Как собрать простой регулятор напряжения 220 В своими руками. Какие бывают схемы регуляторов напряжения. Из каких компонентов состоит регулятор напряжения. Как работают разные типы регуляторов напряжения. Преимущества и недостатки различных схем регуляторов.
Простая схема регулятора напряжения на транзисторе
Простейший регулятор напряжения 220 В можно собрать на основе одного силового транзистора. Такая схема имеет ряд преимуществ перед тиристорными регуляторами:
- Не создает помех в электросети
- Работает с активной и индуктивной нагрузкой
- Простота конструкции
- Плавная регулировка напряжения
Основные компоненты схемы:
- Силовой транзистор (например, КТ840А, КТ856А)
- Диодный мост
- Понижающий трансформатор
- Переменный резистор
- Конденсатор
Принцип работы такого регулятора основан на изменении сопротивления транзистора в зависимости от управляющего напряжения на его базе. Чем больше напряжение на базе, тем сильнее открывается транзистор и пропускает больший ток в нагрузку.
Контактно-транзисторные регуляторы напряжения
Контактно-транзисторные регуляторы напряжения представляют собой более сложные устройства, сочетающие электромеханические и полупроводниковые компоненты. Типичным примером является реле-регулятор РР-362, применяемый в автомобилях.
Основные элементы такого регулятора:
- Регулятор напряжения с электромагнитным реле
- Реле защиты
- Силовой транзистор
- Диоды
- Резисторы
Принцип работы заключается в том, что контакты реле управляют током базы транзистора, который в свою очередь регулирует ток в обмотке возбуждения генератора. Это позволяет поддерживать стабильное напряжение в бортовой сети автомобиля.
Тиристорные регуляторы напряжения
Тиристорные регуляторы напряжения широко применяются для регулировки мощности различных электроприборов. Их основные преимущества:
- Высокий КПД
- Компактность
- Надежность
Однако у тиристорных регуляторов есть и недостатки:
- Создают помехи в электросети
- Не работают с индуктивной нагрузкой
- Искажают форму напряжения
Принцип работы тиристорного регулятора основан на изменении угла открытия тиристора в каждом полупериоде сетевого напряжения. Чем позже открывается тиристор, тем меньше энергии передается в нагрузку.
Регуляторы напряжения на основе ШИМ
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) позволяет создавать эффективные регуляторы напряжения с минимальными потерями. Основные преимущества ШИМ-регуляторов:
- Высокий КПД
- Плавная регулировка
- Низкий уровень помех
- Работа с любым типом нагрузки
Принцип работы ШИМ-регулятора заключается в быстром переключении силового ключа (транзистора). Изменяя скважность импульсов управления, можно плавно регулировать среднее значение выходного напряжения.
Компоненты для сборки регулятора напряжения своими руками
Для самостоятельной сборки простого регулятора напряжения 220 В понадобятся следующие компоненты:
- Силовой транзистор или симистор
- Диодный мост
- Понижающий трансформатор
- Переменный резистор
- Конденсаторы
- Резисторы
- Радиатор охлаждения
- Печатная плата
- Провода, разъемы
При выборе компонентов важно учитывать максимальную мощность нагрузки и обеспечить достаточное охлаждение силовых элементов.
Как собрать простой регулятор напряжения 220 В
Процесс сборки простого регулятора напряжения включает следующие этапы:
- Подготовка печатной платы
- Монтаж компонентов согласно выбранной схеме
- Установка силового транзистора на радиатор
- Подключение входных и выходных разъемов
- Проверка монтажа
- Настройка и тестирование
При сборке важно соблюдать меры безопасности, так как устройство работает с сетевым напряжением. Рекомендуется использовать качественные компоненты и обеспечить надежную изоляцию.
Применение регуляторов напряжения
Регуляторы напряжения находят широкое применение в различных областях:
- Регулировка яркости освещения
- Управление скоростью электродвигателей
- Регулировка мощности нагревательных приборов
- Зарядные устройства
- Лабораторные блоки питания
- Системы автоматизации
В промышленности и быту регуляторы напряжения позволяют оптимизировать энергопотребление и повысить эффективность работы различного оборудования.
Меры безопасности при работе с регуляторами напряжения
При работе с регуляторами напряжения 220 В необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
- Использовать качественные изолированные инструменты
- Отключать устройство от сети перед любыми манипуляциями
- Обеспечить надежную изоляцию всех токоведущих частей
- Не превышать максимально допустимую мощность нагрузки
- Обеспечить эффективное охлаждение силовых элементов
- Регулярно проверять исправность устройства
Соблюдение этих простых правил позволит избежать поражения электрическим током и обеспечит долгую и безопасную эксплуатацию регулятора напряжения.
Error
Sorry, the requested file could not be found
More information about this error
Jump to…
Jump to…Новостной форумВстречи с АТб-18А2Встреча с АВСб-18Z1,2Лекции по дисциплинеhttps://meet.google.com/art-hjtd-cgjМатериалы по дисциплинеЗадание №1Ответы на задание №1 (Внешние световые приборы)Задание №2Ответы на задание №2 (рулевое управление)Задание №3Ответы на задание №3 (Определение токсичности отработавших газов)Задание №4Ответы на задание №4 (Определение шумности выхлопа)Итоговый тест по дисциплинеВстреча с АВСб-18Z 16.03.2022Ссылка на встречи АТб-17А2МУ Диагн сист впрыскаВопросы к экзам по СИСТ ПИТ и УПРМУ по выполнению контрольной работыСписок АВСб18Z1Список АВСб18Z2Выполненная КРПракт №1 ОСПУАД (Бенз)Ответы на задание №1Практ №2 ОСПУАД (Диз)Ответы на задание №2Практ №3 ОСПУАД (Газ)Ответы на задание №3Итоговый тест по дисциплинеЗадание №1Отправка задания «Практика АТб-19″Материалы по практикеЗадание №2 до 20.
Часть 2Исполнительные элементы системы управления бензинового двигателя. Часть 3Практическое занятие 1. Исследование характеристик датчиков электронной системы управления ДВСПрактическое занятие 2. Исследование функционирования электронной системы управления ДВСПрактическое занятие 3. Исследование влияния неисправностей элементов электронной системы управления ДВСЛабораторная работа №1Лабораторная работа №2Лабораторная работа №3Лабораторная работа №4Лабораторная работа №5Лабораторная работа №6Лабораторная работа №7Лабораторная работа №8Отправка лабораторных работВопросы к зачету по дисциплинеЗадание для контрольной работыОтправка контрольной работыПерезачет по дисциплинеСписок АТб18Z1Список АТб18Z2Итоговый тест по дисциплинеМатериалы по дисциплинеКР Сист упрОтправка КР по ДЭСАВопросы к зачету по дисциплине ДЭСАЗадание для АТб-17Z1-3Ссылка на встречи в период сессии (с 17.03.21)Задание на практ работу №1Выполненные задания по практической работе №1Задание на практ работу №2Выполненные задания по практической работе №2Задание на лабор работуОтчеты по лабор работеИтоговый тест по дисциплинеДля АТб-17А2 https://meet.
Бизнес-планирование предприятий автомобильного сервисаРаздел 4. Организация работы с потребителемРаздел 5. Организация и нормирование труда в автосервисном предприятииТеоретические материалыПрактическая работа 1 АВСб-20ZПрактическая работа 1 АВСб-20ZПрактическая работа 2 АВСб-20ZПрактическая работа 2 АВСб-20ZПрактическая работа 3 АВСб-20ZПрактическая работа 3 АВСб-20ZЗадание для АТб-20А2 на 01-06.11.21Задание по лекциям на 01-06.11.21 АТб-20А2Задание по практическим на 01-06.11.21 для АТб-20А2Тесты ООФАСВсё для экзаменаОтветы на вопросы экзаменаПрактическая работа №1 (АТб-20А2)Практическая работа №2Итоговый тестСсылка на встречу в Google MeetНСб-21Т1 Задание для отчета по учебной практике 1 курсАТб-21А Задание для отчета по учебной практике 1 курсОтчеты по практике АТб-21А (Задание №1)Отчеты по практике НСб-21Т (Задание №1)Титульный образецСписок использованных источников. Правила оформленияЗадание для заочного ф-таМатериалы по дисциплинеВидеоматериалы по дисциплинеЗадание №1Задание №2Видеовстречи ДВСбИтоговый тест по дисциплинеМатериалы по дисциплинеЗадание к лабораторнойЗадание к лабораторнойЗадание на практ работу №1Практическое задание №1Задание на практ работу №2Практическая работа№2Опрос 1 Контр.
неделяВопросы к зачету по дисциплине ЭСУДСписок рек литературыНорм-прав регул в АТЭТеоретические материалыЛабораторные работыОтчеты по лабор рабВстречи с АВСб-19ZИтоговый тест по дисциплинеПрактическое задание (Технологическая карта) ДВСб-19А1Задание произв практика (по получ)Приказ на практику АВСб-18ZОтчеты по практикеДневники по практике
Skip StatisticsСхема регулятора напряжения своими руками
Регулятор напряжения своими руками
В этой статье разберем как самому сделать несложный регулятор напряжения на одном переменном резисторе, постоянном резисторе, и транзисторе . Что пригодится для регулирования напряжения на блоке питания или универсальном адаптере для питания устройств.
А так как наша схема для начинающих.
То рассмотрим все аспекты.
Для начала рассмотрим схему устройства. Ее вы видите ниже, и можно увеличить, кликнув нажатием.
Начинаем собирать, сначала для удобства чертеж можно распечатать.
Печатаем его 1 к 1. И вырезаем без картинок.Прикладываем к текстолиту со стороны фольги.Так нам будет легче наметить и просверлить отверстия.
После того как просверлили отверстия. Рисуем дорожки на фольге текстолита пермонентным маркером.
Обрезаем остатки тестолита и приступим к пайке компонентов. Сначала припаивываем транзистор, только будьте внимательны — не перепутайте ножки на транзисторе местами (эмиттер и базу).
Дальше устанавливаем резистор на 1ком, затем впаиваем проводами переменный резистор на 10ком. Можно поставить и другой резистор, сразу припаять резистор без этих соплей, но мой резистор не позволил этого, и пришлось повесить на провода… Остается припаять 4 вывода к питанию, и к выходам.
К атегория:
1Отечественные автомобили
Устройство и работа контактно-транзисторного регулятора напряжения РР-362
Рост количества и мощности потребителей электроэнергии на современных автомобилях привел к увеличению мощности генератора.
С увеличением мощности генератора растет величина тока его возбуждения, который должен разрываться контактами регулятора напряжения. Однако контакты при повышении мощности разрываемого тока начинают сильнее подгорать и быстро выходят из строя. Поэтому были разработаны контактно-транзисторные регуляторы, в которых роль контактов, разрывающих ток возбуждения, выполняет транзистор, а контакты регулятора напряжения только управляют его работой.
Наиболее распространенным контактно-транзисторным регулятором является реле-регулятор РР-362, применяемый с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях «Москвич», ГАЗ -5ЭА и их модификациях.
Контактно-транзисторный реле-ре гул я тор РР-362 состоит из регулятора напряжения РН и реле защиты РЗ, которые имеют аналогичную конструкцию и представляют собой реле с одной парой замыкающих контактов. Подвижный контакт обоих реле (контакт якоря) электрически соединен с корпусом (магнитопроводом) реле. В отсеке, отделенном от электромагнитных реле перегородкой, имеющейся на внутренней части крышки, расположены транзистор Г, крепящийся на теплоотводе — латунной (или алюминиевой) пластине, и два диода Д, и Д2.
Рис. 1. Общий вид контактно-транзисторного реле-регулятора РР-362 со снятой крышкой: РН — регулятор напряжения, РЗ — реле защиты, Др- разделительный диод, Т—транзистор, Ш, ВЗ и М — выводные клеммы для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора
В блоке электромагнитных реле под панелью расположены резисторы. Реле-регуля-тор имеет три выводные клеммы Ш, ВЗ, /И для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора. Для ускорения замыкания контактов регулятора напряжения служит ускоряющий резистор Ry.
Регулятор напряжения включает в себя транзистор Т, электромагнитное реле регулятора напряжения РН, полупроводниковые диоды Д, и Дг; резисторы Ry, Ra, Rтк. Лб- Электромагнитное реле РН управляет транзистором. Его обмотка РН0 является чувствительным элементом схемы регулятора, а замыкающие контакты РН, включенные между плюсовой клеммой регулятора ВЗ и базой транзистора, управляют транзистором.
Ток управления транзистора (ток базы) незначителен и меньше тока возбуждения генератора на величину коэффициента усиления транзистора (в 15 раз). Напряжение на контактах также незначительно — 1,5-2,5 В. Поэтому контакты регулятора напряжения при длительной работе практически не имеют износа. Термокомпенсация регулятора напряжения осуществляется резистором RTK и подвеской якоря на термобиметаллической пластине.
Для защиты транзистора Т от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения генератора служит реле защиты РЗ, которое имеет три обмотки: основную РЗо, встречную РЗВ , магнитный поток которой направлен навстречу основной обмотке, и удерживающую РЗу. Замыкающие контакты РЗ включены через разделительный диод Др параллельно контактам РН.
Рис. 2. Схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР-362: а — полумонтажная, 6 — развернутая; РН — регулятор напряжения, РЗ — реле защиты, Т — транзистор П217В, Э, К, Б — выводы транзистора; эмиттер, коллектор, база; Дг — гасящий диод Д242, Д, — запирающий диод Д242, Др — разделительный диод Д7Ж; Яу и Яд- ускоряющий и добавочный резисторы 4,5 и 62 Ом, Rg — резистор базы транзистора 42 Ом; RTK- резистор температурной компенсации 12,5 Ом; РН0 — обмотка регулятора напря-жения, 1240 витков, 17 Ом; Р30-основная обмотка реле защиты, 75 витков; РЗу — удерживающая обмотка реле защиты, 950 витков, 42 Ом; РЗщ — встречная обмотка реле защиты, 1350 витков, 76 Ом; ОВ — обмотка возбуждения генератора; S3, Ш, М — выводные клеммы
Работа регулятора напряжения.
Когда обороты ротора генератора молы и Urперехода Э-К мало (доли Ома), и через обмотку возбуждения ОВ генератора проходит ток возбуждения по цепи клемма 83 -диод Д, — эмиттер — коллектор транзистора Т — обмотка реле защиты РЗо- клемма Ш реле-регулятора — обмотка возбуждения ОВ — «масса».
При замыкании контактов РН и запирании транзистора Т ток возбуждения падает, уменьшается напряжение генератора и контакты РН размыкаются. Затем весь процесс повторяется. Диод Дг служит для шунтирования токов самоиндукции обмотки возбуждения гене1 ратора, возникающих при переключении транзистора Т. Тем самым исключаются опасные для транзистора перенапряжения.
Работа реле защиты. При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения генератора на «массу» встречная обмотка РЗ в закорачивается. Ее магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку основной обмотки РЗ о, исчезает, и магнитный поток основной обмотки, притягивая якорь реле, замыкает контакты РЗ (при токе через основную обмотку Р30, равном 3,2-3,6 А).
При этом на базу транзистора подается «+» (аналогично замыканию контактов РН), транзистор запирается, чем и защищается от повреждения.
Одновременно через замкнутые контакты реле защиты получает питание удерживающая обмотка РЗу, которая удерживает контакты РЗ замкнутыми до тех пор, пока выключатель зажигания не будет выключен, и короткое замыкание устранено. Реле-регулятор будет готов к работе только после устранения короткого замыкания и повторного включения выключателя зажигания ВЗ. Разделительный диод Др служит для исключения ложного срабатывания реле защиты при замыкании контактов РН.
Контактно-транзисторный реле-регулятор имеет более высокий срок службы и меньшую разрегулировку в процессе эксплуатации, чем вибрационные реле-регуляторы. Однако наличие механической системы разрыва электрической цепи (контакты, пружина, подвеска якоря реле) и наличие воздушных зазоров между якорем и сердечником реле требуют во время эксплуатации систематической проверки и регулировки регулятора.
Указанные недостатки отсутствуют в бесконтактных транзисторных регуляторах напряжения, применяемых с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях ЗИЛ
-130 и ГАЗ
-24 «Волга».
К атегория: — 1Отечественные автомобили
Транзисторный регулятор напряжения
В нескольких номерах журнала «Радиоаматор» были напечатаны схемы регуляторов сетевого напряжения на тиристорах, но такие устройства имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением (электролампой, нагревательным элементом) и нельзя использовать одновременно с нагрузкой индуктивного характера (электродвигателем, трансформатором).
Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в
котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный
транзистор.
Такую конструкцию я и предлагаю, причем ее может повторить любой,
даже неопытный радиолюбитель, затратив при этом минимум времени и средств.
Транзисторный регулятор напряжения содержит мало радиоэлементов, не вносит помех
в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и с индуктивным
сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры
или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки,
электрокамина, скорости вращения электродвигателя, вентилятора, электродрели или
напряжения на обмотке трансформатора.
Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки зависит от используемого транзистора и может составлять 500 Вт и более. Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1 (см. рисунок).
Диодный блок VD1-VD4 в зависимости от фазы сетевого напряжения
направляет это напряжение на коллектор или эмиттер VT1. Трансформатор Т1
понижает напряжение 220.
В до 5-8 В. которое выпрямляется диодным блоком VD6-VD9
и сглаживается конденсатором С1. Переменный резистор R1 служит для регулировки
величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы
транзистора.
Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки. Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1. При этом выпрямитель, состоящий из диодного блока VD6-VD9, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его.
Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной
полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD1-коллектор-эмиттер VT1-VD4.
Вращая движок R1 и изменяя управляющее напряжение, можно управлять величиной
тока коллектора VT1.
Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке,
будет тем больше, чем выше уровень управляющего и наоборот. При крайнем правом
по схеме положении движка R1 транзистор окажется полностью открыт, и «доза»
электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной. Если
движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым, и ток
через нагрузку не потечет. Управляя транзистором, мы фактически регулируем
амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при
этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен
недостатков, свойственных тиристорный устройствам.
Конструкция . Диодный блок, диоды, конденсатор и резистор R2 устанавливают на монтажной плате размером 55×35 мм, выполненной из фольгированного текстолита толщиной 1-2 мм.
В устройстве можно использовать следующие детали: транзисторы КТ840А,Б (Р=100 Вт), КТ856А (Р=150 Вт), КТ834А,Б,В (Р=200 Вт), КТ847А (Р=250 Вт).
Если мощность регулятора требуется увеличить еще больше, то необходимо
использовать несколько транзисторов, соединив их соответствующие выводы.
Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для
более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов.
Диоды VD1-VD4 типа КД202Р, КД206Б или любые другие малогабаритные на напряжение более 250 В и ток в соответствии с током, потребляемым нагрузкой.
Диодный блок VD6-VD9 типа КЦ405, КЦ407 с любым буквенным индексом. Диод VD5 —
Д229Б,К,Л или любой другой на ток до 1 А. Переменный резистор R1 типа СП, СПО,
ППБ мощностью не менее 2 Вт. Постоянный резистор R2 типа ВС, МЛТ, ОМПТ, С2-23
мощностью не менее 2 Вт. Оксидный конденсатор типа К50-6, К50-16. Сетевой
трансформатор типа ТВЗ-1-6 — от ламповых радиоприемников и усилителей, ТС-25,
ТС-27 — от телевизора «Юность», но с успехом можно применить и любой другой
маломощный с напряжением вторичной обмотки 5-8 В. Предохранитель FU1 на
напряжение 250 В и ток в соответствии с максимально допустимой мощностью
транзистора. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не
менее 200 см2 и толщиной 3-5 мм.
Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работу сразу после включения в сеть.
Для регулировки в широких приделах мощности удобно использовать широтно импульсную модуляцию (ШИМ ).
Схема в пояснениях не нуждается. Это драйвер с развязкой, для управление IGBT транзистором. Само управление реализовано программно. Однако — КТ940 не лучший выбор. Но что было у меня под рукой — то и поставил. Работает, 2 Квт электрическую плитку тянет, транзистор 40N60 холодный. Что и требовалось.
На схемах выше 3 варианта. Самый правый мне нравится больше. И тот и другой проверил, разница между ними в управлении и надежности. У левого — при подаче логической 1 (с порта, на анод оптопары, не забудьте поставить токоограничивающий резистор! скажем в 500ом) 40n60 закрывается . В схеме регулятора который посередине переменного напряжения — наоборот, открывается. Еще форма импульса получше. Q? — практически любой полевой, с током не менее 50ма.
D1 — светодиод. То же желательно с током не менее 50ма. Еще вариант — зашунтировать его резистором, 20-50ом. Транзисторы КТ940 — даалеко не лучший выбор, в этой схеме работают практически на пределе. Желательно поставить КТ815, КТ817. Ну у меня их нет..
Самый правый вариант схемы — уменьшена задержка в переходных процессах. Из за ПОС. Так же добавлены защитные диоды. Хоть и в самом IGBT стоит диод, но веры ему нет. Продублировал на всякий.
Для питания схемы используется внешний источник (у меня 16в, переделанная зарядка от мобильника).
Ниже фотографии устройства с работой на 30 ом нагрузку (при 300в. на мосту это, 3Квт мощности). То же работает и почти не греется.
А можно обойтись простейшей схемой, с симистором и оптопарой. Например такой:
В качестве оптического симистора подойдет: MOC3023, MOC3042, MOC3043, MOC3052, MOC3062, MOC3083 и т.п. Но на всякий случай ознакомтесь с даташитом. Управляемый симистор: например из серии BT138-600, BT136-600 и т.
д.
При применении симистора нужно быть готовым к появлению значительных помех (если нагрузка будет мощная, индуктивная и управляющий элемент (MOC xxxx) без Zero Crossing ). Еще, желательно триак держать включенным четное число полу-периодов. Иначе он начинает «выпрямлять» ток в сети. А это недопустимо (см. ГОСТы).
Сам ШИМ сделан программно, управление LPT-порт, потом гальваническая развязка с помощью оптопары (на схеме 4N25, а по факту 4N33). На схеме не показан резистор, между оптопарой и выходом LPT порта 510 ом.
Часть индо-кода в С++ :
A_tm_pow=(y_tm_pow*pow_shim)/100; b_tm_pow=y_tm_pow-a_tm_pow; // главный цикл ШИМ for (i=0; i
В нескольких номерах журнала «Радиоаматор» были напечатаны схемы регуляторов сетевого напряжения на тиристорах, но такие устройства имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих их возможности. Во-первых, они внос0n,»en»:[«YL41FPH_H-s»,»fYSeVCtK6fE»,»00-fB9E2v40″,»JRjGFjnD9Wo»,»w8D8GrgHKfM»,»0uM6MsWA-CU»,»fYSeVCtK6fE»,»Y4NL4zdvaHw»,»Adm9kqvP3b8″],»de»:[«qfS_Y60WdLE»,»uk-4vsS_ZAc»,»j6X2n7WMGOw»],»es»:[«SSbHCadxdpY»,»sFlwgdQw_nE»,»SSbHCadxdpY»,»03DfI9r63mM»,»4VwPsQ4CPRQ»,»03DfI9r63mM»,»qfW8hAMe_44″,»sFlwgdQw_nE»,»1QeikGzeV_8″,»03DfI9r63mM»,»hUH6vtLLdcI»],»pt»:[«4VwPsQ4CPRQ»,»4gu_V4NS9Ps»,»V4Yluy6bu2w»,»4VwPsQ4CPRQ»,»01-8UmRTiWU»,»BlwAKj8Y7MI»,»V4Yluy6bu2w»,»820VUzYJDDg»,»4VwPsQ4CPRQ»],»fr»:[«uouZ7OixVmU»,»uouZ7OixVmU»,»c2WDbTCrCuw»,»ot9aNy_Pm3Q»,»7JY2JpB4JU0″,»7JY2JpB4JU0″],»it»:[«J7Z291vc1Dc»,»SN1cT59abG8″,»J7Z291vc1Dc»,»SN1cT59abG8″,»SN1cT59abG8″,»SN1cT59abG8″,»SN1cT59abG8″],»bg»:[«2ja5bSFpAo0″,»3LeF4iKu_v8″,»4B5l9vJOHjI»],»cs»:[«3LeF4iKu_v8″,»u_0DIqr38yE»,»cjYXxv0XiAE»],»pl»:[«ODQubiRWw28″,»m7W9gGyYmIA»,»Uqdqj9U1V2I»,»hg7FTzWSi9E»,»NUuLma9VQVU»,»J_YrgP8HEdQ»,»m7W9gGyYmIA»,»ODQubiRWw28″,»J_YrgP8HEdQ»,»ODQubiRWw28″],»ro»:[«qRNLnzh3dCU»,»GSzVs7_aW-Y»,»Te5YYVZiOKs»,»WcMHhv0duuo»,»9gAwJ4bFFjc»,»l_CHew1mhHI»,»Rq-1PwTJvNc»],»lt»:[«jn24G2KFpQQ»],»el»:[«vOfX5V-dAqA»]}
Типы и функции интегральной схемы регулятора напряжения
Регулятор напряжения представляет собой электронную схему, обычно присутствующую в устройстве.
Это одна из наиболее часто используемых схем в устройстве. Кроме того, регулятор напряжения имеет решающее значение для работы некоторых цифровых электронных устройств. Примером устройств, в которых используется интегральная схема регулятора напряжения, является микроконтроллер.
Регуляторы напряжения доступны в различных типах. Однако мы сосредоточимся на интегральной схеме регулятора напряжения. Микросхема 7805 является хорошим примером стабилизатора напряжения на основе микросхемы. Этот стабилизатор напряжения на основе ИС регулирует напряжение на уровне 5 вольт.
Что такое интегральная схема регулятора напряжения? Интегральная схема регулятора напряжения представляет собой тип микросхемы, функция которой заключается в контроле и управлении нерегулируемым входным напряжением и обеспечении постоянного регулируемого выходного напряжения.
Кроме того, существуют различные способы классификации интегральных схем регулятора напряжения. Обычный тип классификации — регулятор напряжения с 3 клеммами и регулятор напряжения с несколькими клеммами.
Другой метод классификации состоит в том, чтобы идентифицировать их как импульсный регулятор напряжения и линейный регулятор напряжения. Кроме того, регуляторы напряжения можно разделить на регулируемые регуляторы напряжения, импульсные регуляторы и регуляторы фиксированного напряжения.
Кроме того, интегральная схема регулятора напряжения обеспечивает фиксированное выходное напряжение независимо от изменения входного напряжения или напряжения. Регуляторы напряжения на основе ИС обычно доступны в различных типах корпусов ИС, которые представляют собой четырехъядерные плоские корпуса (QFP) и двухрядные корпуса (DIP).
Типы интегральных схем регуляторов напряжения Интегральные схемы регуляторов напряжения доступны в трех типах.
Сюда входят импульсные регуляторы напряжения на ИС, микросхемы преобразователей постоянного тока и линейные регуляторы напряжения на ИС.
IC импульсный регулятор напряжения
Импульсный регулятор напряжения IC отличается конструкцией, принципом работы и конструкцией. Этот тип регулятора напряжения управляет временем переключения схемы обратной связи для регулирования выходного напряжения. Кроме того, импульсный стабилизатор напряжения на ИС может накапливать энергию в трансформаторе или катушке индуктивности. Затем этот регулятор использует накопительное устройство для передачи энергии от входа к выходу.
Кроме того, импульсный регулятор может быть повышающим преобразователем, понижающим преобразователем или комбинацией того и другого. Следовательно, это делает импульсный регулятор напряжения на ИС более универсальным, чем другие регуляторы напряжения. Интегральная схема импульсного регулятора напряжения имеет улучшенные тепловые характеристики и обладает высокой эффективностью.
Кроме того, этот регулятор может предложить поддержку более широких приложений VIN/VOUT.
Микросхемы DC/DC преобразователя
Это еще один тип интегральной схемы регулятора напряжения. Микросхемы преобразователя постоянного тока обеспечивают регулируемое выходное напряжение постоянного тока из нерегулируемого входного напряжения.
Линейный регулятор напряжения IC
Интегральная схема регулятора напряжения этого типа включает активный проходной элемент для минимизации выходного напряжения при регулируемом выходном напряжении. Кроме того, выходное напряжение линейного стабилизатора напряжения на ИС обычно меньше входного напряжения. Однако этот тип регулятора является экономичным и простым в проектировании.
Основные параметры интегральной схемы регулятора напряжения Существуют основные параметры, влияющие на работу регулятора напряжения. Параметры включают выходной ток, входное напряжение и выходное напряжение.
Также эти параметры определяют, соответствует ли топология VR IC пользователя.
Существуют и другие параметры, такие как частота коммутации, напряжение обратной связи и тепловое сопротивление. Эти параметры могут иметь значение в зависимости от приложения. Ток покоя имеет решающее значение, когда режимы ожидания имеют решающее значение.
Другим важным параметром, на который следует обратить внимание, является напряжение обратной связи. Это связано с тем, что этот параметр определяет наименьшее выходное напряжение, которое может поддерживать регулятор. Кроме того, идеально учитывать опорные параметры напряжения.
Как выбрать идеальный регулятор напряженияПри выборе разработчику необходимо понимать основные параметры надлежащего регулятора напряжения. Эти важные параметры включают системные приоритеты, VOUT и другие функции, такие как включение управления или индикация исправности питания.
Вы можете использовать таблицу параметрического поиска, чтобы выбрать лучшее устройство после того, как учтете эти параметры.
Кроме того, таблица параметрического поиска является важным инструментом, который предлагает различные пакеты и функции, которые могут соответствовать требуемым параметрам приложения.
Каждое устройство MPS поставляется с техническим описанием, в котором содержится подробная информация о необходимых внешних компонентах. Кроме того, в нем содержится подробная информация о том, как рассчитать значения необходимых внешних деталей для достижения высокоэффективной конструкции. Кроме того, таблица данных помогает рассчитать значения компонентов, таких как сопротивление обратной связи, выходная индуктивность и выходная емкость. Кроме того, могут помочь инструменты моделирования, такие как справочные заметки по применению и конструктор DC/DC.
Преимущества интегральной схемы регулятора напряженияИС регулятора напряжения имеет ряд преимуществ, которые делают его идеальным вариантом для некоторых приложений.
- Универсальный регулятор напряжения на ИС
- Кроме того, его можно легко изготовить с такими функциями, как повышение напряжения, встроенная защита, внутренняя защита и многое другое.
- Конструкция источника питания IC-регулятора напряжения проста и быстра
- Он очень прост в использовании и удобен для местного регулирования
- Кроме того, этот регулятор имеет компактные размеры
- Он легко доступен и очень экономичен
- IC регулятор напряжения отличается быстрой переходной характеристикой
Один из основных недостатков для линейных регуляторов IC заключается в том, что в некоторых случаях они рассеивают большую мощность. Крайне важно изучить расчетную рассеиваемую мощность этого регулятора при использовании в некоторых приложениях. Это связано с тем, что интегрирование больших входных напряжений может привести к рассеиванию высокой мощности, что может привести к перегреву компонентов.
Кроме того, линейные стабилизаторы напряжения на ИС могут выполнять только понижающее преобразование, в отличие от импульсных стабилизаторов на ИС, которые обеспечивают повышающе-понижающее и повышающее преобразование.
Кроме того, импульсные регуляторы очень эффективны. Однако эти регуляторы имеют некоторые недостатки. Они менее рентабельны и более сложны, чем линейные регуляторы IC. Кроме того, они создают больше шума, если внешние компоненты не выбраны тщательно. В некоторых приложениях шум может быть очень важным. Однако шум может повлиять на производительность и работу схемы в других приложениях.
Какова функция регулятора напряжения на ИС?
ИС регулятора напряжения поддерживает постоянное выходное напряжение постоянного тока независимо от изменений напряжения. Это означает, что регулятор напряжения на ИС генерировал контролируемое выходное напряжение постоянного тока.
Какой регулятор напряжения на ИС самый эффективный?
Наиболее эффективным стабилизатором напряжения на ИС является импульсный стабилизатор. Это связано с тем, что переключающие элементы разряжают достаточную мощность в выключенном или включенном состоянии.
Следовательно, он более эффективен, чем линейный регулятор.
Интегральная схема регулятора напряжения использует интегральные схемы для регулирования напряжения. Кроме того, этот регулятор предлагает отличные свойства, такие как защита от короткого замыкания, тепловая компенсация и защита от перенапряжения.
Интегральные схемы (ИС) регулятора напряжения
Что такое регулятор напряжения?
Регулятор мощности — это блок питания электронного устройства, преобразующий поступающую мощность в требуемый тип (AC-DC или DC-DC) и требуемые характеристики напряжения/тока. Регулятор напряжения — это компонент блока питания, который обеспечивает стабильное постоянное напряжение в любых условиях эксплуатации. Он регулирует напряжение при колебаниях мощности и изменениях нагрузки. Он может регулировать как переменное, так и постоянное напряжение.
Регуляторы напряжения
Все электронные устройства предназначены для работы с заранее установленной номинальной мощностью, то есть напряжением и током.
В то время как потребление тока является динамическим и зависит от нагрузки устройства, напряжение питания является идеально постоянным для правильного функционирования устройства. Регулятор напряжения отвечает за поддержание идеального напряжения, необходимого для устройства. Ваш ноутбук, настенная зарядка и кофеварка имеют регуляторы напряжения.
Регулятор напряжения обычно принимает более высокое входное напряжение и выдает более низкое и более стабильное выходное напряжение. Их вторичное использование также заключается в защите схемы от скачков напряжения, которые потенциально могут их повредить/поджарить.
Различные типы регуляторов напряжения
Регуляторы напряжения, используемые в низковольтных электронных устройствах, обычно представляют собой интегральные схемы (ИС). В центрах распределения электроэнергии, обеспечивающих электроэнергией переменного тока бытовых и промышленных потребителей, используются более сложные и механически большие регуляторы напряжения, которые поддерживают номинальное напряжение 110 В, 220 В, 250 В, 380 В независимо от потребностей потребления в районе.
В зависимости от физической конструкции стабилизаторы напряжения можно увидеть в интегральных схемах, электромеханических устройствах или полупроводниковых автоматических регуляторах. Наиболее распространенными классификациями активных стабилизаторов напряжения (в которых используются усилительные компоненты, такие как транзисторы или операционные усилители) являются линейные и импульсные стабилизаторы.
- Линейные регуляторы : В линейном регуляторе напряжения используется активное проходное устройство (например, BJT или MOSFET), которое управляется операционным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, линейные регуляторы регулируют сопротивление проходного устройства, сравнивая внутреннее опорное напряжение с дискретизированным выходным напряжением, а затем сводя ошибку к нулю. Линейные регуляторы представляют собой понижающие преобразователи, поэтому по определению выходное напряжение всегда ниже входного. Однако у этих стабилизаторов есть несколько преимуществ: они, как правило, просты в конструкции, надежны, экономичны, имеют низкий уровень шума и пульсации выходного напряжения.
Однако у этих стабилизаторов есть несколько преимуществ: они, как правило, просты в конструкции, надежны, экономичны, имеют низкий уровень шума и пульсации выходного напряжения.- Импульсные регуляторы : Схема импульсного регулятора, как правило, более сложна в проектировании, чем линейный регулятор, и требует выбора значений внешних компонентов, настройки контуров управления для обеспечения стабильности и тщательного проектирования компоновки. Импульсные регуляторы могут быть понижающими преобразователями, повышающими преобразователями или их комбинацией, что делает их более универсальными, чем линейный регулятор. Преимущества импульсных стабилизаторов заключаются в том, что они высокоэффективны, имеют лучшие тепловые характеристики и могут поддерживать более высокий ток и более широкий диапазон V в /V из приложений. Они могут достигать эффективности более 95% в зависимости от требований приложения. В отличие от линейных стабилизаторов, импульсная система питания может потребовать дополнительных внешних компонентов, таких как катушки индуктивности, конденсаторы, ПЭП или резисторы обратной связи.
Ограничения регуляторов напряжения
Одним из основных недостатков линейных регуляторов является то, что они могут быть неэффективными, поскольку в некоторых случаях они рассеивают большое количество энергии. Падение напряжения линейного регулятора сравнимо с падением напряжения на резисторе. Например, при выходном напряжении 5 В и 3 В падение между выводами составляет 2 В, а КПД ограничен 3 В/5 В (60%). Это означает, что линейные регуляторы лучше всего подходят для приложений с более низким V в /V из дифференциалов.
Важно учитывать предполагаемое рассеивание мощности линейных стабилизаторов при применении, поскольку использование более высокого входного напряжения приводит к высокому рассеиванию мощности, что может привести к перегреву и повреждению компонентов.
Другим ограничением линейных регуляторов напряжения является то, что они способны только к понижающему (понижающему) преобразованию, в отличие от импульсных стабилизаторов, которые также обеспечивают повышающее (повышающее) и повышающе-понижающее преобразование.
Импульсные стабилизаторы очень эффективны, но некоторые недостатки включают то, что они, как правило, менее рентабельны, чем линейные регуляторы, больше по размеру, более сложны и могут создавать больше шума, если их внешние компоненты не выбраны тщательно. Шум может быть очень важен для данного приложения, так как шум может влиять на работу и характеристики схемы, а также на характеристики электромагнитных помех.
Топологии импульсных регуляторов: понижающий, повышающий, линейный, LDO и регулируемый
Существуют различные топологии для линейных и импульсных регуляторов. Линейные регуляторы часто работают в топологиях с малым падением напряжения (LDO). Импульсные стабилизаторы бывают трех распространенных топологий: понижающие преобразователи, повышающие преобразователи и повышающе-понижающие преобразователи. Каждая топология описана ниже:
- Регуляторы LDO : Одной из популярных топологий для линейных регуляторов является регулятор с малым падением напряжения (LDO). Линейные стабилизаторы обычно требуют, чтобы входное напряжение было как минимум на 2 В выше выходного напряжения. Однако регулятор LDO предназначен для работы с очень небольшой разницей напряжений между входными и выходными клеммами, иногда всего 100 мВ.
- Понижающие и повышающие преобразователи : Понижающие преобразователи (также называемые понижающими преобразователями) принимают более высокое входное напряжение и производят более низкое выходное напряжение. И наоборот, повышающие преобразователи (также называемые повышающими преобразователями) потребляют более низкое входное напряжение и производят более высокое выходное напряжение.
- Понижающе-повышающие преобразователи : Понижающе-повышающий преобразователь представляет собой одноступенчатый преобразователь, который сочетает в себе функции понижающего и повышающего преобразователя для регулирования выходного напряжения в широком диапазоне входных напряжений, которые могут быть больше или меньше выходного Напряжение.
Линейные стабилизаторы обычно требуют, чтобы входное напряжение было как минимум на 2 В выше выходного напряжения. Однако регулятор LDO предназначен для работы с очень небольшой разницей напряжений между входными и выходными клеммами, иногда всего 100 мВ.
Управление регулятором напряжения
Четыре основных компонента линейного регулятора — проходной транзистор, усилитель ошибки, источник опорного напряжения и резисторная цепь обратной связи. Один из входов усилителя ошибки устанавливается двумя резисторами (R1 и R2) для контроля выходного напряжения в процентах. Другой вход представляет собой стабильное опорное напряжение (V REF ). Если измеряемое выходное напряжение изменяется относительно V REF , усилитель ошибки изменяет сопротивление проходного транзистора для поддержания постоянного выходного напряжения (V OUT ). Для работы линейных регуляторов обычно требуется только внешний входной и выходной конденсатор, что упрощает их реализацию.
С другой стороны, импульсный регулятор требует больше компонентов для создания цепи. Силовой каскад переключается между V IN и землей для создания пакетов заряда для доставки на выход.
Подобно линейному регулятору, имеется операционный усилитель, который считывает выходное напряжение постоянного тока из сети обратной связи и сравнивает его с внутренним опорным напряжением. Затем сигнал ошибки усиливается, компенсируется и фильтруется. Этот сигнал используется для модуляции рабочего цикла ШИМ, чтобы перевести выход в режим регулирования. Например, если ток нагрузки быстро увеличивается и вызывает падение выходного напряжения, контур управления увеличивает рабочий цикл ШИМ, чтобы обеспечить больший заряд нагрузки и вернуть шину в режим регулирования.
Применение линейных и импульсных регуляторов
Линейные регуляторы часто используются в приложениях, которые чувствительны к затратам, шумам, малым токам или занимают мало места. Некоторые примеры включают бытовую электронику, такую как наушники, носимые устройства и устройства IoT. Например, в таких приложениях, как слух, можно использовать линейный регулятор, поскольку они не имеют переключающего элемента, который может создавать нежелательные шумы и мешать работе устройства.
Кроме того, если разработчики в основном заинтересованы в создании недорогого приложения, им не нужно так беспокоиться о рассеиваемой мощности, и они могут положиться на линейный регулятор.
Импульсные регуляторы выгодны для более общих приложений и особенно полезны в приложениях, требующих эффективности и производительности, таких как потребительские, промышленные, корпоративные и автомобильные приложения. Например, если приложение требует большого понижающего решения, лучше подойдет импульсный регулятор, так как линейный регулятор может создавать рассеивание высокой мощности, которое может повредить другие электрические компоненты.
Основные параметры ИС регулятора напряжения
Некоторые из основных параметров, которые следует учитывать при использовании регулятора напряжения, — это входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток. Эти параметры используются для определения того, какая технология VR совместима с ИС пользователя.
Другие параметры, включая ток покоя, частоту коммутации, тепловое сопротивление и напряжение обратной связи, могут иметь значение в зависимости от применения.
Ток покоя важен, когда эффективность в режиме малой нагрузки или в режиме ожидания является приоритетом. При рассмотрении частоты коммутации в качестве параметра максимизация частоты коммутации приводит к меньшим системным решениям.
Кроме того, тепловое сопротивление имеет решающее значение для отвода тепла от устройства и рассеивания его по системе. Если в состав контроллера входит внутренний МОП-транзистор, то все потери (кондуктивные и динамические) рассеиваются в корпусе и должны учитываться при расчете максимальной температуры ИС.
Напряжение обратной связи — еще один важный параметр, который необходимо проверить, поскольку он определяет минимальное выходное напряжение, которое может поддерживать регулятор напряжения. Стандартно смотреть на опорные параметры напряжения. Это ограничивает более низкое выходное напряжение, точность которого влияет на точность регулирования выходного сигнала.
