Регулятор напряжения схема: 4 схемы на Регулятор напряжения своими руками 0-220в

Содержание

Как можно сделать простой регулятор напряжения на 12 вольт своими руками


5 частых вопросов, которые задают начинающие радиомеханики; 5 лучших транзисторов для регуляторов, тест на определение состава схемы

Регулятор электрического напряжения нужен для того, чтобы величина напряжения могла стабилизироваться. Он обеспечивает надежность работы и долговечность работы прибора.

Регулятор состоит из нескольких механизмов.

ТЕСТ:

Ответы на эти вопросы позволят узнать состав схемы регулятора напряжения 12 вольт и её сборку.

  1. Какое сопротивление должно быть у переменного резистора?

a) 10 кОм

b) 500 кОм

  1. Как нужно подключать провода?

a) 1 и 2 клемма – питание, 3 и 4 – нагрузка

b) 1 и 3 клемма – нагрузка, 2 и 4 — питание

  1. Нужно ли устанавливать радиатор?

a) Да

b) Нет

  1. Транзистор должен быть

a) КТ 815

b) Любой

Ответы:

Вариант 1. Сопротивление резистора 10 кОм – это стандарт для установки регулятора, провода в схеме подключаются по принципу: 1 и 2 клемма для питания, 3 и 4 для нагрузки – ток распределится правильно по нужным полюсам, радиатор устанавливать нужно – чтобы защитить от перегрева, транзистор использован КТ 815 – такой всегда подойдет. В таком варианте построенная схема сработает, регулятор станет работать.

Вариант 2. Сопротивление 500 кОм – слишком высокое, будет нарушена плавность звука в работе, а может не сработать вообще, 1 и 3 клемма это нагрузка, 2 и 4 питание, радиатор нужен , в схеме, где стоял минус будет плюс, транзистор любой – действительно можно использовать какой угодно.Регулятор не заработает из-за того, что схема собрана, будет неправильно.

Вариант 3. Сопротивление 10кОм, провода – 1 и 2 для нагрузки, 3 и 4 для питания, резистор имеет сопротивление 2кОм, транзистор КТ 815. Прибор не сможет заработать, так как он сильно перегреется без радиатора.

Как соединить 5 частей регулятора на 12 вольт.

Переменный резистор 10кОм.

Это переменный резистор 10ком. Изменяет силу тока или напряжений в электрической цепи, увеличивает сопротивление. Именно им регулируется напряжение.

Радиатор. Нужен для того, чтобы охладить приборы в случае их перегрева.

Резистор на 1 ком. Снижает нагрузку с основного резистора.

Транзистор. Прибор, увеличивает силу колебаний. В регуляторе он нужен, чтобы получить электрические колебания высокой частоты

2 проводка. Необходимы для того, чтобы по ним шел электрический ток.

Берем транзистор и резистор. У обоих есть 3 ответвления.

Проводятся две операции:

  1. Левый конец транзистора (делаем это алюминиевой частью вниз) присоединяем к концу, который находится в середине резистора.
  2. А ответвление середины транзистора соединяем с правым у резистора. Их необходимо припаять друг к другу.

Первый провод необходимо спаять с тем, что получилось во 2 операции.

Второй нужно спаять с оставшимся концом транзистора.

Прикручиваем к радиатору соединенный механизм.

Резистор на 1кОм припаиваем к крайним ножкам переменного резистора и транзистора.

Схема готова.

Как сделать диагностику без снятия?

Не рекомендуется проводить такую проверку, так как нет возможности оценить состояние щеточного узла. Но случаи бывают разные, поэтому даже такая диагностика может дать свои плоды. Для работы вам потребуется мультиметр или, если такового нет, лампа накаливания. Для вас главное – это провести замер напряжения в бортовой сети автомобиля, определить, нет ли скачков. Но их можно заметить и при езде. Например, мигание света при изменении оборотов коленчатого вала двигателя.

Но точнее окажутся измерения, проведенные с использованием мультиметра или вольтметра с растянутой шкалой. Заведите двигатель и включите ближний свет. Подключите мультиметр к клеммам аккумуляторной батареи. Напряжение не должно превышать 14,8 Вольт. Но и нельзя, чтобы оно опускалось ниже 12. Если оно находится не в дозволенном интервале, то имеется поломка регулятора напряжения. Не исключено, что нарушены контакты в местах соединения прибора с генератором, либо окислены контакты проводов.

Регулятор скорости двигателя постоянного тока с помощью 2 конденсаторов на 14 вольт.

Практичность таких двигателей доказана, они используются в механических игрушках, вентиляторах и др. У них малый ток потребления, поэтому требуется стабилизация напряжения. Часто возникает необходимость подстройки частоты вращения или изменения скорости двигателя для корректировки выполнения цели, представленной какому – либо типу электродвигателя любой модели.

Эту задачу выполнит регулятор напряжения, который совместим с любым типом блока питания.

Чтобы это осуществить, надо изменить выходное напряжение, не требующее большого тока нагрузки.

Необходимые детали:

  1. 2 Конденсатора
  2. 2 переменных резистора

Соединяем части:

  1. Подключаем конденсаторы к самому регулятору.
  2. Первый резистор подключается с минусом регулятора, второй на массу.

Теперь менять скорость двигателя у прибора по желанию пользователя.

Регулятор напряжения на 14 вольт готов.

Простой регулятор напряжения 12 вольт

lm317 калькулятор

Для упрощения расчета номинала резистора можно использовать несложный калькулятор, который поможет рассчитать необходимые номиналы не только для LM317, но и для L200, стабилитрона TL431, M5237, 78xx.

(319,9 Kb, скачано: 42 204)

Регулятор оборотов 12 вольт для двигателя с тормозом.

Состав:

  • Реле – 12 вольт
  • Теристор КУ201
  • Трансформатор для запитки двигателя и реле
  • Транзистор КТ 815
  • Вентиль от дворников 2101
  • Конденсатор

Используется для регулировки подачи проволоки, поэтому в ней присутсвует тормоз двигателя, реализованный с помощью реле.

К реле подключаем 2 провода от блока питания. На реле подается плюс.

Всё остально подключается по принципу обычного регулятора.

Схема полностью обеспечила 12 вольт для двигателя.

Схема номер 1

Имелся стабилизированный импульсный блок питания, дающий на выходе напряжение 17 вольт и ток 500 миллиампер. Требовалось периодическое изменение напряжения в пределе 11 – 13 вольт. И общеизвестная схема регулятора напряжения на одном транзисторе с этим прекрасно справлялась. От себя добавил к ней только светодиод индикации да ограничительный резистор. К слову, светодиод здесь это не только «светлячок» сигнализирующий о наличии выходного напряжения. При правильно подобранном номинале ограничительного резистора, даже небольшое изменение выходного напряжения отражается на яркости свечения светодиода, что даёт дополнительную информацию о его повышении или понижении. Напряжение на выходе можно было изменять от 1,3 до 16 вольт.

КТ829 — мощный низкочастотный кремниевый составной транзистор, был установлен на мощный металлический радиатор и казалось, что при необходимости он вполне может выдержать и большую нагрузку, но случилось короткое замыкание в схеме потребителя и он сгорел. Транзистор отличается высоким коэффициентом усиления и применяется в усилителях низкой частоты – видно действительно его место там а не в регуляторах напряжения.

Слева снятые электронные компоненты, справа приготовленные им на замену. Разница по количеству в два наименования, а по качеству схем, бывшей и той, что решено было собрать, она несопоставима. Напрашивается вопрос – «Стоит ли собирать схему с ограниченными возможностями, когда существует более продвинутый вариант «за те же деньги», в прямом и переносном смысле этого изречения?»

Регулятор мощности на симисторе BTA 12-600

Симистор – полупроводниковый аппарат, причисляется к разновидности тиристора и используется в целях коммутации тока. Он работает на переменном напряжении в отличие от динистора и обычного тиристора. От его параметра зависит вся мощность прибора.

Ответ на вопрос. Если схема собиралась бы на тиристоре, необходим был бы диод или диодный мост.

Для удобства схему можно собрать на печатной плате.

Плюс конденсатора нужно припаять к управляющему электроду симистора, он находится справа. Минус спаять с крайним третьим выводом, который находится слева.

К управляющему электроду симистора припаять резистор с номинальным сопротивлением 12 кОм. К этому резистору нужно присоединить подстрочный резистор. Оставшийся вывод нужно припаять к центральной ножке симистора.

К минусу конденсатора, который припаян к третьему выводу симистора необходимо прикрепить минус от выпрямительного моста.

Плюс выпрямительного моста к центральному выводу симистора и к той части, к которой симистор крепится на радиатор.

1 контакт от шнура с вилкой припаиваем к необходимому прибору. А 2 контакт к входу переменного напряжения на выпрямительном мосту.

Осталось припаять оставшийся контакт прибора с последним контактом выпрямительного моста.

Идет тестирование схемы.

Включаем схему в сеть. С помощью подстрочного резистора регулируется мощность прибора.

Мощность можно развить до 12 вольт для авто.

Разновидности 12В стабилизаторов

В зависимости от конструкции и способа поддержания 12-ти вольтного напряжения выделяют две разновидности стабилизаторов:

  • Импульсные – стабилизаторы, состоящие из интегратора (аккумулятора, электролитического конденсатора большой емкости) и ключа (транзистора). Поддержание напряжения в заданном интервале значений происходит благодаря циклическому процессу накопления и быстрой отдачи заряда интегратором при открытом состоянии ключа. По конструктивным особенностям и способу управления такие стабилизаторы подразделяются на ключевые устройства с триггером Шмитта, выравниватели с широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляцией.
  • Линейные – стабилизирующие напряжение устройства, в которых в качестве регулирующего устройства применяются подключаемые последовательно стабилитроны или специальные микросхемы.

Наиболее распространены и популярны среди автолюбителей линейные устройства, отличающиеся простотой самостоятельной сборки, надежностью и долговечностью. Импульсный вид используется значительно реже из-за дороговизны деталей и сложностей самостоятельного изготовления и ремонта.

Динистор и 4 типа проводимости.

Это устройство, называется тригерным диодом. Обладает небольшой мощностью. В его внутренности нет электродов.

Динистор открывается при наборе напряжения. Скорость набора напряжения определяется конденсатором и резисторами. Вся регулировка производится через него. Работает на постоянном и переменном токе. Его можно не покупать, он находится в энергосберегающих лампах и его легко оттуда достать.

В схемах используется не часто, но чтобы не затрачивать деньги на диоды, применяют динистор.

Он содержит 4 типа: P N P N. Это сама электрическая проводимость. Между 2 прилегающими друг к другу областями образуется электронно-дырочный переход. В динистре таких переходов 3.

Схема:

Подключаем конденсатор. Он начинает заряжаться с помощью 1 резистора, напряжение почти равно тому, что в сети. Когда напряжение в конденсаторе достигнет уровня динистора, он включится. Прибор начинает работать. Не забываем про радиатор, иначе всё перегреется.

Интегральный стабилизатор


Устройства собирают с использованием небольших по размерам микросхем, способных работать при входном напряжении до 26-30 В, выдавая постоянный 12-ти вольтный ток силой до 1 Ампер. Особенностью данных радиодеталей является наличие 3 ножек – «вход», «выход» и «регулировка». Последняя используется для подключения регулировочного резистора, который используется для настройки микросхемы и предотвращения ее перегрузок.

Более удобные и надежные, собранные на основе стабилизирующих микросхем выравниватели постепенно вытесняют собранные на дискретных элементах аналоги.

Топ 5 транзисторов

Разные виды транзисторов применяются для разных целей, и существует необходимость его выбирать.

  • КТ 315. Поддерживает NPN структуру. Выпущен в 1967 году, но до сих пор используется. Работает в динамическом режиме, и в ключевом. Идеален для приборов малой мощности. Больше подходит для радиодеталей.
  • 2N3055. Лучше всего подходит для звуковых механизмов, усилителей. Работает в динамическом режиме. Спокойно используется для регулятора 12 вольт. Удобно крепится на радиатор. Работает на частотах до 3 МГц. Хоть транзистор и выдерживает только до 7 ампер, он вытягивает мощные нагрузки.
  • КП501. Производитель рассчитывал его на применение в телефонных аппаратах, механизмах связи и радиоэлектронике. Через него происходит управление приборами с минимальными затратами. Преобразует уровни сигнала.
  • Irf3205. Пригоден для автомобилей, повышает высокочастотные инверторы. Поддерживает значительный уровень тока.
  • KT 815. Биполярен. Имеет структуру NPN. Работает с усилителями низкой частоты. Состоит из пластмассового корпуса. Подходит для импульсных устройств. Используется часто в генераторных схемах. Транзистор сделан давно, по сей день работает. Даже есть шанс, что он находится в обычном доме, где лежат старые приборы, нужно только их разобрать и посмотреть, есть ли там.

Вступление.

Я много лет тому назад изготовил подобный регулятор, когда приходилось подрабатывать ремонтом р/а на дому у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я изготовил ещё один экземпляр, так как первый образец постоянно обосновался в качестве регулятора оборотов вытяжного вентилятора. https://oldoctober.com/

Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Описание конструкции >>> Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.

Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.

Что получилось

Сам процесс обновлённого монтажа занял времени ни сколько не больше чем предыдущий. При этом получен не простой регулятор напряжения, который подключается к блоку питания стабилизированного напряжения, собранная схема при подключении даже к сетевому понижающему трансформатору с выпрямителем на выходе сама даёт необходимое стабилизированное напряжение. Естественно, что выходное напряжение трансформатора должно соответствовать допустимым параметрам входного напряжения микросхемы КР142ЕН12А. Вместо неё можно использовать и импортный аналог интегральный стабилизатор LM317Т. Автор Babay iz Barnaula.

Обсудить статью ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Схема и фотографии мощнейшего ультразвукового отпугивателя.

Простейшая схема радиожучка на одном транзисторе, для работы в паре с ФМ приёмником.

В электрических схемах для изменения уровня выходного сигнала используется регулятор напряжения. Основное его назначение — изменять подаваемую на нагрузку мощность. C помощью устройства управляют оборотами электродвигателей, уровнем освещённости, громкостью звука, нагревом приборов. В радиомагазинах можно приобрести готовое изделие, но несложно изготовить регулятор напряжения своими руками.

Схемы регуляторов напряжения — Энциклопедия по машиностроению XXL


На рис. 112 изображена схема регулятора напряжения с ускоряющей УО и выравнивающей ВО обмотками.  [c.200]
Рис. 141. Принципиальные схемы регулятора напряжения генератора Г-66 при замкнутых (а) и разомкнутых 6 контактах.
Рассмотрим простейшую схему регулятора напряжения с использованием Транзистора типа п—р—п (обратной проводимости) (рис. 2.12). В данной схеме обмотка возбуждения включена между коллектором транзистора УТ2 и положительным выводом ге-  [c.47]

Изображения отдельных изделий на принципиальной схеме осуществляют в виде развернутых условных графических обозначений, раскрывающих внутреннюю схему соединений элементов. Изделия со сложными внутренними схемами (регуляторы напряжения, электронные блоки, радиоприемники и т. п.), а также изделия, функциональное назначение которых четко определено (контрольно-измерительные приборы, звуковой сигнал и т. п.), могут изображаться без указания внутренней схемы соединений.  

[c.244]


Возможность возникновения ряда аварийных режимов предотвращают схемными методами. Например, в схеме, приведенной на рис. 11, б, это обеспечивается подсоединением двух выводов обмотки возбуждения к регулятору напряжения, что делает безопасным обрыв провода между выводами + генератора и регулятора напряжения. Однако, как правило, в схемы регуляторов напряжения включают специальные элементы защиты полупроводников от перегрузок.  [c.34] На рис. 19 изображена схема регулятора напряжения 13.3702,  [c.
39]

После срабатывания предохранителей, установленных в цепях защиты генераторной установки и в том числе в схеме регулятора напряжения, следует прежде всего устранить причину, вызвавшую это срабатывание, а уже потом заменить предохранитель.  [c.45]

Схема регулятора напряжения (рис. 10.9, г) может быть условно разделена на две части измерительную (/), включающую транзистор УТ1, стабилитрон УД1, дроссель Др, резисторы Я1, Н2, R3, Р4, Н5 и к усилительную часть II), включающую транзисторы УТ2 а УТЗ, резисторы Я6, / 7, Р8, диоды УД2, УДЗ.  [c.108]

Рис. 115. Схема регулятора напряжения с угольным столбиком
Фиг. 39. Схема регулятора напряжения с ускоряющим сопротивлением и выравнивающей обмоткой.
Фиг. 40. Схема регулятора напряжения с ускоряющим и выравнивающим сопротивлениями.
Регулятор напряжения служит для поддержания постоянства напряжения генератора при изменении оборотов якоря и нагрузки генератора. На рис. 29 приведена схема регулятора напряжения генератора Г-66.  [c.93]

В схеме регулятора напряжения генератора Г-66 (см. рис. 29) ускоряющая обмотка включена параллельно обмотке возбуждения генератора.  [c.96]


Рис. 22. Схема регулятора напряжения с ускоряющим резистором
Рис. 117. Принципиальная схема регулятора напряжения БРН-ЗВ и его подключение в схему тепловоза
Схема регулятора напряжения состоит из двух основных частей измерительного и регулирующего органов. Измерительный орган (стабилитроны ДЗ (Д6). Д4, Д5. резисторы Р1—Н5. транзисторы Т1, Т2, ТЗ, диоды Д1. Д2. Д7, конденсатор С/) собран по мостовой схеме. Перед пуском дизеля тепловоза, когда вспо-  
[c.190]
Блок-схема регулятора напряжения дуги (рис. 8-22) состоит  [c.399]
Рис. 8-23. Схема регулятора напряжения дуги в сварочной головке АДС-1000-2
Прибор имеет настольное оформление. Внутри его корпуса, на двух выдвижных панелях, смонтированы узлы электроизмерительной схемы, регулятор напряжения питания нагревателя и распределительная система водяного охлаждения. На лицевую панель прибора вынесены рукоятки управления, кнопки включения и выключения прибора, тумблер включения нагревателя, переключатели масштаба записи сигналов термопар и режима работы, контрольный манометр системы охлаждения и контрольные амперметр и вольтметр нагревательной цепи. В комплект прибора входит шеститочечный электронный потенциометр типа ЭПП-09.  
[c.63]

Приведенная ниже схема регулятора напряжения Я 112А работает следующим образом. Выходная цепь регулятора напряжения состоит из транзисторов VT2 и VT3, переключаюгцихся с помощью управляющего транзистора VT1. Роль чувствительного элемента выполняет стабилитрон VD1, подключенный к входному высокоомному делителю напряжения R1, R2.  [c.14]

Как только напряжение достигнет заданного уровня, стабилитрон VD1 пробивается и транзистор VT1 отпирается. Сопротивление этого транзистора становится минимальным и шунтирует эмитгерно-базовый переход транзисторов VT2 и VT3, что приводит к их запиранию. Схема регулятора напряжения переключается в состояние, при котором VT1 открыт, а VT2 и VT3 заперты. Ток возбуждения генератора и выпрямленное напряжение начинают падать. При этом стабилитрон VD1 и транзистор VT1 запираются, фанзисторы VT2 и VT3 отпираются, и процесс повторяется.  

[c.15]

Па рис. 110 приведена схема регулятора напряжения, в котором часть тока размыкания направляется в обмотку регулятора напряжения ОРН с целью повышения частоты колебаний вибратора. Из схемы следует, что обмотка регулятора напряжения ОРН включена между щеткой и щеткой — через ус1 оряющее сопротивление УС, которое является частью добавочного сопротивления ДС, т. е. сопротивление ДС = ДС, -f- УС.  [c.197]

Германиевые транзисторы, применяющиеся в схемах регуляторов напряжения, принадлежат к типу р—п—р. Кремниевые транзисторы регулятора РР356 относятся к типу п—р—п. Это обстоятельство отражается на схеме как регулятора, так и генератора. У отечественных автомобильных генераторов, кроме Г272, присоединение обмотки возбуждения на массу осуществляется внутри генератора, а соединение другого конца обмотки возбуждения с выводом генератора — — производится через регулятор напряже-  

[c.161]

Для изделий со сложной внутренней схемой (регулятор напряжения, радиоприемник, электронный блок и т. д.), а также для изделий с общеизвестными электрическими схемами (звуковые сигналы, контрольно-измерительные приборы и т. д.) доиускается не указывать внутреннюю схему соединений, а сами изделия показывать в виде прямоугольника или условного графического обозначения.  [c.11]

Интегральные регуляторы напряжения (ИРН). Малогабаритные неразборные ИРН встраиваются в генератор и ремонту не подлежат. На рис. 4.16 представлены схемы регуляторов напряжения Я112А1 (А2), Я112В1 (В2), Я120М1 (М2).  [c.101]

Схема регулятора напряжения РР350 с генератором постоянного тока.  [c.22]

Схема регулятора напряжения показана на рис. 14, б. Магнитный щунт МШ с помощью винта, имеющего рукоятку Р, можно плавно перемещать в направлении, перпендикулярном к плоскости окна магнитопровода 7 (сердечник).  [c.57]


Электронные схемы — регуляторы — CoderLessons.com

Следующим и последним этапом перед нагрузкой в ​​системе электропитания является часть регулятора. Давайте теперь попробуем понять, что такое регулятор и что он делает.

Часть электроники, которая занимается управлением и преобразованием электроэнергии, может быть названа силовой электроникой . Регулятор является важным устройством, когда речь идет о силовой электронике, поскольку он контролирует выходную мощность.

Нужен регулятор

Для источника питания, обеспечивающего постоянное выходное напряжение, независимо от изменений входного напряжения или изменений тока нагрузки, необходим регулятор напряжения.

Регулятор напряжения — это такое устройство, которое поддерживает постоянное выходное напряжение вместо любых колебаний входного напряжения или любых изменений тока, потребляемых нагрузкой. Следующее изображение дает представление о том, как выглядит практический регулятор.

Типы регуляторов

Регуляторы могут быть классифицированы на различные категории, в зависимости от их работы и типа подключения.

В зависимости от типа регулирования регуляторы в основном делятся на два типа, а именно линейные и нагрузочные регуляторы.

  • Линейный регулятор — Регулятор, который регулирует выходное напряжение, чтобы быть постоянным, несмотря на изменения входной линии, он называется Линейным регулятором .

  • Регулятор нагрузки — Регулятор, который регулирует выходное напряжение, чтобы быть постоянным, несмотря на изменения нагрузки на выходе, он называется регулятором нагрузки .

Линейный регулятор — Регулятор, который регулирует выходное напряжение, чтобы быть постоянным, несмотря на изменения входной линии, он называется

Линейным регулятором .

Регулятор нагрузки — Регулятор, который регулирует выходное напряжение, чтобы быть постоянным, несмотря на изменения нагрузки на выходе, он называется регулятором нагрузки .

В зависимости от типа подключения , существует два типа регуляторов напряжения. Они есть

  • Серийный регулятор напряжения
  • Шунтирующий регулятор напряжения

Расположение их в цепи будет таким же, как на следующих рисунках.

Давайте посмотрим на другие важные типы регуляторов.

Стабилизатор напряжения стабилитрона

Регулятор напряжения Зенера — это регулятор, который использует стабилитрон для регулирования выходного напряжения. Мы уже обсуждали детали, касающиеся стабилитрона, в руководстве по базовой электронике.

Когда стабилитрон работает в области пробоя или стабилитрона , напряжение на нем по существу постоянное для

большого изменения тока через него. Эта характеристика делает стабилитрон хорошим стабилизатором напряжения .

На следующем рисунке показано изображение простого регулятора Зенера.

Приложенное входное напряжение Vi, когда оно превышает значение напряжения стабилитрона Vz, затем диод стабилитрона работает в области пробоя и поддерживает постоянное напряжение на нагрузке. Последовательный ограничивающий резистор Rs ограничивает входной ток.

Работа стабилизатора напряжения Зенера

Стабилитрон поддерживает постоянное напряжение на нем, несмотря на колебания нагрузки и колебания входного напряжения. Следовательно, мы можем рассмотреть 4 случая, чтобы понять работу стабилизатора напряжения Зенера.

Случай 1 — Если ток нагрузки IL увеличивается, то ток через стабилитрон IZ уменьшается, чтобы поддерживать ток через постоянный резистор RS постоянным. Выходное напряжение Vo зависит от входного напряжения Vi и напряжения на последовательном резисторе RS.

Это можно записать как

Vo=Vв−IRS

Где I постоянен. Следовательно, Vo также остается постоянным.

Случай 2 — Если ток нагрузки IL уменьшается, то ток через стабилитрон IZ увеличивается, так как ток через резистор серии RS I_S $ через резистор RS остается постоянным. Хотя ток IZ через стабилитрон увеличивается, он поддерживает постоянное выходное напряжение VZ, которое поддерживает постоянное напряжение нагрузки.

Случай 3 — Если входное напряжение Vi увеличивается, то ток IS через последовательный резистор RS увеличивается. Это увеличивает падение напряжения на резисторе, то есть увеличивается VS. Хотя ток через стабилитрон IZ увеличивается с этим, напряжение на стабилитроне VZ остается постоянным, сохраняя постоянное напряжение на выходе нагрузки.

Случай 4. Если входное напряжение уменьшается, ток через последовательный резистор уменьшается, что приводит к уменьшению тока через стабилитрон IZ. Но стабилитрон поддерживает постоянное выходное напряжение благодаря своему свойству.

Ограничения стабилитрона напряжения

Есть несколько ограничений для стабилизатора напряжения Зенера. Они —

  • Он менее эффективен для токов большой нагрузки.
  • Импеданс Зенера немного влияет на выходное напряжение.

Следовательно, стабилизатор напряжения Зенера считается эффективным для применений с низким напряжением. Теперь давайте рассмотрим другие типы регуляторов напряжения, которые сделаны с использованием транзисторов.

Регулятор напряжения серии транзистор

Этот регулятор имеет транзистор, последовательно соединенный с регулятором Зенера и оба параллельно нагрузке. Транзистор работает как переменный резистор, регулирующий напряжение эмиттера на коллекторе, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение. На рисунке ниже показан транзисторный последовательный регулятор напряжения.

При входных рабочих условиях ток через базу транзистора изменяется. Это влияет на напряжение на соединении базового эмиттера транзистора VBE. Выходное напряжение поддерживается постоянным напряжением стабилитрона VZ. Поскольку оба они поддерживаются равными, любое изменение входного питания указывается изменением базового напряжения эмиттера VBE.

Следовательно, выходное напряжение Vo можно понимать как

VO=VZ+VBE

Работа транзисторного стабилизатора напряжения серии

Работу последовательного стабилизатора напряжения следует учитывать при изменении входного напряжения и нагрузки. Если входное напряжение увеличивается, выходное напряжение также увеличивается. Но это, в свою очередь, приводит к уменьшению напряжения на базовом переходе коллектора VBE, так как напряжение Зенера VZ остается постоянным. Проводимость уменьшается по мере увеличения сопротивления в области коллектора эмиттера. Это дополнительно увеличивает напряжение на соединении эмиттера коллектора VCE, тем самым уменьшая выходное напряжение VO. Это будет похоже на уменьшение входного напряжения.

Когда происходят изменения нагрузки, что означает, что если сопротивление нагрузки уменьшается, увеличивая ток нагрузки IL, выходное напряжение VO уменьшается, увеличивая базовое напряжение эмиттера VBE.

С увеличением базового напряжения эмиттера VBE проводимость увеличивается, уменьшая сопротивление коллектора эмиттера. Это, в свою очередь, увеличивает входной ток, который компенсирует снижение сопротивления нагрузки. Это будет похоже на увеличение тока нагрузки.

Ограничения транзисторного стабилизатора напряжения серии

Регуляторы напряжения серии транзисторов имеют следующие ограничения —

  • На напряжения VBE и VZ влияет повышение температуры.
  • Хорошее регулирование для больших токов невозможно.
  • Рассеиваемая мощность высокая.
  • Рассеиваемая мощность высокая.
  • Менее эффективны.

Чтобы минимизировать эти ограничения, используется транзисторный шунтирующий регулятор.

Транзисторный Шунт Регулятор Напряжения

Транзисторная схема шунтирующего регулятора формируется путем последовательного подключения резистора к входу и транзистора, база и коллектор которого соединены стабилитроном, который регулирует оба параллельно нагрузке. На рисунке ниже показана принципиальная схема транзисторного шунтирующего регулятора.

Работа транзисторного шунтирующего стабилизатора напряжения

Если входное напряжение увеличивается, VBE и VO также увеличиваются. Но это происходит изначально. На самом деле, когда Vin увеличивается, текущий Iin также увеличивается. Этот ток, когда протекает через RS, вызывает падение напряжения VS на последовательном резисторе, которое также увеличивается с Vin. Но это заставляет Vo уменьшаться. Теперь это уменьшение Vo компенсирует начальное увеличение, поддерживая его постоянным. Следовательно, Vo поддерживается постоянным. Если вместо этого уменьшается выходное напряжение, происходит обратное.

Если сопротивление нагрузки уменьшается, должно быть уменьшение выходного напряжения Vo. Ток через нагрузку увеличивается. Это приводит к уменьшению тока базы и тока коллектора транзистора. Напряжение на последовательном резисторе становится низким, так как ток течет интенсивно. Входной ток будет постоянным.

Появится выходное напряжение, которое будет представлять собой разницу между приложенным напряжением Vi и падением последовательного напряжения Vs. Следовательно, выходное напряжение будет увеличено для компенсации начального снижения и, следовательно, будет поддерживаться постоянным. Обратное происходит, если сопротивление нагрузки увеличивается.

IC Регуляторы

Регуляторы напряжения в настоящее время доступны в виде интегральных микросхем (ИС). Они вкратце называются регуляторами IC.

Наряду с функциями, подобными обычному регулятору, регулятор IC имеет такие свойства, как термокомпенсация, защита от короткого замыкания и защита от перенапряжения, которые встроены в устройство.

Типы регуляторов IC

Регуляторы IC могут быть следующих типов —

  • Фиксированные положительные регуляторы напряжения
  • Фиксированные отрицательные регуляторы напряжения
  • Регулируемые регуляторы напряжения
  • Регуляторы напряжения с двойным слежением

Давайте теперь обсудим их подробно.

Фиксированный положительный регулятор напряжения

Выход этих регуляторов фиксируется на определенном значении, и значения являются положительными, что означает, что выходное напряжение является положительным напряжением.

Наиболее используемая серия — это серии 7800, и ИС будут похожи на IC 7806, IC 7812, IC 7815 и т. Д., Которые обеспечивают + 6 В, + 12 В и + 15 В соответственно в качестве выходных напряжений. На рисунке ниже показана микросхема 7810, подключенная для обеспечения фиксированного 10 В положительного регулируемого выходного напряжения.

На приведенном выше рисунке входной конденсатор C1 используется для предотвращения нежелательных колебаний, а выходной конденсатор C2 действует как линейный фильтр для улучшения переходного процесса.

Регулятор Фиксированного Отрицательного Напряжения

Выход этих регуляторов фиксируется на определенном значении, и значения являются отрицательными, что означает, что выходное напряжение является отрицательным напряжением.

Наиболее используемая серия — это серия 7900, и микросхемы будут похожи на IC 7906, IC 7912, IC 7915 и т. Д., Которые обеспечивают -6 В, -12 В и -15 В соответственно в качестве выходных напряжений. На рисунке ниже показана ИС 7910, подключенная для обеспечения фиксированного 10В отрицательного регулируемого выходного напряжения.

На приведенном выше рисунке входной конденсатор C1 используется для предотвращения нежелательных колебаний, а выходной конденсатор C2 действует как линейный фильтр для улучшения переходного процесса.

Регулируемые регуляторы напряжения

Регулируемый регулятор напряжения имеет три клеммы IN, OUT и ADJ. Входные и выходные клеммы являются общими, тогда как регулируемая клемма снабжена переменным резистором, который позволяет варьировать выходной сигнал в широком диапазоне.

На приведенном выше рисунке показан нерегулируемый источник питания, приводящий в действие регулируемый регулятор IC 317, который обычно используется. LM 317 представляет собой трехполюсный положительный регулируемый регулятор напряжения и может подавать 1,5A тока нагрузки в регулируемом диапазоне выходных напряжений от 1,25 до 37 В.

Регуляторы напряжения с двойным слежением

Двойной регулятор слежения используется, когда необходимо разделить напряжение питания. Они обеспечивают равные положительные и отрицательные выходные напряжения. Например, микросхема RC4195 обеспечивает выходы постоянного тока + 15В и -15В. Для этого необходимо два нерегулируемых входных напряжения, например, положительный вход может варьироваться от + 18 В до + 30 В, а отрицательный вход может варьироваться от -18 В до -30 В.

На изображении выше показан регулятор RC4195 с двойным слежением. Также доступны регулируемые регуляторы двойного прихвата, выходы которых варьируются между двумя номинальными пределами.

Подключение реле напряжения — схема самостоятельного подключения реле регулятора напряжения в квартире, доме

Реле контроля напряжения (барьеры или регуляторы напряжения) необходимы для защиты проводки и бытовой техники от скачков напряжения. Установить регулятор напряжения дома или в квартире можно своими руками. Нужно лишь знать несколько правил и четко следовать инструкции. Но до начала работы необходимо узнать, как работает реле напряжения.

Принцип работы регулятора напряжения

Значения напряжения постоянно измеряются регулятором. Нижний порог напряжения регулируется левой кнопкой, верхний, соответственно, – правой. Максимально и минимально допустимые значения устанавливаются самостоятельно.

Когда уровень напряжения резко поднимается или опускается, реле размыкает силовой контакт и отключает фазу. Таким образом, регулятор разрывает связь между внутренней проводкой и внешнюю сетью, то есть, автоматически отключает питание. Регулятор напряжения срабатывает очень быстро – за 0,02 секунды.

К сожалению, реле напряжения не способны уберечь от удара молнии и предотвратить его последствия.

Виды регуляторов напряжения

Существует несколько видов реле напряжения. Классифицируются реле по нагрузке, которую они способны выдержать. Нагрузка составляет от 16 А до 80 А (чем больше сила этой нагрузки, тем мощнее реле). В доме или квартире своими руками лучше всего подключить регулятор с силой тока до 40 А.

Регуляторы напряжения можно подключить в одну розетку, а можно для всего дома. Наиболее выгодный и разумный вариант – это подключить реле своими руками для контроля электроэнергии всего дома или квартиры. Помните, что реле должно быть рассчитано на ток, который больше тока вводного автомата.

Устанавливаются регулятор напряжения в распределительный щит или вне его, но желательно, чтобы он находился вблизи счетчика. Подключение регулятора производится только после подключения счетчика.

Виды подключения реле напряжения для однофазных сетей; схемы подключения

Чаще всего в домах и квартирах используются такие виды схем подключения регулятора напряжения:

  • Схема 1 – нагрузкой управляют сами контакты, через них проходит весь ток, который потребляет подключенная к сети техника
  • Схема 2 – регулятор напряжения управляется обмоткой контактора, нагрузку необходимо подключить к сети через силовые контакты

Как подключить своими руками реле напряжения дома или в квартире

В комплекте с регулятором напряжения обязательно должны быть схема с инструкцией. Если их нет, то лучше не покупать такое реле.

При подключении реле своими руками в доме или квартире, помимо схемы и самого реле, вам нужны будут следующие инструменты:

  • провод с сечением 6 мм (также подойдет с сечением 4 мм)
  • железная пластина
  • саморезы
  • DIN-рейка
  • плоскогубцы
  • индикатор
  • отвертка

Для начала выключите все электроприборы в доме, а также выключите пробки. Затем вблизи автоматов необходимо будет прикрепить DIN-рейку, используя саморезы. На задней стенке реле находятся специальные защелки – этими защелками прикрепите регулятор к DIN-рейке. Найдите и измерьте индикатором фазу на контактах входящих автоматов и разрежьте фазный провод в том месте, где входной автомат соединяется с квартирой.

Идущий в дом провод соедините с контактом «IN» на реле напряжения, а к контакту «OUT» необходимо будет подключить часть кабеля, которая идет из дома. После этого возьмите маленький кусочек другого провода. Один его конец соедините с проводом «ноль» на автомате, а второй – с отверстием «N» на реле. После всего этого можно будет включить питание.

Работа с электросетями небезопасна. Если нет навыков работы с электропроводкой, лучше заказать услуги электрика через портал YouDo. Оформить заказ на сайте можно в считанные минуты, а специалисты Юду прибудут оперативно, работу выполнят профессионально и недорого. 

Регулятор напряжения для тена от 1 до 6 кВт

Регулятор напряжения в электрических цепях, служит для изменения мощности, подаваемой в нагрузку. С помощью регулятора напряжения можно управлять скоростью вращения электродвигателей, уровнем освещенности и нагревательными приборами такие как паяльник, электрическая плитка, тэн. В радиомагазинах можно купить готовое изделие но сделать регулятор напряжения своими руками не сложно.

В процессе самогоноварения выяснилось что на газу процес нагревания браги происходит достаточно долго (около 2-х часов) и к тому же, неудобно регулировать процесс дистилляции браги, газовой плиткой. В следствии чего возникла острая необходимость в модернизации самогонного(дистиллятного) аппарата, врезкой в него электрического нагревателя. Изначально задумывалось, что тен будет ставится мощностью 3 kW но в дальнейшем передумали и уменьшили до 2500 ватт. Далее нам понадобилась регулировка напряжения для управления процессом дисциляции, её мы решили изготовить своими руками, благо схем в общем доступе полно, они простые, минимум деталей и изготовление много времени не занимает.

Схема регулятора напряжения на 220 вольт

  • Рисунок 1. Схема.

Схема состоит из симистора, BTA41-800B по названию можно определить его параметры ток и напряжение. Например BTA это обозначение симистора, 41 это его ток в амперах и 800B это его напряжение. Симистор можна заменить на более слабый ток для этого нужно мощность вашего тена разделить на напряжение, например: 2 кВт разделить на напряжение в сети 220 вольт мы получим нужный нам ток 2000/220=9,1 Ампер. В этом случае мы можем использовать другой симистор BTA12-600B, но так как симистор будет работать практически на пределах своих возможностей, он будет греться и придется закрепить его на радиатор, в противном случае он может выйти из строя.

  • Рисунок 2. Схема с вольтметром.

Примечание.В схеме можно применять любой симистор не менее 600B и током в зависимости применяемого нагревательного элемента. В любом случае для облегчения работы симистора его следует разместить на радиаторе охлаждения. Дополнительно можно поставить вольтметр на выход схемы, чтобы видеть изменение напряжения наглядно и на вход поставить автомат на 16-25 ампер.

Детали для схемы:

1.Симистор выбираем от нагрузки но можете как в моем случае чем больше тем лучше BTA8-600b, BTA12-600b, BTA16-600b, BTA20-600b, BTA24-600b, BTA25-600b, BTA26-600b, BTA40-600b, BTA41-600b.

2.Потенциометр можно ставить в пределах от 470 кОм до 1 мегаом (МОм). Советую ставить потенциометр на 1 МОм так как у него больше диапазон регулировки, можно регулировать фактически до нуля. В начале я собрал схему с потенциометром на 500 кОм и в дальнейшем перепаивал на 1 мОм.

3.Динистор DB3 у него нет полярности припаиваем как хотим.

4.Резистор 10 кОм.

5.Конденсатор керамический 0,1 мкФ.

Изготовление схемы

  • Рисунок 3. Схема в моем исполнение.

Для изготовления схемы нам понадобится в первую очередь паяльник, припой и канифоль и радио детали которые без труда можно приобрести в любом радио-магазине. Пожалуйста, уделяйте пристальное внимание, есть риск поражения электрическим током (как и во всем электрическом).

И так, для начала берем печатную плату и на ней располагаем компактно все детали после чего спаиваем все по схеме. Останется прикрепить симистор на радиатор. Я взял радиатор из старого блока питания телевизора. И останется самое сложное найти корпус и разместить схему в нем. На собирание схемы по времени у меня ушло буквально 15 минут.

  • Рисунок 4. Схема регулятора мощности в моем исполнение.

Примечание. Эта схема часто встречается в пылесосах, китайских точильных станках.

  • Рисунок 5. Регулировка с пылесоса.

Также можно заказать с сайта Алиэкспресс вот несколько вариантов. 1 вариант, 2 вариант по заверению китайца способен держать 5 кВт, 3 вариант в красивом корпусе с вольтметром, 4 вариант.

Как происходит процесс регулировки напряжения в дистилляторном аппарате.

На начальном этапе нагреватель включаем на полную мощность. После достижения температуры (78,8) градусов, что соответствует точки кипения этилового спирта, мощность нагревателя уменьшаем. Опытным путем меняя положения регулятора, нужно добиться того, чтобы весь выделяющийся пар конденсировался системой охлаждения. Это поможет избежать лишних потерь спирта и в то же время при правильно подобранной мощности позволит сократить время производства до возможного минимума.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения Я112A1

 

Общие сведения:

 Регулятор напряжения Я112А1 предназначен для поддержания напряжения бортовой сети автомобиля в заданных пределах во всех режимах работы системы электрооборудования при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды.

Применяемость: автомобили АЗЛК, ЗИЛ, ИЖ, ЛАЗ, ЛиАЗ, ПАЗ, РАФ, «Таврия» 91-96 г.в. и др. с генераторами 17.3701, 29.3701, 58.3701, 66.3701, Г287 и их модификациями.

Данное изделие разработано специально для эксплуатации в различных широтах с большим диапазоном температуры окружающей среды. Регулятор выпускается в климатическом исполнении О2.1 по ГОСТ 15150 для внутреннего рынка и на экспорт. По степени защиты от проникновения посторонних тел и воды Я112А1 соответствует исполнению IP68 по ГОСТ 14254. От проникновения влаги регулятор защищен специальным высокотеплопроводным компаундом с рабочей температурой до 200 °С. Регулятор Я112А1 сконструирован по однопроводной схеме питания, корпус изделия соединен с корпусом автомобиля. Рабочий режим регулятора — S1 по ГОСТ 3940.

Регулятор устанавливается в щеточном узле генераторной установки, где предусмотрена установка регуляторов Я112А или Я112А1 при помощи штатных винтов.

Гарантийный срок эксплуатации — 3 года с даты ввода в эксплуатацию или со дня продажи в розничной торговой сети. Гарантийные обязательства производителя имеют силу в течение четырех лет с даты выпуска изделия. Дата изготовления нанесена на корпусе изделия.

 

Технические данные:

Диапазон рабочих температур, °С

-45.. +100

  Напряжение регулирования с АБ* при t°=(25 ± 2)°С и нагрузке генератора 3А, В

14,0 ± 0,1

  Напряжение регулирования с АБ при t°=(25 ± 2)°С в диапазоне нагрузки генератора от 3А до 0,9·Imax**, В

14,0 ± 0,2

  Максимальный ток выходной цепи, А

5,0

  Термокомпенсация Uрег, мВ/°С

-3,0 ± 1,5

  Остаточное напряжение на выходе «Ш», типовое, с датами выпуска до 2015 / модификация 2015 г., В

0,9 / 0,12

  Максимально допустимое длительное воздействие повышенного напряжения питания, В

18,0

  Максимально допустимое воздействие повышенного напряжения питания длительностью до 5 мин., В

25,0

  Максимально допустимые импульсные перенапряжения по ГОСТ 28751, В

120,0

* — АБ — аккумуляторная батарея
** — согласно техническим условиям на изделие

 

Схема включения в составе генераторной установки:

 

 

Габаритный чертеж:

 

Регулятор напряжения 220в схема. Регулятор мощности для паяльника – разнообразие вариантов и схемы изготовления

Эти регуляторы напряжения сети широко известны и успешно применяются для регулировки яркости свечения ламп, температуры нагревателей, кипятильников, жала паяльника, регулировки тока заряда аккумулятора и так далее. В этой статье рассмотрены самые простые схемы таких регуляторов, показаны испытания в работе.

В основном наиболее распространены три схемы:

  1. Тиристорный регулятор на двух тиристорах, четырех диодах и двух конденсаторах.
  1. Тиристорный регулятор на двух тиристорах, двух динисторах и двух конденсаторах.

  1. Симисторный регулятор . Эта схема имеет минимальное количество деталей, так как симистор, это в принципе два тиристора в одном корпусе и он один работает на две полуволны, отрицательную и положительную, в то время как тиристор только на одну полуволну, и мы вынуждены были включать их встречно-параллельно, как и видно из предыдущих схем. Динистор DB3, также двунаправленный, в отличие от КН102.

Все схемы рабочие, выбрать можно ту, детали которой для вас доступнее. В свое время, очень давно, я выбрал схему 1, она по описанию регулирует напряжение от 40 В до 220В. Когда собрал, попробовал расширить пределы регулировки. Удалось добиться регулировки от 2 В до 215 В при напряжении сети 220 В. Изменены всего несколько номиналов резисторов и емкость одного конденсатора. Для удобства добавлен выключатель, предохранитель и вольтметр. Получилась вот такая схема, своего рода маленький ЛАТР (лабораторный автотрансформатор).

Недостатком является то, что при включении напряжение скачет до максимума, а затем устанавливается в соответствии с выставленным переменным резистором значением. Но это не слишком мешает если вы регулируете нагреватель, паяльник или лампу. Большим достоинством является плавная регулировка напряжения на нагрузке от 2-3 вольт до максимального значения, которое, как уже говорилось, всего на несколько вольт ниже напряжения сети. Если планируете регулировать напряжение на нагрузке с большими токами (5-7) А, тиристоры нужно установить на радиаторы. Их максимальный ток 10 А, но на пределе использовать не желательно.

Конструктивно тиристорный регулятор выполнен в алюминиевом корпусе, без печатной платы, навесным монтажом, на куске гетинакса.

Расположение основных деталей:

Минимальное напряжение на нагрузке несколько вольт, около 0 В.

Максимальное напряжение на нагрузке, на несколько вольт ниже напряжения сети.

Достоинство этой схемы – простота и надежность. Собрана в свое время из подручных деталей. Отработала без отказов много лет. В основном подключал нагрузки до 300 Вт, хотя иногда и больше.

Материал статьи продублирован на видео:

В статье рассказывается о том, как работает тиристорный регулятор мощности, схема которого будет представлена ниже

В повседневной жизни очень часто возникает необходимость регулирования мощности бытовых приборов, например электроплиты, паяльника, кипятильников и ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и т.д. На помощь приходит простейшая радиолюбительская конструкция — регулятор мощности на тиристоре. Собрать такое устройство не составит труда, оно может стать тем самым первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала паяльника начинающего радиолюбителя. Стоит отметить, что готовые паяльные станции с контролем температуры и прочими приятными функциями стоят на порядок дороже простого паяльника. Минимальный набор деталей позволяет собрать простой тиристорный регулятор мощности навесным монтажом.

К сведению, навесной монтаж — это способ сборки радиоэлектронных компонентов без применения печатной платы, а при хорошем навыке он позволяет быстро собрать электронные устройства средней сложности.

Вы также можете заказать тиристорного регулятора, а для тех, кто хочет разобраться во всём самостоятельно, ниже будет представлена схема и объяснён принцип работы.

Между прочим, это однофазный тиристорный регулятор мощности. Такой прибор может быть использован для управления мощностью или количеством оборотов. Однако для начала следует разобраться в принципе работы тиристора, ведь это позволит нам понять, на какую нагрузку лучше использовать такой регулятор.

Как работает тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, способный проводить ток в одном направлении. Слово «управляемый» употреблено неспроста, поскольку с его помощью, в отличие от диода, который тоже проводит ток только к одному полюсу, можно выбирать момент, когда тиристор начнет проводить ток. Тиристор имеет три вывода:

  • Анод.
  • Катод.
  • Управляющий электрод.

Для того чтобы ток начал течь через тиристор, необходимо выполнить следующие условия: деталь должна стоять в цепи, находящейся под напряжением, на управляющий электрод должен быть подан кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление тиристором не требует удержания управляющего сигнала. На этом нюансы не заканчиваются: тиристор можно закрыть, лишь прервав ток в цепи, или сформировав обратное напряжение анод — катод. Это значит, что использование тиристора в цепях постоянного тока весьма специфично и часто неблагоразумно, а вот цепях переменного, например в таком приборе как тиристорный регулятор мощности, схема построена таким образом, что обеспечено условие для закрытия. Каждая из полуволн будет закрывать соответствующий тиристор.

Вам, скорее всего, не всё понятно? Не стоит отчаиваться — ниже будет подробно описан процесс работы готового устройства.

Область применения тиристорных регуляторов

В каких цепях эффективно использовать тиристорный регулятор мощности? Схема позволяет отлично регулировать мощность нагревательных приборов, то есть воздействовать на активную нагрузку. При работе с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры могут просто не закрыться, что может привести к выходу регулятора из строя.

Можно ли двигателя?

Я думаю, многие из читателей видели или пользовались дрелями, углошлифовальными машинами, которые в народе именуют «болгарками», и прочим электроинструментом. Вы могли заметить, что количество оборотов зависит от глубины нажатия на кнопку-курок прибора. Вот в этот элемент как раз и встроен такой тиристорный регулятор мощности (схема которого приведена ниже), с помощью которого осуществляется изменение количества оборотов.

Обратите внимание! Тиристорный регулятор не может изменять обороты асинхронных двигателей. Таким образом, напряжение регулируется на коллекторных двигателях, оборудованных щёточным узлом.

Схема одном и двух тиристорах

Типовая схема для того, чтобы собрать тиристорный регулятор мощности своими руками изображена на рисунке ниже.

Выходное напряжение у данной схемы от 15 до 215 вольт, в случае применения указанных тиристоров, установленных на теплоотводах, мощность составляет порядка 1 кВт. Кстати выключатель с регулятором яркости света сделан по подобной схеме.

Если у вас нет необходимости полной регулировки напряжения и достаточно получать на выходе от 110 до 220 вольт, воспользуйтесь этой схемой, которая показывает однополупериодный регулятор мощности на тиристоре.

Как это работает?

Описанная ниже информация справедлива для большинства схем. Буквенные обозначения будут браться в соответствии первой схемы тиристорного регулятора

Тиристорный регулятор мощности, принцип работы которого основан на фазовом управлении величиной напряжения, изменяет и мощность. Данный принцип заключается в том, что в нормальных условиях на нагрузку действует переменное напряжение бытовой сети, изменяющееся по синусоидальному закону. Выше, при описании было сказано, что каждый тиристор работает в одном направлении, то есть управляет своей полуволной от синусоиды. Что это значит?

Если с помощью тиристора периодически подключать нагрузку в строго определенный момент, величина действующего напряжения будет ниже, поскольку часть напряжения (действующая величина, которая «попадёт» на нагрузку) будет меньше, чем сетевое. Данное явление проиллюстрировано на графике.

Заштрихованная область — это и есть область напряжения, которое оказалось под нагрузкой. Буквой «а» на горизонтальной оси обозначен момент открытия тиристора. Когда положительная полуволна закончится и начнется период с отрицательной полуволной, один из тиристоров закрывается, и в тот же момент открывается второй тиристор.

Разберемся, как работает конкретно наш тиристорный регулятор мощности

Схема первая

Оговорим заранее, что вместо слов «положительная» и «отрицательная» будут использованы «первая» и «вторая» (полуволна).

Итак, когда на нашу схему начинает действовать первая полуволна, начинают заряжаться ёмкости C1 и C2. Скорость их заряда ограничена потенциометром R5. данный элемент является переменным, и с его помощью задаётся выходное напряжение. Когда на конденсаторе C1 появляется необходимое для открытия динистора VS3 напряжение, динистор открывается, через него поступает ток, с помощью которого будет открыт тиристор VS1. Момент пробоя динистора и есть точка «а» на графике, представленном в предыдущем разделе статьи. Когда значение напряжения переходит через ноль и схема оказывается под второй полуволной, тиристор VS1 закрывается, и процесс повторяется заново, только для второго динистора, тиристора и конденсатора. Резисторы R3 и R3 служат для управления, а R1 и R2 — для термостабилизации схемы.

Принцип работы второй схемы аналогичен, но в ней идёт управление только одной из полуволн переменного напряжения. Теперь, зная принцип работы и схему, вы можете собрать или починить тиристорный регулятор мощности своими руками.

Применение регулятора в быту и техника безопасности

Нельзя не сказать о том, что данная схема не обеспечивает гальванической развязки от сети, поэтому существует опасность поражения электрическим током. Это значит, что не стоит касаться руками элементов регулятора. Необходимо использовать изолированный корпус. Следует проектировать конструкцию вашего прибора так, чтобы по возможности вы могли спрятать её в регулируемом устройстве, найти свободное место в корпусе. Если регулируемый прибор располагается стационарно, то вообще имеет смысл подключить его через выключатель с регулятором яркости света. Такое решение частично обезопасит от поражения током, избавит от необходимости поиска подходящего корпуса, имеет привлекательный внешний вид и изготовлено промышленным методом.

Всем привет! В прошлой статье я расказывал, как сделать . Сегодня мы сделаем регулятор напряжения для переменного тока 220в. Конструкция довольно-таки проста для повторения даже начинающими. Но при этом регулятор может брать на себя нагрузку даже в 1 киловатт! Для изготовления данного регулятора нам понадобится несколько компонентов:

1. Резистор 4.7кОм млт-0.5 (пойдет даже 0.25 ватт).
2. Перменный резистор 500кОм-1мОм, с 500ком будет регулировать довольно плавно, но только в диапазоне 220в-120в. С 1 мОм — будет регулировать более жестко, тоесть будет регулировать промежутком в 5-10вольт, но зато диапазон возрастет, возможно регулировать от 220 до 60 вольт! Резистор желательно ставить со встроеным выключателем (хотя можно обойтись и без него, просто поставив перемычку).
3. Динистор DB3. Взять такой можно из ЛСД экономичных ламп. (Можно заменить на отечественный Kh202).
4. Диод FR104 или 1N4007, такие диоды встречаются практически в любой импортной радиотехнике.
5. Экономичные по току светодиоды.
6. Симистор BT136-600B или BT138-600.
7. Винтовые клемники. (обйтись можно и без них, просто припаяв провода к плате).
8. Небольшой радиатор (до 0,5кВт он не нужен).
9. Пленочный конденсатор на 400вольт, от 0.1 микрофарадп, до 0.47 микрофарад.

Схема регулятора переменного напряжения:

Приступим к сборке устройства. Для начало вытравим и пролудим плату. Печатная плата — её рисунок в LAY, находится в архиве. Более компактный вариант, представленный товарищем sergei — .



Затем паяем конденастор. На фото конднесатор со стороны лужения, т.к у моего экземпляра конденсатора были слишком коротки ножки.


Паяем динистор. У динистора полярности нет, так-что вставляем его как вам угодно. Припаиваем диод, резистор, светодиод, перемычку и винтовой клемник. Выглядит оно примерно так:


И в конце концов последний этап — это ставим на симистор радиатор.


А вот фото готового устройства уже в корпусе.

8 основных схем регуляторов своими руками. Топ-6 марок регуляторов из Китая. 2 схемы. 4 Самых задаваемых вопроса про регуляторы напряжения.+ ТЕСТ для самоконтроля

Регулятор напряжения – это специализированный электротехнический прибор, предназначенный для плавного изменения или настройки напряжения, питающего электрическое устройство.

Регулятор напряжения

Важно помнить! Приборы этого типа предназначены для изменения и настройки питающего напряжения, а не тока. Ток регулируется полезной нагрузкой!

ТЕСТ:

4 вопроса по теме регуляторов напряжения

  1. Для чего нужен регулятор:

а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

б) Разрывание цепи электрического тока

  1. От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

  1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

  1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

Схема №1.

Самый простой и удобный в эксплуатации регулятор напряжения — это регулятор на тиристорах, включенных встречно. Это создаст выходной сигнал синусоидального вида требуемой величины.


Входное напряжение величиной до 220в, через предохранитель поступает на нагрузку, а по второму проводнику, через кнопку включения синусоидальная полуволна попадает на катод и анод тиристоров VS1 и VS2. А через переменный резистор R2 производится регулировка выходного сигнала. Два диода VD1 и VD2, оставляют после себя только положительную полуволну, поступающую на управляющий электрод одного из тиристоров, что приводит к его открытию.

Важно! Чем выше токовый сигнал на ключе тиристора, тем сильнее он откроется, то есть тем больший ток сможет пропустить через себя.

Для контроля входного питания предусмотрена индикаторная лампочка, а для настройки выходного – вольтметр.

Схема №2.

Отличительная особенность этой схемы — замена двух тиристоров одним симистором. Это упрощает схему, делает ее компактней и проще в изготовлении.


В схеме, также присутствует предохранитель и кнопка включения, и регулировочный резистор R3, а управляет он базой симистора, это один из немногих полупроводниковых приборов с возможностью работать с переменным током. Ток, проходя через резистор R3, приобретает определенное значение, оно и будет управлять степенью открытия симистора. После этого оно выпрямляется на диодном мосту VD1 и через ограничивающий резистор попадает на ключевой электрод симистора VS2. Остальные элементы схемы, такие как конденсаторы С1,С2,С3 и С4 служат для гашения пульсаций входного сигнала и его фильтрации от посторонних шумов и частот нерегламентированной частоты.

Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

  1. Буква, после кодового обозначения симистора говорит о его предельном рабочем напряжении: А – 100В, Б – 200В, В – 300В, Г – 400В. Поэтому не стоит брать прибор с буквой А и Б для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
  2. Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
  3. При использовании симистора в цепях нагрузок с большим потреблением тока, необходимо четко подбирать прибор под заявленную цель. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 ватт каждая будет потреблять суммарно ток величиной 2 ампера. Выбирая по каталогу необходимо смотреть на максимальный рабочий ток прибора. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропустить до 8 А и подойдет для этой нагрузки.

3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

Прибор управляет нагрузкой до 3000 ватт. Построен он на использовании мощного симистора, а затвором или ключом его управляет динистор.

Динистор – это тоже, что и симистор, только без управляющего вывода. Если симистор открывается и начинает пропускать через себя ток, когда на его базе возникает управляющее напряжение и остается открытым пока оно не пропадет, то динистор откроется, если между его анодом и катодом появится разность потенциалов выше барьера открытия. Он будет оставаться незапертым, пока между электродами не упадет ток ниже уровня запирания.


Как только на управляющий электрод попадет положительный потенциал, он откроется и пропустит переменный ток, и чем сильнее будет этот сигнал, тем выше будет напряжение между его выводами, а значит и на нагрузке. Что бы регулировать степень открытия используется цепь развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта цепь устанавливает предельный ток на ключе симистора, а конденсаторы сглаживают пульсации на входном сигнале.

2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

  1. Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный используют специальные микросхемы серии LM.
  2. Питание микросхем производится только постоянным током.

Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

Микросхемы серии LM предназначены для понижения высокого постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе прибора имеется 3 вывода:

  • Первый вывод – входной сигнал.
  • Второй вывод – выходной сигнал.
  • Третий вывод – управляющий электрод.

Принцип работы прибора очень прост – входное высокое напряжение положительной величины, поступает на входной выход и затем преобразуется внутри микросхемы. Степень трансформации будет зависеть от силы и величины сигнала на управляющей «ножке». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предельного для данной серии.


Входное напряжение, величиной не выше 28 вольт и обязательно выпрямленное подается на схему. Взять его можно с вторичной обмотки силового трансформатора или с регулятора, работающего с высоким напряжением. После этого положительный потенциал поступает на вывод микросхемы 3. Конденсатор С1 сглаживает пульсацию входного сигнала. Переменный резистор R1 величиной 5000 ом задает выходной сигнал. Чем выше ток, который он пропускает через себя, тем выше больше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с выхода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 попадает на нагрузку. Чем выше емкость конденсатор, тем ровнее оно на выходе.

Регулятор напряжения 0 — 220в

Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

  1. КР1157 – отечественная микросхема, с пределом по входному сигналу до 25 вольт и током нагрузки не выше 0.1 ампер.
  2. 142ЕН5А – микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не выше 15 вольт.
  3. TS7805CZ – прибор с допустимыми токами до 1.5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
  4. L4960 – импульсная микросхема с максимальным током нагрузки до 2.5 А. Входной вольтаж не должен превышать 40 вольт.

РН на 2 транзисторах

Данный вид применяется в схемах особо мощных регуляторов. В этом случае ток на нагрузку также передается через симистор, но управление ключевым выводом происходит через каскад транзисторов. Это реализуется так: переменным резистором регулируется ток, который поступает на базу первого маломощного транзистора, а тот через коллектор-эмиторный переход управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывает и закрывает симистор. Это реализует принцип очень плавного управления огромными токами на нагрузке.


Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

  1. Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
  2. От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
  3. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
  4. Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они применяются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

4 Схемы РН своими руками и схема подключения

Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

Схема 1.

Очень простая схема для подключения и плавной регулировки паяльника. Используется, чтобы предотвратить разгорание и перегрев жала паяльника. В схеме используется мощный симистор, которым управляет цепочка тиристор-переменный резистор.


Схема 2.

Схема основанная на использовании микросхемы фазового регулирования типа 1182ПМ1. Она управляет степенью открытия симистора, который управляет нагрузкой. Применяются для плавного регулирования степени светимости лампочек накаливания.

Схема 3.

Простейшая схема регулирования накалом жала паяльника. Выполнена по очень компактной схеме с использованием легкодоступных компонентов. Управляет нагрузкой один тиристор, степень включения которого регулирует переменный резистор. Также присутствует диод, для защиты от обратного напряжения.тиристора,

В наше время товары из Китая стали довольно популярной темой, от общей тенденции не отстают и китайские регуляторы напряжения. Рассмотрим самые популярные китайские модели и сравним их основные характеристики.

Существует возможность выбрать любой регулятор именно под свои требования и необходимости. В среднем один ватт полезной мощности стоит менее 20 центов, и это очень выгодная цена. Но все же, стоит обращать внимание на качество деталей и сборки, для товаров из Китая она по-прежнему остается очень низким.

В последнее время в нашем быту все чаще применяются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких приборов управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных приборов, частотой вращения электродвигателей.

Подавляющее большинство регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, обладают существенными недостатками, ограничивающими их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электролампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с нагрузкой индуктивного характера — электродвигателем, трансформатором.

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

Принципиальная схема

Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора или дрели, напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи одного транзистора — не более 100 Вт.

Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1. Диодный мост VD1…VD4 выпрямляет сетевое напряжение так, что к коллектору VT1 всегда приложено положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5…8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

Рис. Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

При этом выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

Значение тока нагрузки зависит от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

При крайнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется полностью открыт и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тирис-торным устройствам.

Конструкция и детали

Теперь перейдем к конструкции прибора. Диодные мостики, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 устанавливаются на монтажной плате размером 55×35 мм, выполненной из фольгированного ге-тинакса или текстолита толщиной 1…2 мм (рис. 9.7).

В устройстве можно использовать следующие детали. Транзистор — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А. Диодные мосты: VD1…VD4 — КЦ410В или КЦ412В, VD6 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237.

Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, MJIT, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность» или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5…8 В.

Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — ТЗ-С или любой другой сетевой. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Все элементы регулятора размещаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150x100x80 мм. На верхней панели корпуса устанавливаются тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стенок корпуса.

С той же стороны сделано отверстие для сетевого шнура. На дне корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3…5 мм.

Рис. Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть.

Теперь несколько рекомендаций тем, кто захочет усовершенствовать устройство. Изменения в основном касаются увеличения выходной мощности регулятора. Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847 — 250 Вт.

Если необходимо еще больше увеличить выходную мощность прибора, в качестве регулирующего элемента можно применить несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы.

Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов. Кроме того, диодный мост VD1…VD4 потребуется заменить на четыре более мощных диода, рассчитанных на рабочее напряжение не менее 600 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой.

Для этой цели подойдут приборы серий Д231…Д234, Д242, Д243, Д245 ..Д248. Необходимо будет также заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до I А. Также больший ток должен выдерживать предохранитель.

Описание и работа регулятора напряжения

Ⅰ Введение

Большинству интегрированных ИС требуется постоянное напряжение, с которым они могут работать. У них есть собственное рабочее напряжение, будь то простой логический вентиль или сложный микропроцессор. 3,3 В, 5 В и 12 В являются наиболее распространенными рабочими напряжениями. Хотя у нас есть батареи и адаптеры постоянного тока, которые могут служить источником напряжения, поскольку напряжение от них не контролируется, большую часть времени они не могут быть напрямую связаны с нашей схемой.

Допустим, у нас есть батарея на 9 В, но нам нужно активировать реле на 5 В, которое, очевидно, работает с 5 В. Что мы здесь делаем?

Каталог

Ⅱ Определение и использование регулятора напряжения

Вы помните школьные годы, когда нам сказали, что напряжение падает на резисторах. Разве не было бы простым решением использовать только резисторы в соответствии с законом Ома для понижения напряжения? Но затем, в зависимости от протекающего через них тока, резисторы уменьшают напряжение. В тот момент, когда ваша деталь начинает потреблять меньше тока, она выстреливает и разрушает напряжение.

Вам нужно что-то получше; напряжение хоть немного, не зависит от тока нагрузки. Делитель напряжения — это следующий самый простой ремонт, который приходит в голову. Это включает в себя два резистора, но они также могут работать, если их можно втиснуть. Еще одна неприятная проблема — в тот момент, когда ваша часть начинает потреблять такой большой ток, делитель проседает на выходе — верхний резистор не может справиться с текущим потреблением . Теперь вы действительно начинаете жалеть, что слышали об этом в школе. Уменьшая номиналы резисторов, вы можете решить эту проблему, но это заставит два резистора потреблять слишком большой ток, что может разрушить ваш текущий бюджет и стать слишком горячим с непосредственным риском отказа.

Что еще можно было сделать? Усиливающий! Вам, конечно, пришлось потратить часы лекций на это. Почему бы не добавить в качестве повторителя напряжения NPN-транзистор? Смещение делителя напряжения можно было подключить к фундаменту, вход шины 12 В к коллектору, а выход к эмиттерной части, и бинго, вы решили проблему.

Ремонт, конечно же, работает, но оставляет у вас неприятное ощущение — вы использовали три детали и при проверке обнаруживаете, что ошибки идеально повторяются в производительности в шине питания 12 В.Это, конечно, усилитель, и у него нет интеллекта, чтобы компенсировать себя. Вы можете заменить нижний резистор делителя напряжения на стабилитрон, но ток, необходимый для правильного смещения стабилитрона (против таких вещей, как температурные коэффициенты и дрейф), почти равен потреблению вашей части, что бессмысленно.

Нет более легкого способа, чтобы это произошло? Разве нет волшебного черного ящика, содержащего что-нибудь, что нужно для эффективного падения напряжения? Подобные циклы стресса (включая меня) повлияли на миллионы EEE по всему миру.Конечно, не все проблемы связаны с падением напряжения, но лаборатории EEE популярны повсюду в подобных ситуациях!

Но вам повезло — есть именно та деталь, которая вам нужна. Фактически, скромный регулятор напряжения — одна из первых коммерческих реализаций технологии IC (не считая операционных усилителей).

Если вы когда-нибудь взглянете на таблицу регуляторов напряжения, вы будете поражены схемой, с которой они упакованы, чтобы понижать напряжение и поддерживать его в чистоте — хороший стабильный стабилизатор напряжения, усилители обратной связи и компенсации, а также полуправильный уровень мощности.Конечно, если мы смогли втиснуть столько технологий в наши собственные телефоны, почему бы не сделать хороший комплект TO-92 с некоторым контролем напряжения?

Некоторые из них потребляют не более нескольких наноампер, что составляет тысячную миллионную часть ампер! Они становятся сильнее с каждым днем. Более того, некоторые из них имеют защиту от короткого замыкания и перегрева, что делает их надежными.

Ⅲ Более пристальный взгляд на регуляторы напряжения

Основная роль регулятора напряжения, как мы видели в разделе выше, состоит в том, чтобы понижать большее напряжение до меньшего и поддерживать его стабильным, поскольку регулируемое напряжение используется для силовая (чувствительная) электроника.

Как упоминалось выше, регулятор напряжения — это, по сути, усиленный эмиттерный повторитель — транзистор, связанный со стабильным опорным сигналом, который выдает постоянное напряжение, понижая остальное.

Они также имеют встроенный усилитель ошибки, который измеряет выходное напряжение (снова через делитель), сравнивает его с опорным напряжением, вычисляет разницу и соответственно управляет выходным транзистором. Это далеко не делитель напряжения, который точно воспроизводит входной сигнал, но с меньшей величиной.Вы же не хотите, чтобы ваша шина постоянного напряжения перекрывалась рябью переменного тока.

Транзистор с высоким коэффициентом усиления идеален, потому что управлять силовыми транзисторами очень сложно, с жалким коэффициентом усиления в двузначном диапазоне. Эта проблема была решена с помощью транзисторов Дарлингтона и, в последнее время, полевых МОП-транзисторов. Поскольку для привода этих типов требуется меньше энергии, общее потребление тока снижается. Это уравновешивается тем фактом, что внутренний источник опорного напряжения часто поглощает очень небольшой ток.

Ток, потребляемый регулятором для управления всей этой внутренней схемой, называется током покоя, когда выход не нагружен. Чем ниже ток тишины, тем сильнее.

Есть три транзистора на уровне выходной мощности, два из них в конфигурации Дарлингтона, а другой в качестве блока ограничения тока, как эти регуляторы сконструированы. Последовательные переходы CE дают падение напряжения на регуляторе около 2 В.

Это напряжение известно как падение напряжения, напряжение, при котором регулятор перестает управлять.

При падении напряжения около 0,4 В можно найти устройства, называемые LDO-стабилизаторами или стабилизаторами с малым падением напряжения, поскольку они используют переключатель MOSFET.

Ⅳ Три концевых регулятора

Достаточно сказать, теперь о фактическом количестве штук.

Серия 78ХХ — самая распространенная серия регуляторов напряжения. Например, 7805 — это стабилизатор на 5 В, а 7812 — на 12 В.Две цифры после 78 отражают выходное напряжение регулятора. Широкий диапазон от 3,3 В до 24 В охватывает выходные напряжения, доступные с фиксированными регуляторами, с приятными значениями, такими как 5 В, 6 В, 9 В, 15 В и 18 В.

Для большинства задач регуляторы этой серии превосходны, они могут выдерживать почти 30 В на входе и до 1 А на выходе в зависимости от комплекта. Подключите входной контакт к входному напряжению, а выходной контакт — к устройству, которому требуется более низкое напряжение, и, конечно же, контакт заземления к земле.Они исключительно удобны в использовании.

Поскольку усилители обратной связи «подавляют» входную пульсацию и шум, гарантируя, что они не переходят на выход, разделительные конденсаторы здесь не обязательны. Однако, если ваше устройство потребляет более нескольких десятков миллиампер, рекомендуется не менее 4,7 мкФ на входе и выходе, предпочтительно из керамики.

Используя эти регуляторы, люди делают простейшие зарядные устройства для телефонов. Просто добавьте батарею на 9 В ко входу и подходящий USB-разъем к выходу, и у вас есть аварийное зарядное устройство для телефона.Благодаря встроенной в микросхему термобезопасности эта конструкция очень прочная.

Положительным моментом в этих типах регуляторов напряжения является то, что распиновка практически взаимозаменяема, что позволяет заменять их вставными модулями. Большинство «транзисторных» корпусов на печатных платах в настоящее время представляют собой регуляторы напряжения, которые можно использовать, потому что их очень легко использовать для других проектов.

Ⅴ Регуляторы напряжения: увеличивают выходной ток

Ток производительности, который сильно ограничен пакетом и способом его установки, является одним из ограничений, которое легко преодолевается служебной программой.

У этих регуляторов есть сильноточные версии, но их сложно идентифицировать.

Переключающие преобразователи

DC-DC — единственные машины, способные выдавать большие токи, но показатели шума при работе ужасны.

Можно создать собственный сильноточный линейный стабилизатор, но неизбежно столкнетесь со всеми вышеупомянутыми проблемами.

К счастью, с некоторыми дополнительными битами, есть способ «захватить» нормальный регулятор и повысить качество продукта в настоящее время.

Большинство этих модификаций включают установку обходного транзистора через стабилизатор и, как показано на рисунке ниже, управление базой с входом.

Ⅵ Регулируемые регуляторы

Трехконтактные регуляторы использовать очень приятно и просто, но что, если вам нужно нестандартное выходное напряжение, такое как 10,5 В или 13 В?

Конечно, фиксированные регуляторы могут быть более или менее взломаны, но необходимая схема очень сложна и превосходит основную цель простоты.

Существует

устройств, которые могут выполнять эту работу за нас, из которых LM317 является наиболее распространенным.

LM317 похож на любой другой линейный регулятор со входом и выходом, за исключением того, что вместо контакта заземления есть контакт с именем «Adjust». Этот вывод предназначен для приема входного сигнала через выход делителя напряжения, так что на выводе всегда находится напряжение 1,25 В, мы можем получать различные напряжения, изменяя значения сопротивления. В техническом описании также указано, что «удаляет несколько удерживаемых фиксированных напряжений», но это применимо, конечно, только в том случае, если вы можете позволить себе иметь эти два резистора на плате.

В таких регулируемых регуляторах хорошо то, что они также могут действовать как источники постоянного тока с незначительным изменением конфигурации.

Регулятор стремится поддерживать постоянное значение 1,25 В на всем выходном резисторе и, таким образом, постоянный ток на выходе путем присоединения резистора к выходному контакту и регулировочного контакта к другому концу резистора, как показано на рисунке. Для группы диодных лазеров эта простая схема очень распространена.

Этого также можно добиться с помощью фиксированных регуляторов, но падение напряжения неоправданно велико (фактически, номинальное выходное напряжение).Однако они могут сработать в крайнем случае, если вы в отчаянии.

Ⅶ Ограничения регулятора напряжения

Самым большим преимуществом линейных регуляторов является их простота; больше ничего не важно говорить. Однако у них, как и у всех хороших чипов, есть свои ограничения.

Линейные регуляторы работают с обратной связью как переменный резистор, снижая любое ненужное напряжение. При рисовании рисуется такой же ток, как и у нагрузки. Эта потраченная впустую энергия преобразуется в тепло, делая эти регуляторы при высоких токах теплыми и неэффективными.

Регулятор 5 В с входом 12 В, который работает, например, с током 1 А, имеет потерю мощности (12 В — 5 В) * 1 А, что составляет 7 Вт! Это много потраченной впустую энергии, а это всего 58 процентов производства!

Итак, регуляторы обладают жалкой энергоэффективностью при больших перепадах входного-выходного напряжения или больших токах.

Используя более одного регулятора в серии понижающих выходных напряжений (до желаемого значения напряжения), можно решить проблему дифференциального напряжения на входе-выходе, так что напряжение будет понижаться ступенчато.Хотя общее рассеивание мощности такое же, как при использовании одного регулятора, тепловая нагрузка распределяется по всем устройствам, снижая общую рабочую температуру.

Используя импульсный источник питания, можно устранить ограничения по мощности и эффективности, но этот вариант зависит от приложения, нет однозначных правил относительно того, когда использовать какой тип источника питания.

Ⅷ FAQ

1. Что такое падение напряжения или запас прочности в регуляторах напряжения?

Линейный регулятор, такой как знаменитые выходы 7805 5.0 вольт. Стандартное значение выпадения напряжения составляет около 2 Вольт, максимум 2,5 Вольт. Это означает, что он будет регулировать 5 В, пока входное нерегулируемое напряжение на 2–2,5 В выше регулируемого выходного напряжения 5 В. Это дает ему запас в 2 В (7 минус 5).

Запас считается минимальным дифференциалом ввода-вывода, который он может поддерживать. если входное напряжение упадет до 6,5 вольт, выход регулятора, как ожидается, составит около 4,5 вольт. Это означает, что при подсчете падений на диодах и амплитуде пульсаций вы должны поддерживать напряжение выше пропадающего напряжения, иначе вы увидите пульсации на выходе.

2. Как работает регулятор напряжения?

Работает по принципу обнаружения ошибок. Выходное напряжение генератора переменного тока, полученное через трансформатор напряжения, затем выпрямляется, фильтруется и сравнивается с эталоном. Разница между фактическим и опорным напряжением называется напряжением ошибки. Это напряжение ошибки усиливается усилителем и затем подается на главный возбудитель или пилотный возбудитель.

Таким образом, усиленные сигналы ошибки управляют возбуждением основного или пилотного возбудителя посредством понижающего или повышающего действия (т.е. контролирует колебания напряжения). Управление выходом возбудителя ведет к контролю напряжения на клеммах главного генератора.

3. Может ли регулятор напряжения преобразовывать переменный ток в постоянный?

Зависит от топологии и используемых компонентов схемы.

Схема, преобразующая переменный ток в постоянный, называется выпрямителем. Дополнительные схемы, такие как повышающие преобразователи, могут использоваться для регулирования постоянного тока.

В общем, большинство регуляторов напряжения продаются для систем переменного тока.Это встречные преобразователи, которые преобразуют переменный ток в постоянный, а затем преобразуют постоянный ток в переменный после соответствующего изменения формы волны. Можно взять промежуточный выход постоянного тока после каскада выпрямления и соответствующим образом модифицировать его с помощью дополнительных схем.

4. Какие бывают 2 типа регуляторов напряжения?

Используются два типа регуляторов: ступенчатые регуляторы, в которых переключатели регулируют подачу тока, и индукционные регуляторы, в которых асинхронный двигатель подает вторичное, постоянно регулируемое напряжение для выравнивания колебаний тока в фидерной линии.

5. Как использовать регулятор напряжения?

Первый конденсатор емкостью 0,33 мкФ замыкает любые помехи переменного тока в линии на землю и очищает сигнал для входа нашего регулятора. Регулятор в этой схеме представляет собой регулятор TS7805CZ (5 В 1 А), который затем понижает сигнал напряжения 12 В до 5 В и подает его на выход.

6. В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

В принципе особых отличий нет.Стабилизатор имеет только ограниченный диапазон входного напряжения и в основном используется для устройств малой мощности, а стабилизатор имеет более высокий диапазон входных напряжений для устройств средней и высокой мощности. Оба обеспечивают регулируемое постоянное выходное напряжение. Стабилизаторы — это разновидность регуляторов напряжения.

7. Где используются регуляторы напряжения?

Электронные регуляторы напряжения используются в таких устройствах, как блоки питания компьютеров, где они стабилизируют постоянное напряжение, используемое процессором и другими элементами.В автомобильных генераторах переменного тока и генераторных установках центральной электростанции регуляторы напряжения управляют производительностью установки.

8. Что вызывает отказ регулятора напряжения?

Регулятор-выпрямитель выходит из строя по разным причинам. … Заземляющие соединения важны для хорошего напряжения, и если есть неисправное напряжение, выпрямитель регулятора может перегреться. Плохое заземление, коррозионное соединение аккумулятора и плохое или неплотное соединение аккумулятора могут вызвать сбой напряжения.

9. Для чего нужен автоматический регулятор напряжения?

Автоматический регулятор напряжения (АРН) — это электронное устройство, которое поддерживает постоянный уровень напряжения на электрическом оборудовании при той же нагрузке. АРН регулирует колебания напряжения для обеспечения постоянного и надежного электропитания.

10. Как долго прослужит стабилизатор напряжения?

По большей части, приборный регулятор напряжения рассчитан на весь срок службы автомобиля.Как и в случае с любым другим электрическим компонентом автомобиля, в конечном итоге этот регулятор напряжения начнет проявлять признаки повреждения.

Альтернативные модели

Деталь Сравнить Производители Категория Описание
Производитель.Часть #: VC120630D650DP Сравнить: V33MLA1206H VS VC120630D650DP Изготовители: AVX Категория: Варисторы Описание: AVX VC120630D650DP Варистор TVS, 21 В, 30 В, серия TransGuard, 67 В, 1206 [3216 метрическая система], многослойный варистор (MLV)
Производитель.Номер детали: V33MLA1206A Сравнить: V33MLA1206H VS V33MLA1206A Производитель: Littelfuse Категория: Варисторы Описание: LITTELFUSE V33MLA1206A Варистор TVS, MOV, 26 В, 33 В, серия MLA, 75 В, 1206 [3216 метрических единиц], многослойный варистор (MLV)
Производитель.Часть #: V33MLA1206NH Сравнить: V33MLA1206H VS V33MLA1206NH Производитель: Littelfuse Категория: Варисторы Описание: LITTELFUSE V33MLA1206NH Варистор TVS, 26 В, 33 В, серия MLA, 75 В, 1206 [3216 метрическая система], многослойный варистор (MLV)
Производитель.Часть #: V33MLA1206H Сравнить: Текущая часть Производитель: Littelfuse Категория: Варисторы Описание: LITTELFUSE V33MLA1206H Варистор TVS, 26 В, 33 В, серия ML, 72 В, 1206 [3216 метрическая система], многослойный варистор (MLV)

Принципиальная электрическая схема регулятора напряжения.

Контекст 1

… следующим этапом является проверка различных конфигураций схемы, чтобы увидеть, какая конфигурация схемы может генерировать наибольшее количество электроэнергии. Эксперимент проводится путем соединения шести частей пьезокерамики PZT по четырем типам схемной конфигурации, которые находятся в последовательной, параллельной и последовательно-параллельной конфигурации, как показано на рисунке 3. Конфигурация схемы, которая может генерировать наибольшее количество электрическая энергия выбрана для использования на протяжении всего исследования.Следующим этапом является проверка производительности на основе нескольких факторов, таких как масса тела человека, пол человека и скорость ходьбы человека. Пьезоэлектрическая керамика PZT устанавливается в стельку обуви, как показано на Рисунке 4 (а). Чтобы измерить выходное напряжение, выходной терминал цепи сбора подключен к микроконтроллеру Arduino Uno для измерения напряжения. Затем данные передаются на компьютер через модуль Bluetooth и программное обеспечение, известное как Coolterm, для отображения и сохранения измеренного напряжения.Для проведения теста отбирают группу мужчин и женщин с разной массой тела. Вес тела делится на четыре категории: от 40 до 49 кг, от 50 до 59 кг, от 60 до 69 кг и от 70 до 79 кг. По каждой категории отбирается по пять кандидатов. Однако из-за ограниченного числа кандидатов-женщин в категории от 70 до 79 кг и кандидатов-мужчин в категории от 40 до 49 кг, только три кандидата были отобраны для этих двух категорий. Каждый из них должен был двигаться с четырьмя разными скоростями, равными нулю.75 шагов в секунду (15 шагов за 20 секунд), 1,25 шагов в секунду (25 шагов за 20 секунд), 1,75 шагов в секунду (35 шагов за 20 секунд) и 2,25 шагов в секунду (45 шагов за 20 секунд). В таблице 2 показаны факторы, которые необходимо проверить. Чтобы зарядить аккумулятор, напряжение зарядки должно быть немного выше, чем напряжение аккумулятора. Однако из-за того, что выходное напряжение, генерируемое пьезоэлектрической керамикой PZT, колеблется от 0 до примерно 20 В при приложении нагрузки, создается схема регулятора напряжения, которая регулирует напряжение до постоянного уровня, подходящего для зарядки аккумулятора.Принципиальная схема схемы регулятора напряжения представлена ​​на рисунке 5. Эта схема является модификацией схемы, выполненной предыдущим исследователем. 4 Он может регулировать входное напряжение до постоянного выходного напряжения 5 В. В этой схеме конденсатор C1 заряжается до тех пор, пока его напряжение не станет больше, чем напряжение между выводом эмиттера и выводом базы транзистора 2N3906 PNP плюс напряжение пробоя. стабилитрона. Затем включается PNP-транзистор 2N3906 и включает N-канальный полевой транзистор (МОП-транзистор) IRF540 с N-каналом металл-оксид-полупроводник.Это приводит к разрядке конденсатора C1, и, следовательно, напряжение конденсатора C1 регулируется регулятором напряжения MAX666 до уровня 5 В. Выходное напряжение MAX666 уменьшается, когда напряжение на конденсаторе C1 меньше 5 В. Когда конденсатор C1 полностью разряжен, выходное напряжение MAX666 становится равным 0 В. В этом состоянии конденсатор C1 снова заряжается. После того, как схема регулятора напряжения готова, ее подключают к аккумуляторной батарее, чтобы проверить, можно ли ее использовать для зарядки аккумуляторной батареи…

Контекст 2

… из-за того, что выходное напряжение, генерируемое пьезоэлектрической керамикой PZT, колеблется от 0 до примерно 20 В при приложении нагрузки, создается схема регулятора напряжения для регулирования напряжения в постоянный уровень напряжения, подходящий для зарядки аккумулятора. Принципиальная схема схемы регулятора напряжения представлена ​​на рисунке 5. Эта схема является модификацией схемы, выполненной предыдущим исследователем. …

Источник питания 9 В с использованием регулятора напряжения LM7809 IC

Блоки питания (БП) на 9 В — обычная, но важная часть повседневной электроники.Они обычно используются с испытательным оборудованием в академических и промышленных приложениях. Итак, в этом проекте мы собираемся построить источник питания 9 В с использованием ИС регулятора напряжения L78S09.

Регуляторы

L78S09 могут обеспечивать локальное регулирование на плате, устраняя проблемы распределения, связанные с одноточечным регулированием. Он включает в себя внутреннее ограничение тока, тепловое отключение и защиту безопасной зоны, что делает его практически неразрушимым. Если предусмотрен соответствующий теплоотвод, они могут обеспечить выходной ток более 2 А.Хотя он разработан в первую очередь как стабилизаторы постоянного напряжения, он также может работать с внешними компонентами для получения регулируемых напряжений и токов.

Компоненты оборудования

Для сборки этого проекта вам потребуются следующие детали.

[inaritcle_1]
Имя контакта Номер контакта Описание
IN 1 На этот контакт подается положительное напряжение.
GND 2 Общий для входа и выхода.
OUT 3 Регулируемый выход 9 В поступает на этот вывод IC.

Принципиальная схема

Рабочее объяснение

Работа этой схемы довольно проста. Сердцем этой схемы является микросхема L78S09. Вход 12-35 В постоянного тока берется от источника питания, который входит в ИС регулятора напряжения L78S09. Схема будет работать без дополнительных компонентов, но для защиты от обратной полярности на входе присутствует диод 1N5400, остаточный шум удаляется конденсатором C1 ( 200 мкФ).

Микросхема L78S09 выдает постоянный выходной сигнал 9 В постоянного тока. Выходной сигнал микросхемы проходит через сглаживающий конденсатор C2 (47 мкФ), чтобы устранить любые лишние шумы, прежде чем перейти к выходу.

Приложения

  • Источник питания постоянного тока может использоваться в таких приложениях, как подача переменного напряжения на вентиляторы постоянного тока.
  • Обычно используется при тестировании небольших электронных проектов, таких как небольшие проекты DIY.

Руководство по проектированию регуляторов 5 В — Как это работает, как проектировать печатную плату Altium

Регулятор напряжения.Узнайте, как сделать стабилизатор 5 В с использованием конденсаторов, регулятора LM7805 и диода Шоттки, узнайте, как работает схема, а также как построить свою собственную печатную плату, как заказать печатную плату и как спаять электронные компоненты платы вместе.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть обучающее видео на YouTube

Вот что происходит, когда мы подаем большое напряжение на наши электронные компоненты.

Компоненты перегорят и даже взорвутся. Чтобы это остановить, нам понадобится один из них.

Регулятор напряжения. И мы собираемся показать вам, как это работает, как создать такую ​​плату и даже превратить ее в полностью работающую печатную плату профессионального вида, которую можно использовать в качестве источника питания и даже для зарядки телефона. Вы даже можете скачать копию нашей печатной платы ЗДЕСЬ .

Проектирование схемы

Назначение регулятора напряжения — поддерживать постоянное выходное напряжение даже при изменении входного напряжения. Почему это важно? Поскольку электронные компоненты рассчитаны только на определенное напряжение.

Возьмем, к примеру, этот светодиод, если мы подключим его к 9-вольтовой батарее, он мгновенно выйдет из строя навсегда. Это из-за тонкого провода внутри светодиода. Посмотрев под микроскоп, мы можем увидеть, как напряжение протолкнуло слишком много электронов через провод, что привело к его перегоранию. Для защиты светодиода нам понадобится резистор. Это уменьшит ток.

Это всего лишь резистор на 10 Ом, который подключен к нашему источнику переменного тока постоянного тока. Когда мы подаем небольшое напряжение, мы видим, что светодиод в порядке, но когда мы увеличиваем его, резистор загорается, и светодиод будет разрушен.Таким образом, использование резистора работает хорошо, но напряжение должно оставаться довольно постоянным. Поэтому нам нужен способ обеспечить постоянное выходное напряжение даже при изменении входного напряжения. Допустим, мы хотим поддерживать постоянное напряжение 5 В постоянного тока и ток, достаточный для зарядки простого дешевого телефона. Мы хотим иметь возможность подключать его к нескольким источникам напряжения, таким как батареи на 9 или, может быть, на 12 вольт. Для этого нам нужно использовать компонент интегральной схемы. Есть много вариантов на выбор, которые могут работать при разных напряжениях, но в результате небольшого исследования мы нашли это.Модель LM7805.

Он может поддерживать постоянный выходной ток 5 В постоянного тока и ток до 1,5 А. Этот компонент может быть подключен к любому источнику постоянного напряжения от 7 до 35 вольт. Так что он идеально подходит для наших нужд. Имеет три контакта. Первый контакт — это вход для нерегулируемого напряжения. Контакт 2 — это контакт заземления, а контакт 3 — это регулируемый выход 5 В. Производитель рекомендует наличие конденсатора на входе и выходе. Он отмечает, что входной конденсатор необходим, если регулятор находится далеко от фильтра источника питания.Мы собираемся использовать несколько длинных проводов для подключения батареи, поэтому мы будем использовать рекомендуемый конденсатор 0,22 мкФ. Это электролитический конденсатор. Мы можем использовать версию с чуть большей емкостью, но мы не хотим использовать меньшую. Конденсатор поможет сгладить перебои в питании, а также низкочастотные искажения. В этом простом примере вы можете увидеть, как светодиод мгновенно выключается при отключении питания. Но если мы разместим конденсатор параллельно светодиоду, светодиод останется включенным, потому что теперь конденсатор разряжается и питает светодиод.

Значит, прерывания работы светодиода практически не влияют. Мы собираемся добавить еще один конденсатор параллельно со стороны входа. Это байпасный конденсатор. Он расположен очень близко к входному контакту регулятора. Это будет небольшой керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Этот конденсатор предназначен для фильтрации шума и высокочастотных искажений от источника питания. Поскольку мы не всегда можем получить идеально ровный источник постоянного тока. Мы также добавим еще один байпасный конденсатор на 0,1 мкФ на выходной стороне, а также электролитический конденсатор на 10 мкФ.Это просто типичное значение, используемое для этой цели. При желании мы могли бы использовать конденсатор с чуть большей емкостью, но это будет работать нормально. Это поможет обеспечить чистый выход в нашей подключенной цепи. Мы также добавим защитный диод на входной стороне. Это поможет защитить схему, если мы подключим блок питания неправильно. Чтобы показать, как это работает, если мы подключим эту лампу накаливания к источнику питания, она загорится. Мы можем поменять местами провода, и он тоже загорится.Если мы поместим диод на красный провод и подключим его к плюсу, он снова загорится. Но теперь, когда мы меняем местами провода, диод блокирует ток, и лампа остается выключенной. Таким образом, мы можем использовать это для защиты цепи. Мы можем использовать выпрямительный диод или диод Шоттки. Здесь вы можете увидеть, как мы разместили два светодиода, каждый из которых подключен к разному типу диода. Когда мы медленно увеличиваем напряжение, мы видим, что светодиод, подключенный к выпрямительному диоду, не такой яркий. Это потому, что у этого типа диодов большое падение напряжения.Если мы измеряем на диоде Шоттки, у нас будет падение напряжения около 0,3 вольт, а у выпрямителя — около 0,66 вольт. Поэтому для этого случая лучше использовать диод Шоттки. Теперь мы можем выложить все эти компоненты на макетную плату, чтобы протестировать их, как мы это делали здесь. И как только мы будем счастливы, что это работает, теперь мы можем превратить это в печатную плату.

Проектирование печатной платы

Мы собираемся использовать Altium Designer для этого руководства, поскольку они любезно спонсировали эту статью.Все наши зрители могут получить бесплатную пробную версию этого программного обеспечения, перейдя по ссылке ЗДЕСЬ . Итак, откройте Altium Designer и нажмите «Файл», «Новый проект» и дайте проекту имя. Щелкните проект правой кнопкой мыши и добавьте схему, затем щелкните еще раз правой кнопкой мыши и добавьте плату. Теперь щелкните схему правой кнопкой мыши и сохраните ее. Дайте ему то же имя, что и проект. Затем также щелкните правой кнопкой мыши на плате и сохраните ее с тем же именем. Теперь нам нужно добавить компоненты. Мы можем использовать инструмент компонентов с правой стороны, но мы собираемся использовать надстройку, которая сделает это немного проще.Итак, мы находим нужные нам детали, мы используем Mouser, но вы можете использовать все, что захотите. Мы обнаружили конденсатор на 22 мкФ, поэтому берем этот номер детали, вставляем его в загрузчик библиотеки и нажимаем поиск. Затем он находит компонент, и мы нажимаем «добавить в дизайн». Он разместит компонент в нижнем углу, поэтому нам просто нужно переместить его на место. Затем мы переименовываем компонент, чтобы нам было проще. Теперь мы делаем то же самое для другого входного конденсатора, копируем номер детали и ищем его, затем добавляем, перемещаем и переименовываем.Затем мы находим регулятор и добавляем его в нашу конструкцию, а затем мы находим защитный диод и добавляем его в нашу конструкцию. Кстати, мы используем этот, но мы рекомендуем вам выбрать тот с более высоким пределом тока.

Затем мы находим выходной конденсатор, добавляем его и переименовываем. Теперь нам нужно найти клеммы подключения, и мы это тоже добавляем. Теперь нам нужен еще один конденсатор на розетке, поэтому мы выбираем существующий, копируем и вставляем его, а затем перемещаем на место.То же самое проделываем и с типом разъема на входной стороне. Теперь мы просто вращаем компоненты, поэтому выберите входной соединитель и нажмите клавишу пробела, чтобы повернуть его. Затем мы вращаем диод, затем мы можем вращать конденсаторы, но убедитесь, что символ «плюс» всегда идет к положительному источнику питания. Другие керамические конденсаторы не имеют полярности, поэтому они могут быть установлены в любую сторону, но мы сохраним ее в таком порядке. Затем мы вращаем регулятор, и мы также перемещаем текст, затем мы вращаем следующий конденсатор и другой конденсатор.А теперь мы просто перемещаем компоненты на свои места. Теперь щелкните инструмент для проводов и начните соединять компоненты вместе, подводя заземляющий провод к регулятору. Затем мы добавляем к этому проводу символ заземления. Теперь используйте инструмент для проводов, чтобы также подключить выходную сторону. Теперь добавьте аннотацию для входного источника питания, который является VCC, затем добавьте аннотацию для 5 вольт на выходной стороне и переименуйте ее. Затем мы можем добавить текст для «входного напряжения», а также «выходного напряжения». Теперь нам нужно пронумеровать компоненты, поэтому нажмите «Инструменты», «Аннотации», «Аннотировать схему».Затем выберите «Вниз», затем «Через», а затем обновите список изменений, нажмите «ОК», примите изменения, затем подтвердите изменения. Затем внесите изменения и закройте. Теперь мы видим, что все компоненты пронумерованы. Затем нам нужно проверить дизайн. Итак, нажмите «Проект», а затем «Подтвердить проект». Если мы нажмем «Просмотр», «Панели», а затем «Сообщения», это сообщит нам, что компиляция прошла успешно без ошибок. Итак, теперь щелкните PCB и щелкните Design, а затем импортируйте изменения. Затем подтвердите изменения и нажмите «Выполнить изменения».Компоненты размещаются в нижнем углу, просто щелкните поле и удалите его. Глядя на нашу схему, у нас есть коннектор J1 на входе, поэтому мы его переместим. Затем у нас есть диод, конденсатор 1 и конденсатор 2, поэтому мы их тоже переставим. Затем у нас есть регулятор, затем у нас есть конденсаторы 3 и 4, а затем у нас есть выходной разъем. Теперь мы вращаем компоненты, чтобы проложить путь для нашего электричества. Мы можем переключиться в режим 3D, чтобы проверить, как это выглядит. Затем мы можем выровнять компоненты, чтобы улучшить внешний вид.Теперь щелкните здесь и в новом окне выберите механический слой. Щелкните правой кнопкой мыши и создайте новый слой, назовите его Cut Out. Измените настройки, а затем закройте. Теперь выберите свой слой внизу, затем нажмите Edit, Origin и Set. Затем щелкните верхний угол печатной платы. Теперь нажмите «Поместить» и «Выбрать линию». Проведите линию вокруг компонентов. Затем, удерживая Shift, щелкните по 4 линиям. Затем нажмите «Дизайн», «Форма платы» и «Определить форму». Затем мы можем увидеть это в 3D. Теперь мне нужно просто изменить размер текста, чтобы он не печатался слишком большим.Теперь нажмите на верхний слой и вставьте текст, назовем его 5 вольт, и мы можем просто повернуть его. То же самое проделаем и с основным текстом. Глядя на входную сторону платы, мы только что осознали, что входной разъем расположен не так, мы видим, что в трехмерном представлении мы просто пропустили это ранее, поэтому мы просто исправим это сейчас. Затем мы добавляем на плату землю и текст VCC. Теперь нажмите Route, Auto Route и выберите All. Затем он добавляет наш маршрут на доску. Мы также можем переместить маршрут, если захотим.Теперь мы переходим в Инструменты и Проверка правил. Нажмите «Выполнить», он загрузит отчет и сообщит нам, что у нас есть две проблемы с зазором мачты шелка и припоя. Мы выбираем Design, Rules, Silk to Mask, затем меняем значение, нажимаем Apply, Ok, затем снова запускаем проверку правил. Теперь видим, что ошибок нет. Теперь мы можем видеть маршрут и в 3D-дизайне. Так что давайте сохраним это. Щелкните схему, затем щелкните Файл, Smart PDF, затем выберите схему. Мы отключаем спецификацию материалов, но вы можете оставить ее включенной, если хотите.Нажмите Finish, и он сгенерирует PDF-файл с нашим дизайном, закройте его, а затем нажмите на выход Fabrication, выберите файлы Gerber, а затем выберите проект. Теперь щелкните по нему и измените его на «Миллиметры», затем на слоях вы можете оставить все как есть, но мы собираемся выбрать все слои и нажать «ОК». Нажмите на структуру папок, затем свяжите файл, нажмите «Создать» и все. Были сделаны! Мы готовы напечатать нашу печатную плату.

Изготовление печатной платы.

Теперь нам нужно заказать нашу печатную плату.Мы используем JLCPCB, который также любезно спонсировал эту статью. Они предлагают исключительную стоимость с 5 печатными платами всего за 2 доллара, посмотрите ЗДЕСЬ . Мы просто меняем пункт назначения и валюту доставки в Великобританию, поскольку именно там мы находимся, но вы можете выбрать свою страну и валюту. Теперь мы просто загружаем наши файлы Gerber, и он производит предварительный просмотр. У нас есть несколько вариантов настройки продукта, мы выберем количество, а затем оставим остальные по умолчанию.Затем мы сохраним это в тележке и сразу перейдем к оформлению заказа. Мы можем выбрать вариант пересылки, чтобы снизить стоимость, но мы хотим сделать это очень быстро, поэтому собираемся заказывать через DHL Express. Затем мы просто отправляем заказ, оплачиваем и все. Просто, готово. Несколько дней спустя наша печатная плата прибыла по почте от JLCPCB, готовая к сборке. Надо сказать, это выглядит потрясающе, мы очень довольны этим сервисом. Не забывайте, что вы также можете бесплатно скачать копию нашей печатной платы ЗДЕСЬ .

Собираем печатную плату

Сборка печатной платы довольно проста. Мы просто выкладываем наши компоненты, и нам нравится размещать их по порядку на этом паяльном коврике. Мы также используем этот держатель, чтобы с ним было немного легче работать. Затем вставляем компоненты и начинаем их паять по одному. Просто слегка согните ноги, чтобы удерживать их на месте. Когда вы паяете компоненты на место, просто осмотрите паяные соединения, чтобы убедиться, что все в порядке, а затем можете обрезать выводы. И затем, через несколько минут, мы получим готовую печатную плату, готовую к тестированию.

Тестирование печатной платы

Для проверки печатной платы мы подключили к источнику питания 9-вольтную батарею. А мультиметр на розетке показывает 5 вольт. Если перевернуть батарею, мы увидим на мультиметре 0 вольт. Итак, диод защищает нашу схему. Мы довольны этим, поэтому возлагаем на него небольшую нагрузку, и он отлично работает. Теперь для настоящего теста мы подключаем USB-порт к розетке и подключаем дешевый телефон. Мы видим, что батарея на 9 В теперь заряжает устройство. Используя USB-тестер, мы видим, что он поставляет 4.6 вольт и потребляемый ток 0,26 ампер. Так что он работает отлично.


Регулируемый регулятор выходного напряжения

с использованием 7805 «Funny Electronics

Я уже публиковал свой блог о стабилизаторе напряжения с фиксированным выходом 5 В с использованием 7805. ИС серии 78xx также можно использовать для создания регулируемого стабилизатора напряжения. В этом блоге вы найдете несколько советов по созданию регулируемого стабилизатора напряжения с использованием 7805. Схема выполнена, как показано на следующей схеме.


7805 способен обрабатывать входное напряжение от 7,5 В до 25 В. Я дал входное напряжение 9В от ИИП. Конденсатор 0,33 мкФ подключается ко входу, а конденсатор 0,1 мкФ подключается к выходу. R1 фиксированный, а R2 — переменный. Я оставил R1 на 420 Ом. Аналогично, в качестве R2 используется переменный резистор 0-200 Ом. Выходное напряжение обычно измеряется мультиметром. Схему можно резюмировать, как указано ниже.

7805 — Регулятор напряжения

Входное напряжение — питание 9 В, 1 А от ИИП

R1 — 420 Ом

R2 — 0 — 200 Ом Переменная

Конденсаторы — 0.33 мкФ на входе и 0,1 мкФ на выходе.


Выходное напряжение зависит от значения сопротивления R2. Выходное напряжение можно рассчитать по простой формуле.

Vo — выходное напряжение
Vxx — Номинальное выходное напряжение (выход на общий) фиксированного регулятора. Vxx составляет 5 В для 7805, 8 В для 7808 и 12 В для 7812.
Io — выходной ток.

Порядок действий

Сначала удерживайте сопротивление R2 в минимальном положении (0 Ом).Тогда Vo = Vxx. То есть выходное напряжение будет равно номинальному выходному напряжению (5В для 7805). Теперь установите R2 в максимальное положение (200 Ом). Затем измерьте выходное напряжение с помощью мультиметра. У меня получилось выходное напряжение 8,14В. Расчет можно резюмировать, как указано ниже.

Vo = 8.14V
Vxx = 5.07V
R1 = 420 Ом
R2 = 200 Ом

Подставляя эти значения в формулу выше, мы получим Io. Io будет одинаковым для конкретной нагрузки при разных напряжениях.Используя это значение Io, Vxx и R1 , мы можем вычислить значение сопротивления R2, ​​которое будет использоваться для желаемого значения Vo. Vo , измеренный мультиметром для различных значений R2, приведен ниже.

Вывод

Из таблицы ясно, что Vo увеличивается с увеличением R2. Так мы получим переменное выходное напряжение от 5,07 до 8,14 В. Увеличение значений сопротивлений выше значений, указанных в таблице, не дало мне ожидаемого результата.

Схема регулируемого стабилизатора напряжения

LM317 »Источники питания

LM317 — это ИС регулируемого стабилизатора напряжения. В этом проекте мы сделаем схему регулируемого стабилизатора напряжения LM317 от 1,25 В до 37 В. Эта ИС может обеспечить выходной ток до 1 Ампер. Это трехконтактная микросхема стабилизатора положительного напряжения.

Для этого регулятора напряжения требуется только два внешних резистора для установки напряжения питания. Он имеет линейное регулирование около 0,01% и регулирование нагрузки около 0.1%. Также он имеет ограничитель тока и тепловую защиту.

Характеристики LM317:

Вот некоторые важные особенности стабилизатора положительного напряжения LM317:

  • Регулируемый диапазон выходного напряжения от 1,25 В до 37 В
  • Выходной ток более 1,5 А
  • Внутренний ограничитель тока короткого замыкания
  • Тепловая защита от перегрузки
  • Выходная компенсация безопасной зоны

Регулятор напряжения LM317 Принципиальная схема:

Описание схемы:

Эта схема состоит из следующих компонентов

Трансформаторы:

Он понижает 220 В переменного тока до 24 В переменного тока с меньшей амплитудой.

Выпрямитель:

Он преобразует входной синусоидальный переменный ток в однонаправленное пульсирующее напряжение постоянного тока, которое нестабильно и содержит пульсации.

Емкостный фильтр:

Емкостной фильтр 1000 мкФ отфильтровывает большую часть пульсаций на выходе мостового выпрямителя.

LM317 Регулятор положительного напряжения:

Эта трехконтактная ИС может регулировать выходное напряжение от 1,25 В до 37 В. Выходное напряжение зависит от схемы делителя напряжения, образованной резистором 220 Ом и резистором 12 кОм.Потенциометр 10 кОм используется для изменения напряжения на регулирующем выводе IC. Контакт номер 3 — это входной контакт, а 2 — выходной контакт, а первый контакт — это регулировочный штифт.

Схема защиты:

Два диода 1N4007 подключены к ИС в обратном направлении. Если на микросхему подается неправильное высокое напряжение, она может быть повреждена. Эти два диода защищают ИС от повреждений, обеспечивая альтернативный путь к сильному току.

Наконец, конденсатор емкостью 470 мкФ используется параллельно, чтобы сделать выход более стабильным.

Схема регулируемого регулятора напряжения LM317

LM317 Учебное пособие:

должен посмотреть это видео

Работа цепи регулируемого регулятора напряжения LM317:

LM317 — линейный регулятор напряжения. Понижающий трансформатор дает на выходе 24 Вольт, 2 А. Этот выходной сигнал нестабилен, поэтому используется конденсатор емкостью 1000 мкФ, чтобы сделать его плавным и стабильным, удалив рябь.

Это напряжение затем подается на входной контакт ИС регулируемого стабилизатора напряжения LM317.Эта ИС выдает выходное напряжение в зависимости от клеммы настройки.

Постоянное напряжение на резисторе обратной связи R1 составляет около 1,25 В. Благодаря этому опорному напряжению через клемму регулировки протекает постоянный ток в 100 мкА. Из-за опорного напряжения 1,25 В через резистор R2 протекает ток.

Выходное напряжение пропорционально падению напряжения на резисторах R1 и R2.

 Vout = Vref x {1+ (Rp / R1) 
 Здесь Vref = 1.25V 

Rp = VR || R2, банк 10k и R2 идут параллельно

Когда мы устанавливаем потенциометр на наименьшее нулевое сопротивление, выходное напряжение становится равным 1.25В. Поскольку Rp = 0 Ом из приведенной выше формулы,

 Vout = 1,25 x {1+ (0/220)} 
 = 1,25 В 

Когда мы устанавливаем потенциометр на максимальное сопротивление, параллельное сопротивление становится

 Rp = 5,4545 кОм 

Таким образом, выходное напряжение из-за этого сопротивления становится равным

 Vout = 1,25 x {1+ (5454,5 / 220)} 
 = 32,2 В 

Бухта, выбрав правильное значение сопротивления, можно установить выходное напряжение.

Как заставить работать от 0В?

Если вы хотите управлять выходом от 0 вольт, вы должны подключить два диода последовательно к выходу схемы.Поскольку общее падение напряжения на диоде 1N4007 составляет около 0,7 В, вы получите падение от 1,3 до 1,4 В. Используя эту технику, вы можете контролировать выходное напряжение от 0 вольт, но ток будет уменьшаться.

Также, если вы хотите настроить точное напряжение, подключите потенциометр 1 кОм последовательно с потенциометром 10 кОм.

Используйте радиатор:

Необходимо использовать радиатор, поскольку LM317 IC является линейным стабилизатором напряжения. Падение напряжения на этой ИС составляет около 2,5 вольт.Это падение напряжения вызывает сильный нагрев. Этот нагрев может превысить тепловой порог IC, что может привести к повреждению IC. Поэтому для защиты ИС необходимо использовать хороший радиатор и охлаждающее решение.

Итак, это схема источника питания с переменным напряжением, способная подавать более 32 В при выходном токе 1,5 А.

Применения цепи регулируемого регулятора напряжения LM317:

  • Внешний аккумулятор
  • Лабораторный блок питания
  • Схема зарядного устройства
  • Регулятор скорости двигателя
  • Генератор сигналов или осциллограмм
  • Электроника и бытовая техника

Практически эта схема может обеспечить стабильный выход до 25 В при 1 А.

8. IC-стабилизатор напряжения и схемы источника питания постоянного тока — Линейные интегральные схемы — Dev Guis

8.1 ВВЕДЕНИЕ

Цепи питания постоянного тока для электронных систем используют нерегулируемое постоянное напряжение в качестве входного напряжения от схем выпрямителя и обрабатывают их через схемы регулятора напряжения для получения регулируемых выходных напряжений постоянного тока с заданными характеристиками напряжения и тока. Цепи регулятора напряжения теперь доступны в виде ИС.Выходное напряжение постоянного тока поддерживается автоматически постоянным, чтобы соответствовать требованиям к источнику постоянного тока для различных электронных устройств. В различных приложениях необходимы разные уровни постоянного напряжения. В этой главе обсуждаются различные типы схем выпрямителя и интегрального стабилизатора напряжения, и они объясняются следующим образом:

  1. Нерегулируемое напряжение постоянного тока : Нерегулируемое напряжение постоянного тока можно получить, используя следующие компоненты:
    1. Напряжение сети переменного тока
    2. Трансформатор понижающий
    3. Выпрямительная схема
    4. Схема фильтра в зависимости от характеристик источника постоянного тока.
  2. Цепи регулятора напряжения :

    Они используют линейные ИС, встроенные в следующие компоненты

    1. Операционный усилитель (преимущество использования этого усилителя с высоким коэффициентом усиления заключается в контроле даже мельчайших колебаний выходного напряжения)
    2. Стабилитрон
    3. Транзистор силовой
    4. (d) Сеть обратной связи по выборке
    5. (e) Цепи стабилизации и защиты (дополнительно) в одном IC-модуле, например, трехконтактная IC.Регуляторы напряжения, такие как LM 7805 и LM 317
    6. (е) Импульсные регуляторы напряжения в ИИП.
Применение схем регулятора напряжения
  1. Он используется в SMPS в телевизорах, портативных компьютерах, в цепях интеллектуальных сетей и т. Д. По всему миру.
  2. Эти схемы предназначены для использования в качестве источника питания для оборудования связи.
  3. Разрабатываются специальные системы (встроенные системы) для снижения потребления электроэнергии в нескольких домашних и промышленных приложениях с использованием беспроводных технологий.
  4. Электронное оборудование для GSM, GPRS, EDGE, КПК или IPOD с 4G и т. Д.
  5. Они используются в блоках питания компьютеров, где на центральный процессор подается стабильное напряжение постоянного тока и т. Д.
  6. Применяется на электростанциях.
  7. Система распределения электроэнергии на подстанциях или по линиям распределения электроэнергии.
  8. Линейные интегральные схемы (LIC) находят основное применение в качестве регуляторов напряжения в цепях питания постоянного тока. Схема регулятора напряжения автоматически поддерживает постоянное напряжение постоянного тока на нагрузке независимо от колебаний нагрузки.

Существует два типа схем регулятора напряжения:

  1. Линейный регулятор напряжения
  2. Импульсный регулятор напряжения
Линейный регулятор напряжения
  • Входное напряжение на микросхему регулятора — нерегулируемое постоянное напряжение.
  • Выходное напряжение — это стабилизированное постоянное напряжение постоянного тока (рис. 8.1).

Рис. 8.1 Принципиальная блок-схема линейного ИС регулятора напряжения

Импульсный регулятор напряжения
  • Входное напряжение регулятора — нерегулируемое постоянное напряжение.
  • Выходное напряжение — это стабилизированное постоянное напряжение постоянного тока (рис. 8.2).

Рис. 8.2 Принципиальная схема импульсного регулятора напряжения

8.2 ОСНОВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ ЛИНЕЙНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ИС

Большая часть электронного оборудования работает от источников питания постоянного тока. Различные уровни постоянного напряжения могут быть получены при соответствующем выборе и конструкции ИС регулятора напряжения и связанных компонентов схемы. Требования к току и мощности выше в цепях питания по сравнению с обычными усилителями напряжения и тока.

Для получения регулируемого постоянного напряжения используются следующие этапы (рис. 8.3):

Рис. 8.3 Основные строительные блоки схемы линейного интегрального стабилизатора напряжения

Понижающий трансформатор : Трансформатор преобразует сетевое переменное напряжение 230 В 50 Гц (первичное напряжение) в требуемые величины переменного напряжения 9 В, 12 В, 15 В, 18 В (вторичные напряжения) и т. Д. Понижающие трансформаторы работают на основе концепции индуцированных магнитных полей в их обмотках для преобразования уровней напряжения и тока в соответствии с отраслевыми спецификациями.Вторичное напряжение трансформатора — это двунаправленное переменное напряжение.

Выходное напряжение трансформатора подается на двухполупериодную схему выпрямителя, конструкция которой зависит от требований к требуемому напряжению постоянного тока и стабильности.

Работа Схема двухполупериодного выпрямителя : Схема двухполупериодного выпрямителя состоит из понижающего трансформатора и мостового выпрямителя, состоящего из четырех полупроводниковых диодов для преобразования переменного вторичного напряжения в однонаправленное напряжение, состоящее из половины синусоиды.Выпрямленное напряжение подается на цепь фильтра. Отфильтрованное выходное напряжение преобразует однонаправленные полусинусоиды в постоянное напряжение, как поясняется ниже.

В интервале от 0 до π вторичного напряжения верхний конец обмотки положителен по отношению к нижнему концу. Полупроводниковые диоды D 2 и D 4 имеют прямое смещение (проводящие), тогда как два других диода D 3 и D 1 имеют обратное смещение (выключенное состояние).Далее, выходное напряжение мостового выпрямителя содержит положительную полусинусоиду. Токопроводящие диоды D 2 и D 4 будут включены последовательно с сопротивлением нагрузки R L , и ток течет сверху вниз через R L .

В интервале от π до 2 π вторичного напряжения нижний вывод обмотки является положительным по отношению к верхнему выводу. Полупроводниковые диоды D 3 и D 1 имеют прямое смещение, тогда как два других диода D 2 и D 4 имеют обратное смещение.Проводящие диоды D 3 и D 1 будут включены последовательно с сопротивлением нагрузки R L , и ток течет сверху вниз через R L . Выходное напряжение мостового выпрямителя содержит еще одну положительную полусинусоиду, как показано на рис. 8.5. Таким образом, выходным напряжением мостового выпрямителя является однонаправленное напряжение (см. Рис. 8.5).

Рис. 8.4 Понижающий трансформатор и двунаправленное переменное напряжение

Фиг.8.5 Полноволновой выпрямитель (мостовой выпрямитель) и схема фильтра

Схема фильтра : Соответствующая схема фильтра будет использоваться для сглаживания выходного напряжения выпрямителя. Фильтрация ряби осуществляется с помощью комбинации элементов L, C и R в зависимости от уровня необходимой фильтрации (стоимости электронного устройства). Выходной сигнал фильтра — нерегулируемое постоянное напряжение. Дополнительная фильтрация обеспечивается подключением конденсатора C в на входном порте блока IC-регулятора (см.рис.8.6).

Рис. 8.6 Схема основного регулятора напряжения

Схема регулятора напряжения IC : Нерегулируемое напряжение постоянного тока будет подаваться на схему регулятора напряжения IC для получения стабилизированного выходного напряжения постоянного тока. Выходное напряжение будет поддерживаться постоянным независимо от колебаний нагрузки. Выбор микросхемы регулятора основан на уровнях напряжения и возможностях тока. Некоторые из примеров: 7805 IC для 5 В, LM317 IC для напряжения от 1.От 25 до 37 В и т. Д.

Преимущества схем линейного ИС регулятора напряжения
  1. Это компактные, стабильные и надежные схемы.
  2. Они могут подавать постоянное напряжение постоянного тока в зависимости от колебаний напряжения сети переменного тока и колебаний нагрузки для различных приложений.
  3. Они включают цепи ограничения тока и теплового отключения.
  4. Их стоимость невысока за счет технологии изготовления СБИС.
  5. Их конструкция и сборка гибкие.
Внутренние детали базовой цепи источника питания

Полная конструкция и изготовление источника питания включает сборку гибридной схемы с ИС и дискретными компонентами, как показано на рис. 8.7.

Рис. 8.7 Различные блоки в цепи постоянного тока

ЦЕПЬ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ СЕРИИ 8.3 С РАБОЧИМ УСИЛИТЕЛЕМ
Схема стабилизатора напряжения серии

(см. Рис. 8.8) состоит из следующих элементов:

  1. Нерегулируемое входное напряжение постоянного тока
  2. Опорное напряжение
  3. Усилитель ошибки с ОУ
  4. Сеть обратной связи
  5. Управляющий транзистор серии
  6. (эмиттерный повторитель)
  7. Постоянное выходное напряжение постоянного тока.

Функции различных компонентов схемы в основной схеме последовательного регулятора напряжения представлены следующим образом (см. Рис. 8.8):

  1. Нерегулируемое входное напряжение постоянного тока В дюйм .
  2. В в должно быть больше, чем желаемое выходное напряжение постоянного тока В на выходе на 2 или 3 В.
  3. Резистор
  4. R B обеспечивает достаточное обратное смещение стабилитрона для поддержания опорного напряжения В ref .

    Рис. 8.8 Схема регулятора напряжения серии с использованием операционного усилителя IC

  5. Стабилитрон
  6. с напряжением В Z (напряжение стабилитрона) действует как опорное напряжение В ref .
  7. Опорное напряжение подключено к неинвертирующему выводу (NIV) операционного усилителя.
  8. Операционный усилитель мкА 741 функционирует как компаратор и усилитель ошибки.
  9. Последовательный транзистор
  10. ( T ) — это силовой транзистор.Он используется для стабилизации выходного напряжения В, , , выходного и повышения уровня мощности. Он имеет радиатор, чтобы решить проблемы с нагревом.
  11. Резисторы обратной связи , и , действуют как делитель потенциала. Они подключаются к выходным клеммам. Они функционируют как сеть обратной связи выборки для изменений нагрузки.
  12. Выборочные изменения напряжения обратной связи β V out соответствуют колебаниям выходного напряжения.
  13. Сопротивление нагрузки R L (смоделированное сопротивление нагрузки) через выходной порт.
Принципы работы цепи регулятора напряжения

Всякий раз, когда происходят изменения выходного напряжения В, из , они отражаются как изменения дискретизированного напряжения обратной связи В F = β V из .

Коэффициент обратной связи

Выборочные изменения напряжения появляются на инвертирующем выводе (INV) операционного усилителя 741.

Два напряжения В ref и В f на входном порте операционного усилителя (компаратор) сравниваются и образуют эффективное входное (ошибочное) напряжение В e .Напряжение ошибки на входном порте ОУ: В e = [ В ref В F ] . Ошибка напряжения усиливается операционным усилителем. Выходное напряжение операционного усилителя действует как управляющее напряжение В, , , C, . Затем он подается на вывод базы транзистора ( T ). Он находится между (последовательно) нерегулируемым входным напряжением постоянного тока и регулируемым выходным напряжением постоянного тока. Он работает как схема «эмиттерного повторителя».Управляющий сигнал модулирует существующие напряжения смещения транзистора ( T ). Изменения входного базового тока транзистора вызывают пропорциональные изменения его тока коллектора. Это вызывает колебания напряжения между коллектором и эмиттером В CE на последовательном управляющем транзисторе. Изменения в В CE наконец стабилизирует выходное напряжение. В CE увеличивается, если выходное напряжение увеличивается. Однако выходное напряжение уменьшается, возвращаясь к расчетному выходному напряжению. В CE уменьшается, если приращения выходного напряжения идут в сторону уменьшения. Кроме того, выходное напряжение увеличивается, возвращаясь к расчетному выходному напряжению. Таким образом, изменения в В, , , CE, , имеют такое направление, чтобы корректировать изменения выходного напряжения в соответствующих направлениях и поддерживать стабилизированное выходное напряжение постоянного тока.

Преимущества использования операционного усилителя в цепи последовательного регулятора напряжения
  1. Даже незначительные колебания выходного напряжения можно контролировать благодаря очень большому усилению.
  2. Более высокий КПД по схеме шунтирующего регулятора напряжения.
  3. Меньше рассеиваемая мощность.
  4. Цепи ограничения тока могут быть добавлены извне.
  5. Используется в системах высокого напряжения и среднего тока.
  6. Хорошее регулирование.
Недостатки
  1. Дополнительное количество дискретных компонентов вместе с операционным усилителем в ИС.
  2. Должны быть предусмотрены дополнительные цепи защиты от перегрузки и короткого замыкания.
8.4 ТРЕХКЛЮЧЕВЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ (LM 7805 И LM 7905)
  1. Регулятор постоянного положительного напряжения :

    Примеры: LM 7805, LM 7806, LM 7808, LM 7809, LM 7812, LM 7815, LM 7818 и LM 7824. Максимальный ток коммутации 1,5 А.

  2. Регулятор постоянного отрицательного напряжения :

    Примеры: LM 7905, LM 7906, LM 7908, LM 7909, LM 7910, LM 7912, LM 7915, LM 7918 и LM 7924.

  3. Регулируемый регулятор напряжения.
  4. Двойное напряжение питания.
Цепи трехконтактного регулятора напряжения IC Описание и достоинства трехконтактного регулятора напряжения Ic

Трехполюсный стабилизатор IC будет выбран из требований к конструкции источника питания.

Нерегулируемое постоянное напряжение В в подключено к входным клеммам (1) и (3) регулятора IC.

В в должно быть больше, чем желаемое выходное напряжение постоянного тока на величину 3 В, чтобы учесть падение напряжения внутри схемы ИС.

Внутренняя схема будет аналогична «схеме последовательного регулятора напряжения на ОУ» (см. Рис. 8.9).

Рис. 8.9 Трехконтактная ИС (схема последовательного регулятора напряжения) в источнике питания постоянного тока (регуляторы положительного / отрицательного напряжения)

Регулируемое выходное напряжение постоянного тока будет фиксированным в соответствии со спецификациями производителя.

  1. Колебания тока нагрузки вызывают внезапные изменения (переходные процессы) выходных напряжений. Эти переходы подавляются выходным конденсатором C, из в цепи.
  2. Стабилизаторы напряжения
  3. IC компактны и имеют меньшие размеры.
  4. Схема подключения проводки проста, так как количество контактов для IC всего три.
  5. Для регулятора IC не требуются никакие внешние компоненты.
  6. Конструкция схемы проще из-за меньшего количества подключений.
  7. Превосходная производительность при надежности в эксплуатации.
  8. В ИС
  9. обычно используются радиаторы, чтобы минимизировать нагрев ИС для более высоких токов.
  10. Работа с ИС стабильна в течение длительного периода времени.
8.4.1 Регулятор постоянного напряжения (FVR) с использованием IC LM 7805

LM 7805 IC предназначена для обеспечения постоянного постоянного напряжения 5 В. Эти микросхемы регулятора имеют три клеммы (1), (2) и (3). Принципиальная рабочая схема представлена ​​на рис. 8.10.

Рис. 8.10 Трехконтактная микросхема LM 7805 (регулятор напряжения) в блоке питания постоянного тока (+5 В)

  1. Контакт 1 является входной клеммой для нерегулируемого входного напряжения постоянного тока.
  2. Контакт 2 — это выходная клемма для регулируемого выходного напряжения постоянного тока.
  3. Контакт 3 — это общее заземление для всей цепи.

Нерегулируемое постоянное напряжение — это входное напряжение. Конденсатор C в обеспечивает дополнительную фильтрацию входного напряжения. Внутри ИС присутствует схема последовательного регулятора напряжения с использованием операционного усилителя. Выходной конденсатор C out подавляет переходные процессы в выходном напряжении, вызванные колебаниями тока нагрузки.

8.4.2 ИС регулируемого регулятора напряжения LM 7805

Схема регулируемого стабилизатора положительного напряжения, показанная на рис.8.11 аналогична схеме фиксированного регулятора напряжения (FVR) на рис. 8.10, использующей LM 7805 IC, с добавлением потенциометра R 2 .

Рис. 8.11 Регулируемое положительное напряжение с использованием LM 7805 в цепях питания

Пример 8,1

Разработайте значения компонентов внешней цепи R 1 и R 2 для схемы регулятора напряжения LM 7805, показанной на рис. 8.11. Имеются следующие данные: нерегулируемое входное напряжение постоянного тока В в = 8 В, регулируемое выходное напряжение постоянного тока В выход = 5 В, ток нагрузки I L = 150 мА, В R = V исх. = 1.25 В. Далее оцените рассеиваемую мощность в цепи регулятора напряжения.

Решение: Предположите величину опорного тока I R = 1,0 мА через R 1 .

Номинал резистора

Значение резистора = 3,75 кОм (без учета тока настройки).

Рассеиваемая мощность P d в нагрузке цепи регулятора напряжения = Рассеиваемая мощность в IC = P d = (8−5) × 150 × 10 −3 = 450 мВт.

Пример 8,2

Конструкция схемы регулятора напряжения LM 7805 для обеспечения регулируемого выходного напряжения постоянного тока 5 В при использовании нерегулируемого источника постоянного напряжения 8 В из рис. 8.12, ток нагрузки I L = 20 мА, I Q = 5 мА , и сопротивление нагрузки R L = R 2 = 25 Ом. Опорное напряжение В R = 4,5 В. Рассчитайте величину падения напряжения на регуляторе напряжения.

Рис. 8.12 Конструкция цепи регулятора напряжения 7805

Решение: Напряжение на R L = В L

В L = I L × R L = 20 × 10 −3 × 25 = 0,5 В

Выходное напряжение В выход = [ В R + В L ] = 4,5 + 0.5 = 5 В

Ток нагрузки

Следовательно,

Следовательно,

Номинал резистора

Предоставленных данных:

Нерегулируемое входное напряжение В в = 8 В. Выходное напряжение В на выходе = 5 В

Вычисленное значение:

Падение напряжения в цепи регулятора В Падение = [ В дюйм В на выходе ] = (8 — 5) = 3 В

8.4.3 Микросхема стабилизатора отрицательного напряжения LM 7905

Нерегулируемое входное напряжение подается на клеммы (1) и (3). Регулируемое отрицательное выходное напряжение будет на клеммах (2) и (3). Выходное напряжение будет отрицательным при использовании регулятора напряжения IC 7905 (см. Рис. 8.13).

Рис. 8.13 Трехконтактная микросхема LM 7905 (регулятор напряжения) в блоке питания постоянного тока с отрицательным выходным напряжением (−5 В)

8.4.4 IC Регулятор напряжения 7806 для получения выходного напряжения постоянного тока (6 В)

Рисунок 8.14 показаны детали схемы источника питания постоянного тока для выработки выходного напряжения 6 В постоянного тока.

  1. Понижающий трансформатор
  2. Мостовой выпрямитель
  3. Конденсаторный фильтр
  4. ИС регулятора 7806
  5. Дополнительные конденсаторы фильтра ( C, , , и C, , , )
  6. Сопротивление нагрузки

Функции этих компонентов описаны в предыдущих схемах.

Рис. 8.14 Регулятор напряжения IC 7806 с конденсаторным фильтром для создания выходного напряжения 6 В постоянного тока

8.5 РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ (LM 317 И LM 337)
8.5.1 Трехконтактный регулируемый стабилизатор положительного напряжения LM 317

LM 317 IC — стабилизатор положительного напряжения. Нерегулируемое постоянное напряжение (полученное от двухполупериодного выпрямителя и схемы фильтра) подается на входные клеммы (3) и (1) микросхемы IC. Постоянный резистор R 1 и переменный резистор R 2 подключены к выходным клеммам (2) и (1). Регулируемое выходное напряжение постоянного тока в диапазоне от 1.Можно получить от 2 В до 37 В.

Напряжение постоянного тока используется в качестве опорного напряжения В ref . Ток через резистор R 1 является постоянным опорным током I ref . Далее, ток через переменный резистор R 2 равен ( I adj + I ref ). Переменные выходные напряжения могут быть установлены с помощью внешних резисторов R 1 и R 2 , используя следующие выражения.

Различные особенности цепи регулируемого регулятора напряжения LM 317 (см. Рис. 8.15)

Рис. 8.15 Регулируемое положительное выходное напряжение постоянного тока с помощью LM 317

  1. Регулируемое положительное выходное напряжение постоянного тока с помощью двух резисторов R 1 и R 2 .
  2. Внутреннее опорное напряжение В R = 1,25 В между выходной клеммой и регулируемой клеммой.Это напряжение на программном резисторе R 1 .
  3. Регулируемый диапазон выходного напряжения от 1,2 В до 37 В.
  4. Допустимый выходной ток больше 1,5 А.
  5. Внутренние схемы защиты от тепловой перегрузки и короткого замыкания внутри ИС.
  6. Схема может быть модифицирована как программируемый регулятор выходного напряжения.
  7. Ток через резистор R 1 = I R . Постоянно, так как V R постоянно.
  8. Контрольный ток.
  9. Регулировочный ток I adj и I R протекает через R 2 .
  10. Следовательно, выходное напряжение В из = В R + I R · R 2 + I adj × R 2 .
  11. Выходное напряжение
  12. Выходное напряжение
  13. Выходное напряжение Вольт.
  14. Выходной конденсатор улучшает переходную характеристику нагрузки или выходного напряжения. Используются танталовые конденсаторы малой емкости (1 мкм, Ф) или 25 электролитических конденсаторов по мкм ( Ф).
  15. Входной конденсатор C в решает проблемы фильтрации пульсаций из-за места использования или расстояния от нерегулируемого входного напряжения постоянного тока В в .
  16. Если другой байпасный конденсатор C adj подключен параллельно резистору R 2 , происходит дальнейшая фильтрация пульсаций.Предпочтительны танталовые конденсаторы малой емкости (1 мк Ф), имеющие низкое сопротивление байпаса на высокой частоте (см. Рис. 8.15).
  17. Диапазон рабочих температур от 0 ° C до 125 ° C.
  18. 18. Некоторые другие ИС регулируемого регулятора положительного напряжения — LM 117 и LM 217.

Пример 8,3

Схема регулятора напряжения

LM 117, показанная на рис. 8.16, имеет R 1 = 125 Ом, опорное напряжение В R = 1.25 В, резистор R 2 = 2,5 кОм , I adj = 200 мк A. Рассчитайте выходное напряжение постоянного тока.

Решение: Выходное напряжение постоянного тока

8.5.2 Трехконтактный регулируемый стабилизатор отрицательного напряжения LM 337 IC

Трехконтактная ИС LM 337 представляет собой регулируемый стабилизатор отрицательного напряжения, показанный на рис. 8.16.

Рис. 8.16 Регулируемое отрицательное выходное напряжение постоянного тока с помощью LM 337

Три клеммы IC: (a) входная клемма, (b) выходная клемма и (c) регулировочная клемма.

IC LM 337 настроен следующим образом:

  1. Нерегулируемое напряжение постоянного тока подключено к входному порту LM 337 IC.
  2. Регулируемое напряжение постоянного тока от -1,2 В до -37 В доступно на выходном порте.
  3. Регулируемое напряжение достигается за счет использования двух внешних резисторов R 1 и R 2 .
  4. Более высокие выходные напряжения получаются при подключении некоторых внешних компонентов.
  5. Для теплового отключения должен быть предусмотрен внешний контур.
  6. LM 137 и LM 237 — другие типы регулируемых регуляторов отрицательного напряжения.
  7. Максимальный ток 1,5 А.

Пример 8,4

Схема трехполюсного регулятора напряжения

LM 317 представлена ​​на рис. 8.16. Опорное напряжение В ref = 1,25 В. Значения компонентов схемы: R 1 = 260 Ом.

R 2 = 1300 Ом регулирующий ток I adj = 50 μ A.Рассчитайте выходное напряжение В из . Рассчитайте напряжение ошибки из-за тока настройки.

Решение: Выходное напряжение

Подставляя заданные данные в уравнение, получаем следующий вид:

Ошибка напряжения из-за тока настройки = 65 мВ.

Пример 8,5

Рассмотрим трехконтактную схему регулятора напряжения с использованием LM 337 на рис. 8.16 со следующими данными В ref = 1.25 В , R 1 = 200 Ом и R 2 = 1800 Ом. Вычислить выходное напряжение В out и напряжение ошибки из-за тока настройки I adj = 50 μ A.

Решение: Выходное напряжение

В выход = 1,25 × 10 + 90 × 10 −3 = 12,5 + 0,09 = 12,59 В.

Ошибка напряжения из-за тока настройки В e = I adj × R 2 = 50 × 10 −6 × 1.8 × 10 3 = 90 мВ.

Пример 8,6

Требуется спроектировать схему регулятора напряжения LM 217, как показано на рис. 8.15, для получения выходного напряжения 15 В. Рассчитайте номиналы резисторов R 1 и R 2 . Предположим, что опорное напряжение В ref = 1,25 В. Пренебрегайте вкладом регулируемого напряжения в выходной сигнал.

Решение: Требуемое выходное напряжение В выход = 15 В

Данные показывают, что опорное напряжение В ref = 1.25 В

Подставляя данные в выражение для выходного напряжения, получаем следующий вид:

15

Следовательно,

Следовательно,

Принимая номинал резистора R 1 = 200 Ом, получаем номинал резистора

R 2 = 200 × 11 = 2200 Ом = 2,2 кОм.

ЦЕПИ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ 8.6
8.6.1 Двойной источник питания с использованием (LM 340) и (LM 320)

Одно из популярных применений двойного источника питания — это операционный усилитель (см.рис.8.17A).

LM 340 регулирует напряжение положительной шины, а LM 320 регулирует напряжение отрицательной шины.

Два защитных диода D f и D 0 включены в схему, как показано на рис. 8.17 A, всякий раз, когда выходные конденсаторы подключаются к выходному порту регуляторов напряжения IC. Диоды не позволят конденсаторам разрядиться на выходе ИС регулятора, когда вход закорочен.

Фиг.8.17A Двойной источник питания с использованием LM 340 (стабилизатор положительного напряжения) и LM 320 (стабилизатор отрицательного напряжения)

Схема двойного питания состоит из следующих компонентов:

  1. Понижающий трансформатор : Трансформатор имеет вторичную обмотку с центральным ответвлением. Он обеспечивает необходимое напряжение переменного тока двойной полярности + переменный ток и -AC для выпрямления.
  2. Мостовой выпрямитель : Выпрямляет пониженное переменное напряжение, подаваемое с трансформатора.

    Мостовой выпрямитель — это двухполупериодный выпрямитель. Следовательно, он содержит меньше пульсаций выпрямленного постоянного напряжения. Обеспечивает стабильное выпрямленное напряжение.

  3. Фильтрующие конденсаторы : Два фильтрующих конденсатора C дюймов1 и C дюймов2 выполняют необходимую фильтрацию и сглаживают нерегулируемое постоянное напряжение.
  4. Количество цепей регулятора : Есть два типа регуляторов напряжения.
  5. Регулятор положительного напряжения : LM 340 IC регулирует напряжение на положительной шине (+ В, ) выходного постоянного напряжения.
  6. Регулятор отрицательного напряжения : LM 320 IC регулирует напряжение на отрицательной шине (- В, ) выходного постоянного напряжения.
  7. Диоды обратной связи: Диоды обратной связи вокруг схем регулятора стабилизируют постоянное напряжение.
8.6.2 Двойной источник питания с использованием микросхем LM 317 и LM 337 для стабилизации фиксированного напряжения

LM 317 регулирует напряжение положительной шины, а LM 337 регулирует напряжение отрицательной шины (см. Рис. 8.17B).

Компоненты схемы в схеме двойного источника питания работают следующим образом:

  1. Понижающий трансформатор с вторичной обмоткой с отводом по центру обеспечивает необходимое напряжение переменного тока двойной полярности + переменный ток и −AC для выпрямления.
  2. Мостовой выпрямитель выпрямляет подаваемое на него пониженное переменное напряжение.
  3. Мостовой выпрямитель — это двухполупериодный выпрямитель. Следовательно, он содержит меньше пульсаций выпрямленного постоянного напряжения. Обеспечивает стабильное выпрямленное напряжение.
  4. Два фильтрующих конденсатора C дюйм1 и C дюйм2 выполняют необходимую фильтрацию и сглаживают нерегулируемое постоянное напряжение.
  5. В схеме используются регуляторы напряжения двух типов.

    Фиг.8.17B Двойной источник питания с использованием LM 317 (стабилизатор положительного напряжения) и LM 337 (стабилизатор отрицательного напряжения)

  6. LM 317 IC регулирует напряжение на положительной шине (+ В, ) выходного постоянного напряжения.
  7. LM 337 IC регулирует напряжение на отрицательной шине (- В, ) выходного постоянного напряжения.
  8. Диоды обратной связи вокруг цепей регулятора стабилизируют постоянное напряжение.
8.6.3 Двойной источник питания с использованием микросхем LM 317 и LM 337 с регулируемым выходным напряжением

LM 317 регулирует положительное напряжение, а LM 337 регулирует отрицательное напряжение для получения двойного источника питания.Резисторы R 1 и R 2 производят регулировку выходных напряжений (см. Рис. 8.18).

Схема регулируемого двойного источника питания содержит следующие устройства:

  1. Понижающий трансформатор с вторичной обмоткой с отводом по центру обеспечивает необходимое напряжение переменного тока двойной полярности + переменный ток и −AC для выпрямления.
  2. Мостовой выпрямитель выпрямляет подаваемое на него пониженное переменное напряжение.
  3. Мостовой выпрямитель — это двухполупериодный выпрямитель.Следовательно, он содержит меньше пульсаций выпрямленного постоянного напряжения. Обеспечивает стабильное выпрямленное напряжение.
  4. Два фильтрующих конденсатора C дюйм1 и C дюйм2 выполняют необходимую фильтрацию и сглаживают нерегулируемое постоянное напряжение.
  5. В схеме используются регуляторы напряжения двух типов.
  6. LM 317 IC регулирует напряжение на положительной шине (+ В, ) выходного постоянного напряжения.
  7. LM 337 IC регулирует напряжение на отрицательной шине (- В, ) выходного постоянного напряжения.
  8. Диоды обратной связи вокруг цепей регулятора стабилизируют постоянное напряжение.

До сих пор объясняются принципы работы различных типов линейных регуляторов напряжения.

Рис. 8.18 Регулируемый двойной источник питания с использованием LM 317 и LM 337

Существуют определенные ограничения для цепей линейного регулятора напряжения, которые объясняются следующим образом:

  1. Из-за низкой частоты основного напряжения питания понижающий трансформатор и конденсаторы фильтра имеют большие размеры.
  2. Существует определенное падение напряжения (примерно от 2 до 3 В) между портами ввода и вывода IC. Чтобы свести к минимуму рассеиваемую мощность, разница между входным и выходным напряжениями должна быть небольшой.
  3. Регуляторы напряжения серии
  4. и шунтирующие представляют собой диссипативные регуляторы из-за встроенного управляющего транзистора. Транзистор непрерывно проводит и рассеивает мощность. Рассеяние мощности осуществляется с помощью радиаторов и методов принудительного охлаждения.
  5. Входная мощность P дюймов = V дюймов · I L = [ P out + P d ] Вт

    , где В в = входное напряжение и I L = ток нагрузки (выходной ток)

    P out = выходная мощность постоянного тока = V out · I L = [ P дюйм P d ] Вт

    В выход = выходное напряжение постоянного тока

    Рассеиваемая мощность в цепи ( P d ) =

    Эффективность преобразования мощности (отношение выходной мощности постоянного тока к входной мощности переменного тока).

  6. Более низкая эффективность преобразования энергии.
8.7 ТОЧНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Прецизионные регуляторы напряжения, такие как μ A 723 , были разработаны для исправления ограничений трехконтактных регуляторов напряжения. У них более трех контактов для внешних подключений, в зависимости от сложности. В основном они используются в SMPS.

Технические характеристики стабилизатора напряжения μA 723 следующие:

  1. Выходное напряжение: от 2 В до 37 В, когда максимальное входное напряжение составляет 40 В.
  2. Максимальный выходной ток: 150 мА без внешних управляющих транзисторов.
  3. Линейное регулирование: 0,03% / В.
  4. Регулировка нагрузки: 0,003% / ° C.
  5. Подавление пульсаций: 80 дБ.
  6. Ток покоя: 2,3 мА.
  7. Источник опорного напряжения: напряжение на клеммах стабилитрона.
  8. Опорное входное напряжение В ref 7,15 В или 7,5 В (максимум).
  9. Максимальная рабочая температура 70 ° C.
  10. Могут быть разработаны блоки питания для положительного и отрицательного напряжения.
8.7.1 Регулятор напряжения IC 723

Функциональная блок-схема высоковольтного стабилизатора μA 723 (14-контактный DIP (Dual Inline Package)) показана на Рис. 8.19.

Регулятор напряжения

IC 723 состоит из стабилитрона D 1 . Напряжение стабилитрона действует как опорное напряжение В ref (7,15 В). Он подключен к выводу 6. Операционный усилитель действует как «усилитель ошибки». Выходная клемма внутренне соединена с клеммой базы управляющего транзистора T 1 и клеммой коллектора токоограничивающего (считывающего) транзистора T 2 .(+) V CC подключен снаружи к контакту 12, а (-) V CC подключен к контакту 7 IC. Пропускной транзистор действует как эмиттерный повторитель со своим регулируемым выходным напряжением В 0 , подключенным к контакту 10. Он внешне подключен к входу инвертирующего входа (INV) (контакт 4) усилителя ошибки. Он сравнивает образец выходного напряжения, приложенного к инвертирующей входной клемме (INV), и опорное напряжение В, ref (контакт 6), подключенное извне к его неинвертирующей входной клемме (NINV) операционного усилителя.

Выходное напряжение операционного усилителя является сигналом ошибки. Применяется к клемме базы последовательного транзистора T 1 . Изменения величин входных сигналов ошибки в усилитель ошибки вызывают изменения в проводимости (изменение тока базы) проходного транзистора T 1 . Таким образом, сигнал ошибки контролирует проводимость транзистора T 1 . Изменения проводимости транзистора ( T 1 ) вызывают изменения в величинах V CE , который корректирует изменения выходных напряжений регулятора IC 723.Таким образом, напряжение нагрузки автоматически корректируется для поддержания постоянного выходного напряжения стабилизаторов напряжения 723 IC.

Схема подключения внешних контактов к высоковольтному стабилизатору IC LM 723

IC 723 работает с концепцией последовательного регулятора напряжения. После разработки простых в использовании трехконтактных ИС и импульсных регуляторов, 723 корпуса ИС постепенно исчезают (см. Рис. 8.20).

8.7.2 Принцип работы регулятора IC 723
  1. Нерегулируемое постоянное напряжение подается на вывод коллектора последовательного (управляющего) транзистора T 1 (вывод 11) (см.рис.8.19).

    Рис. 8.19 Конфигурация выводов регулятора IC 723 с внутренними блоками и внешними компонентами

  2. Выборка выходного напряжения (на выводе 10) подается на инвертирующий входной вывод (INV) усилителя ошибки (операционный усилитель) через вывод 4.

    Рис. 8.20 Конфигурация выводов прецизионного регулятора напряжения IC

  3. Часть ( В NINV ) опорного напряжения В ref (7.15 В) (с использованием делителя потенциала R 4 и R 5 ) через стабилитрон (вывод 6) подключен к неинвертирующему входному выводу (NINV) (вывод 5) усилителя ошибки.
  4. .
  5. Выходное напряжение усилителя ошибки подключено к входной клемме (базовой клемме) последовательного транзистора T 1 , подключенной к клеммам 10 и 11.
  6. Транзистор
  7. Pass действует как эмиттерный повторитель, выход которого подключен к внешней нагрузке, на которой вырабатывается выходное напряжение для подачи напряжения.
Расчет номиналов резисторов R 1 , R 2 и R 3

Предположим, что ток через цепь делителя потенциала R 1 и R 2 равен I R .

Следовательно, и R 3 = R 1

Если выходное напряжение « В 0 » на нагрузке увеличивается из-за каких-либо колебаний выходного постоянного напряжения, то напряжение на входе INV усилителя ошибки увеличивается.Усилитель ошибки сравнивает выборку выходного напряжения и опорного напряжения В, ref на своих входных клеммах. Разница между двумя напряжениями состоит в том, что повышенный сигнал обратной связи на инвертирующем выводе и опорное напряжение на неинвертирующем выводе вызывают уменьшение эффективного входного сигнала усилителя ошибки. Выходное напряжение усилителя ошибки уменьшается. Он подключен к клемме базы (входной сигнал) последовательного транзистора T 1 , который работает как эмиттерный повторитель.Уменьшение сигнала ошибки уменьшает прямое смещение транзистора T 1 , что, в свою очередь, вызывает уменьшение его выходного тока, тока нагрузки I L . Следовательно, напряжение на нагрузке уменьшается, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение.

Аналогичное объяснение может быть дано, когда выходное напряжение « В 0 » на нагрузке уменьшается. Если выходное напряжение уменьшается, эффективный входной сигнал усилителя ошибки увеличивается и вызывает увеличение входного сигнала ошибки, подаваемого на проходной транзистор « T 1 ».Следовательно, прямое смещение проходного транзистора увеличивается. Это вызывает увеличение тока нагрузки I L через нагрузку. Повышенный ток нагрузки приводит к увеличению выходного напряжения до расчетного постоянного выходного напряжения.

Токоограничивающий транзистор «T 2 » для защиты от перегрузки и короткого замыкания

В нормальных условиях источник питания регулятора поддерживает постоянное выходное напряжение. Однако функция ограничения тока необходима для предотвращения короткого замыкания или перегрузки.Цепь ограничения тока предотвращает увеличение токов нагрузки сверх максимально допустимого расчетного значения I max (состояние перегрузки) или состояние короткого замыкания.

Всякий раз, когда от источника питания потребляется чрезмерный ток нагрузки, транзистор T 1 может быть поврежден. Токоограничивающий транзистор T 2 и внешний резистор R CL (подключенный снаружи между базой и эмиттером T 2 ) обеспечивают функции ограничения тока в источнике питания (см. Рис.8.19). При нормальной работе транзистор T 2 находится в отключенном состоянии.

Клемма ограничения тока CL резистора подключена к выходной клемме V 0 (точка (A)), а клемма датчика тока CS подключена к клемме нагрузки извне (точка (B)). Ток нагрузки через R CL создает достаточное прямое смещение для включения транзистора ограничения тока для расчетных значений безопасных токов нагрузки. Транзистор T 2 получает часть базового тока T 1 и переходит в состояние ВКЛ.

Часть повышенного тока нагрузки на выходе усилителя ошибки проходит через коллектор T 2 , и базовый ток транзистора T 1 уменьшается. Выходной ток через эмиттер транзистора T 1 уменьшается, что приводит к уменьшению выходного тока нагрузки I L до максимального значения. Этот принцип действия по ограничению тока также рассматривается как «действие определения тока » .

Расчет максимального тока нагрузки «I Lmax », который ИС регулятора обеспечивает нагрузку

Если транзистор кремниевый, В BE = 0,7 В для проводимости

Если R CL = 0,7 Ом, то

8.8 РЕГУЛЯТОР ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ И ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
8.8.1 Основная концепция импульсного регулятора и его характеристики

Базовый импульсный регулятор использует другой подход к процессу преобразования энергии.Элемент управления силовым транзистором включается и выключается для уменьшения рассеиваемой мощности в силовом транзисторе. Их главное преимущество — высокий КПД перед линейными регуляторами.

Импульсные регуляторы повышают эффективность линейных регуляторов напряжения. Это снижает рассеиваемую мощность в силовом транзисторе, действующем как «проходной транзистор». Пропускной транзистор работает в линейной (активной) области. Большие токи и напряжения на проходном транзисторе приводят к хорошему рассеянию мощности в них, что приводит к нагреву IC.Радиаторы обеспечивают охлаждение устройств. Это ограничение в линейных регуляторах устраняется в импульсных регуляторах, вызывая прерывистую проводимость транзистора. Только во время интервала переключения происходит рассеяние мощности в проходном (регулирующем) транзисторе.

Основная концепция импульсного регулятора поясняется на рис. 8.21. Схема источника питания, использующая концепцию импульсного регулятора напряжения, известна как SMPS. Последовательный транзистор управления мощностью в SMPS постоянно переключается между состоянием ВКЛ (состояние низкого рассеяния мощности) и состоянием ВЫКЛ (состояние высокого рассеяния мощности через транзистор) при очень высокой частоте переключения.Это приводит к пренебрежимо малому или нулевому рассеянию мощности, а также к высокой эффективности преобразования мощности. В линейном стабилизаторе питания силовой транзистор непрерывно рассеивает мощность во время автоматического регулирования напряжения. Энергосбережение в импульсных регуляторах предполагает использование ИИП вместо линейных регуляторов в компьютерах, телевизорах, схемах распределения питания и т. Д.

Рис. 8.21 Импульсный регулятор с двумя ОУ, ШИМ, переключающим транзистором и фильтром

Работа цепи регулятора переключения
  1. Часть выходного напряжения В из дискретизируется с помощью двух резисторов R 1 и R 2 .
  2. Выборочное напряжение: β · В на выходе . Он подключен к клемме INV (-) операционного усилителя-1.
  3. Постоянное напряжение на стабилитроне используется в качестве опорного напряжения В ref для непрерывного сравнения его с дискретизированным напряжением обратной связи V f . Опорное напряжение В ref подключено к неинвертирующему выводу (+) операционного усилителя-1.
  4. Два напряжения В ref и β V out сравниваются операционным усилителем-1, и результирующее напряжение В op – 1 появляется на его выходной клемме.
  5. Выходное напряжение первого операционного усилителя подключено к клемме INV (-) второго операционного усилителя.
  6. На неинвертирующий вывод второго операционного усилителя (операционный усилитель-2) подаются треугольные импульсы выборки фиксированной частоты.
  7. Во втором компараторе ОУ-2 сравниваются два напряжения (выходное напряжение ОУ-1 и треугольные импульсы). Это приводит к выходу второго ОУ с импульсами, ширина которых изменяется.
  8. Таким образом, выход первого компаратора ( C 1 ) используется для управления шириной импульсов, подаваемых на второй операционный усилитель.Результирующий выходной сигнал операционного усилителя 2 представляет собой волну с широтно-импульсной модуляцией.
  9. Регулируемая широтно-импульсная модуляция (сигналы ШИМ) используется для управления базой последовательного силового транзистора ( T ). Соответственно модулируются токи транзисторов.
  10. Если выходное напряжение постоянного тока уменьшается ниже опорного напряжения, сигнал ошибки увеличивает ширину импульсов, что, в свою очередь, увеличивает выходное напряжение.
  11. 11. Если выходное напряжение постоянного тока увеличивается выше опорного напряжения, сигнал ошибки уменьшает ширину импульса, что, в свою очередь, снижает выходное напряжение.
8.8.2 Сигнал широтно-импульсной модуляции, генерируемый изменяющимся напряжением ошибки, В
e
  1. Эффективный сигнал ошибки, создаваемый первым операционным усилителем.
  2. Выход генератора рампы.
  3. Выходное напряжение второго операционного усилителя и сигнал ШИМ показаны на Рис. 8.22 и 8.23.

Рис. 8.22 Сигнал широтно-импульсной модуляции для управления переключением транзисторов в SMPS

Фиг.8.23 Форма волны ШИМ для управления работой регулятора переключения

Коммутационный транзистор T подключает нерегулируемое входное напряжение постоянного тока В в и регулируемое выходное напряжение постоянного тока В выход Контур обратной связи, начиная с В F корректирует длительность включения сигнала ШИМ и, соответственно, регулирует интервалы переключения. Время включения транзистора зависит от рабочего цикла ШИМ, как показано на рис. 8.23.

Достоинства схем импульсного регулятора напряжения следующие:

  1. Импульсный силовой транзистор рассеивает меньше энергии.
  2. Гибкий дизайн схемы.
  3. Несколько уровней выходного напряжения для различных участков цепей в компьютерах.
  4. Более высокие частоты переключения управляющих транзисторов снижают их энергопотребление.
  5. Уменьшение размеров фильтрующих элементов за счет высокочастотного переключения.
  6. КПД преобразования мощности больше и составляет порядка 96%.
  7. Выделение тепла в транзисторе меньше из-за уменьшения его состояния во включенном состоянии.
  8. Низкочастотные трансформаторы больших размеров не нужны.
  9. Компактность и меньший вес, поскольку низкочастотный трансформатор с большим весом исключается.

Недостатки схемы SMPS следующие:

  1. Высокие амплитуды переключения вызывают электромагнитные помехи (EMI) с соседними электронными цепями. Следовательно, необходимо предусмотреть ФНЧ для фильтрации электромагнитных помех.
  2. Это требует фильтрации электрических помех переключения.
8.8.3 Внутренние блоки, детали базового импульсного источника питания

Схема источника питания с импульсным стабилизатором напряжения известна как SMPS. Блок-схема базового ИИП представлена ​​на рис. 8.24.

Рис. 8.24 Блок-схема ИИП (базовая концепция)

Доступны импульсные схемы питания для получения различных уровней выходного постоянного тока.

  1. Понижающий импульсный стабилизатор (понижающий преобразователь) : Он выдает выходное напряжение постоянного тока на В на выходе меньше входного постоянного напряжения В в .
  2. Импульсный стабилизатор напряжения (повышающий преобразователь) : выдает выходное напряжение на В на выходе больше, чем входное напряжение постоянного тока В в .
  3. Цепи понижающе-повышающего регулятора (инвертирующий и понижающий / повышающий преобразователь) : Выходное напряжение может повышаться (увеличиваться) или понижаться (понижаться) по сравнению с входным напряжением.

( Примечание: См. Анализ электронных схем Б.Visvesvararao для подробного анализа.)

Преимущества схем SMPS следующие:

  1. Высоко стабильное выходное напряжение постоянного тока.
  2. Между сетевым напряжением переменного тока и другой цепью существует изоляция.
  3. Рассеиваемая мощность в переключающем транзисторе очень меньше из-за высокой частоты переключения и уменьшенных интервалов проводимости силового транзистора.
  4. Небольшие колебания напряжения питания можно устранить из-за высокочастотного переключения.
  5. Компоненты схемы фильтра будут уменьшены в размерах из-за работы на высоких частотах.
  6. Размер и стоимость ИИП низкие из-за пакетной обработки при изготовлении ИС.
  7. Уменьшение рассеиваемой мощности транзистора позволяет использовать в конструкции транзисторы с малой потребляемой мощностью.
  8. Уменьшение интервалов проводимости транзистора из-за высокочастотного включения-выключения обеспечивает достаточно времени для охлаждения транзистора. Это приводит к последующему сокращению проблем с теплоотводом и теплоотводом.
  9. Эффективность преобразования энергии h увеличена до более чем 90% из-за низкого энергопотребления импульсным силовым транзистором.
ЧТО ПОМНИТЬ

Большая часть электронного оборудования работает от источников питания постоянного тока. Различные уровни постоянного напряжения могут быть получены при соответствующем выборе и конструкции ИС регулятора напряжения и связанных компонентов схемы.

Рис. 8.25 Основные строительные блоки схемы линейного интегрального стабилизатора напряжения

Схема регулятора напряжения IC : Нерегулируемое напряжение постоянного тока будет подаваться на схему регулятора напряжения IC для получения стабилизированного выходного напряжения постоянного тока.Выходное напряжение будет поддерживаться постоянным независимо от колебаний нагрузки. Выбор микросхемы регулятора основан на уровнях напряжения и возможностях тока. Примеры: 7805 IC для 5 В, LM317 IC для напряжения от 1,25 до 37 В и т. Д.

Рис. 8.26 Цепь регулятора базового напряжения

Внутренние детали базовой схемы источника питания : Полная конструкция и изготовление источника питания включают сборку гибридной схемы с ИС и дискретными компонентами, как показано на следующем рисунке.

Рис. 8.27 Различные блоки в цепи питания постоянного тока

РЕЗЮМЕ
Регуляторы

IC популярны, поскольку они связаны с уменьшением стоимости изготовления схем с использованием микросхем. Цепи регулятора IC отличаются высокой надежностью и гибкостью конструкции. Улучшенная связь через IPad, сотовые телефоны с технологией 4G и 4S (Samsung), а также смартфоны HTC за счет миниатюризации блоков питания и ничтожно малого энергопотребления.

Гибкие возможности, такие как тепловое отключение, ограничение тока и защита от перенапряжения, могут быть стандартизированы в качестве строительных блоков в схемах регулятора напряжения IC.

Анализ и конструкция следующих цепей объясняются следующим образом:

  1. Внутренние блоки источника постоянного тока с различными схемами и характеристиками.
  2. Схемы регуляторов напряжения серии
  3. с использованием операционных усилителей, например LM 7800.
  4. Линейные регуляторы напряжения с фиксированными и регулирующими напряжениями.
  5. Трехконтактные регуляторы напряжения, такие как LM 7805, LM 7806, LM 7905, LM 317 и LM 337.
  6. Двойные цепи питания.
  7. Импульсные регуляторы напряжения для ИИП.
  8. Прецизионный регулятор напряжения μ A 723.
  9. Объясняется концепция импульсного регулятора, в котором ШИМ используется для управления силовым транзистором и, в свою очередь, нагрузкой. Концепция высокочастотного включения и выключения силового транзистора для снижения энергопотребления в цепи регулятора также ясна из схемы, показывающей его внутренние детали на рис. 8.24.
ВОПРОСЫ ПО ПРАКТИКЕ
  1. Нарисуйте схему, показывающую дискретные компоненты цепи последовательного регулятора напряжения, и объясните ее работу? Объясните функцию проходного транзистора.
  2. Объясните принцип действия простой схемы регулятора напряжения.
  3. Объясните функцию регуляторов напряжения? Перечислите четыре различных типа регуляторов.
  4. Обсудите преимущества трехконтактных микросхем стабилизатора напряжения.
  5. Какие ограничения у трехполюсных регуляторов напряжения?
  6. Нарисуйте и объясните характеристики трехконтактных стабилизаторов напряжения IC.
  7. Объясните метод преобразования FVR для обеспечения переменного выходного постоянного тока.
  8. (a) Объясните, как работа с двумя источниками питания достигается при подключении к одному источнику питания. (b) Объясните различные этапы с помощью внутренней блок-схемы операционного усилителя.
  9. Нарисуйте детали схемы регулятора напряжения LM 317 и объясните его работу.
  10. Нарисуйте детали схемы регулятора напряжения LM 337 и объясните его работу.
  11. Нарисуйте схему источника питания с двойным напряжением, используя LM 317 и LM 337, и объясните ее работу с необходимыми деталями.
  12. Объясните концепцию импульсного регулятора с необходимыми деталями.
  13. Объясните работу схемы SMPS и ее строительных блоков.
  14. Объясните концепции переключения схемы стабилизатора напряжения с использованием операционных усилителей, схемы ШИМ и т. Д.
  15. Нарисуйте подробную схему SMPS с использованием схем компаратора операционного усилителя, PWM, генератора пилообразного напряжения и т. Д. Объясните его работу.
  16. Объясните роль и различные преимущества использования ШИМ в импульсных регуляторах.
  17. Обсудите работу высокочастотного переключения в импульсных регуляторах.
  18. Сравните различные преимущества импульсных регуляторов перед последовательными регуляторами напряжения.
  19. Объясните работу регулятора напряжения мкА 723 с необходимой схемой контактов IC.
  20. Нарисуйте схему регулятора напряжения мкА 723 и объясните его работу.
  21. Перечислите рабочие параметры и электрические характеристики IC 723.
  22. Почему в импульсном регуляторе ограничены частоты коммутации и как это преодолеть?
  23. Объясните значение фильтра нижних частот в импульсных регуляторах.
  24. Каковы ограничения импульсных регуляторов?
  25. 25.Что такое улавливающий диод? Объясните необходимость использования улавливающего диода в импульсном стабилизаторе с помощью принципиальной схемы.
НЕСКОЛЬКО ВОПРОСОВ
  1. Стабилизированная цепь питания состоит из следующих компонентов
    1. Операционный усилитель как усилитель ошибки
    2. Сеть обратной связи
    3. Пройденный транзистор серии
    4. Всего

    [ Ответ. (d)]

  2. Блок питания постоянного тока (источник напряжения) состоит из
    1. Регуляторы переключаемые
    2. Фиксатор
    3. Машинка для стрижки
    4. Регулируемый источник питания

    [ Ответ. (d)]

  3. Отношение% изменения выходного напряжения к изменению входного напряжения определяется как
    1. Постановление
    2. Регулировка нагрузки
    3. Пульсация
    4. Подавление пульсаций

    [ Ответ. (а)]

  4. Изменения выходного напряжения цепи регулятора напряжения из-за изменений тока нагрузки известны как
    1. Регулировка нагрузки
    2. Регламент строки
    3. рябь
    4. отклонение пульсации

    [ Ответ. (а)]

  5. ИС стабилизатора положительного напряжения для обеспечения 5 В на выходных клеммах
    1. 7805
    2. 7905
    3. 555
    4. 741

    [ Ответ. (а)]

  6. ИС стабилизатора отрицательного напряжения для обеспечения 5 В на выходных клеммах
    1. 7805
    2. 7905
    3. 555
    4. 741

    [ Ответ. (а)]

  7. Трехконтактный стабилизатор напряжения IC
    1. 723
    2. 7805
    3. 741
    4. 555

    [ Ответ. (б)]

  8. Операционный усилитель IC
    1. LM 737
    2. 7805
    3. 741
    4. 7490

    [ Ответ. (c)]

  9. Управление сигналом с широтно-импульсной модуляцией используется в следующих схемах регулятора напряжения
    1. Регулятор напряжения серии
    2. Регулятор переключения
    3. Коммутационный транзистор
    4. Регулятор напряжения трехполюсный

    [ Ответ. (c)]

  10. Проходной элемент, используемый в современном импульсном регуляторе.
    1. МОП-транзистор
    2. Транзистор NPN
    3. Тиристор
    4. Транзистор PNP

    [ Ответ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *