Схемы стабилизаторов тока: от простейших до мощных на 150 А

Как работают стабилизаторы тока. Какие бывают схемы стабилизаторов — от простейших до мощных на 150 А. Как собрать стабилизатор тока своими руками.

Принцип работы стабилизатора тока

Стабилизатор тока — это устройство, которое поддерживает постоянную силу тока в цепи при изменении напряжения или сопротивления нагрузки. Основной принцип работы стабилизатора тока заключается в автоматическом изменении напряжения для поддержания заданной силы тока.

Ключевые элементы стабилизатора тока:

• Источник опорного напряжения (стабилитрон)
• Усилитель ошибки (операционный усилитель)
• Регулирующий элемент (транзистор)
• Датчик тока (резистор небольшого номинала)

При изменении тока в цепи изменяется падение напряжения на датчике тока. Усилитель ошибки сравнивает это напряжение с опорным и управляет регулирующим элементом, изменяя его сопротивление для поддержания заданного тока.

Простейший стабилизатор тока на одном транзисторе

Самая простая схема стабилизатора тока состоит всего из нескольких элементов:

• Транзистор
• Резистор в цепи эмиттера
• Стабилитрон

Принцип работы такого стабилизатора:

1. Стабилитрон задает опорное напряжение на базе транзистора
2. При увеличении тока растет падение напряжения на эмиттерном резисторе
3. Уменьшается напряжение база-эмиттер транзистора
4. Транзистор приоткрывается, увеличивая свое сопротивление
5. Ток в цепи уменьшается до заданного значения

Такая схема обеспечивает стабилизацию тока с точностью 5-10%. Для повышения точности применяют более сложные схемы.

Стабилизатор тока на операционном усилителе

Более точную стабилизацию тока обеспечивает схема на операционном усилителе:

• Операционный усилитель сравнивает падение напряжения на токоизмерительном резисторе с опорным напряжением
• Выходной сигнал ОУ управляет транзистором
• Отрицательная обратная связь поддерживает заданный ток с высокой точностью

Преимущества схемы на ОУ:

• Высокая точность стабилизации (до 0.1%)
• Возможность плавной регулировки тока
• Малое внутреннее сопротивление

Недостатки:

• Более сложная схема
• Требуется двухполярное питание для ОУ

Импульсный стабилизатор тока

Импульсные стабилизаторы тока обеспечивают высокий КПД и малые габариты. Принцип работы:

1. Ключевой элемент (транзистор) периодически коммутирует напряжение питания
2. Длительность импульсов регулируется для поддержания заданного среднего тока
3. LC-фильтр сглаживает пульсации тока

Преимущества импульсных стабилизаторов:

• Высокий КПД (до 95%)
• Малые габариты и вес
• Возможность повышения и понижения напряжения

Недостатки:

• Более сложная схема
• Наличие высокочастотных помех

Мощный стабилизатор тока на 150 А

Для стабилизации больших токов (100-200 А) применяют параллельное включение транзисторов. Пример схемы мощного стабилизатора на 150 А:

• 16 параллельно включенных транзисторов КТ827
• Каждый транзистор управляется своим операционным усилителем
• Общий ток складывается из токов отдельных каналов
• Плавная регулировка тока от 0 до 150 А

Особенности конструкции:

• Мощные транзисторы на радиаторах с принудительным охлаждением
• Печатная плата для монтажа управляющей электроники
• Сглаживающие конденсаторы большой емкости

Такой стабилизатор обеспечивает точную стабилизацию больших токов для гальваники, сварки и других применений.

Как собрать стабилизатор тока своими руками

Чтобы собрать простой стабилизатор тока в домашних условиях, понадобится:

1. Выбрать подходящую схему (например, на одном транзисторе)
2. Подобрать необходимые радиодетали
3. Изготовить печатную плату или выполнить монтаж на макетной плате
4. Припаять компоненты согласно схеме
5. Установить регулирующий транзистор на радиатор
6. Настроить ток с помощью подстроечного резистора

При сборке важно соблюдать меры предосторожности при работе с электричеством. Для более сложных схем рекомендуется использовать готовые наборы для самостоятельной сборки.

Применение стабилизаторов тока

Стабилизаторы тока широко применяются в различных областях:

• Питание светодиодов и светодиодных лент
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Гальванические процессы
• Электросварка
• Лазерные диоды
• Измерительная техника

Выбор конкретной схемы стабилизатора зависит от требуемой точности, величины тока, входного напряжения и других параметров.

Заключение

Стабилизаторы тока — важные устройства в современной электронике. От простейших схем на одном транзисторе до мощных многоканальных стабилизаторов — все они обеспечивают поддержание заданного тока в широком диапазоне изменения напряжения и нагрузки. Правильный выбор схемы стабилизатора позволяет решить множество практических задач в самых разных областях техники.

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.

Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

Простенькая относительно схемка, со средними параметрами, на основe транзисторoв с большим усилением. Была сделана для своих нужд в качестве лабораторного.
Часто приходилось заниматься ремонтом или запуском разных схем, для которых нужно было просто иметь чем их питать 3V, 5V, 6V, 9V, 12V… И каждый раз искал что-нибудь подходящее. В ход шли блоки питания от калькуляторов, магнитофонов, аккумуляторы, батарейки. Иногда радовался, что соответствующий источник не давал больших токов, таким образом спасая меня от лишних трат. Конечно делал одно- двух-транзисторные стабилизаторы для решения этой проблемы, но резульнаты не удовлетворяли. Где-то на второй волне вдохновения родилось то, с чем хочу поделится.
Применяется до сих пор при ремонте и запуске устройств, если подходит выходное напряжение конечно. А также при не совсем обычном применении – проверка стабилитронов, зарядка пальчиковых аккумуляторов, просто как источник стабильного тока. В таких случаях крайне удобно наличие хотя бы вольтметра на выходе.

Содержание / Contents

Устройство разрабатывалось для выходного напряжения 1…12V и регулирования выходного тока в пределах 0,15…3А. Конечно для хороших результатов поставил транзисторы с усилением более 500 (сняты с платы МЦ-31 телевизора 3усцт), а составной регулирующий – около 10 000 (если измеритель не врёт – взял из модуля СКР телевизора 2усцт, коррекция растра).
Важно наверно, что питал схему от автомобильного аккумулятора, когда снимал данные.
Далее поставил трансформатор и некоторые чудеса, типа 3А при 12V, стали невозможными. Падало напряжение на выходе выпрямителя. Кому ещё интересно – ближе к схеме.
Схема стабилизатора напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

Итак, на Х1 подаётся минус источникa напряжения, а с Х2 берётся стабилизированное и ограниченное в выходном токе напряжение. Если вкратце, то VТ3 – регулирующий, VТ4 – компаратор и усилитель сигнала ошибки стабилизатора напряжения, VТ1 — компаратор и усилитель сигнала ошибки стабилизатора выходного тока, VТ2 — датчик наличия ограничения выходного тока. За основу был взят распространённый вариант стабилизатора напряжения.

Исходная схема с фиксированным напряжением и защитой по току

Она слегка изменена, чтобы можно было менять в возможно бОльших пределах выходное напряжение, и убрать блокирование стабилизатора. Добавлен R8, чтобы сделать возможным работу схемы ограничения выходного тока на VТ1. Добавлен R7 и VD3 для установки пределов изменения выходного напряжения. Конденсаторы С1 и С2 помогут уменьшить пульсации на выходе.

Теперь позвольте мне пройтись с объяснениями по второму кругу (cм. первую схему). При появлении на входе Х1 относительно общего провода отрицательного постоянного напряжения в пределах 9…15V, появится ток в цепи R2-VD2-R6-VD1. На стабилитроне VD1 появится стабильное напряжение. Часть этого напряжения подаётся на базу VТ4, который в результате откроется. Его ток коллектора откроет VТ3. Ток коллектора VТ3 зарядит С2, а через делитель R9, R10 часть напряжения С2 (оно же выходное) поступит на эмитер VТ4. Этот факт не позволит выходному напряжению расти больше чем удвоенное (Uбазы VT4 — 0,6V). Удвоенное потому, что делитель R9, R10 на два. Так как на базе VT4 напряжение стабильно, выходное тоже будет стабильным. Это есть рабочий режим. Транзисторы VТ1, VТ2 закрыты и никак не влияют.

Подсоединим нагрузку. Появится ток нагрузки. Он потечёт по цепи R2, Э-К VТ3 и дальше в нагрузку. R2 здесь работает датчиком тока. Пропорционально току на нём появляется напряжение. Это напряжение суммируется с частью напряжения, взятого с помощью R5 от VD2 и прилагается к базовому переходу VТ1 (R3 – чисто для ограничения тока базы VТ1 при бросках и защиты таким образом VТ1) и когда оно становится достаточным для открытия VТ1, устройство входит в режим ограничения выходного тока. Часть тока коллектора VТ4, который раньше поступал в базу VТ3, сейчас уходит через переход база-эмитер VТ2 в коллектор VТ1.
Благодаря большому коэффициенту усиления транзисторов, напряжение база-эмитер VТ1 будет поддерживаться около 0,6V. Это значит, что напряжение на R2 будет неизменным, следовательно и ток через него, а дальше через нагрузку тоже. Движком R5 можно выбирать ограничение тока от минимального до почти 3А.
При наличии режима ограничении тока открыт и VТ2, своим током коллектора он зажжёт светодиод HL1. Следует понимать, что ограничение тока «имеет приоритет» перед «стабильностью» выходного напряжения.

На выходе устройства я поставил вольтметр, а вот когда нужно ограничение на определённом токе, просто закорачиваю выход тестером в режиме амперметра и с помощью R5 добиваюсь желаемого.

Схемка простинькая но всё хорошее основано на большом усилении транзисторов (более 500). А VТ3 вообще составной. Букв на названиях транзисторов нет, но должны все подойти. У меня все «Г». Главное – усиление и малые утечки. В справочнике пишут, что у некоторых букв «Ку» от 200, но мои все имели более 600. Переменники попались группы А. Для VТ3 нужен радиатор. Я поставил какой был и влез в корпус. Максимальную надежность обеспечит лишь радиатор, расчитанный на рассеивание мощности равной Uвходное умножить на 3А, т.е. 30…50Вт.
Думаю мало кому понадобится 1V на 3А долговременно, поэтому смело можно ставить радиатор в 2…3 раза меньше.

VD2 и VD3 служат источниками напряжения в 0,6V. Можно использовать и другие кремниевые диоды. R4 – несколько сдвигает порог, когда загорается светодиод. Если он горит, значит вовсю идет ограничение выходного тока. R1 просто ограничивает ток светодиода. Потенциометры можно и с большим номиналом (в 2…3 раза). R8 можно уменьшить (где-то до 4к), если у транзистора VТ3 не хватит усиления.

С печатной платой – как обычно в простых схемах, изготавливаемых в единственном экземпляре. Была плата для другого регулируемого стабилизатора напряжения, параметры которого не устраивали. Она была превращена в макетницу и на ней собрана данная схема. Резисторы использованы на 0,25 Вт (можно и 0,125) – не вижу особых требований. При 3А (если Ваш выпрямитель их даст) – заводской проволочный R2 (2 Вт-а) будет на пределе и наверно стоит ставить мощнее (5Вт). Электролиты — К50-16 на 16V.

Eсли нет составного транзистора – «составьте» его из чего есть. Начните с КТ817 + КТ315, с буквами «Б» и дальше. (Если всё же не хватит усиления у VТ3, я бы уменьшил R9 и R10 до 200 Ом и R8 до 2 кОм).

Трансформатор, выпрямитель и конденсатор фильтра – Ваши. Они не менее важны, но я хотел рассказать только о таком более-менее универсальном стабилизаторе. (У меня стоит 10-ватный транс на 10V/1А переменного, откуда-то взятый блочный мостик на 1А, и 4000мкФ/16V электролит фильтра. Стыдно, зато всё влезает в корпус.

Нужно заметить, что стрелочный индикатор (в схеме не указан) с помощию переключателя, можно использовать и как вольтметр и как амперметр. В первом случае видим выходное напряжение, во втором выходной ток.

Вышерасписанное устройство у меня работает в составе «всё в одном»: развитый (хоть и однополярный) блок питания, частотомер и генератор звуковых частот (синус, квадрат, треугольник). Схемы взяты из журнала «Радио». (Работают не совсем так как хотелось бы. Во-первых потому, что внёс слишком много «несанкционированных» изменений – особенно в элементной базе – поставил что имел.) Конечно имеется возможность работы головки вольтметра в качестве индикатора частоты в частотомере. При пользовании генератором – частотомер показывает частоту. Имеется и выход переменного напряжения 6,3V и 10V , на всякий случай.

Корпус, который виден на фотографии не ахти, чтобы его повторять. И вообще: всё там задумывалось, как зеркальное отражение, но загнул переднюю панель по ошибке не в ту сторону. Я растроился и не стал уже его никак украшать.

Виктор Бабешко повторил конструкцию, прислал свой вариант печатки и фотку.
Файл в LayOut: ▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

04.05.18 изменил Datagor. Добавлен чертеж ПП

Схема мощного стабилизатора тока на 100

В литературе не часто можно встретить описания стабилизаторов тока на 100…200 А, однако в некоторых процессах (гальваника, сварка и др.) они необходимы. На первый взгляд, для стабилизации таких токов необходимы и соответствующие мощные транзисторы.

Вашему вниманию предлагается стабилизатор тока на 150 А (с плавной регулировкой от нуля до максимума), выполненный на обычных, широко распространенных транзисторах серии КТ827. Примененное схемотехническое решение позволяет легко увеличить или уменьшить максимальный стабилизируемый ток.

Принципиальная схема

Принципиальная схема предлагаемого стабилизатора тока изображена на рис. 1. Как видно, нагрузка включена несколько необычно — в разрыв провода, соединяющего отрицательный вывод диодного моста VD5…VD8 с общим проводом устройства.

Рис. 1. Принципиальная схема мощного стабилизатора тока 150А на транзисторах.

Все мощные транзисторы VT1…VT16 включены по схеме с общим коллектором, но каждый из них нагружен на свой уравнивающий резистор (R4…R19), также соединенный с общим проводом.

Таким образом, через подключенную к розетке XS1 нагрузку стабилизатора протекает суммарный ток всех 16 транзисторов. Ток через каждый из транзисторов VT1…VT16 выбран около 9 А, что значительно меньше предельно допустимого значения для транзисторов КТ827А…КТ827В. При падении напряжения на транзисторе 10… 11 В рассеиваемая мощность достигает 100 Вт.

Разброс параметров транзисторов и сопротивлений резисторов R4…RI9 не имеет значения, так как каждый транзистор управляется своим операционным усилителем.

Выходы ОУ DA1.1…DA8.2 через транзисторы VT17…VT32 соединены с базами транзисторов VT1…VT16, а напряжения обратных связей поданы на инвертирующие входы с эмиттеров соответствующих транзисторов. ОУ поддерживают на инвертирующих входах (и, соответственно, на эмиттерах транзисторов VT1…VT16) такие же напряжения, какие имеются у них на неинвертирующих входах.

На неинвертирующие входы всех ОУ подано стабильное управляющее напряжение с резистивного делителя R2, R3, подключенного к выходу интегрального стабилизатора DA11. При изменении управляющего напряжения изменяется ток через каждый из резисторов R4…R19 и, соответственно, через общую нагрузку, подключенную к розетке XS1. Питаются ОУ от стабилизатора, выполненного на микросхемах DA9, DA10 и транзисторе VT33.

Детали и конструкция

Вместо составных транзисторов КТ827А в стабилизаторе тока можно применить транзисторы этой серии с индексами Б, В, Г или комбинации из двух транзисторов соответствующей мощности (например, КТ315 + КТ819 с любыми буквенными индексами).

Сдвоенные ОУ КР140УД20 заменимы на К157УД2 или на одинарные ОУ КР140УД6, К140УД7, К140УД14 и им подобные, стабилизатор 78L05 — на КР142ЕН5А, КР142ЕН5В или 78М05, транзисторы КТ315Е — на КТ3102, КТ603, диоды Д200 — на Д160. Вместо трансформатора ТПП232 (Т1) допустимо применение ТПП234, ТПП253 или любого другого с двумя вторичными обмотками на напряжение 16…20 В.

Резистор R1 может быть любого типа, R2 желательно применить высокостабильный, например, С2-29. Для регулирования тока нагрузки был использован переменный резистор СП5-35А (с высокой разрешающей способностью), но можно, конечно, применить и любой другой, обеспечивающий требуемую точность установки тока.

Конденсатор C3 набран из десяти конденсаторов К50-32А, С4, С6 — К50-35, остальные — любого типа. Использовать в качестве C3 один конденсатор большой емкости нельзя, так как он будет сильно перегреваться из-за того, что его выводы не рассчитаны на такие большие токи (недостаточное сечение провода).

Сдвоенные ОУ DA1…DA8, транзисторы VT17…VT32, интегральный стабилизатор напряжения DA11, резисторы R2, R3 и конденсаторы С4…С7 монтируют на печатной плате, изготовленной по чертежу, показанному на рисунке 2.

Рис. 2. Печатная плата для мощного стабилизатора тока.

Транзисторы VT1-VT16 закрепляют на теплоотводах, способных рассеять не менее 100 Вт каждый. Все 16 теплоотводов собраны в батарею, для их охлаждения применены четыре вентилятора, что позволило включать стабилизатор тока на долговременную постоянную нагрузку. Если нагрузка будет кратковременной или импульсной, можно обойтись и теплоотводами меньших размеров.

Резисторы R4…R19 изготавливают из высокоомного (манганинового или константанового) провода диаметром 1…2 мм и закрепляют на теплоотводах соответствующих им транзисторов Для охлаждения диодов VD5…VD8 используют стандартные теплоотводы, рассчитанные на установку диодов Д200 (обдув их вентилятором не требуется).

Микросхему DA9 и транзистор VT33 размещают на небольших пластинчатых теплоотводах. При монтаже стабилизатора тока нужно учитывать, что через некоторые цепи будет течь ток 150 А, поэтому их необходимо выполнить проводом соответствующего сечения.

Вторичная обмотка трансформатора Т2 должна обеспечивать напряжение около 14 В при токе нагрузки 150 А (хорошо подходит сварочный трансформатор). Падение напряжения на сопротивлении нагрузки стабилизатора должно быть не более 10 В (остальное напряжение падает на транзисторах VT1. VT16 и резисторах R4…R19).

При большем падении напряжения на нагрузке придется повысить напряжение вторичной обмотки трансформатора Т2, однако в этом случае необходимо проследить, чтобы мощность рассеяния каждого из транзисторов не превысила максимально допустимую.

Налаживание

Налаживание собранного из исправных деталей устройства сводится к установке максимального стабилизируемого тока подбором резистора R2. Это удобно сделать временно заменив последний включенным реостатом подстроечным резистором сопротивлением 1,5 — 2 кОм.

Установив его движок в положение максимального сопротивления а движок резистора R3 в верхнее (по схеме) положение и включив последовательно с нагрузкой амперметр на ток 150-200А (или просто подсоединив его к гнездам розетки XS1) включают стабилизатор в сеть и, уменьшая сопротивление подстроенного резистора, добиваются отклонения стрелки амперметра до соответствующей отметки шкалы. Затем измеряют сопротивление введенной части подстроенного резистора и заменяют его постоянным ближайшего номинала.

При максимальном токе 150А напряжение на эмиттерах транзисторов VT1 — VT16 должно быть около 1,88В. Поэтому налаживание можно проводить и по напряжению на эмиттере какого-либо из этих транзисторов, хотя точность установки тока при этом будет небольшой из-за разброса сопротивлений резисторов R4-R19.

Если необходимо увеличить или уменьшить отдаваемый в нагрузку максимальный ток можно соответственно увеличить или уменьшить число транзисторов и ОУ.

Таким образом, на основе описанного стабилизатора можно создать значительно более мощный источник тока. Подключая нагрузку к стабилизатору тока, следует помнить, что на «земляном» проводе будет плюсовой выход стабилизатора.

И. Коротков.

Описание схемы стабилизатора тока, как универсального зарядного устройства | ASUTPP

В радиолюбительской практике часто возникает необходимость иметь не только стабильное напряжение, но и ток. Например, в устройствах для зарядки аккумуляторов, или же при построении схем защиты от короткого замыкания, требуется ограничить максимально возможный ток нагрузки на определённом его уровне.

Представленная здесь простая схема представляет собой именно такой стабилизатор тока. При изменении параметров и использовании (подборе) различных электронных компонентов, на основе этой схемы можно собрать стабилизатор тока с необходимыми вам характеристиками.

Схема стабилизатора тока

При указанных на схеме элементах обеспечивается возможность регулировки величины стабильного выходного тока до 30 мА. Такая величина тока достаточна, например, для заряда малогабаритных аккумуляторов ёмкостью до 300 мА/ч. Это могут быть дисковые аккумуляторы типа СЦ21, СЦ32 или Д-0,1 — Д-0,55, батареи типа 7Д-0,1 и даже гальванические элементы — «пальчиковые» или иные батарейки напряжением 1,5 …4,5 вольт.

О возможности регенерации батареек существует много различных мнений и доступной специализированной информации. Но в данной статье этот вопрос подробно обсуждаться не будет, так как требует отдельного описания и будет рассмотрен в следующих публикациях.

Необходимый ток заряда устанавливается переменным резистором R5. Установленная величина тока будет неизменна на протяжении всего времени заряда. И даже при коротком замыкании выходных клемм схемы, величина выходного тока останется в пределах установленного вами значения.

Схема питается от маломощного трансформатора со вторичной обмоткой на напряжение 10-14 вольт. Это напряжение зависит от величины необходимого вам выходного напряжения источника питания.

Диоды выпрямителя могут быть типа КД226, светодиод типа АЛ102, АЛ307А-Г или любой аналогичный. Транзисторы в данном случае можно поставить любые маломощные структуры n-p-n, например — КТ315, КТ3102, С945, ВС549.

Все резисторы типа МЛТ-0,125, переменный резистор R5 мощностью 1 Вт.
Изменить пределы регулировки величины выходного тока можно подбором номинала резистора R4.

При необходимости получить большее значение стабильного тока следует применять детали, рассчитанные, соответственно, на большие мощности. Например, в качестве транзистора Т2 можно применить КТ805, КТ815, а резистор R5 поставить проволочный. В этом случае и все остальные резисторы лучше применить на мощность порядка 0,25 Вт или выше.

Ввиду своей простоты, представленная схема оставляет широкие возможности для доработок и построения, на своей основе, более сложных и универсальных устройств.

Подобная схема может найти применение не только в качестве зарядного устройства для аккумуляторов. Её можно, также, использовать как источник питания с защитой от короткого замыкания и перегрузки по току.

Например, при испытаниях и настройке маломощных устройств, без риска превысить максимально допустимые значения потребляемого тока. В этом случае необходимое входное напряжение на схему можно подавать от источника постоянного напряжения, например, от лабораторного блока питания (исключив из схемы выпрямитель VDS1).

Как самому изготовить стабилизатор тока для светодиодов: схемы

Иногда у автолюбителей появляется необходимость ограничить ток заряда АКБ, проверить тот или иной источник питания или пропустить напряжение через диоды. Чтобы осуществить одну из этих задач, есть смысл применить стабилизатор тока для светодиодов своими руками. Подробнее о том, какие существуют схемы для разработки данного девайса, вы узнаете ниже.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Источники тока не имеют ничего общего с источниками напряжения. Предназначение первых заключается в стабилизации выходного параметра, а также возможном изменении выходного напряжения. Это происходит так, чтобы уровень ток все время был одинаковым. Источники тока используются для запитки светодиодных ламп, заряда АКБ в авто и т.д. Если у вас возникла необходимость сделать простейший импульсный стабилизатор тока ходовых огней 12в для автомобиля своими руками, то предлагаем вашему вниманию несколько схем.

На КРЕНке

Обустройство цепи на кренке

Чтобы сделать простейший автомобильный импульсный стабилизатор тока в домашних условиях, вам потребуется микросхема 12v. Для этих целей отлично подойдет lm317. Такой стабилизатор напряжения 12 в lm317 считается регулируемым и способен функционировать с токами бортовой сети до полутора ампер. При этом показатель входного напряжения может составить до 40 вольт, lm317 в состоянии рассеивать мощность до 10 ватт. Но это возможно только в том случае, если будет соблюдаться тепловой режим.

В целом потребление тока lm317 сравнительно небольшое — в районе 8 мили ампер, и данный показатель почти никогда не изменяется. Даже в том случае, если через крен lm317 проходит другой ток или меняется показатель входного напряжение. Как вы можете понять, стабилизатор 12 в lm317 для бортовой сети авто дает возможность удерживать постоянное напряжение на компоненте R3.

Кстати, этот показатель можно регулировать благодаря использованию элемента R2, но пределы будут незначительными. В устройстве lm317 компонент R3 является устройством задающего тока. Так как показатель сопротивления lm317 всегда остается на одном и том же уровне, ток, который проходит через него, также будет стабильным (автор видео — Denis T).

Что касается входа крен lm317, ток на них составит на 8 мили ампер выше. Используя вышеописанную схему, можно разработать самый простой стабилизатор напряжения для ДХО автомобиля. Такой девайс может применяться как устройство электронной нагрузки, источника тока для подзарядки АКБ и других целей. Нужно отметить, что интегральные девайсы током 3а или меньше довольно быстро реагируют на различные изменения импульса. Что касается недостатков, то такие девайсы характеризуются слишком высоким сопротивлением, в результате чего придется применять мощные компоненты.

На двух транзисторах

Довольно распространенными сегодня являются стабилизаторы для бортовой сети автомобиля 12v на двух транзисторах. Одним из основных недостатков такого устройства является плохая стабильность тока, если происходят изменения в питающем напряжении вольт. Тем не менее, данная схема для бортовой сети автомобиля 12v подходит для многих задач.

Обустройство цепи на транзисторах

Ниже вы сможете ознакомиться с самой схемой. В этом случае устройством, которое раздает ток, является резистор R2. Когда данный показатель растет, соответственно растет и напряжение на данном элементе. В том случае, если показатель составляет от 0.5 до 0.6 вольт, открывается компонент VT1. При открытии данное устройство будет закрывать элемент VT2, в результате чего ток, который проходит через VT2, начнет снижаться. При разработке схемы можно использовать полевой транзистор Мосфет вместе VT2.

Что касается компонента VD1, то он применяется на напряжение от 8 до 15 вольт и нужен в том случае, если его уровень слишком высокий и работоспособность транзистора может быть нарушена. Если транзистор мощный, то показатель напряжения в сети авто может составить около 20 вольт. Необходимо помнить о том, что транзистор Мосфет открывается в том случае, когда показатель напряжения на затворе составит 2 вольта. Если вы используете универсальный выпрямитель для заряда АКБ или других задач, то вам вполне хватит работы транзистора и резистора R1.

На операционном усилителе (на ОУ)

Механизм на операционном усилителе

Вариант сборки устройства со специальным усилителем ошибки для авто актуален в том случае, если у вас возникла необходимость разработать устройство, работающее в широких пределах. В данном случае выполнять функцию токозадающего элемента будет R7. Операционный увелитель DA2.2 позволяет усилить уровень напряжения в вольтах токозадающего элемента. Устройство DA 2.1 предназначено для сравнивания уровня опорного параметра. Помните о том, что данная схема девайса на 3а нуждается в дополнительном питании, которое должно подаваться на разъем ХР2. Уровня напряжения в вольтах должно хватить для того, чтобы обеспечить функциональность элементов всей системы.

Устройство для авто должно быть дополнено генератором, в нашем случае эту функцию выполняет элемент REF198, характеризующийся уровнем выходного напряжения в 4 вольта. Сама схема стоит достаточно дорого, так что при необходимости вместо нее можно установить кренку. Чтобы правильно произвести настройку, следует установить ползунок резистора R1 в верхнее положение, а с помощью элемента R3 выставляется нужное значение тока 3а. Чтобы предотвратить возбуждение, используются компоненты R2, C2 и R4.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Схема механизма с применением импульсного устройства

В некоторых случаях устройство для авто должно функционировать не только в большом диапазоне нагрузок, при этом обладая высоким коэффициентом полезного действия. Тогда использование компенсационных устройств будет не целесообразным, вместо них применяются импульсные элементы.

Предлагаем ознакомиться с одной из наиболее распространенных схем МАХ771, ее особенности следующие:

• уровень опорного напряжения — 1.5 вольт;
• коэффициент полезного действия при нагрузке от 10 мили ампер до 1 ампера составит около 90%;
• показатель питания составляет от 2 до 16.5 вольт;
• мощность на выходе достигает 15 ватт (автор видео — Андрей Канаев).

Что представляет собой процедура стабилизации? Компоненты R1 и R2 — это делители выходных показателей схемы. Когда уровень делимого напряжения становится больше, чем опорное, устройство автоматически снижает выходной параметр. При обратном процессе устройство будет увеличивать данный показатель. Вы сможете получить рабочий стабилизированный источник тока в том случае, если цепи будут поменяны таким образом, что система в целом станет реагировать на выходной параметр.

Если нагрузка на устройство не особо большая, то есть менее 1.5 вольт, микросхема будет функционировать в качестве рабочего стабилизатора. Но когда этот параметр начнет резко возрастать, девайс переключится в режим стабилизации. Монтаж резистора R8 необходим только тогда, когда уровень нагрузки слишком высокий и составляет более 16 вольт.

Что касается элементы R3, то он является токораздающим. Одним из основных недостатков такого варианта является слишком высокое падение нагрузки на вышеуказанном резисторе. Если вы хотите избавиться от этого минуса, то для того, чтобы увеличить сигнал, необходимо дополнительно установить операционный усилитель.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели несколько вариантов стабилизирующих девайсов для авто. Разумеется, такие схемы всегда можно при необходимости модернизировать, способствуя повышению показателя быстродействия и т.д. Имейте в виду, что если нужно, вы всегда можете использовать специально разработанные микросхемы в качестве регулятора. Также при возможности можно самостоятельно производить достаточно мощные регулирующие компоненты, но таких варианты более актуальны для того, чтобы решать определенные задачи.

Как вы видите, разработка схемы — дело достаточно сложное и кропотливое, к нему нельзя просто так подойти, не имея соответствующего опыта. Отсутствие определенных навыков не позволит получить необходимый результат. Чтобы своими руками сделать такую схему для авто, необходимо внимательно выполнять все действия, описанные выше.

Видео «Устройство для питания светодиодов»

Как в домашних условиях сделать стабилизатор для питания ламп в авто или других целей — узнайте из видео (автор видео — Дед Синь).

 Загрузка …

Analog Devices: новые стабилизаторы и микросхемы управления питанием — Компоненты и технологии

На современном рынке электронных компонентов в последнее время все больше и больше становятся востребованными стабилизаторы и микросхемы управления питанием компании Analog Devices.

В статье дан краткий обзор новых и наиболее интересных микросхем этой фирмы, появившихся за последний год.

Линейные стабилизаторы

Маломощный импульсный стабилизатор ADP120 был анонсирован в конце 2008 г. и вышел в серию в начале 2009 г. Данная микросхема представляет новое поколение линейных стабилизаторов с малым падением напряжения. В основу ее работы положена классическая схема с усилителем тока на полевом транзисторе с малым сопротивлением сток/исток. Упрощенная функциональная схема стабилизатора показана на рис. 1. Микросхема имеет следующий функционал: защиту от короткого замыкания на выходе, перегрева, схему переключения стабилизатора в дежурный режим и его отключения при переходе границы входного напряжения ниже определенного заданного порога, например для предотвращения глубокого разряда аккумуляторов.

Рис. 1. Функциональная схема ADP120

Основные параметры стабилизатора ADP120:

• Диапазон входных напряжений — 2,3-5,5 В.
• Диапазон выходных напряжений — 1,2-3,3 В.
• Максимальный ток нагрузки — 100 мА.
• Точность поддержания выходного напряжения — 2% (во всем диапазоне тока и температуры).
• Максимальный ток потребления — 22 мкА.
• Подавление помех по питанию — 70 дБ (на частоте 10 кГц).
• Уровень шума — 40 мкВ эфф. (при выходном напряжении 1,2 В).
• Падение напряжения вход/выход — 60 мВ.
• Диапазон рабочих температур -40.. . + 125 °С.
• Тип корпуса — 5-TSOT, 4-WLCSP.

Пример схемы включения показан на рис. 2. Стабилизатор специально спроектирован для работы с конденсаторами с малыми значениями емкости. Это позволяет применить керамические конденсаторы малых габаритов и сэкономить место на печатной плате. Но для надежной и стабильной работы стабилизатора рекомендуются к применению конденсаторы с характеристиками ТКЕ типов X5R, X7R с рабочими напряжениями от 6,3 В и выше и, напротив, не рекомендуются с ТКЕ типов Y5V и Z5U. При применении микросхемы ADP120 в корпусе WLCSP и двух конденсаторов размера 0603 можно построить стабилизатор, чьи размеры будут всего лишь 3,5х 1,6 мм.

Рис. 2. Схема включения ADP120

В микросхеме реализована функция отключения выхода при переходе границы входного напряжения ниже определенного порога. В данном случае он равен 2,2 В. Также, при желании, микросхему можно отключать принудительно, подав на вывод EN уровень логического нуля. В корпусах таких же типов и с очень похожими параметрами, но с максимальным током нагрузки 150 мА, доступны стабилизаторы серии ADP121.

Микросхемы ADP220 и ADP221 являются сдвоенным вариантом микросхем ADP120 и ADP121 и выпускаются только в корпусе WLCSP. Стабилизаторы обеспечивают максимальный ток в нагрузке до 200 мА на один канал, обладают низким уровнем шума и высоким значением подавления помех (до 76 дБ) и доступны с разными значениями выходных напряжений в каналах. Пример схемы включения ADP220 и ADP221 показан на рис. 3.

Рис. 3. Схема включения микросхем ADP220/221

Важно отметить, что микросхемы стабилизаторов Analog Devices в корпусе 5-TSOT являются полностью функциональными аналогами подобных микросхем других компаний и могут не только с успехом их заменять, обеспечивая заявленные производителем характеристики, но и предлагают лучшие параметры, например, по точности поддержания выходного напряжения, и расширенный диапазон рабочих температур.

Основное назначение таких микросхем — это работа в портативной аппаратуре, с питанием от батарей и аккумуляторов. Но благодаря их универсальности, отличным параметрам и высокой рабочей температуре стабилизаторы можно применять в цепях, критичных к качеству питания. Это могут быть высокочастотные узлы и блоки (синтезаторы частот с ФАПЧ, РЧ-усилители, смесители и т. п.), прецизионные операционные усилители, АЦП и ЦАП высокой точности.

В номенклатуре продукции Analog Devices также есть мощные линейные стабилизаторы с максимальным током нагрузки до 2 А, например ADP1740 и ADP1741. Микросхемы имеют традиционную структуру с дополнительной защитой от протекания обратного тока (рис. 4).

Рис. 4. Структурная схема ADP1740

Из дополнительных функций стоит отметить режим «мягкого старта» для исключения бросков тока при включении. Режим и принцип его работы показаны на рис. 5. Имеется выход индикации аварии — PG. Пример схемы включения ADP1740 представлен на рис. 6, а его регулируемая версия ADP1741 — на рис. 7. Микросхемы выпускаются в миниатюрном корпусе 16-LFCSP с металлизированной подложкой для отвода тепла, а входы и выходы объединены — для обеспечения максимального тока в нагрузке и снижения падения напряжения.

Рис. 5. Работа в режиме «мягкого старта»

Рис. 6. Схема включения ADP1740

Рис. 7. Схема включения ADP1741

Стабилизаторы доступны с семью фиксированными выходными напряжениями (ADP1740) и обладают следующими основными характеристиками:

• Диапазон входных напряжений — 1,6-3,6 В.
• Диапазон выходных напряжений — 0,75-3,0 В.
• Максимальный ток нагрузки — 2 А.
• Точность поддержания выходного напряжения — 2% (во всем диапазоне температуры и тока).
• Максимальный ток потребления — 22 мкА.
• Максимальное падение напряжения — 160 мВ (при максимальном выходном токе).
• Подавление помех по питанию — 65 дБ (на частоте 10 кГц).
• Уровень шума — 23 мкВ эфф. (при выходном напряжении 0,75 В).
• Диапазон рабочих температур — 40.. .+125 °С.
• Тип корпуса — 16-LFCSP.

У читателя может возникнуть вопрос, а для чего выпускать мощные стабилизаторы с такими низкими входными напряжениями? Но в этом и заключается главная особенность данных компонентов, разработанных инженерами фирмы Analog Devices. Преследуемая ими цель — получение более высокого значения КПД стабилизатора. На рис. 6 видно, что при входном напряжении 1,8 В можно получить на выходе 1,5 В. Разработчик микросхем рекомендует использовать именно такие стабилизаторы, если необходимо получить низкие напряжения питания при больших токах.

Сравним КПД стабилизаторов. Если есть необходимость в нескольких напряжениях питания для ядра и периферии, например, 1,8 и 1,5 В из входного 3,3 В, то стандартное решение: поставить два стабилизатора и запитать их от 3,3 В. Но, применив стабилизатор с низким падением напряжения и получив 1,5 из 1,8 В, получаем выигрыш в КПД на 30-40% по сравнению со стандартным решением, что позволяет отказаться от элементов дополнительного отвода тепла или принудительного охлаждения.

Основное назначение микросхем ADP1740 и ADP1741 — совместная работа с ПЛИС, процессорами, памятью, синтезаторами частот прямого цифрового синтеза, их применяют в телекоммуникационном и промышленном оборудовании. Требования, предъявляемые к качеству конденсаторов, такие же, как и в предыдущем случае. Более подробную информацию можно найти в описании на микросхему.

Отдельного внимания заслуживает линейный стабилизатор ADP1720. Его уникальность заключается в большом входном напряжении — до 28 В, но максимальный ток, который он может отдать в нагрузку, равен 50 мА. Схема включения показана на рис. 8. Стабилизатор предназначен для работы, прежде всего, в промышленной электронике с питанием от 12-24 В, в устройствах с нестабильными питанием и схемах дежурного режима. Существует два варианта исполнения данной микросхемы: с фиксированными выходными напряжениями (3,3 и 5 В) и в регулируемой версии (1,225-5,0 В). В микросхему встроена защита от короткого замыкания и перегрева. Из функциональных особенностей стоит отметить возможность перевода микросхемы в спящий режим.

Рис. 8. Схема включения ADP1720

Основные параметры ADP1720:

• Диапазон входных напряжений — 4-28 В.
• Диапазон выходных напряжений — 1,225-5,0 В.
• Максимальный ток нагрузки — 50 мА.
• Точность поддержания выходного напряжения — 2% (во всем диапазоне температуры и тока).
• Максимальный ток потребления — 2,1 мА.
• Максимальное падение напряжения — 480 мВ (при максимальном выходном токе).
• Подавление помех по питанию — 50 дБ (на частоте 10 кГц).
• Уровень шума — 124 мкВ эфф. (при выходном напряжении 1,6 В).
• Диапазон рабочих температур -40.. . + 125 °С.
• Тип корпуса — 8-MSOP.

Описанные в статье линейные стабилизаторы представлены как новинки для минимального и максимального значения выходных токов (табл. 1). Существует множество подобных микросхем на различные токи и выходные напряжения.

Таблица 1. Линейные стабилизаторы напряжения

 

Импульсные стабилизаторы со встроенными силовыми транзисторами

Теперь рассмотрим новые импульсные стабилизаторы со встроенными силовыми ключами и начнем с ADP2105, ADP2106 и ADP2107.

Эти микросхемы представляют собой синхронные, понижающие DC/DC-стабилизаторы в компактном корпусе LFCSP размером 4х4 мм, их рабочая частота — 1,2 МГц. При средних и больших токах нагрузки микросхемы используют режим ШИМ с постоянной частотой. Для обеспечения продолжительного срока службы батарей и аккумуляторов в портативной аппаратуре такая микросхема сама включает частотную модуляцию при небольших нагрузках. ADP2105, ADP2106 и ADP2107 предназначены для работы совместно с процессорами, ПЛИС, БМК, микроконтроллерами в промышленной, портативной и стационарной аппаратуре различного назначения.

На рис. 9 показан пример включения микросхемы ADP2107-ADJ, то есть регулируемой версии с внешним резистивным делителем в цепи обратной связи. А на рис. 10 показан график зависимости КПД от тока нагрузки. Видно, что на средних токах КПД достигает уровня «97 %.

Рис. 9. Схема включения ADP2107

Рис. 10. Зависимость КПД от тока нагрузки

Микросхемы работают при входных напряжениях от 2,7 до 5,5 В и доступны со следующим диапазоном выходных напряжений: 3,3; 1,8; 1,5 и 1,2 В, а также в регулируемой версии с максимальным током нагрузки 1 А (ADP2105), 1,5 A (ADP2106) и 2 A (ADP2107). При переводе в спящий режим микросхема отключается и потребляет ток менее 0,1 мкА от входного источника питания. К другим особенностям относится автоматическое отключение для предотвращения глубокого разряда аккумуляторов и «мягкий старт» при включении. Микросхемы доступны в корпусе 16-LFCSP и предназначены для работы в расширенном температурном диапазоне от -40 до +125 °С.

Что касается более высокочастотных стабилизаторов напряжения, то из новинок можно назвать ADP2108 и ADP2109. Они предназначены для работы в цепях с динамической нагрузкой (контроллеры, процессоры, преобразователи, передатчики и т. п.) с токами нагрузки до 600мА.

Высокая частота преобразования 3 МГц и наличие встроенного ключа требует всего три внешних миниатюрных пассивных элемента. В основу работы положена ШИМ с контролем частоты, что позволяет получить КПД до 95%. Для обеспечения продолжительной работы батарей или аккумуляторов микросхема сама изменяет частоту при малой нагрузке.

Стабилизаторы работают в диапазоне входных напряжений 2,3-5,5 В, что позволяет использовать один литиевый, литиево-полимерный или другие аккумуляторы, либо, например, питать устройство от шины USB или иных источников. Максимальный ток нагрузки до 600 мА гарантируется в полном диапазоне входных напряжений, а выходные напряжения находятся в диапазоне 1,0-3,3 В. Также имеется уже ставшее обычным автоматическое отключение для предотвращения глубокого разряда батарей и «мягкий старт» при включении. В микросхему ADP2109 дополнительно встроен ключ для разряда выходного конденсатора.

Микросхемы производятся в корпусах 5-TSOT и 5-WLCSP (для ADP2109 — только 5-WLCSP) и предназначены для работы в диапазоне температур от -40… + 85 °С. Пример схемы включения ADP2108 показан на рис. 11.

Рис. 11. Схема включения ADP2108/09

В качестве примера еще более высокочастотных стабилизаторов в линейке продукции Analog Devices можно привести микросхему ADP2121. Частота работы преобразователя равна 6 МГц, что позволяет снизить размер и номинал индуктивности еще в несколько раз: до 0,47 мкГн. Схема включения ее не отличается от описанных микросхем ADP2108/9, а вариант топологии печатной платы и габариты стабилизатора с обвязкой показаны на рис. 12.

Рис. 12. Пример печатной платы стабилизатора на микросхеме ADP2121

Основные параметры ADP2121:

• Входное напряжение — 2,3-5,5 В.
• Выходное напряжение — 1,8, 1,82, 1,85, 1,875 В (фиксированное).
• Максимальный выходной ток — 500 мА.
• Частота преобразователя — 6 МГц.
• Ток потребления — 38 мкА (экономичный режим).
• КПД — 92%.
• Рабочий диапазон температур -40.. .+85 °С.
• Тип корпуса — 6-WLCSP.

Особого внимания заслуживает анонсированный на момент написания статьи (август 2009 года) сдвоенный импульсный стабилизатор ADP2114. Микросхема представляет собой универсальный синхронный понижающий стабилизатор для работы в широком диапазоне токов нагрузки. Два независимых канала могут быть сконфигурированы как два канала с выходными токами 2 и 2 А (3 и 1 А) или как один канал с током до 4 А.

ШИМ-каналы работают со сдвигом фазы в 180° для уменьшения скачков входного тока и снижения емкости входных конденсаторов. Стабилизатор ADP2114 предназначен для работы совместно с процессорами, ПЛИС, БМК, в телекоммуникационной аппаратуре, промышленных компьютерах, медицинской технике и, несомненно, завоюет популярность во всем мире, что подтверждает большой интерес к этой микросхеме среди отечественных производителей еще до момента ее официального анонсирования на сайте Analog Devices.

Схема включения ADP2114 показана на рис. 13, а график зависимости КПД от тока в нагрузке представлен на рис. 14.

Рис. 13. Схема включения ADP2114

Рис. 14. Зависимость КПД от тока нагрузки

К особенностям данного стабилизатора следует отнести работу на частоте до 2 МГц. При низких токах нагрузки микросхема сама переключает частоту для получения более высокого КПД и снижения излучений. У этой микросхемы есть два вывода индикации нормальной работы, отключения, а также входы для установления режима «мягкого старта», встроенная защита от перегрева и короткого замыкания, отключения при понижении входного напряжения ниже определенного порога (2,65 В).

Краткие технические характеристики ADP2114:

• Диапазон входных напряжений — 2,75-5,5 В.
• Выходной ток нагрузки — 2 и 2 А, 3 и 1 А или до 4 А в режиме объединения каналов.
• Выходное напряжение — 0,8; 1,2; 1,5; 1,8; 2,5; 3,3 В или регулируемое от 0,6 В.
• Точность поддержания выходного напряжения — ±1,5 <%.
• Частота работы — 300, 600, 1200 кГц или внешняя синхронизация от 200 до 2000 кГц.
• Диапазон рабочих температур -40.. .+125 °С.
• Тип корпуса — 32-LFCSP.

На сайте компании Analog Devices доступно не только подробное описание на данный стабилизатор, но и пример печатной платы с топологией проводников и схема включения. При желании можно приобрести отладочную плату, фотография которой приведена на рис. 15.

Рис. 15. Внешний вид отладочной платы для микросхемы ADP2114

Новый интегральный стабилизатор ADP2118 является одноканальным вариантом микросхемы ADP2114 и обеспечивает максимальный ток в нагрузке 3 А (максимальный пиковый ток может достигать 6 А) и требует минимум внешних компонентов. Внутрь микросхемы интегрированы силовые FET-транзисторы с сопротивлением 40 и 75 мОм. Благодаря этому удалось добиться КПД 95%.

На рис. 16 показан пример включения ADP2118 для выходного напряжения 3,3 В.

Рис. 16. Пример включения ADP2118 для выходного напряжения 3,3 В

Основное назначение микросхемы ADP2118 — работа совместно с процессорами, ПЛИС, БМК в качестве источника стабильного напряжения для питания ядра, а также с микросхемами памяти.

Краткие технические характеристики ADP2118:

• Диапазон входных напряжений — 2,3-5,5 В.
• Выходной ток нагрузки — 3 А.
• Выходное напряжение — 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,5; 3,3 В или регулируемое от 0,6 В.
• Точность поддержания выходного напряжения — ±1,5%.
• Частота работы — 600, 1200 кГц или внешняя синхронизация от 600 до 1400 кГц.
• Диапазон рабочих температур -40.. . + 125 °С.
• Тип корпуса — 16-LFCSP. Остальные функциональные особенности такие же, как и у стабилизатора ADP2114. Более подробную информацию (все технические характеристики, графики и другие параметры микросхем ADP2114 и ADP2118) можно найти на сайте производителя.

В таблице 2 приведены краткие характеристики импульсных стабилизаторов напряжения со встроенными силовыми транзисторами.

Таблица 2. Импульсные стабилизаторы

Наименование	входное напряжение, в	Фиксированное выходное напряжение, в	Регулируемое выходное напряжение, в	Максимальный ток нагрузки, A	Пиковый ток, a	Ток потребления, мкА	Частота работы	Режим понижения напряжения	Режим повышения напряжения	Тип корпуса
АDP2121	2,3-5,5	4 предустановленное/1,8-1,875	—	0,5	1	36	6 МГц	Да	Нет	WLCSP-6
АDP3051	2,7-5,5	—	0,8-5,5	0,5	1	300	550 кГц	Да	Нет	MSOP-8
АDP2109	2,3-5,5	4 предустановленное/1,0-1,8	—	0,6	1,3	18	3 МГц	Да	Нет	WLCSP-5
АDP2108	2,3-5,5	11 предустановленное/1-3,3	—	0,6	1,3	19	3 МГц	Да	Да	WLCSP-5
АDP2102	2,7-5,5	8 предустановленное/0,8-1,875	0,8-3,3	0,6	1	99	3 МГц	Да	Нет	LFCSP-8
АDP2503	2,3-5,5	6 предустановленное/2,8-5	—	0,6	1	38	2,5 МГц	Да	Да	LFCSP-10
АDP2504	2,3-5,5	6 предустановленное/2,8-5	—	1	1,3	38	2,5 МГц	Да	Да	LFCSP-10
АDP2105	2,7-5,5	4 предустановленное/1,2-3,3	0,8-ивх	1	1,5	30	1,2 МГц	Да	Нет	LFCSP-16
АDP3050	3,6-30	2 предустановленное/3,3 и 5	1,25-12	1	1,5	1,5 мА	200 кГц	Да	Нет	SOIC-8
АDP1611	2,5-5,5	—	U„-20	1,2	1,2	600	1,2 МГц	—	Да	MSOP-8
АDP1610	2,5-5,5	—	U„-12	1,2	1,2	600	700 кГц или 1,2 МГц	Нет	Да	MSOP-8
АDP1612	1,8-5,5	—	U„-20	1,4	1,4	900	650 кГц, 1,3 МГц	Нет	Да	MSOP-8
АDP1111	2-30	3 предустановленное/3,3-12	1,2-U„	1,5	1,5	110	70 кГц	Да	Да	DIP-8, SOIC-8
АDP2106	2,7-5,5	4 предустановленное/1,2-3,3	0,8-U„	1,5	2,25	30	1,2 МГц	Да	Нет	LFCSP-16
АDP1613	2,5-5,5	—	U„-20	2	2	900	650 кГц, 1,3 МГц	Нет	Да	MSOP-8
АDP2107	2,7-5,5	4 предустановленное/1,2-3,3	0,8-U„	2	2,9	30	1,2 МГц	Да	Нет	LFCSP-16

Надежная работа прибора или устройства зависит не только от того, насколько точно стабилизатор может выдавать в нагрузку необходимое напряжение, но и от надежности самого стабилизатора. Существует много причин, по которым напряжение на выходе стабилизатора может отличаться от заданного. Это зависит от нагрузки и ее характера, температуры и влажности окружающей среды, режимов работы устройства и других факторов.

Для контроля правильной работы источника питания и устройства в целом среди номенклатуры производимых компанией Analog Devices микросхем существует множество мониторов напряжений (супервизоров) и секвенсоров (управление очередностью включения/отключения источников питания) с различной функциональностью и точностью. 

Окончание следует

О стабилизаторах напряжения и стабилизаторах тока «Крен» привет

В обсуждениях электрических схем часто встречаются термины «стабилизатор напряжения» и «стабилизатор тока». Но какая между ними разница? Как работают эти стабилизаторы? В какой схеме нужен дорогой стабилизатор напряжения, а где достаточно простого регулятора? Ответы на данные вопросы вы найдёте в этой статье.

Рассмотрим стабилизатор напряжения на примере устройства LM7805.В его характеристиках указано: 5В 1,5А.  Это значит стабилизирует он именно напряжение и именно до 5В. 1,5А — это максимальный ток, который может проводить стабилизатор. Пиковая сила тока. То есть от может отдать и 3 миллиампера, и 0,5 ампер, и 1 ампер. Столько, сколько тока требует нагрузка. Но не больше полутора. Это главное отличие стабилизатора напряжения от стабилизатора тока.

Виды стабилизаторов напряжения

Различают всего 2 основных типа стабилизаторов напряжения:

• линейные
• импульсные

Линейные стабилизаторы напряжения

Например, микросхемы КРЕН или LM7805, LM1117, LM350.

Кстати, КРЕН — это не аббревиатура, как многие думают. Это сокращение. Советская микросхема-стабилизатор, аналогичная LM7805 имела обозначение КР142ЕН5А. Ну а ещё есть КР1157ЕН12В, КР1157ЕН502, КР1157ЕН24А и куча других. Для краткости всё семейство микросхем стали называть «КРЕН». КР142ЕН5А тогда превращается в КРЕН142.

Советский стабилизатор КР142ЕН5А. Аналог LM7805.

Стабилизатор LM7805

Наиболее распространенный вид. Недостаток их в том, что они не могут работать на напряжении ниже, чем заявленное выходное напряжение. Если LM7805 стабилизирует напряжение на 5 вольтах, то на вход ему подать нужно как минимум на полтора вольта больше. Если подать меньше 6,5 В, то выходное напряжение «просядет», и мы уже не получим 5 В. Еще один минус линейных стабилизаторов — сильный нагрев при нагрузке. Собственно, в этом и заключается принцип их работы — всё, что выше стабилизируемого напряжения, просто превращается в тепло. Если мы на вход LM7805 подадим 12 В, то 7 потратятся на нагрев корпуса, а 5 пойдут потребителю. Корпус при этом нагреется настолько сильно, что без радиатора микросхема просто сгорит. Из всего этого вытекает ещё один серьёзный недостаток — линейный стабилизатор не стоит применять в устройствах с питанием от батареек. Энергия батареек будет тратиться на нагрев стабилизатора. Всех этих недостатков лишены импульсные стабилизаторы.

Импульсные стабилизаторы напряжения

Импульсные стабилизаторы — лишены недостатков линейных, но и стоят дороже. Это уже не просто микросхема с тремя выводами. Выглядят они, как плата с детальками.

Один из вариантов исполнения импульсного стабилизатора.

Импульсные стабилизаторы бывают трех видов: понижающие, повышающие и всеядные. Наиболее интересные — всеядные. Независимо от напряжения на входе, на выходе будет именно то, которое нам нужно. Всеядному импульснику все равно, что на входе напряжение ниже или выше нужного. Он сам автоматом переключается в режим повышения или понижения напряжения и держит заданное на выходе. Если в характеристиках заявлено, что стабилизатору на вход можно подать от 1 до 15 вольт и на выходе будет стабильно 5, то так оно и будет. Кроме того, нагрев импульсных стабилизаторов настолько незначителен, что в большинстве случаев им можно пренебречь. Если ваша схема будет питаться от батареек или размещаться в закрытом корпусе, где сильный нагрев линейного стабилизатора недопустим — ставьте импульсный.

Купить  —  LM7805 10 штук на Алиєкспресс

Импульсный стабилизатор (повышайка) MT3608 2A на Алиєкспресс

Импульсный стабилизатор 5А (понижайка) XL4015на Алиэкспресс

Хорошо. А что со стабилизатором тока?

Не открою Америку, если скажу, что стабилизатор тока стабилизирует ток.
Токовые стабилизаторы ещё иногда называют светодиодным драйвером. Внешне они похожи на импульсные стабилизаторы напряжения. Хотя сам стабилизатор — маленькая микросхема, а всё остальное нужно для обеспечения правильного режима работы. Но обычно драйвером называют всю схему сразу.

Примерно так выглядит стабилизатор тока. Красным кружком обведена та самая схема, которая и является стабилизатором. Всё остальное на плате — обвязка.

Итак. Драйвер задаёт ток. Стабильно! Если написано, что на выходе будет ток в 350мА, то будет именно 350мА. А вот напряжение на выходе может меняется в зависимости от требуемого потребителем напряжения. Не будем пускаться в дебри теории о том. как всё это работает. Просто запомним, что вы напряжение не регулируете, драйвер сделает все за вас исходя из потребителя.

Ну так и зачем всё это нужно то?

Теперь вы знаете, чем стабилизатор напряжения отличается от стабилизатора тока и можете ориентироваться в их многообразии. Возможно, вам так и не стало понятно, зачем эти штуки нужны.

Пример: вы хотите запитать 3 светодиода от бортовой сети автомобиля. Главное  для светодиода важно контролировать именно силу тока. Используем самый распространенный вариант соединения светодиодов: последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Напряжение питания — 12 вольт.

Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели. Падение напряжения на светодиоде пусть будет у нас 3.4 вольта.
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.
При желании добавить четвёртый светодиод — уже не хватит.
Если напряжение питания поднять до 15В, то тогда хватит. Но тогда и резистор тоже надо будет пересчитать. Резистор — простейший стабилизатор (ограничитель) тока. Их часто ставят на те же ленты и модули. У него есть минус — чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде (закон Ома, с ним не поспоришь). Значит, если входное напряжение нестабильно (в автомобилях обычно так и есть), то предварительно нужно стабилизировать напряжение, а потом можно ограничить резистором ток до необходимых значений. Если используем резистор, как токовый ограничитель там, где напряжение не стабильно, нужно стабилизировать напряжение.

Стоит помнить, что резисторы имеет смысл ставить только до определенной силы тока. После некоторого порога резисторы начинают сильно греться и приходится ставить более мощные резисторы . Тепловыделение растёт, КПД падает.

Импульсный стабилизатор тока

Импульсный стабилизатор тока тоже называют светодиодным драйвером. Часто те, кто не сильно разбирается в этом, стабилизатор напряжения называют просто драйвером светодиодов, а импульсный стабилизатор тока — хорошим светодиодным драйвером. Он выдаёт сразу стабильное напряжение и ток. И почти не нагревается. Вот так он выглядит:

Что такое стабилизатор напряжения — зачем он нам, как он работает, типы и применение

Применение стабилизаторов напряжения стало необходимостью в каждом доме. Теперь доступны разные типы стабилизаторов напряжения с разным функционалом и работой. Последние достижения в области технологий, такие как микропроцессорные микросхемы и силовые электронные устройства, изменили наш взгляд на стабилизатор напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и снабжены множеством дополнительных функций.Они также обладают сверхбыстрой реакцией на колебания напряжения и позволяют пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию пуска / останова для выхода.

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для обеспечения постоянного выходного напряжения на нагрузке на ее выходных клеммах независимо от любых изменений / колебаний на входе, то есть входящем питании.

Основное назначение стабилизатора напряжения — защита электрических / электронных устройств (например, кондиционер, холодильник, телевизор и т. Д.).) от возможного повреждения из-за скачков / колебаний напряжения, перенапряжения и пониженного напряжения.

Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения

также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним / офисным оборудованием, на которое подается питание извне. Даже корабли, у которых есть собственное внутреннее устройство энергоснабжения в виде дизельных генераторов, сильно зависят от этих АРН в плане безопасности своего оборудования.

Мы можем видеть различные типы стабилизаторов напряжения, доступные на рынке. Как аналоговые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и растущему вниманию к устройствам безопасности. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220–230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа приложения. Регулировка желаемого стабилизированного выхода осуществляется методом понижающего и повышающего напряжения в соответствии с его внутренней схемой.Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несбалансированной нагрузкой.

Они также доступны в различных номиналах кВА и диапазонах. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200-240 вольт с повышающим понижающим напряжением 20-35 вольт от источника входного напряжения в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что стабилизатор напряжения широкого диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 190-240 вольт с повышающим понижающим напряжением 50-55 вольт при входном напряжении от 140 до 300 вольт.

Они также доступны для широкого спектра применений, таких как специальные стабилизаторы напряжения для небольших устройств, таких как телевизор, холодильник, микроволновая печь, до одного огромного устройства для всей бытовой техники.

В дополнение к своей основной функции стабилизации, стабилизаторы текущего напряжения имеют множество полезных дополнительных функций, таких как защита от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, возможность запуска и остановки выхода, ручной / автоматический запуск, отключение напряжения, и т.п.

Стабилизаторы напряжения — это устройства с очень высокой энергоэффективностью (с КПД 95-98%). Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 2 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения? — Его важность

Все электрические / электронные устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью при стандартном напряжении питания, известном как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от заданного безопасного рабочего предела рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического / электронного устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем входное напряжение, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию к колебаниям, что приводит к постоянно меняющимся входным напряжениям. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис.2 — Проблемы, связанные с колебаниями напряжения

Помните, нет ничего важнее для электрического / электронного устройства, чем фильтрованная, защищенная и стабильная подача питания.Правильный и стабильный источник напряжения очень необходим для того, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который гарантирует, что устройство получит желаемое и стабилизированное напряжение независимо от того, насколько велики колебания. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для всех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от этих непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и шума, присутствующих в источнике питания.

Как и ИБП, стабилизаторы напряжения также используются для защиты электрического и электронного оборудования.Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Колебания напряжения могут быть вызваны различными причинами, такими как электрические неисправности, неисправная проводка, молнии, короткие замыкания и т. Д. Эти колебания могут иметь форму повышенного или пониженного напряжения.

Влияние постоянного / повторяющегося перенапряжения на бытовую технику

• Это может привести к необратимому повреждению подключенного устройства.
• Это может вызвать повреждение изоляции обмотки.
• Это может привести к ненужному прерыванию нагрузки
• Это может привести к перегреву кабеля или устройства.
• Это может снизить срок службы устройства.

Влияние постоянного / повторяющегося пониженного напряжения на бытовую технику

• Это может привести к неисправности оборудования.
• Это может привести к низкой эффективности устройства.
• В некоторых случаях устройству может потребоваться дополнительное время для выполнения той же функции.
• Это может снизить производительность устройства.
• Это может привести к тому, что устройство будет потреблять большие токи, что в дальнейшем может вызвать перегрев.

Как работает стабилизатор напряжения? — Принцип работы понижающего и повышающего режима

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций: i.е. Функция Buck и Boost. Функция понижающего и повышающего напряжения — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения при повышенном напряжении и в условиях пониженного напряжения. Эта функция понижения и повышения может выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

Рис. 3 — Основная функция стабилизатора напряжения

В условиях перенапряжения функция понижающего напряжения обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения.Точно так же в условиях пониженного напряжения функция Boost увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом состоит в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает добавление или вычитание напряжения из первичного источника напряжения. Для выполнения этой функции в стабилизаторах напряжения используется трансформатор, который подключается к переключающим реле в различных требуемых конфигурациях. В некоторых стабилизаторах напряжения используется трансформатор, имеющий различные ответвления на обмотке для обеспечения различных корректировок напряжения, в то время как несколько стабилизаторов напряжения (например, серво стабилизатор напряжения) содержат автотрансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работают функции понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

Для лучшего понимания обеих концепций мы разделим их на отдельные функции.

Понижающая функция в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 — Принципиальная схема понижающей функции в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в «понижающем» режиме. В функции Buck полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной катушек.

Рис.5 — Вычитание напряжения в понижающей функции стабилизатора напряжения

В стабилизаторе напряжения имеется переключающая цепь. Каждый раз, когда он обнаруживает перенапряжение в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную / автоматически переключается в конфигурацию «понижающего» режима с помощью переключателей / реле.

Функция повышения в стабилизаторе напряжения

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения в стабилизаторе напряжения

На рисунке выше показано подключение трансформатора в режиме «Boost».В функции Boost полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом сложения напряжения первичной и вторичной катушек.

Рис.7 — Сумма напряжения в функции повышения стабилизатора напряжения

Как конфигурация Buck и Boost работает автоматически?

Вот пример стабилизатора напряжения ступени 02. В этом стабилизаторе напряжения используются реле 02 (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного источника питания переменного тока для нагрузки во время повышенного и пониженного напряжения.

Рис. 8 — Принципиальная электрическая схема для автоматической функции понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

На принципиальной схеме двухступенчатого стабилизатора напряжения (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения понижающей и повышающей конфигураций при различных условиях колебания напряжения, то есть при повышенном и пониженном напряжении. Например — Предположим, что вход переменного тока — 230 В переменного тока, а требуемый выход — также постоянный 230 В переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 Вольт понижающая и повышающая стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное желаемое напряжение (230 вольт) в диапазоне от 205 вольт (пониженное напряжение) до 255 вольт (повышенное напряжение) входного источника переменного тока. .

В стабилизаторах напряжения, в которых используются ответвительные трансформаторы, точки ответвления выбираются на основе требуемой величины напряжения для понижения или повышения. В этом случае у нас есть разные диапазоны напряжения на выбор. Принимая во внимание, что в стабилизаторах напряжения, которые используют автотрансформаторы, серводвигатели вместе со скользящими контактами используются для получения необходимого количества напряжения для понижения или повышения. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились стабилизаторы напряжения с ручным управлением / переключателем.В стабилизаторах этого типа используются электромеханические реле для выбора желаемого напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы, и стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился стабилизатор напряжения на основе сервопривода, который способен непрерывно стабилизировать напряжение без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на базе микросхем / микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно условно разделить на три типа.Их:

• Релейные стабилизаторы напряжения
• Стабилизаторы напряжения на сервоприводах
• Стабилизаторы статического напряжения

Релейные стабилизаторы напряжения

В стабилизаторах напряжения релейного типа напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичного трансформатора (ов) в различных конфигурациях для достижения функции Buck & Boost.

Как работает стабилизатор напряжения релейного типа?

Фиг.9 — Внутренний вид стабилизатора напряжения релейного типа

На рисунке выше показано, как стабилизатор напряжения релейного типа выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, блок микроконтроллера и другие вспомогательные компоненты.

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного напряжения сверх эталонного значения, он переключает соответствующее реле для подключения необходимого ответвления для функции понижения / повышения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания на уровне ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Использование / преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа

Этот стабилизатор в основном используется для приборов / оборудования малой мощности в жилых / коммерческих / промышленных целях.

• Стоят дешевле.
• Они компактны по размеру.

Ограничения стабилизаторов напряжения релейного типа

• Их реакция на колебания напряжения немного медленная по сравнению с другими типами стабилизаторов напряжения
• Они менее долговечны
• Они менее надежны
• Они не могут выдерживать скачки высокого напряжения, так как их предел устойчивости к колебаниям меньше.
• При стабилизации напряжения, изменение тракта питания может привести к незначительному прерыванию подачи питания.

Стабилизаторы напряжения на сервоприводах

В стабилизаторах напряжения на основе сервопривода регулировка напряжения осуществляется с помощью серводвигателя. Они также известны как сервостабилизаторы. Это системы с замкнутым контуром.

Как работает стабилизатор напряжения на основе сервопривода?

В системе с замкнутым контуром отрицательная обратная связь (также известная как подача ошибок) гарантируется с выхода, чтобы система могла гарантировать, что желаемый выход был достигнут.Это делается путем сравнения выходных и входных сигналов. Если в случае, если желаемый выход больше / ниже требуемого значения, то сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение) будет получен регулятором источника входного сигнала. Затем этот регулятор снова будет генерировать сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подавать его на исполнительные механизмы, чтобы привести выход к точному значению.

Благодаря свойству замкнутого контура, стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов используются в устройствах / оборудовании, которые очень чувствительны и нуждаются в точном входном источнике питания (± 01%) для выполнения предполагаемых функций.

Рис.10 — Внутренний вид серво стабилизатора напряжения

На рисунке выше показано, как стабилизатор напряжения на сервоприводе выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, понижающий и повышающий трансформатор, двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора (ответвлений) подключен к фиксированному ответвлению автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединен с подвижным рычагом, который управляется серводвигателем.Один конец вторичной катушки понижающего и повышающего трансформатора подключен к входному источнику питания, а другой конец — к выходу стабилизатора напряжения.

Рис. 11- Принципиальная схема стабилизатора напряжения с сервоприводом

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного напряжения сверх эталонного значения, он запускает двигатель, который далее перемещает плечо на автотрансформаторе.

По мере движения плеча автотрансформатора входное напряжение первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора изменяется на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться до тех пор, пока разница между значением опорного напряжения и выходным сигналом стабилизатора не станет равной нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Сегодняшние стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов поставляются со схемой управления на основе микроконтроллера / микропроцессора, чтобы обеспечить интеллектуальное управление для пользователей.

Различные типы стабилизаторов напряжения с сервоприводом

Существуют различные типы стабилизаторов напряжения на основе сервоприводов: —

Однофазные стабилизаторы напряжения на сервоприводе

В однофазных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к регулируемому трансформатору.

Трехфазные стабилизаторы напряжения сбалансированного типа с сервоприводом

В трехфазных стабилизаторах напряжения сбалансированного типа с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к автотрансформатору 03 и общей цепи управления. Мощность автотрансформаторов варьируется для достижения стабилизации.

Трехфазные стабилизаторы напряжения несимметричного типа с сервоприводом

В трехфазных несимметричных серво стабилизаторах напряжения стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и 03 независимым цепям управления (по одной на каждый автотрансформатор).

Рис. 12 — Внутренний вид трехфазных несимметричных стабилизаторов напряжения с сервоприводом

Использование / преимущества стабилизатора напряжения с сервоприводом

• Они быстро реагируют на колебания напряжения.
• Они обладают высокой точностью стабилизации напряжения.
• Они очень надежные
• Они выдерживают скачки высокого напряжения.

Ограничения стабилизатора напряжения на сервоприводе

• Они нуждаются в периодическом обслуживании.
• Чтобы устранить ошибку, серводвигатель необходимо выровнять. Для регулировки серводвигателя нужны умелые руки.

Стабилизаторы статического напряжения

Рис.13 — Стабилизаторы статического напряжения

Выпрямитель статического напряжения

не имеет движущихся частей, как в случае стабилизаторов напряжения на базе сервопривода. Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения. Эти стабилизаторы статического напряжения имеют очень высокую точность, а стабилизация напряжения находится в пределах ± 1%.

Стабилизатор статического напряжения содержит понижающий и повышающий трансформатор, силовой преобразователь на биполярном транзисторе с изолированным затвором (IGBT), микроконтроллер, микропроцессор и другие важные компоненты.

Рис.14 — Внутренний вид стабилизатора статического напряжения

Как работает стабилизатор статического напряжения?

Микроконтроллер / микропроцессор

управляет преобразователем мощности IGBT, чтобы генерировать требуемый уровень напряжения, используя метод «широтно-импульсной модуляции».В методе «широтно-импульсной модуляции» в импульсных преобразователях мощности используется силовой полупроводниковый переключатель (например, MOSFET) для управления трансформатором с заданным выходным напряжением. Это генерируемое напряжение затем подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Преобразователь мощности IGBT также контролирует фазу напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть синфазным или сдвинутым по фазе на 180 градусов по отношению к входному источнику питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, нужно ли добавлять или вычитать напряжение в зависимости от повышения или понижения уровня входного источника питания.

Рис.15 — Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он отправляет сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, подобное разнице напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Это генерируемое напряжение синфазно с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора.Поскольку вторичная катушка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, наведенное во вторичной катушке напряжение будет добавлено к входному источнику питания. Таким образом, на нагрузку будет подаваться стабилизированное повышенное напряжение.

Аналогичным образом, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он отправляет сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, подобное разнице напряжений, на которую уменьшился входной источник питания.Но на этот раз генерируемое напряжение будет сдвинуто по фазе на 180 градусов по отношению к входному источнику питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Поскольку вторичная катушка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, напряжение, наведенное во вторичной катушке, теперь будет вычитаться из входного источника питания. Таким образом, на нагрузку будет подаваться стабилизированное пониженное напряжение.

Использование / преимущества статических стабилизаторов напряжения

• Они очень компактны по размеру.
• Они очень быстро реагируют на колебания напряжения.
• Обладают очень высокой точностью стабилизации напряжения.
• Поскольку движущаяся часть отсутствует, обслуживание практически не требуется.
• Они очень надежны.
• Их КПД очень высок.

Ограничения статического стабилизатора напряжения

Дороже по сравнению с аналогами

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Хорошо.. оба звучат одинаково. Оба они выполняют одну и ту же функцию стабилизации напряжения. Однако то, как они это делают, приносит разницу. Основное функциональное отличие стабилизатора напряжения от регулятора напряжения:

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений входящего напряжения. А

Регулятор напряжения

— это устройство, которое подает на выход постоянное напряжение без каких-либо изменений тока нагрузки.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для дома? Руководство по покупке

При покупке стабилизатора напряжения необходимо учитывать различные факторы.В противном случае вы можете столкнуться со стабилизатором напряжения, который может работать хуже или лучше. Чрезмерное выполнение не повредит, но это будет стоить вам дополнительных долларов. Так почему бы не выбрать такой стабилизатор напряжения, который удовлетворит все ваши требования и сэкономит ваш карман.

Различные факторы, которые играют важную роль при выборе стабилизатора напряжения

Различные факторы, которые играют жизненно важную роль и требуют рассмотрения перед выбором стабилизатора напряжения: —

• Требуемая мощность прибора (или группы приборов)
• Тип прибора
• Уровень колебаний напряжения в вашем районе
• Тип стабилизатора напряжения
• Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
• Отключение при повышении / понижении напряжения
• Тип стабилизации / цепи управления
• Тип крепления стабилизатора напряжения

Пошаговое руководство по выбору / покупке стабилизатора напряжения для вашего дома

Вот основные шаги, которые вы должны выполнить, чтобы выбрать лучший выпрямитель напряжения для вашего дома: —

• Проверьте номинальную мощность устройства, для которой требуется стабилизатор напряжения.Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или паспортной таблички. Это будет в киловаттах (кВт). Обычно номинальная мощность стабилизатора напряжения указывается в кВА. Преобразуйте его в киловатт (кВт).

(кВт = кВА x коэффициент мощности)

• Рассмотрите возможность сохранения дополнительного запаса в 25–30% от номинальной мощности стабилизатора. Это даст вам дополнительную возможность добавить любое устройство в будущем.
• Проверьте предел допуска колебания напряжения. Если это соответствует вашим потребностям, вы готовы пойти дальше.
• Проверьте требования к монтажу и размер, который вам нужен.
• Вы можете запросить и сравнить дополнительные функции в одном ценовом диапазоне от разных производителей и моделей.

Практический пример для лучшего понимания

Предположим, вам нужен стабилизатор напряжения для вашего телевизора. Предположим, что мощность вашего телевизора составляет 1 кВА. Добавочная наценка 30% на 1 кВА составляет 300 Вт. Добавив и то, и другое, вы можете подумать о покупке стабилизатора напряжения 1,3 кВт (1300 Вт) для вашего телевизора.

Надеюсь, статья получилась информативной. Продолжайте учиться.
Прочтите о том, как выбрать батарею — метод и краткосрочные / долгосрочные требования к питанию.

Ратна имеет степень бакалавра компьютерных наук и опыт работы в сфере информационных технологий для мэйнфреймов в Великобритании. Она также является активным веб-дизайнером. Она является автором, редактором и основным партнером Electricalfundablog.

Анализ электрической схемы стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — это схема источника питания или блок питания, который может автоматически регулировать выходное напряжение.Его функция заключается в стабилизации напряжения источника питания, которое сильно колеблется и не соответствует требованиям электрического оборудования в пределах установленного диапазона значений. Стабилизатор напряжения предназначен для обеспечения нормальной работы различных цепей или электрического оборудования при номинальном рабочем напряжении.

Крупногабаритные стабилизаторы напряжения в десятки и даже сотни киловатт используются для обеспечения рабочей мощности крупномасштабного экспериментального оборудования. Существуют также небольшие стабилизаторы переменного напряжения мощностью от нескольких ватт до нескольких киловатт, обеспечивающие качественное питание небольших лабораторий или бытовой техники.

В самом начале стабилизатор напряжения стабилизировал напряжение по биению реле. Когда напряжение в сети колеблется, активируется схема автоматической коррекции стабилизатора напряжения, чтобы активировать внутреннее реле и заставить выходное напряжение оставаться близким к установленному значению. Преимущество этой схемы состоит в том, что схема проста, но недостатком является то, что точность регулирования напряжения невысока, и каждое биение и смещение реле вызовут мгновенное прерывание источника питания и искровые помехи.

Это вызовет серьезные помехи при чтении и записи компьютерного оборудования, а также может вызвать неправильные сигналы в компьютере. В тяжелых случаях жесткий диск будет поврежден.

Современные высококачественные малые стабилизаторы напряжения в основном используют метод угольных щеток с приводом от двигателя для стабилизации напряжения. Этот тип стабилизатора напряжения имеет небольшие помехи для электрического оборудования, а точность регулирования напряжения относительно высока. Это продукт без искажения формы волны.

Анализ принципиальной схемы стабилизатора напряжения

Схема стабилизации напряжения источника питания состоит из силового трансформатора T3, выпрямительных диодов VDl-VD4, конденсатора фильтра Cl-C3 и трехконтактных интегральных схем стабилизации напряжения IC1 и IC2.

Схема сравнения входов состоит из резистора Rl, потенциометра RPl-RP9, конденсатора C6-Cl4 и Nl-Ng внутри интегральной схемы операционного усилителя lC3-1C5.

Цепь управления кодом состоит из интегральной схемы без затвора IC6-1C8, интегральной схемы затвора и без затвора IC9, глянцевого диода IC10 VD8-VDl5, резистора R4-R11, конденсатора Cl5-C22.

Выходная цепь компенсации состоит из интегральных схем электронного переключателя ICl (Sl-S4), IC17 (S5-S8), тиристоров VTl-VT8, главного компенсационного трансформатора Tl, вспомогательного компенсационного трансформатора T2, контактора переменного тока KM, вольтметра PV и амперметра. PA.

Схема защиты от перенапряжения / пониженного напряжения состоит из незатворного D9 в IC7, диодов VD5-VD7, резисторов R2, R3, транзистора V и реле K.

Относительно простой стабилизатор напряжения 220 В переменного тока может использовать электронное обнаружение и механическую регулировку.Сравнивая понижающее и выпрямленное напряжение постоянного тока 220 В со стандартным напряжением, полученным интегральной схемой стабилизатора напряжения, можно обнаружить, что при низком напряжении источника питания 220 В выпрямленное выходное напряжение постоянного тока относительно низкое по сравнению со стандартным. Напряжение. Если схема триодного переключателя приводится в действие для срабатывания реле, контакт реле заставляет регулирующий двигатель вращаться вперед. Затем однофазный трансформатор регулирования напряжения, приводимый в действие регулирующим двигателем, увеличивает напряжение источника питания до тех пор, пока разница между выходным напряжением постоянного тока схемы обнаружения и стандартным напряжением не станет меньше, чем напряжение проводимости схемы переключения.Реле отпускается, и наддув закончен. Если 220 В слишком высокое, должна быть включена соответствующая цепь переключателя, чтобы двигатель регулирования реверсировал и понижал скорость.

Этот метод предназначен в основном для обнаружения цепи управления приводом. Используя различные регуляторы мощности или трансформаторы, можно просто изменить мощность регулятора. Однако точность этого метода стабилизации напряжения невысока и может достигать примерно 5%.

T1 — понижающий трансформатор переменного тока.Если вы хотите снизить напряжение 220 В переменного тока до более низкого напряжения, для этого выходного линейно регулируемого источника питания 12 В достаточно установить вторичное напряжение T1 на 14 В ~ 15 В.

Выпрямительный мост, состоящий из D1, D2, D3 и D4, может преобразовывать выходное переменное напряжение вторичной обмотки T1 в однонаправленное пульсирующее напряжение.

C1 и C2 — конденсаторы входного фильтра, которые могут преобразовывать однонаправленное пульсирующее напряжение в напряжение постоянного тока с небольшой пульсацией. Помимо пульсаций, это постоянное напряжение также будет изменяться с колебаниями напряжения сети, которое нестабильно.

C3 и C4 являются конденсаторами выходного фильтра, их основная функция — подавлять автоколебания, которые может создавать 7812, чтобы обеспечить его нормальную работу.

Введение в стабилизатор напряжения — Utmel

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое стабилизирует выходное напряжение. Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки стабилизатора напряжения.Соотношение витков катушки автоматически регулируется для поддержания стабильного выходного напряжения.

I Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — устройство, стабилизирующее выходное напряжение. Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки стабилизатора напряжения.Соотношение витков катушки автоматически регулируется для поддержания стабильного выходного напряжения.

Помимо основного, вас может заинтересовать это:

Проверка автоматического стабилизатора напряжения

Каталог

II Принцип работы стабилизатора напряжения

Поскольку некоторые электроприборы содержат компоненты катушек, вихревые токи, препятствующие току, будут генерироваться на начальной стадии подачи питания.Вихревые токи не только ослабят мгновенное напряжение при запуске прибора, что приведет к медленному запуску, но также усилит мгновенное напряжение, генерируемое после разрыва цепи, что может вызвать искру, которая повредит цепь. В это время необходим регулятор напряжения для защиты нормальной работы схемы.

Стабилизатор напряжения состоит из схемы регулирования напряжения , схемы управления и серводвигателя .При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки регулятора напряжения. Автоматически регулируя соотношение витков катушки, мы можем поддерживать стабильное выходное напряжение. Регулятор напряжения большей емкости также работает по принципу компенсации напряжения.

III Технические параметры стабилизатора напряжения

1. Диапазон адаптации входного напряжения

Стандарт IEC гласит, что входное напряжение изменяется в пределах ± 20 от номинального значения.Если значение превышает диапазон, автоматически включается звуковая и световая сигнализация, и выходное напряжение не может быть стабилизировано в пределах необходимого диапазона.

2. Коэффициент стабилизации выходного напряжения

Это эффект изменения входного напряжения, вызванный изменением выходного. При номинальной нагрузке отрегулируйте входное напряжение от номинального значения до верхнего предела и нижнего предела в соответствии с диапазоном источника напряжения, затем измерьте максимальное изменение выходного напряжения (±).

Чем меньше значение, тем лучше. Это важный показатель для измерения характеристик стабилизатора переменного напряжения.

3. Норма регулирования нагрузки.

Это эффект изменения выходной мощности, вызванный изменением нагрузки. Измените ток нагрузки и измерьте изменение выходного напряжения (±). Чем меньше значение, тем лучше. Это также важный показатель для измерения производительности регулятора переменного тока.

4. Относительная гармоника выходного напряжения

Его также называют Искажение выходного напряжения , обычно выражаемое в THD, которое представляет собой отношение общего действующего значения содержания гармоник к действующему значению основной волны.Когда нагрузка номинальная и искажение входного напряжения соответствует базовым условиям (обычно менее 3), измерьте искажение выходного напряжения, когда входное напряжение имеет наименьшее, номинальное и наибольшее значение, и возьмите максимальное значение. Чем меньше значение, тем лучше.

5. КПД

КПД регулятора напряжения отношение выходной активной мощности P0 к входной активной мощности Pi (в процентах),

6. Коэффициент мощности нагрузки

Емкость стабилизатора напряжения выражается в вольт-амперах (ВА) или киловольт-амперах (кВА).Помимо чисто резистивной нагрузки, существуют также индуктивные и емкостные нагрузки. Помимо активной мощности есть реактивная мощность. Этот показатель отражает способность регулятора переменного тока выдерживать индуктивные и емкостные нагрузки.

В обычных источниках питания, стабилизированных переменным током, коэффициент мощности нагрузки cosφ равен 0,8. Когда продукт составляет 1 кВт, максимальная выходная активная мощность (то есть способность выдерживать резистивную нагрузку) составляет 800 Вт. Если продукт составляет 1 кВт (cosφ все еще равен 0,8), выходная активная мощность составляет 1 кВт, а выходная мощность S = 1000/0.8 = 1250 ВА в это время. Когда значение коэффициента мощности нагрузки невелико, это означает, что оборудование источника питания имеет сильную способность адаптироваться к реактивным нагрузкам.

7. Прочие параметры

Другие параметры стабилизатора переменного напряжения включают выходную мощность, входную частоту, влияние частоты источника, случайное отклонение (временной дрейф), входную мощность без нагрузки, коэффициент мощности источника (это значение отличается от коэффициента мощности нагрузки. тем лучше, максимум 1), относительная гармоническая составляющая тока источника, звуковой шум и т. д., трехфазный источник питания переменного тока, несимметрия трехфазного выходного напряжения и т. д.

IV Типы стабилизаторов напряжения

Имеются крупногабаритные стабилизаторы переменного напряжения мощностью от нескольких десятков до нескольких киловатт для масштабных экспериментов, промышленного и медицинского оборудования. Существуют также небольшие стабилизаторы переменного тока мощностью от нескольких ватт до нескольких киловатт, которые обеспечивают качественные источники питания для небольших лабораторий или бытовой техники.

В соответствии с различными выходными характеристиками стабилизатора напряжения, стабилизатор напряжения обычно делится на две категории: стабилизатор напряжения переменного тока (стабилизированный источник питания переменного тока) и стабилизатор напряжения постоянного тока (стабилизированный источник питания постоянного тока).Ниже рассматривается стабилизированный источник питания постоянного тока.

В зависимости от рабочего состояния трубки регулятора стабилизированный источник питания часто делится на две категории: линейный стабилизированный источник питания и импульсный стабилизированный источник питания. Также есть небольшой блок питания, в котором используется стабилизатор напряжения.

1.

Стабилизатор коммутируемого напряжения

Рисунок 1. Импульсный стабилизатор напряжения

Импульсный стабилизатор использует выходной каскад для многократного включения и выключения состояний и создания выходного напряжения с помощью компонентов накопителя энергии (конденсаторов и катушек индуктивности).Он регулирует время переключения в соответствии с образцом обратной связи выходного напряжения.

В регуляторе с фиксированной частотой синхронизация регулируется путем регулировки ширины импульса коммутируемого напряжения. Это так называемое управление ШИМ. В стробируемом генераторе или импульсном регуляторе ширина и частота переключающего импульса остаются постоянными, но включение или выключение выходного переключателя контролируется обратной связью.

В соответствии с расположением переключателей и компонентов накопителя энергии генерируемое выходное напряжение может быть больше или меньше входного напряжения, и для генерации нескольких выходных напряжений можно использовать регулятор напряжения.

В большинстве случаев при одинаковых требованиях к входному и выходному напряжению импульсные (понижающие) импульсные стабилизаторы более эффективны, чем линейные регуляторы для преобразования мощности. Тип компенсации — высокоточный регулируемый источник питания с компенсацией переменного тока (однофазный 0,5 кВА и выше, трехфазный 1,5 кВА и выше), имеет компенсационный трансформатор и выход 110 В.

2.

Параметр стабилизатора напряжения

LDO (регулятор с малым падением напряжения) — это разновидность линейного регулятора.В линейном регуляторе используется транзистор или полевой транзистор, работающий в его линейной области, чтобы вычесть избыточное напряжение из входного напряжения для получения регулируемого напряжения. Так называемое падение напряжения относится к минимальной разнице между входным напряжением и выходным напряжением, необходимой для поддержания выходного напряжения в пределах ± 100 мВ от его номинального значения.

LDO с положительным выходным напряжением обычно использует силовые транзисторы (также называемые передаточными устройствами) в качестве PNP. Этот тип транзистора допускает насыщение, поэтому регулятор может иметь очень низкое падение напряжения, обычно около 200 мВ.Для сравнения, падение напряжения традиционного линейного регулятора, использующего композитные силовые транзисторы NPN, составляет около 2 В. Отрицательный выход LDO использует NPN в качестве устройства передачи, и его режим работы аналогичен режиму работы устройства LDO PNP с положительным выходом.

В более новых разработках используются силовые КМОП-транзисторы, обеспечивающие наименьшее падение напряжения. При использовании CMOS единственное падение напряжения на регуляторе вызвано сопротивлением включения тока нагрузки источника питания. Если нагрузка небольшая, падение напряжения, создаваемое этим методом, составляет всего десятки милливольт.

3.

Стабилизатор напряжения для станка лазерной резки

Когда напряжение источника питания распределительной сети колеблется или изменяется нагрузка, он может автоматически обеспечивать стабильность выходного напряжения. Он должен иметь большую емкость, высокую эффективность, широкий диапазон регулирования напряжения, отсутствие дополнительных искажений формы сигнала и фазового сдвига, быстрое время деформации и стабильность. Кроме того, он также имеет совершенные функции защиты от аварийных сигналов, таких как короткое замыкание и механический отказ, а объем должен быть как можно более компактным и простым в использовании.

V Применение и функция стабилизатора напряжения

1.

Применение стабилизатора напряжения Стабилизаторы напряжения

могут найти широкое применение в: промышленных и горнодобывающих предприятиях, нефтяных месторождениях, железных дорогах, строительных площадках, школах, больницах, сообщениях и телекоммуникациях, гостиницах, электронных компьютерах, точных станках, компьютерной томографии (КТ), точных приборах, испытательных устройствах. научных исследований, освещения лифтов, импортного оборудования, производственных линий и других мест, где требуется стабильное напряжение питания .

Рисунок 2. Компьютерный стабилизатор напряжения

Он также подходит для пользователей в конце низковольтной распределительной сети, где напряжение источника питания слишком низкое или слишком высокое, а диапазон колебаний велик, то есть для электрического оборудования с большими колебаниями нагрузки. Мощный стабилизатор компенсирующей мощности можно подключать к тепловым, гидравлическим и малогабаритным генераторам.

2.

Функция стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — это схема источника питания или устройство источника питания, которое может автоматически регулировать выходное напряжение.Его функция заключается в стабилизации напряжения источника питания, которое сильно колеблется и не соответствует требованиям электрического оборудования в пределах установленного диапазона значений, так что различные схемы или электрические устройства могут нормально работать при номинальном рабочем напряжении.

Первоначальный регулятор мощности полагался на скачок реле для стабилизации напряжения. Когда напряжение в сети колеблется, активируется схема автоматической коррекции стабилизатора мощности, чтобы запустить внутреннее реле, заставляя выходное напряжение оставаться близким к установленному значению.Эта схема проста, но точность регулирования напряжения невысока, и каждый раз, когда реле прыгает и смещается, это вызывает мгновенное прерывание подачи питания, вызывая искровые помехи.

Это сильно мешает чтению и записи компьютерного оборудования, и очень легко вызвать неправильные сигналы на компьютере, а в серьезных случаях это приведет к повреждению жесткого диска.

В высококачественных малогабаритных стабилизаторах напряжения в основном используется двигатель для приведения в действие угольных щеток для стабилизации напряжения.Этот тип стабилизатора напряжения имеет мало помех для электрического оборудования и имеет относительно высокую точность стабилизации напряжения.

VI Меры предосторожности

1.

Ежедневное внимание

(1) Избегайте сильной вибрации и предотвращайте попадание агрессивных газов и жидкостей; предохранять от полива и помещать в проветриваемое и сухое место; не накрывайте тканью, чтобы затруднить вентиляцию и отвод тепла.

(2) Используйте трехконтактную розетку (с заземлением), и винт заземления на машине должен быть правильно заземлен, в противном случае при тестировании мы обнаружим, что корпус заряжен. Это нормальное явление, вызванное электричеством, индуцированным распределенной емкостью, и может быть устранено после подключения к заземляющему проводу.

Если в корпусе имеется серьезная утечка тока и измеренное сопротивление изоляции меньше 2 МОм, слой изоляции может быть влажным или цепь и корпус закорочены.Перед использованием следует выяснить причину и устранить неисправность.

(3) В стабилизаторе напряжения малой мощности 0,5–1,5 кВА используется предохранитель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания, а в стабилизаторе напряжения 2–40 кВА используется автоматический выключатель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания. Если предохранитель часто перегорает или автоматический выключатель часто срабатывает, проверьте, не слишком ли велик потребление электроэнергии.

(4) Когда выходное напряжение превышает значение защиты (значение защиты фазного напряжения установлено на заводе на 250 В ± 5 В), автоматически включается стабилизированный источник питания.Если выходное напряжение стабилизированного источника питания отключено, а индикатор перенапряжения все еще горит, пользователь должен немедленно выключить устройство и проверить сетевое напряжение или стабилизатор напряжения. Если стабилизатор напряжения автоматически отключается (с входом, но без выхода), проверьте, не превышает ли напряжение сети 280 В. Если оно ниже 280 В, проверьте, исправен ли регулятор. Используйте после выяснения причины.

(5) Если выходное напряжение стабилизатора напряжения сильно отличается от 220 В, отрегулируйте потенциометр на панели управления, пока выходное напряжение не станет нормальным (если входное напряжение не достигает диапазона регулирования напряжения, его нельзя регулировать. ).

(6) Когда сетевое напряжение часто находится на нижнем пределе (<150 В) или верхнем пределе (> 260 В) входного напряжения стабилизатора напряжения, предельный микровыключатель легко затрагивается, и возможен сбой управления. В это время регулятор напряжения не может регулировать напряжение или его можно только отрегулировать (или можно только отрегулировать), и сначала следует проверить микровыключатель.

(7) Пожалуйста, содержите внутреннюю часть машины в чистоте, пыль будет препятствовать вращению шестерни и влиять на точность выходного напряжения.Пожалуйста, очищайте и своевременно поддерживайте чистоту контактной поверхности змеевика. Когда угольная щетка сильно изношена, давление следует отрегулировать, чтобы избежать пробоя на контактной поверхности угольной щетки и катушки. Угольную щетку следует заменить, если ее длина меньше 2 мм. А когда плоскость катушки обожжена черным, следует ее отполировать мелкой наждачной бумагой.

(8) Входной конец 3-фазного стабилизатора напряжения должен быть подключен к нулевой линии , иначе стабилизатор напряжения не сможет нормально работать с нагрузкой, и стабилизатор напряжения и электрооборудование будут повреждены.Не используйте заземляющий провод для замены нейтрального провода (но нейтральный и заземляющий провода можно подключать параллельно), а нейтральный провод нельзя подключать к предохранителю.

Рисунок 3. Трехфазный стабилизатор напряжения

(9) Когда выходное напряжение регулятора ниже номинального напряжения (220 В или трехфазное 380 В), проверьте, не слишком ли низкое входное напряжение. Когда номинальное напряжение достигается без нагрузки, а выходное напряжение ниже номинального напряжения под нагрузкой, это происходит из-за того, что поверхность нагрузки входной линии слишком мала, или конец нагрузки превышает диапазон номинальной мощности регулятора, линейное напряжение падение слишком велико, когда используется нагрузка, а входное напряжение ниже, чем нижний предел диапазона регулировки регулятора, в это время вам следует заменить более толстый входной провод или увеличить емкость продукта.

(10) Когда одна нагрузка имеет большую мощность (например, кондиционер и т. Д.), Входная линия длинная, а поверхность нагрузки недостаточна, напряжение значительно снижается, когда нагрузка работает, и загрузка может быть затруднена. Когда нагрузка временно останавливается во время работы, в выходной момент произойдет сбой питания из-за перенапряжения. Если такое явление происходит, это не неисправность регулятора напряжения, и входная линия должна быть улучшена (линия должна быть утолщена, а длина входной линии должна быть сокращена как можно больше, чтобы уменьшить падение напряжения в линии) .

(11) Если выходное напряжение стабилизатора напряжения серьезно отклоняется от 220 В, проверьте

① находится ли входное напряжение в пределах диапазона стабилизации напряжения;

② сильно ли изношена шестерня мотора и является ли вращение гибким;

③ не поврежден ли концевой выключатель;

④ гладкая ли плоскость катушки;

⑤ не повреждена ли плата управления.

2. Вопросы безопасности

(1) При включении стабилизированного источника питания не разбирайте стабилизированный источник питания и не тяните входные и выходные линии стабилизированного источника питания по своему желанию, чтобы предотвратить поражение электрическим током или другие несчастные случаи, связанные с электробезопасностью.

(2) Входные и выходные линии стабилизированного источника питания должны быть расположены разумно, чтобы предотвратить вытаскивание и износ, которые могут привести к утечкам.

(3) Стабилизированный источник питания должен быть надежно заземлен, и пользователь несет ответственность за поражение электрическим током или травмы людей, вызванные работой с незаземленным проводом.

(4) Заземляющий провод стабилизированного электроснабжения нельзя подключать к объектам общего пользования, таким как трубопроводы отопления, водопроводы, газопроводы и т. Д., чтобы избежать нарушения прав третьих лиц или причинения вреда.

(5) Входные и выходные линии стабилизированного источника питания следует регулярно проверять, чтобы избежать ослабления или падения, что может повлиять на нормальное использование и безопасность стабилизированного источника питания.

(6) Выбор соединительного провода стабилизатора напряжения должен обеспечивать достаточную допустимую нагрузку по току.

(7) Со стабилизатором напряжения следует обращаться осторожно, чтобы избежать сильной вибрации при работе;

(8) Убедитесь, что пружина угольной щетки стабилизатора напряжения имеет достаточное давление, чтобы избежать пробоя на контактной поверхности угольной щетки и катушки;

(9) Непрофессионалы не могут разобрать или отремонтировать стабилизированный блок питания.

VII Анализ отказов

Отказ производительности: нет выхода, нет индикации напряжения или нет запуска
Анализ причин	Устранение неисправностей
Защита от повышенного или пониженного напряжения	Отрегулируйте внутренний регулируемый потенциометр выходного напряжения
Защита от смещения фаз и обрыва фазы	Произвольно поменять местами любые две фазы из трех
Основная плата управления сломана	Заменить
Выходной АС нарушен	Заменить

Отказ производительности: выходное напряжение ненормальное
Анализ причин	Устранение неисправностей
Это гомологичный регулятор	Заменить на шунтирующий регулятор
Превышен диапазон регулятора напряжения	Заменить регулятором напряжения широкого диапазона
Сломан концевой выключатель свинца	Заменить
Обрыв платы фазы	Заменить
Серводвигатель перегорел	Заменить

Выход из строя: не регламентирован
Анализ причин	Устранение неисправностей
Превышен диапазон регулятора напряжения	Замена регулятора широкого диапазона
Сломан концевой выключатель свинца	Заменить
Печатная плата сломана	Заменить
Серводвигатель перегорел	Заменить

Отказ работы: Неожиданное отключение во время работы
Анализ причин	Устранение неисправностей
Общая тормозная способность малая	Заменить воздушным выключателем соответствующей мощности
Воздушный выключатель сломан	Заменить
Мгновенно слишком высокое импульсное напряжение	Заменить на бесконтактный высокоточный стабилизатор напряжения

Отказ в работе: гудение внутри регулятора
Анализ причин	Устранение неисправностей
Перегрузка	Уменьшить количество подключенного оборудования
Внутри есть обломки	Убрать мусор

Отказ в работе: стабилизатор напряжения не может работать автоматически
Анализ причин	Устранение неисправностей
Автоматический кнопочный переключатель не включен	Заменить
Неисправность платы	Заменить

Отказ в работе: ненормальное напряжение на панели пресса (регулятор мощности не имеет этой функции)
Анализ причин	Устранение неисправностей
Серводвигатель перегорел	Заменить
Сломан концевой выключатель свинца	Заменить
Печатная плата перегорела	Заменить
Ручки ручного и автоматического управления не повернуты в ручную	Открыта для руководства

Дружественное напоминание: Если стабилизатор напряжения выходит из строя, и вы не можете с этим справиться или прекратите подавать питание на внутреннее оборудование, обратитесь в профессиональную компанию.

Рекомендуемые статьи:

Мультивибратор: схемы, типы и применение

Драйвер светодиода: функции, типы и применение

Что такое цифровая интегральная схема и как ее использовать?

Введение в фотонные интегральные схемы и технологию PIC

Схемы стабилизаторов тока для мощных светодиодов. Изготовление простого стабилизатора тока и напряжения.Драйвер светодиодов

Существует неправильное мнение, что для светодиода важным индикатором является напряжение питания. Однако это не так. Для его правильной работы необходим постоянный ток потребления (ипотр.), Который обычно бывает в районе 20 миллиампер. Значения номинального тока за счет светодиодной конструкции, эффективности теплоотвода.

Но величина падения напряжения в основном определяется материалом полупроводника, из которого изготовлен светодиод, может достигать 1.От 8 до 3,5 В.

Отсюда следует, что это как раз стабилизатор тока для светодиода нормальной работы. В этой статье рассмотрим стабилизатор тока на LM317 для светодиодов .

Стабилизатор тока для светодиодов — Описание

Конечно, самый простой способ ограничить ипотр. Для светодиода есть. Но следует отметить, что этот способ малоэффективен из-за больших потерь энергии, и подходит только для слаботочных светодиодов.

Формула расчета необходимого сопротивления: Rd = (Упит.-Упад.) / Ipotre.

Пример: Упит. = 12В; Упад. на светодиоде = 1,5В; Ипотр. Сотовость = 0,02А. Необходимо рассчитать сопротивление РД.

В нашем случае РД = (12,5В-1,5В) / 0,02А = 550 Ом.

Но еще раз повторюсь, такой способ стабилизации подходит только для маломощных светодиодов.

Следующий вариант Стабилизатор ТКА Практичнее. На следующей схеме LM317 ограничивает iPotr. Светодиод, который устанавливается сопротивлением R.

Для стабильной работы на LM317 входное напряжение должно превышать напряжение питания светодиода на 2-4 вольта. Диапазон ограничения выходного тока составляет 0,01 … 1,5 А при выходном напряжении до 35 вольт.

Формула для расчета сопротивления резистора R: R = 1,25 / IPOTR.

Пример: для светодиода с iPotre. 200мА, R = 1,25 / 0, 2а = 6,25 Ом.

Калькулятор стабилизатора тока на LM317

Чтобы рассчитать сопротивление и мощность резистора, просто введите требуемый ток.

Описание нюансов сборки стабилизатора напряжения 12 вольт на машину, список необходимых запчастей, 3 схемы. + Тест для самотестирования. Мы занимаемся 5 основными вопросами по этой теме и 3 основными припоями для плат.

ТЕСТ:

Чтобы понять, достаточно ли у вас информации о автомобильных стабилизаторах, вам следует пройти небольшой тест:

1. Зачем устанавливать на свой автомобиль стабилизатор на 12 вольт? А) автомобильная сеть дает непостоянное напряжение. Это зависит от степени зарядки аккумулятора.Напряжение колеблется в пределах 11,5 — 14,5 вольт. Но для светодиодных ламп требуется всего 12 вольт. Запитать нужное напряжение и поставить ЦЗ.
   б) Светодиодные лампы работают от 18 вольт. Чтобы они функционировали при подключении на автомобиле, приходится давать дополнительную нагрузку через стабилизатор.
2. Почему светодиодные лампы часто перегорают без стабилизатора? А) основная причина — некачественный производитель светодиодов.
   б) Из-за скачкообразного напряжения на них.
3. В каком случае к стабилизатору дополнительно подключают алюминиевый радиатор? А) Если на автомобиле установлено более 10 светодиодов.
   б) при установке на станке светодиодных ламп разного цвета.
4. Как подключаются светодиоды? А) 3 светодиода подключаются последовательно к резистору, а после собранного комплекта параллельно подключаются следующие светодиоды.
   б) 3 светодиода подключаются параллельно резистору, а затем в собранный набор последовательно подключаются следующие светодиоды.

Ответы:

1. а) В зависимости от степени заряда АКБ на светодиодные лампы будет действовать колебательное напряжение — от 11.5 до 14,5. Именно поэтому его подключают к лампам для получения постоянного напряжения, равного 12 вольт (такой индикатор нужен светодиодам).
2. б) Светодиоды не рассчитаны на скачки напряжения, которые идут от АКБ, поэтому без стабилизатора скоро сгорают.
3. а) Если на автомобиле установлено более 10 светодиодов, желательно оснастить схему алюминиевым радиатором.
4. б) Сначала к резистору последовательно подключаются 3 светодиода, а после берут новую заминку и уже параллельно соединяют между собой.

Автовладельцы часто устанавливают на свой автомобиль светодиодную подсветку. Но лампочки часто выходят из строя, и вся созданная красота тут же вспыхивает. Объясняется это тем, что светодиодные лампочки работают некорректно, если их просто подключить к электрической сети. Для них необходимо использовать специальные стабилизаторы. Только в этом случае лампы будут защищены от перепадов напряжения, перегрева, повреждения важных узлов. Чтобы установить стабилизатор напряжения на свой автомобиль, вам необходимо подробно разобраться в этом вопросе и изучить простую схему, которая будет собрана своими руками.

Определение: CH 12 вольт для автомобиля — небольшое устройство, предназначенное для очистки чрезмерного автомобильного напряжения, идущего от аккумулятора. В результате подключенные светодиодные лампы получаются постоянной нагрузкой в ​​12 вольт.

Подбор стабилизатора 12 В

Бортовая сеть автомобиля обеспечивает питание от 13 В, но для работы светодиодов нужно всего 12 В. Поэтому необходимо установить стабилизатор напряжения, который будет обеспечивать 12 В.

Установив такое оборудование для обеспечения нормальных условий работы светодиодного освещения, которое долгое время не выйдет из строя.Выбирая стабилизаторы, автомобилисты сталкиваются с проблемами, ведь конструкций очень много, и работают они по-разному.

Выбирает стабилизатор, который:

1. Он будет нормально работать.
2. Обеспечивают надежную защиту и безопасность светотехники.

Стабилизатор напряжения простой 12 своими руками

Если есть даже небольшие навыки сборки электрической схемы, то стабилизатор напряжения приобретается по желанию в готовом виде.На изготовление самодельного устройства Человек потратит 50 рублей и меньше, готовая модель стоит несколько дороже. Нет смысла переплачивать, ведь в результате получается качественный аппарат, отвечающий всем необходимым требованиям.

Самый простой, но функциональный стабилизатор можно сделать своими руками без особых усилий. Импульсный прибор собрать очень сложно, особенно новичку, а потому стоит рассмотреть на нем линейные стабилизаторы и любительские схемы.

Самый простой стабилизатор напряжения 12 вольт собран из схемы (готов), как и сопротивление резистора.Желательно использовать микросхему LM317. Все элементы будут прикреплены к перфорированной панели или универсальной печатной плате. Если правильно собрать прибор и подключить к автомобилю, можно обеспечить хорошее освещение — лампочки перестанут мигать.

Перечень деталей CH 12 V

Чтобы сделать стабилизатор напряжения своими руками, следует найти или купить следующие детали:

1. Доска — 35 на 20 мм.
Микросхема
2. LD 1084.
3. Диодный мост RS407.Если этого нет, выбираем любой маленький диод, предназначенный для обратного тока.
4. Блок питания с транзистором и двумя сопротивлениями. Это оборудование нужно для того, чтобы выключить торец при включении ближнего или дальнего света.

Три светодиода необходимо преобразовать в токоограничивающий резистор, регулирующий электричество. Этот набор после того, как он должен быть подключен к следующему набору лампочек.

Как сделать стабилизатор напряжения на 12 вольт для светодиодов в машине на микросхеме L7812

Для сборки качественного стабилизатора напряжения можно использовать трехконтактный стабилизатор постоянного тока, выпускаемый в серии L7812.Это устройство позволит не только отделить этикетки в автомобиле, но и целую ленту из светодиодов.

L7812.

Компоненты:

Микросхема

1. L7812.
2. Конденсатор 330 MKF 16 В.
3. Конденсатор 100 мкФ 16 В.
4. Выпрямительный диод на 1 ампер. Вы можете использовать 1N4001 или диод Шоттки.
5. Термоусадочная на 3 мм.
6. Электропроводка соединительная.

Порядок сборки:

1. Немного укоротить одну ножку стабилизатора.
2. Используйте припой.
3. Добавить диод в короткую ножку, а после и конденсаторы.
4. Накладываем термоусадку на проводку.
5. Занимаемся коммутацией проводов.
6. Носим термоусадочную пленку, прессуем строительным феном или зажигалкой. Важно не переставлять и не растапливать термоусадку.
7. На входе с левой стороны подаем питание, справа будет выводиться светодиодная лента.
8. Проводим тест — включаем освещение.Лента должна загореться, теперь ее работа увеличится.

Так стабилизатор напряжения 22В своими руками.

Схема стабилизатора напряжения 12 вольт для светодиодов в авторучках на базе LM2940CT-12.0

Также для сборки качественного стабилизатора напряжения используется схема LM2940CT-12.0. В качестве корпуса мы используем абсолютно любой материал, кроме дерева. Если в автомобиле планируется установить более 10 светодиодных ламп, то алюминиевый радиатор желательно прикрепить к стабилизатору.

Возможно, у кого-то уже был опыт работы с таким оборудованием, и они скажут, что нет необходимости использовать дополнительные детали — напрямую подключайте светодиоды и получайте удовольствие от работы. Так поступить можно, но в этом случае лампочки будут постоянно находиться в неблагоприятных условиях, а значит, скоро сгорят.

Достоинства всех перечисленных выше схем стабилизатора напряжения — простота сборки. Чтобы собрать стабилизатор, не нужно обладать какими-то специальными навыками и навыками.Но если представленные картинки только вызывают недоумение, то не пытайтесь собрать схему своими руками.

Еще важно знать 3 нюанса, как собрать стабилизатор напряжения 12 вольт своими руками

Светодиоды

и
1. желательно подключать через стабилизатор тока. Таким образом удастся уравновесить колебания электрической сети, а владелец автомобиля не будет беспокоиться о сбрасывании тока.
2. Также необходимо соблюдать требования к питанию, потому что, таким образом, его собственный самосборный стабилизатор может быть правильно настроен под электрическую сеть.
3. Желательно собрать такой агрегат, который обеспечит достойную устойчивость, надежность и устойчивость — стабилизатор должен продержаться долгие годы. Именно поэтому не обязательно дешеветь на комплектующие — приобретайте в хороших магазинах электронику.

Как избежать 3х ошибок при пайке схем

1. Перед началом всех работ по штырю обязательно подберем наиболее подходящий паяльный аппарат для сборки микросхемы. Старый, который лежит дома или в гараже, подойдет только опытным людям, новенький испортит плату, не справился с мощностью.Наиболее подходящий диапазон напряжений для подключения платы и проводки — 15-30 Вт. Большой мощности не используем, иначе сгорит плата и придется начинать все сначала, с новинки.
2. Перед тем, как приступить к подключению соединений пайкой, убедитесь, что схема хорошо очищена. Для качественной обработки используется простой состав — смешивается любое мыло с чистой водой. После чистой салфетки вырисовался приготовленный раствор и доска очень качественная по всей поверхности.Если на металле остались места мыла, то протираем их аккуратной сухой тканью. На досках часто бывают довольно плотные отложения. Чтобы избавиться от них, придется отправиться в магазин с электрооборудованием и купить специальный очищающий состав. Продавцы подскажут все необходимое. Обработайте до появления блеска легкого металла.
3. Контакты на плате У нас в правильной последовательности — для начала работаем с маленькими резисторами, а потом переходим к большим деталям. Если сначала скрепить все основные детали, то мелкие детали будет очень неудобно прикреплять — большие детали помешают.

Не пренебрегайте советами. Они создадут более качественный состав, что означает долговечность стабилизатора.

Паяльник Top 3 для плат

Чтобы упростить себе работу на шипе стабилизатора, желательно купить качественный паяльник. В магазинах есть агрегаты хороших и проверенных производителей, на которые стоит обратить внимание:

1. ERSA — немецкая компания. Товар очень хороший и надежный, но дорогой, а потому для дома по карману далеко не каждому.
2. Китайская фирма Quick. Качество на высоте, а цена приемлемая.
3. Лаки. Самый бюджетный вариант. Нельзя оставлять включенный автомат без присмотра — возможно возгорание.

Паяльник потребляет 10 Вт, чтобы сделать простой микропланшет. При покупке читайте ручку — она ​​не должна быстро нагреваться. Лес — идеальный вариант. Пластик быстро нагревается, эбонит тяжелый, поэтому работать с мелкими деталями затруднительно.

Силы Желательно выбирать из меди — от нагара легко очистить после работы.Балай бывает разной формы и продается наборами. Это бесполезно, но опытным людям будет удобно пользоваться насадками разной конфигурации.

Стабилизаторы напряжения для автомобилей

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов по пайке

1. Сколько нужно держать предварительно нагретым жалом на деталях для хорошей фиксации? — 3 секунды хватит, если протянуть дольше, плата сгорает.
2. Сколько добавляется припой? — Следите за тем, чтобы покрыть обработанную часть.Иногда хватает и капель.
3. Пайка по внешнему виду должна стать блестящей или матовой? — блестящий.
4. Купить дополнительные средства защиты? — Только очки. Если вы подобрали хороший паяльник, защищать руки не нужно.
5. Какая температура у микросхемы? — 230 градусов.

Содержание:

Ни для кого не секрет, что светодиодные лампы периодически перегорают, несмотря на длительный гарантийный срок, установленный производителями.Многие люди просто не знают этих причин, по которым они терпят неудачу. Тем не менее особых сложностей здесь нет, просто такие лампы имеют определенные параметры, требующие обязательной стабилизации. Это мощность тока в самой лампе и падение напряжения в питающей сети.

Для решения этой проблемы используется стабилизатор тока для светодиодов. Однако не все стабилизаторы могут эффективно решить поставленную задачу. Поэтому в некоторых случаях рекомендуется изготовить стабилизатор своими руками.Перед этим процессом следует внимательно разобраться в предназначении, устройстве и принципе работы стабилизатора, чтобы не допустить ошибок при сборке схемы.

Назначение стабилизатора

Основная функция стабилизатора — выравнивание тока вне зависимости от падений напряжения в электрической сети. Есть два типа стабилизирующих устройств — линейные и импульсные. В первом случае все выходные параметры регулируются путем распределения мощности между нагрузкой и собственным сопротивлением.Второй вариант намного эффективнее, так как в этом случае на светодиоды поступает только необходимое количество мощности. В основе действия таких стабилизаторов лежит принцип широтно-импульсной модуляции.

В более высоком КПД, который составляет не менее 90%. Однако они имеют довольно сложную схему и соответственно высокую цену по сравнению с приборами линейного типа. Следует отметить, что использование стабилизаторов LM317 допустимо только для линейных схем. Их нельзя включать в цепочки с большими значениями тока.Вот почему эти устройства лучше всего подходят для совместного использования со светодиодами.

Необходимость использования стабилизаторов объясняется особенностями параметров светодиодов. Они отличаются нелинейной вольт-амперной характеристикой, когда изменение напряжения на светодиоде приводит к непропорциональному изменению тока. При повышении напряжения нарастание тока в самом начале происходит очень медленно, поэтому свечения не наблюдается. Далее, когда напряжение достигает порогового значения, начинается излучение света с одновременным быстрым увеличением тока.Если напряжение продолжает расти, в этом случае происходит еще большее увеличение тока, что приводит к возгоранию светодиода.

Характеристики светодиодов отражают значение порогового напряжения в виде постоянного напряжения при номинальном токе. Индикатор номинального тока для большинства маломощных светодиодов составляет 20 мА. Для мощных светодиодов требуется более высокий номинальный ток, достигающий 350 мА и выше. Они выделяют большое количество тепла и устанавливаются на специальные радиаторы.

Для нормальной работы светодиодов питание на них следует подключать через стабилизатор тока. Это связано с разбросом порогового напряжения. То есть светодиоды разных типов отличаются разным постоянным напряжением. Даже у однотипных ламп может быть не одинаковое постоянное напряжение, причем не только его минимальное, но и максимальное значение.

Таким образом, если к одному источнику, то они будут пропускать через себя совершенно разный ток. Разница токов приводит к их преждевременному выходу из строя или мгновенному выгоранию.Чтобы избежать подобных ситуаций, светодиоды рекомендуется включать совместно со стабилизаторами, предназначенными для выравнивания тока и доведения его до определенного заданного значения.

Стабилизаторы линейного типа

С помощью стабилизатора ток устанавливается равным току, проходящему через светодиод, с заданным значением, которое не зависит от напряжения, приложенного к диаграмме. Если напряжение превышает пороговый уровень, ток останется прежним и не изменится. В дальнейшем при увеличении общего напряжения его рост будет происходить только на стабилизаторе тока, а на светодиоде он останется неизменным.

Таким образом, при неизменных параметрах светодиода стабилизатор тока можно назвать стабилизатором его мощности. Распределение активной мощности Разделенное устройство в виде тепла происходит между стабилизатором и светодиодом пропорционально напряжению на каждом из них. Этот тип стабилизатора получил название линейного.

Нагрев линейного стабилизатора тока увеличивается с ростом приложенного к нему напряжения. Это его главный недостаток. Однако у этого устройства есть ряд преимуществ.Во время работы отсутствуют электромагнитные помехи. Конструкция очень простая, что делает изделие довольно дешевым в большинстве схем.

Есть области применения, в которых линейный стабилизатор тока для светодиодов на 12 В становится более эффективным по сравнению с импульсным преобразователем, особенно когда напряжение на входе лишь немного выше, чем напряжение на светодиоде. Если питание осуществляется от сети, в схеме можно использовать трансформатор, к выходу подключают линейный стабилизатор.

Таким образом, сначала снижается напряжение до того же уровня, что и на светодиоде, после чего линейный стабилизатор устанавливает необходимое значение тока. Другой вариант предполагает приближение напряжения светодиода к напряжению питания. Для этого выполняется последовательное включение светодиодов в общую цепочку. В результате общее напряжение в цепи будет величиной напряжений каждого светодиода.

Некоторые стабилизаторы тока могут быть выполнены на полевых транзисторах с использованием P-P перехода.Ток протока устанавливается с помощью клапана заслонки. Ток, проходящий через транзистор, такой же, как начальный ток протекания, указанный в технической документации. Величина минимального рабочего напряжения такого устройства зависит от транзистора и составляет около 3 В.

Стабилизаторы импульсов Toka

К более экономичным приборам относятся стабилизаторы тока, в основе которых лежит импульсный преобразователь. Этот элемент известен как ключевой преобразователь или преобразователь. Внутри преобразователя мощность накачивается определенными порциями в виде импульсов, что и определило его название.В нормальном рабочем устройстве энергопотребление происходит непрерывно. Он непрерывно передается между входными и выходными цепями, а также постоянно попадает в нагрузку.

Электрические схемы

IN Стабилизатор тока и напряжения на основе импульсных преобразователей имеет практически одинаковый принцип действия. Единственное отличие состоит в том, чтобы контролировать ток через нагрузку, а не нагрузку на нагрузку. Если ток в нагрузке уменьшается, стабилизатор выполняет переключение мощности. В случае увеличения мощность уменьшается.Это позволяет создавать стабилизаторы тока для мощных светодиодов.

В наиболее распространенных схемах дополнительно имеется струйный элемент, называемый дросселем. От входной цепочки по ней определенными участками поступает энергия, которая в дальнейшем передается на нагрузку. Эта передача происходит с помощью переключателя или ключа, находящегося в двух основных состояниях — выключенном и включенном. В первом случае ток не проходит, и мощность не выделяется. Во втором случае ключ проводит ток, но при этом имеет очень низкое сопротивление.Следовательно, и выделенная мощность близка к нулю. Таким образом, передача энергии происходит практически без потери мощности. Однако импульсный ток считается нестабильным, и для его стабилизации используются специальные фильтры.

Импульсный преобразователь наряду с явными достоинствами имеет серьезные недостатки, устранение которых требует конкретных конструктивных и технических решений. Эти устройства отличаются сложностью конструкции, они создают электромагнитные и электрические помехи.Они тратят определенное количество энергии на свою работу и в результате нагреваются. Стоимость их значительно выше, чем у линейных стабилизаторов и трансформаторных устройств. Однако большинство недостатков успешно преодолеваются, поэтому импульсные стабилизаторы пользуются большой популярностью у потребителей.

Светодиоды драйвера питания

Источники света на светодиодах становятся все более распространенными, вытесняя других конкурентов, как в области применения индикации, так и в качестве мощных осветительных приборов.Для стабильной и долговечной работы источников на светодиодах требуется ряд требований.

Источник тока или напряжение?

Наиболее знакомы с понятием стабилизатора напряжения, т. Е. Устройства, обеспечивающие выдачу стабильного напряжения вне зависимости от условий: мощности нагрузки, температуры, значений входного напряжения. Для питания источников освещения на светодиодах необходимо обеспечить стабильный ток через диод. Это связано с тем, что полупроводниковые элементы имеют нелинейную зависимость тока через p-N переход.Изменение внешних условий влияет на величину протекающего тока, который может выйти за допустимые пределы. Поэтому концепция стабилизатора напряжения для светодиодов не имеет смысла. Особенно важно обеспечить стабилизацию тока для светодиодов в автомобиле, где напряжение не отличается стабильностью, а температурный диапазон изменения температуры очень широк.

Эти условия необходимы для применения источника тока. В простейшем случае можно довольствоваться простым ограничением максимального значения с помощью ограничительного резистора, но это не обеспечивает стабильной яркости и неэффективно с энергетической точки зрения.

На заметку. Более рациональный источник питания на стабилизированное значение с использованием схемотехнических решений источников тока на малогабаритных электронных компонентах.

Схематическое решение

Развитие современной микроэлектроники позволяет создавать устройства с требуемыми параметрами, используя минимум элементов. Довольно хорошо зарекомендовали себя устройства генераторов тока на интегральной микросхеме LM317. В целом данная микросхема представляет собой интегральный стабилизатор напряжения, но некоторые изменения стандартной схемы включения, кстати, указанные в технической документации, позволяют использовать эту ИМС в качестве источника тока, в том числе для питания светодиодов.

Параметры микросхемы следующие:

• Напряжение — 1,2-37В;
• Ток через микросхему — до 2а в случае использования LM317T.

Множество разновидностей этого стабилизатора выпускаются разными производителями, но разница в стоимости и габаритах на минимальную и максимальную мощность незначительна, поэтому имеет смысл использовать максимально доступную мощность, подача которой никогда не помешает.

Важно! При использовании мощного стабилизатора тока для светодиодов с нагрузкой, близкой к максимальной, обязательно используйте радиатор, который позволит выделить выделяемый интегральный микрокамер тепла.

Итак, ниже представлен наиболее простой, но надежно работающий стабилизатор тока на микросхеме LM317 для светодиодов.

В этой схеме микросхема имеет только один резистор во внешней обмотке. Именно с его помощью устанавливается значение выходного параметра. Это делается по формуле:

Этот вариант стабилизатора работает в диапазоне значений от 0,01 до 1,5а. Верхний предел ограничен мощностью чипа. Мощность, которая рассеивается на резисторе, может составлять несколько ватт при максимальном токе. Точнее определяется из выражения:

Важно! При значениях более 0,3А использование радиатора охлаждения для микросхемы обязательно!

Добавив на схему всего два элемента: мощный транзистор и резистор, можно поднять выходной ток до 10а.

На схеме представлен мощный составной транзистор КТ825 с любой буквой. Резистор R2 выполняет ту же функцию, что и в предыдущей схеме, и рассчитывается аналогично.Поскольку по нему течет большой ток, а значение сопротивления невелико, следует использовать провод. Резистор R1 устанавливает смещение на основе транзистора и должен иметь рассеивающую мощность 0,25-0,5 Вт.

В обеих схемах источник напряжения питания (входное напряжение) может быть от 3 до 38В. Для поддержания требуемого тока во всем диапазоне нагрузок напряжение питания должно быть приближено к максимальному значению.

Пример. Пусть будет на 20мА. Тогда с одним подключенным диодом выходное напряжение будет около 2-3В (в зависимости от типа светодиода).Если включить два последовательных светодиода, то для обеспечения необходимого тока 20 мА схема уже превысит ровно в два раза большее напряжение. Подобные расчеты можно произвести для любого количества позиций.

Требуемое входное напряжение может быть получено с помощью понижающего трансформатора с мостовым выпрямителем и фильтрующего конденсатора.

Диоды надо рассчитывать на требуемый ток, а емкость конденсатора надо брать порядка нескольких тысяч микрофрейд.

Важно! Рабочее напряжение конденсатора должно превышать напряжение питания примерно в полтора раза, то есть в этом случае должно быть не менее 50В.

В автомобиле напряжение бортовой сети не более 14В. Поскольку частота пульсаций здесь выше, чем в домашней сети, а амплитуда невысока, емкость конденсатора может быть меньше. Также рабочее напряжение может составлять 25 В. Разумеется, выпрямительный мост здесь не нужен.

Как видите, сделать стабилизатор тока для светодиодов своими руками — задача простая.Важна аккуратность, внимательность и минимум навыков работы с электроникой.

Видео

Сегодня напишу о чем давно надо было написать, как подсветка и поделка из светодиодов становится все больше, но бывает в них перегорает один-два светодиода, а уже красота уходит в фон, чтобы этого не произошло, нужно поставить на LED стабилизаторы . Поставив такие стабилизаторы один раз, мы добиваемся долговечности и бесперебойной работы наших светодиодов.

Ни для кого не секрет, что светодиодные лампы , Используемые в автомобиле, как и большинство светодиодных лент, рассчитаны на постоянное напряжение 12 вольт. А также всем известно, что напряжение в бортовой сети может превышать 15 вольт, что может быть губительно для чувствительных светодиодов. Вследствие резких скачков напряжения светодиоды могут выйти из строя (мигать, терять яркость или что чаще встречается в оплетке).

С этой проблемой можно бороться И даже нужно, тем более специальных знаний и затрат она не требует.Как вы уже, наверное, догадались, для борьбы с завышенным (для светодиодов) напряжением необходимо докупить напряжение и сделать стабилизатор напряжения. Стабилизатор на 12 вольт легко найти в любом магазине радиодеталей. Маркировка может быть разная, я взял катушку 8b (15 руб.) И диодную 1N4007 (1 рубль). Диод нужен для предотвращения перемешивания и вставьте его на вход стабилизатора.

Схема подключения

Ботинки

Стал подключать стабилизаторы к подсветке (я это уже сделал).Как видно на картинке, напряжение в бортовой сети при зажигании (напряжение аккумуляторной батареи) составляет 12,24 вольт, что для светодиодной ленты это не страшно, но напряжение в бортовой сети при спроектированном двигателе угрожает (для светодиодов) 14,44 вольт. Далее видим, что стабилизатор отлично справляется со своей задачей и выдает на выходе напряжение, не превышающее 12 вольт, что не может не радовать.

Единственный пример, в любом другом электронном письме. Цепи Ситуация аналогичная

Схема подключения

Дверь передняя правая

Водительская дверь

Ну и все осталось только все хорошо выставить, удачно провести запас проводов и собрать накладки дверей.
За все время эксплуатации ни один светодиод не поборол и надеюсь что подсветка будет очень долго радовать меня и окружающих.

Надеюсь кому-нибудь пригодится …

Как сделать автоматический стабилизатор напряжения? Схема, объяснение конструкции

Введение

На рынке доступно огромное количество разнообразных стабилизаторов напряжения, и, конечно же, не составляет большого труда приобрести один в соответствии с потребностями.Но, конечно, может быть очень забавно построить один дома самостоятельно и увидеть, как он действительно работает. Схема автоматического стабилизатора напряжения (АВС), описанная в этой статье, на самом деле очень проста по конструкции, достаточно точна и обеспечит хорошую защиту подключенного к ней электронного устройства. Это особенно защитит их от опасных высоких напряжений, а также от возможных отключений (низкого напряжения). Выходной сигнал будет находиться в диапазоне 200–255 В переменного тока при входном напряжении 175–280 В переменного тока.

Как работает стабилизатор напряжения?

В одной из моих предыдущих статей вы, должно быть, узнали о работе автотрансформатора. Там мы изучили, как автотрансформатор может быть использован для создания напряжений выше и ниже, чем входное напряжение сети переменного тока. Автотрансформатор фактически играет самую важную роль в цепи стабилизатора напряжения.

Схема стабилизатора напряжения в основном состоит из датчика напряжения. Он настроен на обнаружение повышения или понижения напряжения сети переменного тока до опасного уровня.Как только он обнаруживает опасное входное напряжение, он немедленно включает реле, подключенные к нему. Эти реле, в свою очередь, меняют местами и переключают соответствующие клеммы обмотки автотрансформатора для корректировки и стабилизации выходного напряжения. Таким образом, устройство, подключенное к выходу схемы стабилизатора напряжения, всегда получает безопасное, допустимое напряжение и может надежно работать независимо от колеблющихся входных напряжений.

Давайте перейдем к изучению деталей, необходимых для его постройки, а также деталей его конструкции.

Необходимые детали

Для схемы потребуются следующие детали:

• Резистор Вт, CFR R1 = 2 К 7,

• Предустановка P1 = 10 К, линейная,

• Транзистор T1 = BC 547,

• Стабилитрон Z1 = 3 В / 400 мВт,

• Диод D1, D2 = 1N4007,

• Конденсатор = 220 мкФ / 25 В

• Реле RL1 = 12 В / DPDT mini ( двойной полюс, двойной ход),

• Трансформатор T1 = 12 — 0 — 12 В / 5 ампер.T2 = 0 — 12 В / 500 мА (вход в соответствии со спецификациями страны)

• Плата общего назначения = 3 дюйма на 3 дюйма

Строительные подсказки

С помощью данной принципиальной схемы (на следующей странице ) Построение этой простой схемы AVS может быть выполнено с помощью следующих простых шагов:

• В данную часть платы общего назначения вставьте транзистор, припаяйте и отрежьте его выводы.

• Закрепите и припаяйте остальные связанные детали вместе с реле вокруг транзистора.

• Свяжите их все согласно принципиальной схеме.

• Наконец, подключите первичный и вторичный провода трансформатора к контактам реле, как показано на схеме.

На следующей странице описаны схема и детали конструкции этой схемы автоматического стабилизатора напряжения.

Описание схемы

Функционирование этой простой схемы стабилизатора напряжения можно понять по следующим пунктам:

Обращаясь к рисунку ( Нажмите, чтобы увеличить ), мы видим, что транзистор T1 образует основную активную часть всей системы. схема.

Напряжение от меньшего трансформатора выпрямляется посредством D1 и фильтруется через C1, чтобы обеспечить требуемую рабочую мощность для схемы управления, состоящей из транзистора T1, предварительно установленного P1, стабилитрона Z1 и реле DPDT.

Вышеупомянутое напряжение также используется как базовое опорное или чувствительное напряжение. Поскольку это напряжение будет изменяться пропорционально изменениям приложенного входного напряжения.

Например, если обычно рабочее напряжение постоянного тока составляет около 12 вольт, увеличение или уменьшение входного напряжения сети переменного тока, скажем, на 25 вольт будет пропорционально увеличивать или уменьшать напряжение постоянного тока до 14 или 10 вольт соответственно.

Предварительная установка P1 установлена ​​так, что транзистор проводит и управляет реле всякий раз, когда входная сеть переменного тока имеет тенденцию отклоняться выше точного нормального напряжения (110 или 225 вольт) и наоборот.

Если входное напряжение превышает вышеуказанный предел, T1 проводит и активирует реле. Контакты реле подключают соответствующие соединения трансформатора стабилизатора мощности, чтобы вычесть 25 вольт на входе, то есть довести выход примерно до 205 вольт. С этого момента, если сетевое напряжение продолжает расти, выходное напряжение для приборов будет на 25 вольт ниже него.Это означает, что даже если напряжение достигает 260 В, выходная мощность будет только до 260 — 25 = 235 вольт.

Совершенно противоположное произойдет, если входной переменный ток упадет ниже нормального уровня, т.е. в этом случае к выходу будет добавлено 25 вольт, и даже если вход продолжит падать и достигнет 180 вольт, выход достигнет только до 180 + 25 = 205 вольт.

Настоящая конструкция очень проста и проста, поэтому стабилизация не может быть очень точной. Но, конечно, он будет поддерживать выходное напряжение в пределах 200 и 250 вольт против предельных входных напряжений от 180 до 275 вольт (или в пределах 100 и 125 против 90 и 130 вольт).

Как это проверить?

Готовая печатная плата простого стабилизатора напряжения может быть протестирована следующим способом:

• Для процедуры тестирования вам потребуется универсальный регулируемый источник питания постоянного тока 0–12 вольт.

• Можно предположить, что максимальное напряжение источника питания 12 В соответствует входному напряжению приблизительно 230 В переменного тока. Это напряжение примем за напряжение срабатывания или за напряжение переключения стабилизатора.

• Подключите источник питания к клеммам питания собранной печатной платы.

• Поддерживайте максимальное напряжение источника питания 12 вольт.

• Тщательно отрегулируйте предустановку, чтобы реле просто сработало.

• Теперь при уменьшении напряжения питания на 1 вольт, т.е. до 11 вольт, реле должно вернуться в деактивированное положение.

• На этом настройка устройства завершена. Он должен поддерживать выходное напряжение в диапазоне от 200 до 255 вольт с предельным входным напряжением от 175 до 280 вольт.

Ваш стабилизатор напряжения теперь готов и должен защищать все бытовые электронные устройства, подключенные к его выходу.

Работа стабилизатора напряжения и его важность

Стабилизатор напряжения очень распространен в холодильниках, кондиционерах, телевизорах, печном оборудовании, микропечи, музыкальных системах, стиральных машинах и т. Д. Основная цель использования стабилизаторов напряжения предназначен для защиты устройств от колебаний напряжения.

Это связано с тем, что каждый электроприбор предназначен для работы под определенным напряжением для обеспечения желаемой производительности.

Если это напряжение ниже или выше определенного значения, прибор может работать неправильно, работать в худшем состоянии или даже выйти из строя.

В домашних и промышленных применениях обычно используются автоматические регуляторы напряжения для поддержания постоянного напряжения на конкретном оборудовании. Сообщите нам подробнее об этих стабилизаторах напряжения.

Что такое стабилизаторы напряжения?

Как следует из названия, стабилизатор напряжения стабилизирует или регулирует напряжение, если напряжение питания изменяется или колеблется в заданном диапазоне.

Это электрический прибор, который подает постоянное напряжение на нагрузку в условиях повышенного и пониженного напряжения. Это устройство определяет эти условия напряжения и, соответственно, доводит напряжение до желаемого диапазона.

Стабилизатор напряжения для холодильника

Стабилизатор напряжения позволяет регулировать напряжение питания нагрузки. Они не предназначены для обеспечения постоянного выходного напряжения; вместо этого он управляет нагрузкой или системой в приемлемом диапазоне напряжений.

Внутренняя схема стабилизатора показана на рисунке ниже.Он состоит из автотрансформатора / трансформатора, выпрямительного блока, компараторов, схемы переключения и реле.

В современных стабилизаторах цифрового типа в качестве центрального блока управления используется микроконтроллер или микропроцессор.

Внутренняя схема стабилизатора

На современном рынке доступны различные типы стабилизаторов напряжения от разных производителей. Стабилизаторы поставляются с различным номиналом кВА для нормального диапазона (для получения выходного сигнала 200-240 В с повышающим понижающим напряжением 20-35 В для входного диапазона 180-270 В), а также с широким диапазоном (для получения выходного сигнала 190-240 В с повышением напряжения 50-55 В. -бук для входного диапазона 140-300В) приложений.

Они доступны в виде специальных стабилизаторов для различных домов, а также для промышленного оборудования, такого как кондиционеры, ЖК-телевизоры, холодильники, музыкальные системы, стиральные машины, а также доступны как единый большой блок для всех устройств.

Стабилизаторы потребляют очень мало энергии, обычно от 2 до 5% максимальной нагрузки (т. Е. Номинальной мощности стабилизатора). Это устройства с высоким КПД, обычно от 95 до 98%.

Трехфазный стабилизатор

Это могут быть однофазные или трехфазные стабилизаторы напряжения.Как нецифровые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от известных производителей.

Некоторые дополнительные функции доступны в современных стабилизаторах, которые включают защиту от высокого напряжения, защиту от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защиту от изменения частоты, отображение отключения напряжения и т. Д.

Необходимость стабилизаторов напряжения

Колебания напряжения — это не что иное, как изменение величина напряжения, которая обычно превышает или ниже диапазона установившегося напряжения, предписанного некоторыми стандартами.

В некоторых странах распределение электроэнергии составляет 230 вольт для однофазной сети и 415 вольт для трехфазной. В таком случае все электроприборы (особенно однофазные) рассчитаны на работу в диапазоне напряжений от 220 до 240В.

Допустимый диапазон напряжения в некоторых странах (также в Индии) составляет 220 ± 10 В в соответствии со стандартами на электроэнергию. Кроме того, многие приборы могут выдерживать этот диапазон колебаний напряжения.

Но в большинстве случаев колебания напряжения довольно распространены и обычно находятся в диапазоне от 170 до 270 В.Эти колебания напряжения могут иметь серьезные отрицательные последствия для бытовых приборов.

• В случае осветительного оборудования низкое падение напряжения снижает световой поток (освещенность), что еще больше сокращает срок службы лампы.
• Электродвигатель переменного тока вырабатывает меньший крутящий момент и, следовательно, меньшую скорость при низком напряжении, и они развивают большую скорость, чем желательно при перенапряжении. Это снижает срок службы двигателя, а также вызывает повреждение изоляции под высоким напряжением.
• В случае индукционного нагрева низкое напряжение снижает тепловую мощность, что приводит к работе нагрузки при неподходящих температурах, чем желательно.
• При передаче по телевидению и радио падение напряжения снижает качество передачи, а также вызывает неисправность других электронных компонентов.
• Холодильники — это приборы с приводом от электродвигателя переменного тока, которые потребляют большие токи в условиях падения напряжения, что может привести к перегреву обмоток.

Чтобы преодолеть вышеупомянутые эффекты колебаний напряжения, необходимы стабилизаторы напряжения.

Основной принцип работы стабилизатора напряжения

Регулировка напряжения требуется для двух различных целей; повышенное напряжение и пониженное напряжение.Процесс увеличения напряжения из состояния пониженного напряжения называется операцией повышения напряжения, тогда как снижение напряжения из состояния повышенного напряжения называется операцией понижения.

Эти две основные операции необходимы для каждого стабилизатора напряжения.

Как обсуждалось выше, компоненты стабилизатора напряжения включают в себя трансформатор, реле и электронные схемы. Если стабилизатор определяет падение входящего напряжения, он включает электромагнитное реле, чтобы добавить больше напряжения от трансформатора, чтобы компенсировать потерю напряжения.

Когда входящее напряжение превышает нормальное значение, стабилизатор активирует другое электромагнитное реле, так что оно вычитает напряжение для поддержания нормального значения напряжения.

Boost Operation

Принцип работы Boost стабилизатора напряжения показан на рисунке ниже.

Здесь напряжение питания подается на трансформатор, который обычно является понижающим трансформатором. Этот трансформатор подключен таким образом, что вторичный выход добавляется к первичному питающему напряжению.

В случае низкого напряжения электронная схема в стабилизаторе переключает соответствующее реле, так что это дополнительное питание (входящее питание + вторичный выход трансформатора) подается на нагрузку.

Понижающий режим

Принцип понижающего действия стабилизатора напряжения показан на рисунке ниже.

В понижающем режиме вторичная обмотка понижающего трансформатора подключается таким образом, что вторичное выходное напряжение вычитается из входящего напряжения.

Следовательно, в случае повышения входящего напряжения электронная схема переключает реле, которое переключает вычитаемое напряжение питания (т.е. входящее напряжение — вторичное напряжение трансформатора) на цепь нагрузки.

В случае нормального рабочего состояния напряжения электронная схема полностью переключает нагрузку на входящее питание без напряжения трансформатора.

Эти понижающие, повышающие и нормальные операции одинаковы для всех стабилизаторов, независимо от того, являются ли они стабилизаторами нормального типа или с сервоприводом.В дополнение к этим двум основным операциям стабилизатор напряжения также выполняет операции отключения при понижении и повышении напряжения.

Работа стабилизатора напряжения

На рисунке ниже показана рабочая модель стабилизатора напряжения, которая содержит понижающий трансформатор (обычно с отводами на вторичной обмотке), выпрямитель, операционный усилитель / блок микроконтроллера и набор реле.

В этом случае операционные усилители настроены таким образом, чтобы они могли воспринимать различные заданные напряжения, такие как более низкое напряжение отключения, напряжение условия повышения, нормальное рабочее напряжение, более высокое напряжение отключения и рабочее напряжение понижающего напряжения.

Набор реле подключается таким образом, что они отключают цепь нагрузки при повышении и понижении напряжения отключения, а также переключают понижающее и повышающее напряжения в цепи нагрузки.

Понижающий трансформатор с переключением ответвлений имеет разные ответвления вторичного напряжения, которые полезны для операционного усилителя для различных напряжений, а также для суммирования и вычитания напряжений для операций повышения и понижения соответственно.

Схема выпрямителя преобразует источник переменного тока в постоянный для питания всей электронной схемы управления, а также катушек реле.
Предположим, что это однофазный стабилизатор мощностью 1 кВА, который обеспечивает стабилизацию в диапазоне напряжений от 200 до 245 с повышающим-понижающим напряжением 20-35 В для входного напряжения от 180 до 270 В.

Если входное питание, скажем, 195 В, тогда операционный усилитель подает питание на катушку реле повышения, так что на нагрузку подается 195 + 25 = 220 В. Если входное напряжение составляет 260 В, соответствующий операционный усилитель запитывает катушку понижающего реле, так что на нагрузку подается 260-30 = 225 В.

Если входное напряжение ниже 180 В, соответствующий операционный усилитель переключает нижнюю обмотку реле отключения, так что нагрузка отключается от источника питания.

И если напряжение питания превышает 270 В, соответствующий операционный усилитель запитывает катушку реле с отсечкой более высокого уровня, и, следовательно, нагрузка отключается от источника питания.

Все эти значения являются приблизительными; он может отличаться в зависимости от приложения. Таким образом, стабилизатор работает при разных напряжениях.

Сервоуправляемые стабилизаторы напряжения

В случае автоматических стабилизаторов напряжения скорость коррекции напряжения намного меньше. Скоростная коррекция напряжения с большей точностью достигается с помощью сервоуправляемых стабилизаторов.

В стабилизаторах с сервоуправлением коррекция напряжения выполняется очень точно, т.е. ближе к значению базового напряжения.

Основные компоненты сервостабилизатора включают в себя бесступенчатый автотрансформатор с сервоприводом, повышающий трансформатор и полупроводниковую схему управления, как показано на рисунке ниже.

Стабилизатор с сервоуправлением

В этом стабилизаторе полупроводниковая схема управления определяет падение и повышение напряжения от заданного значения и, соответственно, управляет серводвигателем.

Первичная обмотка повышающего преобразователя подключена к моторизованному автотрансформатору, а вторичная обмотка последовательно подключена к входящему источнику питания.

Когда двигатель управляет автотрансформатором, соответствующее напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора и, следовательно, соответствующее вторичное напряжение корректирует напряжение питания нагрузки.

Здесь компараторы (не что иное, как операционные усилители) в полупроводниковой цепи управления определяют изменения напряжения и активируют серводвигатель в желаемом месте, чтобы регулируемый трансформатор увеличивал или уменьшал выходное напряжение нагрузки.

Когда схема управления обнаруживает, что выходное напряжение выше опорного напряжения, она подает положительный сигнал на контроллер серводвигателя, и, следовательно, рычаг вращается до тех пор, пока два напряжения не станут равными.

Если выходное напряжение падает ниже опорного значения, отрицательный сигнал поступает на серводвигатель, так что рычаг поворачивает контакт в другую сторону, чтобы уменьшить напряжение. Сервостабилизаторы могут производить регулировку мощности ± 0,5% с высоким КПД около 98%.

Как выбрать подходящий стабилизатор для домашних нужд?

Типоразмер стабилизатора напряжения зависит от номинальной мощности оборудования, для которого будет применяться стабилизация.Таким образом, при покупке стабилизатора напряжения в первую очередь следует учитывать мощность всех приборов (или конкретного прибора), на которые он будет подаваться. Такие номинальные мощности обычно указываются в ВА или кВА. А также нужно учитывать, одно это или трехфазное питание.

Номинальная мощность приборов обычно указывается на заводской табличке этого прибора; если номинальная мощность недоступна, просто рассчитайте произведение напряжения и тока этого оборудования, чтобы получить номинальную мощность.

Всегда рекомендуется учитывать истинное среднеквадратичное значение напряжения нагрузки.

Еще одним важным фактором является увеличение нагрузки в будущем. Таким образом, определение общей номинальной мощности требует возможного расширения в будущем, обычно на 20% больше, чем фактическая потребляемая мощность, чтобы подключать нагрузки в течение длительного времени.

Для домашних нужд подходят стабилизаторы номинального напряжения 200 ВА, 300 ВА, 500 ВА, 1 КВА, 2 КВА, 3 КВА, 4 КВА, 5 КВА, 8 КВА и 10 КВА. Для промышленных и коммерческих целей требуются сервостабилизаторы высокой мощности.

Слово от Electronics Hub Team

Существует общее мнение, что современные светодиодные телевизоры, холодильники, кондиционеры и другие приборы имеют встроенную функцию стабилизации и, следовательно, не нуждаются в дополнительных стабилизаторах напряжения.

Однако они не могут повышать или понижать напряжение такого диапазона, как это могут сделать отдельные стабилизаторы напряжения. Поэтому команда Electronics Hub всегда рекомендует вам иметь стабилизатор напряжения для домашних или промышленных нужд, если у вас частые колебания напряжения в электричестве.

Авторы изображений

(PDF) Проектирование и изготовление стабилизатора напряжения 220 В

22

Применение потенциометров:

Потенциометры редко используются для непосредственного управления значительными объемами мощности (более

или более ватт). так). Вместо этого они используются для регулировки уровня аналоговых сигналов (например, регуляторы громкости

на аудиооборудовании) и в качестве управляющих входов для электронных схем. Например, диммер

использует потенциометр для управления переключением TRIAC и, таким образом, косвенно для управления яркостью ламп

.Предустановленные потенциометры широко используются в электронике везде, где необходимо выполнить регулировку

во время производства или обслуживания.

Управляемые пользователем потенциометры широко используются в качестве пользовательских элементов управления и могут управлять очень широким спектром функций оборудования

. Повсеместное использование потенциометров в бытовой электронике

снизилось в 1990-х годах, теперь более распространены поворотные энкодеры, кнопки вверх / вниз и другие цифровые элементы управления

.Однако они остаются во многих приложениях, таких как регуляторы громкости и датчики положения

. Потенциометры малой мощности, как линейные, так и поворотные, используются для управления аудиооборудованием

, изменения громкости, затухания частоты и других характеристик аудиосигналов.

Логарифмический горшок используется в качестве регулятора громкости в усилителях мощности звука, где его также называют

«звуковым коническим горшком», потому что амплитудная характеристика человеческого уха приблизительно равна

логарифмической.Это гарантирует, что на регуляторе громкости, помеченном от 0 до 10, например, настройка 5

субъективно звучит вдвое громче, чем настройка 10. Также имеется антиблокировочный потенциометр или обратный звук

, который является просто конусом реверс логарифмического потенциометра. Он почти всегда используется в групповой конфигурации

с логарифмическим потенциометром, например, в регуляторе баланса звука.

Телевидение:

Раньше потенциометры использовались для управления яркостью, контрастностью и цветовым откликом изображения.Потенциометр

часто использовался для регулировки «вертикального удержания», что влияло на синхронизацию

между внутренней схемой развертки приемника (иногда мультивибратором) и принятым сигналом изображения

, а также на другие вещи, такие как смещение несущей аудио-видео , частота настройки (для

кнопочных комплектов

) и т. д.

Управление движением:

Потенциометры могут использоваться в качестве устройств обратной связи по положению для создания управления «замкнутым контуром»,

, например, в сервомеханизме.Этот метод управления движением, используемый в двигателе постоянного тока, представляет собой самый простой метод измерения угла или скорости

.