Импульсные регуляторы напряжения: ИМПУЛЬСНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ — PDF Free Download

Содержание

ИМПУЛЬСНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ - PDF Free Download

Лекция 12 ИНВЕРТОРЫ. План

5 Лекция 2 ИНВЕРТОРЫ План. Введение 2. Двухтактный инвертор 3. Мостовой инвертор 4. Способы формирования напряжения синусоидальной формы 5. Трехфазные инверторы 6. Выводы. Введение Инверторы устройства,

Подробнее

Лекция 2 ЦЕПИ С ДИОДАМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

109 Лекция ЦЕПИ С ДИОДАМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ План 1. Анализ цепей с диодами.. Источники вторичного электропитания. 3. Выпрямители. 4. Сглаживающие фильтры. 5. Стабилизаторы напряжения. 6. Выводы. 1. Анализ

Подробнее

Лекция 8 ВЫПРЯМИТЕЛИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) План

75 Лекция 8 ВЫПРЯМИТЕЛИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) План 1. Введение 2. Однополупериодный управляемый выпрямитель 3. Двухполупериодные управляемые выпрямители 4. Сглаживающие фильтры 5. Потери и КПД выпрямителей 6.

Подробнее

Лекция 7 ВЫПРЯМИТЕЛИ

Лекция 7 ВЫПРЯМИТЕЛИ План 1. Источники вторичного электропитания 2. Однополупериодный выпрямитель 3. Двухполупериодные выпрямители 4. Трехфазные выпрямители 67 1. Источники вторичного электропитания Источники

Подробнее

Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

84 Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ План 1. Введение 2. Параметрические стабилизаторы 3. Компенсационные стабилизаторы 4. Интегральные стабилизаторы напряжения 5. Выводы 1. Введение Для работы электронных

Подробнее

1.

Назначение и устройство выпрямителей

Тема 16. Выпрямители 1. Назначение и устройство выпрямителей Выпрямители это устройства, служащие для преобразования переменного тока в постоянный. На рис. 1 представлена структурная схема выпрямителя,

Подробнее

Рисунок 4.1 Блок-схема инвертора

Тема 4. Инверторы и аккумуляторные батареи (2 часа) Инвертор - прибор преобразующий постоянное напряжение в переменное. Потребность в инверторах существует для решения задачи питания устройств для бытовой

Подробнее

Исследование однофазных выпрямителей

63. Исследование однофазных выпрямителей Цель работы:. Изучение устройства и принципа работы однофазных выпрямителей. 2. Определение внешних характеристик выпрямителей. Требуемое оборудование: Модульный

Подробнее

ИНВАРИАНТНЫЙ К НАГРУЗКЕ ИНВЕРТОР

Соловьев И. Н., Гранков И.Е. ИНВАРИАНТНЫЙ К НАГРУЗКЕ ИНВЕРТОР Актуальной, сегодня, является задача обеспечения работы инвертора с нагрузками различных типов. Работа инвертора с линейными нагрузками достаточно

Подробнее

Список информационных источников

Список информационных источников 1.Круглосуточное удлинение конечностей в автоматическом режиме/ В.И. Шевцов, А.В. Попков// Электронный журнал «Регенеративная хирургия». 2003. - 1. МНОГОФАЗНАЯ СХЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

Подробнее

Лабораторная работа 5.3

Лабораторная работа 5.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ 5.3.1. Выпрямители Выпрямители служат для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное. Основное назначение выпрямителя

Подробнее

15.4. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

15.4. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ Сглаживающие фильтры предназначены для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Их основным параметром является коэффициент сглаживания равный отношению коэффициента пульсаций

Подробнее

ÕÓ Â ÒıÂÏ ÒÚ ÚË ÂÒÍËı

ÕÓ Â ÒıÂÏ ÒÚ ÚË ÂÒÍËı ÔappleÂÓ apple ÁÓ ÚÂÎÂÈ ÎÂÍÚappleË ÂÒÍÓÈ ÌÂapple ËË Ë Ëı Òapple ÌËÚÂÎ Ì È Ì ÎËÁ В статье предложены новые подходы к построению статических преобразователей, позволяющие повысить их

Подробнее

Рисунок 1 Частотная характеристика УПТ

Лекция 8 Тема 8 Специальные усилители Усилители постоянного тока Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся сигналов называются усилители, которые способны усиливать электрические

Подробнее

Импульсные источники питания

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Импульсные источники питания Методические указания

Подробнее

Лабораторная работа 2

Лабораторная работа 2 Исследование преобразовательных устройств : инвертора,конвертора в программной среде моделирования электронных схем Electronics Workbench 5.

12. Цель работы: Ознакомиться с работой

Подробнее

U(t)U(t ) = A e t t U = U in

Задачи и вопросы по курсу "Радиофизика" для подготовки к экзамену С. П. Вятчанин Определения. Дана - цепочка, на вход которой подается напряжение частоты ω. При какой максимальной частоте еще можно считать,

Подробнее

Одновибраторы на дискретных элементах.

11.3. ОДНОВИБРАТОРЫ Одновибраторы используются для получения прямоугольных импульсов напряжения большой длительности (от десятков микросекунд до сотен миллисекунд), в качестве устройств задержки, делителей

Подробнее

6 ИССЛЕДОВАНИE ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Лабораторная работа 6 ИССЛЕДОВАНИE ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ 1. Цель работы Изучение схем включения операционного усилителя с обратными связями в качестве инвертирующего и неинвертирующего усилителя; исследование

Подробнее

SiC-диоды Шоттки.

Введение

SiC-диоды Шоттки: снижение потерь в режиме жесткой коммутации Замена кремниевых сверхбыстрых (Ultrafast) Si-диодов с плавной характеристикой восстановления, используемых в качестве оппозитных IGBT в режиме

Подробнее

1211ЕУ1/1А ДВУХТАKТНЫЙ KОНТРОЛЛЕР ЭПРА

ЕУ/А ОСОБЕННОСТИ w Двухтактный выход с паузой между импульсами w Вход переключения частоты w Kомпактный корпус w Минимальное количество навесных элементов w Малая потребляемая мощность w Возможность применения

Подробнее

1211ЕУ1/1А ДВУХТАKТНЫЙ KОНТРОЛЛЕР ЭПРА

_DS_ru.qxd.0.0 :9 Page ЕУ/А ОСОБЕННОСТИ Двухтактный выход с паузой между импульсами Вход переключения частоты Kомпактный корпус Минимальное количество навесных элементов Малая потребляемая мощность Возможность

Подробнее

Контрольные вопросы Понижающий ППН

Глава 10.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 10.1. Классификация преобразователей постоянного напряжения Преобразователи постоянного напряжения (ППН) предназначены для преобразования постоянного напряжения

Подробнее

1.1 Усилители мощности (выходные каскады)

Лекция 7 Тема: Специальные усилители 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 13 СПЕКТРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

ЛЕКЦИЯ 13 СПЕКТРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Если воздействовать на колебательный контур гармоническим сигналом, то на выходе будет тоже гармонический сигнал. Подавая на вход какой-либо сигнал, его можно разложить

Подробнее

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Национальный исследовательский Томский политехнический университет Энергетический институт Кафедра: ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Тема: ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ.

АВТОНОМНЫЕ ИНВЕРТОРЫ Преподаватель:

Подробнее

С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ ГОУ СПО "Минераловодский колледж железнодорожного транспорта" С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Методические рекомендации по освоению теоретического материала и

Подробнее

«Электронный дроссель» Евгений Карпов

«Электронный дроссель» Евгений Карпов В статье рассмотрены особенности работы электронного силового фильтра и возможность его использования в звуковоспроизводящей аппаратуре. Побудительным мотивом написания

Подробнее

ШИМ-КОНТРОЛЛЕРЫ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПО ТОКУ

НТЦ СИТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. РОССИЯ, БРЯНСК ШИМ-КОНТРОЛЛЕРЫ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПО ТОКУ К1033ЕУ15хх К1033ЕУ16хх РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Микросхема

Подробнее

Выпрямители синусоидального тока

1 Лекции профессора Полевского В. И. Выпрямители синусоидального тока Вольтамперная характеристика электропреобразовательного диода На рис. 1.1. представлена вольтамперная характеристика (ВАХ) электропреобразовательного

Подробнее

10. Измерения импульсных сигналов.

0. Измерения импульсных сигналов. Необходимость измерения параметров импульсных сигналов возникает, когда требуется получить визуальную оценку сигнала в виде осциллограмм или показаний измерительных приборов,

Подробнее

Проблема коррекции коэффициента мощности

ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕКТОРОВ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ Игнатенко В.В. ПрЭ-1106. гр.361-3 Проблема коррекции коэффициента мощности Неэффективное использование электроэнергии, помехи в электросети, вызванные подключенными

Подробнее

5. Импульсные регуляторы напряжения

Как следует из экспериментов, проведенных в разделе 3. 7, КПД линейных стабилизаторов является низким из-за потерь в транзисторах регулирующего элемента, кроме того требуются мощные теплоотводы, превышающие по габаритам и массе сами стабилизаторы.

Повысить КПД можно, если транзисторы регулирующих элементов будут работать в ключевом режиме.

При использовании MOSFET и IGBT транзисторов проблема КПД и массово-габаритных показателей решается достаточно просто. Регулирование напряжения в этом случае осуществляется следующим образом: из постоянного напряжения формируются однополярные импульсы с постоянной составляющей, величина которой пропорциональна длительности импульсов. Схема идеального ключевого регулятора и осциллограммы, поясняющие его принцип работы, показаны на рисунке 5.1.

U1

Рисунок 5.1

Среднее значение выходного напряжения Uн:

Где γ=t1/T – коэффициент заполнения импульса.

Изменяя значение коэффициента можно регулировать выходное напряжение импульсного регулятора. Для получения постоянного напряжения необходимы фильтры.

Существуют три основные схемы импульсных регуляторов напряжения (ИРН), преобразующих переменное напряжение в постоянное (конверторы ДС-ДС): последовательный ИРН понижающего типа, ИРН параллельный повышающего и ИРН параллельный инвертирующего типа.

5.1. Импульсный регулятор напряжения последовательного типа.

На рисунке 5.2. изображена схема ИРН понижающего типа

Импульсный регулятор напряжения понижающего типа

Рисунок 5.2

Проходной транзистор Q1 находится в одном из двух режимов – насыщения (транзистор открыт) или отсечки (транзистор закрыт). Если Q1 открыт (насыщен), ток поступает от источника постоянной ЭДС U1 через дроссель L в нагрузку R одновременно заряжается конденсатор C. Когда транзистор Q1 закрыт, ток через индуктивность по закону коммутации, протекая по цепи L - C║R, общий провод ┴, диод Q, способствует поддержанию выходного напряжения Uн.

При определении регулировочной характеристики составляются выражения для определения напряжения на индуктивности на каждом интервале работы транзистора.

Транзистор Q1 открыт от 0 до t1

где

ток через индуктивность за время t=t1 нарастает, а за интервал времени

равномерно уменьшается. Из равенства токов для каждого интервала времени определяется регулировочная характеристика:

Ток через нагрузку должен превышать ток пульсации дросселя:

Откуда значение индуктивности дросселя равно:

Где γ=γmax, fp=1/T – рабочая частота, сопротивление Rн=Rн max.

Рекомендуемое значение L:

Для определения значения емкости C, положим ток нагрузки равным

, тогда для интервала (T-t1):

где fp=1/T, γ=t1/T, Kп=ΔUн/Uн – коэффициент пульсации

Ток через транзистор и диод , где значение индуктивности равно рекомендуемому.

Напряжение транзистора, диода и емкости

По данным ,,и выбираются транзисторы и диоды. КПД регулятора , где - прямое падение напряжения диода, - напряжение насыщения коллектор - эмиттер(сток - исток). Ток потребляемый регулятором находится из баланса мощностей

5.3.

Исследование импульсного регулятора понижающего типа

Цель: построение регулировочной характеристика, выходной характеристики, снятие осциллограмм токов через транзистор, диод и дроссель. Оценка влияния изменения сопротивления нагрузки на формы токов(,и )

Приборы и элементы

- транзистор IRG4BC20U Q1

Диод Шоттки 10BQ040 D1

Резисторы R1=20Ом, R2=510 Ом,

Индуктивность L1=10мГн

Емкость С1=3мкФ

Сопротивление нагрузки R1=2Ом

Потенциометр R=10Ом

Датчики тока R=10млОм

Амперметры U2, U3

Вольтметры U1

Четырехканальный осциллограф XSC1

Двухканальный осциллограф XSC2

Функциональный генератор XFG1

Источник постоянной ЭДС V1

Исходные данные и значения номиналов элементов входящих в схему.

Исходные данные:

U1=25В – входное напряжение ЭДС постоянного тока;

Rн=( R6+ R7)=(212)Ом – сопротивление нагрузки;

=20 кГц – рабочая частота;

- коэффициент заполнения импульса.

Рабочая частота и коэффициент заполнения импульса задается с помощью функционального генератора XFG1 форма импульсов прямоугольна

Максимальные значения напряжения и тока нагрузки

Максимальные значения напряжения на диоде D1и транзисторе Q1

Значение индуктивности из условия непрерывности тока через катушку , L1=500мкГн.

Значение емкости ,

С1=2мкФ.

Максимальное значение токов через диод и транзистор

По значениям, , выбраны диод с барьером Шоттки D1 10BQ040 и транзистор IGBT – IRG4BC20U/

Сопротивление датчиков тока R3, R4, R5 выбираются из условия R2=R3=R4=(0,05Rнmin

Резистор R1 выбирается из условия обеспечения максимального зарядного тока входной емкости C11 IGBT транзистора. Максимальный зарядный ток затвора Iсз=1 А, напряжение затвор-эмиттер Uзэ=20В.

Диод VD2 позволяет сократить время разряда входной емкости.

Исследуемая схема изображена на рисунке 5.3.

ИРН понижающего типа

Рисунок 5.3

Рисунок 5. 4

  1. форма тока через дроссель

  2. форма напряжения на диоде D1

  3. форма тока через транзистор

  4. форма тока через диод

Порядок проведения эксперимента

Эксперимент 1. построение регулировочной характеристики ИРН понижающего типа для Rн max= 12 Ом и Rн min=2 Ом. Определение входного сопротивления при различных γ.

  1. Откройте файл «ИРН понижающего типа» или соберите схему, изображенную на рис. 4.3. установите значение Rн min=R7=2 Ом, а R6=0 Ом (0%). Включите схему. Изменяя значения γ от 0.2 (20% - duty Cycle) c шагом Δγ=0.1, занесите в таблицу показания вольтметра U2, измеряющего Uн .

  2. Установите значение ,

R6max=10 Ом (100%) и повторите опыт а). Постройте регулировочную характеристику

Uн(Rн min)=f(γ) и Uн(Rн max)=f(γ). Проведите сравнительный анализ и сделайте выводы относительно теоретической зависимости Uн=U1*γ, почему нет совпадений.

  1. Установите значения: γ1=0.3, γ2=0.5, γ3=0.9. изменяя величину Rн от 12 до 2 Ом, занесите показания вольтметра U2, амперметра U1 в таблицу. По табличным данным постройте выходные характеристики ИРН для трех случаев (γ1=0.3, γ2=0.5, γ3=0.9). По полученным зависимостям найти выходные сопротивления. Провести сравнительный анализ, сделайте выводы о поведении напряжения нагрузки в зависимости от тока нагрузки при различных γ.

  2. Рассчитайте КПД регулятора, используя показания амперметра U4 (ток потребления I0), амперметра U3 (ток нагрузки Iн) и вольтметра U2 (напряжение нагрузки Uн) для γ2=0. 5 и γ3=0.9 для двух случаев и

Потребляемая мощность:

Мощность, выделяемая нагрузкой

КПД

Сделайте выводы.

Новые эффективные импульсные регуляторы напряжения без гальванической развязки с выходными токами 0,5; 1 и 2 A

Регуляторы напряжения VR компании XP Power – экономичное решение для организации питания в месте размещения нагрузки без гальванической развязки, но без понижения качества и с сохранением технических характеристик.

Новые серии импульсных регуляторов напряжения VR05 (выходной ток 0,5 A), VR10 (выходной ток 1 A) и VR20 (выходной ток 2 A) – это рентабельное средство преобразования напряжения с понижением значения для всех видов портативного, работающего от батареи, промышленного или ИТ-оборудования, включая датчики, устройства робототехники, технику связи, контрольно-измерительное оборудование, встроенное вычислительное оборудование, распределенные системы электропитания постоянного тока, требующие стабилизации, но не требующие гальванического разделения.

При преобразовании напряжения с КПД 96% очень мало энергии теряется в виде тепла, поэтому устройства VR не требуют применение теплоотводов, что минимизирует габариты и обеспечивает гибкость при разработке печатной платы. В зависимости от модели поддерживается широкий диапазон входного напряжения от 4,5 В до 36 В. Все три серии имеют выходные напряжения 3,3; 5; 9; 12 и 15 В, кроме того серия VR10 имеет модель с выходным напряжением 6,5 В, а в серии VR20 предлагается вариант с выходным напряжением 2,5 В.

Модули регуляторов серий VR отличаются превосходными показателями стабильности по току и напряжению, низкими пульсациями напряжения и низким значением тока покоя (в режиме холостого хода) — 0,1 мА (для VR05 и VR20), 0,3 мА (для VR10). Все модели оснащены защитой от перегрузки по току и защитой от длительного короткого замыкания с автоматическим восстановлением рабочего режима при устранении причины замыкания. Все модули способны функционировать в диапазоне температур от -40 до +80ºC, полная мощность в нагрузке обеспечивается между +40ºC и +71ºC (в зависимости от модели). Среднее значение времени наработки до отказа (MTBF) составляет более 2 000 000 ч, рассчитанное по стандарту MIL-HDBK-217F для температуры +25ºC в условиях применения в стационарном наземном оборудовании.

Выпускаются модули VR в корпусе SIP3 из пластика с классом возгораемости UL94V-0. Габаритные размеры корпусов: серия VR05 – 11,6×10,16×7,55 мм, VR10 – 11,6×10,4×8 мм, VR20 – 11,5×17,5×9 мм. Поставляются упакованными в тубы: модули VR05 и VR10 по 43 штуки, а VR20 по 44 штуки.

Импульсный стабилизатор напряжения его назначение и сфера применения

Использование различного рода техники в повседневной жизни –это непременный атрибут современного общества. Но далеко не все приборы рассчитаны на подключение к стандартной электросети на 220В. Многие из них потребляют энергию с напряжением от 1 до 25В. Для ее подачи используют специальное оборудование.

Однако его основная задача состоит не столько в понижении параметров на выходе, сколько в соблюдении стабильного их уровня в сети. Решить ее можно при помощи стабилизационного устройства. Но как правило такие приборы достаточно громоздки и не совсем удобны в применении. Лучший вариант – это импульсный стабилизатор напряжения. Он отличается от линейных не только габаритами, но и по принципу работы.

Что представляет собой импульсный стабилизатор

Прибор, состоящий из двух основных узлов:

  • Интегрирующего;
  • Регулировки.

На первом происходит накапливание энергии с последующей ее отдачей. Регулирующий блок подает ток и при необходимости выполняет прерывание этого процесса. Причем, в отличие от линейных моделей, в импульсных, этот элемент может находиться в замкнутом или разомкнутом состоянии. Иными словами, он работает как ключ.

Устройство импульсного прибора

Сфера применения таких приборов достаточно широка. Однако наиболее часто они используются в навигационном оборудовании, а также импульсный стабилизатор следует купить для подключения:

  • ЖК телевизоров
  • Источников питания, используемых в цифровых системах;
  • Низковольтного промышленного оборудования.

Могут использоваться импульсные повышающие стабилизаторы напряжения и в сетях с переменным током для преобразования его в постоянный. Приборы этого класса также находят применение в качестве источников питания для мощных светодиодов, подзарядки аккумуляторов.

Как работает оборудование

Принцип действия устройства заключается в следующем. При замыкании регулирующего элемента происходит накопление энергии в интегрирующем. При этом происходит повышение напряжения. При размыкании ключа электричество постепенно отдается потребителям, приводя к снижению напряжения.

Смотрим видео, принцип работы прибора:

Столь простой способ функционирования прибора позволяет экономно расходовать электроэнергию, а кроме того дал возможность создать миниатюрный агрегат.

В качестве регулирующего элемента в нем могут использоваться следующие детали:

  • Тиристор;
  • Транзисторы.

В роли интегрирующих узлов прибора выступают:

  • Дроссель;
  • Батарея;
  • Конденсатор.

Конструктивные особенности стабилизатора связаны со способом его работы. Различают устройства двух типов:

  1. ШИМ;
  2. С триггером Шмитта.

Рассмотрим, чем отличаются эти две разновидности импульсных стабилизаторов напряжения.

Модели ШИМ

Модель ШИМ

Приборы этого типа, в конструктивном плане имеют некоторые отличия. Они состоят из двух основных элементов, а также:

  1. Генератора;
  2. Модулятора;
  3. Усилителя.

Их работа имеет прямую зависимость от величины напряжения на входе, а также скважности импульсов.

При размыкании ключа происходит переход энергии в нагрузку и в работу включается усилитель. Он сравнивает значения напряжения и определив разницу между ними передает усиление на модулятор.

Конечные импульсы должны иметь отклонение скважности, которое пропорционально выходным параметрам. Ведь от них зависит положение ключа. При конкретных значения скважности он размыкается или замыкается. Поскольку главную роль в работе прибора играют импульсы, то они и дали ему название.

Приборы с триггером Шмитта

Этот тип импульсных стабилизаторов напряжения отличается минимальным набором элементов. Главная роль в нем отведена триггеру, в состав которого включен компаратор. Задача этого элемента – сравнение значения выходного напряжения с максимально допустимым.

Смотрим видео принцип работы прибора с триггером Шмитта:

Работа прибора заключается в следующем. При превышении максимального напряжения происходит переключение триггера в нулевую позицию с размыканием ключа. Одновременно происходит разрядка дросселя. Но как только напряжение достигнет минимального значения происходит переключение с 0 на 1. Это приводит к замыканию ключа и поступлению тока в интегратор.

Хотя такие устройства и отличаются довольно простой схемой применять их можно только на отдельных направлениях. Объясняется это тем, что импульсные стабилизаторы напряжения могут быть понижающими или повышающими.

Классификация приборов

Подразделение приборов на типы осуществляется по различным критериям. Так по соотношению напряжения на входе и выходе различают следующие виды устройств:

  • Инвертирующие;
  • Произвольно изменяющие напряжение.

В качестве ключа могут использоваться такие детали, как:

  • Транзисторы;
  • Тиристоры.

Кроме этого существуют отличия и в самой работе импульсных стабилизаторов постоянного напряжения. Исходя из этого они классифицируются на модели, функционирующие на:

  1. На основе широтно-импульсной модуляции;
  2. Двухпозиционные.

Достоинства и недостатки стабилизаторов

Модульный стабилизатор

Как и любое другое устройство модульный стабилизатор не является идеальным. Он имеет свои плюсы и минусы, о которых следует знать. К достоинствам прибора относятся:

  • Легкое достижение стабилизации;
  • Высокий КПД;
  • Выравнивание напряжения в широком диапазоне;
  • Устойчивые выходные параметры;
  • Компактные габариты;
  • Мягкое включение.

К недостаткам устройства относится в первую очередь сложное конструктивное исполнение. Наличие в нем большого количества специфических элементов не позволяет добиваться высокой надежности. Кроме того, минусом импульсного стабилизатора постоянного напряжения является:

  • Создание большого числа частотных помех;
  • Сложность выполнения ремонтных работ;
  • Потребность в применении устройств, компенсирующих коэффициент мощности.

Допустимый диапазон частот

Работа этого устройства возможна при достаточно высокой частоте преобразования, что является его главным отличием от приборов с сетевым трансформатором. Повышение этого параметра позволило добиться минимальных габаритов.

Для большинства моделей диапазон частот может составлять от 20 до 80 кГц. Однако выбирая как ключевые, так и ШИМ-приборы нужно учитывать высшие гармоники токов. При этом верхнее значение параметра имеет определенные ограничения, соответствующие требованиям, предъявляемым к радиочастотной аппаратуре.

Применение устройств в сетях переменного тока

Приборы этого класса способны преобразовывать постоянный ток на входе в такой же на выходе. Если предполагается использовать их в сети переменного тока, то потребуется установка выпрямителя и сглаживающего фильтра.

Однако следует знать, что с ростом напряжения на входе устройства уменьшается выходной ток и наоборот.

Возможно подключение стабилизатора с использованием мостового выпрямителя. Но в таком случае он будет источником нечетных гармоник и для достижения необходимого коэффициента мощности потребуется использование конденсатора.

Обзор производителей

Выбирая стабилизатор, обращают внимание не только на его технические характеристики, но и на конструктивные особенности. Важна и марка производителя. Вряд ли будет иметь высокое качество прибор, изготовленный не известной широкому кругу покупателей фирмой.

Продукция Smartmodule

Поэтому большинство потребителей предпочитают выбирать модели, принадлежащие популярным брендам, таким как:

Продукция этих компаний отличается высоким качеством, надежностью и рассчитана на длительный срок службы.

Заключение

Использование бытовой техники и других электроприборов стало неотъемлемым условием комфортной жизни. Но для того, чтобы ваши устройства не выходили из строя при нестабильной работе электросетей, стоит заранее подумать о приобретении стабилизатора. Какую модель выбрать зависит от параметров используемого оборудования. Если предполагается подключение современных ЖК телевизоров, мониторов и аналогичных устройств, то идеальный вариант – это импульсный стабилизатор.

Регуляторы напряжения | Полезные статьи TEPLOCOM

09-03-2013

Типы регуляторов напряжения

Термин регулятор напряжения имеет достаточно широкое трактование.

Свободная энциклопедия «Википедия» определяет регулятор напряжения как электронное устройство дающее возможность менять значение напряжения на выходе.

Более точное определение приводим ниже.

К основным типам регуляторов напряжения относятся:

  • регулятор напряжения переменного тока;
  • регулятор напряжения постоянного тока;
  • делитель напряжения.

Сетевой стабилизатор напряжения, как один из видов регуляторов напряжения

Самым распространенным видом регулятора напряжения является стабилизатор напряжения. Обычно именно сетевой стабилизатор является предметом поискового запроса «регулятор напряжения».

Свободная энциклопедия «Википедия» даёт следующее определение стабилизатора напряжения.

Таким образом стабилизатор напряжения является частным случаем более общего понятия «регулятор напряжения».

Принято различать следующие типы стабилизаторов напряжения:

  • релейный стабилизатор;
  • симисторный стабилизатор;
  • сервоприводный (электромеханический) стабилизатор;
  • феррорезонансный стабилизатор.

Компания БАСТИОН является одним из лидеров в производстве стабилизаторов напряжения в России. Компания производит большой ассортимент стабилизаторов напряжения для инженерных систем и бытового использования. Подробнее о стабилизаторах компании БАСТИОН смотрите в разделе Стабилизаторы напряжения.

На следующем видео представлены стабилизаторы напряжения серии TEPLOCOM и SKAT.

Стабилизаторы напряжения компании БАСТИОН производятся в соответствии с требованиями российских ГОСТов и международных стандартов качества ISO 9001.

Заводской срок гарантии — 5 лет!

ЛАТР — лабораторный регулятор напряжения

ЛАТР — лабораторный автотрансформатор, используется для ручного регулирования напряжения. Автотрансформаторы — это специальные трансформаторы, в которых обмотки катушек подключены напрямую, в этом случае используется эффекты магнитной и электрической индукции. Такие приборы имеют более высокий уровень коэффициента полезного действия.

Кроме использования для лабораторных целей, ранее такие устройства использовались для ручного регулирования значения напряжения в быту. В советское время массово выпускались РНО (регуляторы напряжения однофазные), эти простые и дешёвые устройства позволяли вручную регулировать напряжение для питания телевизора. Такие устройства часто использовались в качестве повышающего «стабилизатора» в домах, где напряжение в сети было пониженным.

Цифровой регулятор напряжения для систем управления

В системах автоматизации на промышленных объектах используется ещё один тип регулятора напряжения. Это цифровой регулятор напряжения для изменения скоростей вращения электромоторов путём регулирования значения подаваемого напряжения. Такое устройство используется, как правило, в сложном инженерном оборудовании. Примером может служить устройство для регулирования скорости вращения вентиляторов системы вентилирования в условиях воздействия внешних факторов. В этом случае на скорость вращения будет влиять несколько факторов, в том числе скорость ветра, перепад давления, температура воздуха в помещении и вне помещения. Задача регулирования скорости потока становится многокомпонентной, здесь и используются цифровые регуляторы напряжения.

Фазовый регулятор напряжения

Фазовые регуляторы напряжения предназначены для регулирования уровня напряжения, подаваемого на электрический прибор с помощью механического или электронного управления. Фазовые регуляторы напряжения достаточно широко используются в быту, примером такого использования могут быть светильники с плавным регулированием яркости свечения лампочек. В основе принципа работы таких устройств лежит принцип задержки запускающего импульса с помощью управляемого ждущего мультивибратора. Применяются и схемы с применением цифровых устройств, которые позволяют выполнять задержку импульсов. Возможно использование инверторных схем, в этом случае входное сетевое напряжение на первом этапе преобразовывается в постоянный ток, а на втором этапе моделируется синусоидальное напряжение нужного значения.

Делитель напряжения

Делитель напряжения — это один из видов регуляторов напряжения, позволяюющий разделить входное напряжение на несколько значений. При этом сумма напряжений на выходе устройства равна значению напряжения на входе прибора. Как правтло делители напряжения используются для подведения к различным элементах электрической схемы необходимого напряжения от одного источника питания. На основе использования регуляторов напряжения производятся такие приборы как: электрические фильтры, усилители входного напряжения и параметрические стабилизаторы напряжения.

Читайте также по теме:


Тех. поддержка

Бастион в соц. сетях

Канал Бастион на YouTube

Устройство, принцип работы импульсного стабилизатора. Видео.



Из этой статьи вы узнаете о:

  1. Принципе работы импульсных стабилизационных приборов
  2. Приборе, который использует ШИМ
  3. Приборе, который имеет триггер Шмитта
  4. Схеме самого стабилизационного устройства
  5. Преимуществах
  6. А также недостатках
  7. Сферах применения
  8. Особенностях внешнего вида
  9. Самых важных характеристиках импульсных стабилизаторов

Каждый из нас в своей жизни использует большое количество различных электроприборов. Очень большое их число нуждается в низковольтном питании. Другими словами они потребляют электроэнергию, которая не характеризуется напряжением в 220 вольт, а должна иметь от одного до 25-ти вольт.

Конечно, для подачи электроэнергии с таким количеством вольт используются специальные приборы. Однако, проблема возникает не в понижении напряжения, а в соблюдении ее стабильного уровня.

Для этого можно воспользоваться линейными стабилизационными устройствами. Однако такое решение будет очень громоздким удовольствием. Данную задачу идеально выполнит любой импульсный стабилизатор напряжения.

Разобранный импульсный стабилизатор

Если сравнивать импульсные и линейные стабилизационные приборы, то главное их отличие заключается в работе регулирующего элемента. В первом типе приборов этот элемент работает как ключ. Другими словами он находится или в замкнутом, или в разомкнутом состоянии.

Главными элементами импульсных стабилизационных устройств являются регулирующий и интегрирующий элементы. Первый обеспечивает подачу и прерывания подачи электрического тока. Задачей второго является накопление электроэнергии и постепенная ее отдача в нагрузку.

Принцип работы импульсных преобразователей

Принцип работы импульсного стабилизатора

Главный принцип работы заключается в том, что при замыкании регулирующего элемента электроэнергия накапливается в интегрирующем элементе. Это накопление наблюдается повышением напряжения. После того, когда регулирующий элемент отключается, т.е. размыкает линию подачи электричества, интегрирующий компонент отдает электричество, постепенно снижая величину напряжения. Благодаря такому способу работы импульсное стабилизационное устройство не тратит большого количества энергии и может иметь небольшие габариты.

Регулирующий элемент может представлять собой тиристор, биполярный транзитор или полевой транзистор. В качестве интегрирующих элементов могут использоваться дроссели, аккумуляторы или конденсаторы.

Заметим, что импульсные стабилизационные устройства могут работать двумя различными способами. Первый предполагает использование широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Второй - триггера Шмитта. Как ШИМ, так и триггер Шмитта используются для управления ключами стабилизационного устройства.

Стабилизатор с использованием ШИМ



Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, который работает на основе ШИМ, кроме ключа и интегратора в своем составе имеет:

  1. генератор;
  2. операционный усилитель;
  3. модулятор

Работа ключа напрямую зависит от уровня напряжения на входе и скважности импульсов. Влияние на последнюю характеристику осуществляют частота генератора и емкость интегратора. Когда ключ размыкается, начинается процесс отдачи электричества из интегратора в нагрузку.

Принципиальная схема стабилизатора ШИМ

При этом операционный усилитель сравнивает уровни выходного напряжения и напряжения сравнения, определяет разницу и передает необходимую величину усиления на модулятор. Этот модулятор осуществляет преобразование импульсов, которые выдает генератор, на прямоугольные импульсы.

Конечные импульсы характеризуются таким же отклонением скважности, которое пропорционально разности выходного напряжения и напряжения сравнения. Именно эти импульсы и определяют поведение ключа.

То есть при определенной скважности ключ может замыкаться, или размыкаться. Получается, что главную роль в этих стабилизаторах играют импульсы. Собственно от этого и пошло название этих устройств.

Преобразователь с триггером Шмитта

В тех импульсных стабилизационных приборах, которые используют триггер Шмитта, уже нет такого большого количества компонентов, как в предыдущем типе устройства. Здесь главным элементом является триггер Шмитта, в состав которого входит компаратор. Задачей компаратора является сравнение уровня напряжения на выходе и максимально допустимого ее уровня.

Стабилизатор с триггером Шмитта

Когда напряжение на выходе превысило свой максимальный уровень, триггер переключается в нулевую позицию и приводит к размыканию ключа. В это время дроссель или конденсатор разряжаются. Конечно, за характеристиками электрического тока постоянно следит вышеупомянутый компаратор.

И тогда, когда напряжение падает ниже требуемого уровня, фаза «0» меняется на фазу «1». Далее ключ замыкается, и электрический ток поступает в интегратор.

Преимуществом такого импульсного стабилизатора напряжения является то, что его схема и конструкция являются достаточно простыми. Однако он не может применяться во всех случаях.

Стоит отметить, что импульсные стабилизационные устройства могут работать только в отдельных направлениях. Здесь имеется в виду, что они могут быть как сугубо понижающими, так и сугубо повышающими. Также выделяют еще два типа таких приборов, а именно инвертирующий и устройство, которые могут произвольно изменять напряжение.

Схема снижающего импульсного стабилизационного прибора

В дальнейшем рассмотрим схему снижающего импульсного стабилизационного прибора. Он состоит из:

  1. Регулирующего транзистора или любого другого типа ключа.
  2. Катушки индуктивности.
  3. Конденсатора.
  4. Диода.
  5. Нагрузки.
  6. Устройства управления.

Узел, в котором будет накапливаться запас электроэнергии, состоит из самой катушки (дросселя) и конденсатора.

В то время, когда ключ (в нашем случае транзистор) подключен, ток движется к катушке и конденсатору. Диод находится в закрытом состоянии. То есть он не может пропускать ток.

За исходной энергией следит устройство управления, которое в нужный момент отключает ключ, то есть переводит его в состояние отсечки. Когда ключ находится в этом состоянии, происходит уменьшение тока, который проходит через дроссель.

Снижающий импульсный стабилизатор

При этом в дросселе меняется направление напряжения и результате ток получает напряжение, величина которого является разницей между электродвижущей силой самоиндукции катушки и количеством вольт на входе. В это время открывается диод и дроссель через него подает ток в нагрузку.

Когда запас электроэнергии исчерпывается, то происходит подключение ключа, закрытия диода и зарядка дросселя. То есть все повторяется.
Повышающий импульсный стабилизатор напряжения работает подобным образом, как и понижающий. Аналогичным алгоритмом работы характеризуется и инвертирующий стабилизационный прибор. Конечно, его работа имеет свои отличия.

Главное отличие импульсного повышающего устройства заключается в том, то в нем входное напряжение и напряжение катушки имеют одно и тот же направление. В результате они суммируются. В импульсном стабилизаторе сначала размещается дроссель, затем транзистор и диод.

В инвертирующем стабилизационном устройстве направление ЭДС самоиндукции катушки является таковым, как и в понижающем. В то время, когда подключается ключ и закрывается диод, питание обеспечивает конденсатор. Любой из таких приборов можно собрать собственноручно.

Полезный совет: вместо диодов можно использовать и ключи (тиристорные или транзисторные). Однако они должны выполнять операции, которые являются противоположными основном ключу. Другими словами, когда основной ключ закрывается, то ключ вместо диода должен открываться. И наоборот.

Выходя из вышеопределенного строения стабилизаторов напряжения с импульсным регулированием, можно определить те особенности, которые относятся к преимуществам, а которые к недостаткам.

Преимущества

Преимуществами этих устройств являются:

  1. Достаточно легкое достижение такой стабилизации, которая характеризуется очень высоким коэффициентом.
  2. КПД высокого уровня. Благодаря тому, что транзистор работает в алгоритме ключа, происходит малое рассеивание мощности. Это рассеяние значительно меньше, чем в линейных стабилизационных устройствах.
  3. Возможность выравнивания напряжения, которое на входе может колебаться в очень большом диапазоне. Если ток является постоянным, то этот диапазон может составлять от одного до 75-ти вольт. Если же ток является переменный, то этот диапазон может колебаться в пределах 90-260 вольт.
  4. Отсутствие чувствительности к частоте напряжения на входе и к качеству электропитания.
  5. Конечные параметры на выходе являются достаточно устойчивыми даже при условии, если происходят очень большие изменения в токе.
  6. Пульсация напряжения, которое выходит из импульсного устройства, всегда находится в пределах миливольтового диапазона и не зависит от того, какую мощность имеют подключенные электроприборы или их элементы.
  7. Стабилизатор включается всегда мягко. Это означает, что на выходе ток не характеризуется прыжками. Хотя надо отметить, при первом включении выброс тока является высоким. Однако для нивелирования этого явления применяются термисторы, которые имеют отрицательный ТКС.
  8. Малые величины массы и размеров.

Недостатки

  1. Если же говорить о недостатках этих стабилизационных приборов, то они кроются в сложности устройства. Из-за большого количества различных компонентов, которые могут выйти из строя довольно быстро, и специфического способа работы прибор не может похвастаться высоким уровнем надежности.
  2. Он постоянно сталкивается с высоким напряжением. Во время работы часто происходят переключения и наблюдаются сложные температурные условия для кристалла диода. Это однозначно влияет на пригодность к выпрямлению тока.
  3. Частое переключение коммутирующих ключей создает частотные помехи. Их число очень велико и это является негативным фактором.

Полезный совет: для устранения этого недостатка нужно воспользоваться специальными фильтрами.

  1. Их устанавливают как на входе, так и на выходе.В том случае, когда нужно сделать ремонт, то он также сопровождается сложностями. Здесь стоит отметить, что неспециалист поломку устранить не сможет.
  2. Ремонтные работы может осуществить тот, кто хорошо разбирается в таких преобразователях тока и имеет необходимое количество навыков. Иными словами, если такой прибор сгорел и его пользователь не имеет никаких знаний об особенностях прибора, то лучше отнести на ремонт в специализированные компании.
  3. Также для неспециалистов сложно настраивать импульсные стабилизаторы напряжения, в которые может входить 12 вольт или иное количество вольт.
  4. В том случае, если выйдет из строя тиристор или любой другой ключ, могут возникнуть очень сложные последствия на выходе.
  5. К минусам относится и потребность в использовании приборов, которые будут компенсировать коэффициент мощности. Также некоторые специалисты отмечают, что такие стабилизационные устройства стоят дорого и не могут похвастаться большим количеством моделей.

Сферы применения

Но, несмотря на это, такие стабилизаторы могут применяться в очень многих сферах. Однако наиболее употребляются они в радионавигационном оборудовании и электронике.

Кроме этого, их часто применяют для телевизоров с жидкокристаллическим дисплеем и жидкокристаллических мониторов, источников питания цифровых систем, а также для промышленного оборудования, которое нуждается в токе с низким количеством вольт.

Полезный совет: часто импульсные стабилизационные устройства используют в сетях с переменным током. Сами устройства превращают такой ток в постоянный и в том случае, если нужно подключить пользователей, нуждающихся в переменном токе, то на входе нужно подключить фильтр сглаживания и выпрямитель.

Стоит отметить, что любой низковольтный прибор требует использования таких стабилизаторов. Также их можно использовать для непосредственной подзарядки различных аккумуляторов и питания мощных светодиодов.

Внешний вид

Как уже отмечалось выше, преобразователи тока импульсного типа характеризуются небольшими размерами. В зависимости от того, на какой диапазон входных вольт они рассчитаны, зависит их размер и внешний вид.

Если они предназначены для работы с очень малой величиной входного напряжения, то они могут представлять собой малую пластмассовую коробку, от которой отходит определенное количество проводов.

Стабилизаторы, рассчитанные на большое количество входных вольт, представляют собой микросхему, в которой находятся все провода и к которой подключаются все компоненты. О них вы уже узнали.

Внешний вид этих стабилизационных устройств также зависит и от функционального назначения. Если они обеспечивают выход регулируемого (переменного) напряжения, то резиторный делитель размещают вне интегральной схемы. В том случае, если из прибора будет выходить фиксированное количество вольт, то этот делитель уже находится в самой микросхеме.

Важные характеристики

При подборе импульсного стабилизатора напряжения, который может выдавать постоянные 5в или иное количество вольт, обращают внимание на ряд характеристик.

Первой и самой важной характеристикой являются величины минимального и максимального напряжения, которое будет входить в сам стабилизатор. О верхних и нижних границах этой характеристики уже отмечалось.

Вторым важным параметром является наиболее высокий уровень тока на выходе.

Третьей важной характеристикой является номинальный уровень выходного напряжения. Иными словами спектр величин, в рамках которого оно может находиться. Стоит отметить, что многие эксперты утверждают, что максимальное входное и выходное напряжения равны.

Однако в реальности это не так. Причиной этого является то, что входные вольты уменьшаются на ключевом транзисторе. В результате на выходе получается несколько меньшее количество вольт. Равенство может быть только тогда, когда ток нагрузки являются очень малым. То же самое касается и минимальных значений.

Важной характеристикой любого импульсного преобразователя является точность напряжения на выходе.

Полезный совет: на этот показатель следует обращать внимание тогда, когда стабилизационное устройство обеспечивает выход фиксированного количества вольт.

Причиной этого является то, что резистор находится в середине преобразователя и точные его работы определяются в производства. Когда число выходных вольт регулируется пользователем, то регулируется и точность.



Стабилизатор напряжения — как все сделать своими руками. Видео. Стабилизатор напряжения 220 - надежность работы техники в доме. Стабилизатор напряжения Штиль R600T обеспечит надежную работу электроники Настенный стабилизатор напряжения не займет полезного пространства в доме

пошаговая инструкция по установке в авто, схема и видео

В зависимости от устройства и принципа работы реле-регуляторы напряжения генератора в автомобиле делятся на несколько видов: встроенные, внешние, трехуровневые и другие. Теоретически такой прибор можно сделать и самостоятельно, самый простой в плане реализации и дешевый вариант — использовать шунтирующее устройство.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Назначение реле-регулятора

Реле-регулятор напряжения генератора предназначен для стабилизации тока в установке. При функционировании двигателя вольтаж в электрической системе автомобиля должен быть на одном уровне. Но поскольку коленвал вращается с разной скоростью и обороты мотора неодинаковы, генераторный узел вырабатывает разное напряжение. Без регулировки этого параметра могут произойти сбои в функционировании электрооборудования и приборов машины.

Взаимосвязь источников тока авто

В любом автомобиле используется два источника питания:

  1. Аккумуляторная батарея — требуется для запуска силового агрегата и первичного возбуждения генераторной установки. АКБ расходует и накапливает энергию при подзарядке.
  2. Генератор. Предназначен для питания и нужен для того, чтобы генерировать энергию независимо от оборотов. Устройство позволяет восполнить заряд батареи при работе на повышенных оборотах.

В любой электросети оба узла должны быть рабочими. Если генератор постоянного тока выходит из строя, аккумулятор проработает не более двух часов. Без АКБ не заведется силовой агрегат, который приводит в движение ротор генераторной установки.

Канал «LR West» рассказал о неисправностях электросетей в автомобилях Лэнд Ровер, а также о взаимосвязи АКБ и генераторов.

Задачи регулятора напряжения

Задачи, которые выполняет электронное регулируемое устройство:

  • изменение значения тока в обмотке возбуждения;
  • возможность выдержать диапазон от 13,5 до 14,5 вольт в электросети, а также на клеммных выводах АКБ;
  • отключение питания обмотки возбуждения при выключенном силовом агрегате;
  • функция подзарядки аккумулятора.

«Народный автоканал» подробно рассказал о назначении, а также о задачах, которые выполняет регуляторное устройство напряжения в авто.

Разновидности реле-регуляторов

Есть несколько видов автомобильных реле-регуляторов:

  • внешние — этот тип реле позволяет увеличить ремонтопригодность генераторного узла;
  • встроенные — устанавливаются в пластину выпрямительного устройства либо щеточный узел;
  • изменяющиеся по минусу — оснащаются дополнительным кабелем;
  • регулирующиеся по плюсу — характеризуются более экономичной схемой подключения;
  • для установки в агрегаты переменного тока — напряжение не может регулироваться при подаче на обмотку возбуждения, поскольку она установлена в генератор;
  • для устройств постоянного тока — реле-регуляторы имеют функцию отсечения аккумулятора при незапущенном двигателе;
  • двухуровневые реле — сегодня практически не используются, в них регулировка осуществляется пружинками и рычажком;
  • трехуровневые — оснащаются схемой сравнивающего модуля, а также сигнализатором согласования;
  • многоуровневые — оборудуются 3-5 добавочными резисторными элементами, а также системой контроля;
  • транзисторные образцы — на современных транспортных средствах не применяются;
  • релейные устройства — характеризуются более улучшенной обратной связью;
  • релейно-транзисторные — обладают универсальной схемой;
  • микропроцессорные реле — характеризуются небольшими размерами, а также возможностью плавного изменения нижнего либо верхнего порога срабатывания;
  • интегральные — устанавливаются в держатели щеток, поэтому при их износе меняются.

Реле-регуляторы постоянного тока

В таких агрегатах схема подключения выглядит более сложной. Если машина стоит и двигатель не запущен, генераторный узел должен быть отключен от аккумулятора.

При выполнении испытания реле необходимо удостовериться в наличии трех опций:

  • отсечка батареи при стоянке транспортного средства;
  • ограничение максимального параметра тока на выходе агрегата;
  • возможность изменения параметра напряжения для обмотки.

Реле-регуляторы переменного тока

Такие устройства характеризуются более упрощенной схемой проверки. Автовладельцу необходимо произвести диагностику величины напряжения на обмотке возбуждения, а также на выходе агрегата.

Если в автомобиле установлен генератор переменного тока, то запустить двигатель «с толкача» не получится, в отличие от агрегата постоянного тока.

Встроенные и внешние реле-регуляторы

Процедура изменения величины напряжения производится устройством в определенном месте монтажа. Соответственно, встроенные регуляторы осуществляют воздействие на генераторный узел. А внешний тип реле не связан с ним и может подключаться к катушке зажигания, тогда его работа будет направлена только на изменение напряжения на данном участке. Поэтому перед выполнением диагностики автовладелец должен убедиться, что деталь подключена правильно.

Канал «Sovering TVi» подробно рассказал о предназначении, а также принципе действия данного типа устройств.

Двухуровневые

Принцип действия таких устройств заключается в следующем:

  1. Ток проходит через реле.
  2. В результате образования магнитного поля рычаг притягивается.
  3. В качестве сравнивающего элемента используется пружинка, обладающая конкретным усилием.
  4. Когда напряжение увеличивается, контактные элементы размыкаются.
  5. На обмотку возбуждения подается меньший ток.

В автомобилях ВАЗ для регулирования ранее использовались механические двухуровневые устройства. Главный недостаток заключался в быстром износе конструктивных компонентов. Поэтому вместо механических на эти модели машин стали устанавливать электронные регуляторы.

В основе таких деталей использовались:

  • делители напряжения, которые собирались из резисторных элементов;
  • в качестве задающей детали применялся стабилитрон.

Из-за сложной схемы подключения и неэффективного контроля уровня напряжения такой тип устройств стал использоваться реже.

Трехуровневые

Данный тип регуляторов, как и многоуровневые, являются более усовершенствованными:

  1. Напряжение подается с генераторного устройства на специальную схему и проходит через делитель.
  2. Полученные данные обрабатываются, фактический уровень напряжения сравнивается с минимальным и максимальным значением.
  3. Импульс рассогласования изменяет параметр тока, который подается на обмотку возбуждения.

Трехуровневые устройства с частотной модуляцией не имеют сопротивлений, но частота срабатывания электронного ключа в них выше. Для управления применяются специальные логические схемы.

Управление по минусу и плюсу

Схемы по отрицательному и положительному контактам отличаются только подсоединением:

  • при установке в разрыв плюса одна щетка соединяется с массой, а вторая идет на клемму реле;
  • если реле устанавливается в разрыв минуса, то один щеточный элемент должен быть подключен к плюсу, а второй — непосредственно на реле.

Но во втором случае появится еще один кабель. Это связано с тем, что данные модули реле относятся к классу приспособлений активного типа. Для его функционирования потребуется отдельное питание, поэтому плюс подключается индивидуально.

Фотогалерея «Виды реле-регулятора напряжения генератора»

В данном разделе представлены фото некоторых видов устройства.

Принцип работы реле-регулятора

Наличие встроенного резисторного устройства, а также специальных схем обеспечивает возможность регулятора сравнивать параметр напряжения, которое вырабатывает генератор. Если значение слишком высокое, то регулятор отключается. Это позволяет не допустить перезаряда АКБ и выхода из строя электрооборудования, которое питается от сети. Неполадки в работе устройства приведут к поломке аккумулятора.

Переключатель зима и лето

Генераторное устройство работает стабильно независимо от температуры окружающей среды и сезона. Когда его шкив приводится в движение, происходит выработка тока. Но в холодное время года внутренние конструктивные элементы батареи могут примерзать. Поэтому заряд АКБ восстанавливается хуже, чем в жару.

Переключатель для изменения сезона работы располагается на корпусе реле. Некоторые модели оснащаются специальными разъемами, их надо найти и подсоединить провода в соответствии со схемой и обозначениями, нанесенными на них. Сам переключатель представляет собой устройство, благодаря которому уровень напряжения на выводах батареи можно увеличить до 15 вольт.

Как снимать реле-регулятор?

Снятие реле допускается только после отключения клемм от АКБ.

Чтобы произвести демонтаж устройства своими руками, потребуется отвертка с крестовым или плоским наконечником. Все зависит от болта, который крепит регулятор. Генераторный узел, а также приводной ремень демонтировать не нужно. От регулятора отсоединяется кабель и выкручивается болт, который его крепит.

Пользователь Виктор Николаевич подробно рассказал о демонтаже регуляторного механизма и его последующей замене на авто.

Признаки неисправности

«Симптомы», в результате которых потребуется проверить или произвести ремонт регуляторного устройства:

  • при активации зажигания на контрольном щитке появляется световой индикатор разряженного аккумулятора;
  • значок на приборной панели не пропадает после запуска двигателя;
  • яркость свечения оптики может быть слишком низкой и увеличиваться при повышении оборотов коленвала и нажатии на педаль газа;
  • силовой агрегат машины с трудом запускается с первого раза;
  • АКБ автомобиля часто разряжается;
  • при увеличении числа оборотов ДВС более двух тысяч в минуту лампочки на контрольном щитке отключаются автоматически;
  • динамические свойства транспортного средства снижаются, что особенно явно проявляется на повышенных оборотах коленвала;
  • возможно закипание аккумулятора.

Возможные причины неисправностей и последствия

Необходимость ремонта реле-регулятора напряжения генератора возникнет при таких проблемах:

  • межвитковое замыкание обмоточного устройства;
  • короткое замыкание в электроцепи;
  • поломка выпрямительного элемента в результате пробоя диодов;
  • ошибки, допущенные при подключении генераторного агрегата к выводам АКБ, переплюсовка;
  • попадание воды или другой жидкости внутрь корпуса регуляторного устройства, к примеру, в высокую влажность на улице или при мойке авто;
  • механические неисправности устройства;
  • естественный износ элементов конструкции, в частности, щеток;
  • низкое качество использующегося устройства.

В результате неисправности последствия могут быть серьезными:

  1. Высокое напряжение в электросети автомобиля приведет к поломке электрооборудования. Из строя может выйти микропроцессорный блок управления машиной. Поэтому не допускается отключение клеммных зажимов АКБ при запущенном силовом агрегате.
  2. Перегрев обмоточного устройства в результате внутреннего замыкания. Ремонт будет дорогостоящим.
  3. Поломка щеточного механизма приведет к неисправности генераторного агрегата. Узел может заклинить, возможен обрыв приводного ремешка.

Пользователь Сникерсон рассказал о диагностике регуляторного механизма, а также о причинах его выхода из строя на автомобилях.

Диагностика реле-регулятора

Проверять работу регуляторного устройства необходимо с помощью тестера — мультиметра. Его предварительно надо настроить в режим вольтметра.

Встроенного

Данный механизм обычно встроен в щеточный узел генераторного агрегата, поэтому потребуется уровневая диагностика устройства.

Проверка выполняется так:

  1. Производится демонтаж защитной крышки. С помощью отвертки или гаечного ключа ослабляется щеточный узел, его необходимо вывести наружу.
  2. Проверяется износ щеточных элементов. Если их длина составляет менее 5 мм, то замена производится обязательно.
  3. Проверка генераторного устройства с использованием мультиметра выполняется вместе с АКБ.
  4. Отрицательный кабель от источника тока замыкается на соответствующую пластину регуляторного устройства.
  5. Положительный контакт от зарядного оборудования либо аккумулятора соединяется с таким же выходом на разъеме реле.
  6. Затем мультиметр выставляется в рабочий диапазон от 0 до 20 вольт. Щупы устройства соединяются со щетками.

В рабочем диапазоне от 12,8 до 14,5 вольт между щеточными элементами должно быть напряжение. Если параметр увеличивается более чем на 14,5 В, то стрелка тестера должна упасть на ноль.

При диагностике встроенного реле-регулятора напряжения генератора допускается применение контрольной лампочки. Источник освещения должен включаться при определенном интервале напряжения и гаснуть, если этот параметр увеличивается больше необходимого значения.

Кабель, который управляет тахометром, надо прозвонить посредством тестера. На дизельных автомобилях этот проводник обозначается W. Уровень сопротивления провода должен составить примерно 10 Ом. Если этот параметр падает, это говорит о том, что проводник пробит и требует замены.

Выносного

Метод диагностики такого типа устройств осуществляется аналогично. Единственное отличие заключается в том, что реле-регулятор не требуется снимать и извлекать из корпуса генераторного агрегата. Произвести диагностику устройства можно при запущенном силовом агрегате, меняя обороты коленчатого вала с низких на средние и на высокие. При повышении их числа необходимо активировать оптику, в частности, дальнее освещение, а также магнитолу, печку и другие потребители.

Канал «AvtotechLife» рассказал о самостоятельной диагностике регуляторного устройства, а также об особенностях выполнения этой задачи.

Самостоятельное подключение реле-регулятора в бортовую сеть генератора (пошаговая инструкция)

При установке нового регуляторного устройства надо учесть следующие моменты:

  1. Перед выполнением задачи обязательно производится диагностика целостности, а также надежности контактов. Речь идет о кабеле, идущем от кузова транспортного средства к корпусу генераторной установки.
  2. Затем выполняется подключение клеммного зажима Б регуляторного элемента к положительному контакту генераторного агрегата.
  3. При выполнении соединения скрутки проводов использовать не рекомендуется. Они греются и становятся непригодными через год эксплуатации. Следует применять пайку.
  4. Штатный проводник рекомендуется заменить проводом, сечение которого составляет не меньше 6 мм2. Особенно если вместо заводского генератора устанавливается новый, который рассчитан на работу в условиях тока выше 60 А.
  5. Наличие амперметра в цепи генератор-АКБ позволяет определить мощность источников питания в конкретное время.

Схема подключения регулятора выносного

Схема подключения выносного типа устройств

Данное устройство устанавливается после того, как будет определен провод, в разрыв которого он подключится:

  1. В старых версиях Газелей и РАФ применяются механизмы 13.3702. Они выполнены в металлическом или полимерном корпусе и оснащаются двумя контактными элементами и щетками. Их рекомендуется подключать в отрицательный разрыв цепи, выходы обычно обозначены. Положительный контакт берется с катушки зажигания. А выход Ш реле подключается к свободному контакту на щетках.
  2. В автомобилях ВАЗ используются устройства 121.3702 в черном либо белом корпусе, есть также двойные модификации. В последних при поломке одной из деталей второй регулятор останется рабочим, но на него надо переключиться. Устройство устанавливается в разрыв положительной цепи клеммой 15 к контакту катушки Б-ВК. Со щетками соединяется проводник под номером 67.

В более новых версиях ВАЗ реле устанавливаются в щеточный механизм и соединяются с выключателем зажигания. Если автовладельцем производится замена штатного агрегата на узел переменного тока, то подключение должно выполняться с учетом нюансов.

Подробнее о них:

  1. Необходимость фиксации агрегата к корпусу транспортного средства определяется автовладельцем самостоятельно.
  2. Вместо плюсового выхода здесь используется контакт В либо В+. Он должен быть подключен к электросети авто через амперметр.
  3. Выносной тип устройств в таких авто обычно не применяется, а встроенные регуляторы уже интегрированы в щеточный механизм. От него идет один кабель, обозначающийся как D или D+. Он должен подключаться к выключателю зажигания.

В автомобилях с дизельными двигателями генераторный узел может оснащаться выходом W — он подключается к тахометру. Этот контакт можно игнорировать, если агрегат ставится на бензиновую модификацию авто.

Пользователь Николай Пуртов подробно рассказал об установке и подключении выносного типа устройств на автомобиль.

Проверка подключения

Мотор обязательно должен запускаться. А уровень напряжения в электросети авто будет контролироваться в зависимости от количества оборотов.

Возможно, после монтажа и подключения нового генераторного устройства автовладелец столкнется с трудностями:

  • при активации силового агрегата генераторный узел запускается, замер величины напряжения производится на любых оборотах;
  • а после отключения зажигания мотор транспортного средства работает и не глушится.

Решить проблему можно путем отключения кабеля возбуждения, только после этого двигатель остановится.

Глушение мотора может произойти при отпускании сцепления с нажатием на педаль тормоза. Причина неисправности заключается в остаточной намагниченности, а также постоянном самовозбуждении обмотки агрегата.

Чтобы не столкнуться с такой проблемой в дальнейшем, в разрыв возбуждающего кабеля можно добавить источник освещения:

  • лампочка будет гореть при отключенном генераторе;
  • когда происходит запуск агрегата, индикатор тухнет;
  • величина тока, которая проходит через источник освещения, будет недостаточной для возбуждения обмотки.

Канал «Altevaa TV» рассказал о проверке подключения регуляторного устройства после подсоединения в 6-вольтовую сеть мотоцикла.

Советы по увеличению срока службы реле-регулятора

Чтобы не допустить быстрого выхода из строя регуляторного устройства, необходимо придерживаться нескольких правил:

  1. Нельзя допускать сильного загрязнения генераторной установки. Время от времени следует выполнять визуальную диагностику состояния устройства. При серьезных загрязнениях производится снятие агрегата и его очистка.
  2. Периодически следует проверять натяжение приводного ремешка. Если потребуется, производится его натяжка.
  3. Рекомендуется следить за состоянием обмоток генераторного агрегата. Нельзя допускать их потемнения.
  4. Надо проверять качество контакта на управляющем кабеле регуляторного механизма. Не допускается наличие окислений. При их появлении производится очистка проводника.
  5. Периодически следует диагностировать уровень напряжения в электросети авто с заведенным и заглушенным двигателем.

Сколько стоит реле-регулятор?

Стоимость устройства зависит от производителя и типа регулятора.

НаименованиеЦена, руб
Для автомобилей Рено2000
Для Тойоты1000-4500
Для Мазды (от 2012 года выпуска)16000
Цены актуальны для трех регионов: Москва, Челябинск, Краснодар

Можно ли сделать регулятор своими руками?

Пример рассмотрен на регуляторном механизме для скутера. Основной нюанс заключается в том, что для корректной работы потребуется разбор генераторного агрегата. Отдельным проводником необходимо вывести кабель массы. Сборка устройства осуществляется по схеме однофазного генератора.

Алгоритм действий:

  1. Выполняется разбор генераторного агрегата, с мотора скутера снимается статорный элемент.
  2. Слева вокруг обмоток располагается масса, ее надо выпаять.
  3. Вместо нее производится пайка отдельного кабеля для обмотки. Затем данный контакт выводится наружу. Этот проводник будет одним концом обмотки.
  4. Выполняется обратная сборка генераторного устройства. Эти манипуляции осуществляются для того, чтобы с агрегата выходило два кабеля. Они будут использоваться.
  5. Затем к полученным контактам выполняется подсоединение шунтирующего устройства. На завершающем этапе к положительной клемме аккумулятора подключается желтый кабель от старого реле.

Видео «Наглядное руководство по сборке самодельного регулятора»

Пользователь Андрей Чернов наглядно показал, как самостоятельно сделать реле для генераторного агрегата автомобиля ВАЗ 2104.

 Загрузка ...Учебное пособие по импульсному регулятору напряжения

- Bald Engineer

Импульсный стабилизатор напряжения - одна из моих любимых схем. В школе это были первые схемы, которые я построил, где я понял, как работают транзисторы. Фактически, это была первая схема, которую я увидел в полезной катушке индуктивности! Регуляторы переключения невероятно эффективны, если их правильно спроектировать. Конечно, эта деталь о дизайне важна. Они не так просты, как линейный регулятор, который по сути представляет собой микросхему и две крышки.

Чтобы понять основы импульсного регулятора, на этой неделе я выпустил AddOhms # 18. Это видеоурок, посвященный импульсному регулятору напряжения. Если видеоуроки не для вас, продолжайте читать мои письменные инструкции.

Краткое описание импульсного регулятора напряжения

Существует два основных типа регуляторов напряжения: линейные и импульсные. Для более высокого уровня ознакомления ознакомьтесь с моим предыдущим учебным пособием по регулятору напряжения.

Пример линейного регулятора

Для линейных регуляторов требуется лишь небольшое количество компонентов, их легко добавить на плату, но они не очень эффективны.Импульсные регуляторы могут быть очень эффективными для конкретной схемы, но их сложно спроектировать.

Вернувшись к AddOhms # 17, мы говорили о том, как работают линейные регуляторы. В этом уроке мы рассмотрим импульсные регуляторы.

Основные компоненты импульсного преобразователя

Импульсный регулятор напряжения состоит из 4 основных компонентов.

Конденсаторы

Конденсаторы накапливают энергию в электрическом поле. При подаче напряжения конденсатор заряжается.Когда напряжение падает, конденсатор разряжается.

Катушки индуктивности

Катушки индуктивности накапливают энергию в магнитном поле. Когда ток течет через индуктор, создается магнитное поле. Когда ток прекращается, магнитное поле коллапсирует, генерируя ток.

Импульсные регуляторы напряжения работают, используя свойства накопления энергии конденсатора и катушки индуктивности. Для управления зарядом и разрядом этих компонентов мы используем диоды и транзисторы.

Диоды

Как мы обсуждали в AddOhms # 8, диоды пропускают ток только в одном направлении.Позже мы увидим, что это важно.

Переключатели (или транзисторы)

Переключатель или транзистор, используемый для управления регулятором, поэтому мы называем их «импульсными регуляторами».

Транзистор в импульсном регуляторе напряжения

Когда переключатель находится в положении «выключено», через него не течет ток. Отсутствие тока означает отсутствие потерь энергии. Когда переключатель находится в положении «включено», падение напряжения на переключателе составляет 0 вольт. Итак, опять же, энергия не тратится зря. Обычно в качестве транзистора используется полевой МОП-транзистор, однако можно построить преобразователь с биполярным транзистором.

Теперь, когда у нас есть все компоненты, давайте объединим их вместе.

Понижающий преобразователь

Понижающий преобразователь, также называемый понижающим преобразователем, создает выходное напряжение ниже его входного напряжения. Это похоже на то, как работают линейные регуляторы, такие как LM7805.

Катушка индуктивности пытается поддерживать ток, в то время как конденсатор пытается поддерживать постоянное напряжение. Когда мы подключаем катушку индуктивности к конденсатору, она становится источником тока, а конденсатор - источником напряжения.

Понижающий преобразователь с ШИМ

Транзистор используется для управления зарядкой и разрядкой катушки индуктивности. Например, вы можете использовать широтно-импульсную модуляцию, чтобы контролировать, как долго индуктор заряжается и разряжается.

В идеальной схеме все эти компоненты не будут иметь потерь мощности. На самом деле все они сжигают немного энергии, что известно как коммутационные потери.

Однако, по сравнению с линейным регулятором напряжения, эта схема переключения намного эффективнее.

Повышающий преобразователь

Схема повышающего преобразователя

В отличие от линейных регуляторов, импульсные регуляторы могут создавать выходное напряжение, превышающее их входное. Это так называемые повышающие преобразователи. Потому что они повышают или повышают выходное напряжение. В повышающем преобразователе используются те же компоненты, что и в понижающем преобразователе, только в немного другой конфигурации.

Бак-Буст

Третий тип переключающего преобразователя представляет собой конфигурацию «пониженно-повышающая».Эта схема повышает низкое входное напряжение и снижает высокое входное напряжение. Существует несколько типов повышающих преобразователей. На рисунке изображено инвертирующее понижающее напряжение. Двумя другими популярными типами являются несимметричный преобразователь первичной индуктивности SEPIC и преобразователи Ćuk.

Они обычно используются в цепях батарей, чтобы извлечь из батареи максимально возможную энергию.

Интегральные схемы

Обычно для импульсного регулятора используется интегральная схема или ИС.Он содержит переключатель и ШИМ-контроллер. Примером может служить понижающий преобразователь LM3671 от Texas Instruments.

LM3671 Упрощенная схема

На упрощенной схеме показаны входные конденсаторы, выходные конденсаторы и катушка индуктивности. Несмотря на то, что это выглядит просто, импульсный регулятор спроектировать намного сложнее, чем линейный регулятор.

LM3671 Datasheet имеет полную информацию

При проектировании печатной платы требуется много внимания. В этом случае TI предоставляет очень полезные рекомендации по компоновке в своем листе данных, а также много информации о том, как выбирать компоненты.

Готовые модули

Что делать, если вы не хотите прилагать столько усилий? Что ж, вы можете купить готовые коммутационные модули, которые просты как контакты ввода и вывода.

Например, Adafruit предлагает готовые модули для повышения, повышения и повышения уровня.

Заключение

Высокая эффективность импульсных регуляторов делает их идеальными для сильноточных приложений или проектов, работающих от батареи. Каков был ваш опыт использования или разработки собственных импульсных источников питания?

Я также хотел бы услышать любые ваши вопросы или советы по проектированию преобразователя постоянного тока в постоянный.Я могу использовать их в будущем посте (или видео).

Линейные и импульсные регуляторы напряжения

Регуляторы напряжения являются неотъемлемой частью большинства электронных устройств. Функция регулятора напряжения заключается в обеспечении стабильного напряжения на выходе регулятора, в то время как входное напряжение может изменяться.

Товар Рейтинг: 7 из 10

Регуляторы напряжения

в целом можно разделить на линейные или переключаемые.

Линейные регуляторы

Линейные регуляторы можно рассматривать как устройства с переменным сопротивлением, в которых внутреннее сопротивление изменяется для поддержания постоянного выходного напряжения.В действительности переменное сопротивление обеспечивается с помощью транзистора, управляемого контуром обратной связи усилителя.

Линейные регуляторы обычно состоят как минимум из трех контактов - входного входа, выходного контакта и контакта заземления. Внешние конденсаторы размещаются на входных и выходных клеммах, чтобы обеспечить фильтрацию и улучшить переходную реакцию на внезапные изменения нагрузки. Выходной конденсатор также необходим для стабильности цепи обратной связи регулятора напряжения.

Количество тока, протекающего через регулятор, и количество мощности, рассеиваемой в устройстве, будут влиять на выбор корпуса устройства и требования к теплоотводу.Линейные регуляторы намного менее эффективны, чем импульсные регуляторы, и поэтому расходуют больше энергии, которая рассеивается в виде тепла.

Если устройство будет рассеивать более 100 мВт, рекомендуется провести более тщательный термический анализ, учитывающий максимальную рабочую температуру и тепловое сопротивление корпуса ИС (известного как Theta-JA). Если регулятор устанавливает тета-JA равным 50 ° C / Вт, это означает, что сама температура IC (называемая температурой перехода) будет повышаться на 50 ° C на каждый ватт рассеиваемой мощности.

Большинство ИС рассчитаны на температуру перехода до 125 ° C. Так, например, если регулятор с тета-JA 50 ° C / Вт рассеивает 1 Вт, то максимальная температура окружающей среды, при которой он может использоваться, будет 125 ° C - 50 ° C = 75 ° C.

Линейным регуляторам требуется входное напряжение выше выходного. Минимальная разница уровней напряжения между входом и выходом называется падением напряжения. Для нормального линейного регулятора напряжения падение напряжения составляет около 2 вольт.

Регуляторы с малым падением напряжения (LDO) могут регулировать напряжение до менее 100 мВ.Однако их способность подавлять шум и пульсации на входном источнике питания будет значительно снижена ниже 500 мВ.

Для большинства приложений линейный стабилизатор или, более конкретно, стабилизатор LDO имеет больше смысла, если входное напряжение не более чем на пару вольт превышает выходное напряжение. В противном случае регулятор будет тратить слишком много энергии, и более эффективный импульсный регулятор будет лучшим вариантом.

Линейные регуляторы имеют три основных преимущества. Они просты, дешевы и обеспечивают исключительно «чистые» выходы напряжения.

Импульсные регуляторы

Импульсные регуляторы преобразуют одно напряжение в другое, временно сохраняя энергию, а затем высвобождая эту накопленную энергию на выход с другим напряжением.

Термины «преобразователь постоянного тока в постоянный», импульсный источник питания (SMPS), импульсный стабилизатор и импульсный преобразователь относятся к одному и тому же. Они работают, управляя твердотельным устройством, например транзистором или диодом, которое действует как переключатель.

Переключатель прерывает прохождение тока к компоненту накопителя энергии, например конденсатору или катушке индуктивности, чтобы преобразовать одно напряжение в другое.

Существует множество типов топологий импульсных регуляторов, включая три наиболее распространенных:

Понижающие (понижающие) импульсные регуляторы

Понижающий преобразователь может понижать более высокое напряжение на входе до более низкого напряжения на выходе. Это похоже на линейный регулятор, за исключением того, что понижающий регулятор потребляет гораздо меньше энергии. Поэтому, если входное напряжение намного выше желаемого выходного напряжения, понижающий стабилизатор обычно предпочтительнее линейного регулятора.

Регуляторы переключения Boost (Step-Up)

Повышающий преобразователь способен создавать более высокое напряжение на выходе, чем на входе. Например, повышающий преобразователь можно использовать для генерации 5 В или 12 В постоянного тока от одной литий-ионной батареи 3,7 В постоянного тока.

Понижающие / повышающие (понижающие / повышающие) регуляторы переключения

Понижающий / повышающий преобразователь, как вы могли догадаться, способен выдавать фиксированное выходное напряжение из входного напряжения, которое может изменяться выше и ниже выходного напряжения.Этот тип регулятора напряжения очень полезен в оборудовании с батарейным питанием, где входное напряжение со временем уменьшается.

Самая простая топология - это просто схема понижающего преобразователя, приведенная выше, за которой следует схема повышающего преобразователя. Два индуктора соединены последовательно, поэтому их можно объединить в один индуктор.

В этом уроке я проектирую печатную плату, используя простой линейный регулятор, а в этом более глубоком курсе я проектирую индивидуальную плату, используя более сложный импульсный стабилизатор.

Сводка общих спецификаций регуляторов напряжения

Независимо от того, является ли регулятор напряжения линейным или импульсным, разработчикам необходимо базовое понимание параметров, характеризующих рабочие характеристики регулятора.

Выходное напряжение: Выходное напряжение может быть фиксированным или регулируемым. Если фиксировано, напряжение устанавливается внутри устройства, и вы приобретаете конкретный номер детали для требуемого выходного напряжения.

Если регулятор регулируемого типа, напряжение обычно устанавливается делителем напряжения, состоящим из двух резисторов. Это дает некоторую гибкость, но за счет дополнительных компонентов.

Входное напряжение: Необходимо строго соблюдать указанные минимальное и максимальное входное напряжение. Они просто не будут работать при напряжении ниже минимального и будут повреждены, если будут работать при напряжении выше максимального.

Токовый выход: Максимальный ток, который может обеспечить регулятор напряжения, ограничен и обычно определяется пропускной способностью внутреннего силового транзистора.Все решения для регуляторов IC включают в себя встроенную схему ограничения тока для предотвращения повреждений.

Выходная пульсация или коэффициент подавления источника питания (PSRR): Выходная пульсация относится к небольшим колебаниям выходного напряжения. Количество пульсаций выходного напряжения очень важно учитывать, поскольку многие типы цепей будут чувствительны к любому шуму на их входном питании.

Линейные регуляторы подавляют входную пульсацию без добавления дополнительной пульсации. Их способность подавлять пульсации определяется коэффициентом отклонения источника питания (PSRR).Чем выше PSRR, тем лучше линейный регулятор подавляет любые пульсации входного напряжения.

С другой стороны, импульсные регуляторы

создают пульсации на выходе по своей природе переключения. Количество пульсаций от переключающего преобразователя можно уменьшить за счет фильтрации и тщательного выбора компонентов.

Обычный метод проектирования заключается в использовании импульсного регулятора для понижения напряжения питания с минимальным рассеянием мощности, а затем линейного регулятора для устранения любых пульсаций.

Многие линейные стабилизаторы с низким уровнем шума и высоким значением PSRR имеют дополнительный вывод, обычно называемый выводом NR или выводом шумоподавления. Размещение конденсатора емкостью около 10 нФ на этом контакте относительно земли помогает отфильтровать шум и пульсации на внутреннем опорном напряжении и, следовательно, на выходном напряжении.

Шум: Многие электронные компоненты, такие как резисторы и транзисторы, также производят фундаментальный физический шум, который обычно путают с пульсацией. Шум будет отображаться как случайные колебания выходного напряжения по сравнению с пульсациями, которые будут отображаться в виде небольшой периодической формы волны.Хотя это и не связано с пульсацией, те же методы, которые уменьшают пульсации на выходе, обычно также уменьшают шум - в основном, за счет использования шумоподавляющего конденсатора.

Регулировка нагрузки: Регулировка нагрузки относится к способности регулятора поддерживать постоянное выходное напряжение при изменении тока нагрузки. Эта спецификация часто приводится в технических характеристиках устройства в виде графика зависимости выходного напряжения от тока нагрузки.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .

Load Transient: Это мера того, как выходное напряжение реагирует на внезапное скачкообразное изменение тока нагрузки. Обычно имеет место небольшой выброс или недостаточный выброс выходного напряжения, поскольку схема регулятора пытается восстановить и обеспечить стабильное выходное напряжение.

Линейное регулирование: Изменения входного напряжения регулятора могут вызвать изменения выходного напряжения, и линейное регулирование является мерой этого изменения.

Line Transient: Это мера того, как выходное напряжение реагирует на внезапное скачкообразное изменение входного напряжения.Как и в случае переходного процесса нагрузки, будет небольшое превышение или недостижение выходного напряжения, поскольку контур обратной связи регулятора реагирует на внезапное изменение. Регуляторы с высокими характеристиками PSRR (т. Е. С низким уровнем пульсаций на выходе) обычно обладают лучшими характеристиками переходных процессов в линии.

Падение напряжения: Падение напряжения для классических линейных регуляторов, таких как серии LM317 или LM78xx, составляет около 2 вольт. Это означает, что для работы регулятора входное напряжение должно быть как минимум на 2 вольта выше выходного напряжения.

Регуляторы

с малым падением напряжения (LDO) могут работать с гораздо меньшей разницей входного и выходного напряжения. Например, семейство стабилизаторов с малым падением напряжения TPS732 имеет диапазон входного напряжения от 1,7 до 5,5 вольт и отпускаемое напряжение 40 мВ при 250 мА.

КПД: КПД - это мера того, сколько мощности расходуется регулятором впустую. Как упоминалось ранее, линейный регулятор потребляет намного больше энергии, чем импульсный регулятор. Это означает, что линейный регулятор имеет гораздо более низкий КПД.Эффективность можно рассчитать, разделив выходную мощность на входную.

Таким образом, если выходная мощность такая же, как и входная, тогда КПД равен 100%, и регулятор не тратит впустую энергию. Это идеальный, но недостижимый сценарий. Большинство импульсных регуляторов имеют КПД 80-90%.

КПД линейного регулятора зависит от отношения входного напряжения к выходному. Это связано с тем, что для линейного регулятора входной ток всегда практически идентичен выходному току.Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток, токи в уравнении эффективности компенсируются, оставляя только напряжения. Это означает, что чем больше разница между входным и выходным напряжением, тем хуже эффективность линейного регулятора.

Так, например, для линейного регулятора с входным напряжением 5 В постоянного тока и выходным напряжением 3,3 В постоянного тока эффективность составляет:

КПД = 3,3 В постоянного тока / 5 В постоянного тока = 66%

Но если входное напряжение увеличивается до 12 В постоянного тока, эффективность падает до

.

КПД = 3.3 В постоянного тока / 12 В постоянного тока = 27,5%

, что означает, что 72,5% мощности теряется линейным регулятором!

Основным преимуществом стабилизатора с малым падением напряжения является то, что он обеспечивает выходное напряжение, очень близкое к входному, что означает, что эффективность регулятора намного выше. Например, при генерации выходного напряжения 3,3 В постоянного тока от литий-ионной батареи 3,7 В постоянного тока требуется LDO с падением напряжения менее 400 мВ. При этих напряжениях КПД составляет 3,3 В постоянного тока / 3,7 В постоянного тока = 89%, что сопоставимо с высокоэффективным понижающим стабилизатором.

В отличие от линейного регулятора, идеальный импульсный регулятор будет иметь КПД 100%, что означает, что входная мощность равна выходной мощности. Это означает, что входной ток никогда не будет таким же, как выходной. Фактически, входной ток всегда будет меньше, чем выходной ток для понижающего регулятора, и всегда будет выше, чем выходной ток для повышающего регулятора.

Выходной конденсатор: Размер выходного конденсатора имеет решающее значение как для линейных, так и для импульсных регуляторов, поэтому обязательно следуйте рекомендациям в техническом описании.В большинстве случаев керамический конденсатор (с тепловым рейтингом X7R или X5R) является лучшим выбором. Керамические конденсаторы имеют очень низкое паразитное сопротивление (называемое эквивалентным последовательным сопротивлением или ESR), которое обычно улучшает переходную характеристику регулятора. Однако будьте осторожны, потому что некоторые регуляторы требуют использования танталовых конденсаторов с более высоким ESR для стабилизации контура управления с обратной связью.

Электромагнитные помехи (EMI)

Одной из проблем при проектировании импульсных источников питания является возможность электромагнитных помех (EMI).

Переключающее действие активного устройства, которое может быть на частотах от 100 килогерц до нескольких мегагерц, может генерировать широкий спектр излучения. Эти излучения могут проводиться и передаваться в близлежащее оборудование, вызывая вредные помехи или даже собственные помехи.

Имейте в виду, что компоновка печатной платы для импульсного стабилизатора очень важна, гораздо в большей степени, чем для линейного регулятора. Поэтому обязательно следуйте рекомендациям по компоновке в таблице данных.Если в техническом описании выбранного вами импульсного регулятора нет рекомендаций по компоновке, я настоятельно рекомендую выбрать другой регулятор.

Заключение

Когда энергоэффективность не важна или когда входное напряжение лишь немного выше выходного напряжения, лучшим выбором обычно является линейный стабилизатор. Линейные регуляторы обычно дешевле, менее сложны и требуют меньшего количества компонентов. Если требуется действительно чистое выходное напряжение без пульсаций, то линейный стабилизатор также является лучшим выбором.

С другой стороны, если ключевым моментом является энергоэффективность или входное напряжение намного выше, чем желаемое выходное напряжение, то понижающий импульсный преобразователь является лучшим выбором. Если требуется выходное напряжение выше входного, выбор прост - только повышающий стабилизатор может выполнить этот трюк.

Как и во всех аспектах проектирования, между различными решениями всегда приходится идти на компромисс. Во многих случаях лучшим решением является импульсный регулятор, за которым следует линейный регулятор.Таким образом, вы получаете лучшее из обоих миров: эффективность и сверхчистое выходное напряжение.

Наконец, не забудьте загрузить бесплатно PDF : Ultimate Guide to Develop и Sell Your New Electronic Hardware Product . Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиальным контентом, недоступным в моем блоге.

Другой контент, который может вам понравиться:

Импульсные регуляторы

| Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
Аналитические / рабочие файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
Функциональные файлы cookie:
Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
Целевые / профилирующие файлы cookie:
Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Отклонить куки

Повышающие (повышающие) регуляторы | Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта.Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы analog.com или определенных предлагаемых функций. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
Аналитические / рабочие файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
Функциональные файлы cookie:
Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт.Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
Целевые / профилирующие файлы cookie:
Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам.Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Decline cookies

Регуляторы Buck-Boost | Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie.Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы analog.com или определенных предлагаемых функций. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
Аналитические / рабочие файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту.Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
Функциональные файлы cookie:
Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
Целевые / профилирующие файлы cookie:
Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Отклонить куки

Руководство для начинающих по переключению регуляторов

Руководство для начинающих по переключению регуляторов

Что не так с линейным регулятором?
Линейные регуляторы отлично подходят для питания устройств с очень низким энергопотреблением.Они просты в использовании и дешевы, поэтому пользуются большой популярностью. Однако из-за судя по тому, как они работают, они крайне неэффективны.

Линейный регулятор работает, принимая разницу между входное и выходное напряжения, и просто сжигать его как отходящее тепло. В чем больше разница между входным и выходным напряжением, тем больше выделяется тепло. В большинстве случаев линейный регулятор тратит больше энергии. понижая напряжение, чем оно фактически доставляет целевое устройство!

При типичном КПД от 40% до 14%, при линейном регулировании напряжения выделяется много тепла, которое необходимо рассеивается громоздкими и дорогими радиаторами.Это также означает сокращение время автономной работы для ваших проектов.

Даже новые регуляторы LDO (low drop-out) все еще неэффективные линейные регуляторы - они просто дают вам больше гибкости с падение входного напряжения.

Чем лучше импульсный стабилизатор?
Импульсный регулятор работает, постепенно отбирая небольшие порции энергии. бит от источника входного напряжения и перемещая их на выход. Этот осуществляется с помощью электрического переключателя и контроллера который регулирует скорость передачи энергии на выход (отсюда и термин «импульсный регулятор»).

Потери энергии, связанные с перемещением кусков энергии вокруг таким образом, относительно малы, и в результате переключение Регулятор обычно может иметь КПД 85%. Поскольку их эффективность менее зависимы от входного напряжения, они могут питать полезные нагрузки от источники более высокого напряжения.

Импульсные регуляторы используются в портативных устройствах. телефоны, платформы для видеоигр, роботов, цифровые камеры и ваши компьютер.

Импульсные регуляторы представляют собой сложные по конструкции схемы, и как в результате они не очень популярны среди любителей. тем не мение Dimension Engineering создает импульсные регуляторы, которые еще проще использовать, чем линейные регуляторы, потому что они используют ту же трехконтактную форму фактор, но не требует внешних конденсаторов.

Что могут импульсные регуляторы, чего нет в линейных регуляторах?
При высоком входном напряжении управление нагрузками более 200 мА с линейный регулятор становится крайне непрактичным.Большинство людей используют отдельный аккумулятор в этих ситуациях, поэтому у них есть одна батарея пакет для устройств высокого напряжения и один для устройств низкого напряжения. Этот означает, что у вас в два раза больше аккумуляторов, которые нужно не забыть заряжать, и хлопот! Импульсный регулятор может легко запитать тяжелые нагрузки от высокое напряжение и избавит вас от необходимости тратить деньги на дополнительный аккумулятор.

Некоторые виды импульсных регуляторов также могут повышать напряжение.Линейный регуляторы не могут этого сделать. Всегда.

Как узнать, нужен ли мне импульсный стабилизатор?
Как правило, если ваше линейное напряжение Регулирующее решение расходует менее 0,5 Вт мощности, импульсный регулятор будет излишним для вашего проекта. Если ваш линейный регулятор тратит несколько ватт мощности, вы наверняка захотите замените его переключателем! Вот как рассчитать потери мощности:

Уравнение для потери мощности в линейном регуляторе:

Потраченная мощность = (входное напряжение - выходное напряжение) * ток нагрузки

Например, у вас свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В аккумулятор, и вы хотите запитать микроконтроллер, потребляющий 5 мА, и ультразвуковой дальномер, потребляющий 50 мА.И микроконтроллер, и Ультразвуковой дальномер убегает от 5В. Вы используете LM7805 (очень общий линейный стабилизатор) для понижения напряжения до 5В с 12В.

Потраченная мощность = (12 В - 5 В) * (0,050 А + 0,005 А) = 0,385 Вт

0,385 Вт - это неплохо для потерь мощности. LM7805 может справиться это без большого радиатора. Вы можете увеличить время автономной работы, если использовался импульсный регулятор, но в этом случае потребляемая мощность настолько низкий, что срок службы батареи в любом случае будет очень долгим.

Теперь давайте расширим этот пример и добавим два сервопривода. которые потребляют в среднем по 0,375 А каждый, а также питаются от источника питания 5 В. Сколько мощности сейчас теряется в линейном регуляторе?

Потраченная мощность = (12 В - 5 В) * (0,050 А + 0,005 А + 0,375 А + 0,375 А) = 5,635 Вт

5,6 Вт - это много отработанного тепла! Без большого радиатора LM7805 станет настолько горячим, что расплавится сам или расплавит ваш макет или победить Iceman.Даже с радиатором 5,6 Вт тоже много жизни, чтобы высосать из батареи без причины. Переключение регулятор, такой как DE-SW050, будет очень полезен в этом случае и снизит потери мощности примерно до 0,5 Вт.

Неужели импульсный стабилизатор стоит 10+ баксов?
Последнее, что нужно учитывать, - это, конечно, стоимость. Если твой проект дешев и достаточно прост, чтобы импульсный регулятор мог утроить стоимость всего проекта, тогда импульсный регулятор может трудно оправдать.Однако если вы создаете более продвинутого робота, самолет и т. д., а импульсный регулятор добавляет 15% к вашей стоимости, но дает вам на 35% больше времени автономной работы, тогда это хорошо, не так ли?

Я не дурак. Я знаю, ты просто пытаешься продавать свою продукцию. Почему я должен покупать у вас импульсный стабилизатор а не от кого-то другого?
Наши регуляторы легкие, маленькие, эффективные, имеют широкий диапазон ввода, четко обозначены и даже проще в использовании, чем линейный регулятор.Они также дешевле, чем другие регуляторы с аналогичными технические характеристики. К тому же, в отличие от других компаний, мы вас не разорвем выкл при отгрузке. Мы ненавидим, когда люди так поступают с нами!

Где я могу найти дополнительную информацию о импульсных регуляторах?
Попробуйте поискать «Понижающий преобразователь», «Повышающий преобразователь» или «Преобразователь постоянного тока в постоянный» и вы должны найти несколько хороших руководств.

Что такое импульсный регулятор?

Что такое импульсный регулятор?

1.Основная роль

Импульсный регулятор (преобразователь DC-DC) - регулятор (стабилизированный источник питания). Импульсный регулятор может преобразовывать входное напряжение постоянного тока (DC) в желаемое напряжение постоянного тока (DC).
В электронном или другом устройстве импульсный стабилизатор выполняет роль преобразования напряжения от батареи или другого источника питания в напряжения, необходимые для последующих систем.

Как показано на рисунке ниже, импульсный стабилизатор может создавать выходное напряжение (V OUT ), которое выше (повышающее, повышающее), более низкое (понижающее, понижающее) или имеющее полярность, отличную от входной. напряжение (В IN ).

2. Типы регуляторов переключения

Импульсный регулятор - это регулятор (стабилизированный источник питания), и существуют следующие типы импульсных регуляторов.

Регулятор
(стабилизированный источник питания)
Импульсный регулятор

(DC-DC преобразователь)
Изолированный импульсный регулятор
Неизолированный импульсный регулятор
Линейный регулятор
Шунтирующий регулятор
Регулятор LDO

В этой статье дается подробное объяснение функций и работы «неизолированных импульсных регуляторов».”

В неизолированных импульсных регуляторах

также используются следующие системы и режимы работы.

Щелкните термин, чтобы узнать больше.

3. Характеристики регулятора переключения

Ниже приводится описание характеристик неизолированного импульсного регулятора.

Высокая эффективность

Посредством включения и выключения переключающего элемента импульсный регулятор обеспечивает высокоэффективное преобразование электроэнергии, поскольку он подает необходимое количество электроэнергии только при необходимости.

Линейный регулятор - это другой тип регулятора (стабилизированный источник питания), но поскольку он рассеивает любые излишки тепла в процессе преобразования напряжения между V IN и V OUT , он не так эффективен, как импульсный стабилизатор.

Самый простой способ объяснить, как импульсный стабилизатор может эффективно преобразовывать напряжение, - это сравнить его с линейным стабилизатором.

Например, если входное напряжение (V IN ) составляет 5,0 В, выходное напряжение (V OUT ) равно 2.5 В и ток нагрузки (I OUT ) составляет 0,1 А,

В линейном регуляторе
Входная мощность = Входное напряжение × Ток нагрузки
= 5,0 В × 0,1 А
= 0,5 Вт
Выходная мощность = Выходное напряжение × Ток нагрузки
= 2,5 В × 0,1 А
= 0,25 Вт
Поскольку эффективность = Выход мощность ÷ Входная мощность, КПД линейного регулятора 50%.

Импульсный стабилизатор, однако, управляет периодом подачи входного напряжения путем включения и выключения переключающего элемента, так что V OUT становится равным 2.5В. Этот период времени, когда подается входное напряжение, составляет

.

В ВЫХ В ВХОД = 2,5 В 5,0 В = 1 2

Отсюда видно, что напряжение подается на полпериода. Точно так же, если вы попытаетесь получить эффективность от входной и выходной мощности, мы получим следующее:

Входная мощность = Входное напряжение × ток нагрузки × 1 2
= 5,0 В × 0,1 А × 1 2
= 0,25 Вт

Входная мощность = Выходное напряжение × ток нагрузки
= 2.5 В × 0,1 А
= 0,25 Вт

Рассчитывая КПД по приведенному выше уравнению: КПД = Выходная мощность ÷ Входная мощность, мы получаем значение 100%. Вот почему импульсный регулятор обеспечивает высокий КПД.
* Поскольку есть реальные потери, истинная цифра составляет около 90%.

Шум

Операции включения / выключения переключающего элемента в импульсном стабилизаторе вызывают внезапные изменения напряжения и тока, а также паразитные компоненты, которые вызывают звон, которые вносят шум в выходное напряжение.

Использование соответствующей разводки платы эффективно снижает уровень шума. Например, оптимизация размещения конденсатора, катушки индуктивности и / или проводки. Для получения дополнительной информации о механизме генерации шума (звонка) и о том, как им управлять, обратитесь к инструкции по применению «Меры противодействия шумам понижающего регулятора».

Сравнение характеристик импульсного регулятора и линейного регулятора
Регулятор переключения Линейный регулятор
Система преобразования выходного напряжения Понижение, повышение, повышение / понижение, инверсия Только понижающий; V OUT должно быть меньше V IN
КПД Высокое (незначительное тепловыделение) Сравнительно низкое (сильное тепловыделение)
Низкое, когда разница между входным и выходным напряжением велика
Выходной ток Большой (высокий КПД означает большой ток) Маленький
Шум Большой Маленький
Пульсации на выходе Настоящее время Нет
Необходимые внешние компоненты Многие
C IN , C OUT , L, (SBD)
Немного
C ВХОД , C ВЫХОД
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *