Стабилизатор напряжения с регулировкой: Стабилизатор напряжения с регулировкой — выходное напряжение

Стабилизатор напряжения с регулировкой - выходное напряжение

Простому обывателю при вводе запроса по стабилизаторам в поисковике сразу бросятся в глаза хвалебные или ругательные отзывы о производителях, куча брендов зарубежных стран. А также то, как в активных обсуждениях на многочисленных форумах опытные сподвижники продукции, представляясь в образе обычного пользователя, пытаются давать доверчивым читателям «правильные» советы к приобретению дорогого и ненужного им товара.

Такой массовой неразберихе соответствует жестокая конкуренция, не терпящая в бизнесе просиживания штанов с ожиданием завальных заказов, и активный поиск мечущихся в выборе теоретически неподкованных клиентов. У последних сразу же возникает мысль, что все регуляторы однотипные, и лишь отличаются по стоимости, габаритам и внешнему дизайну устройства. Однако картина в корне обманчива.

Основными различиями в стабилизаторах являются:

  • функциональная начинка;
  • рабочий диапазон,
  • качество,
  • тип исполнения.

Об одной функциональной особенности и пойдёт речь в этой статье.

Содержание

Что такое стабилизатор напряжения с регулировкой?

Полвека назад для регулировки напряжения использовались автотрансформаторы с ручным управлением. Нужно было неустанно отслеживать показатели на стрелочном циферблате либо светящейся линейке прибора, и, по мере необходимости, самостоятельно выставлять номинальное значение. Сегодня такую коррекцию стабилизаторы с плавной регулировкой осуществляют абсолютно автоматически. Мы к этому еще вернёмся,  а пока вспомним о простейших аналогах и том, с чего всё начиналось.

ЛАТРы и последующая их эволюция

Помните, в советские времена широко использовались лабораторные стенды с автотрансформаторами – ЛАТРами с ручной регулировкой? Основным применением их было – лабораторные задания в рамках школьного курса по физике и вузовской телемеханики, где требовалось получить на выходе точную величину нестандартных параметров. Из категории экспериментальных ЛАТРы незаметно перекочевали в образ бытовой техники.

Одно время их можно было видеть при телевизорах, в настоящее же время их использование стало очень многообразным – от разных технологических процессов (в птицеводстве, ремонтных мастерских, стоматологии и т. п.) до устройств на 110 В. На ЛАТРе довольно просто устанавливается и не такой показатель сети.

Существуют ЛАТРы с рабочими пределами 0–250 В, и, более того, до 300 В. Чем больше порог, тем больше дополнительной мощности у прибора, позволяющей с низких значений подниматься до высоких нагрузок. Нужно понимать, что лабораторному автотрансформатору вручную задаётся такой режим, который нужен. Тем самым устанавливается дополнительный диапазон входного напряжения – так называемая дельта.

К примеру, до удалённой розетки из-за сетевого падения доходят только 200 В. При установке ЛАТРа, поворотом ручки управления можно получить на выходе 220 В. «Дельта» в этом случае будет равна 20 В. При дальнейшем падении напряжения до 180 В, ЛАТР добавит лишь выставленную «дельту» в 20 В, и на выходе можно будет получить не более, чем 180+20=200 В.

Для удобства и наблюдения аппараты позже стали выпускаться с жидкокристаллическим дисплеем, позволяющим регулировать технические показатели прибора уже с более высокой точностью. Теперь, если требуется плавная стабилизация напряжения в 220 В, рекомендуется применение таких устройств, как:

  • стабилизатор с регулировкой выходного напряжения;
  • стабилизатор с регулировкой выходного тока.

Приборы с такими названиями нередко встречаются в электрических схемах. Возникают вопросы: какая разница между ними и как они работают?

Экскурс в теорию

Напряжение сети, предназначенное для электропитания, может иметь значительные колебания, ухудшающие работу различной техники. В сетях переменного тока встречаются перепады двух видов: краткосрочные и многочасовые. И те и другие изменения негативно сказываются на работе техники. Есть устройства, которые вообще не способны работать без стабилизации параметров, к ним относятся лампы бегущей волны, электронные вольтметры, осциллографы и т. д.

Стабилизаторы с регулировкой напряжения – это аппараты с функцией поддерживания напряжения на нагрузке с нужной точностью при изменении сопротивления нагрузки и параметров сети в заданном диапазоне.

Стабилизаторы с регулировкой тока при тех же изменениях поддерживают в нагрузке с необходимой точностью величину заданного тока. Стабилизаторы одновременно с главными своими функциями осуществляют также сглаживание пульсаций.

Основные параметры

Качеством работы регуляторов в основном служат такие технические показатели, как:

  • Стабилизирующий коэффициент, вытекающий из отношения изменений напряжения на входе и выходе
  • Показатель нестабильности
  • Внутреннее сопротивление
  • Коэффициент выравнивания всплесков

Коэффициент полезного действия определяется для всех типов стабилизаторов по отношению входной и выходной активных мощностей равен

Функции приборов

Диапазон входного напряжения

Наряду с точностью стабилизации, является важнейшей его характеристикой. Этот диапазон делится на две категории:

  • рабочий с обеспечением заявленной величины стабилизации, к примеру, 220±5%;
  • предельный с сохранением работоспособности при напряжении на выходе, отличающемся от заявленного значения в большей или меньшей степени до 15-18%.

При выходе параметров за рамки предельного, устройство отключает питание, оставаясь в сети для контроля и возможности введения техники вновь в работу при возвращении сети электроснабжения в заданный диапазон.

Системный контроль параметров

В случае выхода корректора из строя или резкого подъёма входного напряжения такая система отключает приборы от нормализатора и предотвращает их выход из строя.

Регулировка выходного напряжения

Некоторые модели имеют возможность регулирования выходного напряжения в пределах 210–230 В, что помогает решить одновременно несколько задач:

  • возможность установить на выходе стабилизатора западные стандарты напряжения 230 В для импортного электрооборудования. Без такой функции стабилизатор постоянно будет выходить за заданный для подобных приборов нижний диапазон напряжения, что может вызвать сбой в их работе;
  • для ламп накаливания лучшим решением будет установка напряжения примерно 210 В, что существенно продлит срок их службы. На силу светового потока ламп это никак не повлияет – пределы останутся такими же, какие заявлены изготовителем.

Еще раз кратко об отличиях

Известны три вида стабилизаторов с регулировкой выходного напряжения: понижающие, повышающие и всеядные. Наиболее интересными являются последние.  Независимо от входного, на выходе можно получить необходимое значение напряжения.

Всеядный импульсник как будто не замечает, какое напряжение на входе – ниже или выше требуемого. Аппарат автоматически переключает режимы с повышением или понижением напряжения и удерживает заданное значение на выходе. Помимо этого, такое устройство почти не нагревается.

Пока всё понятно. А как быть со стабилизатором с регулировкой выходного тока? Не станем открывать Америку, если скажем, что такой аппарат нормализует ток. Внешне это устройство напоминает импульсный стабилизатор. Если в паспорте прибора указано значение выходного тока, то именно такой ток и будет. Выходное же напряжение можно изменять в зависимости от нужного значения для потребителя.

Не углубляясь слишком в теорию, просто заметим, что напряжение не требуется регулировать, аппарат сам сделает все исходя из нужд потребителя. С отличиями вроде бы разобрались.

Часто при подключении нагрузки стоит задача, выполнить контроль именно значения тока. Стабилизатором с регулировкой тока, чтобы такая техника не сгорела, ограничивается ток. Следует понимать, что у регуляторов устанавливается пороговое значение тока. После определённого предела приборы начнут нагреваться, и придётся покупать более мощное устройство. Понятно, что при росте тепловыделения, КПД уменьшается.

А насколько это всё нужно-то?

Выбор между регуляторами определяется тем, какой требуется инструмент для облегчения работы или решения определенного круга задач.

Стабилизаторы с регулировкой тока, в отличие от устройств с регулировкой напряжения, нормализуют выходной ток, при этом корректируя напряжение на выходе так, чтобы ток для нагрузки в любой момент оставался одинаковый. Именно в этом заключается основное отличие аппаратов. Путать их между собой не следует, чтобы это не привело к выходу из строя техники.

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

Содержание / Contents

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

Схема стабилизатора напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

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


Исходная схема с фиксированным напряжением и защитой по току

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

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

Подсоединим нагрузку. Появится ток нагрузки. Он потечёт по цепи R2, Э-К VТ3 и дальше в нагрузку. R2 здесь работает датчиком тока. Пропорционально току на нём появляется напряжение. Это напряжение суммируется с частью напряжения, взятого с помощью R5 от VD2 и прилагается к базовому переходу VТ1 (R3 – чисто для ограничения тока базы VТ1 при бросках и защиты таким образом VТ1) и когда оно становится достаточным для открытия VТ1, устройство входит в режим ограничения выходного тока. Часть тока коллектора VТ4, который раньше поступал в базу VТ3, сейчас уходит через переход база-эмитер VТ2 в коллектор VТ1.

Благодаря большому коэффициенту усиления транзисторов, напряжение база-эмитер VТ1 будет поддерживаться около 0,6V. Это значит, что напряжение на R2 будет неизменным, следовательно и ток через него, а дальше через нагрузку тоже. Движком R5 можно выбирать ограничение тока от минимального до почти 3А.
При наличии режима ограничении тока открыт и VТ2, своим током коллектора он зажжёт светодиод HL1. Следует понимать, что ограничение тока «имеет приоритет» перед «стабильностью» выходного напряжения.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Аурел (AKM)

Молдова, Кишинёв

Люблю что-то делать своими руками. электросеть,отопление,мебель,и особенно разные схемы. До паяльника дорвался в 8 классе.
Начал как положено с детекторного. Напаял ЦМУ, зарядные для автомобильных АКБ, УЗЧ, Собирал телевизоры, дорабатывал Ноту 220С,
таймера, ДУ, БП, разную мелочь.
Есть небольшие свои разработки. Пришёл за информацией. Не верю мелким дом. кинотеатрам. Хочу сделать всё из "авто"-динамиков. Вижу я не один.

 

04.05.18 изменил Datagor. Добавлен чертеж ПП

Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе
Всем привет!
В данной статье я расскажу об ещё одном линейном стабилизаторе напряжения, который собрал относительно недавно. Построен он на популярной микросхеме LM317 и биполярном PNP транзисторе. Готовый модуль выглядит следующим образом:

Видео по теме:

В прошлой статье я рассказал о похожем линейном стабилизаторе напряжения на TL431 и NPN транзисторах.

Данная схема в отличие от вышеупомянутой содержит немного меньше деталей, и способна выдерживать более высокие токи, благодаря более мощному транзистору.

Основные характеристики:
• Входное напряжение до 30В (в моем варианте т.к. конденсатор на входе на 35В)
• Выходное напряжение 3-25В (зависит от тока, чем больше ток, тем меньше максимальное выходное напряжение)
• Ток до 9А (с транзистором TIP36C при входном напряжении 18В и выходном 12В, а вообще зависит от выбранного транзистора и рассеиваемой мощности )
• Стабилизация выходного напряжения при изменении входного
• Стабилизация выходного напряжения при изменении тока нагрузки
• Отсутствие защиты от КЗ
• Отсутствие защиты по току

Модуль собран по следующей схеме:

Пояснения по схеме:
Микросхема LM317 куплена на АлиЭкспресс (скорее всего не оригинальная) имеет 3 вывода. Выводы обозначены на схеме и картинке в нижнем правом углу.

Микросхема управляет мощным биполярным PNP транзистором VT1. Я для этой цели использовал TIP36С. Основные характеристики транзистора: напряжение – 100В, ток коллектора – 25А (на самом деле 8-9А, т.к. транзистор не оригинальный и куплен на АлиЭкспресс), статический коэффициент передачи тока от 10.

Очень важно следить за мощностью, которую рассеивает транзистор, чтобы она не превышала 50-55 Ватт (для транзистора в корпусе ТО-247 или похожих по габаритам, а для транзисторов в корпусе ТО-220 – не более 25-30 Ватт) . Рассчитать можно по формуле:

P = (U выход -U вход)*I коллектора

Например входное напряжение - 18 В, мы выставили выходное напряжение - 12 В, ток у нас 9 А:
Р = (18В-12В) *9А = 54 Ватт

Резисторы R1, R2, R3 задают напряжение, которое наша схема будет стабилизировать. Резистор R1 берется стандартно на 240 Ом (мощность любая). Резистор R2 переменный, лучше брать в районе 2-3к Ом. Изначально я поставил на 4,7к Ом, в результате где-то в середине диапазона вращения ручки напряжение достигает максимального значения и дальше не меняется. Я припаял параллельно потенциометру резистор на 3,9к Ом, регулировка стала более плавной и стал использоваться весь диапазон вращения ручки. Резистор R3 дополнительный, служит для того, чтобы немного сдвинуть нижнюю и верхнюю границы диапазона регулировки в сторону увеличения. Общее правило: чем больше суммарное сопротивление резисторов R2 и R3, тем выше выходное напряжение. Это подтверждает формула из Даташита:

Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе
Резистор R4 служит для небольшого ограничения тока на вход микросхемы LM317. Сопротивление 10 Ом. LM317 максимально может через себя пропустить около 1А ( до 1,5А, если оригинальная). На первый взгляд мощность резистора R4 должна быть:

P= I^2*R = 1*1*10 = 10 Ватт

Но т.к. ток проходит ещё и через базу транзистора VT1, в обход резистора, можно взять резистор R4 и на 5Ватт.

Указанные выше компоненты составляют ядро схемы, всё остальное - дополнительные элементы для улучшения стабильности и обеспечения некоторых защит.

Конденсатор C2 (керамический 1-10 мкФ) – припаивается параллельно переменному резистору и улучшает стабильность регулировки.Чтобы при разряде конденсатора C2 защитить микросхему LM317 ставится диод D2. Они вместе с диодом D1 защищают микросхему и транзистор от обратного тока. Диод D3 служит для защиты схемы от ЭДС самоиндукции при питании электродвигателей. Конденсаторы C4 (электролитический 35В 470-1000 мкФ) и C5 (керамический 1-10 мкФ) образуют входной фильтр, а конденсаторы C1 (электролитический 35В 1000-3300 мкФ) и C3 (керамический 1-10 мкФ) образуют выходной фильтр. Резистор R5 на 10к Ом (мощность любая) создает небольшую нагрузку для стабильности работы схемы на холостом ходу и помогает быстрее разрядить конденсаторы в случае отключения питания схемы.

Процесс сборки:
Сначала всё собрал навесным монтажом и протестировал.

Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе
Далее спаял схему на макетной плате в виде модуля.
Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе
Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе
Добавил небольшой радиатор.
Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе
С таким радиатором схема может долго работать только на небольших токах. Для того, чтобы схема работала долго на полную мощность нужен более массивный радиатор.
Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе
LM317 и транзистор можно крепить на радиатор без изолирующих прокладок, т.к. по схеме эти выводы (выход LM317 и коллектор транзистора) соединены.

Протестировал готовый модуль и проверил характеристики.

Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе
В целом схема мне понравилась: довольно простая и ток можно получить приличный. Не хватает только защит от КЗ и по току. Ну и кончено КПД не высокий и тепла выделяет не мало. Но это особенность всех подобных линейных схем, которая лично меня не очень беспокоит.

Всем спасибо за внимание! Надеюсь, статья была для Вас полезной.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Блок питания с регулировкой напряжения и тока

Друзья, сегодня хочу рассказать вам о своей новой самоделке, это блок питания с регулировкой напряжения и тока о котором мечтают все без исключения начинающие и опытные радиолюбители. Устройство можно использовать, как в качестве лабораторного блока для питания различных самоделок, так и в качестве зарядного устройства для зарядки автомобильных аккумуляторов. Блок питания имеет стабилизированный регулятор напряжения и систему ограничения силы тока, защиту от переполюсовки клейм аккумулятора со световой индикацией, а также автоматический регулятор скорости вентилятора, изменяющий обороты в зависимости от нагрева радиатора. На этом рисунке изображена схема блока питания с регулировкой напряжения и тока рассчитанная на ток до 10А. К этой схеме можно подключать любой трансформатор или импульсный источник питания от 12 до 30В. Для тех кто любит по мощнее, в этой статье вы также найдете схему рассчитанную на ток до 25А. Не буду торопить события. Внимательно читайте статью до конца.

Схема блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2...30В 10АСхема блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2…30В 10А

Скачать схему блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2…30В 10А Скачать

Регулируемый стабилизатор напряжения LM317 позволяет плавно регулировать напряжение в диапазоне от 1.2 до 30В. Регулировка напряжения выполняется переменным резистором Р1. Транзистор Т1 MJE13009 выполняет роль ключа пропускающего через себя большой ток.

Система ограничения силы тока выполнена на полевом транзисторе Т2 IRFP260, позволяет ограничивать ток от 0 до 10А, управление током осуществляется переменным резистором Р2, что позволяет использовать данный блок питания в качестве зарядного устройства для зарядки автомобильных аккумуляторов. Мощный резистор R6 с сопротивлением 0.1 Ом 20 Вт выполняет роль шунта. Купить его не проблема в Китае на Али Экспресс. Если не хочется долго ждать можно соединить несколько резисторов параллельно тогда получится один мощный резистор. Обратите внимание на то, что при параллельном соединении резисторов применяется специальная формула.

Параллельное соединение резисторов формула

Общее сопротивление резисторов делится на количество резисторов. Как определить общее сопротивление, одинаковых резисторов? Надо просто взять сопротивление одного резистора и разделить на количество резисторов. Например, у меня есть 4 резистора, сопротивление каждого резистора 1 Ом и рассеиваемая мощность 10 Вт, следовательно общее сопротивление всех резисторов 1 Ом, если их соединить параллельно, то получится общее сопротивление четырех резисторов 0.25 Ом 40 Вт. Мощность всех резисторов суммируется. Таким образом можно сделать резистор любой мощности. На фотографиях и в видеоролике в моем блоке питания вы увидите сборку из 4 резисторов по 1 Ом 10 Вт с общим сопротивлением 0.25 Ом и мощностью 40 Вт. Сделал я так потому, что в тот момент у меня не было под рукой, да и в магазине тоже мощного резистора на 0.1 Ом 20 Вт. Но вот чудо, оказалось, что регулировка тока в данной схеме отлично работает даже с сопротивлением в 0.25 Ом. Мне стало интересно и я решил провести серию экспериментов с резисторами пришедшими через пару недель из Китая, с сопротивлением в 0.1 Ом, 0.25 Ом, 0.5 Ом, и пришел к выводу, что с любым из этих сопротивлений регулировка тока работает отлично. То есть, в данную схему можно поставить резисторы с любым сопротивлением в диапазоне от 0.1 Ом до 0.5 Ом, что делает эту схему доступной для сборки начинающим радиолюбителям. Ведь не всегда можно найти в магазине резисторы с нужным сопротивлением и мощностью. Ещё я пробовал заменить резистор куском нихромовой спирали от электроплитки, все тоже самое на работу регулировки тока это никак не повлияло, единственный минус в том, что спираль сильно нагревалась и её пришлось залить в бетон.

В схеме имеется встроенная защита от переполюсовки. При правильном подключении блока питания к аккумулятору загорается зеленый светодиод Led1. В случае не правильного подключения загорается красный светодиод Led2, сигнализирующий о ошибке подключения. Система корректно работает только при выключенном питании блока питания. То есть сначала подключаем аккумулятор, когда загорится зеленый светодиод включаем блок питания в сеть.

Автоматический регулятор оборотов вентилятора предназначен для уменьшения уровня шума возникающего в процессе работы блока питания. Стабилизатор напряжения L7812CV поддерживает постоянное напряжение 12В поступающее на делитель состоящий из терморезистора R8 установленного на радиаторе и подстроечного резистора Р3. Напряжение с делителя поступает на базу транзистора Т3. В процессе работы блока питания от большой нагрузки радиатор нагревается, сопротивление терморезистора R8 установленного в радиаторе становится меньше сопротивления подстроечного резистора Р3, напряжение на базе транзистора увеличивается и транзистор приоткрывается, тем самым увеличивая скорость вращения вентилятора. Настройка чувствительности регулятора осуществляется подстроечным резистором Р3.

В данной схеме регулируемого блока питания имеется возможность подключения разных моделей вольтметров и амперметров, стрелочных и электронных. С аналоговой классикой обозначенной на схеме буквами V вольтметр и A амперметр все понятно подключаем согласно схеме. Амперметр лучше покупать со встроенным шунтом, так гораздо компактней и дешевле. Класс точности вольтметра и амперметра с Али Экспресс должен быть 2.5 эти приборы работают нормально. А вот с китайскими электронными придется повозиться. На данный момент существует две модели китайских универсальных измерительных приборов (КУИП). Первая модель с синим проводом со встроенным шунтом более точная менее глючная, в последнее время её трудно найти на Али Экспресс. Вторая модель с желтым проводом и встроенным шунтом не точная и очень глючная с прыгающими показаниями амперметра от 0 до 0.25А на холостом ходу без нагрузки. Не понятно зачем её вообще продают? Если вы будете ставить электронный КУИП, тогда надо разорвать участок электрической цепи отмеченный на схеме красным крестиком. По другому в данной схеме электронный КУИП работать правильно не будет .

А эта схема для тех, кто любит мощные блоки питания. Как и обещал до 25А.

Схема блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2...30В 25АСхема блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2…30В 25А

Скачать схему блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2…30В 25А Скачать

В схему добавлен дополнительный мощный транзистор Т2 TIP35C способный выдерживать ток до 25А и резистор R3 200 Ом. Диодный мост заменен на более мощный. Транзистор IRFP250 выдерживает 30А, а транзистор IRFP260 49А.

На этом рисунке изображена печатная плата блока питания с регулировкой напряжения и тока на 10А.

Печатная плата блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2...30В 10АПечатная плата блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2…30В 10А

Скачать печатную плату блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2…30В 10А Скачать

На этом рисунке изображена печатная плата блока питания с регулировкой напряжения и тока на 25А.

Печатная плата блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2...30В 25АПечатная плата блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2…30В 25А

Скачать печатную плату блока питания с регулировкой напряжения и тока 1.2…30В 25А Скачать

Стабилизатор напряжения LM317, транзисторы TIP35C, IRFP250, 260 устанавливаем на радиатор через изолирующие термопрокладки и термошайбы. Транзистор MJE13009 устанавливаем на радиатор без изоляции, иначе от сильного нагрева и плохого отвода тепла через термопрокладку будет перегреваться и выходить из строя. Стабилизатор напряжения L7812CV и транзистор BD139 устанавливаем на разные радиаторы. Терморезистор вставляем в просверленное в радиаторе отверстие и закрепляем с помощью Поксипола или Эпоксидной смолы. В процессе установки терморезистора проверяйте мультиметром отсутствие электрического контакта, между терморезистором и радиатором. Переменные резисторы, а также светодиоды при необходимости можно соединить проводами и вынести за пределы платы.

Готовый блок питания начинает работать сразу после подачи питания на плату. Единственное что надо настроить, так это скорость вращения вентилятора. Для этого надо при холодном радиаторе с помощью подстроечного резистора Р3 выставить напряжение на вентиляторе примерно 1 вольт. Вентилятор начнет вращаться при температуре радиатора примерно 45 градусов, обороты будут подниматься прямо пропорционально температуре радиатора. При охлаждении радиатора обороты вентилятора будут снижаться. Так работает автоматический регулятор оборотов вентилятора.

Блок питания с регулировкой напряжения и тока

Как же пользоваться блоком питания?
Очень просто. Включаем питание и выставляем регулируемым резистором Р1 нужное вам напряжение. Ручку регулируемого резистора Р2 ставим в крайнее правое положение соответствующее максимальной силе тока. Подключаем нагрузку к блоку питания, при необходимости добавляем напряжение. Если надо резистором Р2 можно ограничить ток.

Блок питания с регулировкой напряжения и тока подключение нагрузки

Как заряжать аккумулятор?
Легко! При подключении аккумулятора блок питания должен быть выключен из сети. Ставим ручки резисторов Р1 и Р2 в крайнее левое положение, минимальное напряжение и минимальный ток. Подключаем аккумулятор к блоку питания. Должен загореться зеленый светодиод, это означает что аккумулятор подключен правильно. В случае ошибки подключения загорится красный светодиод. После того, как вы убедились в правильности подключения аккумулятора, включите блок питания в сеть. Переменным резистором Р1 установите напряжение 14.5В. Далее резистором Р2 установите силу тока равную 10% от емкости аккумулятора, то есть для 60А/ч батареи начальный ток должен быть не более 6А.

Блок питания с регулировкой напряжения и тока начало зарядки аккумулятора

После установки силы тока произойдет падение напряжения примерно до 13В. По мере заряда аккумулятора напряжение будет постепенно подниматься до 14.5В, а сила тока будет снижаться до 0.1А это будет означать, что батарея полностью заряжена.

Блок питания с регулировкой напряжения и тока конец зарядки аккумулятора

Что будет с блоком питания в случае короткого замыкания?
Ничего страшного не произойдет. В случае короткого замыкания сработает защита ограничения тока. Согласно закону Ома: чем больше сопротивление цепи, тем меньше сила тока будет в нем. Следовательно при коротком замыкании будет максимально возможный ток. Напряжение упадет, а сила тока будет той, которую вы ограничили резистором Р2.

Радиодетали для сборки блока питания с регулировкой напряжения и тока на 10А

  • Диодный мост KBPC2510, KBPC3510, KBPC5010
  • Конденсатор С1 4700mf 50V
  • Регулируемый стабилизатор напряжения LM317
  • Транзисторы Т1 MJE13009, T2 IRFP250, IRFP260, T3 КТ815, BD139
  • Переменные резисторы Р1 5К, Р2 1К, Р3 10К
  • Стабилитрон 12V 5W 1N5349BRLG
  • Резисторы R1, R2 200R 0.25W, R3 1K 5W, R4 100R 0.25W, R5 47R 0.25W, R6 0.1R 20W, R7 3K 0.25W
  • Терморезистор R8 B57164-K 103-J сопротивление 10К
  • Светодиоды 5мм красный и зеленый, напряжение питания 3В
  • Радиатор 100х63х33 мм 1шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 2шт
  • Вентилятор 70х70 мм

Радиодетали для сборки блока питания с регулировкой напряжения и тока на 25А

  • Диодный мост KBPC2510, KBPC3510, KBPC5010
  • Конденсатор С1 4700mf 50V
  • Регулируемый стабилизатор напряжения LM317
  • Транзисторы Т1 MJE13009, T2 TIP35C, T3 IRFP250, IRFP260, T4 КТ815, BD139
  • Переменные резисторы Р1 5К, Р2 1К, Р3 10К
  • Стабилитрон 12V 5W 1N5349BRLG
  • Резисторы R1, R2, R3 200R 0.25W, R4 1K 5W, R5 100R 0.25W, R6 47R 0.25W, R7 0.1R 20W, R8 3K 0.25W
  • Терморезистор R9 B57164-K 103-J сопротивление 10К
  • Светодиоды 5мм красный и зеленый, напряжение питания 3В
  • Радиатор 100х63х33 мм 1шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 2шт
  • Вентилятор 70х70 мм

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать блок питания с регулировкой напряжения и тока

стабилизатор напряжения своими руками, простой стабилизатор

Стабилизатор на одном стабилитроне

Для сглаживания пульсаций напряжения и постоянства тока на выходе блока питания применяют стабилизаторы.  Как правило в основе стабилизатора лежит стабилитрон. Стабилитрон – полупроводниковый прибор обладающий свойством стабилизации напряжения. В отличии от обычного диода работает в обратной полярности (на катод подается плюс), в режиме лавинного пробоя. Благодаря этому свойству стабилитрона напряжение на нем, а следовательно, и на нагрузке практический не меняется. На рисунке ниже представлена схема простейшего стабилизатора.

схема простейшего стабилизатора на стабилитроне

Такой стабилизатор подойдет для питания маломощных устройств.

Принцип работы стабилизатора на стабилитроне

Конденсатор нужен для сглаживания пульсаций по напряжению, называется он фильтрующим. Резистор нужен для сглаживания пульсаций по току и называется он гасящим. Стабилитрон стабилизирует напряжение на нагрузке. Для нормальной работы данной схемы напряжение питания должно быть больше 40…50 %. Стабилитрон следует подобрать под нужное нам напряжение и ток.

Стабилизатор на одном транзисторе

Для питания нагрузки большей мощности в схему добавляют транзистор. Пример схемы показан ниже.

схема стабилизатора на одном транзисторе

Принцип работы стабилизатора на одном транзисторе

Цепочка из R1 и VT1 нам уже знакома из предыдущей схемы, это простейший стабилизатор, он задает стабилизированное напряжение на базе транзистора VT2. Транзистор в свою очередь выполняет функцию усилителя тока и является управляющим элементом в этой схеме. Например, при повышении входного напряжения, выходное напряжение будет стремится к возрастанию. Это приводит к понижению напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT2, что приводит к его закрытию. При этом падение напряжения на участке эмиттер – коллектор возрастает на столько, что напряжение на стабилитроне уменьшается до исходного уровня.  При понижении напряжения стабилизатор реагирует в обратном порядке.

Стабилизатор на транзисторах с защитой от КЗ

В практике радиолюбителя бывают ошибки и происходит короткое замыкание. Для уменьшения последствий в результате КЗ рассмотрим схему стабилизатора на два фиксированных напряжения и с защитой от короткого замыкания.

схема стабилизатора на два напряжения с защитой от КЗ

Как видим в данную схему добавлен транзистор V4, диоды V6 и V7, и параметрический стабилизатор состоящий из резистора R1, диодов V2, V3 оснащен переключателем S2.

Принцип работы защиты стабилизатора

Данная схема рассчитана на ток срабатывания от КЗ 250…300 мА, пока он не превышен, ток будет проходить через делитель напряжения состоящий из диода V7 и резистора R3. Путем подбора данного резистора можно регулировать порог срабатывания защиты. Диод V6 при этом будет закрыт и никакого влияния на работы оказывать не будет. При срабатывании защиты диод V7 закроется, а диод V6 откроется и зашунтирует подключений стабилитрон, при этом транзисторы V4 и V5 закроются. Ток на нагрузке упадет до 20…30 мА. Транзистор V5 следует устанавливать на теплоотвод.

Стабилизатор с регулируемым выходным напряжением

В ремонте или наладке электронных устройств необходимо иметь блок питания с регулируемым выходным напряжением. Принципиальная схема стабилизаторы с регулировкой по напряжению представлена ниже.

Схема стабилизатора на транзисторах с регулировкой напряжения

Принцип работы стабилизатора с регулировкой напряжения

Параметрический стабилизатор состоящий из R2 и V2 стабилизируют напряжение на переменном резисторе R3. Напряжение с этого резистора поступает на управляющий транзистор. Этот транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, нагрузкой которого является резистор R4. Напряжение с резистора R4 подается на регулирующий транзистор V4, нагрузкой которого уже выступает наше питаемое устройство. Регулировка напряжения осуществляется переменным резистором R3, если движок резистора находится в минимальном положении по схеме, то напряжения для открытия транзисторов V3 и V4 недостаточно и на выходе будет минимальное напряжение. При вращении движка, транзисторы начинают открываться, что увеличивает напряжение на нагрузке. При увеличении тока нагрузки, падение напряжения на резисторе R1 и лампа Н1 начинает загораться, при токе в 250 мА наблюдается тусклое свечение, а при токе в 500мА и выше яркое. Транзистор V4 следует устанавливать на теплоотвод. При повышенной нагрузке более 500 мА, следует как можно быстрее выключить блок питания, так как при длительной максимальной нагрузке выходят из строя диоды в выпрямительном мостике и транзистор V4.

Данные схемы при правильной сборке не нуждаются в наладке.  Также их можно модернизировать на более большой ток и напряжения. Путем подбора радиоэлементов с нужными нам параметрами.

На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.

Успехов!

LM317 регулируемый стабилизатор напряжения и тока. Характеристики, онлайн калькулятор, datasheet

Интегральный, регулируемый линейный стабилизатор напряжения LM317 как никогда подходит для проектирования несложных регулируемых источников и блоков питания, для электронной аппаратуры, с различными выходными характеристиками, как с  регулируемым выходным напряжением, так и с заданным напряжением и током нагрузки.

Для облегчения расчета необходимых выходных параметров существует специализированный LM317 калькулятор, скачать который можно по ссылке в конце статьи вместе с datasheet LM317.

Технические характеристики стабилизатора LM317:

  • Обеспечения выходного напряжения  от 1,2 до  37 В.
  • Ток нагрузки до  1,5 A.
  • Наличие защиты от возможного короткого замыкания.
  • Надежная защита микросхемы от перегрева.
  • Погрешность выходного напряжения 0,1%.

 

Эта не дорогая интегральная микросхема выпускается в корпусе TO-220, ISOWATT220, TO-3, а так же D2PAK.

Назначение выводов микросхемы:

Регулируемый блок питания KORAD KA3005D

Простая и интуитивная работа, быстрый и точный выбор напряжения и тока...


Регулируемый блок питания на LM317

Диапазон выходного напряжения 1,25...37В. Высокая стабильность...


Линейные стабилизаторы

LM317, 7805, 7806, 7808, 7809, 7812...


Двухполярный стабилизатор напряжения

Регулируемый БП основе LM317 и LM337...


Блок питания 0...30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания...


Онлайн калькулятор LM317

Ниже представлен онлайн калькулятор для расчета стабилизатора напряжения на основе LM317. В первом случае, на основе необходимого выходного напряжения и сопротивления резистора R1, производится расчет резистора R2. Во втором случае, зная сопротивления обоих резисторов (R1 и R2), можно вычислить напряжение на выходе стабилизатора.


Калькулятор для расчета стабилизатора тока на LM317 смотрите здесь.

Примеры применения стабилизатора LM317 (схемы включения)

Стабилизатор тока

Данный стабилизатор тока можно применить в схемах  различных зарядных устройств для аккумуляторных батарей или регулируемых источников питания. Стандартная схема зарядного устройства приведена ниже.

В данной схеме включения применяется способ заряда постоянным током. Как видно из схемы, ток заряда зависит от сопротивления резистора R1. Величина данного сопротивления находится в пределах от 0,8 Ом до 120 Ом, что соответствует зарядному току  от 10 мА до 1,56 A:

Источник питания на 5 Вольт с электронным включением

Ниже приведена схема блока питания на 15 вольт с плавным запуском. Необходимая плавность включения стабилизатора задается емкостью конденсатора С2:

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM317

Схема включения с регулируемым выходным напряжением

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.

Скачать datasheet и калькулятор для LM317 (319,9 KiB, скачано: 44 343)

Аналог LM317

К аналогам  стабилизатора LM317 можно отнести следующие стабилизаторы:

  • GL317
  • SG31
  • SG317
  • UC317T
  • ECG1900
  • LM31MDT
  • SP900
  • КР142ЕН12 (отечественный аналог)
  • КР1157ЕН1 (отечественный аналог)
Схема простого стабилизатора с регулировкой по напряжению

Здравствуйте друзья!

Лабораторный блок питания необходим радиолюбителю, без него как без рук. Для начинающих радиолюбителей я предлагаю собрать схему простого стабилизатора с регулировкой по напряжению на микросхеме LM317, на очень распространенных и не дорогих радиоэлементах. Диапазон выходного напряжения от 1,5 до 37В. Ток может достигать 5А, зависит от используемого силового транзистора и теплоотвода. Входной трансформатор можно использовать любой выдающий нужный вам ток и  напряжение до 37В. Стабилизатор не боится короткого замыкания, однако держать длительное время выводы замкнутыми не рекомендуется, так как КТ818 и LM317 при этом начинают достаточно ощутимо греться и при неэффективном теплоотводе могут выйти из строя.

Принципиальная  схема стабилизатора с регулировкой по напряжению

Принципиальная схема стабилизатора с регулировкой по напряжению LM317

Печатная плата стабилизатора с регулировкой по напряжению

Печатная плата стабилизатора с регулировкой по напряжению LM317

Достоинства данного стабилизатора.

  • простота в изготовлении
  • надежность
  • дешевизна
  • доступность компонентов

Недостатки

  • низкий КПД.
  • необходимость использования массивных радиаторов.
  • не смотря на компактность самой платы. Размеры стабилизатора с радиатором достаточно внушительного размера.

Для изготовления данного устройства Вам понадобится:

  • Стабилизатор LM317 -1шт.
  • Транзистор КТ818 -1шт. в пластиковом корпусе (TO-220)
  • Диод КД522 или аналогичный -1шт.
  • Резистор R1 -47ОМ желательно от 1Вт -1шт.
  • Резистор R3 220Ом от 0.25 Вт -1шт.
  • Переменный резистор линейный — 5кОм -1шт.
  • Конденсатор электролитический 1000мФ от 50В -1шт.
  • Конденсатор электролитический 100мФ от 50В -1шт.
  • Диодный мост током от 5А

Данная схема не критична к точному соблюдению номиналов радио элементов. Например резистор R1 может быть от 30 до 50 Ом, резистор R3 от 200 до 240Ом. Диод можно не ставить.

Фильтрующие конденсаторы можно поставить и большей емкостью, однако стоит учитывать, что конденсатор дает небольшой прирост по напряжению.

Транзистор КТ818 можно заменить аналогичными импортного производства 2N5193, 2N6132, 2N6469, 2N5194, 2N6246, 2N6247.

Сборка стабилизатора на LM317

Сборка стабилизатора выполняется на одностороннем стеклотекстолите и выглядит примерно так.

готовая плата блока питания на LM317готовая плата блока питания на LM317

Диодную сборку следует выбирать исходя из максимального тока способного дать трансформатор.

Установка платы блока питания на LM317

Транзистор и микросхему я установил на радиатор через изолирующие прокладки. Радиатор выбрал максимально большой из имеющихся и подходящий под мой корпус. Закрепил его двумя болтами к нижней крышке корпуса.

Сборка лаболаторного блока питания на LM317 и КТ818

На радиатор установил кулер от старой видеокарты, для более эффективного охлаждения. В верхней и задней крышке просверлил вентиляционные отверстия.

Сборка лаболаторного блока питания на LM317 и КТ818

У выбранного мной трансформатора для стабилизатора на LM317 только одна вторичная обмотка на 27В. По этому для питания вольтметра и вентилятора я использовал плату от зарядного устройства мобильного телефона. Она выдает напряжение 5В и ток до 900мА.

Вид задней крышки лаболаторного блока питания

Готовый блок питания выглядит так.

Вид готового лаболаторного питания с нагрузкойВид готового лаболаторного питания без нагрузки

Простой двух полярный стабилизатор напряжения на LM317.

За основу устройства взята схема описанная в выше, и добавлено плечо стабилизации отрицательного напряжения.

Вид готового лаболаторного питания без нагрузки

Характеристики и достоинства двух полярного стабилизатора

  • напряжение стабилизации от 1,2 до 30 В;
  • максимальный ток до 5 А;
  • используется малое количество элементов;
  • простота в выборе трансформатора, так как можно использовать вторичную обмотку без центрального отвода;

Детали устанавливаются на односторонний стеклотекстолит. Транзистор VT1, VT2 и микросхемы LM317 и LM337 следует устанавливать на радиаторы. При установке на общий радиатор следует использовать изолирующие прокладки и втулки.

На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.

Успехов!

На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.

Успехов!

различных типов регуляторов напряжения и принцип работы

Регулятор напряжения используется для регулирования уровней напряжения. Когда требуется стабильное, надежное напряжение, то регулятор напряжения является предпочтительным устройством. Он генерирует фиксированное выходное напряжение, которое остается постоянным при любых изменениях входного напряжения или условий нагрузки. Он действует как буфер для защиты компонентов от повреждений. Регулятор напряжения - это устройство с простой конструкцией прямой связи, в которой используются контуры управления с отрицательной обратной связью.Существует в основном два типа регуляторов напряжения: линейные регуляторы напряжения и импульсные регуляторы напряжения; они используются в более широких приложениях. Линейный регулятор напряжения является самым простым типом регулятора напряжения. Это доступно в двух типах, которые являются компактными и используются в системах низкого напряжения и низкого напряжения. Давайте обсудим различные типы регуляторов напряжения.

Voltage Regulator Voltage Regulator Регулятор напряжения

Типы регуляторов напряжения и принцип их работы

По существу, существует два типа регуляторов напряжения: линейный регулятор напряжения и импульсный регулятор напряжения.


  • Существует два типа линейных регуляторов напряжения: серия и шунт.
  • Существует три типа переключающих регуляторов напряжения: повышающие, понижающие и инверторные.
Линейный регулятор

Линейный регулятор действует как делитель напряжения. В омическом регионе он использует FET. Сопротивление регулятора напряжения зависит от нагрузки, что приводит к постоянному выходному напряжению.

Преимущества линейного стабилизатора напряжения

  • Дает низкое пульсирующее напряжение на выходе
  • Быстрое время отклика на нагрузку или изменения линии
  • Низкие электромагнитные помехи и меньше шума

Недостатки линейного стабилизатора напряжения

  • КПД очень низкий
  • Требуется большое пространство - необходим радиатор
  • Напряжение выше входа не может быть увеличено
Регулятор напряжения серии

В последовательном регуляторе напряжения используется переменный элемент, размещенный последовательно с нагрузкой.Изменяя сопротивление этого последовательного элемента, напряжение, падающее на него, может быть изменено. И напряжение на нагрузке остается постоянным.

PCBWay PCBWay
Series Voltage Regulator Регулятор напряжения серии Series Voltage Regulator

Величина потребляемого тока эффективно используется нагрузкой; это главное преимущество серийного стабилизатора напряжения. Даже когда нагрузка не требует тока, последовательный регулятор не потребляет полный ток. Следовательно, последовательный регулятор значительно эффективнее, чем шунтирующий регулятор напряжения.

Series Voltage Regulator CircuitSeries Voltage Regulator Circuit Серия Series Voltage Regulator CircuitSeries Voltage Regulator Circuit Схема стабилизатора напряжения Схема стабилизатора напряжения

Регулятор напряжения шунта

Регулятор напряжения шунта работает, обеспечивая путь от напряжения питания к земле через переменное сопротивление. Ток, проходящий через шунтирующий регулятор, отклоняется от нагрузки и бесполезно течет к земле, что делает эту форму обычно менее эффективной, чем последовательный регулятор. Это, однако, более простое, иногда состоящее только из напряжения опорного диода, и используется в очень маломощных схемах, в котором впустую ток слишком мал, чтобы быть озабоченность.Эта форма очень распространена для опорных цепей напряжения. Шунтирующий регулятор обычно может только поглощать (поглощать) ток.

Shunt Voltage Regulator Shunt Voltage Regulator Шунтирующий регулятор напряжения

Применения шунтирующих регуляторов

Шунтирующие регуляторы используются в:

  • Импульсные источники питания с низким выходным напряжением
  • Цепи источника тока и приемника
  • Усилители ошибок
  • Регулируемое напряжение или ток Линейные и переключающие Источники питания
  • Контроль напряжения
  • Аналоговые и цифровые схемы, для которых требуются прецизионные задания
  • Прецизионные ограничители тока
Импульсный регулятор напряжения

Импульсный регулятор быстро включает и выключает последовательное устройство.Рабочий цикл коммутатора устанавливает количество заряда, передаваемого нагрузке. Это контролируется механизмом обратной связи, аналогичным механизму линейного регулятора. Импульсные регуляторы эффективны, потому что последовательный элемент либо полностью проводящий, либо отключен, потому что он практически не рассеивает мощность. Импульсные регуляторы способны генерировать выходные напряжения, которые выше входного напряжения или противоположной полярности, в отличие от линейных регуляторов.

Switching Voltage Regulator Switching Voltage Regulator Импульсный регулятор напряжения

Импульсный регулятор напряжения быстро включается и выключается для изменения выхода.Требуется управляющий генератор, а также компоненты для хранения зарядов.

В импульсном регуляторе с импульсной модуляцией изменяется частота, постоянный коэффициент заполнения и спектр шума, налагаемый PRM; отфильтровать этот шум сложнее.

Импульсный регулятор с широтно-импульсной модуляцией, постоянной частотой, изменяющимся рабочим циклом, эффективен и прост в фильтрации шума.
В импульсном стабилизаторе ток непрерывного режима через индуктор никогда не падает до нуля.Это позволяет максимальную выходную мощность. Это дает лучшую производительность.

В импульсном регуляторе ток прерывистого режима через индуктор падает до нуля. Это дает лучшую производительность, когда выходной ток низкий.

Коммутационные топологии

Имеет два типа топологий: диэлектрическая изоляция и неизолированная.

Неизоляция: Основана на небольших изменениях Vout / Vin. Примерами являются повышающий регулятор напряжения (Boost) - повышает входное напряжение; Step Down (Buck) - понижает входное напряжение; Step up / Step Down (boost / buck) Регулятор напряжения - понижает или повышает или инвертирует входное напряжение в зависимости от контроллера; Зарядный насос - обеспечивает несколько входов без использования индуктора.
Диэлектрик - Изоляция: Он основан на радиации и интенсивной среде.

Преимущества коммутационных топологий

Основными преимуществами импульсного источника питания являются экономичность, размер и вес. Это также более сложная конструкция, способная работать с более высокой энергоэффективностью. Импульсный регулятор напряжения может обеспечивать выходной сигнал, который больше или меньше или инвертирует входное напряжение.

Недостатки коммутационных топологий

  • Более высокое выходное пульсирующее напряжение
  • Более медленное время восстановления переходного процесса
  • EMI производит очень шумную выходную мощность
  • Очень дорого
Регулятор повышающего напряжения

Также повышающие переключающие преобразователи называемые повышающими импульсными регуляторами, обеспечивают более высокое выходное напряжение за счет повышения входного напряжения.Выходное напряжение регулируется, пока потребляемая мощность находится в пределах спецификации выходной мощности схемы. Для управления цепочками светодиодов используется повышающий импульсный регулятор напряжения.

 Step Up Voltage Regulator  Step Up Voltage Regulator
Повышающий регулятор напряжения

Предположим, что схема без потерь Pin = Pout (входные и выходные мощности одинаковы)

Затем V в I в = V из I из ,

I из / I в = (1-D)

Из этого следует, что в этой схеме

  • мощности остаются неизменными
  • Увеличивается напряжение
  • Ток уменьшается
  • Эквивалентно преобразователю постоянного тока
Step Down ( Бак) Регулятор напряжения

Понижает входное напряжение.

Step Down Voltage Regulator Step Down Voltage Regulator Регулятор понижающего напряжения

Если входная мощность равна выходной мощности, то

P в = P из ; V в I в = V из I из ,

I из / I из = V в / V из = 1 / D

Преобразователь с понижением частоты эквивалентен к трансформатору постоянного тока, в котором отношение витков находится в диапазоне 0-1.

Step Up / Step Down (Boost / Buck)

Он также называется инвертором напряжения.Используя эту конфигурацию, можно повышать, понижать или инвертировать напряжение в соответствии с требованиями.

  • Выходное напряжение противоположной полярности входа.
  • Это достигается за счет VL-диода с обратным смещением в прямом направлении во время выключения, выработки тока и зарядки конденсатора для выработки напряжения во время выключения
  • Используя этот тип импульсного регулятора, можно достичь КПД 90%.
Step Up/Step Down Voltage Regulator Step Up/Step Down Voltage Regulator Регулятор повышающего / понижающего напряжения
Регулятор напряжения для генератора

Генераторы вырабатывают ток, необходимый для удовлетворения электрических требований автомобиля при работе двигателя.Он также пополняет энергию, которая используется для запуска автомобиля. Генератор переменного тока способен генерировать больший ток на более низких скоростях, чем генераторы постоянного тока, которые когда-то использовались большинством транспортных средств. Генератор переменного тока состоит из двух частей:

Alternator Voltage Regulator Alternator Voltage Regulator Регулятор напряжения генератора

Статор - это стационарный компонент, который не перемещается. Он содержит набор электрических проводников, намотанных на катушки поверх железного сердечника.
Ротор / арматура - это движущийся компонент, который создает вращающееся магнитное поле любым из следующих трех способов: (i) индукция (ii) постоянные магниты (iii) с использованием возбудителя.

Электронный регулятор напряжения

Простой регулятор напряжения может быть изготовлен из резистора, включенного последовательно с диодом (или рядом диодов). Из-за логарифмической формы V-I кривых диода напряжение на диоде изменяется незначительно из-за изменений потребляемого тока или изменений на входе. Когда точный контроль напряжения и эффективность не важны, эта конструкция может работать нормально.

Electronic Voltage Regulator Electronic Voltage Regulator Электронный регулятор напряжения
Транзисторный регулятор напряжения

Электронные регуляторы напряжения имеют нестабильный источник опорного напряжения, который обеспечивается диодом Зенера, который также известен как обратный пробой рабочего напряжения диода.Он поддерживает постоянное выходное напряжение постоянного тока. Пульсирующее напряжение переменного тока блокируется, но фильтр не может быть заблокирован. Регулятор напряжения также имеет дополнительную цепь для защиты от короткого замыкания, а также схему ограничения тока, защиту от перенапряжения и теплового отключения.

Transistor Voltage Regulator Transistor Voltage Regulator Транзисторный регулятор напряжения

Это все о различных типах регуляторов напряжения и принципах их работы. Мы считаем, что информация, представленная в этой статье, поможет вам лучше понять эту концепцию.Кроме того, по любым вопросам, касающимся этой статьи или любой помощи в реализации электрических и электронных проектов, вы можете обратиться к нам, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос - где мы будем использовать регулятор напряжения генератора?

Фото Кредиты:

.Схемы стабилизатора напряжения
- линейный регулятор напряжения, стабилизатор напряжения Зенера и регулятор импульсного напряжения
Регулятор напряжения

, как следует из названия, представляет собой схему, которая используется для регулирования напряжения. Регулируемое напряжение - это плавная подача напряжения, без каких-либо шумов или помех. Выходной сигнал регулятора напряжения не зависит от тока нагрузки, температуры и изменения линии переменного тока. Регуляторы напряжения присутствуют почти в каждой электронике или бытовой технике, такой как телевизор, холодильник, компьютер и т. Д., Для стабилизации напряжения питания.

В основном, регулятор напряжения минимизирует изменение напряжения для защиты устройства. В электрической распределительной системе регуляторы напряжения находятся либо в питающих линиях, либо на подстанции. В этой линии используются два типа регуляторов, один из них - ступенчатый, в котором переключатели регулируют подачу тока. Другой - это индукционный регулятор, представляющий собой переменную электрическую машину, аналогичную асинхронному двигателю, который подает питание в качестве вторичного источника. Это минимизирует изменение напряжения и обеспечивает стабильный выход.

Существуют различные типы регуляторов напряжения, которые описаны ниже.

Типы цепей регулятора напряжения

Цепь линейного стабилизатора напряжения

Регулятор напряжения серии
  • Шунтирующий регулятор напряжения

Схема стабилизатора напряжения стабилитрона

Цепь стабилизатора напряжения переключения

  • Бак тип
  • тип повышения
  • Buck / Boost тип

Цепь линейного стабилизатора напряжения

Это наиболее распространенные регуляторы, используемые в электронике для поддержания постоянного выходного напряжения.Линейные регуляторы напряжения действуют как схема делителя напряжения, при этом сопротивление регулятора изменяется в зависимости от изменения нагрузки и дает постоянное выходное напряжение. Некоторые преимущества и недостатки линейного стабилизатора напряжения приведены ниже:

Преимущества

  • Низкое напряжение пульсаций на выходе
  • Ответ быстрый
  • Меньше шума

Недостатки

  • Низкая эффективность
  • Требуется большое пространство
  • Выходное напряжение всегда будет меньше входного напряжения

1.Регулятор напряжения серии

Регулятор напряжения серии

является частью линейного регулятора напряжения и также называется регулятором последовательного прохода. Переменный элемент, соединенный последовательно, используется для поддержания постоянного выходного напряжения. Когда вы изменяете сопротивление падения напряжения на последовательном элементе, его можно изменять, чтобы обеспечить постоянное напряжение на выходе.

Series Voltage Regulator Block diagram

Как вы можете увидеть схему для серии стабилизатора напряжения, NPN-транзистор Т1 является элементом серии и стабилитрон используется для обеспечения опорного напряжения.

Series Voltage Regulator Circuit

Когда выходное напряжение увеличивается, напряжение базового эмиттера уменьшается, благодаря этому транзистор T1 проводит меньше. Поскольку T1 проводит меньше, это уменьшает выходное напряжение, следовательно, поддерживает постоянное выходное напряжение.

Когда выходное напряжение уменьшается, напряжение базового эмиттера увеличивается, благодаря этому транзистор T1 проводит больше. Поскольку T1 проводит больше, это увеличивает выходное напряжение, следовательно, поддерживает постоянное выходное напряжение.

Выходное напряжение определяется как:

  V  O  = V  Z  - V  BE  
Куда,
V  O  - выходное напряжение
V  Z  - напряжение пробоя стабилитрона
V  BE  - напряжение базы-эмиттера 

2.Шунтирующий регулятор напряжения

Shunt Voltage Regulator Circuit

Нерегулируемое напряжение прямо пропорционально падению напряжения на последовательно включенном сопротивлении, и это падение напряжения зависит от тока, потребляемого нагрузкой. Если потребляемый ток нагрузки увеличивается, базовый ток также будет уменьшаться, и из-за этого меньше ток коллектора будет течь через клемму эмиттера коллектора, и, следовательно, ток через нагрузку будет увеличиваться, и наоборот.

Регулируемое выходное напряжение регулятора напряжения шунта определяется как:

  V  OUT  = V  Z  + V  BE   

Регулятор напряжения стабилитрона

Zener Voltage Regulator

Стабилизаторы напряжения

дешевле и подходят только для цепей малой мощности.Он может быть использован в тех случаях, когда количество энергии, расходуемой во время регулирования, не представляет большой проблемы.

Резистор, подключенный последовательно с стабилитроном для ограничения количества тока, протекающего через диод, и входное напряжение Vin (которое должно быть больше напряжения стабилитрона) подключено поперек, как показано на рисунке, и на выходе напряжение Vout берется по стабилитрону с Vout = Vz (напряжение стабилитрона). Как мы знаем, стабилитрон начинает проводить в обратном направлении, когда приложенное напряжение выше напряжения пробоя стабилитрона.Поэтому, когда он начинает проводить ток, он поддерживает на нем то же напряжение и отдает дополнительный ток, обеспечивая стабильное выходное напряжение.

Узнайте больше о работе стабилитрона.

Импульсный регулятор напряжения

Существует три типа импульсного стабилизатора напряжения:

  • Бак или понижающий импульсный регулятор напряжения
  • Повышающий или повышающий импульсный стабилизатор напряжения
  • Buck / Boost Импульсный регулятор напряжения

Buck или понижающий импульсный регулятор напряжения

Бак-регулятор используется для понижения напряжения на выходе, мы даже можем использовать схему делителя напряжения для уменьшения выходного напряжения, но эффективность схемы делителя напряжения низкая, поскольку резисторы рассеивают энергию в виде тепла.Мы используем конденсатор, диод, индуктор и переключатель в цепи. Принципиальная электрическая схема импульсного стабилизатора напряжения приведена ниже:

Buck Voltage Regulator

Когда переключатель включен, диод остается смещенным в обратном направлении и источник питания подключен к катушке индуктивности. Когда переключатель разомкнут, полярность индуктора меняется, и диод становится смещенным в прямом направлении и подключает индуктор к земле. Тогда ток через индуктор уменьшается с наклоном:

  d I  L  / dt = (0-V  OUT ) / L  

Конденсатор используется для предотвращения падения напряжения до нуля на нагрузке.Если мы продолжаем открывать и закрывать переключатель, среднее напряжение на нагрузке будет меньше входного напряжения. Вы можете контролировать выходное напряжение, изменяя рабочий цикл коммутационного устройства.

  Выходное напряжение = (входное напряжение) * (процент времени, в течение которого переключатель включен)  

Если вы хотите узнать больше о Buck converter, чем перейти по ссылке.

Повышающий или повышающий импульсный стабилизатор напряжения

Повышающий регулятор используется для повышения напряжения на нагрузке.Принципиальная электрическая схема регулятора наддува приведена ниже:

Boost Voltage Regulator

Когда переключатель замкнут, диод ведет себя как обратное смещение, и ток через индуктор продолжает увеличиваться. Теперь, когда переключатель разомкнут, индуктор создаст силу, заставляющую ток продолжать течь, и конденсатор начнет заряжаться. Постоянным включением и выключением переключателя мы получим напряжение на нагрузке выше, чем входное напряжение. Мы можем контролировать выходное напряжение, контролируя время включения (тонна) выключателя.

  Выходное напряжение = Входное напряжение / Процент времени, в течение которого переключатель разомкнут  

Если вы хотите узнать больше о Boost Converter, чем перейти по ссылке.

Buck-Boost Импульсный регулятор напряжения

Buck-Boost Switching Regulator представляет собой комбинацию Buck и Boost Regulator, он дает инвертированный выходной сигнал, который может быть больше или меньше входного напряжения.

Buck Boost Voltage Regulator

Когда переключатель включен, диод ведет себя как обратное смещение, и индуктор накапливает энергию, а когда переключатель выключен, индуктор начинает выделять энергию с обратной полярностью, которая заряжает конденсатор.Когда энергия, накопленная в индукторе, становится равной нулю, конденсатор начинает разряжаться в нагрузку с обратной полярностью. Благодаря этому понижающий бустер-регулятор также называется инвертирующим регулятором .

Выходное напряжение определяется как

  Vout = Vin (D / 1-D) 
  где D - рабочий цикл  

Следовательно, если рабочий цикл низкий, регулятор действует как регулятор Бака, а когда рабочий цикл высокий, регулятор ведет себя как повышающий регулятор.

Практический пример для цепей регулятора

Цепь положительного линейного стабилизатора напряжения

Positive Linear Voltage Regulator Circuit Diagram

Мы разработали схему положительного линейного стабилизатора напряжения с использованием 7805 IC . Эта микросхема имеет все схемы для обеспечения питания 5 Вольт. Входное напряжение должно быть не менее 2В от номинального значения, как для LM7805, мы должны обеспечить не менее 7В.

Нерегулируемое входное напряжение подается на ИС, и мы получаем регулируемое напряжение на выходной клемме.Название IC определяет его функцию, 78 представляет положительный знак, а 05 представляет значение регулируемого выходного напряжения. Как вы видите на принципиальной схеме, мы подаем 9 В на 7805IC и регулируем + 5 В на выходе. Конденсаторы С1 и С2 используются для фильтрации.

Positive Linear Voltage Regulator Circuit Hardware

Цепь стабилизатора напряжения стабилитрона

Zener Diode Voltage Regulator Circuit Diagram

Здесь мы разработали стабилизатор напряжения Зенера с использованием 5,1 В диода Зенера.Стабилитрон работает как чувствительный элемент. Когда напряжение питания превышает его напряжение пробоя, оно начинает проводиться в обратном направлении и поддерживает то же напряжение на нем и отводит дополнительный ток, тем самым обеспечивая стабильное выходное напряжение. В этой схеме мы даем 9 В входного напряжения и получаем почти 5,1 напряжения регулируемого выхода.

Zener Diode Voltage Regulator Circuit Hardware

,
Что такое автоматический регулятор напряжения? Значение, принцип работы и приложения

Автоматический регулятор напряжения используется для регулирования напряжения. Он принимает колебания напряжения и превращает их в постоянное напряжение. Колебания напряжения в основном происходят из-за изменения нагрузки на систему питания. Изменение напряжения повреждает оборудование энергосистемы. Изменением напряжения можно управлять, установив оборудование для контроля напряжения в нескольких местах, таких как трансформаторы, генератор, фидеры и т. Д., Регулятор напряжения предусмотрен в нескольких точках энергосистемы для управления изменениями напряжения.

В системе электропитания постоянного тока напряжение можно контролировать с помощью комбинированных генераторов в случае фидеров одинаковой длины, но в случае фидеров различной длины напряжение на конце каждого фидера поддерживается постоянным с помощью усилителя фидера. В системе переменного тока напряжение можно контролировать с помощью различных методов, таких как повышающие трансформаторы, индукционные регуляторы, шунтирующие конденсаторы и т. Д.

Принцип работы регулятора напряжения

Работает по принципу обнаружения ошибок. Выходное напряжение генератора переменного тока получают через потенциальный трансформатор, а затем его выпрямляют, фильтруют и сравнивают с эталоном. Разница между фактическим напряжением и опорным напряжением известна как напряжение ошибки . Это напряжение ошибки усиливается усилителем и затем подается на главный возбудитель или пилотный возбудитель.

automatic-voltage-controlled-rectifier

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

Применение автоматического регулятора напряжения

Основные функции AVR заключаются в следующем.

  1. Он контролирует напряжение системы и обеспечивает работу машины ближе к устойчивой устойчивости.
  2. Делит реактивную нагрузку между генераторами, работающими параллельно.
  3. Автоматические регуляторы напряжения снижают перенапряжения, возникающие из-за внезапной потери нагрузки в системе.
  4. Повышает возбуждение системы в условиях неисправности, так что максимальная мощность синхронизации существует во время устранения неисправности.

При внезапном изменении нагрузки в генераторе должно произойти изменение в системе возбуждения, чтобы обеспечить такое же напряжение в новых условиях нагрузки. Это можно сделать с помощью автоматического регулятора напряжения. Оборудование автоматического регулятора напряжения работает в поле возбудителя и изменяет выходное напряжение возбудителя и ток поля.Во время сильного колебания АРВ не дает быстрого ответа.

Для получения быстрого отклика используются быстродействующие регуляторы напряжения, основанные на , превышающие принцип марки . По метке перерегулирования при увеличении нагрузки возбуждение системы также возрастает. Перед увеличением напряжения до значения, соответствующего повышенному возбуждению, регулятор уменьшает возбуждение до нужного значения.

,

Модуль регулятора напряжения (VRM) - WikiChip

Модуль регулятора напряжения ( VRM ) - это электронная схема, которая регулирует и понижает ступенчатое напряжение от своего входа (например, шины питания системы) до его выхода (например, интегральных схем). В контексте типичного компьютера VRM преобразует шину питания 12/5/3,3 В постоянного тока, которая поступает от блока питания, в значительно более низкое рабочее напряжение интегральной схемы (например, 0,8 В, 1 В, 1,2 В). VRM, как правило, реализованы в виде переключающего регулятора, такого как понижающий преобразователь, из-за их эффективности.

Обзор [редактировать]

однофазный [править]

Обычно схема VRM обычно реализуется как понижающий преобразователь, но это не единственный способ ее разработки. Показана базовая схема схемы VRM. На левой стороне находится типичное 12 В, которое поступает от блока питания. Перед точкой A есть два полевых МОП-транзистора, нижняя и верхняя стороны, которые служат фактическими переключателями. Слева от точки B находится дроссель (или фильтрующий индуктор).

Цель схемы - взять напряжение источника питания, которое составляет 12 В перед точкой A , и преобразовать его в гораздо более низкое рабочее напряжение CPU или GPU в точке B , которое приблизительно равно 1,2 В.

Операция [править]

Когда переключатель верхней стороны замкнут, напряжение в точке A становится равным 12 В, но напряжение на другой стороне индуктора не изменяется мгновенно, вместо этого индуктор продолжает сопротивляться изменению тока.Когда 12 В подается на индуктор, индуктор создает магнитное поле, которое создает падение напряжения на выходной клемме. Когда индуктор создает большее магнитное поле (т.е. заряжается), падение напряжения становится все меньше и меньше, пока он полностью не зарядится и напряжение не достигнет 12 В. На приведенном ниже графике показано напряжение, которое будет подано в CPU / GPU в точке B , если выключатель верхней стороны должен оставаться замкнутым в течение достаточного времени:

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о