. Использование импульсного трансформатора ведёт к удержанию схемы, что положительно влияет на уровень КПД и продолжительность эксплуатационного срока. Стоит отметить, что такие стабилизаторы мастера часто изготавливают своими руками, используя для этого специальные детали.

Функциональные возможности

Только тот мастер, который хорошо знает принцип работы стабилизатора тока, сможет эффективно применять это устройство в различных сферах. Основная сложность в том, что электросети насыщены различными помехами, которые негативно влияют на работоспособность оборудования и приборов. Чтобы эффективно преодолеть источники отрицательного воздействия, специалисты повсюду применяют стабилизаторы напряжения и тока.

В каждом таком изделии присутствует незаменимый элемент — трансформатор, который обеспечивает стабильную и безотказную работу всей системы. Даже самая элементарная схема обязательно укомплектована универсальным выпрямительным мостом, который соединён с разными резисторами, а также конденсаторами. К главным эксплуатационным характеристикам относятся предельный уровень сопротивления и индивидуальная ёмкость.

Квалифицированные специалисты отмечают, что простой стабилизатор тока функционирует по самой элементарной схеме. Всё дело в том, что электрический ток поступает на основной трансформатор, благодаря чему меняется его предельная частота. На входе она всегда совпадает с этим показателем в электросети, находясь в пределах 50 герц. Только после того, как произошло преобразование тока, предельная частота будет снижена до оптимальной отметки.

Стоит отметить, что в традиционной схеме присутствуют мощные высоковольтные выпрямители, которые помогают определить полярность напряжения. А вот конденсаторы участвуют в качественной стабилизации тока, резисторы устраняют имеющиеся помехи.

Изготовление простого преобразователя для светодиодов

Опытные мастера согласятся, что собрать качественный и долговечный стабилизатор не так уж и сложно. Главная особенность состоит в том, что на блок может быть установлена целая система низковольтных конденсаторов на 20 вольт, а импульсная микросхема может иметь вход до 35 В. Наиболее простой светодиодный стабилизатор, выполненный своими руками — это вариант LM317. Потребуется только правильно рассчитать резистор для используемого светодиода с помощью специализированного онлайн-калькулятора.

Важным фактом остаётся то, что для слаженной работы такого агрегата отлично подходит подручное питание:

• Стандартный блок на 19 вольт от ноутбука.
• На 24 В.
• Более мощный агрегат на 32 вольт от обычного принтера.
• Либо на 9 или на 12 вольт от какой-либо бытовой электроники.

К основным преимуществам такого преобразователя всегда относят его доступность, минимальное количество элементов, высокую степень надёжности, а также наличие в магазинах. Собирать самостоятельно более сложную схему весьма нерационально. Если мастер не обладает необходимым опытом, тогда импульсный стабилизатор тока лучше купить в готовом виде. При необходимости его всегда можно усовершенствовать.

Продолжительность работы светодиода без потери яркости зависит от режима. Главное достоинство простейших стабилизаторов (драйверов), таких как микросхема-стабилизатор LM317, — их довольно трудно сжечь. Схема подключения LM317 требует всего двух деталей: самой микросхемы, включаемой в режим стабилизации, и резистора. Сам процесс сборки состоит из нескольких основных этапов:

1. Потребуется купить переменный резистор сопротивлением в 0.5 кОм (имеет три вывода и ручку регулировки). Заказать его можно через интернет или купить в «Радиолюбителе».
2. Провода припаиваются к среднему выводу, а также к одному из крайних.
3. С помощью мультиметра, включённого в режиме измерения сопротивления, замеряется сопротивление резистора. Нужно добиться максимального показания в 500 Ом (чтобы светодиод не перегорел при низком сопротивлении резистора).
4. После внимательной проверки правильности соединений перед подключением собирается цепь.

Для любого устройства можно добиться подачи 10 А (задаётся низкоомным сопротивлением). Для этих целей можно использовать транзистор КТ825 или установить аналог с лучшими техническими характеристиками и системой охлаждения. Максимальная мощность LM317 — 1.5 ампер. Если есть необходимость увеличить ток, то в схему можно добавить полевой или обычный транзистор.

Универсальная регулируемая модель

Многие мастера сталкиваются с необходимостью использования высококачественного стабилизатора, который позволил бы проводить настройки сети в широком диапазоне. Некоторые современные схемы отличаются тем, что в них предусмотрено наличие токозадающего резистора с пониженными характеристиками. Сами специалисты отмечают, что такое устройство позволяет проводить усиление напряжения в другом резисторе. Это состояние принято называть усиленным напряжением ошибки.

Параметры опорного и ошибочного напряжения можно сравнить при помощи опорного усилителя, благодаря этому мастер осуществляет настройку состояния полевого транзистора. Стоит отметить, что такая схема требует дополнительного питания, которое обязательно должно поступать к отдельному разъёму. Всё дело в том, что питающее напряжение должно обеспечивать слаженную работу абсолютно всех компонентов используемой схемы. Допустимый уровень не должен быть превышен, так как это чревато преждевременной поломкой оборудования.

Чтобы максимально правильно настроить работу регулируемого стабилизатора тока, необходимо использовать специальный ползунок. Именно подстроечный резистор позволяет мастеру выставить максимальное значение тока. Настройка сети получается более гибкой, так как все параметры можно самостоятельно корректировать в зависимости от интенсивности эксплуатации.

Многофункциональный прибор

Среднюю сложность изготовления имеют драйверы для светодиодов на 220 В. Много времени может занять их настройка, требующая опыта по наладке. Такой драйвер извлечь можно из светодиодных ламп, прожекторов и светильников с неисправной светодиодной цепью. Большинство из них также возможно доработать, узнав модель контроллера преобразователя. Параметры обычно задаются одним или несколькими резисторами.

В datasheet указывается уровень сопротивления, необходимый для получения нужного тока. Если установить регулируемый резистор, то количество Ампер будет настраиваемым (но без превышения указанной номинальной мощности).

Ещё недавно высокой популярностью пользовался универсальный модуль XL4015. По своим характеристикам он подходит для подключения светодиодов с высокой мощностью (до 100 Ватт). Стандартный вариант его корпуса припаян к плате, выполняющей функции радиатора. Чтобы улучшить охлаждение XL4015, схема должна быть доработана с установкой радиатора на коробку устройства.

Многие пользователи просто ставят его сверху, однако, эффективность такой установки довольно низкая. Систему охлаждения желательно располагать внизу платы, напротив пайки микросхемы. Для оптимального качества её можно отпаять и установить на полноценный радиатор, используя термопасту. Провода потребуется удлинить. Дополнительное охлаждение можно монтировать и для диодов, что значительно повысит эффективность работы всей схемы.

Среди драйверов наиболее универсальным считается регулируемый. Обязательно устанавливается переменный резистор, который задаёт количество ампер. Эти характеристики обычно указываются в следующих документах:

• В сопроводительной документации к микросхеме.
• В datasheet.
• В стандартной схеме включения.

Без добавочного охлаждения микросхемы такие устройства выдерживают 1—3 А (в соответствии с моделью контроллера широтно-импульсной модуляции). Главный недостаток этих драйверов — чрезмерный нагрев диода и дросселя. Выше 3 А потребуется охлаждение мощного диода и контроллера. Дроссель заменяют более подходящим либо перематывают толстым проводом.

Незаменимое устройство постоянного тока

Даже начинающий мастер знает, что такой агрегат работает по принципу двойного интегрирования. Абсолютно во всех моделях за этот процесс отвечают преобразователи. Универсальные двухканальные транзисторы предназначены для увеличения существующих динамических характеристик. Важно помнить, что для устранения тепловых потерь нужно использовать конденсаторы с большой ёмкостью.

Сделать показатель выпрямления можно только благодаря точному расчёту необходимого значения. Как показывает практика, если при выходном напряжении постоянного тока получается 12 ампер, то предельное значение должно составлять 5 В. Устройство сможет стабильно поддерживать рабочую частоту на отметке 30 Гц. Относительно порогового напряжения — всё зависит от блокировки сигнала, который поступает от трансформатора. Но фронт импульсов не должен превышать 2 МКС.

Только качественное преобразование тока позволяет обеспечить слаженную работу главных транзисторов. В этой схеме допускается использование исключительно полупроводниковых диодов. Если резисторы балластные, то это чревато большими тепловыми потерями. Именно поэтому коэффициент рассевания существенно увеличивается. Мастер может увидеть, что амплитуда колебаний возросла, а процесс индуктивности не произошёл.

Современная схема на базе КРЕН

Такое устройство будет стабильно работать только с элементами LM317 и КР142ЕН12. Это связано с тем, что они выступают в качестве универсальных стабилизаторов напряжения, хорошо справляясь с током до 1.5 А и выходным напряжением до 40 вольт. В классическом тепловом режиме эти элементы способны качественно рассеивать мощность до 10 Ватт. Сами микросхемы отличаются низким собственным потреблением, так как этот показатель составляет всего 8 мА. Главное, что этот показатель остаётся неизменным даже в том случае, если напряжение колеблется.

Отдельного внимания заслуживает микросхема LM317, которая способна удерживать постоянное напряжение на основном резисторе. Этот агрегат с неизменным сопротивлением обеспечивает максимальную стабильность проходящего через него тока, благодаря чему его часто называют токозадающим резистором. Современные стабилизаторы на КРЕН отличаются от своих аналогов относительной простотой, за счёт чего активно эксплуатируются в качестве зарядки для аккумуляторов и для электронной нагрузки.

Стабилизатор тока на транзисторе. Стабилизаторы тока схемы

Стабилизаторы тока предназначены для стабилизации тока на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит от его сопротивления. Стабилизаторы необходимы для функционирования различных электронных приборов, например .

Можно выполнить настройку падения напряжения таким образом, что оно будет очень маленьким. Это дает возможность снижения потерь при хорошей стабильности тока на выходе. На выходе транзистора сопротивление очень большое. Такая схема применяется для подключения светодиодов или зарядки аккумуляторных батарей малой мощности.

Напряжение на транзисторе определяется стабилитроном VD1. R2 играет роль датчика тока и обуславливает ток на выходе стабилизатора. При увеличении тока падение напряжения на этом резисторе становится больше. Напряжение поступает на эмиттер транзистора. В итоге напряжение на переходе база-эмиттер, которое равно разности напряжения базы и эмиттерного напряжения, снижается, и ток возвращается к заданной величине.

Схема токового зеркала

Аналогично функционируют генераторы тока. Популярной схемой таких генераторов является «токовое зеркало», в которой вместо стабилитрона применяется биполярный транзистор, а точнее, эмиттерный переход. Вместо сопротивления R2 применяется сопротивление эмиттера.

Стабилизаторы тока на полевике

Схема с применением полевых транзисторов более простая.

Нагрузочный ток проходит через R1. Ток в цепи: «+» источника напряжения, сток-затвор VТ1, нагрузочное сопротивление, отрицательный полюс источника – очень незначительный, так как сток-затвор имеет смещение в обратную сторону.

Напряжение на R1 положительное: слева «-», справа напряжение равно напряжению правого плеча сопротивления. Поэтому напряжение затвора относительно истока минусовое. При снижении нагрузочного сопротивления, ток повышается. Поэтому напряжение затвора по сравнению с истоком имеет еще большую разницу. Вследствие этого транзистор закрывается сильнее.

При большем закрытии транзистора нагрузочный ток снизится, и возвратится к начальной величине.

Устройства на микросхеме

В прошлых схемах имеются элементы сравнения и регулировки. Аналогичная структура схемы применяется при проектировании устройств, выравнивающих напряжение. Отличие устройств, стабилизирующих ток и напряжение, заключается в том, что в цепь обратной связи сигнал приходит от датчика тока, который подключен к цепи нагрузочного тока. Поэтому для создания стабилизаторов тока используют популярные микросхемы 142 ЕН 5 или LМ 317.

Здесь роль датчика тока играет сопротивление R1, на котором стабилизатор поддерживает постоянное напряжение и нагрузочный ток. Величина сопротивления датчика значительно ниже, чем нагрузочное сопротивление. Снижение напряжения на датчике влияет на напряжение выхода стабилизатора. Подобная схема хорошо сочетается с зарядными устройствами, светодиодами.

Импульсный стабилизатор

Высокий КПД имеют импульсные стабилизаторы, выполненные на основе ключей. Они способны при незначительном напряжении входа создавать высокое напряжение на потребителе. Такая схема собрана на микросхеме МАХ 771 .

Сопротивления R1 и R2 играют роль делителей напряжения на выходе микросхемы. Если напряжение на выходе микросхемы становится выше опорного значения, то микросхема снижает выходное напряжение, и наоборот.

Если схему изменить таким образом, чтобы микросхема реагировала и регулировала ток на выходе, то получится стабилизированный источник тока.

При падении напряжения на R3 ниже 1,5 В, схема работает в качестве стабилизатора напряжения. Как только нагрузочный ток повышается до определенного уровня, то на резисторе R3 падение напряжения становится больше, и схема действует как стабилизатор тока.

Сопротивление R8 подключается по схеме тогда, когда напряжение становится выше 16,5 В. Сопротивление R3 задает ток. Отрицательным моментом этой схемы можно отметить значительное падение напряжения на токоизмерительном сопротивлении R3. Эту проблему можно решить путем подключения операционного усилителя для усиления сигнала с сопротивления R3.

Стабилизаторы тока для светодиодов

Изготовить такое устройство самостоятельно можно с применением микросхемы LМ 317. Для этого останется только подобрать резистор. Питание для стабилизатора целесообразно применять следующее:

• Блок от принтера на 32 В.
• Блок от ноутбука на 19 В.
• Любой блок питания на 12 В.

Достоинством такого устройства является низкая стоимость, простота конструкции, повышенная надежность. Сложную схему нет смысла собирать самостоятельно, проще ее приобрести.

С микросхемой NE555 (аналог КР1006) знаком каждый радиолюбитель. Её универсальность позволяет конструировать самые разнообразные самоделки: от простого одновибратора импульсов с двумя элементами в обвязке до многокомпонентного модулятора. В данной статье будет рассмотрена схема включения таймера в режиме генератора прямоугольных импульсов с широтно-импульсной регулировкой.

Схема и принцип её работы

С развитием мощных светодиодов NE555 снова вышла на арену в роли регулятора яркости (диммера), напомнив о своих неоспоримых преимуществах. Устройства на её основе не требуют глубоких знаний электроники, собираются быстро и работают надёжно.

Известно, что управлять яркостью светодиода можно двумя способами: аналоговым и импульсным. Первый способ предполагает изменение амплитудного значения постоянного тока через светодиод. Такой способ имеет один существенный недостаток — низкий КПД. Второй способ подразумевает изменение ширины импульсов (скважности) тока с частотой от 200 Гц до нескольких килогерц. На таких частотах мерцание светодиодов незаметно для человеческого глаза. Схема ШИМ-регулятора с мощным выходным транзистором показана на рисунке. Она способна работать от 4,5 до 18 В, что свидетельствует о возможности управления яркостью как одного мощного светодиода, так и целой светодиодной лентой. Диапазон регулировки яркости колеблется от 5 до 95%. Устройство представляет собой доработанную версию генератора прямоугольных импульсов. Частота этих импульсов зависит от ёмкости C1 и сопротивлений R1, R2 и определяется по формуле: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Гц

Принцип действия электронного регулятора яркости заключается в следующем. В момент подачи напряжения питания начинает заряжаться конденсатор по цепи: +Uпит – R2 – VD1 –R1 –C1 – -U пит. Как только напряжение на нём достигнет уровня 2/3U пит откроется внутренний транзистор таймера и начнется процесс разрядки. Разряд начинается с верхней обкладки C1 и далее по цепи: R1 – VD2 –7 вывод ИМС – -U пит. Достигнув отметки 1/3U пит транзистор таймера закроется и C1 вновь начнет набирать ёмкость. В дальнейшем процесс повторяется циклически, формируя на выводе 3 прямоугольные импульсы.

Изменение сопротивления подстроечного резистора приводит к уменьшению (увеличению) времени импульса на выходе таймера (вывод 3), и как следствие, уменьшается (увеличивается) среднее значение выходного сигнала. Сформированная последовательность импульсов через токоограничивающий резистор R3 поступает на затвор VT1, который включен по схеме с общим истоком. Нагрузка в виде светодиодной ленты или последовательно включенных мощных светодиодов включается в разрыв цепи стока VT1.

В данном случае установлен мощный MOSFET транзистор с максимальным током стока 13А. Это позволяет управлять свечением светодиодной ленты длиной в несколько метров. Но при этом транзистору может потребоваться теплоотвод.

Блокирующий конденсатор C2 исключает влияние помех, которые могут возникать по цепи питания в моменты переключения таймера. Величина его ёмкости может быть любой в пределах 0,01-0,1 мкФ.

Плата и детали сборки регулятора яркости

Односторонняя печатная плата имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка на ней нет ничего лишнего, что могло бы вызвать вопросы.

После сборки схема ШИМ-регулятора яркости не требует наладки, а печатная плата легка в изготовке своими руками. В плате, кроме подстроечного резистора, используются SMD элементы.

• DA1 – ИМС NE555;
• VT1 – полевой транзистор IRF7413;
• VD1,VD2 – 1N4007;
• R1 – 50 кОм, подстроечный;
• R2, R3 – 1 кОм;
• C1 – 0,1 мкФ;
• C2 – 0,01 мкФ.

Транзистор VT1 должен подбираться в зависимости от мощности нагрузки. Например, для изменения яркости одноваттного светодиода достаточно будет биполярного транзистора с максимально допустимым током коллектора 500 мА.

Управление яркостью светодиодной ленты должно осуществляться от источника напряжения +12 В и совпадать с её напряжением питания. В идеале регулятор должен питаться от стабилизированного блока питания, специально предназначенного для ленты.

Нагрузка в виде отдельных мощных светодиодов запитывается иначе. В этом случае источником питания диммера служит стабилизатор тока (его еще называют драйвер для светодиода). Его номинальный выходной ток должен соответствовать току последовательно включенных светодиодов.

Читайте так же

Полупроводниковый прибор, о котором пойдет речь, предназначен для стабилизации тока на требуемом уровне, обладает низкой стоимостью и дает возможность упростить разработку схем многих электронных приборов. Попытаюсь немного восполнить недостаток информации о простых схемотехнических решениях стабилизаторов постоянного тока.

Немного теории

Идеальный источник тока обладает бесконечно большим ЭДС и бесконечно большим внутренним сопротивлением, что позволяет получить требуемый ток в цепи независящий от сопротивления нагрузки.

Рассмотрение теоретических допущений о параметрах источника тока помогает понять определение идеального источника тока. Ток, создаваемый идеальным источником тока остается постоянным при изменении сопротивления нагрузки от короткого замыкания до бесконечности. Для поддержания величины тока неизменной значение ЭДС меняется от величины не равной нулю до бесконечности. Свойство источника тока, позволяющее получить стабильное значение тока: при изменении сопротивления нагрузки изменяется ЭДС источника тока таким образом, что значение тока остается постоянным.

Реальные источники тока поддерживают ток на требуемом уровне в ограниченный диапазон напряжения, создаваемого на нагрузке и ограниченном сопротивление нагрузки. Идеальный источник рассматривается, а реальный источник тока может работать при нулевом сопротивлении нагрузки. Режим замыкания выхода источника тока не является исключением или трудно реализуемой функцией источника тока, это один из режимов работы, в который может безболезненно перейти прибор при случайном замыкании выхода и перейти на режим работы с сопротивлением нагрузки более нуля.

Реальный источник тока используется совместно с источником напряжения. Сеть 220 вольт 50 Гц, лабораторный блок питания, аккумулятор, бензиновый генератор, солнечная батарея – источники напряжения, поставляющие электроэнергию потребителю. Последовательно с одним из них включается стабилизатор тока. Выход такого прибора рассматривается как источник тока.

Простейший стабилизатор тока представляет собой двухвыводной компонент, ограничивающий протекающий через него ток величиной и точностью соответствующей данным фирмы изготовителя. Такой полупроводниковый прибор в большинстве случаев имеет корпус, напоминающий диод малой мощности. Благодаря внешнему сходству и наличию всего двух выводов компоненты этого класса часто упоминаются в литературе как диодные стабилизаторы тока. Внутренняя схема не содержит диодов, такое название закрепилось только благодаря внешнему сходству.

Примеры диодных стабилизаторов тока

Диодные стабилизаторы тока выпускаются многими производителями полупроводников.

1N5296 Производители: Microsemi и CDI Ток стабилизации 0,91мА ± 10% Минимальное напряжение на выводах в режиме стабилизации 1,29 В Максимальное импульсное напряжение 100 В
E-103 Производитель Semitec Ток стабилизации 10 мА ± 10% Минимальное напряжение на выводах в режиме стабилизации 4,2 В
L-2227 Производитель Semitec Ток стабилизации 25 мА ± 10% Минимальное напряжение на выводах в режиме стабилизации 4 В Максимальное импульсное напряжение 50 В

От теории к практике

Применение диодных стабилизаторов тока упрощает электрические схемы и снижает стоимость приборов. Использование диодных стабилизаторов тока привлекательно не только своей простотой, но и повышением устойчивости работы разрабатываемых приборов. Один полупроводник этого класса в зависимости от типа обеспечивает стабилизацию тока на уровне от 0,22 до 30 миллиампер. Наименования этих полупроводниковых приборов по ГОСТу и схемного обозначения найти не удалось. В схемах статьи пришлось применить обозначение обычного диода.

При включении в цепь питания светодиода диодный стабилизатор обеспечивает требуемый режим и надежную работу. Одна из особенностей диодного стабилизатора тока – работа в диапазоне напряжений от 1,8 до 100 вольт позволяющая защитить светодиод от выхода из строя при воздействии импульсных и длительных изменений напряжения. Яркость и оттенок свечения светодиода зависят от протекающего тока. Один диодный стабилизатор тока может обеспечить режим работы нескольких последовательно включенных светодиодов, как показано на схеме.

Эту схему легко преобразовать в зависимости от светодиодов и напряжения питания. Один или несколько параллельно включенных диодных стабилизаторов тока в цепь светодиодов зададут ток светодиодов, а количество светодиодов зависит от диапазона изменения напряжения питания.

С помощью диодных источников тока можно построить индикаторный или осветительный прибор, предназначенный для питания от постоянного напряжения. Благодаря питанию стабильным током источник света будет иметь постоянную яркость свечения при колебаниях напряжения питания.

Использование резистора в цепи светодиода индикатора напряжения питания двигателя постоянного тока станка сверловки печатных плат приводило к быстрому выходу светодиода из строя. Применение диодного стабилизатора тока позволило получить надежную работу индикатора. Диодные стабилизаторы тока допускается включать параллельно. Требуемый режим питания нагрузок можно получить, меняя тип или включая параллельно требуемое количество этих приборов.

При питании светодиода оптопары через резистор пульсации напряжения питания схемы приводят к колебаниям яркости, накладывающимся на фронт прямоугольного импульса. Применение диодного стабилизатора тока в цепи питания светодиода, входящего в состав оптопары, позволяет снизить искажение цифрового сигнала, передаваемого через оптопару и увеличить надежность канала информации.

Применение диодного стабилизатора тока задающего режим работы стабилитрона позволяет разработать простой источник опорного напряжения. При изменении питающего тока на 10 процентов напряжение на стабилитроне меняется на 0,2 процента, а так как ток стабилен, то величина опорного напряжения стабильна при изменении других факторов.

Влияние пульсаций питающего напряжения на выходное опорное напряжение уменьшается на 100 децибел.

Внутренняя схема

Вольтамперная характеристика помогает понять работу диодного стабилизатора тока. Режим стабилизации начинается при превышении напряжения на выводах прибора около двух вольт. При напряжениях более 100 вольт происходит пробой. Реальный ток стабилизации может отклоняться от номинального тока на величину до десяти процентов. При изменении напряжения от 2 до 100 вольт ток стабилизации меняется на 5 процентов. Диодные стабилизаторы тока, выпускаемые некоторыми производителями, изменяют ток стабилизации при изменении напряжения до 20 процентов. Чем выше ток стабилизации, тем больше отклонение при увеличении напряжения. Параллельное включение пяти приборов, рассчитанных на ток 2 миллиампера, позволяет получить более высокие параметры, чем у одного на 10 миллиампер. Так как уменьшается минимальное напряжение стабилизации тока, то диапазон напряжения в котором работает стабилизатор увеличивается.

Основой схемы диодного стабилизатора тока является полевой транзистор с p-n переходом. Напряжение затвор-исток определяет ток стока. При напряжении затвор-исток равному нулю ток через транзистор равен начальному току стока, который течет при напряжении между стоком и истоком более напряжения насыщения. Поэтому для нормальной работы диодного стабилизатора тока напряжение, приложенное к выводам должно быть больше некоторого значения от 1 до 3 вольт.

Полевой транзистор имеет большой разброс начального тока стока, точно эту величину предсказать нельзя. Дешевые диодные стабилизаторы тока представляют собой отобранные по току полевые транзисторы, у которых затвор соединен с истоком.

При смене полярности напряжения диодный стабилизатор тока превращается в обычный диод. Это свойство обусловлено тем, что p-n переход полевого транзистора оказывается смещенным в прямом направлении и ток течет по цепи затвор-сток. Максимальный обратный ток некоторых диодных стабилизаторов тока может достигать 100 миллиампер.

Источник тока 0.5А и более

Для стабилизации токов силой 0,5-5 ампер и более применима схема, главный элемент которой мощный транзистор. Диодный стабилизатор тока стабилизирует напряжение на резисторе 180 Ом и на базе транзистора КТ818. Изменение резистора R1 от 0,2 до10 Ом изменяется ток, поступающий в нагрузку. С помощью этой схемы можно получить ток, ограниченный максимальным током транзистора или максимальным током источника питания. Применение диодного стабилизатора тока с наиболее возможным номинальным током стабилизации улучшает стабильность выходного тока схемы, но при этом нельзя забывать о минимально возможном напряжении работы диодного стабилизатора тока. Изменение резистора R1 на 1-2 Ом значительно меняет величину выходного тока схемы. Этот резистор должен иметь большую мощность рассеяния тепла, изменение сопротивления из-за нагрева приведет к отклонению выходного тока от заданного значения. Резистор R1 лучше собрать из нескольких параллельно включенных мощных резисторов. Резисторы, применённые в схеме должны иметь минимальное отклонение сопротивления при изменении температуры. При построении регулируемого источника стабильного тока или для точной настройки выходного тока резистор 180 Ом можно заменить переменным. Для улучшения стабильности тока транзистор КТ818 усиливается вторым транзистором меньшей мощности. Транзисторы соединяются по схеме составного транзистора. При использовании составного транзистора минимальное напряжение стабилизации увеличивается.

Эту схему можно использовать для питания соленоидов, электромагнитов, обмоток шаговых двигателей, в гальванике, для зарядки аккумуляторов и других целей. Транзистор обязательно устанавливается на радиатор. Конструкция прибора должна обеспечивать хороший теплоотвод.

Если бюджет проекта позволяет увеличить затраты на 1-2 рубля и конструкция прибора допускает увеличение площади печатной платы, то использую параллельное объединение диодных стабилизаторов тока можно улучшить параметры разрабатываемого прибора. Соединенные параллельно 5 компонентов 1N5305 позволят стабилизировать ток на уровне 10 миллиампер, как и компонент СDLL257, но минимальное напряжение работы в случае пяти 1N5305 составит 1,85 вольт, что важно для схем с напряжением питания 3,3 или 5 вольт. Также к положительным свойствам 1N5305 относится его доступность, по сравнению с приборами производителя Semitec. Соединение параллельно группы стабилизаторов тока вместо одного позволяет снизить нагрев разрабатываемого прибора и отодвинуть верхнюю границу температурного диапазона.

Увеличение рабочего напряжения

Для использования диодных стабилизаторов тока при напряжениях более напряжения пробоя последовательно включается один или несколько стабилитронов, при этом область напряжений работы диодного ограничителя тока смещается на величину стабилизации напряжения стабилитроном. Схему можно использовать для грубого определения превышения порогового значения напряжения.

Найти отечественные аналоги зарубежных диодных стабилизаторов тока не удалось. Вероятно с течением времени ситуация с отечественными диодными стабилизаторами тока изменится.

Литература:
Л. А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. 2000 г
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/cclm0035-5750.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/other/ec051semiconductora.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/cld_application_notes.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/ALL_SMD_CLD_curves.pdf
http://www.centralsemi.com/product/smd/select/diodes/CLD.aspx
http://www.datasheetarchive.com/CA500-datasheet.html

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Схема 1.
	Диод		1			В блокнот
	Светодиод		5			В блокнот
	Блок питания	24 В	1			В блокнот
	Схема 2.
	Диодный мост		1			В блокнот
	Диод		1			В блокнот
	Светодиод		1			В блокнот
	Электролитический конденсатор		1			В блокнот
	Трансформатор		1			В блокнот
	Выключатель		1			В блокнот
	Колекторный двигатель		1			В блокнот
	Схема 3.
	Стабилитрон	5.6 В	1			В блокнот
	Диод		1			В блокнот
	Блок питания	8-50 В	1

Каждый раз, читая новые записи в блогах я сталкиваюсь с одной и той же ошибкой — ставят стабилизатор тока там, где нужен стабилизатор напряжения и наоборот. Постараюсь объяснить на пальцах, не углубляясь в дебри терминов и формул. Особенно будет полезно тем, кто ставит драйвер для мощных светодиодов и питает им множество маломощных. Для вас — отдельный абзац в конце статьи.

Для начала разберемся с понятиями:

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Исходя из названия — стабилизирует напряжение. Если написано, что стабилизатор 12В и 3А, то значит стабилизирует именно на напряжение 12В! А вот 3А — это максимальный ток, который может отдать стабилизатор. Максимальный! А не «всегда отдает 3 ампера». То есть от может отдавать и 3 миллиампера, и 1 ампер, и два… Сколько ваша схема кушает, столько и отдает. Но не больше трех. Собственно это главное.

Когда-то они были такие и подключали к ним телевизоры…

И теперь я перейду к описанию видов стабилизаторов напряжения:

Линейные стабилизаторы (те же КРЕН или LM7805/LM7809/LM7812 и тп)

Вот она — LM7812. Наш советский аналог — КРЕН8Б

Самый распространенный вид. Они не могут работать на напряжении ниже, чем указанное у него на брюхе. То есть если LM7812 стабилизирует напряжение на 12ти вольтах, то на вход ему подать нужно как минимум примерно на полтора вольта больше. Если будет меньше, то значит и на выходе стабилизатора будет меньше 12ти вольт. Не может он взять недостающие вольты из ниоткуда. Потому и плохая это идея — стабилизировать напряжение в авто 12-вольтовыми КРЕНками. Как только на входе меньше 13.5 вольт, она начинает и на выходе давать меньше 12ти.

Еще один минус линейных стабилизаторов — сильный нагрев при хорошей такой нагрузке. То есть деревенским языком — все что выше тех же 12ти вольт, то превращается в тепло. И чем выше входное напряжение, тем больше тепла. Вплоть до температуры жарки яичницы. Чуть нагрузили ее больше, чем пара мелких светодиодов и все — получили отличный утюг.

Импульсные стабилизаторы — гораздо круче, но и дороже. Обычно для рядового покупателя это уже выглядит как некая платка с детальками.

Например вот такая платка — импульсный стабилизатор напряжения.

Бывают трех видов: понижающие, повышающие и всеядные. Самые крутые — всеядные. Им все равно, что на входе напряжение ниже или выше нужного. Он сам автоматом переключается в режим увеличения или уменьшения напряжения и держит заданное на выходе. И если написано, что ему на вход можно от 1 до 30 вольт и на выходе будет стабильно 12, то так оно и будет.

Но дороже. Но круче. Но дороже…
Не хотите утюг из линейного стабилизатора и огромный радиатор охлаждения впридачу — ставьте импульсный.
Какой вывод по стабилизаторам напряжения?
ЗАДАЛИ ЖЕСТКО ВОЛЬТЫ — а ток может плавать как угодно (в определенных пределах конечно)

СТАБИЛИЗАТОР ТОКА
В применении к светодиодам именно их еще называют «светодиодный драйвер». Что тоже будет верно.

Вот, к примеру, готовый драйвер. Хотя сам драйвер — маленькая черная восьминогая микросхема, но обычно драйвером называют всю схему сразу.

Задает ток. Стабильно! Если написано, что на выходе 350мА, то хоть ты тресни — будет именно так. А вот вольты у него на выходе могут меняться в зависимости от требуемого светодиодам напряжения. То есть вы их не регулируете, драйвер сделает все за вас исходя из количества светодиодов.
Если очень просто, то описать могу только так. =)
А вывод?
ЗАДАЛИ ЖЕСТКО ТОК — а напряжение может плавать.

Теперь — к светодиодам. Ведь весь сыр-бор из-за них.

Светодиод питается ТОКОМ. Нет у него параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр — падение напряжения! То есть сколько на нем теряется . Если написано на светодиоде 20мА 3.4В, то это значить что ему надо не больше 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3.4 вольта. Не для питания нужно 3.4 вольта, а просто на нем «потеряется»!

То есть вы можете питать его хоть от 1000 вольт, только если подадите ему не больше 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него останется уже на 3.4 вольта меньше. Вот и вся наука. Ограничьте ему ток — и он будет сыт и будет светить долго и счастливо.

Вот берем самый распространненый вариант соединения светодиодов (такой почти во всех лентах используется) — последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Питаем от 12 вольт. Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели (про расчет не пишу, в интернете навалом калькуляторов). После первого светодиода остается 12-3.4= 8.6 вольт………Нам пока хватает. На втором потеряется еще 3.4 вольта, то есть останется 8.6-3.4=5.2 вольта. И для третьего светодиода тоже хватит. А после третьего останется 5.2-3.4=1.8 вольта. И если захотите поставить четвертый, то уже не хватит. Вот если запитать не от 12В а от 15, то тогда хватит. Но надо учесть, что и резистор тоже надо будет пересчитать. Ну вот собственно и пришли плавно к…

Простейший ограничитель тока — резистор. Их часто ставят на те же ленты и модули. Но есть минусы — чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде. И наоборот. Поэтому если у вас в сети напряжение скачет, что кони через барьеры на соревнованиях по конкуру (а в автомобилях обычно так и есть), то сначала стабилизируем напряжение, а потом ограничиваем резистором ток до тех же 20мА. И все. Нам уже плевать на скачки напряжения (стабилизатор напряжения работает), а светодиод сыт и светит на радость всем.
То есть — если ставим резистор в автомобиле, то нужно стабилизировать напряжение.

Можно и не стабилизировать, если вы расчитаете резистор на максимально-возможное напряжение в сети автомобиля, у вас нормальная бортовая сеть (а не китайско-русский тазопром) и сделаете запас по току хотя бы в 10%.
Ну и к тому же резисторы можно ставить только до определенной величины тока. После некоторого порога резисторы начинают адски греться и приходится их сильно увеличивать в размерах (резисторы 5Вт, 10Вт, 20Вт и тд). Плавно превращаемся в большой утюг.

Есть еще вариант — поставить в качестве ограничителя что-нибудь типа LM317 в режиме токового стабилизатора.

LM317. Внешне как и LM7812. Корпус один, смысл несколько разный. Но и они тоже греются, ибо это тоже линейный регулятор (помните я писал про КРЕН в абзаце о стабилизаторах напряжения?). И тогда создали…

Импульсный стабилизатор тока (или драйвер).

Вот как раз то, о чем я говорю. На картинке речь о 1Вт-светодиодах, но и с любыми другими картина та же.
Именно это мы и видим в китайских модулях и кукурузинах, которые горят как спички через неделю/месяц работы. Потому что светодиоды имеют адский разброс, а китайцы на драйверах экономят покруче, чем кто либо еще. Почему не горят фирменные модули и лампы Osram, Philips и тд? Потому что они делают довольно мощную отбраковку светодиодов и от всего дичайшего количества выпущенных светодиодов остается 10-15%, которые по параметрам практически идентичны и из них можно сделать такой простой вид, какой и пытаются сделать многие — один мощный драйвер и много одинаковых цепочек светодиодов без драйверов. Но только вот в условиях «купил светодиоды на рынке и запаял сам» как правило будет им нехорошо. Потому что даже у «некитая» будет разброс. Может повезти и работать долго, а может и нет.

Запомните раз и навсегда! Я вас умоляю! =)
Да и просто — сделать правильно и сделать «смотрите как я сэкономил, а остальные — дураки» — это несколько разные вещи. Даже очень сильно разные. Учитесь делать не как пресловутые китайцы, учитесь делать красиво и правильно. Это сказано давно и не мной. Я лишь попробовал в стотыщпятьсотый раз объяснить прописные истины. Уж извиняйте, если криво объяснял =)

Вот прекрасная иллюстрация. Разве вы думаете мне не хотелось сэкономить и уменьшить количество драйверов раза в 3-4? Но так — правильно, а значит будет работать долго и счастливо.

Ну и напоследок тем, кому даже такое изложение было слишком заумным.
Запомните следующее и старайтесь следовать этому (здесь «цепочка» — это один светодиод или несколько ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-соединенных светодиодов):

1.—- КАЖДОЙ цепочке — свой ограничитель тока (резистор или драйвер…)
2. — Маломощная цепочка до 300мА? Ставим резистор и достаточно.
3. — Напряжение нестабильно? Cтавим СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
4. — Ток больше 300мА? Ставим на КАЖДУЮ цепочку ДРАЙВЕР (стабилизатор тока) без стабилизатора напряжения.

Вот так будет правильно и самое главное — будет работать долго и светить ярко! Ну и надеюсь, что все вышенаписанное убережет многих от ошибок и поможет сэкономить средства и нервы.

Схемы стабилизаторов тока для светодиодов на транзисторах и микросхемах

Известно, что яркость светодиода очень сильно зависит от протекающего через него тока. В то же время ток светодиода очень круто зависит от питающего напряжения. Отсюда возникают заметные пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания.

Но пульсации — это не страшно, гораздо хуже то, что малейшее повышение питающего напряжения может привести к настолько сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто выгорят.

Чтобы этого не допустить, светодиоды (особенно мощные) обычно запитывают через специальные схемы — драйверы, которые по сути своей являются стабилизаторами тока. В этой статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

Для стабилизации тока через светодиоды можно применить хорошо известные решения:

На рисунке 1 представлена схема, работа которой основана на т.н. эмиттерном повторителе. Транзистор, включенный таким образом, стремится поддерживать напряжение на эмиттере в точности таким же, как и на базе (разница будет только в падении напряжения на переходе база-эмиттер). Таким образом, зафиксировав напряжение базы с помощью стабилитрона, мы получаем фиксированное напряжение на R1.

Обычные диоды имеют очень слабую зависимость прямого напряжения от тока, поэтому возможно их применение вместо труднодоступных низковольтных стабилитронов. Вот два варианта схем для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2:

Ток через светодиоды задается подбором резистора R2. Резистор R1 выбирают таким образом, чтобы выйти на линейный участок ВАХ диодов (с учетом тока базы транзистора). Напряжение питания всей схемы должно быть не меньше, чем суммарное напряжение всех светодиодов плюс около 2-2.5 вольт сверху для устойчивой работы транзистора.

Например, если нужно получить ток 30 мА через 3 последовательно включенных светодиодов с прямым напряжением 3.1 В, то схему следует запитать напряжением не ниже 12 Вольт. При этом сопротивление резистора должно быть около 20 Ом, мощность рассеивания — 18 мВт. Транзистор следует подобрать с максимальным напряжением Uкэ не ниже напряжения питания, например, распространенный S9014 (n-p-n).

Сопротивление R1 будет зависеть от коэфф. усиления транзистора hfe и ВАХ диодов. Для S9014 и диодов 1N4148 достаточно будет 10 кОм.

Применим описанный стабилизатор для совершенствования одного из светодиодных светильников, описанного в этой статье. Улучшенная схема будет выглядеть так:

Данная доработка позволяет значительно снизить пульсации тока и, следовательно, яркости светодиодов. Но главный плюс схемы заключается в нормализации режима работы светодиодов и защита их от бросков напряжения во время включения. Это приводит к существенному продлению срока службы светодиодной лампы.

Из осциллограмм видно, что добавив в схему стабилизатор тока для светодиода на транзисторе и стабилитроне, мы тут же уменьшили амплитуду пульсаций в несколько раз:

При указанных на схеме номиналах, на транзисторе рассеивается мощность чуть больше 0.5 Вт, что позволяет обойтись без радиатора. Если емкость балластного конденсатора увеличить до 1.2 мкФ, то на транзисторе будет падать ~23 Вольт, а мощность составит около 1 Вт. В этом случае без радиатора не обойтись, но зато пульсации понизятся чуть ли не до нуля.

Вместо указанного на схеме транзистора 2CS4544, можно взять 2SC2482 или аналогичный с током коллектора больше 100 мА и допустимым напряжением Uкэ не менее 300 В (подойдут, например, старые советские КТ940, КТ969).

Желаемый ток, как обычно, задается резистором R*. Стабилитрон рассчитан на напряжение 5.1 В и мощность 0.5 Вт. В качестве светодиодов применены распространенные smd-светодиоды из китайской лампочки (а еще лучше взять готовую лампу и добавить в нее недостающие компоненты).

Теперь рассмотрим схему, представленную на рисунке 2. Вот она отдельно:

Токовым датчиком здесь является резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле 0.6/Iнагр. При увеличении тока через светодиоды, транзистор VT2 начинает открываться сильнее, что приводит к более сильному запиранию транзистора VT1. Ток уменьшается. Таким образом происходит стабилизация выходного тока.

Достоинства схемы — ее простота. К недостатку можно записать довольно большое падение напряжения (а следовательно и мощности) на транзисторе VT1. Это не критично при небольших токах (десятки и сотни миллиампер), однако дальнейшее увеличение тока через светодиоды потребует установки этого транзистора на радиатор.

От этого недостатка можно избавиться, применив вместо биполярного транзистора p-канальный MOSFET с низким сопротивлением сток-исток:

Нужный ток, как и прежде, задается подбором резистора R1. VT1 — любой маломощный. Вместо мощного IRL3705N можно взять, например, IRF7210 (12А, 12В) или IRLML6402 (3.7А, 20В). Смотрите сами, какие токи вам нужны.

Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов на полевом транзисторе состоит всего лишь из одного транзистора с закороченным накоротко затвором и истоком:

Вместо КП303Е подойдет, например, BF245C или аналогичный со встроенным каналом. Принцип действия схож со схемой на рисунке 1, только в качестве эталонного напряжения используется потенциал «земли». Величина выходного тока определяется исключительно начальным током стока (берется из даташита) и практически не зависит от напряжения сток-исток Uси. Это хорошо видно из графика выходной характеристики:

На схеме на рисунке 3 в цепь истока добавлен резистор R1, задающий некоторое обратное смещение затвора и позволяющий таким образом изменить ток стока (а значит и ток нагрузки).

Пример самого простого драйвера тока для светодиода представлен ниже:

Здесь применен полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа BSS229. Точное значение выходного тока будет зависеть от характеристик конкретного экземпляра и сопротивления R1.

Это, в общем-то, все способы превратить транзистор в стабилизатор тока. Есть еще так называемое токовое зеркало, но применительно к светодиодным светильникам оно не подходит. Поэтому перейдем к микросхемам.

Стабилизаторы тока на микросхемах

Микросхемы позволяют добиться гораздо более высоких характеристик, чем транзисторы. Чаще всего для сборки стабилизатор тока для светодиодов своими руками используют прецизионные термостабильные источники опорного напряжения (TL431, LM317 и другие).

TL431

Типовая схема стабилизатора тока для светодиодов на TL431 выглядит так:

Так как микросхема ведет себя так, чтобы поддерживать на резисторе R2 фиксированное напряжение 2.5 В, то ток через этот резистор всегда будет равен 2.5/R2. А если пренебречь током базы, то можно считать, что IRн = IR2. И чем выше будет коэффициент усиления транзистора hfe, тем больше эти токи будут совпадать.

R1 рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить минимальный рабочий ток микросхемы — 1 мА.

А вот пример практического применения TL431 в светодиодной лампе:

На транзисторе падает около 20-30 В, рассеиваемая мощность составляет менее 1.5 Вт. Кроме указанного на схеме 2SC4544 можно применить BD711 или старый советский КТ940А. Транзисторы в корпусе TO-220 не требуют установки на радиатор до мощностей 1.5-2 Вт включительно.

Резистор R3 служит для ограничения импульса зарядки конденсатора при включении питания. Ток через нагрузку задается резистором R2.

В качестве нагрузки Rн здесь выступают 90 белых чип-светодиодов LED2835. Максимальная мощность при токе 60 мА составляет 0.2 Вт (24Lm), падение напряжение — 3.2 В.

Для увеличение срока службы мощность диодов специально занижена на 20% (0.16 Вт, ток 45 мА), соответственно, суммарная мощность всех светодиодов составляет — 14 Вт.

Разумеется, приведенную схему стабилизатора тока для светодиодов на 220 В можно пересчитать под любой необходимый ток и/или другое количество имеющихся в распоряжении светодиодов.

С учетом допустимого разброса напряжения 220 Вольт (см. ГОСТ 29322-2014), выпрямленное напряжение на конденсаторе C1 будет находиться в диапазоне от 293 до 358 В, поэтому он должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В.

Исходя из диапазона питающих напряжений, рассчитываются параметры остальных элементов схемы.

Например, резистор, задающий рабочий режим микросхемы DA1 должен обеспечивать ток не менее 0.5 мА при напряжении на С1 = 293 В. Максимальное количество светодиодов не должно превышать NLED

LM7805, LM7812…

Любой интегральный стабилизатор напряжения можно превратить в стабилизатор тока, добавив всего один резистор в соответствии со схемой:

Только надо учитывать, что, при таком включении, входное напряжение должно быть больше, чем напряжение стабилизации микросхемы на некоторую величину (падение напряжение на самом стабилизаторе). Обычно это где-то 2-2.5 вольта. Ну и, само собой, добавить напряжение на нагрузке.

Вот, например, конкретный пример стабилизатора тока для светодиодов на ЛМ7812:

Параметры схемы рассчитаны на 10 smd-диодов 5730 с прямым напряжением 3.3 вольта на каждом. Потребляемый ток (ток через светодиоды) — 300 мА. Мощность светильника ~10 Ватт.

Так как при последовательном подключении светодиодов общее напряжение будет равно сумме напряжений на каждом из светодиодов, то минимальное напряжение питания схемы должно быть: Uпит = 2.5 + 12 + (3.3 х 10) = 47.5 Вольт.

Рассчитать сопротивление и мощность резистора под другие значения тока можно с помощью простенькой программки Regulator Design (скачать).

Очевидно, что чем выше выходное напряжение стабилизатора, тем больше тепла будет выделяться на токозадающем резисторе и, следовательно, тем хуже КПД. Поэтому для наших целей лучше подойдет LM7805, чем LM7812.

LM317

Не менее эффективным получается линейный стабилизатор тока для светодиодов на LM317. Типовая схема включения:

Простейшая схема включения LM317 для светодиодов, позволяющая собрать мощный светильник, состоит из выпрямителя с емкостным фильтром, стабилизатора тока и 93 светодиодов SMD 5630. Здесь применены MXL8-PW35-0000 (3500K, 31 Lm, 100 mA, 3.1 V, 400 mW, 5.3×3 mm).

Если такая большая гирлянда из светодиодов не нужна, то к драйверу на LM317 для питания светодиодов придется добавить балластный резистор или конденсатор (чтобы загасить лишнее напряжение). Как это сделать мы очень подробно рассматривали в этой статье.

Недостаток такой схемы токового драйвера для светодиодов в том, что при повышении напряжения в сети выше 235 вольт, LM317 окажется за пределами расчетного режима работы, а при снижении до ~208 вольт и ниже, микросхема совсем перестает стабилизировать и глубина пульсаций будет целиком и полностью зависеть от емкости С1.

Поэтому использовать такой светильник нужно там, где напряжение более менее стабильно. И на емкости этого конденсатора не стоит экономить. Диодный мост можно взять готовый (например, миниатюрный MB6S) или собрать из подходящих диодов (Uобр не менее 400 В, прямой ток >= 100 мА).

Вместо заключения

К недостаткам приведенных в статье схем следует отнести низкий КПД за счет бесполезной траты мощности на регулирующих элементах. Впрочем, это свойственно всем линейным стабилизаторам тока.

Низкий коэффициент полезного действия неприемлем для устройств, питающихся от автономных источников тока (светильники, фонарики и т.п.). Существенного повышения КПД (90% и более) можно добиться применением импульсных стабилизаторов тока.

electro-shema.ru

Когда собирается первый блок питания, схема берётся самая простая – чтобы всё получилось наверняка. Когда удастся его запустить и получить аж целых 12 регулируемых вольт и току под пол ампера радиолюбитель проникается смыслом фразы «И будет тебе счастье!». Только счастье это длиться не очень долго и вскоре становиться совершенно очевидным, что в БП обязательно должна быть возможность регулирования силы тока на выходе. Доработкой уже имеющегося блока питания это достижимо, но несколько хлопотно – уж лучше собрать ещё один, более «продвинутый». Есть интересный вариант. К маломощному блоку питания можно изготовить приставку для регулировки тока в интервале от 20 mA и до максимума того, что он способен дать, вот по этой схеме:

Такое устройство собрал почти год назад.

Токовый стабилизатор действительно нужная вещица. Например, поможет зарядить любой аккумулятор, рассчитанный на напряжение до 9 вольт включительно, причём замечу, зарядить качественно. Вот только измерительной головки у неё явно не хватает. Решаюсь на модернизацию и разбираю на составные части свою самоделку, где, пожалуй, самый значительный компонент это переменный резистор ППБ-15Е с максимальным сопротивлением 33 Ома.

Новый корпус сориентирован исключительно под размеры индикатора от магнитофона, который и будет выполнять функции миллиамперметра.

Для этого у него «рисуется» новая шкала (выбрал ток полного отклонения стрелки в 150 mA, а можно сделать и по максимуму).

Затем на стрелочный прибор ставиться шунт.

Шунт сделал из нихромовой нагревательной спирали диаметром 0,5 мм. Транзистор КТ818 обязательно поставить на радиатор охлаждения.

Соединение (сочленение) приставки с блоком питания производиться при помощи, интегрированной в корпус импровизированной вилки, штыри которой взяты от обычной сетевой вилки, на одном из концов которых нарезана резьба М4, посредством которой и двух гаек каждый из них прикручен к корпусу.

Итоговое изображение того, что получилось. Однозначно вышло более совершенное творение. Светодиод выполняет не только функцию индикации, но отчасти и освещения шкалы стабилизатора тока. С пожеланием успеха, Babay.

el-shema.ru

Стабилизаторы тока. Виды и устройство. Работа и применение

Стабилизаторы тока предназначены для стабилизации тока на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит от его сопротивления. Стабилизаторы необходимы для функционирования различных электронных приборов, например газоразрядные лампы.

Для качественного заряда аккумуляторов также необходимы стабилизаторы тока. Они используются в микросхемах для настройки тока каскадов преобразования и усиления. В микросхемах они играют роль генератора тока. В электрических цепях всегда есть разного рода помехи. Они отрицательно влияют на действие приборов и электрических устройств. С такой проблемой легко справляются стабилизаторы тока.

Отличительной чертой стабилизаторов тока является их значительное выходное сопротивление. Это дает возможность исключить влияние напряжения на входе, и сопротивления нагрузки, на значение тока на выходе устройства. Стабилизаторы тока поддерживают выходной ток в определенных пределах, меняя при этом напряжение таким образом, что ток, протекающий по нагрузке, остается постоянным.

Устройство и принцип действия

На нестабильность нагрузочного тока влияет значение сопротивления и напряжения на входе. Рассмотрим пример, в котором сопротивление нагрузки постоянно, а напряжение на входе повышается. Ток нагрузки при этом также возрастает.

В результате этого повысится ток и напряжение на сопротивлениях R1 и R2. Напряжение стабилитрона станет равным сумме напряжений сопротивлений R1, R2 и на переходе VT1 база-эмиттер: Uvd1=UR1+UR2+UVT1(б/э)

Напряжение на VD1 не меняется при меняющемся входном напряжении. Вследствие этого ток на переходе база-эмиттер снизится, и повысится сопротивление между клеммами эмиттер-коллектор. Сила тока на переходе коллектор-эмиттере и нагрузочное сопротивление станет снижаться, то есть переходить к первоначальной величине. Так выполняется выравнивание тока и поддержание его на одном уровне.

Рассмотрим элементарную схему с применением полевого транзистора.

Нагрузочный ток проходит через R1. Ток в цепи: «+» источника напряжения, сток-затвор VТ1, нагрузочное сопротивление, отрицательный полюс источника – очень незначительный, так как сток-затвор имеет смещение в обратную сторону.

Напряжение на R1 положительное: слева «-», справа напряжение равно напряжению правого плеча сопротивления. Поэтому напряжение затвора относительно истока минусовое. При снижении нагрузочного сопротивления, ток повышается. Поэтому напряжение затвора по сравнению с истоком имеет еще большую разницу. Вследствие этого транзистор закрывается сильнее.

При большем закрытии транзистора нагрузочный ток снизится, и возвратится к начальной величине.

Виды стабилизаторов тока

Существует множество разных видов стабилизаторов в зависимости от их назначения и принципа работы. Рассмотрим подробнее основные из таких устройств.

Стабилизаторы на резисторе

В элементарном случае генератором тока может быть схема, состоящая из блока питания и сопротивления. Подобная схема часто используется для подключения светодиода, выполняющего функцию индикатора.

Из недостатков такой схемы можно отметить необходимость использования высоковольтного источника. Только при таком условии можно использовать резистор, имеющий высокое сопротивление, и получить хорошую стабильность тока. На сопротивлении рассеивается мощность P = I 2 х R.

Стабилизаторы на транзисторах

Значительно лучше функционируют стабилизаторы, собранные на транзисторах.

Можно выполнить настройку падения напряжения таким образом, что оно будет очень маленьким. Это дает возможность снижения потерь при хорошей стабильности тока на выходе. На выходе транзистора сопротивление очень большое. Такая схема применяется для подключения светодиодов или зарядки аккумуляторных батарей малой мощности.

Напряжение на транзисторе определяется стабилитроном VD1. R2 играет роль датчика тока и обуславливает ток на выходе стабилизатора. При увеличении тока падение напряжения на этом резисторе становится больше. Напряжение поступает на эмиттер транзистора. В итоге напряжение на переходе база-эмиттер, которое равно разности напряжения базы и эмиттерного напряжения, снижается, и ток возвращается к заданной величине.

Схема токового зеркала

Аналогично функционируют генераторы тока. Популярной схемой таких генераторов является «токовое зеркало», в которой вместо стабилитрона применяется биполярный транзистор, а точнее, эмиттерный переход. Вместо сопротивления R2 применяется сопротивление эмиттера.

Стабилизаторы на полевике

Схема с применением полевых транзисторов более простая. В ней в качестве стабилизатора напряжения можно применять потенциал земли.

Устройства на микросхеме

В прошлых схемах имеются элементы сравнения и регулировки. Аналогичная структура схемы применяется при проектировании устройств, выравнивающих напряжение. Отличие устройств, стабилизирующих ток и напряжение, заключается в том, что в цепь обратной связи сигнал приходит от датчика тока, который подключен к цепи нагрузочного тока. Поэтому для создания стабилизаторов тока используют популярные микросхемы 142 ЕН 5 или LМ 317.

Здесь роль датчика тока играет сопротивление R1, на котором стабилизатор поддерживает постоянное напряжение и нагрузочный ток. Величина сопротивления датчика значительно ниже, чем нагрузочное сопротивление. Снижение напряжения на датчике влияет на напряжение выхода стабилизатора. Подобная схема хорошо сочетается с зарядными устройствами, светодиодами.

Импульсный стабилизатор

Высокий КПД имеют импульсные стабилизаторы, выполненные на основе ключей. Они способны при незначительном напряжении входа создавать высокое напряжение на потребителе. Такая схема собрана на микросхеме МАХ 771.

Сопротивления R1 и R2 играют роль делителей напряжения на выходе микросхемы. Если напряжение на выходе микросхемы становится выше опорного значения, то микросхема снижает выходное напряжение, и наоборот.

Если схему изменить таким образом, чтобы микросхема реагировала и регулировала ток на выходе, то получится стабилизированный источник тока.

При падении напряжения на R3 ниже 1,5 В, схема работает в качестве стабилизатора напряжения. Как только нагрузочный ток повышается до определенного уровня, то на резисторе R3 падение напряжения становится больше, и схема действует как стабилизатор тока.

Сопротивление R8 подключается по схеме тогда, когда напряжение становится выше 16,5 В. Сопротивление R3 задает ток. Отрицательным моментом этой схемы можно отметить значительное падение напряжения на токоизмерительном сопротивлении R3. Эту проблему можно решить путем подключения операционного усилителя для усиления сигнала с сопротивления R3.

Стабилизаторы тока для светодиодов

Изготовить такое устройство самостоятельно можно с применением микросхемы LМ 317. Для этого останется только подобрать резистор. Питание для стабилизатора целесообразно применять следующее:

• Блок от принтера на 32 В.
• Блок от ноутбука на 19 В.
• Любой блок питания на 12 В.

Достоинством такого устройства является низкая стоимость, простота конструкции, повышенная надежность. Сложную схему нет смысла собирать самостоятельно, проще ее приобрести.

Похожие темы:

electrosam.ru

Схема стабилизатора тока

Содержание:

1. Релейные стабилизаторы тока
2. Симисторный стабилизатор
3. Стабилизатор тока высокой частоты
4. Широтно-импульсные устройства
5. Резонансный стабилизатор тока
6. Стабилизатор переменного тока
7. Стабилизирующие устройства для светодиода
8. Регулируемый стабилизатор тока
9. Стабилизаторы постоянного тока
10. Простой стабилизатор тока из двух транзисторов

В действующих электрических сетях постоянно присутствуют различные помехи, оказывающие негативное влияние на работу приборов и оборудования. Эффективно справиться с этой проблемой помогает схема стабилизатора тока. Стабилизирующие устройства различаются между собой по техническим характеристикам и зависят от источников питания. Если в домашних условиях стабилизация тока не является первоочередной задачей, то при использовании измерительного оборудования токовые показатели обязательно должны быть стабильными. Особой точностью отличаются устройства на полевом транзисторе. Отсутствие помех позволяет получать наиболее достоверные результаты после проведения измерений.

Общее устройство и принцип работы

Основным элементом каждого стабилизатора является трансформатор. Наиболее простая схема состоит из выпрямительного моста, соединенного с конденсаторами и резисторами. В каждой схеме применяются элементы различных типов, с индивидуальной емкостью и предельным сопротивлением.

Принцип работы стабилизатора довольно простой. При попадании тока на трансформатор, происходит изменение его предельной частоты. На входе этот параметр совпадает с частотой сети и составляет 50 Гц. После выполнения преобразования тока, значение предельной частоты на выходе будет уже 30 Гц. В процессе работы высоковольтных выпрямителей, происходит определение полярности напряжения. Стабилизация тока выполняется за счет работы конденсаторов, а снижение помех происходит с помощью резисторов. В конце концов, на выходе вновь образуется постоянное напряжение, поступающее в трансформатор с частотой, не превышающей 30 Гц.

Типы стабилизаторов тока

В соответствии с предназначением, разработано большое количество различных типов стабилизирующих устройств.

Релейные стабилизаторы тока. Их схема состоит из типовых элементов, в том числе и компенсационных конденсаторов. В этом случае установка мостовых выпрямителей производится в начале цепи. Следует учитывать и такой фактор, как наличие в стабилизаторе двух пар транзисторов. Установка первой пары выполняется перед конденсатором. За счет этого поднимается предельная частота.

В стабилизаторе такого типа значение выходного напряжения будет составлять порядка 5 ампер. Поддержка определенного уровня номинального сопротивления производится с помощью резисторов. В простых моделях используются двухканальные элементы. Они отличаются продолжительным процессом преобразования, однако у них небольшой коэффициент рассеивания.

Симисторный стабилизатор LM317. Данная модель широко используется в различных областях. Ее основным элементом служит симистор, с помощью которого в устройстве значительно возрастает предельное напряжение. Этот показатель на выходе имеет значение около 12 В. Система способна выдерживать внешнее сопротивление до 3 Ом. Повышение коэффициента сглаживания осуществляется с использованием многоканальных конденсаторов. Транзисторы открытого типа применяются только в высоковольтных устройствах.

Контроль над изменением положения осуществляется за счет изменяющегося выходного номинального тока. Стабилизатор тока LM317 может выдержать дифференциальное сопротивление в размере до 5 Ом. В случае использования измерительных приборов — это значение должно быть не менее 6 Ом. Мощный трансформатор обеспечивает режим неразрывного тока дросселя. В обычной схеме он устанавливается сразу за выпрямителем. В приемниках на 12 вольт применяется балластный тип резисторов, за счет которых снижаются колебания в цепи.

Стабилизатор тока высокой частоты. Его основным элементом является транзистор КК20, характеризующийся ускоренным процессом преобразования. Этому способствует смена полярности на выходе. Конденсаторы, задающие частоту, попарно устанавливаются в схеме. Импульсный фронт в этом случае не должен быть более 2 мкс, в противном случае это приведет к существенным динамическим потерям.

В некоторых схемах для насыщения резисторов используются мощные усилители в количестве, не меньше трех. Чтобы уменьшить тепловые потери, применяются емкостные конденсаторы. Значение скоростных характеристик ключевого транзистора полностью зависит от параметров делителя.

Широтно-импульсные стабилизаторы. У стабилизаторов этого типа довольно значительная индуктивность дросселя, за счет быстрой смены делителя. В данной схеме используются двухканальные резисторы, пропускающие ток в разных направлениях, а также емкостные конденсаторы. Все эти элементы позволяют поддерживать на выходе значение предельного сопротивления в пределах 4 Ом. Максимальная нагрузка, выдерживаемая такими стабилизаторами, составляет 3 А. Данные модели редко используются в измерительных приборах. Предельное рассеивание источников питания в этом случае должно быть не выше 5 вольт, что позволяет поддерживать нормативное значение коэффициента рассеивания.

В стабилизаторах тока этого типа ключевые транзисторы обладают не очень высокими скоростными характеристиками. Причина заключается в низкой способности резисторов выполнять блокировку тока, поступающего от выпрямителя. В результате, помехи с высокой амплитудой вызывают существенные тепловые потери. Нейтрализация свойств трансформатора снижается и приводит к спадам импульсов. Преобразование тока осуществляется лишь за счет работы балластного резистора, установленного непосредственно за выпрямительным мостом. Широтно-импульсный стабилизатор очень редко использует полупроводниковые диоды, поскольку фронт импульсов в цепи составляет не более 1 мкс.

Резонансный стабилизатор тока. Состоит из конденсаторов малой емкости и резисторов с разными сопротивлениями. Неотъемлемой частью таких усилителей являются трансформаторы. Увеличение коэффициента полезного действия прибора достигается за счет использования большого количества предохранителей. Это приводит к росту динамических характеристик резисторов. Монтаж низкочастотных транзисторов осуществляется непосредственно за выпрямителями. При условии хорошей проводимости тока, работа конденсаторов становится возможной при различных частотах.

Стабилизатор переменного тока. Как правило используется в источниках питания, напряжением до 15 вольт и является их неотъемлемой составной частью. Максимальное значение внешнего сопротивления, воспринимаемого устройствами, составляет 4 Ом. Среднее входящее напряжение переменного тока будет в пределах 13 В. В этом случае контроль над уровнем коэффициента сглаживания осуществляется с помощью конденсаторов открытого типа. Схема построения резисторов оказывает непосредственное влияние на уровень пульсации, создаваемый на выходе.

Максимальный линейный ток для таких стабилизаторов составляет 5 ампер. Соответственно, дифференциальное сопротивление будет иметь значение в 5 Ом. Величина максимально допустимой мощности рассеивания составляет в среднем 2 Вт. Это свидетельствует о серьезных проблемах стабилизаторов переменного тока с фронтом импульсов. Понижение их колебаний возможно только с помощью мостовых выпрямителей. Предохранители позволяют значительно снизить тепловые потери.

Стабилизирующие устройства для светодиода. В данном случае стабилизаторы не должны иметь слишком большую мощность. Главной задачей стабилизатора тока является максимальное снижение порога рассеивания. Для изготовления такого стабилизатора своими руками используются две основные схемы. Первый вариант выполняется с использованием преобразователей. Это позволяет добиться на всех этапах предельной частоты не более 4 Гц, значительно увеличивая тем самым производительность устройства.

Во втором случае применяются усиливающие элементы. Основной задачей является нейтрализация переменного тока. Уменьшить динамические потери возможно с помощью высоковольтных транзисторов. Излишнее насыщение элементов преодолевается конденсаторами открытого типа. Быстродействие трансформаторов обеспечивается ключевыми резисторами. Их расположение в схеме стандартное – непосредственно за выпрямительным мостом.

Регулируемый стабилизатор тока. Востребован в основном в области промышленного производства. Регулируемый стабилизатор дает возможность выполнять настройку приборов и оборудования за счет изменения тока и напряжения. Многие модели могут управляться дистанционно с помощью специальных контроллеров, смонтированных внутри стабилизатора. Для таких устройств значение предельного напряжения переменного тока составляет примерно 12 В. В этом случае уровень стабилизации должен быть не менее 14 Вт. Пороговое напряжение находится в прямой зависимости с частотностью прибора.

Чтобы изменить коэффициент сглаживания, в регулируемом стабилизаторе установлены емкостные конденсаторы. Данные устройства отличаются хорошей производительностью: максимальный ток 4 А, дифференциальное сопротивление – 6 Ом. Обеспечение неразрывного режима дросселя осуществляется трансформаторами ключевого типа. Подача напряжения на первичную обмотку производится через катод, ток на выходе блокируется в зависимости от типа конденсаторов. Предохранители, чаще всего, не участвуют в стабилизации процесса.

Стабилизаторы постоянного тока. В основу их работы заложен принцип двойного интегрирования. За этот процесс отвечают специальные преобразователи. Динамические характеристики стабилизаторов увеличиваются с помощью двухканальных транзисторов. Существенная емкость конденсаторов позволяет свести к минимуму тепловые потери. Показатели выпрямления определяются путем точных расчетов. Выходное напряжение постоянного тока в 12А соответствует максимальному предельному значению в 5 вольт, при частоте устройства 30 Гц.

electric-220.ru

cxema.org — Три схемы простых регуляторов тока

Три схемы простых регуляторов тока

В сети очень много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, а вот с регуляторами тока дела обстоят иначе. И я хочу немного восполнить этот пробел, и представить вам три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так, как они универсальны и могут быть использованы во многих самодельных конструкциях.

Регуляторы тока по идее не многим отличается от регуляторов напряжения. Прошу не путать регуляторы тока со стабилизаторами тока, в отличии от первых они поддерживают стабильный выходной ток не зависимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.

Стабилизатор тока — неотемлимая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого на нагрузку. В этой статье мы рассмотрим пару стабилизаторов и один регулятор общего применения.

Во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованы шунты, по сути низкоомные резисторы. Для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора. Все три схемы работают в линейном режиме, а значит силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться.

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов. Всего два транзистора, один из них управляющий, второй является силовым, по которому и протекает основной ток.

Датчик тока представляет из себя низкоомный проволочный резистор. При подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение. Такого падения напряжения достаточно для срабатывания управляющего транзистора, чем больше падение, тем больше приоткрыт транзистор. Резистор R1, задает напряжение смещения для силового транзистора, именно благодаря ему основной транзистор находится в открытом состоянии. Ограничение тока происходит за счет того, что напряжение на базе силового транзистора, которое было образовано резистором R1 грубо говоря затухаеться или замыкается на массу питания через открытый переход маломощного транзистора, этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно, ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

Резистор R1 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытия управляющего транзистора, а следовательно, управлять и силовым транзистором ограничивая ток протекающий по нему.

Вторая схема построена на базе операционного усилителя. Ее неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильного аккумулятора. В отличии от первого варианта — эта схема является стабилизатором тока.

Как и в первой схеме тут также имеется датчик тока (шунт), операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, все по уже знакомой нам схеме. Операционный усилитель сравнивает напряжение на шунте с опорным, которое задается стабилитроном. Переменным резистором мы искусственно меняем опорное напряжение. Операционный усилитель в свою очередь постарается сбалансировать напряжение на входах путем изменения выходного напряжения.

Выход операционного усилителя управляет мощным полевым транзистором. То есть принцип работы мало чем отличается от первой схемы, за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения выполненный на стабилитроне.

Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхеме стабилизатора LM317. Это линейный стабилизатор напряжения, но имеется возможность использовать микросхему в качестве стабилизатора тока.

Нужный ток задается переменным резистором. Недостатком схемы является то, что основной ток протекает именно по ранее указанному резистору и естественно тот нужен мощный, очень желательно использование проволочных резисторов.

Максимально допустимый ток для микросхемы LM317 1,5 ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором. В этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, поэтому нагреваться не будет, взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.

Небольшое видео

Печатные платы

vip-cxema.org

Стабилизаторы тока

Содержание:

1. Общее устройство и принцип работы
2. Диодный стабилизатор тока
3. Стабилизатор тока на двух транзисторах
4. Видео: Сделай сам стабилизатор на LM2576

В каждой электрической сети периодически возникают помехи, отрицательно влияющие на стандартные параметры тока и напряжения. Данная проблема успешно решается с помощью различных устройств, среди которых очень популярны и эффективны стабилизаторы тока. Они имеют различные технические характеристики, что делает возможным их использование совместно с любыми бытовыми электроприборами и оборудованием. Особые требования предъявляются к измерительному оборудованию, требующему стабильного напряжения.

Общее устройство и принцип работы стабилизаторов тока

Знание основных принципов работы стабилизаторов тока способствует наиболее эффективному использованию этих устройств. Электрические сети буквально насыщены различными помехами, негативно влияющими на работу бытовых приборов и электрооборудования. Для преодоления отрицательных воздействий используется схема простого стабилизатора напряжения и тока.

В каждом стабилизаторе имеется основной элемент – трансформатор, обеспечивающий работу всей системы. Самая простая схема включает в свой состав выпрямительный мост, соединенный с различными типами конденсаторов и резисторов. Их основными параметрами считаются индивидуальная емкость и предельное сопротивление.

Сам стабилизатор тока работает по очень простой схеме. Когда ток поступает на трансформатор, его предельная частота изменяется. На входе она будет совпадать с частотой электрической сети и составит 50 Гц. После того как будут выполнены все преобразования тока, предельная частота на выходе снизится до 30 Гц. В схеме преобразования участвуют высоковольтные выпрямители, с помощью которых определяется полярность напряжения. Конденсаторы непосредственно участвуют в стабилизации тока, а резисторы снижают помехи.

Диодный стабилизатор тока

Во многих конструкциях светильников имеются диодные стабилизаторы, более известные как стабилизаторы тока для светодиодов. Как и все типы диодов, светодиоды обладают нелинейной вольтамперной характеристикой. То есть, при изменяющемся напряжении на светодиоде, происходит непропорциональное изменение тока.

С ростом напряжения вначале наблюдается очень медленное возрастание тока, в результате, свечение светодиода отсутствует. Затем, когда напряжение достигает порогового значения, начинается излучение света и очень быстрое возрастание тока. Дальнейший рост напряжения приводит к катастрофическому увеличению тока и перегоранию светодиода. Значение порогового напряжения отражается в технических характеристиках светодиодных источников света.

Светодиоды с высокой мощностью требуют установки теплоотвода, поскольку их работа сопровождается выделением большого количества тепла. Кроме того, для них требуется и достаточно мощный стабилизатор тока. Правильная работа светодиодов также обеспечивается стабилизирующими устройствами. Это связано с сильным разбросом порогового напряжения даже у однотипных источников света. Если два таких светодиода подключить параллельно к одному источнику напряжения, по ним будет проходить ток разной величины. Разница может быть настолько существенной, что один из светодиодов сразу же сгорит.

Таким образом, не рекомендуется включение светодиодных источников света без стабилизаторов. Данные устройства устанавливают ток заданного значения без учета напряжения, приложенного к схеме. К наиболее современным приборам относится двухвыводной стабилизатор для светодиодов, применяющийся для создания недорогих решений по управлению светодиодами. В его состав входит полевой транзистор, обвязочные детали и другие радиоэлементы.

Схемы стабилизаторов тока на КРЕН

Данная схема стабильно работает с использованием таких элементов, как КР142ЕН12 или LM317. Они являются регулируемыми стабилизаторами напряжения, работающими с током до 1,5А и входным напряжением до 40В. В нормальном тепловом режиме эти устройства способны рассеивать мощность до 10Вт. Эти микросхемы обладают низким собственным потреблением, составляющим примерно 8мА. Данный показатель остается неизменным даже при изменяющемся токе, проходящем через КРЕН и измененном входном напряжении.

Элемент LM317 способен удерживать на основном резисторе постоянное напряжение, регулируемое в определенных пределах с помощью подстроечного резистора. Основной резистор с неизменным сопротивлением обеспечивает стабильность проходящего через него тока, поэтому он известен еще, как токозадающий резистор.

Стабилизатор на КРЕН отличается простотой и может использоваться в качестве электронной нагрузки, зарядки аккумуляторов и в других областях.

Стабилизатор тока на двух транзисторах

Благодаря своему простому исполнению, в электронных схемах очень часто используются стабилизаторы на двух транзисторах. Их основным недостатком считается не вполне стабильный ток в нагрузках при изменяющемся напряжении. Если же не требуется высоких токовых характеристик, то данное стабилизирующее устройство вполне сгодится для решения многих несложных задач.

Кроме двух транзисторов в схеме стабилизатора присутствует токозадающий резистор. Когда на одном из транзисторов (VT2) увеличивается ток, возрастает напряжение на токозадающем резисторе. Под действием этого напряжения (0,5-0,6В) начинает открываться другой транзистор (VT1). При открытии этого транзистора, другой транзистор – VT2 начинает закрываться. Соответственно, уменьшается и количество тока, протекающего через него.

В качестве VT2 используется биполярный транзистор, однако в случае необходимости возможно создать регулируемый стабилизатор тока на полевом транзисторе MOSFET, используемом в качестве стабилитрона. Его выбор осуществляется исходя из напряжения 8-15 вольт. Данный элемент используется при слишком высоком напряжении источника питания, под действием которого затвор в полевом транзисторе может быть пробит. Более мощные стабилитроны MOSFET рассчитаны на более высокое напряжение – 20 вольт и более. Открытие таких стабилитронов происходит при минимальном значении напряжения на затворе 2 вольта. Соответственно, происходит и увеличение напряжения, обеспечивающего нормальную работу схемы стабилизатора тока.

Регулируемый стабилизатор постоянного тока

Иногда возникает необходимость в стабилизаторах тока с возможностью регулировок в широком диапазоне. В некоторых схемах может использоваться токозадающий резистор с пониженными характеристиками. В этом случае необходимо применять усилитель ошибки, основой которого служит операционный усилитель.

С помощью одного токозадающего резистора происходит усиление напряжения в другом резисторе. Это состояние называется усиленным напряжением ошибки. С помощью опорного усилителя сравниваются параметры опорного напряжения и напряжения ошибки, после чего выполняется регулировка состояния полевого транзистора.

Для такой схемы требуется отдельное питание, которое подается к отдельному разъему. Питающее напряжение должно обеспечивать нормальную работу всех компонентов схемы и не превышать уровня, достаточного для пробоя полевого транзистора. Правильная настройка схемы требует установки ползунка переменного резистора в самое верхнее положение. С помощью подстроечного резистора выставляется максимальное значение тока. Таким образом, переменный резистор позволяет выполнять регулировку тока от нуля до максимального значения, установленного в процессе настройки.

Мощный импульсный стабилизатор тока

Широкий диапазон питающих токов и нагрузок не всегда является основным требованием к стабилизаторам. В некоторых случаях решающее значение отводится высокому коэффициенту полезного действия прибора. Эту задачу успешно решает микросхема импульсного стабилизатора тока, заменяющая компенсационные стабилизаторы. Приборы этого типа позволяют создавать высокое напряжение на нагрузке даже при наличии невысокого входного напряжения.

Кроме того, существует повышающий стабилизатор тока импульсного типа. Они используются вместе с нагрузками, питающее напряжение которых превышает входное напряжение стабилизирующего устройства. В качестве делителей выходного напряжения используются два резистора, задействованные в микросхеме, с помощью которой входное и выходное напряжение поочередно уменьшается или увеличивается.

Стабилизатор на LM2576

electric-220.ru

Стабилизатор тока на транзисторе

Содержание:

1. Сборка стабилизатора тока из двух транзисторов

В процессе работы электрических сетей постоянно возникает необходимость в стабилизации тока. Данная процедура осуществляется с помощью специальных приборов, в число которых входит стабилизатор тока на транзисторе. Они широко применяются в различных электронных устройствах, а также при зарядке аккумуляторов всех типов. Стабилизаторы используются в интегральных микросхемах в качестве генераторов тока, создавая преобразовательные и усилительные каскады.

Обычные стабилизаторы тока обладают большим выходным сопротивлением, исключая тем самым влияние факторов сопротивления нагрузки и входного напряжения на величину выходного тока. Основным недостатком этих устройств является необходимость использования источника питания с высоким напряжением. В этом случае стабильность тока достигается применением резисторов с большим сопротивлением. Поэтому мощность, выделяемая резистором (P = I2 x R) при больших значениях токов может стать неприемлемой для нормальной работы системы. Гораздо лучше зарекомендовали себя стабилизаторы тока на транзисторах, которые выполняют свои функции, независимо от величины входного напряжения.

Простой стабилизатор тока на транзисторе

Наиболее простыми устройствами считаются диодные стабилизаторы. Благодаря им, электрические схемы значительно упрощаются, что приводит к снижению общей стоимости приборов. Работа схем становится более устойчивой и надежной. Эти качества сделали диодные стабилизаторы просто незаменимыми в обеспечении питания светодиодов. Диапазон напряжений, в котором они могут нормально функционировать, составляет 1,8-100 вольт. За счет этого становится возможным преодолевать импульсные и продолжительные изменения напряжения.

Поэтому свечение светодиодов может быть разной яркости и оттенков, в зависимости от тока, протекающего в цепи. Несколько таких светильников, включенных последовательно, работают в нормальном режиме при участии всего лишь одного диодного стабилизатора. Данная схема может быть легко преобразована, в зависимости от количества светодиодов и питающего напряжения. Необходимый ток задается стабилизаторами, включенными параллельно в светодиодную цепь.

Такие стабилизаторы установлены во многих конструкциях светодиодных светильников, в том числе применяется и стабилизатор тока на биполярном транзисторе. Это связано со свойствами светодиодов, обладающих нелинейной вольтамперной характеристикой. То есть, когда на светодиоде изменяется напряжение, изменение тока происходит непропорционально. При постепенном увеличении напряжения, вначале наблюдается очень медленное возрастание тока и свечение светодиода отсутствует. После достижения напряжением порогового значения свет появляется и одновременно наблюдается очень быстрый рост тока.

Если напряжение продолжает увеличиваться, наступает критическое возрастание тока, что приводит к сгоранию светодиода. Поэтому значение порогового напряжения всегда указывается в числе характеристик светодиодных источников света. Светодиоды повышенной мощности выделяют много тепла и должны подключаться к специальным теплоотводам.

В связи с широким разбросом порогового напряжения, все светодиоды должны подключаться к источнику питания через стабилизатор. Даже у однотипных светодиодов может быть разное прямое напряжение. Следовательно, при параллельном подключении двух источников света, через них будет проходить разный ток. Отличие может быть настолько велико, что один из светодиодов раньше времени выйдет из строя или сразу сгорит.

С помощью стабилизатора для светодиода устанавливается значение заданного тока, независимо от напряжения, приложенного к схеме. Когда напряжение превышает пороговый уровень, ток, достигнув нужного значения, дальше уже не изменяется. При дальнейшем росте напряжения, оно остается неизменным на светодиоде, а возрастает лишь на стабилизаторе.

Стабилизатор тока на полевом транзисторе схема

Скачки сетевого напряжения очень часто приводят к выходу из строя электроприборов, устройств и прочего оборудования. Для того чтобы предупредить возникновение подобных ситуаций применяются различные стабилизирующие устройства. Среди них широкой популярностью пользуются стабилизаторы тока на полевых транзисторах, обеспечивающие стабильную работу электрооборудования. В быту часто используется стабилизатор постоянного тока своими руками, схема которого позволяет решать основные задачи.

Основной функцией данных устройств является компенсация перепадов и скачков напряжения в сети. Стабилизаторы автоматически поддерживают точно заданные параметры тока. Помимо скачков тока, компенсируется изменение мощности нагрузки и температуры окружающей среды. Например, если мощность, потребляемая оборудованием, возрастет, то соответственно увеличится и потребляемый ток. Как правило это приводит к падению напряжения на сопротивлении проводов и источника тока.

Среди многих стабилизирующих устройств, наиболее надежной считается схема стабилизатора тока на полевике, в которой транзистор подключается последовательно с сопротивлением нагрузки. Это вызывает лишь незначительные изменения нагрузочного тока, тогда как значение входного напряжения постоянно меняется.

Для того чтобы знать, как работают такие стабилизаторы, нужно знать устройство и принцип действия полевых транзисторов. Данные элементы управляются электрическим полем, в связи с этим и возникло их название. Само электрическое поле возникает под действием приложенного напряжения, следовательно, все полевые транзисторы являются полупроводниковыми приборами, работающими под управлением напряжения, открывающего каналы этих устройств.

Полевой транзистор состоит из трех электродов – истока, стока и затвора. Вход заряженных частиц происходит через исток, а выход – через сток. Закрытие или открытие потока частиц осуществляется с помощью затвора, выполняющего функции крана. Заряженные частицы будут течь лишь при условии напряжения, которое должно быть приложено между стоком и истоком. Если напряжение отсутствует, то и тока в канале не будет. Следовательно, чем выше подаваемое напряжение, тем больше открывается кран. За счет этого ток в канале между стоком-истоком увеличивается, а сопротивление канала – уменьшается. Для источников питания предусмотрена работа полевых транзисторов в режиме ключа, обеспечивающая полное открытие или закрытие канала.

Данные свойства позволяют сделать расчет стабилизатора тока на транзисторе, обеспечивающего поддержание токовых параметров на определенном уровне. Использование полевых транзисторов определяет и принцип действия такого стабилизатора. Всем известно, что каждый идеальный источник тока обладает ЭДС, стремящейся к бесконечности и также бесконечно большим внутренним сопротивлением. Это позволяет получить ток с необходимыми параметрами, вне зависимости от сопротивления нагрузки.

В таком идеальном источнике возникает ток, который остается на одном и том же уровне, несмотря на изменения сопротивления нагрузки. Поддержание тока на неизменном уровне требует постоянного изменения величины ЭДС в диапазоне свыше нуля и до бесконечности. То есть сопротивление нагрузки и ЭДС должны изменяться таким образом, чтобы ток при этом стабильно оставался на том же уровне.

Однако на практике такая идеальная микросхема стабилизатора тока не сможет обеспечить всеми необходимыми качествами. Это связано с тем, что диапазон напряжения на нагрузке сильно ограничен и не поддерживает требуемого уровня тока. В реальных условиях источники тока и напряжения используются совместно. В качестве примера можно привести обычную сеть, напряжением 220 вольт, а также другие источники в виде аккумуляторов, генераторов, блоков питания и других устройств, вырабатывающих электроэнергию. К каждому из них могут последовательно подключаться стабилизаторы тока на полевых транзисторах. Выходы этих устройств по сути являются источниками тока с нужными параметрами.

Электроразводка в доме своими руками схемы

Как проверить транзистор не выпаивая из схемы мультиметром

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая из схемы

Узо обозначение на схеме

Стабилизатор тока для светодиодов: виды, схемы, как сделать

Главным электрическим параметром светодиодов (LED) является их рабочий ток. Когда в таблице характеристик светодиода мы встречаем рабочее напряжение, то нужно понимать, что речь идет о падении напряжения на светодиоде при протекании рабочего тока. То есть рабочий ток определяет рабочее напряжение LED. Поэтому только стабилизатор тока для светодиодов может обеспечить их надежную работу.

Назначение и принцип работы

Стабилизаторы должны обеспечивать постоянный рабочий ток светодиодов когда в сети питания есть проблемы с отклонением напряжения от нормы (вам будет интересно узнать, как подключить светодиод от сети 220 вольт). Стабильный рабочий ток в первую очередь необходим для защиты LED от перегрева. Ведь при превышении максимально допустимого тока, светодиоды выходят из строя. Также стабильность рабочего тока обеспечивает постоянство светового потока прибора, например, при разряде аккумуляторных батарей или колебаниях напряжения в питающей сети.

Стабилизаторы тока для светодиодов имеют разные виды исполнения, а обилие вариантов схем исполнения радует глаз. На рисунке приведены три самые популярные схемы стабилизаторов на полупроводниках.

1. Схема а) — Параметрический стабилизатор. В этой схеме стабилитрон задает постоянное напряжение на базе транзистора, который включен по схеме эмиттерного повторителя. Благодаря стабильности напряжения на базе транзистора, напряжение на резисторе R тоже постоянно. В силу закона Ома ток на резисторе также не меняется. Так как ток резистора равен току эмиттера, то стабильны токи эмиттера и коллектора транзистора. Включая нагрузку в цепь коллектора, мы получим стабилизированный ток.
2. Схема б). В схеме, напряжение на резисторе R стабилизируется следующим образом. При увеличении падения напряжения на R, больше открывается первый транзистор. Это приводит к уменьшению тока базы второго транзистора. Второй транзистор немного закрывается и напряжение на R стабилизируется.
3. Схема в). В третьей схеме ток стабилизации определяется начальным током полевого транзистора. Он не зависит от напряжения, приложенного между стоком и истоком.

В схемах а) и б) ток стабилизации определяется номиналом резистора R. Применяя вместо постоянного резистора подстрочный можно регулировать выходной ток стабилизаторов.

Производители электронных компонентов производят множество микросхем стабилизаторов для светодиодов. Поэтому в настоящее время в промышленных изделиях и в радиолюбительских конструкциях чаще применяются стабилизаторы в интегральном исполнении. Почитать про все возможные способы подключения светодиодов можно здесь.

Обзор известных моделей

Большинство микросхем для питания светодиодов выполнены в виде импульсных преобразователей напряжения. Преобразователи, в которых роль накопителя электрической энергии выполняет катушка индуктивности (дроссель) называются бустерами. В бустерах преобразование напряжения происходит за счет явления самоиндукции. Одна из типичных схем бустера приведена на рисунке.

Схема стабилизатора тока работает следующим образом. Транзисторный ключ находящийся внутри микросхемы периодически замыкает дроссель на общий провод. В момент размыкания ключа в дросселе возникает ЭДС самоиндукции, которая выпрямляется диодом. Характерно то, что ЭДС самоиндукции может значительно превышать напряжение источника питания.

Как видно из схемы для изготовления бустера на TPS61160 производства фирмы Texas Instruments требуется совсем немного компонентов. Главными навесными деталями являются дроссель L1, диод Шоттки D1, выпрямляющий импульсное напряжение на выходе преобразователя, и R_set.

Резистор выполняет две функции. Во-первых, резистор ограничивает ток, протекающий через светодиоды, а во-вторых, резистор служит элементом обратной связи (своего рода датчиком). С него снимается измерительное напряжение, и внутренние схемы чипа стабилизируют ток, протекающий через LED, на заданном уровне. Изменяя номинал резистора можно изменять ток светодиодов.

Преобразователь на TPS61160 работает на частоте 1.2 МГц, максимальный выходной ток может составлять 1.2 А. С помощью микросхемы можно питать до десяти светодиодов включенных последовательно. Яркость светодиодов можно изменять путем подачи на вход «контроль яркости» сигнала ШИМ переменной скважности. КПД приведенной схемы составляет около 80%.

Нужно заметить, что бустеры обычно используются, когда напряжение на светодиодах выше напряжения источника питания. В случаях, когда требуется понизить напряжение, чаще применяют линейные стабилизаторы. Целую линейку таких стабилизаторов MAX16xxx предлагает фирма MAXIM. Типовая схема включения и внутренняя структура подобных микросхем представлена на рисунке.

Как видно из структурной схемы, стабилизация тока светодиодов осуществляется Р-канальным полевым транзистором. Напряжение ошибки снимается с резистора R_sens и подается на схему управления полевиком. Так как полевой транзистор работает в линейном режиме, КПД подобных схем заметно ниже, чем у схем импульсных преобразователей.

Микросхемы линейки MAX16xxx часто применяются в автомобильных приложениях. Максимальное входное напряжение чипов составляет 40 В, выходной ток – 350 мА. Они, как и импульсные стабилизаторы, допускают ШИМ-диммирование.

Стабилизатор на LM317

В качестве стабилизатора тока для светодиодов можно использовать не только специализированные микросхемы. Большой популярностью у радиолюбителей пользуется схема LM317.

LM317 представляет собой классический линейный стабилизатор напряжения имеющий множество аналогов. В нашей стране эта микросхема известна как КР142ЕН12А. Типовая схема включения LM317 в качестве стабилизатора напряжения показана на рисунке.

Для превращения этой схемы в стабилизатор тока достаточно исключить из схемы резистор R1. Включение LM317 в качестве линейного стабилизатора тока выглядит следующим образом.

Выполнить расчет этого стабилизатора довольно просто. Достаточно вычислить номинал резистора R1, подставив значение тока в следующую формулу:

R1=1.25*I₀.

Мощность, рассеиваемая на резисторе равна:

W=I²R₁.

Регулируемый стабилизатор

Предыдущую схему легко превратить в регулируемый стабилизатор. Для этого нужно постоянный резистор R1 заменить на потенциометр. Схема будет выглядеть так:

Как сделать стабилизатор для светодиода своими руками

Во всех приведенных схемах стабилизаторов используется минимальное количество деталей. Поэтому самостоятельно собрать подобные конструкции сможет даже начинающий радиолюбитель освоивший навыки работы с паяльником. Особенно просты конструкции на LM317. Для их изготовления даже не нужно разрабатывать печатную плату. Достаточно припаять подходящий резистор между опорным выводом микросхемы и ее выходом.

Также к входу и выходу микросхемы нужно припаять два гибких проводника и конструкция будет готова. В случае, если с помощью стабилизатора тока на LM317 предполагается питать мощный светодиод, микросхему нужно оснастить радиатором который обеспечит отвод тепла. В качестве радиатора можно использовать небольшую алюминиевую пластинку площадью 15-20 квадратных сантиметров.

Изготавливая конструкции бустеров, в качестве дросселей можно использовать катушки фильтров различных блоков питания. Например, для этих целей хорошо подойдут ферритовые кольца от блоков питания компьютеров, на которые следует намотать несколько десятков витков эмалированного провода диаметром 0.3 мм.

Какой стабилизатор использовать в авто

Сейчас автолюбители часто занимаются модернизацией светотехники своих машин, применяя для этих целей светодиоды или светодиодные ленты (читайте, как подключить светодиодную ленту в авто). Известно, что напряжение бортовой сети автомобиля может сильно меняться в зависимости от режима работы двигателя и генератора. Поэтому в случае с авто особенно важно применять не стабилизатор 12 вольт, а рассчитанный на конкретный тип светодиодов.

Для автомобиля можно посоветовать конструкции на основе LM317. Также можно использовать одну из модификаций линейного стабилизатора на двух транзисторах, в которой в качестве силового элемента использован мощный N-канальный полевой транзистор. Ниже приведены варианты подобных схем, в том числе и схема светодиодного драйвера.

Вывод

Подводя итог можно сказать, что для надежной работы светодиодных конструкций их необходимо питать с помощью стабилизаторов тока. Многие схемы стабилизаторов просты и доступны для изготовления своими руками. Мы надеемся, что приведенные в материале сведения будут полезны всем, кто интересуется данной темой.

Источник постоянного / непрерывного импульсного тока 10 А

Источник постоянного / непрерывного импульсного тока SpikeSafe ™ 10 А является частью семейства источников постоянного / непрерывного импульсного тока SpikeSafe. Этот программируемый источник тока отличается прецизионным импульсным режимом с минимальной шириной импульса 1 мкс и временем нарастания наносекунд. Этот источник тока поддерживает надежность VCSEL, светодиодов и лазерных диодов, приработку, IESNA LM-80 и другие тестовые приложения, требующие постоянного или импульсного тока. Он обеспечивает до 4 независимых каналов источника надежного и точного привода постоянного или непрерывного импульсного тока при согласованном напряжении до 200 В.Эта возможность высокого напряжения делает 10A идеальным выбором для питания последовательных цепей, содержащих несколько сильноточных устройств. Каждый канал источника обеспечивает выходную мощность до 1600 Вт при лучшей в отрасли эффективности преобразования мощности 96%. Высокая эффективность снижает потребность в электроэнергии и охлаждении помещений, снижая общую стоимость владения системами. Технология непрерывного преобразования энергии означает отсутствие ограничений на рабочий цикл или ширину импульса.

Регулируемая настройка нагрузки позволяет SpikeSafe компенсировать условия нагрузки, сопротивление кабеля и длину.Результатом являются выходные импульсы с микросекундным временем нарастания и спада. Импульсы из нескольких каналов могут быть синхронизированы или смещены для балансировки нагрузки. Несколько пар выходных проводов поддерживают максимальный ток на проводник ниже 5А, что позволяет направлять выходной ток через стандартные соединительные устройства. Встроенная система сбора данных измеряет импульсное или постоянное напряжение и ток в соответствии с требованиями мониторинга LM-80. Тестируемые устройства защищены плавным включением во время разгона и защитой от нагрузки SpikeSafe во время работы.Защита нагрузки SpikeSafe непрерывно отслеживает параметры напряжения и тока и мгновенно отключает привод при обнаружении неисправностей устройства. Этот источник тока имеет максимальный ток 10 А с точностью выходного тока 0,04% + 350 мкА.

---

Формы импульсов источника 10 А

Прецизионная генерация импульсов — ключ к лучшим методам измерений. Прецизионный импульсный источник тока 10А предлагает гибкость программируемой ширины импульса. Он может работать с большой длительностью импульса (от мс до секунд) и с короткой длительностью импульса (длительность импульса 100 мкс и более).При использовании источника импульсов минимальная ширина импульса составляет 10 мксек, а также доступны обновления для высокоточной импульсной генерации (ширина импульса 1 мкс). Точность ширины импульса составляет 1 мксек с временами нарастания и спада наносекундного импульса. Время разгона регулируется.

Прецизионный импульсный источник тока Vektrex, 10 А, 44,8 В, импульс тока, 100 мкс, ширина импульса, 863,2 нс, время нарастания

---

Источник 10A SpikeSafe, 600 Вт, 100 В, внутреннее питание

Кривые производительности

Эта модель доступна для использования с внутренним источником питания (300 Вт или 600 Вт).Для полной выходной мощности по 4 независимым каналам источника (4 x 1,6 кВт = 6,4 кВт) требуется вспомогательный источник питания. Пожалуйста, проконсультируйтесь с Vektrex для получения рекомендаций по дополнительному источнику питания.

Узнайте больше о наших источниках постоянного / непрерывного импульсного тока SpikeSafe здесь.

Регулятор постоянного тока и светодиодный драйвер для автономных систем кондиционирования

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Title (NSIC2020JB — Регулятор постоянного тока и светодиодный драйвер для автономных приложений переменного тока) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > транслировать application / pdf

NSIC2020JB — Регулятор постоянного тока и светодиодный драйвер для автономных систем кондиционирования

ОН Полупроводник

Линейный стабилизатор постоянного тока (CCR) — это простое, экономичное и надежное устройство, разработанное для обеспечения экономичного решения для регулирования тока в светодиодах (аналогично диоду постоянного тока, CCD).CCR основан на технологии самосмещенных транзисторов (SBT) и регулирует ток в широком диапазоне напряжений. Он разработан с отрицательным температурным коэффициентом для защиты светодиодов от теплового разгона при экстремальных напряжениях и токах.

2014-04-28T10: 00: 10-07: 00BroadVision, Inc.2020-09-21T09: 16: 25 + 02: 002020-09-21T09: 16: 25 + 02: 00Acrobat Distiller 10.0.0 (Windows) uuid: 289dca18-e03f-462a-86e0-d8b55e7fe643uuid: e7cb00c4-2bd2-43a5-b043-9ea7907e3b1bПечать конечный поток эндобдж 4 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > транслировать HdTIo6z = wi! 1CR $ E3At: a «ZEIZ ^ [gIo ^ Q> MtqfB (ȜdRHsq | Q?» ȰFjQ8QBfjr! H » ; | x⟒UY * «| il յ C5t] Z = ~ ppwN0QH Df) H_L.вм?

Печать

% PDF-1.4 % 2 0 obj > поток application / pdf

Печать

2011-05-09T12: 33: 09-07: 002011-05-09T12: 33: 09-07: 002011-04-14T19: 48: 47-07: 00Adobe Illustrator CS5

256192JPEG / 9j / 4AAQSkZJRgABAgEASABIAAD / 7QAsUGhvdG9zaG9wIDkAAAA4 AQBIAAAAAQAB / + 4ADkFkb2JlAGTAAAAAAf / bAIQABgQEBAUEBgUFBgkGBQYJCwgGBggLDAoKCwoK DBAMDAwMDAwQDA4PEA8ODBMTFBQTExwbGxscHx8fHx8fHx8fHwEHBwcNDA0YEBAYGhURFRofHx8f Hx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8f / 8AAEQgAwAEAAwER AAIRAQMRAf / EAaIAAAHAQEBAQEAAAAAAAAAAAQFAwIGAQAHCAkKCwEAAgIDAQEBAQEAAAAAAAAA AQACAwQFBgcICQoLEAACAQMDAgQCBgcDBAIGAnMBAgMRBAAFIRIxQVEGE2EicYEUMpGhBxWxQiPB UtHhMxZi8CRygvElQzRTkqKyY3PCNUQnk6OzNhdUZHTD0uIIJoMJChgZhJRFRqS0VtNVKBry4 / PE 1OT0ZXWFlaW1xdXl9WZ2hpamtsbW5vY3R1dnd4eXp7fh2 + f3OEhYaHiImKi4yNjo + Ck5SVlpeYmZ qbnJ2en5KjpKWmp6ipqqusra6voRAAICAQIDBQUEBQYECAMDbQEAAhEDBCESMUEFURNhIgZxgZEy obHwFMHR4SNCFVJicvEzJDRDghaSUyWiY7LCB3PSNeJEgxdUkwgJChgZJjZFGidkdFU38qOzwygp 0 + PzhJSktMTU5PRldYWVpbXF1eX1RlZmdoaWprbG1ub2R1dnd4eXp7fh2 + f3OEhYaHiImKi4yNjo + DlJWWl5iZmpucnZ6fkqOkpaanqKmqq6ytrq + v / aAAwDAQACEQMRAD8A7r + Y3ka98zXGg3FnLFEd NvA9 + kvIGaxZklmgQqDvJJbxAg0FK74qivy61H8xL7SbmXz1pdrpWpLcslrBZsHRrfgpDkrNcb8y w6j5YqyrFXYq7FXYq7FXYqhdU1Oy0uwmv72T07aAAu1CxJJCqqqKlmZiFUDcnbJ48ZnIRHMsMmQQ jxS5JVB5uj + s2kGoaXfaUt8wjtJ7tYPTeVhVYyYZZjG7fsiQLU7ddsvOl2JjKMq51f6QL + DSNTuB KMo3yuv0E18U / wAxXJad0RGd2CooJZiaAAbkknFVGyv7G / t1ubG4iurdqhZoHWRDTY0ZSRiqSXvn F11C5sdJ0e91p7Bgl / Lam3jijcqH9IPcywCSXiwPFK0 / aIOKoZPzEsLwxw6Jp17q9 + VLXVjCsUMl pxkaJlumuZIUifnG6hORY02FN8VaX8xbCd / qVnpt9c68rtHPoapElzBwCkvOzyLAkdJFIf1CGr8H LFXH8x9MR2sptPvo / MCusa + XvTie8fmrOroUkNuYiI2 / emUIKUJB2xVH6P5rjvdSbSb6wudI1cRG 4Szu / Sb1YVYK0kMsDzROEZlDDlyWoqNxiqa3upadYiM3t1DaiZxHEZpFjDueiryIqT4DFURiqR + d 7PWrvyrqMWhu6awkYmsBHKYWeaB1lSIyVSiylODVNCCQdq4q840v8xvzK0SztdDufI + pavfWdvOL rVZJrgpNNaxNI / 7xbWYVnZf3PFmU8lXly5Kir2KMyGNTIAshA5qp5AHuASFqPoxVvFXYq7FXYq7F XYq7FXYq7FWP / mBPcQeSdamt5pIJktJDHNC7RyKadUdCrKfcHFVL / lX2g / 8ALVrP / cc1j / srxV3 / ACr7Qf8Alq1n / uOax / 2V4q7 / AJV9oP8Ay1az / wBxzWP + yvFUne20nQPO2mWtpq91H9ZtL1bmG + 1S 8vEEgMHoExXdxKqt8TcaAE4q880S51e + 8seZ9Y8za / JHq8OpyW1gthq9 / bR8I7gI7pDHd + l6bVYR gJ9la79cKvWIfIfluaJZYb7V5InHJJE13V2VgehBF3Q4FX / 8q + 0H / lq1n / uOax / 2V4ql3mD8trKf S3 / RtxqUl9E8U8EVzrOqSRuYZFk4VkuJPTZgtFkUckPxA7Zfp8gjL1ciCPmKaNRAyjtzBB + RtI08 twa9dJYWllrlj9RvIDq1xqOs300cRi9O59OKP67OJJHVl4vxoleQPIDMkY44fUZCVxPDV9bjZ2cc 5ZZvSImNSHFddKlQonnsy3 / lX2g / 8tWs / wDcc1j / ALK817nobU / yu8tajpt1YT3WsGG7ieCTlrOq SjjIpU / BLcyRt16OpU9wRirGPyl / Kvy7YeRNNK3eqGS8T63MYNTv7NOctOkVpNBHsABXjU9zitvR tE0LTdEsjZ6ckiwtI87maaa4kaSVuTu8s7ySMWJ7tiq + w0bTNPuL25s7dYZ9Rl + sXripMkoUJyNS afCo6Yq3DpGmwapdapFAqahexxQ3VwK1dIC5iBFafD6rdP6YqtbRdLbWk1trdTqsdu1ml1vyEDuJ GQCtKF1B6Yqhtc8r6RrclrLfC4Waz5 / VprW7urORPVADjnayQsQwUbE4q83 / ADT / ACb8saymgJNd 6mP9yUVu3rahd3v7q4 / vAovJLjgf3Y3SnvXbFbZyPy90ACgutZAH / a81j / srxV3 / ACr7Qf8Alq1n / uOax / 2V4qhNM0qLR / PUFnZ3V / Ja3Gl3E0sN5f3t6nqR3ECqyi7mm4kByPhpirMMVdirsVdirsVd irsVdirsVdirDfzP13R7byxqWlTXca6ne2kn1WxDcp5B0qsa1bjXvSmIVkuka1pGsWn1vS7yK9t + RRpIXDhXHVGp9lh4B3xVG4q7FUi1 / wAn6frNxDctNJZ3EVSZrZLYu / TjzaaGY / Bx + GlMVYf5z8hW uj + Ttd1Wz1K6 + s6fp91dwB4rAoZYIHkTkotRUVGG1p6XDDDDEsUKLHEg4pGgCqoHQADYYFXYq7FU j8vf8dfzP / 204 / 8Aum2eZOf6If1f9 / Jxsh25P63 + 8inmYzkuxVjn5c / 8oLof / MJH + rFWR4q7FXYq 7FXYqxzzp / 0ov + 2xaf8AG + EKyPArsVeX675h2SX8wbMxuvlU2QezN5rKBrfUIJmVylsEpGW5RDif rSuO6GuFXqGBXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq830nQ9c1n8rpL7Q72Ow82eZ7T65d6pMJDIs1yhb0R JGySRehyEUZUH0 + P2ScVTW8sZNL82eWb8yRNq2rSS6ZrMtvGYI7qOOynuklaIvKQYpLcKpLEgORX fFWZ4q7FXYqxn80HRPy181l2Cg6PfgEmm7WzgD6SaYqyYEEAg1B3BGKuxV2KpH5e / wCOv5n / AO2n H / 3TbPMnP9EP6v8Av5ONg + vJ / W / 3kU8zGclh / wCauoaLpHk + 913VZbpE02NmtorS + u7EyzyUSKNj aSwM / J6da0FTirBv + cZNY0vWvKQkNxeNrekk2l7DNf3k0Bjc84ZEtpZngSqjjVUG6mnXFJe04odi rsVdirsVeR675z1q7 / R / 1ofVvq97DPBy0TzAPUlSvGMcrXctXoN8Ks48neYdU1j659eiMXoen6db HUbGvPlX / e + KDn9kfYrTv1GBWSYq8fiWbUvzLuG0UHXbiyl9S / h8yAwrZIaCumoaTJv + 2LYqf9 + Y VewYFdirsVdirsVdirsVdirsVdirzrzj5Yl0bR9RvLRbS / 0CJ5NRfQtRiZ0hnbkzvayIylFdnYlG UipPEr0wqyDy / wCU7q1vYdS1e5iubu0g + qaZaWsRhs7OA0DLCjNI7OwRQzs3QUAUVqFZLiryvWvy v813fnjW9e0 + / g0 + DUnteM1vPPDdyQo2nCaKVoo1KBY7CcR8ZDX1afDVsVSTQfyi / NzRo9Jt7bzY q2dkbeOW2N1eOiwxLC7iJOKIf3nrxqrrx9Nl6Mq8VWS / URPb + X / JGuX6XiaTaW995tnuLh5hcTKP 3MLSTnm6y3CtMQ37CKKANTFU9 / L ++ EMN55XmnFxceX3WG3m5B2l0 + UFrOUmpJIRTE5PV0Y98VZbi rsVSPy9 / x1 / M / wD204 / + 6bZ5k5 / oh / V / 38nGwfXk / rf7yKeZjOSxrz1 + X3l / zvp8Gn66Z2s7eX11 hglMQaTiVDPTrxBNPnirFPyV / LHyx5d0my8w6WLiO / 1KyRbxWmLROGIb7B2qCNjir1DFXYq7FXYq 7FWOedP + lF / 22LT / AI3whWR4FdirHJ // ACYtl / 2yLv8A6irbFWR4q7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FW F / mr5k8u6d5S1Ww1DVLOzvrmzkNtaXE8UUsgO1UjdgzbimwxVkuj6 / oOtQPcaNqVrqcEbenJLZzR zor0B4s0bMAaGtMVR + KuxV2KsM / M3y75fn8pa5fz6ZaS3 / 1Vz9beCNpqqoCn1CvLYCg3xVkunaBo WmO8mm6da2TyDjI9vDHEWA3oSirXFUdirsVSPy9 / x1 / M / wD204 / + 6bZ5k5 / oh / V / 38nGwfXk / rf7 yKeZjOSoXmoWFkqteXMVsrmiNM6xgkdhyIxVjf5aalp03k7RrWK6hkuo7NDJAkitItBQ1UGo64qy vFXYq7FXYq7FWI + d9X0mObRoXvYEmh2a1aaNpUDIo5ElgTUDfvhCsptbu1u4hNazRzwkkCSJg61H XdSRgVVxVhs / mDQf + Vg2cv6StfSGk3Sl / Xj48jc25ArypWgwqzFWV1DoQysKqw3BB6EHAreKuxV2 KuxV2KuxV2KuxV2Ksb85aJqt0lrq + gekvmPSixsvX2imhmos9tKRuEkChh5OqntiqP8ALOgx6HpE dl6puLlmae + vH + 3PcynnNK3 + sx2HYUA2GKprirsVQuq6pZaVptzqN9J6VpaxtLM9CSFUdgNyT0AH U4qxS + 0vzr5s0i4gvJrfy9pl / EUFj6Jur4Rv09aUyJDG9OqKjU / mxVXu9Y82eW0 + t659W1bQ03vN Qs4ntri1So / eywNJMskSdXZGBUb8TucVZarKyhlIKkVBG4IOKt4qkfl7 / jr + Z / 8Atpx / 902zzJz / AEQ / q / 7 + TjYPryf1v95FPMxnJSPzj5Zh8xaM1ofTW8gdbrTbiVBIsV1FvG7KftKfsuO6kjviqWeQ / Ldzay3nmDVtOt9N1vUwsJsbbgY7a1gJEcSsgXkXYmRz4kDooxVl + KuxV2KuxV2KsE86eUdTfV / 0 15esrO5v9RjXT9SF4iMka7iC + UMDye35EMn7an / JGKsr8v6Fp + g6LZ6Pp6cLSyjEcdd2buzse7Ox LMe5OKphirzW7 / LV21x9HisLU + UL64 / Sd1cFIzPGQ3KbT125COebjJyHRfUT + XCr0oAAAAUA2AGB XYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYqxvz4qvpmnROKxyavpgkTswF7E1D7VUYqyTFULqyI + lX iOoZGglDKRUEFDUEYqgPJbM3k7QWYksdOtCSdySYExVOcVSPy9 / x1 / M // bTj / wC6bZ5k5 / oh / V / 3 8nGwfXk / rf7yKeZjOS7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FX Yq7FWN + fDw0zTpT9mPWNJDU6 / vL + GJf + GkGKskxVDan / AMc27 / 4wyf8AETiqXeSf + UM0D / tnWn / J hMVTrFWPzeXdZTUr + 707WTZxahMlxJbm2jlo6wRQbMxrusIzKGeHCBKN8Irn5k / pcbwJCRMZVxG + XkB ​​+ h46F82 / 9TH / 05Q / 1x8XF / M / 2RT4eT + f9gd + hfNv / AFMf / TlD / XHxcX8z / ZFfDyfz / sDv0L5t / wCpj / 6cof64 + Li / mf7Ir4eT + f8AYHfoXzb / ANTH / wBOUP8AXHxcX8z / AGRXw8n8 / wCwO / Qvm3 / q Y / 8Apyh / rj4uL + Z / sivh5P5 / 2B36F82 / 9TH / ANOUP9cfFxfzP9kV8PJ / P + wO / Qvm3 / qY / wDpyh / r j4uL + Z / sivh5P5 / 2B36F82 / 9TH / 05Q / 1x8XF / M / 2RXw8n8 / 7A79C + bf + pj / 6cof64 + Li / mf7Ir4e T + f9gd + hfNv / AFMf / TlD / XHxcX8z / ZFfDyfz / sDv0L5t / wCpj / 6cof64 + Li / mf7Ir4eT + f8AYHfo Xzb / ANTH / wBOUP8AXHxcX8z / AGRXw8n8 / wCwO / Qvm3 / qY / 8Apyh / rj4uL + Z / sivh5P5 / 2B36F82 / 9TH / ANOUP9cfFxfzP9kV8PJ / P + wO / Qvm3 / qY / wDpyh / rj4uL + Z / sivh5P5 / 2B36F82 / 9TH / 05Q / 1 x8XF / M / 2RXw8n8 / 7AgNcXzZo9gL864LlUnto3ga0iQMs1xHEw5A1Gz5bh8LJLh5K2PU9AS1ZvEhH i4r3HTvIDL8wHNdirsVdirsVdirsVdirsVQOuaLY61pzafe + p6DSQzBoZGikWS3mSeJ1dCGUrJGp 2OKsQ0bywlzrvmC1m1bV2hsbiCO2X9I3Q4rJaRSsPt7 / ABuThVpfKsUvnC70qTVdXaxXTYJxEdRu vtyzzxuSefdUGKs3sLG3sLG2sbZSttaRJBApJJCRqFUVO52GBVfFVryxR8fUdU5sFTkQKsegFe + K rsVdiqTT + cvLUF3LaTXqx3EE8VrIjJIP306s0ag8aNyEbbjbY4qq2 / mjy9caZPqqahCmm2xpcXkr ejFH8KuCzScAAVdSD0oRirv8V + Vucafpix5zOI4l + sw1d2ERVVHLcn6zFQD + dP5hVVNMVdirsVdi qD1jWNO0bTpdR1GUw2kJRXdUeRi0jiNFVIw7uzu4VVUEkmgxVLV8 / eRzB67a / p8UYWJ3E1zFEyCe IzxeokjKyF4lLgMAaAntiqy9 / MXyDZQST3PmPTY44lZ3 / wBLhZqIATxRWLMaOuwFdx4jFWrj8xPJ NrIEutXgtgbiOz9WYtHF601qL2NTK4WP44GDBuVCTxry2xVfb + fvJlzqNrp1rrFtcXN6qNZ + i / qR yiT1wvCVOUbGtpKKBqgr7iqqf4q7FWP + fP8AlGpP + Yqx / wCo2HMrRf3nwl / uS4us / u / 86P8AugyD MVynYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYqxzy7 / yk / mv / mLtf + oGDFUFqeqxaP56nvLy1v5LW40u3hims7C9 vU9SO4nZlY2kM3EgOD8VMVQXmT83tI0mG1 + raffT3N5N6EK31rdaRACI3lYtdahDBCPhjNFBJJ7Y q1o / 5kXXnCMQeT7ZIJ / RhnurvVgYxbrPGHXjaKyzzkcvtfBGf2ZDiqG8z + XrPR20XXNXvbnV9Th2 S3LX04Z / SRufJba1gXhGO3wIXI + 0zYVZJ / ysHyx / vy7 / AO4fff8AVDArFrP8 / PKN153uvKwtb5Gt kLC9NtKyswVWK + gqmdRRurJirHNRea81y61ANGkU93BeKvoaqWBtkukWM / 6BSj / WVJb9mh3OFDIv L + gfpvypqGgxXYhkSTSbmK7NtdALNYQ2oAaK4jtOaGXT / wBh6lT + ycUoe0 / JK9t / Mul63 + nomGk3 X16CAackfKWW3tLW4DenMsSo8Vl + 7VI14M1d6AYFeq4q7FXYqtlljijaWV1jjQFndiAoA6kk9MVY b5v13ytrXkLWb + GebUtL0tlnuZtJaBpkewkju / Uha4KwP6PBZNyQwFKMfhKry2Kx / JXUW1G71PVd cstR1GePT7y0vR69yblLS80tOLQw3SyvKonbksj1kUdPslSgtb0z / nHnUNSurifzBqzWuqpctPeR B2soEN7BctErvbsVVribYryA5NyYHjiqba235R655mtrWTWNamubrUNKvLe0hihjjN0rDSFZxLbr NF6bW6i4WQrQkcBU8cUJl + XugfltpvnO18v6FPq8uq6BJOiS3h2cwstkbpJnYqilk9TVZYahR8a0 FOJJVewQaraTapd6YhP1uyjhmmQin7u4LiNh5gmFx9GKovFWP + fP + Uak / wCYqx / 6jYcytF / efCX + 5Li6z + 7 / AM6P + 6CM8weZtE8v28Nxq1wbeK4l9CHjHJMzPwaQgJErtRUjZmalAASdsxXKQ + n + evJu oQWs1rrVmVvTALWN5kildrtOdunpSFJA8q7ohXkfDFUz0 / VNM1KA3GnXcN7ArtG0tvIkqB1 + 0pZC wqO4xVE4q7FXYq7FXYq7FXYqxzy7 / wApP5r / AOYu1 / 6gYMVZHiqhfafYX8Bt762iu7ckMYZ0WRKj cHiwI2xVAa35V0LWkh + u21Li1 / 3jvIGaC5gPjDPEVkT5A0PfFWPXvl3zut7pNs17DrOj2t / Dcvc3 IEF / EkXLZjGvo3A368Ub / WwqzfArGLe3gX8y7 + ZY0EzaPaBpQo5EfWbjq3X9kYqyfFXYq7FXYqsn nggheaeRYoYwWklchVVR1LMdgMVYt / jW71dvS8oaedUjJo2s3DG301RtvHLxaS426eihU9C64qhd Q8mavdvDdas0Pme5DhjY3kz2Gmw0oQYrWKG7EpDdDOWI7HFUBbPdzP5w0UeXZ9V0q8vpra5MNxbw I0U1lBG8Q5yxSL8BpVaexwql9z + XflrUHkS9 / L25aO6nE87NqEVBIXnf1KLd1FGvJW + Hx26LRVO3 / I / 8rnBV9EDqY1h5tc3TD0keN1joZfsBoVovT7zUKioPyi / L2DULbUY9KIvrRo3huTc3TOWiuTdq 0hMp9U / WD6jc68jTlWgxVTvvym8m34vZ / TkS61F1klvY2Vm4C / 8A0n6YR1kgKNc1ZuUZJBoT0oqj / JfkTRPKNqLTTZZpuFtBacrho2f0YJJpIx + 7SMfbuJDWm + KslxVj / nz / AJRqT / mKsf8AqNhzK0X9 58Jf7kuLrP7v / Oj / ALoJN + bUOg3Wj6fY6suoy / WLytrb6SIjcO8MEszmk3w0jijd6r8YIBT46Ziu U8ot9A / INdd0RbDzHeCRL7SnkilhuqzNbW0kNgiyrbxrF65pIWP2l3TiCDilm3krzr + THknyyY9O 8xzT6dcoNTE12lxLN6KummpRVhRwqNbrEq8agCvTfFWT6h + cHkCytZ7htRaUQvexCOKCcl5NOT1L lIyUVG4KevLid6HY0UISL88 / y1Nna3FxqUlq11AtwsEltcO6K1uLplZoElj5RwsGkCueNRXqKqs + xV2KuxV2KuxVhFp5n8v6N5s8zxarfw2Uk1zayRLM3Esn1KFeQr2qCMKpp / ysbyL / ANXy0 / 5GDAqR 6lrXl3zV5s0XSrLWJZrb6vfTXMOm31zaMWT0BGXa1khc05NQE0xVR8l2vknzdYT3umT6 / FHBIkbp ca1qyuRLDHcRSAJeuOMkUysKmvYgEEYqv836d5Q8rWNveXz + YJ47m4S1jW31rVSQ7qzAsZb6JAPg oPiqzUVQWIGKqmk30 / l / zHrmmWtlrGsWcZtXhh2l74wl4iWHqX1z6g5HegNMKppocmo3 / nC91SbS 7rTrQ6fb2sZuxEGeRJ5nbiIpJdgsg64FZVirsVdirGvOwnl / QdnHcz2sd7qaQ3D2srwSNH9Xnfjz jKsByQYqlutflbaX0lvcw6rfG7s29S2j1GV9Ssy / Yy2tyzK1OzIVYdmxVGx + bdT0msXmzTvqUKbf pmy5XGnkeMm3rW / v6i8B / OcVX + YPPunaTd6BDFBNqMOvXX1eK6s4pp4kT0ZJRIHhjlRyTGBw5A8e T / ZQ4qlmi + ZrbTdX8zW8llqFw36VZ / UtbOe4j3tLfbnGrLXbphVl2j6tZ6vpsGo2RY21wC0ZdWjb YlSGVgGBqO + BUZirAfO1zq / mBda0XT5nsdH0iFxrl8hKzTzNbLcJZQEbopilRppPBgq78iFU2bXJ tI8m6M1rbG81G8htbTTrWvBXuJIeS + o5 + wiqjM7eA2BNBiqC8h6df2Gv + ZI9RvXv9Qkaymu7ltkM jwElYk / YiX7KL4dampJVmuBWP + fP + Uak / wCYqx / 6jYcytF / efCX + 5Li6z + 7 / AM6P + 6CL8x + VtB8x 2cdnrNr9at4nMiLzkjIYo0bfFEyNxaORkZa0ZSQQRmK5Tz / U / IH5RWHmDTNJj0eSTVLi4t3SSK5u z9Wa2jlNrJIxlZRwUMsSH9kUpxUUycemlKBnyA + 33OPk1MYzEP4pfZ7 / AJI2X8l / yk0nyysOq6cj WVlYpZ3V9NNNG7xJP9ZLMYnT43nPL4d / 2R8NFymEDMiMRZLdPIIAykaAXaJ + Wn5X + Y4X8yfoF0uN Ra7WY3E90JSH9W0lDr6tF5Rlhx / Z7UoMnnwnHMxJv + xhgzDJDiG3P7DSPl / JT8sZUjR9FqkURgjU XN0AqG3Fq1AJftNAqozfaai1JKilLazfFXYq7FXYq7FXYq7FWOat / wAp15e / 5hNS / XbYqi / LXlDy / wCWYLiDRLZrWG6kWWWMzTTLySNYl4iZ5OAWNFUKtAAAO2Kr / MflbQvMlkllrNt9ato39RYxJJFv xZCCYmQlWR2VlJ4sDQg4qgdD / wCUx8zf9GP / ACYOFWR4FdiqyaaGCJpppFiiQVeRyFVR4knYYqx9 / wAxvJIZlh2eG7KHi / 1Pnd0I2IJt1l3HcdsVQ2uanYaovlHUNPmW4srrVY5LedK8XQ2lzRhXscVZ ZirsVYzd + RbSK5kv / Lt1J5f1GU85TaqrWkzeNxZt + 6cnuy8X / wArFVHRhqXlnQ / MWs + ZTAzCefVL hrAOyGGK2jBKJJ8QYiA / DU + FT1xVjH5Sfmn5X1LyVblRdwvbSzQSobWeX4uZkFHgSVPsyDvXL8en nMWK + Yh4lpyZ4wNG / kT9wZn / AI88tf78uv8ApBvf + qOT / JZPL / TR / W1 / nMf9L / Sy / UkQ1jy6kXmU JeXLN5gmM6g6degQk2EFkFJ9I8v95uddutO1SfyWTy / 00f1r + cx / 0v8ASy / UlNrrV3I2gwahdQiy 0WaOYm3sNU9WT0reSBR8cPEV9Spx / JZPL / TR / Wj85j / pf6WX6kZceYZbfXtR1LSNQjSHURBziu9J 1ORlaBCmzRiIUNfDH8lk8v8ATR / Wv5zH / S / 0sv1J6n5h6Bbaes2o3E3rRR8rmSLT75IuQHxFQ8bF R82wx0OUmgB / po / rRLXYwLPF / pZfqYlrfmrTtZ0WbW9SvLiHSpJKaNo8LND6qwTiNrieWEOxf1UJ ReXFQo6k1zPw6aWOYhEDi / ilz5jkAfJwcuojkgckyeD + EDbkeZI8 + W9J1Y + a7bTZ5dPuNZkuNNvL dptG1OaJnuImRvSlik + D95wZlZGZd9wa9cx56YzHEI1Ih2Dp3j3ebkwz8B4TK4kXE9e4jz6V9qFe byZHp1pb2OtyQX1tdi / k1KSCWeae49N42ebkg5EiT6NgNsmBmMiZRsEVV0APJjWIRAEtwburJNVu qxal5ZuNRtr7XPMD6sbE + pY2zWrwwRzf7 + aNEPORR9gsfh4pvvgOPIImMIcN8zdmu73JvHKQlOXF w8hW19 / v7u5foM0frrpmj + aTwlmnmhtmsakeo7zuvqOF6cj1wZhtxTx9BvxfBOGgeGM + pPLvNs / z VuxdirsVdirsVdirsVdirGtajWTztoEbEhXstTUlWKNQ / VhsykMD7g4qxP8AJDU4tds7 / UpXuBfW kqW7RNqeo3cSrPbQ3BjeC8urlRLC8jRM1Bup2XdQqmn5vee9d8n6Xp93o9vBcSXE04uBcI0gWG3t JrpyAssFNoN2qxC1IVjRSqmuk3VrB5y8yiaZIi31HiHYLX9welThVP8A9J6b / wAtcP8AyMX + uBUg vvMep6nqEukeVRDI9uQmpa1NWS1tWZeQjjRSDcT0IPAMFUh5m6KVV1r5A0RpUutaaTzBqCnmLnUy JkRvGG2AW3hp24Rg + JOKorzneNpXkjXb21Aiew027nh5jZTDA7rRQV6cfEYqk + l + TfNMMegWt / q + nSaboLxPDbWmnTQSN6Nu9uieq97MoAEn +++ 3bFWaYql + seYNF0aFZdTu0thIeMMZq0srfyxRKGkk б / JRScVYxe + afMV9cWMEEa + WLHU5 / qtne6jGZb6eQRPNxhtF + CD4IXPO4b / YVIxVB + XPN3lTRZtf 0fzB5ptWuINRdAur31us7RNbwndHMYCli2yqF8BiqcflbDYR + RdNNikSW0glkQwBQjBpnIYcdjUd 8SrK8VdirsVdirsVYhfeU9UtzfW2lJa3Oi6lJ9Yn0u5kktvSnJDM0M0KTUR2UMyFOtaHfM + GpiaM rE47WN7HmDXztwZaecSRGjCW9Haj5EX8q59U00XRdRTUZ9Z1maObVJ41t44bcMLe3gVi3pxl / idn Y8ndgK0AAAGU5ssTEQgPSN9 + ZP45Btw4pCRnM + o7bcgPxzP2Jg2saQt8NPa + txfswRbQyp6xYxtK FEdeVTHGz9PsgnoMxnJReKuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxVj3mLS9el1nS9V0dbWSSxiuoZYbuSSJS Ln0qFWjjl6el4Yqt9f8AMX / li0j / AKS7r / smxV3r / mL / AMsWkf8ASXdf9k2KoTTPJv1zVdT1TzTp umXVzeGEW8ap9aEaQoVPxTxIRyPgMVTT / BPkz / qwad / 0iQf80Yqls3lO80S6k1HyatvarMQ1 / oUi + lZ3DAUEkZjB + rzUABdVKt + 0tfiCqrB + YOixyLb66kvl29JC + lqaiKJmOwEV0C1tLU9AslfYYqiP OkA1jyHr9rYSLM19pl5BbvGQ6s0tu6LQg77nFUDpuv8An / UdOtdQtdE0Z7W8hjuIG / TF1vHKodTt ph7HFUF5g1H81VhjMemWlpZFqXs2k3J1G / VCPtQRXdvYw1HevM + CE4qjPI9t5Ilaa / 0aY3 + rikeo Xl8zvqaE7 + nOs4WaHr / d8VUdlxVONa8o + WNcu7G81fTLe + utNk9axmmQM0b0K9T1X4q8TtyAanJQ QqgvKH + 93mf / ALa7 / wDUJbYqyPFXYq7FXYq7FXYq7FXYq8 / 85 / l3r175hufNflfVYtP8w / o5bGyS 4iDwLOs1RcuxEnxCCSWID02 + 0D2oVUx8t6P + Y9v5hubrX9dhvNHeW + NrYQxxLwieWI2KswgjctHG JfU + PqV + 1ucVZfirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdiq2WKKWNo5UWSNxRkYAqR4EHFUg m / LzyLLK0x0GxjmeheWGBIXJHQlowhqOxxVONN02w0yxhsNPgS2s7deEEEYoqL1oBiqJxVJtc8o6 HrMsdzcwtDqMApbanau0F3EK1ok0ZD8ajdDVT3BxVIdV0rW7eONNZ0u287aVbtyieSGBdRhHQt6U gFvOadSnpnsFbFUH5T0Lyx5mufMGr3FlK7Tao6p64uLaRVW2txxeJjGykNXquFWQ / l0zt5G0NnYu xtI6sxLE7dydzgVkWKpLfecfLlkdZW4vFV / L9ul3qyipMUUiNIlR3LKlQB7eOKoq38w6Pc6r + ioL pJL42keoLEprW2lcokoPgWXFUwxVi / l7zfc6pqy2MlukaE6sOakk / wC4zUzYJ1 / nUcj74qyjFXYq k3m7RrbVtAvLeaEzOkUklsoZkImEbBCCpX + bvtiqUfldq3lq + 8tRxaGzt9VCx6gHWYUugvCUc5RR jyQ14EjEqzDFXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYqxz8uf8AlBdD / wCYSP8AViq38wzL / hxI455rf6xqekW0sttLJby + lcapbQyqssLJInON2UlWBocVSrVfyr0yW70p tNd7e1iuS + trNLNcy3tuXW5CSyztJLIfrNvF9tvscl6GhVSuH8oL21gjNnq8kF9HfNGl7GzJNHoZ RYVsI5E4spSKNCrjcOOVcKsp / wCVfaD / AMtWs / 8Acc1j / srwKxHy15JaXU7S2votTt7O0 / xAI50u 7 + 1kIl1tng9W4iljll9WH94vqOeY + Lfriqd6z5bs9Fu9EutPvNUEsmp28Eiz6rqVzG8cnLkrRXFx LGwNO64qzjFWF / mxYRX3ldoZNGv9bUuD9W06b0ipH7cyVPqx + KejL / qHFV35W6lPd + XzFPrVlq8t o / oslnD9Xe24inozpSh5xT / fEX + rirMsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdir sVdirsVdirHPy5 / 5QXQ / + YSP9WKrfzB / 44Nr / wBtnQ / + 6xaYqyXFXYqxu8882DXb6fodvLr2pIeM sVlx9CE / 8vF0xEMdP5eRfwU4q15U1XzJdarrNnrq2qS2TW5ghs + bIizRlyrSScWkb / K4KP8AJxVd 50 / 6UP8A22LT / jfCFZHgVIPPGgDXPL1xaG + urDgPWEtpJ6ZYxgt6cmx5xt0Ze4xVV8lJajylo8lt awWcdxZwTtb2saxRK0sSu3FF2AqcVTrFXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7 FXYq7FXYqwbynrOr6P5b07S7ry1qrXFnAsMrRrashZdqqTcKafRhVi / 5w / mTrWnaJpqW3lLUpPV1 Kynd5xGqg2N1FeLGvoNcHlKYeO9Pp6YFDJ9c / M + fSrWKWfy1qVqZ9hdXwhgsYTStbq5jkn9FP8op iqMh8r3vmC3juPM2qjULOYc00rTWaDTmU7gO6kzXI / 13CH + TFU / m0LTJNNj02ON7Oyip6UVjLLZc AvRVa2aJlX2BpirE7Ly2l35v19E1LULRLdLCNRb3LAsBAQDIz83dtvtManvhQlHn78jB5sl0qT / F Gp236MmM371vrBNSprEeUXpSDjs + 9PDAkMv / AMF / 9r3WP + kv / mzDapL5z / LQav5V1TTj5g1WMXED Dk9x6qfD8VHjovJTxoRUbYqjfyg8vjQfy30Gw + tSXdbVLj1ZdqfWf33BRU0VOfEb4FZhirsVdirs VdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVcQCCCKg7EHFWL3HkaC1ka68sX b + XrtiXeG3UPYSsdyZrIkR / ETUtHwc / zYqxzzxrPnyHR4bW5aLQZkuraWfzBbR3F5YNDDOkjiT0n iuLbkq / GJEaNhVDIA3MKo3SotU1XzPrd1o + vRRQNHYlp4IIriKcmA / GhLNQdehOFCG8w + af8O6gd P1nzsbS6FsbwqdKLoIQsrV9SNXTkVtpSqcuR4mgxSzDQ / Nei63cXdvpzXDS2JRbsTWl1bCN5EWUR lp4oh6gSRSyV5LUVAwKoedvMuneXtAnvL + O4khkBhAtomlbk4IBZvhjjXxeRlUdziqD / ACzOu / 4T sk1V7GRIYo4bCTT3MqtbxKEQyMGkjMhCjl6bFfA4qyrFXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXY q7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYqxX8zL / AMy2PlVrjy76 / wCkPrVojNbRGeVYHuEWdlQQXp2iLVYQ SFevE9MVYrD5u / NWfRfMjPpbR3Nrb + loPp2My3MtxPfXFnFK3rP6L + nFDHO / 7tVo4Y8UxViEn5x / nXp9vH9f8sm3gt59Nsbm + vNNvCWkuE9O5mrDIkbj6ytE9MUPNQNyKqXsnkzTLW30a31L9Ew6Pqur wW93rFrBH6QF00QMisv8ysSu + / jihKvOP5TeWPNmqtqmpSXMd41p9QElu0aFYTHdRsFLRuw5fXmZ hWhKJtsaqpn5R8i6H5XN5JYL6lzftE1xdSR28cnGGCOCOJRbxQIsSrFyVAvEMzUoDTFUB + aOpSWH l5ZU8xp5cZ5VQS + j9YluCTX6vCin1OcgqKxqWHUYq78r9Pks / L7er5cTy7JNK0jxib6xLck7fWJn YerycUNJCWHQ4qzDFXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7 FXYq0yKwowDCoNCK7g1B + g4q3irsVdiqQecdc8s2GmyWeuXVtCL6KVbeC6K0lKLVgqt9rjyGKoP8 ufMWh6j5a0uxsb6K5vLHT7QXlvGwLxExBaOP2fiQj6MVZXirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVd irsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVSXzXoMurachs5Ft9YsJBd6TdsCRHcoCF DU3McikxyDujHFVnlDRLvT7Ka81Qq + u6rJ9a1WRTVVkIASCM / wC + 4EAjTxpy6k4qnuKuxV // 2Q ==

uuid: ce283911-2b06-cb43-9bf8-9adac060c506xmp.сделал: F77F1174072068118C14E28F9C74EBD8uuid: 5D20892493BFDB11914A8590D31508C8proof: pdfuuid: ae9148ef-3000-a144-9ee3-ddb3557e196exmp.did: 8AF5709C0E20681188C6A12CE4B46A4Duuid: 5D20892493BFDB11914A8590D31508C8proof: pdf

savedxmp.iid: F77F1174072068118C14E28F9C74EBD82011-04-14T19: 48: 48-07: 00Adobe Illustrator CS5 /

DocumentPrintFalseFalse111.0000008.500000Inches

UniversLTStd-BoldCnUnivers LT Std67 Bold CondensedOpen TypeOTF 1.029; PS 001.002; Core 1.0.33; makeotf.lib1.4.1585FalseUniversLTStd-BoldCn.otf

Голубой

пурпурный

Черный

Группа образцов по умолчанию 0

Белый CMYKPROCESS0.0000000.0000000.0000000.000000

Черный CMYKPROCESS0.0000000.0000000.000000100.000000

CMYK красный CMYKPROCESS0.000000100.000000100.0000000.000000

CMYK желтый CMYKPROCESS 0,0000000,000000100,0000000,000000

CMYK GreenCMYKPROCESS100.0000000.000000100.0000000.000000

Голубой CMYK CMYKPROCESS 100.0000000.0000000.0000000.000000

CMYK BlueCMYKPROCESS100.000000100.0000000.0000000.000000

CMYK Пурпурный CMYKPROCESS 0,000000100,0000000,0000000,000000

C = 15 M = 100 Y = 90 K = 10CMYKPROCESS14.999998100.00000090.00000010.000002

C = 0 M = 90 Y = 85 K = 0CMYKPROCESS0.00000090.00000085.0000000.000000

C = 0 M = 80 Y = 95 K = 0CMYKPROCESS0.00000080.00000095.0000000.000000

C = 0 M = 50 Y = 100 K = 0CMYKPROCESS0.00000050.000000100.0000000.000000

C = 0 M = 35 Y = 85 K = 0CMYKPROCESS0.00000035.00000485.0000000.000000

C = 5 M = 0 Y = 90 K = 0CMYKPROCESS5.0000010.00000090.0000000.000000

C = 20 M = 0 Y = 100 K = 0CMYKPROCESS19.9999980.000000100.0000000.000000

C = 50 M = 0 Y = 100 K = 0CMYKPROCESS50.0000000.000000100.0000000.000000

C = 75 M = 0 Y = 100 K = 0CMYKPROCESS75.0000000.000000100.0000000.000000

C = 85 M = 10 Y = 100 K = 10CMYKPROCESS85.00000010.000002100.00000010.000002

C = 90 M = 30 Y = 95 K = 30CMYKPROCESS90.00000030.00000295.00000030.000002

C = 75 M = 0 Y = 75 K = 0CMYKPROCESS75.0000000.00000075.0000000.000000

C = 80 M = 10 Y = 45 K = 0CMYKPROCESS80.00000010.00000245.0000000.000000

C = 70 M = 15 Y = 0 K = 0CMYKPROCESS70.00000014.9999980.0000000.000000

C = 85 M = 50 Y = 0 K = 0CMYKPROCESS85.00000050.0000000.0000000.000000

C = 100 M = 95 Y = 5 K = 0CMYKPROCESS100.00000095.0000005.0000010.000000

C = 100 M = 100 Y = 25 K = 25CMYKPROCESS100.000000100.00000025.00000025.000000

C = 75 M = 100 Y = 0 K = 0CMYKPROCESS75.000000100.0000000.0000000.000000

C = 50 M = 100 Y = 0 K = 0CMYKPROCESS50.000000100.0000000.0000000.000000

C = 35 M = 100 Y = 35 K = 10CMYKPROCESS35.000004100.00000035.00000410.000002

C = 10 M = 100 Y = 50 K = 0CMYKPROCESS10.000002100.00000050.0000000.000000

C = 0 M = 95 Y = 20 K = 0CMYKPROCESS0.00000095.00000019.9999980.000000

C = 25 M = 25 Y = 40 K = 0CMYKPROCESS25.00000025.00000039.9999960.000000

C = 40 M = 45 Y = 50 K = 5CMYKPROCESS39.99999645.00000050.0000005.000001

C = 50 M = 50 Y = 60 K = 25CMYKPROCESS50.00000050.00000060.00000425.000000

C = 55 M = 60 Y = 65 K = 40CMYKPROCESS55.00000060.00000465.00000039.999996

C = 25 M = 40 Y = 65 K = 0CMYKPROCESS25.00000039.99999665.0000000.000000

C = 30 M = 50 Y = 75 K = 10CMYKPROCESS30.00000250.00000075.00000010.000002

C = 35 M = 60 Y = 80 K = 25CMYKPROCESS35.00000460.00000480.00000025.000000

C = 40 M = 65 Y = 90 K = 35CMYKPROCESS39.99999665.00000090.00000035.000004

C = 40 M = 70 Y = 100 K = 50CMYKPROCESS39.99999670.000000100.00000050.000000

C = 50 M = 70 Y = 80 K = 70CMYKPROCESS50.00000070.00000080.00000070.000000

Серый1

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 100CMYKPROCESS0.0000000.0000000.000000100.000000

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 90CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000089.999405

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 80CMYKPROCESS 0,0000000,0000000,00000079,998795

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 70CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000069.999702

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 60CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000059.999104

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 50CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000050.000000

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 40CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000039.999401

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 30CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000029.998802

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 20CMYKPROCESS0.0000000.0000000.00000019.999701

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 10CMYKPROCESS0.0000000.0000000.0000009.999103

C = 0 M = 0 Y = 0 K = 5CMYKPROCESS0.0000000.0000000.0000004.998803

Brights1

C = 0 M = 100 Y = 100 K = 0CMYKPROCESS0.000000100.000000100.0000000.000000

C = 0 M = 75 Y = 100 K = 0CMYKPROCESS0.00000075.000000100.0000000.000000

C = 0 M = 10 Y = 95 K = 0CMYKPROCESS0.00000010.00000295.0000000.000000

C = 85 M = 10 Y = 100 K = 0CMYKPROCESS85.00000010.000002100.0000000.000000

C = 100 M = 90 Y = 0 K = 0CMYKPROCESS100.00000090.0000000.0000000.000000

C = 60 M = 90 Y = 0 K = 0CMYKPROCESS60.00000490.0000000.0030990.003099

Библиотека Adobe PDF 9.90 конечный поток эндобдж 4 0 obj > поток HyTSw oɞc [5laQIBHADED2mtFOE.c} 08 ׎8 GNg9w ߽

Инвертор источника тока — обзор

Инвертор источника тока (CSI)

Термин «инвертор источника тока» уже использовался для описания силовой цепи, показанной на рис.9.24, так что теперь пора объяснить, что означает этот термин.

Возможно, в этом нет необходимости, но мы начнем с того, что подчеркнем, что термин «инвертор источника тока» не означает, что ток в линии связи никогда не изменяется, что читатель, знакомый с источниками тока в других контекстах, особенно с малым энергопотреблением. электроника, может подумать. В данном контексте это означает, что в нормальных рабочих условиях ток в линии связи не может быть изменен быстро, то есть незначительно в течение одного полного периода формы волны тока двигателя, даже при самой низкой рабочей скорости.Читатель не удивится, узнав, что индуктор связи играет центральную роль в достижении такого положения дел.

Мы уже много раз говорили в этой книге, что индуктивность в цепи приводит к тому, что форма волны тока становится намного более гладкой, чем форма волны напряжения (см., Например, рис. 8.10), и что чем больше индуктивность, тем более плавный ток. Напомним, что напряжение на катушке индуктивности связано с протекающим через нее током уравнением

v = Ldidtordidt = vL

i.е. скорость изменения тока пропорциональна разности напряжений и обратно пропорциональна индуктивности.

Форма волны выпрямленного выходного напряжения выпрямителя на стороне питания обычно будет такой, как показано (слева) на рис. 9.26, который показывает потенциал верхней части преобразователя (т.е. на левом конце индуктивности) по отношению к дно постоянного тока ссылка. Он имеет значительную пульсацию на частоте, в шесть раз превышающую частоту сети, а среднее (постоянное) напряжение составляет (В _с ).

В то же время преобразователь на стороне двигателя (который подключен вверх ногами) инвертирует, и потенциал правого конца индуктора будет таким, как показано справа на рис. 9.26; среднее (постоянное) напряжение (В _м ). Обратите внимание, что всякий раз, когда мы хотим, чтобы ток линии был постоянным, первое требование состоит в том, чтобы среднее напряжение на катушке индуктивности было равно нулю, что означает, что V _s должно быть равно V _m , то есть постоянному току. напряжение одинаковое для обоих преобразователей.Регулятор тока будет регулировать угол включения выпрямителя на стороне питания, чтобы этого добиться. (На практике будет небольшая разница напряжений из-за сопротивления катушки индуктивности.)

Мгновенное напряжение на индуктивности — это разница между двумя формами сигнала на рис. 9.26. Найти разницу будет сложно, потому что две формы сигнала не синхронизированы во времени, но мы видим, что на катушке индуктивности будут существенные напряжения, не в последнюю очередь из-за резких скачков в результате переключения каждого преобразователя питания.Если бы индуктивность отсутствовала, то, следовательно, произошли бы огромные скачкообразные изменения тока в звене и резкие колебания крутящего момента двигателя. Следовательно, нам нужно решить, какой «пульсирующий» ток мы можем выдержать, и соответственно выбрать катушку индуктивности. На практике для большинства приложений типична пиковая пульсация, скажем, 5% от номинального тока.

Выбрав индуктор для подавления пульсаций тока, неизбежно, что, когда мы хотим повысить или понизить средний ток для изменения крутящего момента, индуктор будет препятствовать нашим усилиям, и реакция контура управления током будет более вялый.К счастью, в больших двигателях мы обычно не стремимся к широкополосному управлению крутящим моментом, поэтому компромисс приемлем.

Причина описания «текущий источник» теперь должна быть более ясной. Несмотря на переключение тока в звене с одной фазы на другую, при котором мгновенная наведенная э.д.с. сильно отличается, ток звена остается более или менее неизменным, поэтому создается впечатление, что ток звена не зависит от нагрузки, которую мы ему представляем.

Часто задаваемые вопросы: широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Какова цель широтно-импульсной модуляции (ШИМ)?

В импульсных преобразователях

используется силовой полупроводниковый переключатель (обычно MOSFET) для управления магнитным элементом (трансформатором или катушкой индуктивности), выпрямленный выход которого создает постоянное напряжение.Обычно КПД превышает 90%, что примерно в два раза выше, чем у линейного регулятора.

Импульсный преобразователь изменяет свой выходной постоянный ток в ответ на изменения нагрузки. Одним из широко используемых подходов является широтно-импульсная модуляция (ШИМ), которая управляет выходной мощностью переключателя питания, изменяя время его включения и выключения. Отношение времени включения к времени периода переключения — это рабочий цикл. На рис. 1 показаны три различных варианта рабочего цикла ШИМ: 10%, 50% и 90%. Рабочий цикл и мощность редко имеют какое-либо отношение друг к другу.Вместо этого рабочий цикл регулируется для регулирования выходного напряжения.

На рис. 2 показан упрощенный ШИМ-контроллер, используемый в импульсном преобразователе. Во время работы часть выходного постоянного напряжения возвращается в усилитель ошибки, что заставляет компаратор управлять временем включения и выключения ШИМ. Если отфильтрованный выходной сигнал силового полевого МОП-транзистора изменяется, обратная связь регулирует рабочий цикл, чтобы поддерживать выходное напряжение на желаемом уровне.

Для генерации сигнала ШИМ усилитель ошибки принимает входной сигнал обратной связи и стабильное опорное напряжение для создания выходного сигнала, соответствующего разнице двух входов.Компаратор сравнивает выходное напряжение усилителя ошибки с линейным нарастанием (пилообразной кривой) генератора, создавая модулированную ширину импульса. Выход компаратора подается на логическую схему переключения, выход которой поступает на выходной драйвер для внешнего силового полевого МОП-транзистора. Логика переключения обеспечивает возможность включения или отключения сигнала ШИМ, подаваемого на силовой полевой МОП-транзистор.

Почему схема ШИМ нуждается в компенсации крутизны?

Рабочие циклы ШИМ выше 50% требуют компенсационного линейного изменения, называемого компенсацией наклона, чтобы избежать нестабильности.Более высокие рабочие циклы требуют еще большей компенсации крутизны. То есть, если переключатель PWM включен более чем на 50% периода переключения, необходимо использовать компенсацию крутизны для поддержания стабильности системы. При традиционной компенсации крутизны переключающий преобразователь может стать нестабильным для рабочих циклов, приближающихся к 100%, поэтому необходимо использовать специальную компенсацию крутизны. На рисунке 3 показан ШИМ-контроллер, который использует компенсацию наклона.

Схема блокировки пониженного напряжения (UVLO) устанавливает рабочий диапазон входного постоянного напряжения ШИМ-контроллера.Есть два порога UVLO. При превышении порога включения UVLO включается ШИМ-контроллер. Если входное напряжение постоянного тока падает ниже порога отключения UVLO, ШИМ-контроллер выключается.

Контроллеры

PWM могут иметь однополярные или сдвоенные выходы. Типы с двумя выходами предназначены для двухтактных, мостовых или синхронных выпрямительных МОП-транзисторов. В этих конфигурациях ШИМ-контроллер должен либо точно установить мертвое время двух выходов, либо предотвратить их перекрытие. Если оба выхода могут быть включены одновременно, это приведет к увеличению рассеиваемой мощности и электромагнитных помех.Некоторые контроллеры PWM включают специальные схемы для управления мертвым временем или перекрытием.

Большинство микросхем ШИМ-контроллеров обеспечивают токоограничивающую защиту, измеряя выходной ток. Если вход считывания тока превышает определенный порог, он завершает текущий цикл (поцикловое ограничение тока).

Компоновка схемы имеет решающее значение при использовании резистора считывания тока, который должен быть типа с низкой индуктивностью. Найдите его и конденсатор фильтра считывания тока очень близко и подключите непосредственно к выводу PWM IC.Кроме того, все чувствительные к шуму соединения заземления с низким энергопотреблением должны быть соединены вместе около заземления ИС, а одно соединение должно быть выполнено с заземлением питания (точка заземления сенсорного резистора).

В большинстве микросхем ШИМ-контроллеров частоту генератора задает один внешний резистор или конденсатор. Чтобы установить желаемую частоту генератора, используйте уравнение в таблице данных контроллера для расчета номинала резистора.

Некоторые преобразователи ШИМ включают возможность синхронизации генератора с внешними часами с частотой, которая либо выше, либо ниже частоты внутреннего генератора.Если синхронизация не требуется, подключите вывод синхронизации к земле, чтобы предотвратить шумовые помехи.

Функция плавного пуска позволяет преобразователю мощности постепенно достигать начальной установившейся рабочей точки, тем самым снижая пусковые напряжения и скачки напряжения. В большинстве ИС с ШИМ внешний конденсатор устанавливает время плавного пуска.

Высокоскоростной широтно-импульсный модулятор

MCP1631 и MCP1631V компании

Microchip Technology — это высокоскоростные аналоговые ШИМ.. В сочетании с микроконтроллером MCP1631 / MCP1631V может управлять рабочим циклом энергосистемы, обеспечивая регулирование выходного напряжения или тока. Микроконтроллер может использоваться для регулировки выходного напряжения или тока, частоты переключения и максимального рабочего цикла, обеспечивая при этом дополнительные функции, делающие систему питания более интеллектуальной, надежной и адаптируемой.

MCP1631 (управление в режиме тока) и MCP1631V (управление в режиме напряжения) содержит ШИМ, драйвер MOSFET, усилитель считывания тока, усилитель считывания напряжения и компаратор перенапряжения.Эти ИС работают с входным напряжением от 3,0 В до 5,5 В. Дополнительные функции включают отключение, блокировку пониженного напряжения (UVLO) и защиту от перегрева.

Для приложений, которые работают от входа высокого напряжения, MCP1631HV и MCP1631VHV могут работать напрямую от входа от + 3,5 В до + 16 В. Для этих приложений доступен дополнительный регулируемый выход с низким падением напряжения + 5 В или + 3,3 В, который может обеспечивать ток до 250 мА для питания микроконтроллера и вспомогательных цепей

Внутренний ШИМ MCP1631 / MCP1631V состоит из усилителя ошибки, высокоскоростного компаратора и защелки.Выход усилителя сравнивается либо с MCP1631 CS (вход датчика первичного тока), либо с MCP1631V VRAMP (вход линейного изменения напряжения) высокоскоростного компаратора. Когда сигнал CS или VRAMP достигает уровня выходного сигнала усилителя ошибки, цикл включения завершается, и внешний переключатель блокируется до начала следующего цикла.

Среди типичных применений для MCP1631 / MCP1631V можно назвать зарядные устройства с программируемым переключателем, способные заряжать различные химические соединения, такие как Li-Ion, NiMH, NiCd и Pb-Acid, сконфигурированные как одиночные или множественные элементы.Комбинируя с небольшим микроконтроллером, можно также разработать интеллектуальные конструкции светодиодного освещения и программируемые источники напряжения и тока топологии SEPIC.

Входы MCP1631 / MCP1631V могут быть подключены к контактам ввода / вывода микроконтроллера для гибкости проектирования. Дополнительные функции, интегрированные в MCP1631HV / MCP1631VHV, обеспечивают формирование сигнала и функции защиты для зарядных устройств или источников постоянного тока.

Контроллер повышения текущего режима

Показано на Рисунок 3 — это Texas Instruments TPS40210 и TPS40211 с широким входным напряжением (4.От 5 В до 52 В), несинхронные регуляторы повышения. Они подходят для топологий, в которых требуется N-канальный полевой транзистор с заземленным источником, включая повышающий, обратный, SEPIC и различные приложения для драйверов светодиодов.

Особенности устройства включают программируемый плавный пуск, защиту от перегрузки по току с автоматическим повторным запуском и программируемую частоту генератора. Управление в текущем режиме обеспечивает улучшенную переходную характеристику и упрощенную компенсацию контура. Основное различие между этими двумя частями — это опорное напряжение, до которого усилитель ошибки регулирует вывод FB.

Резистор и конденсатор, подключенные к выводу RC, определяют частоту генератора. Конденсатор заряжается примерно до VVDD / 20 током, протекающим через резистор, а затем разряжается внутренним транзистором TPS40210. Вы можете синхронизировать TPS40210 и TPS40211 с внешними часами, частота которых должна быть выше, чем частота свободного хода преобразователя.

Контроллеры tps40210 и TPS40211 являются контроллерами режима тока и используют резистор, включенный последовательно с силовым полевым транзистором на клеммах источника, для измерения тока как для управления режимом тока, так и для защиты от перегрузки по току.Резистор считывания тока служит как ограничителем тока, так и датчиком управления режимом тока, поэтому его следует выбирать на основе как стабильности (ограничение управления в режиме тока), так и ограничения тока (ограничение устройства).

Стандартный повышающий преобразователь не имеет метода ограничения тока от входа к выходу в случае короткого замыкания на выходе. Если требуется защита от такого типа событий, необходимо использовать некоторую вторичную схему защиты.

Характеристикой режима управления пиковым током является состояние, при котором контур управления током становится нестабильным.Контур напряжения поддерживает регулирование, но пульсирующее напряжение на выходе увеличивается. и колеблется на половине частоты переключения.

Для исправления этого состояния необходимо применить компенсирующую рампу от генератора к сигналу, поступающему на широтно-импульсный модулятор. В TPS40210 / 11 пилообразный сигнал генератора применяется в фиксированной величине к широтно-импульсному модулятору. Чтобы преобразователь не перешел в субгармоническую нестабильность, крутизна сигнала линейного нарастания компенсации должна составлять не менее половины спада сигнала линейного нарастания тока.Поскольку компенсационная рампа является фиксированной, она накладывает ограничение на выбор резистора считывания тока. Наклон компенсации крутизны должен быть не менее половины, а предпочтительно равным крутизне спада формы сигнала измерения тока, наблюдаемой на широтно-импульсном модуляторе.Максимальное значение устанавливается на резистор измерения тока при работе в непрерывном режиме с коэффициентом заполнения 50% или больше.

В целях проектирования следует применить некоторый запас к фактическому значению резистора считывания тока.В качестве отправной точки фактический выбранный резистор должен быть на 80% или меньше номинала резистора, при котором линейная характеристика компенсации крутизны равна половине крутизны спада тока.

Синхронный понижающий ШИМ-контроллер постоянного тока

ADP1828 — это универсальный синхронный понижающий контроллер напряжения с ШИМ-режимом. Он управляет N-канальным силовым каскадом для регулирования выходного напряжения от 0,6 В до 85% входного напряжения и рассчитан на работу с большими МОП-транзисторами для стабилизаторов точки нагрузки.ADP1828 идеально подходит для широкого спектра приложений с высоким энергопотреблением, таких как питание ввода-вывода DSP и ядра процессора, а также универсальное питание в телекоммуникациях, медицинской визуализации, ПК, играх и промышленных приложениях.

Показанный на рис. 4 , ADP1828 работает от входных напряжений смещения от 3 до 18 В с внутренним LDO, который генерирует выходное напряжение 5 В для входных напряжений смещения более 5,5 В. Цепи управления, драйверы затворов и Внешний повышающий конденсатор работает от выхода LDO для входа между 5.5 В и 18 В. PV питает привод затвора нижнего полевого МОП-транзистора (DL), а IN питает внутреннюю схему управления. Подключите PV к PGND с конденсатором 1 мкФ или более, а от IN к GND с конденсатором 0,1 мкФ или более. Обойдите вход питания в PGND с помощью конденсатора подходящей емкости.

Частота коммутации также может быть синхронизирована с внешними часами до двухкратной номинальной частоты генератора. Выход часов можно использовать для синхронизации дополнительных ADP1828 (или контроллеров ADP1829), что устраняет необходимость во внешнем источнике синхронизации.

ADP1828 включает в себя защиту плавного пуска для ограничения любого пускового тока от входного источника питания во время запуска, защиту от обратного тока во время плавного пуска для предварительно заряженного выхода, а также регулируемую схему ограничения тока без потерь с использованием внешнего датчика MOSFET RDS (ON). . Для приложений, требующих упорядочивания источников питания, ADP1828 предоставляет отслеживающий вход, который позволяет отслеживать выходное напряжение во время запуска, выключения и отказов. Дополнительные функции контроля и управления включают тепловую перегрузку, блокировку при пониженном напряжении и исправное энергопотребление.

ADP1828 работает в диапазоне температур перехода от −40 ° C до + 125 ° C и доступен в 20-выводном корпусе QSOP

Jones на ограничении тока шагового двигателя

Jones на ограничении тока шагового двигателя

---

Небольшие шаговые двигатели, такие как те, которые используются для позиционирования головки на гибких дисках. дисководы, обычно работают при низком напряжении постоянного тока, а ток через обмотки двигателя обычно ограничивается внутренним сопротивлением обмотки. С другой стороны, двигатели с высоким крутящим моментом часто построены с обмотками с очень низким сопротивлением; когда движимы разумными напряжение питания, эти двигатели обычно требуют внешнего ограничения тока схема.

Есть веская причина запустить шаговый двигатель при напряжении питания выше что необходимо для проталкивания максимального номинального тока через обмотки двигателя. Работа двигателя при более высоком напряжении приводит к более быстрому увеличению тока. через обмотки при их включении, а это, в свою очередь, приводит к более высокая скорость отключения двигателя и более высокие крутящие моменты на скоростях выше отсечка.

Микрошаговый, когда система управления позиционирует ротор двигателя. между полушагами, также требуется внешняя схема ограничения тока.Например, чтобы установить ротор на 1/4 пути от одного шага до другой, может потребоваться запустить одну обмотку двигателя на полный ток в то время как другой работает примерно на 1/3 этого тока.

В оставшейся части этого раздела обсуждаются различные схемы ограничения ток через обмотки шагового двигателя, начиная с простого резистивные ограничители и переход к прерывателям и другим импульсным регуляторам. Большинство этих ограничителей тока подходят для многих других приложений, в том числе ограничение тока через обычные двигатели постоянного тока и другие индуктивные нагрузки.

Самый простой в понимании ограничитель тока — это последовательный резистор. Самый производители двигателей рекомендовали этот подход в своей литературе вверх до начала 1980-х годов, и в большинстве паспортов двигателей все еще указывается производительность кривые для двигателей, приводимых в действие такими цепями. Типовые схемы, используемые для контролировать ток через одну обмотку постоянного магнита или гибридный двигатель показан на рисунке 4.1.

  Рисунок 4.1  

R ₁ на этом рисунке ограничивает ток через обмотку двигателя.Учитывая номинальный ток I и обмотку двигателя с сопротивлением R _w , закон Ома устанавливает максимальное напряжение питания как I (R _w + R ₁ ). Учитывая, что индуктивность двигателя обмотка двигателя L _w , постоянная времени обмотки двигателя будет L _w / (R _w + R ₁ ). Рисунок 4.2 иллюстрирует эффект увеличения сопротивления и рабочее напряжение при нарастании и спаде тока через один обмотка шагового двигателя.

  Рисунок 4.2  

R ₂ показан только в униполярном примере на рисунке 4.1, потому что он особенно полезно там. Для биполярного привода с Н-мостом, когда все переключатели выключены, ток течет от земли к питанию двигателя через R ₁ , поэтому ток через обмотку двигателя будет довольно сильно затухать. быстро. В униполярном случае R ₂ необходим, чтобы равняться этому представление.

Примечание: когда переключатели в H-мостовой схеме, показанной на рисунке 4.1 сотка разомкнут, направление тока через R ₁ изменится на противоположное. почти мгновенно! Если у R ₁ есть индуктивность, например, если это проволочная обмотка, ее необходимо обойти с помощью конденсатора для обработки скачок напряжения, вызванный этим изменением тока, или R ₂ должен быть добавлен H-мост.

Учитывая номинальный максимальный ток через каждую обмотку и источник питания напряжение, сопротивление и мощность R ₁ легко вычислить. R ₂ , если он включен, создает более интересные проблемы.В сопротивление R ₂ зависит от максимального напряжения переключателей может справиться. Например, если напряжение питания 24 вольта, а переключатели рассчитаны на 75 вольт, падение на R ₂ может достигать 51 вольт, не повредив транзисторы. Учитывая рабочий ток 1,5 ампера, R ₂ может быть резистором 34 Ом. Обратите внимание, что Интересной альтернативой является использование стабилитрона вместо R ₂ .

Расчет средней пиковой мощности, которую должен рассеивать R ₂ , составляет прекрасное упражнение в динамике; индуктивность обмоток двигателя составляет часто не документируется и может варьироваться в зависимости от положения ротора.Сила в R ₂ также зависит от системы управления. В худший случай возникает, когда система управления прерывает питание одной обмотки. на достаточно высокой частоте, чтобы ток через обмотку двигателя был эффективно постоянный; максимальная мощность в таком случае является функцией нагрузки цикл прерывателя и соотношения сопротивлений в цепи во время включения и выключения измельчителя. При нормальной работе В таких условиях пиковая рассеиваемая мощность будет значительно ниже.

Пара резисторов высокой мощности может стоить дороже пары силовых транзисторов плюс радиатор, особенно при принудительном воздушном охлаждении доступен. Кроме того, транзисторный источник постоянного тока, как показано на рис. 4.3, приведет к более быстрому нарастанию тока через обмотки двигателя, чем токоограничивающий резистор, показанный на рисунке 4.1. Это потому, что источник тока обеспечивает полное напряжение питания на двигателе наматывать до тех пор, пока ток не достигнет номинального тока; только тогда будет Источник тока понижает напряжение.

  Рисунок 4.3  

На рисунке 4.3 транзисторный источник тока (T ₁ плюс R ₁ ) был заменен токоограничивающим резистором R ₁ , использованный в примерах на Рисунке 4.1. Регулируемое напряжение Поставляется на базу Т ₁ служит для регулирования напряжения через резистор считывания R ₁ , и это, в свою очередь, поддерживает постоянный ток через R ₁ до тех пор, пока разрешен любой ток протекать через обмотку двигателя.

Обычно R ₁ будет иметь как можно более низкое сопротивление, чтобы чтобы избежать высокой стоимости силового резистора. Например, если нападающий падение напряжения на диоде последовательно с базой Т ₁ и V _BE для T ₁ оба составляют 0,65 вольт, а если 3,3 вольт стабилитрон используется в качестве опорного, напряжение на R ₁ будет поддерживаться на уровне около 2,0 вольт, поэтому, если R ₁ составляет 2 Ом, это цепь ограничит ток до 1 ампер, и R ₁ должен иметь возможность для обработки 2 Вт.

R ₃ на рис. 4.3 должен иметь размер с учетом текущего усиления T ₁ , чтобы через R ₁ и R ₃ , чтобы позволить T ₁ проводить полный номинальный ток двигателя.

Транзистор Т ₁ , используемый в качестве регулятора тока на рисунке 4.3, является работать в линейном режиме, и поэтому он должен рассеивать довольно много энергии. Например, если обмотки двигателя имеют сопротивление 5 Ом и номинальную ток 1 ампер, используется источник питания 25 вольт, T ₁ plus R ₁ рассеется, между ними 20 Вт! Обсуждаемые схемы в следующих разделах избегайте этой траты энергии, сохраняя эксплуатационные преимущества схемы, приведенной здесь.

Когда биполярный привод с Н-мостом используется с резистивным ограничителем тока, как показано на рисунке 4.1, резистор R ₂ не понадобился, потому что ток мог течь в обратном направлении через R ₁ . Когда транзисторный ограничитель тока используется, ток не может течь в обратном направлении через T ₁ , поэтому для обрабатывать затухающий ток через обмотки двигателя, когда переключатели открыт. R ₂ здесь служит для этой цели, но стабилитрон может быть заменены, чтобы обеспечить еще более быстрое выключение.

Производительность двигателя, работающего с ограниченным по току источником питания, составляет заметно лучше, чем производительность того же двигателя, работающего с резистивно ограниченное питание, как показано на рисунке 4.4:

  Рисунок 4.4  

При наличии источника с ограничением тока или резистивного ограничителя тока начальная скорость увеличения тока через обмотку асинхронного двигателя при включении питания зависит только индуктивность обмотки и напряжение питания.По мере увеличения тока падение напряжения на резистивный ограничитель тока будет увеличиваться, снижая напряжение, подаваемое на обмотки двигателя, и, следовательно, снижение скорости увеличения ток через обмотку. В результате ток будет только приближаться к номинальный ток обмотки двигателя асимптотически

Напротив, с чистым ограничителем тока ток через двигатель обмотка будет увеличиваться почти линейно, пока не сработает ограничитель тока, позволяя току довольно быстро достичь предельного значения.По факту, рост тока не является линейным; скорее ток растет асимптотически к пределу, установленному сопротивлением обмотки двигателя и сопротивление резистора считывания в ограничителе тока. Этот максимум обычно намного превышает номинальный ток обмотки двигателя.

Обсуждались как резистивные, так и линейные транзисторные ограничители тока выше, автоматически ограничивает ток через обмотку двигателя, но при значительная стоимость с точки зрения потерь тепла.Есть две схемы, которые исключить эти расходы, хотя и с некоторым риском из-за отсутствия обратной связи про ток через мотор.

Использование повышения напряжения

Если вы построите график зависимости напряжения на обмотке двигателя от времени, предполагая использование транзисторного ограничителя тока, такого как показано на рисунке 4.3, и предполагая, что обмотка двигателя 1 А 5 Ом, результат будет примерно таким, как показано на рисунке 4.5:

  Рисунок 4.5  

Пока ток ниже уставки ограничителя тока, почти на обмотку двигателя подается полное напряжение питания.Однажды ток достигает заданного значения, напряжение на обмотке двигателя падает к тому, что необходимо для поддержания тока в заданной точке, и когда переключатели разомкнут, напряжение на короткое время меняется на противоположное по мере прохождения тока через диодную сеть. и R ₂ .

Альтернативный способ получить этот профиль напряжения — использовать двойное напряжение источник питания, включающий высокое напряжение на время, необходимое для ток в обмотке двигателя до номинального тока, а затем включение выключить высокое напряжение и включить поддерживающее напряжение.Какой-то мотор контроллеры делают это напрямую, без контроля тока через обмотки двигателя. Это обеспечивает отличную производительность и снижает энергопотребление. потерь в регуляторе, но он предлагает опасный соблазн.

Если двигатель не обеспечивает достаточного крутящего момента, возникает соблазн просто удлинить импульс высокого напряжения в момент включения обмотки двигателя. Этот обычно обеспечивает больший крутящий момент, хотя насыщение магнитных цепей часто приводит к меньшему крутящему моменту, чем можно было бы ожидать, но цена высока! Риск выгорания мотора вполне реален, как и риск размагничивая ротор двигателя, если он поворачивается против наложенного поля во время горячо.Следовательно, если используется источник с двойным напряжением, возникает соблазн не следует увеличивать крутящий момент таким образом!

Проблемы с двумя источниками напряжения особенно серьезны, когда временные интервалы находятся под программным управлением, потому что в этом случае обычно чтобы программное обеспечение было написано программистом, который недостаточно осведомлен физических и электрических характеристик системы управления.

Использование широтно-импульсной модуляции

Другой альтернативный подход к управлению током через двигатель обмотка заключается в использовании простого источника питания, управляемого широтно-импульсная модуляция (ШИМ) или прерыватель .В то время как ток через обмотку двигателя увеличивается, система управления оставляет источник питания со 100% -ным рабочим циклом. Один раз ток до полного номинального тока, система управления изменяет рабочий цикл до необходимого для поддержания тока. Рисунок 4.6 иллюстрирует эту схему:

  Рисунок 4.6  

Для любого прерывателя или широтно-импульсного модулятора мы можем определить рабочий цикл D как доля каждого цикла, в котором переключатель замкнут:

D = T _на / (T _на + T _на )

Где

T _на — время замыкания переключателя в течение каждого цикла
T _выкл. — время размыкания переключателя в течение каждого цикла

Кривая напряжения, показанная выше, показывает полное напряжение питания. применяется к обмотке двигателя во включенной фазе каждого цикла прерывателя, в то время как, когда прерыватель выключен, отображается отрицательное напряжение.Это результат прямого падения напряжения на диодах, которые используются для шунтирования ток при выключении переключателей плюс внешнее сопротивление, используемое для ускорить затухание тока через обмотку двигателя.

Для больших значений T _на или T _на экспоненциальный характер нарастания и спада тока через обмотку двигателя значительны, но для достаточно малых значений мы можем аппроксимировать их как линейные. Предполагая, что прерыватель работает для поддержания тока I и что амплитуда мала, мы аппроксимируем скорости нарастания и спада в ток по напряжению на обмотке двигателя, когда переключатель закрыто, а когда открыто:

V _на = V _{питание} — I (R _{обмотка} + R _по )
В _выкл = В _диод + I (R _{обмотка} + R _выкл )

Здесь мы объединяем все сопротивления последовательно с обмоткой и мощностью. питание во включенном состоянии как R _на , и мы объединяем все сопротивления в текущем пути рециркуляции, когда переключатель (-ы) разомкнут, как R _{со скидкой} .Прямые падения напряжения любых диодов в токе рециркуляционный тракт сконцентрирован как диод V ; если в выключенном состоянии Путь рециркуляции проходит от земли к источнику питания (H-мост с быстрым затуханием режим), напряжение питания также должно быть включено в В _диод . Прямые падения напряжения любых переключателей в путях включения и выключения также должны быть включены в эти напряжения.

Чтобы решить вопрос о рабочем цикле, сначала отметим, что:

dI / d t = V / L

Где

I — ток через обмотку двигателя
В — напряжение на обмотке
L — индуктивность обмотки

Затем подставляем конкретные напряжения для каждой фазы работы:

I _{пульсация} / T _выкл. = V _выкл. / L
I _{пульсация} / T _на = V _на / L

Где

I _{пульсация} — амплитуда пульсаций тока

Решение для T _с и T _на с последующей заменой их в определение рабочего цикла прерывателя, мы получаем:

D = T _на / (T _на + T _на ) = V _{выключен} / (V _{выключен} + V _{выключен} )

Если прямое падение напряжения в диодах и переключателях незначительно, а если единственное существенное сопротивление — это сопротивление самой обмотки двигателя, это упрощает:

D = I R _{обмотка} / V _{питание} = V _{работает} / V _{питание}

Этот особый случай особенно желателен, потому что он обеспечивает все мощность на обмотку двигателя, без потерь в системе регулирования, без учитывать разницу между напряжением питания и рабочим напряжением.

Пульсации переменного тока I _{, пульсации} , наложенные на рабочий ток измельчитель может стать источником проблем; на высоких частотах это может быть источник радиочастотного излучения, а на звуковых частотах он может быть источником раздражающий шум. Например, при прерывании звуковой частоты большинство степперов контролируемые системы будут «пищать», иногда громко, когда ротор смещен из положения равновесия. Для небольших систем это обычно не более чем незначительная неприятность, но в системах с большим количеством В шаговых двигателях большой мощности токи пульсации могут вызвать опасное напряжение переменного тока. на близлежащих сигнальных линиях и опасных токах в близлежащих линиях заземления.Чтобы найти амплитуду пульсации, сначала Напомним, что:

I _{пульсация} / T _выкл. = V _выкл. / L

Затем решите для I _рябь :

I _{пульсация} = T _выкл. V _выкл. / L

Таким образом, чтобы уменьшить амплитуду пульсаций в любом конкретном рабочем цикле, необходимо необходимо увеличить частоту прерывателя. Это невозможно сделать без предел, потому что потери переключения увеличиваются с частотой. Обратите внимание, что это изменение не оказывает существенного влияния на потери переменного тока; уменьшение таких потерь из-за уменьшения амплитуды пульсации обычно компенсируется эффектом возрастающей частоты.

Основная проблема с использованием простого прерывания или широтно-импульсной модуляции Схема управления такова, что это полностью разомкнутый контур. Дизайн хорошего измельчителя на основе систем управления требуется знание характеристик двигателя, таких как индуктивность, которая часто плохо документируется, а также с двойным напряжением поставки, когда моторные характеристики предельные, очень соблазнительно увеличить рабочий цикл, не обращая внимания на долгосрочные эффекты это на моторе. В последующих разработках эта слабость будет решается путем введения контуров обратной связи в систему привода низкого уровня, чтобы непосредственно контролировать ток и определять рабочий цикл.

Наиболее распространенный подход к автоматической регулировке рабочего цикла переключатели в шаговом драйвере включают контроль тока двигателя обмотки; когда он поднимается слишком высоко, обмотка отключается на фиксированный интервал. Для этого требуется система измерения тока и одноразовый, так как показано на рисунке 4.7:

  Рисунок 4,7  

Рисунок 4.7 иллюстрирует систему униполярного привода. Как и в схеме как показано на рисунке 4.3, R ₁ должен быть как можно меньше, ограничен только по требованию, чтобы напряжение считывания, подаваемое на компаратор должен быть достаточно высоким, чтобы находиться в пределах его рабочего диапазона.Обратите внимание, что когда однократный выход (¬Q) низкий, напряжение на R ₁ больше не отражает ток через обмотку двигателя. Поэтому одноразовый должен быть нечувствителен к выходному сигналу компаратора между моментами, когда он срабатывает и время его сброса. Практические схемы проектирования с использованием этого подхода потребуют некоторой сложности, чтобы встретить это ограничение!

Выбор значения R ₂ для схемы, показанной на Рисунке 4.7. создает проблемы. Если R ₂ велико, ток через двигатель обмотки будут быстро разрушаться при выключении системы управления более высокого уровня эта обмотка двигателя, но при включении обмотки ток пульсации будет большим, а потери мощности в R ₂ будут значительными.Если R ₂ маленький, эта схема будет очень энергоэффективной, но ток через обмотку двигателя будет медленно спадать, когда это обмотка выключена, и это снизит скорость отключения двигателя.

Пиковая мощность, рассеиваемая в R ₂ , составит I ² R ₂ во время T _выкл и ноль во время T _на ; таким образом, средняя мощность в R ₂ при включенной обмотке двигателя будет:

П ₂ = I ² R T _{выключен} / (T _{выключен} + T _{выключен} )

Напомним, что рабочий цикл D определяется как T _на / (T _на + T _на ) и может быть приблизительно как V _{под управлением} / V _подача .В результате мы можем приблизить рассеяние мощности как:

П ₂ = I ² R ₂ (1 — V _{работает} / V _подает ).

Учитывая обычные запасы прочности, используемые при выборе мощностей силовых резисторов, в лучшем приближении нет необходимости.

При проектировании системы управления на основе широтно-импульсной модуляции следует учитывать, что время отсечки для одноразового использования определяет T _от , и что это фиксируется, определяется сетью синхронизации, прикрепленной к одноразовому снимку.Идеально, это должно быть установлено следующим образом:

T _выкл. = L I _{пульсация} / V _выкл.

Это предполагает, что индуктивность L обмотки двигателя известна, что допустимая величина пульсации I известна, и что В _выкл , полное обратное напряжение в рециркуляции тока путь, известен и фиксирован.

Обратите внимание, что эта схема приводит к переменной скорости прерывания. Как и в случае с линейным ограничители тока, показанные на рисунке 4.3, будет подаваться полное напряжение питания. во время фазы включения, а измельчение начинается только тогда, когда двигатель обмотка достигает предела тока, установленного V _ref .Эта схема будет варьировать скорость прерывания, чтобы компенсировать изменения обратной ЭДС обмотки двигателя, например, вызванные движением ротора; в связи с этим, это обеспечивает такое же качество регулирования, как и линейный ограничитель тока.

Однократный регулятор тока, показанный на рис. 4.7, также может быть применен к Н-мостовой регулятор. Закодированный H-мост, показанный на Рисунок 3.13 является отличным кандидатом для этого приложения, как показано на рисунке 4.8:

  Рисунок 4.8  

В отличие от схемы на рисунке 4.7, эта схема не обеспечивает дизайн компромиссы при выборе сопротивления в текущем пути распада; вместо этого он предлагает тот же выбор путей распада, который был доступен в оригинальная схема от Рисунок 3.13. Если управляющие входы X и Y удерживаются в рабочем режиме (01 или 10), ограничитель тока будет переключаться между режимами работы и медленного затухания, максимизация энергоэффективности. Когда придет время выключить ток через обмотку двигателя, входы X и Y могут быть установлены на 00, используя быстрый режим затухания, чтобы максимизировать скорость отсечки, в то время как, если эффект демпфирования динамическое торможение необходимо для управления резонансом, X и Y могут быть установлены на 11.

Обратите внимание, что текущий путь рециркуляции во время динамического торможения не проходят через R ₁ , и в результате, если двигатель генерирует большое количество энергии, сгоревшие компоненты в двигателе или контроллере могут. Это вряд ли вызовет проблемы с шаговыми двигателями, но при использовании динамического торможения с двигателями постоянного тока ограничитель тока должен оставаться включенным в режиме торможения!

Практические примеры

SGS-Томпсон (и другие) L293 (1А) а также L298 (2А) двойные H-образные мосты предназначены для удобного использования с частичной обратной связью по току ограничители.Эти микросхемы имеют разрешающие входы для каждого H-моста, который может быть напрямую подключены к выходу одноразового использования, и у них есть заземляющие соединения для питания двигателя, которые изолированы от их логики заземление; это позволяет легко подключать чувствительные резисторы. включены в схему.

В 3952 H-образный мост от Allegro Microsystems выдерживает до 2 ампер при 50 вольт и включает в себя всю логику, необходимую для текущего контроля, в том числе компараторы и одноразовые. Этот чип доступен во многих стилях упаковки; Рисунок 4.9 иллюстрирует конфигурацию DIP, подключенную к постоянному текущий предел:

  Рисунок 4.9  

Если R _t составляет 20 кОм, а C _t составляет 1000 пФ, T _off для широтно-импульсной модуляции будет зафиксирован на 20 (± 2) микросекунд. Чип 3952 включает 10: 1 делитель напряжения на входе V _ref , поэтому подключаем V _ref к источнику питания логики 5 В устанавливает фактическое опорное напряжение на 0,5 В. Таким образом, если резистор считывания R _s равен 0.5 Ом, это расположение будет пытаться поддерживать регулируемый ток через нагрузку 1 А.

Обратите внимание, что все микросхемы переключения мощности являются потенциально серьезными источниками электромагнитные помехи! Конденсатор 47 мкФ, показанный между мощность двигателя и заземление должны быть как можно ближе к микросхеме, и путь от контакта SENSE через R _s к земле и обратно к контакт заземления микросхемы должен быть очень коротким и иметь очень низкое сопротивление.

На стороне 5 вольт, потому что V _ref взят из V _cc , небольшой разделительный конденсатор следует размещать очень близко к чипу.Может быть даже уместно изолировать V _ref вход от V _cc с малым последовательным резистором и отдельным развязывающий конденсатор. Если это сделано, обратите внимание, что сопротивление от вывод V _ref на землю через внутреннее напряжение микросхемы делитель составляет около 50 кОм.

Одна из наиболее неприятных особенностей чипа 3952, а также многих других его конкуренты, это большое количество управляющих входов. Эти резюмировано в следующей таблице:

ТОРМОЗ	ВКЛЮЧИТЬ	ФАЗА	РЕЖИМ		ВЫХ a	ВЫХ b	Примечания
0	—	—	0		0	0	Тормоз
0	—	—	1		0	0	Ограниченный тормоз
1	1	—	0		—	—	Резервный
1	1	—	1		—	—	Спящий режим
1	0	0	0		0	1	Реверс, медленный
1	0	0	1		0	1	Реверс, быстро
1	0	1	0		1	0	Вперед, медленно
1	0	1	1		1	0	Вперед, быстро

В режимах движения вперед и назад вход режима определяет, режимы быстрого или медленного затухания используются во время T _от .В режимах динамического торможения вход режима определяет, ограничитель включен. Это имеет ограниченное значение для шаговых двигателей, но используйте динамическое торможение без ограничителя тока может быть опасным для двигателей постоянного тока.

В спящем режиме энергопотребление чипа сведено к минимуму. С точки зрения нагрузки, спящий и ждущий режимы переводят нагрузку в режим быстрого распада (все выключается), но в спящем режиме чип тянет значительно меньшая мощность, как от источника логики, так и от источника питания двигателя.

Во многих случаях ожидается, что системы управления двигателем будут приемлемо работать с ряд различных шаговых двигателей. Одноразовые регуляторы тока показанные на рисунках 4.7–4.9, имеют точность, зависящую от индуктивность обмоток двигателя. Следовательно, если требуется фиксированная точность, Любая подстановка двигателя должна быть сбалансирована изменениями в RC-сети, которые определяет время выключения однократного.

В этом разделе рассматриваются альтернативные конструкции, которые устраняют необходимость в этом. тюнинг.Эти альтернативные конструкции предлагают фиксированное прецизионное регулирование тока. в широком диапазоне индуктивностей нагрузки. Ключом к этому подходу является расположите пути рециркуляции так, чтобы резистор считывания тока R ₁ всегда в цепи, а затем включите переключатели или выкл в зависимости только от тока.

Обычный способ создания контроллера этого типа — использовать компаратор с степень гистерезиса, например, при подаче выходного сигнала компаратора обратно в один из его входов через резисторную сеть, так как проиллюстрировано на рисунке 4.10:

  Рисунок 4.10  

Чтобы вычислить желаемые значения R ₂ и R ₃ , отметим что:

V _{пульсация} > V _{гистерезис}

Где:

V _{пульсация} = I _{пульсация} R ₁
I _{пульсация} — максимально допустимая пульсация тока

а также:

V _{гистерезис} = V _качели R ₂ / ( ₂ + ₃ )
V _swing — размах напряжения на выходе компаратора

Мы можем решить это для соотношения сопротивлений:

R ₂ / (R ₂ + R ₃ ) < I _{колебание} R ₁ / V _{колебание}

Например, если R ₁ равно 0.5 Ом, и мы хотим отрегулировать ток с точностью до 10 миллиампер, используя компаратор с TTL-совместимым выходы и размах напряжения 4 вольта, соотношение не должно быть больше чем 0,00125.

Обратите внимание, что сумма R ₂ + R ₃ определяет нагрузка на V _ref , предполагая, что входное сопротивление компаратор фактически бесконечен. Поэтому обычно эта сумма составляет сделал довольно большой.

Одна из проблем схемы, представленной на рис. 4.10, заключается в том, что она не работает. ограничивайте ток через двигатель в режимах динамического торможения или медленного затухания.Даже если ток через чувствительный резистор значительно превышает желаемый тока, переключатели B и D останутся замкнутыми в режиме динамического торможения, и если опорное напряжение является переменным, быстрое падение опорного напряжения Эта система управления не поддерживает напряжение.

Разработчики микросхемы Allegro 3952 столкнулись с этой проблемой и прошли решение обратно пользователю, предоставив ввод РЕЖИМА, чтобы определить, прерыватель попеременно работает и быстро распадается или работает и режим медленного распада.Обратите внимание, что этот чип использует фиксированное время выключения, установленное однократным, и, следовательно, переключение между двумя режимами распада изменит точность действующего регулятора. Учитывая, что такое изменение точности допустимо, мы можем изменить схему с рис. 4.10, чтобы автоматически система в режим быстрого спада, если рабочий или динамический ток торможения превышает уставка компаратора слишком велика. Рисунок 4.11 иллюстрирует как это можно сделать с помощью второго компаратора:

  Рисунок 4.11  

Как показано на рисунке 4.11, нижний компаратор непосредственно определяет напряжение. через R1, в то время как верхний компаратор определяет более высокое напряжение, определяемое сетью резисторов. Эта сеть должна содержать отрицательные входы два компаратора достаточно далеко друг от друга, чтобы гарантировать, что, поскольку напряжение при повышении R1 верхний компаратор всегда откроет верхние переключатели перед нижний компаратор размыкает нижние переключатели, и поскольку напряжение на R1 падает, нижний компаратор всегда замыкает нижние переключатели перед верхний компаратор замыкает верхние переключатели.

В результате эта система имеет два основных установившихся режима работы. Если обмотка двигателя потребляет питание, один из нижних переключателей останется закрыт, в то время как противоположный переключатель наверху используется для отключения питания обмотки двигателя, чередуя состояние системы между рабочим и режим медленного распада.

Если обмотка двигателя вырабатывает энергию, верхние переключатели останутся разомкнутыми. а нижние переключатели будут делать измельчение, чередуя быстрое затухание и режимы с медленным затуханием, необходимые для удержания тока в определенных пределах.

Если два компаратора имеют точность порядка милливольта с гистерезис порядка 5 милливольт, разумно использовать 5 милливольт разница между верхним и нижним компаратором. Если мы используем логику 5 вольт питания в качестве подтягивающего питания для сети резисторов, и мы предполагаем номинальный порог срабатывания около 0,5 вольт, резисторная сеть должна иметь соотношение 1: 900; например резистор 90к от +5 и резистор 100 ом между двумя входами компаратора.

Практические примеры

Основная идея, описанная в этом разделе, также применима к униполярным контроллеры шаговых двигателей, хотя в данном контексте это несколько легче применять, если опорное напряжение измеряется относительно нерегулируемый источник питания двигателя. Рисунок 4.12 иллюстрирует практический пример, используя прямое падение напряжения на обычном кремниевом диоде в качестве опорное напряжение.

  Рисунок 4.12  

Схема изображена на рисунке 4.12 использует резистор 2,4 кОм для обеспечения смещения ток 10 мА на опорный диод. Следует добавить небольшой конденсатор через контрольный диод, если питание двигателя минимально регулируется.

Значение 0,6 Ом, используемое для резистора измерения тока, устанавливает регулятор до 1 А, при условии, что опорное напряжение составляет 0,6 В. 1000 к 1 коэффициент в цепи обратной связи вокруг компаратора устанавливает допустимую пульсацию в регулируемом токе примерно до 8 мА.

Компаратор показан на рисунке 4.12 может питаться от минимально возможного регулируемый источник питания двигателя, но только если он может работать с входы очень близки к положительному напряжению питания. Хотя у меня есть не пробовал, компаратор Mitsubishi M5249L вроде идеально подходит для этой работы; может работать от плюса до 40 вольт, и входные напряжения могут немного превышать положительное напряжение питания. Напряжение! Выход этого компаратора — открытый коллектор, поэтому гистерезис сеть, показанная на рисунке, также действует как подтягивающая сеть, обеспечивая подтягивающий ток в несколько миллиампер.Диод на +5 показан на рисунке фиксирует выход компаратора до напряжения питания логики, защищая и вентильные входы от перенапряжения.

В контурах обратной связи всех указанных выше ограничителей тока используется падение напряжения на небольшом резисторе для измерения силы тока. Это отличный выбор для небольших двигателей, но он создает трудности для большие сильноточные двигатели! Существуют и другие современные сенсорные технологии. подходит для таких настроек, особенно тех, которые обеспечивают только часть тока двигателя, подаваемого на чувствительный резистор, и те, которые Измерьте ток, ощущая магнитное поле вокруг проводника.

National Semiconductor встроили очень умный датчик тока в ряд своих Н-мостов. Это доставляет ток в смысл резистор, пропорциональный току в обмотке двигателя, но гораздо ниже. Например, на LMD18200 H-мост, чувствительный резистор получает ровно 377 микроампер на ампер протекающий через обмотку двигателя.

Ключ к современной сенсорной технологии, используемой в National Semiconductor. Линия H-мостов находится во внутренней структуре DMOS power коммутирующие транзисторы, которые они используют.Эти транзисторы состоят из тысяч малых транзисторных ячеек MOSFET, соединенных параллельно. Маленькое, но репрезентативная доля этих клеток, обычно 1 из 4000, используется для извлекают ток считывания, в то время как остальные ячейки контролируют ток двигателя. Паспорт для Национального LMD18245 H-bridge содержит отличное описание того, как это делается.

Когда задействованы очень высокие токи, исключающие использование встроенного H-мост, привлекательная и хорошо зарекомендовавшая себя технология измерения тока предполагает использование разъемного ферритового сердечника и датчика Холла, так как проиллюстрировано на рисунке 4.13:

  Рисунок 4.13  

Простые линейные датчики на эффекте Холла требуют небольшого регулируемого тока смещения. между двумя их выводами, и они генерируют напряжение постоянного тока, пропорциональное к магнитному полю на третьем выводе. Магнитное поле через зазор пропиливание ферритового сердечника пропорционально току в проводе, и, следовательно, напряжение, сообщаемое датчиком эффекта Холла, будет пропорционально току.

Allegro Microsystems и другие сделать полную линейку датчиков Холла, но доступны предварительно откалиброванные датчики тока на эффекте Холла; это включает разъемный сердечник, датчик холла и вспомогательные компоненты, все монтируется на небольшой печатной плате или залит как единое целое.Списки Newark Electronics несколько их источников, в том числе Ханиуэлл, Ф. В. Белл и LEM Instruments.

Интересный новый датчик тока только-только становится доступным, начиная с 1998 года. на основе тонкопленочного магниторезистивного датчика; чувствительность этого технология устраняет необходимость в ферритовом сердечнике, и в результате очень компактный датчик тока. Датчики серии NT производства Ф. В. Белл использует эту технологию.

% PDF-1.4 % 5471 0 объект > эндобдж xref 5471 152 0000000016 00000 н. 0000006733 00000 н. 0000006928 00000 н. 0000006965 00000 н. 0000008687 00000 н. 0000008832 00000 н. 0000009405 00000 н. 0000010127 00000 п. 0000010837 00000 п. 0000011462 00000 п. 0000012145 00000 п. 0000012416 00000 п. 0000013073 00000 п. 0000013188 00000 п. 0000013301 00000 п. 0000013330 00000 п. 0000013957 00000 п. 0000014237 00000 п. 0000017983 00000 п. 0000020271 00000 п. 0000022113 00000 п. 0000024087 00000 п. 0000025557 00000 п. 0000027487 00000 н. 0000027622 00000 н. 0000028247 00000 п. 0000028957 00000 п. 0000029208 00000 н. 0000029860 00000 п. 0000030473 00000 п. 0000030730 00000 п. 0000032492 00000 п. 0000035695 00000 п. 0000080210 00000 п. 0000135079 00000 н. 0000169247 00000 н. 0000199982 00000 н. 0000200257 00000 н. 0000200710 00000 н. 0000233978 00000 п. 0000234049 00000 н. 0000234120 00000 н. 0000234236 00000 п. 0000279539 00000 н. 0000279825 00000 н. 0000280355 00000 н. 0000280466 00000 н. 0000280490 00000 н. 0000280569 00000 н. 0000280683 00000 п. 0000280760 00000 н. 0000307756 00000 н. 0000308089 00000 н. 0000308376 00000 н. 0000308520 00000 н. 0000308601 00000 н. 0000308721 00000 н. 0000308839 00000 н. 0000308863 00000 н. 0000308942 00000 н. 0000309019 00000 н. 0000336178 00000 п. 0000336514 00000 н. 0000336801 00000 п. 0000336945 00000 н. 0000337026 00000 н. 0000337146 00000 н. 0000337175 00000 н. 0000337500 00000 н. 0000367480 00000 н. 0000367521 00000 н. 0000397372 00000 н. 0000397413 00000 н. 0000397535 00000 п. 0000397634 00000 н. 0000397784 00000 н. 0000397906 00000 н. 0000398005 00000 н. 0000398155 00000 н. 0000420714 00000 н. 0000421195 00000 н. 0000421273 00000 н. 0000421387 00000 н. 0000421694 00000 н. 0000421772 00000 н. 0000422159 00000 н. 0000422237 00000 н. 0000422622 00000 н. 0000422700 00000 н. 0000423085 00000 н. 0000423163 00000 п. 0000423550 00000 н. 0000423628 00000 н. 0000424015 00000 н. 0000424093 00000 н. 0000424472 00000 н. 0000424550 00000 н. 0000424937 00000 п. 0000425015 00000 н. 0000425400 00000 н. 0000425478 00000 н. 0000425792 00000 н. 0000425870 00000 н. 0000426265 00000 н. 0000426343 00000 п. 0000426720 00000 н. 0000426798 00000 н. 0000427152 00000 н. 0000427230 00000 н. 0000427627 00000 н. 0000427705 00000 н. 0000428056 00000 н. 0000428134 00000 п. 0000428530 00000 н. 0000428608 00000 н. 0000428960 00000 н. 0000429038 00000 н. 0000429435 00000 н. 0000429513 00000 н.