Схема стабилизатора тока: Схемы стабилизаторов тока для светодиодов на транзисторах и микросхемах

Стабилизатор напряжения на ОУ и полевом транзисторе

Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассматривал RC генераторы синусоидальных (гармонических) колебаний на ОУ. В данной статье я рассмотрю стабилизаторы напряжения, в основе которых лежат операционные усилители. Основное преимущество ОУ при использовании их в стабилизаторах напряжения является то, что ОУ обладает большим коэффициентом усиления (несколько десятков тысяч). Поэтому они позволяют получить нестабильность выходного напряжения порядка 0,001 %.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Основная схема компенсационного стабилизатора напряжения

Большинство современной силовой электроники представлено импульсными источниками питания, которые обладают высоким КПД и небольшими габаритными размерами. Однако линейные стабилизаторы напряжения также находят своё применение, прежде всего в устройствах небольшой мощности, а также в схемах, где не желательны импульсные помехи.

Как известно линейные источники питания разделяются на последовательные и параллельные в зависимости от схемы подсоединения регулирующего элемента относительно выхода. Наибольшее распространение получили последовательные стабилизаторы, так как могут обеспечить КПД и стабилизацию больше чем параллельные, из основных достоинств которых является возможность перегрузки по току и способность выдерживать короткое замыкание.

Кроме схемы подключения регулирующего элемента, стабилизаторы напряжения классифицируются по способу регулирования выходного напряжения: параметрические и компенсационные. Работа параметрических стабилизаторов основана на нелинейных свойствах регулирующих элементах, то есть при значительном изменении тока протекающего через него падение напряжения на регулирующем элементе мало изменяется. Такие стабилизаторы применяются в схемах небольшой мощности до нескольких ватт. Наибольшее распространение получили схемы последовательных стабилизаторов компенсационного типа, структурная схема, которого представлена ниже

Структурная схема компенсационного стабилизатора последовательного типа.

В одной из статей я рассказывал о компенсационных стабилизаторах напряжения, выполненных на транзисторах, поэтому напомню принцип его работы. Схема состоит из чётырёх основных частей: источник образцового напряжения И, элемента сравнения ЭС, усилительного элемента У и регулирующего элемента Р. Элемент сравнения сравнивает выходное напряжение U1 с напряжение вырабатываемым источником образцового напряжения и выдаёт ошибку сравнения на усилительный элемент, где происходит усиление ошибки сравнения и вырабатывается управляющий сигнал для регулирующего элемента.

Довольно часто в простых схемах происходит объединение элемента сравнения и усилителя (а иногда и регулирующего элемента в слаботочных схемах) в одно устройство. В современных схемах функции элемента сравнения и усилителя выполняют на ОУ.

Основы работы источника тока с двумя операционными усилителями

Чтобы проанализировать источник тока на двух операционных усилителях, мы будем использовать его реализацию в LTspice.

Схема стабилизатора тока

В электрических сетях постоянно присутствуют различные помехи, оказывающие негативное влияние на работу приборов и оборудования. 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.

Содержание

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.

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

Здесь в основу 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.

Стабилизатор тока на двух транзисторах

Многие цепи: ЦЕПЬ СТАБИЛИЗАТОРА МОЩНОСТИ

ЦЕПЬ СТАБИЛИЗАТОРА МОЩНОСТИ

В этом уроке мы собираемся спроектировать стабилизатор переменного напряжения с использованием автотрансформатора. Автотрансформатор представляет собой трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого соединены вместе. Этот тип трансформатора в основном используется для регуляторов переменного напряжения (стабилизатора).

ЦЕПЬ СТАБИЛИЗАТОРА МОЩНОСТИ ОТ 100ВА ДО 10КВА

НАЖМИТЕ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ

Описание схемы

Приведенная выше схема представляет собой схему стабилизатора напряжения, разработанную и протестированную мной. В схеме используется автотрансформатор для стабилизации напряжения. Он имеет те же полезные функции, что и стабилизаторы, представленные в настоящее время на наших рынках. Он имеет встроенную задержку, индикатор задержки, рабочий индикатор и автоматическое переключение.

Конструкция рассчитана на широкий диапазон входного напряжения (от 140 до 260 В переменного тока). Это не означает, что схема выйдет из строя, когда эти диапазоны напряжения будут превышены, но именно в этих пределах регулятор напряжения переменного тока будет давать постоянное напряжение 220 В.

Когда питание подается на нерегулируемый вход и S1 замкнут, диоды D1 и D2 выпрямляют 20 В от трансформатора, а микросхема LM317 регулирует его до 13 В постоянного тока, которое используется для работы системы. когда система начинает работать и переключатель задержки замкнут, выходное реле U2 не переключится, пока не пройдет время задержки. Когда время задержки, установленное R1 и C5, истекло, Q4 переключает выходное реле, и рабочий индикатор теперь включается, указывая на рабочее состояние.

Чтобы использовать эту конструкцию для приложений с большой мощностью, используйте реле управления высоким током, иначе реле выйдет из строя.

КАК УСТАНОВИТЬ АВТОМАТИЧЕСКУЮ РЕГУЛИРОВКУ НАПРЯЖЕНИЯ

Автоматическая регулировка выполняется с использованием конфигураций LM324 и LM358 в качестве компараторов напряжения. Чтобы настроить систему на автоматическую работу, используйте переменный переменный ток от 140 В до 240 В и регулируйте переменные резисторы до тех пор, пока соответствующие реле не включатся при напряжении, указанном на переменной.

Другим способом является использование источника переменного тока с переменным напряжением от 12 В до 25 В переменного тока. при использовании этого метода установите источник питания на 21,8 В и регулируйте переменную 240 В, пока ее реле не включится. Затем настройте переменный источник питания на 20 В и настройте переменную на 220 В, пока ее реле не включится. ….. сделайте то же самое для 200 В при 18,1 В, 180 В при 16,4 В, 160 В при 14,5 В и 140 В при 12,7 В переменного тока.

Пожалуйста, подключите переменный источник питания к точке 20 В.

Другой способ настройки системы заключается в использовании переменного источника постоянного тока 33–15 В постоянного тока и настройке переменных резисторов для включения реле. При 31 В отрегулируйте переменную 240 В, пока она не включится, при 28 В отрегулируйте 220 В, при 25,5 В отрегулируйте 200 В, при 23,2 отрегулируйте переменную 180 В, при 20,5 постоянного тока отрегулируйте переменную 160 В и при 18 В отрегулируйте переменную 140 В.

Новое сообщение Старый пост Главная

Подписаться на: Сообщение Комментарии (Атом)

Избранное сообщение

СДЕЛАТЬ ИНВЕРТОР ТРАНСФОРМАТОР

Инверторные трансформаторы такие же, как и любые другие силовые трансформаторы, за исключением того, что инверторные трансформаторы работают в обратной форме…

• EGS002 СХЕМА ИНВЕРТОРА СИНУСУСЛОВОГО ВОЛНА

  Это простая схема инвертора с синусоидальным сигналом, не требующая программирования. Чистая синусоидальная схема инвертора без центрального отвода стала сим…

• DSPIC30f2010 ЧИСТАЯ СИНУС-ИНВЕРТОРНАЯ ЦЕПЬ С ЗАРЯДНЫМ УСТРОЙСТВОМ

  Это высоконадежная схема синусоидального инвертора, разработанная с использованием микросхемы цифровой обработки сигналов (DSP30f2010), изготовленной на микрочипе. …

• MUST, POWER STAR, FELICITY INVERTER REPAIRS

  Сегодня я покажу вам, как ремонтировать инверторы всех марок, в которых используются платы управления, указанные ниже. НЕОБХОДИМЫЕ ИНВЕРТОРЫ, FELICITY I…

Авторы

• АННАБЕЛЬ
• Опанин17

Стабилизаторы напряжения – необходимая защита ваших приборов |

Share This Post

Колебания напряжения могут быть явлением в Индии. Они могут навредить электроприборам, а иногда даже привести их в непоправимое состояние. Вот тут-то и появляются стабилизаторы напряжения. Они могут защитить ваши ценные электрические устройства от колебаний напряжения и действовать как механизм безопасности, значительно увеличивающий срок службы ваших устройств. Никто не хочет потерять свои дорогие холодильники, телевизоры или даже ноутбуки из-за скачка напряжения, когда мы платим хорошие деньги за продукты, которые используем. Мы обсудим важность стабилизаторов напряжения, как они работают и почему вы должны иметь их.

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения представляет собой электрическое устройство, обеспечивающее подачу постоянного напряжения на электроприборы и электронику. Стабилизаторы напряжения могут распознавать колебания напряжения и регулировать их до постоянного выходного напряжения. Продолжительные периоды перенапряжения часто вызывают повреждения изоляции и сокращают общий срок службы приборов. Даже длительное пониженное напряжение имеет неблагоприятные последствия, поскольку они могут привести к перегреву электроприборов и снижению производительности.

Как они работают?

Стабилизаторы напряжения состоят из трех основных компонентов – печатной платы, встроенного трансформатора и мощных электромагнитных реле. Плата управляет встроенным трансформатором стабилизатора и регулирует напряжение с помощью мощных электромагнитных реле. Этот процесс известен как операции повышения и понижения. Когда стабилизатор напряжения обнаруживает низкое выходное напряжение, он использует повышающие операции для увеличения выходного напряжения до номинального уровня, в то время как понижающая операция снижает уровни напряжения в условиях перенапряжения.

Стабилизаторы напряжения разрабатываются в зависимости от прибора, для которого они будут использоваться. Их классифицируют исходя из лимита энергии и особенностей конкретного электроприбора. Большинство стабилизаторов с низким номиналом ВА можно использовать для таких устройств, как телевизоры, системы домашнего кинотеатра и компьютеры. Для мощных приборов, таких как кондиционеры, стиральные машины, духовки и беговые дорожки, часто требуются стабилизаторы с высоким номиналом VA.

Как правильно выбрать стабилизатор?

Одним из важных факторов при выборе правильного стабилизатора является учет потребляемой мощности устройства. Обычно это указано на наклейке с техническими характеристиками рядом с розеткой питания, или вы также можете обратиться к руководству пользователя устройства. Сохраняйте запас прочности от 20 до 25 процентов, чтобы в будущем вы могли использовать дополнительные устройства. Вы также должны учитывать импульсный ток, который возникает при включении устройства.

Например, если электрическому прибору, такому как кондиционер, требуется мощность 1 кВА или 1000 ВА, соблюдайте запас прочности на уровне 20 %, что составит 200 Вт или 200 ВА. Добавьте это к фактической потребляемой мощности устройства, что даст вам в общей сложности 1200 кВА. Это означает, что для прибора подходит стабилизатор мощностью 1,2 кВА или 1200 ВА. Для приборов с низким энергопотреблением, таких как телевизоры, системы домашнего кинотеатра, обычно требуются стабилизаторы с номиналом от 200 ВА до 400 ВА.

Другие характеристики при выборе стабилизатора напряжения

Защита от перегрузки

Большинство современных стабилизаторов напряжения имеют функцию защиты от перегрузки, которая может обнаруживать короткие замыкания. Он полностью отключает электропитание стабилизатора, чтобы защитить подключенные устройства от повреждения.

Цифровые стабилизаторы

Стабилизаторы напряжения с цифровыми функциями обеспечивают большую гибкость и делают работу стабилизаторов более точной. Эта функция позволяет стабилизатору адаптироваться к различным устройствам, а это значит, что вам нужно всего лишь переключить стабилизатор с одного устройства на другое, чтобы он заработал.

Система задержки по времени

Эта функция полезна, если в вашем районе часто случаются кратковременные отключения электроэнергии. Это создает задержку в подаче электроэнергии, чтобы встроенный компрессор кондиционера или холодильника получил достаточно времени, чтобы сбалансировать поток тока.

Индикаторы

Большинство стабилизаторов напряжения снабжены индикаторами, показывающими состояние питания и напряжения. Более новые модели также оснащены светодиодными дисплеями, которые в реальном времени показывают уровень входного и выходного напряжения, предоставляя пользователям больше информации.