Простейший стабилизатор напряжения 12 вольт: схема и разновидности, выбор для светодиодов

Содержание

ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Собранный однажды простейший регулятор напряжения на одном транзисторе был предназначен для определённого блока питания и конкретного потребителя, никуда больше его подключать было конечно не нужно, но как всегда наступает момент, когда правильно поступать мы перестаём. Следствием этого являются хлопоты и раздумья как жить-быть дальше и принятие решения восстанавливать сотворённое ранее или продолжать творить.

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?»

Схема номер 2

В новой схеме также присутствует трёхвыводной эл. компонент (но это уже не транзистор) постоянный и переменный резисторы, светодиод со своим ограничителем. Добавлено только два электролитических конденсатора. Обычно на типовых схемах указаны минимальные значения C1 и C2 (С1=0,1 мкФ и С2=1 мкФ) которые необходимы для устойчивой работы стабилизатора. На практике значения емкостей составляют от десятков до сотен микрофарад. Ёмкости должны располагаться как можно ближе к микросхеме. При больших емкостях обязательно условие C1>>C2. Если ёмкость конденсатора на выходе будет превышать ёмкость конденсатора на входе, то возникает ситуация при которой выходное напряжение превышает входное, что приводит к порче микросхемы стабилизатора. Для её исключения устанавливают защитный диод VD1.

У этой схемы уже совсем другие возможности. Входное напряжение от 5 до 40  вольт, выходное 1,2 – 37 вольт. Да, имеется падение напряжения вход – выход равное примерно 3,5 вольтам, однако роз без шипов не бывает. Зато микросхема КР142ЕН12А именуемая линейным регулируемым стабилизатором напряжения имеет неплохую защиту по превышению тока нагрузки и кратковременную защиту от короткого замыкания на выходе. Её рабочая температура до + 70 градусов по Цельсию, работает с внешним делителем напряжения. Выходной ток нагрузки до 1 А при длительной работе и 1,5 А при непродолжительной. Максимально допустимая мощность при работе без теплоотвода 1 Вт, если микросхему установить на радиатор достаточного размера (100 см.кв.) то Р макс. = 10 Вт.

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.

   Форум по ИП

   Форум по обсуждению материала ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

⚡️Самый простой стабилизатор напряжения 12в

На чтение 6 мин Опубликовано Обновлено

В последнее время понижающие и повышающие преобразователи (уже без кавычек) широко применяются в различных областях техники и в быту.

Высокий КПД, малые габариты и вес, способность противостоять коротким замыканиям выхода делают их применение привлекательным, но есть у них значительный недостаток — создание электромагнитных помех, которые распространяются как напрямую, так и через провода: входящие в преобразователь и выходящие из него.

Применение различных развязок и экранировок улучшает ситуацию, но не на столько, чтобы не оказывать влияние на высокочувствительную, малошумящую аппаратуру, которой является современная радиоприёмная, медицинская и научно-исследовательская аппаратура.

Стабилизатор напряжения 12 в питания

Другое дело — применение линейного стабилизатора, который, к сожалению, не может без посторонней помощи повышать выходное напряжение, зато, при более низком выходном напряжении (чем входное) ему нет равных среди преобразователей, которые создают паразитные пульсации, а стабилизатор, наоборот, — их подавляет…

Очень часто, переделывая сетевые блоки питания, в которых в качестве регулирующих использовались мощные биполярные транзисторы, радиолюбители сталкиваются с необходимостью погасить избыточное напряжение после выпрямителя на входе нового стабилизатора на полевых транзисторах. Конечно, можно отмотать витки вторичной обмотки силового трансформатора, но это не всегда приемлемо, если, например, обмотки залиты лаком, а сердечник представляет собой единое целое с обмоткой (тоже залит), — разбирать такой трансформатор себе дороже, можно повредить обмотки, а, после сборки сердечника, тот будет гудеть…

На подвижных объектах бортовая сеть часто имеет напряжение 24…27 В, а в неё нужно включить устройство, рассчитанное на питание 12…13,8 В.

Как сделать блоки питания в этих случаях и повысить их надёжность?

Сделаем небольшое отступление: общепринято, что внутреннее сопротивление источника питания должно быть как можно меньше, чтобы уменьшить пресловутую “просадку” напряжения, влияющую на качество питания нагрузки, на КПД блока питания. С другой стороны: чем больше внутреннее сопротивление источника, тем больше будет просадка напряжения при увеличении тока, потребляемого нагрузкой.

При малом внутреннем сопротивлении источника (новая мощная батарея аккумуляторов, мощный выпрямитель с мощным силовым трансформатором) и повышенном входном напряжении стабилизатора (наш случай), при увеличении тока в нагрузке рассеиваемая мощность на регулирующем транзисторе стабилизатора может превысить максимально допустимую для транзистора.

Для уменьшения рассеиваемой мощности полезно распределить её между вышеупомянутым транзистором и дополнительной нагрузкой — мощной низковольтной лампой (лампами) накаливания, сопротивление нити накала которой подбирается по обеспечению максимального тока, потребляемого нагрузкой. Пример: от бортовой сети автомобиля напряжением Uист = 24В нужно запитать нагрузку, максимальный ток потребления (Iнагр) которой составляет 4А, а напряжение питания Uнагр = 12 В.

Выбираем стабилизатор с малым падением напряжения на регулирующем элементе, например, из (1). Минимальное напряжение между входом и выходом такого стабилизатора должно составлять не менее 0,5В, берём с запасом — 2В. В этом случае, входное напряжение стабилизатора Uвх.стаб = Uнагр + 2 = 14В. “Погасить” необходимо Uист – Uвх.стаб = 24 – 14 = 10В. Для этого выбираем автомобильную лампу 12В 60 Вт. Находим ток через лампу в её рабочем (накаленном)состоянии: Iл = P/U = 60: 12 = 5 А.

Сопротивление раскалённой нити лампы: Rл = U/I = 12: 5 = 2,4 Ом. При токе нагрузки Iнагр = 4 А, падение напряжения на лампе составит Uпад. = Rл * Iнагр = 2,4 * 4 = 9,6В. Uвх.стаб = Uист — Uпад = 24 – 9,6 = 14,4 В. Полученное на входе стабилизатора напряжение означает, что при токе нагрузки 4А стабилизатор надёжно не выйдет из режима стабилизации, тем более, что и сопротивление нити накала, при токе нагрузки 4А, будет чуть ниже рассчитанного сопротивления Rл при токе 5А, значит, и падение напряжения на нити накала будет чуть меньше, чем 9,6В.

Рассеиваемая на регулирующем транзисторе мощность Ррасс = (Uвх.стаб – Uнагр) * Iнагр = (14,4 – 12) * 4 = 9,6Вт, в то же время, без лампы, Ррасс = (Uист – Uнагр) * Iнагр = (24 – 12) * 4 = 48Вт! Итак, лампа будет рассеивать избыточную мощность, являться визуальным индикатором работы стабилизатора (блока питания в динамике), кроме того, являясь частью фильтра нижних частот с переменным сопротивлением, лампа увеличивает коэффициент сглаживания пульсаций с увеличением тока нагрузки, обычно этот коэффициент уменьшается, в результате происходит его выравнивание.

Известно, что в процессе сглаживания пульсаций П-образного фильтра участвуют все его компоненты (рис. 1а), конденсаторы С1, С2 и сопротивление резистора R1, чем больше их номиналы, тем выше сглаживание пульсаций. В нашем примере: ёмкость конденсаторов неизменна, а R1 — изменяется (рис. 16). При малых токах нагрузки сопротивление недокаленной нити лампы составляет доли Ома, мал и ток нагрузки, отсюда (несмотря на малое сопротивление нити лампы) высок коэффициент сглаживания пульсаций, падение напряжения на лампе уменьшается, но, из-за малого тока нагрузки, рассеиваемая на регулирующем транзисторе мощность тоже мала.

Применение ламп накаливания позволяет защитить стабилизатор и нагрузку от перегрузок, так как увеличение тока нагрузки приведёт к снижению входного напряжения стабилизатора, который выйдет из режима стабилизации, индицируя этот момент появлением пульсаций на выходе и, при дальнейшем увеличении тока нагрузки, напряжение в нагрузке будет только снижаться, таким образом, защищается нагрузка, при минимальном напряжении на регулирующем транзисторе.

Для защиты стабилизатора от переполюсовки, в цепь питания последовательно включают мощный диод Шоттки, который можно также использовать в качестве компонента П-образного сглаживающего фильтра (ФНЧ) в цепях, где имеется значительный ток и низкое напряжение. Поскольку прямое сопротивление диодов невысокое, то для достижения эффекта сглаживания пульсаций необходимо применять конденсаторы со значительной ёмкостью. Различного рода пульсации (помехи), проникающие через подключенные к стабилизатору цепи, можно значительно уменьшить, применив включение 1-2-звенных фильтров с применением токовых трансформаторов, помехи в них взаимно уничтожаются, при прохождении тока по обмоткам в разных направлениях.

Применение в трансформаторах тока кольцевых ферритовых сердечников, позволяет, во-первых, уменьшить влияние внешних наводок, во-вторых, не излучать помехи вовне, в-третьих, позволяет применить для трансформаторов толстый обмоточный провод минимальной длины, обеспечивающий, однако, на сердечнике максимальную индуктивность, что позволяет, в свою очередь, получать, при питании нагрузки, малое падение напряжения на обмотках с минимальным активным сопротивлением проводов.

Водители – профессионалы на большегрузных автомобилях порой жалуются на ухудшение чувствительности приёмников СВ-радиостанций, используемых на транспорте, и в “заглушенном” состоянии и при работе двигателей (помехи). Если это не прямая наводка от систем зажигания автомобилей на входы приёмников (нарушены или недостаточны заводские: экранировка и развязка), то, применив линейный стабилизатор вместо преобразователя, можно, в значительной мере, эту чувствительность восстановить.

В этом деле помогут и вышеописанные фильтры. Правда, при применении симметричного фильтра (рис. 2), общий провод, например, радиостанции, и связанные с ним цепи (антенна) придётся изолировать от общего провода (массы) автомобиля. Конденсаторы фильтра Сф имеют ёмкость 0,01…0,1 мкФ. Т1 наматывается обоими питающими проводами одновременно на ферритовом кольце диаметром более 30 мм из материала с проницаемостью 2000 и более.

Электролитические конденсаторы фильтра С1…С3, С6 желательно применить с малой утечкой (типа LL) и рассчитанные на работу при температуре 105°С. Такой выбор обеспечит более долговременную их эксплуатацию без отказов. VD1 — диод Шоттки КД2998В или зарубежный аналог, рассчитанный на ток 20…30A. HL1 может быть одной или несколькими лампами, включенными параллельно, рассчитанными на максимальный ток нагрузки (см. текст). Эту лампу следует размещать подальше от других деталей, для исключения их нагрева.

Миниатюрные стабилизаторы напряжения. Как получить нестандартное напряжение Стабилизатор напряжения 3.3 вольта на материнской плате

Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.

В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.

Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах. Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер. Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:

T= (C*U бат)/(U раб. led *I раб. led)

В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.

При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.

Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В

К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В. Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения. Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.

Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.

Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу. Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.

В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.

Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.

Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.

Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.

Как подключить от 3В батарейки

Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным. Например, используя светодиод с выключателем и дисковый аккумулятор на 3 В (в народе называемая таблеткой), применяемый в материнских платах компьютера, можно сделать небольшой брелок-фонарик. Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в разных ситуациях.

От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод

Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.

Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:

  • входное напряжение 2.7 – 5.5 В.
  • максимальный выходной ток до 2.4 А.
  • количество подключаемых LED от 1 до 5.
  • частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.

Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6. Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM). Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.

Как подключить от 9В батарейки Крона

«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.

Схема питания от батарейки крона

В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.

Схема устройства

Схема, изображенная на рисунке 1, представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения и позволяет получить выходное напряжение в пределах 1.25 — 30 вольт. Это позволяет использовать данный стабилизатор для питания пейджеров с 1.5 вольтовым питанием (например Ultra Page UP-10 и т.п.), так и для питания 3-х вольтовых устройств. В моем случае она используется для питания пейджера «Moongose PS-3050», то есть выходное напряжение установлено в 3 вольта.

Работа схемы

При помощи переменного резистора R2 можно установить необходимое выходное напряжение. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле Uвых=1.25(1 + R2/R1) .
В качестве регулятора напряжения используется микросхема SD 1083/1084 . Без всяких изменений можно использовать российские аналоги этих микросхем 142 КРЕН22А/142 КРЕН22 . Они различаются только выходным током и в нашем случае это несущественно. На микросхему необходимо установить небольшой радиатор, так как при низком выходном напряжении регулятор работает в токовом режиме и существенно нагревается даже на «холостом» ходу.

Монтаж устройства

Устройство собрано на печатной плате размером 20х40мм. Так как схема очень простая рисунок печатной платы не привожу. Можно собрать и без платы с помощью навесного монтажа.
Собранная плата помещается а отдельную коробочку или монтируется непосредственно в корпусе блока питания. Я разместил свою в корпусе AC-DC адаптера на 12 вольт для радиотелефонов.

Примечание.

Необходимо сначала установить рабочее напряжение на выходе стабилизатора (при помощи резистора R2) и лишь, затем подключать нагрузку.

Другие схемы стабилизаторов.

Это одна из самых простых схем, которую можно собрать на доступной микросхеме LM317LZ . Путем подключения/отключения резистора в цепи обратной связи мы получаем на выходе два разных напряжения. При этом, ток нагрузки может достигать 100 мА.

Только обратите внимание на распиновку микросхемы LM317LZ. Она немного отличается от привычных стабилизаторов.

Простой стабилизатор на различные фиксированные напряжения (от 1,5 до 5 вольт) и ток до 1А. можно собрать на микросхеме AMS1117 -X.X (CX1117-X.X) (где X.X — выходное напряжение). Есть экземпляры микросхем на следующие напряжения: 1.5, 1.8, 2.5, 2.85, 3.3, 5.0 вольт. Также есть микросхемы с регулируемым выходом с обозначением ADJ. Этих микросхем очень много на старых компьютерных платах. Одним из достоинств этого стабилизатора является низкое падение напряжения — всего 1,2 вольта и небольшой размер стабилизатора адаптированный под СМД-монтаж.

Для его работы требуется всего пара конденсаторов. Для эффективного отвода тепла при значительных нагрузках необходимо предусмотреть теплоотводную площадку в районе вывода Vout. Этот стабилизатор также доступен в корпусе TO-252.

Основой стабилизатора напряжения (см. рис.1)является микросхема К157ХП2. Прекрасный и не справедливо забытый стабилизатор, с дополнительным транзистором, например КТ972А, может работать с током до 4А.

В данной схеме выходное напряжение стабилизатора равно 3В. Стабилизатор предназначен для питания низковольтной радиоаппаратуры. Вообще, при указанных на схеме номиналах резисторов, выходное напряжение можно устанавливать от 1,3 до 6В. При больших токах нагрузки транзистор должен быть установлен на соответствующий радиатор. Входное напряжение, подаваемое на стабилизатор, должно быть не менее семи вольт, хотя практически оно может быть вплоть до сорока. Такой стабилизатор хорошо работает от автомобильного аккумулятора. Главное, чтобы выделяющаяся мощность на транзисторе не превышала максимально допустимую 8Вт. Выключателем SB1 можно коммутировать выходное напряжение. При больших токах нагрузки это очень удобно — возможно применение маломощных тумблеров.

Как самому собрать простой блок питания и мощный источник напряжения.
Порой приходится подключать различные электронные приборы, в том числе самодельные, к источнику постоянного напряжения 12 вольт. Блок питания несложно собрать самостоятельно в течении половины выходного дня. Поэтому нет необходимости приобретать готовый блок, когда интереснее самостоятельно изготовить необходимую вещь для своей лаборатории.


Каждый, кто захочет сможет изготовить 12 — ти вольтовый блок самостоятельно, без особых затруднений.
Кому-то необходим источник для питания усилителя, а кому запитать маленький телевизор или радиоприемник…
Шаг 1: Какие детали необходимы для сборки блока питания…
Для сборки блока, заранее подготовьте электронные компоненты, детали и принадлежности из которого будет собираться сам блок….
-Монтажная плата.
-Четыре диода 1N4001, или подобные. Мост диодный.
-Стабилизатор напряжения LM7812.
-Маломощный понижающий трансформатор на 220 в, вторичная обмотка должна иметь 14В — 35В переменного напряжения, с током нагрузки от 100 мА до 1А, в зависимости от того какую мощность необходимо получить на выходе.
-Электролитический конденсатор емкостью 1000мкФ — 4700мкФ.
-Конденсатор емкостью 1uF.
-Два конденсатора емкостью 100nF.
-Обрезки монтажного провода.
-Радиатор, при необходимости.
Если необходимо получить максимальную мощность от источника питания, для этого необходимо подготовить соответствующий трансформатор, диоды и радиатор для микросхемы.
Шаг 2: Инструменты….
Для изготовления блока необходимы инструменты для монтажа:
-Паяльник или паяльная станция
-Кусачки
-Монтажный пинцет
-Кусачки для зачистки проводов
-Устройство для отсоса припоя.
-Отвертка.
И другие инструменты, которые могут оказаться полезными.
Шаг 3: Схема и другие…


Для получения 5 вольтового стабилизированного питания, можно заменить стабилизатор LM7812 на LM7805.
Для увеличения нагрузочной способности более 0,5 ампер, понадобится радиатор для микросхемы, в противном случае он выйдет из строя от перегрева.
Однако, если необходимо получить несколько сотен миллиампер (менее, чем 500 мА) от источника, то можно обойтись без радиатора, нагрев будет незначительным.
Кроме того, в схему добавлен светодиод, чтобы визуально убедиться, что блок питания работает, но можно обойтись и без него.

Схема блока питания 12в 30А .
При применении одного стабилизатора 7812 в качестве регулятора напряжения и нескольких мощных транзисторов, данный блок питания способен обеспечить выходной ток нагрузки до 30 ампер.
Пожалуй, самой дорогой деталью этой схемы является силовой понижающий трансформатор. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть на несколько вольт больше, чем стабилизированное напряжение 12в, чтобы обеспечить работу микросхемы. Необходимо иметь в виду, что не стоит стремиться к большей разнице между входным и выходным значением напряжения, так как при таком токе теплоотводящий радиатор выходных транзисторов значительно увеличивается в размерах.
В трансформаторной схеме применяемые диоды должны быть рассчитаны на большой максимальный прямой ток, примерно 100А. Через микросхему 7812 протекающий максимальный ток в схеме не составит больше 1А.
Шесть составных транзисторов Дарлингтона типа TIP2955 включенных параллельно, обеспечивают нагрузочный ток 30А (каждый транзистор рассчитан на ток 5А), такой большой ток требует и соответствующего размера радиатора, каждый транзистор пропускает через себя одну шестую часть тока нагрузки.
Для охлаждения радиатора можно применить небольшой вентилятор.
Проверка блока питания
При первом включении не рекомендуется подключать нагрузку. Проверяем работоспособность схемы: подсоединяем вольтметр к выходным клеммам и измеряем величину напряжения, оно должно составлять 12 вольт, или значение очень близко к нему. Далее подключаем нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью рассеивания 3 Вт, или подобную нагрузку — типа лампы накаливания от автомобиля. При этом показание вольтметра не должно изменяться. Если на выходе отсутствует напряжение 12 вольт, отключите питание и проверьте правильность монтажа и исправность элементов.
Перед монтажом проверьте исправность силовых транзисторов, так как при пробитом транзисторе напряжение с выпрямителя прямиком попадает на выход схемы. Чтобы избежать этого, проверьте на короткое замыкание силовые транзисторы, для этого измерьте мультиметром по раздельности сопротивление между коллектором и эмиттером транзисторов. Эту проверку необходимо провести до монтажа их в схему.

Блок питания 3 — 24в

Схема блока питания выдает регулируемое напряжение в диапазоне от 3 до 25 вольт, при токе максимальной нагрузки до 2А, если уменьшить токоограничительный резистор 0,3 ом, ток может быть увеличен до 3 ампер и более.
Транзисторы 2N3055 и 2N3053 устанавливаются на соответствующие радиаторы, мощность ограничительного резистора должно быть не менее 3 Вт. Регулировка напряжения контролируется ОУ LM1558 или 1458. При использовании ОУ 1458 необходимо заменить элементы стабилизатора, подающие напряжение с вывода 8 на 3 ОУ с делителя на резисторах номиналом 5.1 K.
Максимальное постоянное напряжение для питания ОУ 1458 и 1558 36 В и 44 В соответственно. Силовой трансформатор должен выдавать напряжение, как минимум на 4 вольт больше, чем стабилизированное выходное напряжение. Силовой трансформатор в схеме имеет на выходе напряжение 25.2 вольт переменного тока с отводом посредине. При переключении обмоток выходное напряжение уменьшается до 15 вольт.

Схема блока питания на 1,5 в

Схема блока питания для получения напряжения 1,5 вольта, используется понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром и микросхема LM317.

Схема регулируемого блока питания от 1,5 до 12,5 в

Схема блока питания с регулировкой выходного напряжения для получения напряжения от 1,5 вольта до 12,5 вольт, в качестве регулирующего элемента применяется микросхема LM317. Ее необходимо установить на радиатор, на изолирующей прокладке для исключения замыкания на корпус.

Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением

Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением напряжением 5 вольт или 12 вольт. В качестве активного элемента применяется микросхема LM 7805, LM7812 она устанавливается на радиатор для охлаждения нагрева корпуса. Выбор трансформатора приведен слева на табличке. По аналогии можно выполнить блок питания и на другие выходные напряжения.

Схема блока питания мощностью 20 Ватт с защитой

Схема предназначена для небольшого трансивера самодельного изготовления, автор DL6GL. При разработке блока ставилась задача иметь КПД не менее 50%, напряжение питания номинальное 13,8V, максимум 15V, на ток нагрузки 2,7а.
По какой схеме: импульсный источник питания или линейный?
Импульсные блоки питания получается малогабаритный и кпд хороший, но неизвестно как поведет себя в критической ситуации, броски выходного напряжения…
Несмотря на недостатки выбрана схема линейного регулирования: достаточно объемный трансформатор, не высокий КПД, необходимо охлаждение и пр.
Применены детали от самодельного блока питания 1980-х годов: радиатор с двумя 2N3055. Не хватало еще только µA723/LM723-регулятор напряжения и несколько мелких деталей.
Регулятор напряжения напряжения собран на микросхеме µA723/LM723 в стандартная включении. Выходные транзисторы Т2, Т3 типа 2N3055 для охлаждения устанавливаются на радиаторы. При помощи потенциометра R1 устанавливается выходное напряжение в пределах 12-15V. При помощи переменного резистора R2 устанавливается максимальное падение напряжение на резисторе R7, которое составляет 0,7В (между контактами 2 и 3 микросхемы).
Для блока питания применяется тороидальный трансформатор (может быть любой по вашему усмотрению).
На микросхеме MC3423 собрана схема срабатывающая при превышении напряжения (выбросах) на выходе блока питания, регулировкой R3 выставляется порог срабатывания напряжения на ножке 2 с делителя R3/R8/R9 (2,6V опорное напряжение), с выхода 8 подается напряжение открывающее тиристор BT145, вызывающее короткое замыкание приводящее к срабатыванию предохранителя 6,3а.

Для подготовки блока питания к эксплуатации (предохранитель 6,3а пока не участвует) выставить выходное напряжение например, 12.0В. Нагрузите блок нагрузкой, для этого можно подключить галогенную лампу 12В/20W. R2 настройте, что бы падение напряжение было 0,7В (ток должен быть в пределах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Настраиваем срабатывание защиты от перенапряжения, для этого плавно выставляем выходное напряжение 16В и регулируем R3 на срабатывание защиты. Далее выставляем выходное напряжение в норму и устанавливаем предохранитель (до этого ставили перемычку).
Описанный блок питания можно реконструировать для более мощных нагрузок, для этого установите более мощный трансформатор, дополнительно транзисторы, элементы обвязки, выпрямитель по своему усмотрению.

Самодельный блок питания на 3.3v

Если необходим мощный блок питания, на 3,3 вольта, то его можно изготовить, переделав старый блок питания от пк или используя выше приведенные схемы. К примеру, в схема блока питания на 1,5 в заменить резистор 47 ом большего номинала, или поставить для удобства потенциометр, отрегулировав на нужное напряжение.

Трансформаторный блок питания на КТ808

У многих радиолюбителей остались старые советские радиодетали, которые валяются без дела, но которые можно с успехом применить и они верой и правдой вам долго будут служить, одна из известных схем UA1ZH, которая гуляет по просторам интернета. Много копий и стрел сломано на форумах при обсуждении, что лучше полевой транзистор или обычный кремниевый или германиевый, какую температуру нагрева кристалла они выдержат и кто из них надежнее?
У каждой стороны свои доводы, ну а вы можете достать детали и смастерить еще один несложный и надежный блок питания. Схема очень простая, защищена от перегрузки по току и при параллельном включении трех КТ808 может выдать ток 20А, у автора использовался такой блок при 7 параллельных транзисторов и отдавал в нагрузку 50А, при этом емкость конденсатора фильтра была 120 000 мкф, напряжение вторичной обмотки 19в. Необходимо учитывать, что контакты реле должны коммутировать такой большой ток.

При условии правильного монтажа, просадка выходного напряжения не превышает 0.1 вольта

Блок питания на 1000в, 2000в, 3000в

Если нам необходимо иметь источник постоянного напряжения на высокое напряжение для питания лампы выходного каскада передатчика, что для этого применить? В интернете имеется много различных схем блоков питания на 600в, 1000в, 2000в, 3000в.
Первое: на высокое напряжение используют схемы с трансформаторов как на одну фазу, так и на три фазы (если имеется в доме источник трехфазного напряжения).
Второе: для уменьшения габаритов и веса используют бестрансформаторную схему питания, непосредственно сеть 220 вольт с умножением напряжения. Самый большой недостаток этой схемы — отсутствует гальваническая развязка между сетью и нагрузкой, как выход подключают данный источник напряжения соблюдая фазу и ноль.

В схеме имеется повышающий анодный трансформатор Т1 (на нужную мощность, к примеру 2500 ВА, 2400В, ток 0,8 А) и понижающий накальный трансформатор Т2 — ТН-46, ТН-36 и др. Для исключения бросков по току при включении и защите диодов при заряде конденсаторов, применяется включение через гасящие резисторы R21 и R22.
Диоды в высоковольтной цепи зашунтированы резисторами с целью равномерного распределения Uобр. Расчет номинала по формуле R(Ом)=PIVх500. С1-С20 для устранения белого шума и уменьшения импульсных перенапряжений. В качестве диодов можно использовать и мосты типа KBU-810 соединив их по указанной схеме и, соответственно, взяв нужное количество не забывая про шунтирование.
R23-R26 для разряда конденсаторов после отключения сети. Для выравнивания напряжения на последовательно соединенных конденсаторах параллельно ставятся выравнивающие резисторы, которые рассчитываются из соотношения на каждые 1 вольт приходится 100 ом, но при высоком напряжении резисторы получаются достаточно большой мощности и здесь приходится лавировать, учитывая при этом, что напряжение холостого хода больше на 1,41.

Еще по теме

Трансформаторный блок питания 13,8 вольта 25 а для КВ трансивера своими руками.

Ремонт и доработка китайского блока питания для питания адаптера.

В настоящее время множество домашних устройств требуют подключения напряжения стабильной величины на 3 вольта, и нагрузочный ток 0,5 ампер. К ним могут относиться:

  • Плееры.
  • Фотоаппараты.
  • Телефоны.
  • Видеорегистраторы.
  • Навигаторы.

Эти устройства объединены видом источника питания в виде аккумулятора или батареек на 3 вольта.

Как создать питание от бытовой сети дома, не тратя деньги на аккумуляторы или батарейки? Для этих целей не нужно проектировать многоэлементный блок питания, так как в продаже имеются специальные микросхемы в виде стабилизаторов на низкие напряжения.

Схема стабилизатора на 3 вольта

Изображенная схема выполнена в виде регулируемого стабилизатора, и дает возможность создания напряжения на выходе от 1 до 30В. Следовательно, можно применять этот прибор для питания различных устройств для питания 1,5 В, а также для подключения устройств на 3 вольта. В нашем случае устройство применяется для плеера, напряжение на выходе настроено на 3 В.

Работа схемы

С помощью изменяемого сопротивления устанавливается необходимое напряжение на выходе, которое рассчитывается по формуле: U вых=1.25*(1 + R2 / R1). Вместо регулятора напряжение применяется микросхема SD1083 / 1084. Без изменений применяются отечественные подобные микросхемы 22А / 142КРЕН 22, которые различаются током выхода, что является незначительным фактором.

Для нормального режима микросхемы необходимо смонтировать для нее маленький радиатор. В противном случае при малом напряжении выхода регулятор функционирует в токовом режиме, и значительно нагревается даже без нагрузки.

Монтаж стабилизатора

Прибор собирается на монтажной плате с габаритами 20 на 40 мм. Схема довольно простая. Есть возможность собрать стабилизатор без использования платы, путем навесного монтажа.

Выполненная готовая плата может разместиться в отдельной коробочке, либо прямо в корпусе самого блока. Необходимо в первую очередь настроить рабочее напряжение стабилизатора на его выходе, с помощью регулятора в виде резистора, а потом подсоединять нагрузку потребителя.

Переключаемый стабилизатор на микросхеме

Такая схема является наиболее легкой и простой. Ее можно смонтировать самостоятельно на обычной микросхеме LZ. С помощью отключения и включения сопротивления в цепи обратной связи образуется два различных напряжения на выходе. в этом случае нагрузочный ток может возрасти до 100 миллиампер.

Нельзя забывать про цоколевку микросхемы, так как она имеет отличие от обычных стабилизаторов.

Стабилизатор на микросхеме AMS 1117

Это элементарный стабилизатор с множественными фиксированными положениями регулировки напряжения 1,5-5 В, током до 1 ампера. Его можно монтировать самостоятельно на сериях — X.X (CX 1117 — X.X) (где XX — напряжение на выходе).

Есть образцы микросхем на 1,5 – 5 В, с регулируемым выходом. Они применялись раньше на старых компьютерах. Их преимуществом является малое падение напряжения и небольшие габариты. Для выполнения монтажа необходимы две емкости. Чтобы хорошо отводилось тепло, устанавливают радиатор возле выхода.

Стабилизатор напряжения или стабилизатор тока. Что ставить?

Каждый раз, читая новые записи в блогах я сталкиваюсь с одной и той же ошибкой — ставят стабилизатор тока там, где нужен стабилизатор напряжения и наоборот. Постараюсь объяснить на пальцах, не углубляясь в дебри терминов и формул. Особенно будет полезно тем, кто ставит драйвер для мощных светодиодов и питает им множество маломощных. Для вас — отдельный абзац в конце статьи. 😉

Для начала разберемся с понятиями:

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Исходя из названия — стабилизирует напряжение. Если написано, что стабилизатор 12В и 3А, то значит стабилизирует именно на напряжение 12В! А вот 3А — это максимальный ток, который может отдать стабилизатор. Максимальный! А не «всегда отдает 3 ампера». То есть от может отдавать и 3 миллиампера, и 1 ампер, и два… Сколько ваша схема кушает, столько и отдает. Но не больше трех. Собственно это главное.


Когда-то они были такие и подключали к ним телевизоры…

И теперь я перейду к описанию видов стабилизаторов напряжения:

Линейные стабилизаторы (те же КРЕН или LM7805/LM7809/LM7812 и тп)


Вот она — LM7812. Наш советский аналог — КРЕН8Б
.
Самый распространенный вид. Они не могут работать на напряжении ниже, чем указанное у него на брюхе. То есть если LM7812 стабилизирует напряжение на 12ти вольтах, то на вход ему подать нужно как минимум примерно на полтора вольта больше. Если будет меньше, то значит и на выходе стабилизатора будет меньше 12ти вольт. Не может он взять недостающие вольты из ниоткуда. Потому и плохая это идея — стабилизировать напряжение в авто 12-вольтовыми КРЕНками. Как только на входе меньше 13.5 вольт, она начинает и на выходе давать меньше 12ти.

Еще один минус линейных стабилизаторов — сильный нагрев при хорошей такой нагрузке. То есть деревенским языком — все что выше тех же 12ти вольт, то превращается в тепло. И чем выше входное напряжение, тем больше тепла. Вплоть до температуры жарки яичницы. Чуть нагрузили ее больше, чем пара мелких светодиодов и все — получили отличный утюг.

Импульсные стабилизаторы — гораздо круче, но и дороже. Обычно для рядового покупателя это уже выглядит как некая платка с детальками.


Например вот такая платка — импульсный стабилизатор напряжения.
Бывают трех видов: понижающие, повышающие и всеядные. Самые крутые — всеядные. Им все равно, что на входе напряжение ниже или выше нужного. Он сам автоматом переключается в режим увеличения или уменьшения напряжения и держит заданное на выходе. И если написано, что ему на вход можно от 1 до 30 вольт и на выходе будет стабильно 12, то так оно и будет.

Но дороже. Но круче. Но дороже…
Не хотите утюг из линейного стабилизатора и огромный радиатор охлаждения впридачу — ставьте импульсный.
Какой вывод по стабилизаторам напряжения?
ЗАДАЛИ ЖЕСТКО ВОЛЬТЫ — а ток может плавать как угодно (в определенных пределах конечно)

СТАБИЛИЗАТОР ТОКА
В применении к светодиодам именно их еще называют «светодиодный драйвер». Что тоже будет верно.


Вот, к примеру, готовый драйвер. Хотя сам драйвер — маленькая черная восьминогая микросхема, но обычно драйвером называют всю схему сразу.
Задает ток. Стабильно! Если написано, что на выходе 350мА, то хоть ты тресни — будет именно так. А вот вольты у него на выходе могут меняться в зависимости от требуемого светодиодам напряжения. То есть вы их не регулируете, драйвер сделает все за вас исходя из количества светодиодов.
Если очень просто, то описать могу только так. =)
А вывод?
ЗАДАЛИ ЖЕСТКО ТОК — а напряжение может плавать.

Теперь — к светодиодам. Ведь весь сыр-бор из-за них.

Светодиод питается ТОКОМ. Нет у него параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр — падение напряжения! То есть сколько на нем теряется. Если написано на светодиоде 20мА 3.4В, то это значить что ему надо не больше 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3.4 вольта. Не для питания нужно 3.4 вольта, а просто на нем «потеряется»!

То есть вы можете питать его хоть от 1000 вольт, только если подадите ему не больше 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него останется уже на 3.4 вольта меньше. Вот и вся наука. Ограничьте ему ток — и он будет сыт и будет светить долго и счастливо.

Вот берем самый распространненый вариант соединения светодиодов (такой почти во всех лентах используется) — последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Питаем от 12 вольт. Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели (про расчет не пишу, в интернете навалом калькуляторов). После первого светодиода остается 12-3.4= 8.6 вольт………Нам пока хватает. На втором потеряется еще 3.4 вольта, то есть останется 8.6-3.4=5.2 вольта. И для третьего светодиода тоже хватит. А после третьего останется 5.2-3.4=1.8 вольта. И если захотите поставить четвертый, то уже не хватит. Вот если запитать не от 12В а от 15, то тогда хватит. Но надо учесть, что и резистор тоже надо будет пересчитать. Ну вот собственно и пришли плавно к…

Простейший ограничитель тока — резистор. Их часто ставят на те же ленты и модули. Но есть минусы — чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде. И наоборот. Поэтому если у вас в сети напряжение скачет, что кони через барьеры на соревнованиях по конкуру (а в автомобилях обычно так и есть), то сначала стабилизируем напряжение, а потом ограничиваем резистором ток до тех же 20мА. И все. Нам уже плевать на скачки напряжения (стабилизатор напряжения работает), а светодиод сыт и светит на радость всем.
То есть — если ставим резистор в автомобиле, то нужно стабилизировать напряжение.

Можно и не стабилизировать, если вы расчитаете резистор на максимально-возможное напряжение в сети автомобиля, у вас нормальная бортовая сеть (а не китайско-русский тазопром) и сделаете запас по току хотя бы в 10%.
Ну и к тому же резисторы можно ставить только до определенной величины тока. После некоторого порога резисторы начинают адски греться и приходится их сильно увеличивать в размерах (резисторы 5Вт, 10Вт, 20Вт и тд). Плавно превращаемся в большой утюг.

Есть еще вариант — поставить в качестве ограничителя что-нибудь типа LM317 в режиме токового стабилизатора.


LM317. Внешне как и LM7812. Корпус один, смысл несколько разный. Но и они тоже греются, ибо это тоже линейный регулятор (помните я писал про КРЕН в абзаце о стабилизаторах напряжения?). И тогда создали…

Импульсный стабилизатор тока (или драйвер).


Вот такой маленький может быть драйвер.

Он в себе включает сразу все что надо. И почти не греется (только если дико перегрузить или неправильно собрана схема). Поэтому обычно и ставят их для светодиодов мощнее 0.5Вт. Самый греющийся элемент во всей схеме — это сам светодиод. Но ему на роду пока написано — греться. Главное не перегреваться выше определенной температуры. А то если перегреть, то дико начинает деградировать кристалл светодиода и он тускнеет, начинает менять цвет и тупо умирает (привет, китайские лампочки!).

Ну а в заключении — к тому, что постоянно пытаюсь доказать в дискуссиях. И доказываю. Вот только каждому отдельно объяснять одно и то же — язык отвалится. Поэтому попробую еще раз в этой статье.

Постоянно наблюдаю такую картину — задают ток драйвером для мощных светодиодов (скажем — 350мА) и ставят несколько веток светодиодов без ограничительных резисторов и прочего. И ведь люди, то вроде бы и не самые ламеры, а совершают одну и ту же ошибку раз за разом. Рассказываю, почему это плохо и к чему может привести:

Из закона Ома для полной цепи:
Сила тока в неразветвленной цепи равна сумме сил тока на ее параллельных участках.
Многие так и считают — «каждая ветка по 20мА, у меня 20 веток. Драйвер отдает 350мА, значит на каждую ветку придется даже меньше — по 17.5мА. Бинго!»
А вот и не Бинго!, а Жопа! Почему?

Сила тока в каждой ветке будет равна, если у вас идеальнейшие светодиоды с абсолютно одинаковыми параметрами. Тогда и ток будет во всех ветках одинаков, и никаких ограничителей тока не надо — взяли и поделили общий ток на количество одинаковых веток. Но такое — только в сказках.

Если параметры чуть-чуть отличаются — получили в одной ветке 19мА, в другой 17, в третьей 20… Общее количество тока так и остается неизменным — 350мА, а вот в ветках творится безумная кака. На взгляд и не определишь, вроде светят одинаково… И вот у вас одна ветка, самая прожорливая, начинает греться сильнее остальных. И жрать больше. И греться еще сильнее. А потом раз — и потухла. И все эти ее миллиамперы разбежались по остальным веткам. И вот еще одна ветка, недавно вроде нормально горевшая берет и тухнет следом. И уже вдвое больший ток уходит на другие ветки, ведь общий ток жестко задан 350мА. Процесс лавинообразный и вот уже пришел кирдык всей этой схеме, потому что все 350мА усосались в оставшиеся светодиоды и никто-никто их не спас… А стояли бы, как полагается, по отдельному стабилизатору (хотя бы банальному резистору) на каждой ветка — работала бы и дальше.


Вот как раз то, о чем я говорю. На картинке речь о 1Вт-светодиодах, но и с любыми другими картина та же.
Именно это мы и видим в китайских модулях и кукурузинах, которые горят как спички через неделю/месяц работы. Потому что светодиоды имеют адский разброс, а китайцы на драйверах экономят покруче, чем кто либо еще. Почему не горят фирменные модули и лампы Osram, Philips и тд? Потому что они делают довольно мощную отбраковку светодиодов и от всего дичайшего количества выпущенных светодиодов остается 10-15%, которые по параметрам практически идентичны и из них можно сделать такой простой вид, какой и пытаются сделать многие — один мощный драйвер и много одинаковых цепочек светодиодов без драйверов. Но только вот в условиях «купил светодиоды на рынке и запаял сам» как правило будет им нехорошо. Потому что даже у «некитая» будет разброс. Может повезти и работать долго, а может и нет.

именно!

Да и токовый драйвер по-сравнению со стабилизатором напряжения и копеечными резисторами как правило дороже. Ну нафига стрелять в мишень для мелкокалиберной винтовки из танка? Цель-то поразим, вопросов нет. Но вместе с ней еще и воронку оставим. =))


Запомните раз и навсегда! Я вас умоляю! =)
Да и просто — сделать правильно и сделать «смотрите как я сэкономил, а остальные — дураки» — это несколько разные вещи. Даже очень сильно разные. Учитесь делать не как пресловутые китайцы, учитесь делать красиво и правильно. Это сказано давно и не мной. Я лишь попробовал в стотыщпятьсотый раз объяснить прописные истины. Уж извиняйте, если криво объяснял =)

Вот прекрасная иллюстрация. Разве вы думаете мне не хотелось сэкономить и уменьшить количество драйверов раза в 3-4? Но так — правильно, а значит будет работать долго и счастливо.

Ну и напоследок тем, кому даже такое изложение было слишком заумным.
Запомните следующее и старайтесь следовать этому (здесь «цепочка» — это один светодиод или несколько ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-соединенных светодиодов):

1.—-КАЖДОЙ цепочке — свой ограничитель тока (резистор или драйвер…)
2. —Маломощная цепочка до 300мА? Ставим резистор и достаточно.
3. —Напряжение нестабильно? Cтавим СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
4. —Ток больше 300мА? Ставим на КАЖДУЮ цепочку ДРАЙВЕР (стабилизатор тока) без стабилизатора напряжения.

Вот так будет правильно и самое главное — будет работать долго и светить ярко! Ну и надеюсь, что все вышенаписанное убережет многих от ошибок и поможет сэкономить средства и нервы.

Регулятор напряжения 12 вольт – схемы и способы изготовления своими руками

Стабильность напряжения – это весьма важная характеристика электропитания для большинства электронных устройств. В них содержатся электрические цепи с нелинейными элементами. Для оптимальной настройки этих цепей существует определенная величина разности потенциалов. И если она будет изменяться, электрическая цепь утратит правильные эксплуатационные характеристики. Поскольку напряжение 12 вольт является стандартом не только для автомобилей, но и для многих других устройств, далее пойдет речь именно о таких регуляторах.

Особенности регулировки

Речь о том или ином регуляторе 12 вольт имеет смысл вести только при указании дополнительных данных:

  • постоянное или переменное напряжение надо регулировать;
  • какова максимальная величина тока в нагрузке;
  • величина разности потенциалов перед регулятором;
  • параметры напряжения на нагрузке в диапазоне регулирования.

Каждый из перечисленных параметров связан с определенными техническими решениями, которые отражаются в схеме. Общая схема регулятора – это нагрузка, которая соединена с некоторым устройством. Оно условно обозначено прямоугольником на схеме, показанной далее. Внутри этого прямоугольника может быть та или иная схема, которая соответствует дополнительным данным, упомянутым выше. Простейшим регулятором является переменный резистор. Он позволяет без искажений регулировать переменное напряжение. Также такой резистор применим и при постоянном токе.

Схема с переменным резистором.

Элементарная схема регулятораСхема с переменным резистором

Если разность потенциалов на входе значительно больше 12 вольт на выходе, в регуляторе будет теряться энергия. На переменном резисторе будет выделяться тепло. Чтобы избежать потерь тепла, на переменном токе надо применить переменную индуктивность, которой может стать ЛАТР. Его пропускная способность ограничивается, как и в переменном резисторе, конструкцией подвижного контакта. Но если допустимо переключение путем переставления между витками перемычки с надежными контактами, можно получать значительную силу тока.

Индуктивный регулятор

Другим способом регулирования своими руками переменного напряжения 12 вольт может быть изменение индуктивности регулятора. Для этого вручную изменяется либо зазор, либо число витков, специально предназначенных для этого. По такому принципу устроен регулируемый сварочный трансформатор, используемый для электропитания вольтовой дуги. Если регулятор напряжения 12 вольт не обладает свойствами стабилизатора и управляется своими руками, разность потенциалов на нагрузке необходимо контролировать вольтметром.

Переменный резистор и переменная индуктивность могут быть использованы и как регулятор тока. В этом случае необходимо контролировать ток в нагрузке амперметром. Если параметры напряжения на нагрузке не оговорены, за исключением его величины в 12 В, регулировать можно диммером. Это может быть мощный регулятор, поскольку он обычно выполнен на основе тиристора. А современные тиристоры выпускаются для очень широкого диапазона разности потенциалов и тока.

Регулирование со стабилизацией

Для получения заданных параметров напряжения или тока нагрузки применяются стабилизаторы. В них выходное напряжение или ток сравниваются с эталонным значением, и при минимальном заданном изменении выполняется автоматическая компенсация регулятора управлением соответствующего полупроводникового прибора. Существует огромное количество разнообразных схем различных стабилизаторов. Наиболее простыми в использовании являются интегральные микросхемы.

Внешний вид и схема подключения микросхемы – стабилизатора 12 В

Такие готовые стабилизаторы очень удобны для питания светодиодов как в автомобилях, так и в системах освещения. При питании от сети 220 вольт необходим понижающий трансформатор с выпрямителем, подключаемый к входу. Поскольку во многих случаях параметры нагрузки весьма специфичны, делаются специальные стабилизаторы напряжения и тока. Они могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме. Но это уже совсем другая история…

Схема стабилизатора напряжения: 12в — 220в своими руками

В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение. В случае необходимости выполняется обратное действие – на уменьшение.

Данный принцип работы лежит в основе автоматического управления всеми известными устройствами и системами. Точно так же действуют и стабилизаторы напряжения, несмотря на разнообразие схем и элементов, используемых для их создания.

Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

При идеальной работе электрических сетей, значение напряжения должно изменяться не более чем на 10% от номинала в сторону увеличения или уменьшения. Однако на практике перепады напряжения достигают гораздо больших значений, что крайне отрицательно сказывается на электрооборудовании, вплоть до его выхода из строя.

Защититься от подобных неприятностей поможет специальное стабилизирующее оборудование. Однако из-за высокой стоимости, его применение в бытовых условиях во многих случаях экономически невыгодно. Наилучшим выходом из положения становится самодельный стабилизатор напряжения 220в, схема которого достаточно простая и недорогая.

За основу можно взять промышленную конструкцию, чтобы выяснить, из каких деталей она состоит. В состав каждого стабилизатора входят трансформатор, резисторы, конденсаторы, соединительные и подключающие кабели. Самым простым считается стабилизатор переменного напряжения, схема которого действует по принципу реостата, повышая или понижая сопротивление в соответствии с силой тока. В современных моделях дополнительно присутствует множество других функций, обеспечивающих защиту бытовой техники от скачков напряжения.

Среди самодельных конструкций наиболее эффективными считаются симисторные устройства, поэтому в качестве примера будет рассматриваться именно эта модель. Выравнивание тока этим прибором будет возможно при входном напряжении в диапазоне 130-270 вольт. Перед началом сборки необходимо приобрести определенный набор элементов и комплектующих. Он состоит из блока питания, выпрямителя, контроллера, компаратора, усилителей, светодиодов, автотрансформатора, узла задержки включения нагрузки, оптронных ключей, выключателя-предохранителя. Основными рабочими инструментами служат пинцет и паяльник.

Для сборки стабилизатора на 220 вольт в первую очередь потребуется печатная плата размером 11,5х9,0 см, которую нужно заранее подготовить. В качестве материала рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Схема размещения деталей распечатывается на принтере и переносится на плату с помощью утюга.

Трансформаторы для схемы можно взять уже готовые или собрать самостоятельно. Готовые трансформаторы должны иметь марку ТПК-2-2 12В и соединяться последовательно между собой. Для создания первого трансформатора своими руками потребуется магнитопровод сечением 1,87 см² и 3 кабеля ПЭВ-2. Первый кабель применяется в одной обмотке. Его диаметр составит 0,064 мм, а количество витков – 8669. Оставшиеся провода используются в других обмотках. Их диаметр будет уже 0,185 мм, а число витков составит 522.

Второй трансформатор изготавливается на основе тороидального магнитопровода. Его обмотка выполняется из такого же провода, как и в первом случае, но количество витков будет другим и составит 455. Во втором устройстве делаются отводы в количестве семи. Первые три изготавливаются из провода диаметром 3 мм, а остальные из шин, сечением 18 мм². За счет этого предотвращается нагрев трансформатора во время работы.

Все остальные комплектующие рекомендуется приобретать в готовом виде, в специализированных магазинах. Основой сборки является принципиальная схема стабилизатора напряжения, заводского изготовления. Вначале устанавливается микросхема, выполняющая функцию контроллера для теплоотвода. Для ее изготовления используется алюминиевая пластина площадью свыше 15 см². На эту же плату производится монтаж симисторов. Теплоотвод, предназначенный для монтажа, должен быть с охлаждающей поверхностью.

После этого сюда же устанавливаются светодиоды в соответствии со схемой или со стороны печатных проводников. Собранная таким образом конструкция, не может сравниваться с заводскими моделями ни по надежности, ни по качеству работы. Такие стабилизаторы используются с бытовыми приборами, не требующими точных параметров тока и напряжения.

Схемы стабилизаторов напряжения на транзисторах

Качественные трансформаторы, применяемые в электрической цепи, эффективно справляются даже с большими помехами. Они надежно защищают бытовую технику и оборудование, установленные в доме. Настроенная система фильтрации позволяет бороться с любыми скачками напряжения. За счет контроля над напряжением происходят изменения величины тока. Предельная частота на входе увеличивается, а на выходе – уменьшается. Таким образом, ток в цепи преобразуется в течение двух этапов.

В начале на входе задействуют транзистор с фильтром. Далее происходит включение в работу диодного моста. Для завершения преобразования тока в схеме применяется усилитель, чаще всего устанавливаемый между резисторами. За счет этого в устройстве поддерживается необходимый уровень температуры.

Схема выпрямления действует следующим образом. Выпрямление переменного напряжения с вторичной обмотки трансформатора происходит с помощью диодного моста (VD1-VD4). Сглаживание напряжения выполняет конденсатор С1, после чего оно попадает в систему компенсационного стабилизатора. Действие резистора R1 задает стабилизирующий ток на стабилитроне VD5. Резистор R2 является нагрузочным. При участии конденсаторов С2 и С3 происходит фильтрация питающего напряжения.

Значение выходного напряжения стабилизатора будет зависеть от элементов VD5 и R1 для выбора которых существует специальная таблица. Транзистор VT1 устанавливается на радиаторе, у которого площадь охлаждающей поверхности должна быть не менее 50 см2. Отечественный транзистор КТ829А может быть заменен зарубежным аналогом BDX53 от компании Моторола. Остальные элементы имеют маркировку: конденсаторы – К50-35, резисторы – МЛТ-0,5.

Схема линейного стабилизатора напряжения 12в

В линейных стабилизаторах используются микросхемы КРЕН, а также LM7805, LM1117 и LM350. Следует отметить, что символика КРЕН не является аббревиатурой. Это сокращение полного названия микросхемы стабилизатора, обозначаемой как КР142ЕН5А. Таким же образом обозначаются и другие микросхемы этого типа. После сокращения такое название выглядит по-другому – КРЕН142.

Линейные стабилизаторы или стабилизаторы напряжения постоянного тока схемы получили наибольшее распространение. Их единственным недостатком считается невозможность работы при напряжении, которое будет ниже заявленного выходного напряжения.

Например, если на выходе LM7805 нужно получить напряжение в 5 вольт, то входное напряжение должно быть, как минимум 6,5 вольт. При подаче на вход менее 6,5В, наступит так называемая просадка напряжения, и на выходе уже не будет заявленных 5-ти вольт. Кроме того, линейные стабилизаторы очень сильно нагреваются под нагрузкой. Это свойство лежит в основе принципа их работы. То есть, напряжение, выше стабилизируемого, преобразуется в тепло. Например, при подаче на вход микросхемы LM7805 напряжения 12В, то в этом случае 7 из них уйдут для нагрева корпуса, и лишь необходимые 5В поступят потребителю. В процессе трансформации происходит настолько сильный нагрев, что данная микросхема просто сгорит при отсутствии охлаждающего радиатора.

Регулируемый стабилизатор напряжения схема

Нередко возникают ситуации, когда напряжение, выдаваемое стабилизатором, необходимо отрегулировать. На рисунке представлена простая схема регулируемого стабилизатора напряжения и тока, позволяющая не только стабилизировать, но и регулировать напряжение. Ее можно легко собрать даже при наличии лишь первоначальных познаний в электронике. Например, входное напряжение составляет 50В, а на выходе получается любое значение, в пределах 27 вольт.

В качестве основной детали стабилизатора используется полевой транзистор IRLZ24/32/44 и другие аналогичные модели. Данные транзисторы оборудуются тремя выводами – стоком, истоком и затвором. Структура каждого из них состоит из металла-диэлектрика (диоксида кремния) – полупроводника. В корпусе расположена микросхема-стабилизатор TL431, с помощью которой и настраивается выходное электрическое напряжение. Сам транзистор может оставаться на радиаторе и соединяться с платой проводниками.

Данная схема может работать с входным напряжением в диапазоне от 6 до 50В. Выходное напряжение получается в пределах от 3 до 27В и может быть отрегулировано с помощью подстрочного резистора. В зависимости от конструкции радиатора, выходной ток достигает 10А. Емкость сглаживающих конденсаторов С1 и С2 составляет 10-22 мкФ, а С3 – 4,7 мкФ. Схема сможет работать и без них, однако качество стабилизации будет снижено. Электролитические конденсаторы на входе и выходе рассчитываются примерно на 50В. Мощность, рассеиваемая таким стабилизатором, не превышает 50 Вт.

Схема симисторного стабилизатора напряжения 220в

Симисторные стабилизаторы работают по аналогии с релейными устройствами. Существенным отличием является наличие узла, переключающего обмотки трансформатора. Вместо реле используются мощные симисторы, работающие под управлением контроллеров.

Управление обмотками с помощью симисторов – бесконтактное, поэтому при переключениях нет характерных щелчков. Для намотки автотрансформатора используется медный провод. Симисторные стабилизаторы могут работать при пониженном напряжении от 90 вольт и высоком – до 300 вольт. Регулировка напряжения осуществляется с точностью до 2%, отчего лампы совершенно не моргают. Однако во время переключений возникает ЭДС самоиндукции, как и в релейных устройствах.

Симисторные ключи обладают повышенной чувствительностью к перегрузкам, в связи с чем они должны иметь запас по мощности. Данный тип стабилизаторов отличается очень сложным температурным режимом. Поэтому установка симисторов осуществляется на радиаторы с принудительным вентиляторным охлаждением. Точно так же работает схема тиристорного стабилизатора напряжения 220В своими руками.

Существуют устройства с повышенной точностью, работающие по двухступенчатой системе. На первой ступени выполняется грубая регулировка выходного напряжения, а на второй ступени этот процесс осуществляется значительно точнее. Таким образом, управление двумя ступенями выполняется с помощью одного контроллера, что фактически означает наличие двух стабилизаторов в едином корпусе. Обе ступени имеют обмотки, намотанные в общем трансформаторе. При наличии 12 ключей, эти две ступени позволяют регулировать выходное напряжение в 36 уровнях, чем и обеспечивается его высокая точность.

Стабилизатор напряжения с защитой по току схема

Данные устройства обеспечивают питание преимущественно для низковольтных устройств. Такой стабилизатор тока и напряжения схема отличается простотой конструкции, доступной элементной базой, возможностью плавных регулировок не только выходного напряжения, но и тока, при котором срабатывает защита. Основой схемы является параллельный стабилизатор или регулируемый стабилитрон, а также биполярный транзистор с высокой мощностью. С помощью так называемого измерительного резистора контролируется ток, потребляемый нагрузкой.

Иногда на выходе стабилизатора возникает короткое замыкание или ток нагрузки превышает установленное значение. В этом случае на резисторе R2 падает напряжение, а транзистор VT2 открывается. Происходит и одновременное открытие транзистора VT3, шунтирующего источник опорного напряжения. В результате, значение выходного напряжения снижается практически до нулевого уровня, и регулирующий транзистор оказывается защищенным от перегрузок по току. Для того чтобы установить точный порог срабатывания токовой защиты, применяется подстроечный резистор R3, включаемый параллельно с резистором R2. Красный цвет светодиода LED1 указывает на срабатывание защиты, а зеленый LED2 – на выходное напряжение.

После правильно выполненной сборки схемы мощных стабилизаторов напряжения сразу же включаются в работу, достаточно всего лишь выставить необходимое значение выходного напряжения. После загрузки устройства реостатом выставляется ток, при котором срабатывает защита. Если защита должна срабатывать при меньшем токе, для этого необходимо увеличить номинал резистора R2. Например, при R2 равном 0,1 Ом, минимальный ток срабатывания защиты будет составлять около 8А. Если же нужно, наоборот, увеличить ток нагрузки, следует параллельно включить два и более транзисторов, в эмиттерах которых имеются выравнивающие резисторы.

Схема релейного стабилизатора напряжения 220

С помощью релейного стабилизатора обеспечивается надежная защита приборов и других электронных устройств, для которых стандартный уровень напряжения составляет 220В. Данный стабилизатор напряжения 220В, схема которого всем известна. Пользуется широкой популярностью, благодаря простоте своей конструкции.

Для того чтобы правильно эксплуатировать это устройство, необходимо изучить его устройство и принцип действия. Каждый релейный стабилизатор состоит из автоматического трансформатора и электронной схемы, управляющей его работой. Кроме того, имеется реле, помещенное в надежный корпус.  Данный прибор относится к категории вольтодобавочных, то есть с его помощью лишь добавляется ток в случае низкого напряжения.

Добавление необходимого количества вольт осуществляется путем подключения обмотки трансформатора. Обычно для работы используется 4 обмотки. В случае слишком высокого тока в электрической сети, трансформатор автоматически уменьшает напряжение до нужного значения. Конструкция может быть дополнена и другими элементами, например, дисплеем.

Таким образом, релейный стабилизатор напряжения имеет очень простой принцип работы. Ток измеряется электронной схемой, затем, после получения результатов, он сравнивается с выходным током. Полученная разница в напряжении регулируется самостоятельно путем подбора необходимой обмотки. Далее, подключается реле и напряжение выходит на необходимый уровень.

Стабилизатор напряжения и тока на LM2576

Стабилизаторы напряжения или как получить 3,3 вольта

 

Исходные данные:  мотор-редуктор рабочее напряжение у которого 5 Вольт при токе 1 А и микроконтроллер ESP-8266 с чувствительным на изменение рабочим напряжением питания 3,3 Вольт и с пиковым током до 600 миллиампер. Все это необходимо учесть и запитать от одной аккумуляторной литий-ионной батареи 18650 напряжением 2,8 -4,2 Вольт.

Собираем схему приведенную ниже:  аккумулятор литий-ионный 18650 напряжением 2,8 — 4,2 Вольт без внутренней схемы зарядного устройства  -> присоединяем  модуль на микросхеме TP4056 предназначенный для зарядки литий-ионных аккумуляторов с функцией ограничения разряда аккумулятора до 2,8 Вольт и защитой от короткого замыкания (не забываем что этот модуль запускается при включенном аккумуляторе и кратковременной подачи питания 5 Вольт на вход модуля от USB зарядного устройства, это позволяет не использовать выключатель питания, ток разряда в ждущем режиме не очень большой и при долгом не использования всего устройства оно само выключиться при падении напряжения на аккумуляторе ниже 2,8 Вольт)

К модулю TP4056  подключаем модуль на микросхеме  MT3608  — повышающий DC-DC (постоянного в постоянный ток) стабилизатор и преобразователь напряжения с 2,8 -4,2 Вольт аккумулятора до стабильных 5 Вольт 2 Ампера — питания мотор-редуктора.

Параллельно к выходу модуля MT3608 подключаем понижающий DC-DC стабилизатор-преобразователь на микросхеме MP1584 EN предназначенный для стабильного питания 3,3 Вольта 1 Ампер микропроцессора ESP8266.

Стабильная работа ESP8266 очень зависит от стабильности напряжения питания. Перед подключением последовательно модулей DC-DC стабилизаторов-преобразователей не забудьте настроить переменными сопротивлениями нужное напряжение, поставьте конденсатор параллельно клеммам мотор-редуктора что бы тот не создавал высокочастотных помех работе микропроцессору ESP8266.

 

Как видим из показаний мультиметра при присоединении мотор-редуктора напряжение питания микроконтроллера ESP8266 НЕ ИЗМЕНИЛОСЬ!

 

Небольшой обзор стабилизаторов напряжения и тока


Зачем нужен СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ. Как использовать стабилизаторы напряжения

Знакомство со стабилитронами, расчет параметрического стабилизатора; использование интегральных стабилизаторов; конструкция простого тестера стабилитронов и другое.AMS1117 Технический паспорт

Наименование RT9013
Richtek технологии 
Описание Стабилизатор-преобразователь на нагрузку с током потребления 500мА, с малым падением напряжения, низким уровенем собственных шумов, сверхбыстродействующий, с защитой выхода по току и от короткого замыкания, CMOS LDO.  
RT9013 PDF Технический паспорт (datasheet) :

 

*Описание MP1584EN

**Приобрести можно в магазине Your  Cee

MP2307N

*Приобрести можно в магазине Your  Cee

Наименование LM2596
Во-первых компонентов Международной 
Описание Простой понижающий стабилизатор-преобразователь питания 3A с внутренней частотой 150 кГц 
LM2596 Технический паспорт PDF (datasheet) :
Наименование MC34063A
Крыло Шинг International Group 
Описание DC-DC управляемый преобразователь
MC34063A Технический паспорт PDF (datasheet) :
ОПИСАНИЕ
MC34063A представляет собой монолитную схему управления , содержащую основные функции , необходимые для преобразователей постоянного тока в постоянный ток.
ОСОБЕННОСТИ
Работа от  0.3 Вольт до 40Вольт.
Низкое потребление в режиме ожидания.
Выходная защита по току до 1.5A.
Регулируемая рабочая частота до 42kHz.
Точность 2% от заданного значения.Применение: DC-DC преобразователь

 

Наименование XL6009
XLSEMI 
Описание 4A, 400kHz, входное напряжение 5~32V / выходное напряжение 5~35V, коммутируемый повышающий преобразователь DC / DC
XL6009 Технический паспорт PDF (datasheet) :

Готовый модуль повышающего преобразователя напряжения XL6009

 

Общее описание
XL6009 является повышающим преобразователем постоянного в постоянный ток с широким диапазоном входного напряжением,  который способен генерировать положительное или отрицательное выходное напряжение. Повышающий DC / DC конвертер  XL6009 служит для поднятия напряжения. Используется при подаче питания к ESP8266, Arduino и других микроконтроллеров от аккумулятора или блока питания с низким напряжением. А также для питания подключенных сенсорных и исполнительных модулей  к ESP8266, Arduino и другим микроконтроллерам  работающих от напряжения  выше 3.3 Вольт прямо от источника питания самого контроллера.Характеристики:
  • Входное напряжение 5~32V
  • Выходное напряжение 5~35V
  • Входной ток 4А (макс), 18мА без нагрузки
  • Конверсионная эфективность более 94%
  • Частота 400кГц
  • Габариты 43x14x21мм

Таблица характеристик при различных напряжениях:

Входное, V Выходное, V сила тока, A мощность,Вт
5 12 0,8 9,6
7,4 12 1,5 18
12 15 2 30
12 16 2 32
12 18 1,6 28,8
12 19 1,5 28,5
12 24 1 24
3 12 0,4 4,8

 

Повышающий преобразователь напряжения XL6009 (Видео)

http://dwiglo.ru/mp2307dn-PDF.html

Китайские стабилизаторы для самоделкиных. Часть 1.

Китайские стабилизаторы для самоделкиных. Часть 2.

Китайские стабилизаторы для самоделкиных. Часть 3.

 

 

Электроника 102 — Урок 4

На предыдущем уроке мы улучшили усилитель, смоделировали его и продемонстрировали производительность с использованием SPICE.

В этом уроке мы собираемся разработать регулятор напряжения — сердце любого источника питания.

Потребность в регуляторах напряжения

Назначение регуляторов напряжения — обеспечить стабильное напряжение питания в цепях. вы проектируете.

Это самые распространенные схемы (каждая электронная система, независимо от ее функции, есть хотя бы один), и все же ими часто пренебрегают из-за их утилитарности природа.

Нам нужны регуляторы напряжения, потому что источники первичного питания (например, обычные батареи, или напряжение переменного тока, которое мы получаем от сетевой розетки) обычно не очень стабильны или нестабильны достаточно, чтобы гарантировать, что наши схемы работают в пределах своих спецификаций.

Например, напряжение, которое мы получаем от автомобильного аккумулятора, может варьироваться от 14,4 В. когда двигатель работает и генератор заряжает аккумулятор, и при низком уровне 8 или 9 В при запуске двигателя холодным утром.Потому что может быть положительный или отрицательные всплески, наложенные на напряжение батареи из-за другого оборудования, большинство автомобильное оборудование рассчитано на работу с напряжением до 16 В. Внутри некоторых цепей для правильной работы требуется стабильное напряжение, например микропроцессор, используемый для управления магнитолой. Большинство микропроцессоров работают от источника питания 3 В или 5 В, которое должно регулироваться с точностью до доли вольт. Например, многие микросхемы, рассчитанные на работу от номинального напряжения 5 В. требуется, чтобы напряжение оставалось в пределах 4.5 и 5,5 Вольт.

Опорное напряжение

Для работы регуляторам напряжения требуется ссылка. Опорное напряжение — это часть или цепь, обеспечивающая стабильное напряжение при выходе за пределы параметров, таких как напряжение питания или температура меняется.

Наиболее распространенным источником опорного напряжения является стабилитрон ([1]). Стабилитрон — это диод, в котором наблюдается лавинный обратный пробой. оптимизированы и количественно определены таким образом, чтобы диод мог безопасно работать в этой области.

Мы можем использовать SwitcherCAD, чтобы проиллюстрировать поведение стабилитрона.


<Зинер-1.png>

Эта простая схема будет использоваться для демонстрации еще одной функции программного обеспечения SPICE. Мы попросим программу развернуть напряжение от источника V1 и построить график напряжения на стабилитрон в результате.

Создайте схему сейчас, вам не нужно пока вводить какое-либо значение в Source V1. Не беспокойтесь о.Заявление постоянного тока в нижней части схемы, это просто строка текста, которую я поместил туда для справки. Когда вы закончите создание схемы, нажмите Simulate-> Edit Simulation Cmd. затем выберите «Развертка по постоянному току».

Введите следующие значения:

  • Название 1-го источника для проверки: V1
  • Тип развертки: линейный
  • Начальное значение: -4
  • Стоп-значение: 16
  • Приращение: 0,1
Нажмите «ОК», затем «Выполнить» и выберите «V (вывод)» в окне графика.

У вас должен получиться такой сюжет:


<Зинер-2.png>

Мы можем заметить, что в диапазоне от -0,5 до примерно 6 В выходной сигнал напряжение следует за входным напряжением. Ниже этого стабилитрон становится прямым. смещен, а напряжение на нем составляет от -0,5 до -0,6 В, просто вроде штатный диод.

При напряжениях источника выше примерно 6 В стабилитрон начинает проводить ток и напряжение на нем составляют около 6.2 В, что является номинальным Напряжение стабилитрона для этой части.

Область отрицательного напряжения интересна тем, что показывает, что Стабилитрон похож на настоящий диод, когда он смещен в прямом направлении. Однако мы не собираемся использовать стабилитрон в этой области.

Самая интересная часть — это область обратного смещения (когда напряжения от V1 равны положительный). Эффект Зенера обеспечивает напряжение около 6,2 В, что вполне достаточно. стабильно по сравнению с напряжением источника.

Чтобы выяснить, насколько стабильна, давайте повторно запустим симуляцию, но с разверткой исходного кода. между 8 и 18 В.


<Зинер-3.png>

Изменение выходного напряжения по сравнению с изменением входного напряжения, которое вызвало он называется Line Rules .

Регулировка линии = дельта (В

на выходе ) / дельта (В на выходе )

В этом случае изменение выходного напряжения при вводе изменение напряжения с 14 до 16 В (изменение на 2 В) составляет 20 мВ, поэтому Стабилизация линии между 14 и 16 В составляет 1%.

Если бы мы заменили источник V1 автомобильным аккумулятором, мы бы ожидайте, что регулируемое напряжение стабилитрона будет варьироваться от 6,24 до 6,38 В, в то время как напряжение батареи изменяется с 8 до 16 В, что является значительным улучшением.

Давайте посмотрим, как влияет температура, добавив оператор .STEP к моделирование.

Щелкните значок текста и введите в текстовое поле следующее: «.STEP TEMP LIST 0 25 50», затем нажмите «Директива», «ОК» и запустите снова симуляция.


<Зинер-4.png>

Теперь общее изменение составляет от 6,24 до 6,39 Вольт, все еще отлично.

Шунтирующие регуляторы

Этот тип схемы называется шунтирующим регулятором , потому что регулирующая элемент находится параллельно (а не последовательно) с нагрузкой. Пока наши схема не показывает нагрузку (пока), нагрузка запитана от любой цепи от регулируемого напряжения, поэтому они будут подключены параллельно с стабилитроном.

Особенность шунтирующего регулятора, которая может быть как преимуществом, так и неудобством. в зависимости от того, где и как используется схема, шунтирующий регулятор тянет постоянный ток от источника. Ток, взятый из источника, является ток, протекающий через последовательный резистор. Поскольку текущий ток через последовательный резистор зависит только от напряжения источника, Напряжение стабилитрона и номинал резистора постоянны до тех пор, пока напряжение источника постоянно и не зависит от тока нагрузки.

Преимущество заключается в том, что ток источника не зависит от тока нагрузки.

Недостатком является то, что КПД схемы очень низок при малые токи нагрузки, поэтому схема не оптимизирована для работы от батареи.

Трудно представить более простую схему, она состоит всего из двух основных компонентов.

С другой стороны, доступный ток ограничен. Посмотрим, какой ток мы можем получить от этой схемы.

Расчет максимального тока нагрузки

В этой модифицированной схеме я добавил резистор R2, чтобы представить схему, которая будет используйте опорное напряжение. Резистор пока не имеет значения, он нужен для пояснения сути. Этот резистор составляет нагрузку и потребляет определенный ток. Нам нужно убедиться, что регулятор может обеспечивать ток, необходимый для цепи. представлен резистором R2.


<Зенера-5.png >>

Ток, проходящий через D1 и R2, должен исходить от резистора R1, поэтому ток ток через R1 будет делиться между R2 и стабилитроном.

Я

R1 = Я D1 + Я R2 В нашей примерной схеме, когда напряжение источника равно 12 В, напряжение на стабилитроне равно 6,34 В, поэтому напряжение на резисторе R1 составляет 5,66 В, поэтому ток в резисторе будет 5,66 / 1000 или 5,66 мА.

По мере уменьшения значения R2 ток через него будет увеличиваться, а ток через D1 уменьшится на такую ​​же величину.

Если ток нагрузки (ток через R2) приближается к 5,66 мА, стабилитрон будет голодать (ток через него будет очень низким или нулевым), и он не будет делать свое работа по регулированию напряжения. Давайте узнаем, сколько тока мы можем пропустить D1, посмотрев на спецификацию.

Чтобы просмотреть весь документ, нажмите на картинку.


Из раздела «Максимальные характеристики» спецификации видно, что максимальная мощность рассеивание при использовании обычных материалов для печатных плат, таких как FR-4, и при температуре окружающей среды 25 ° C составляет 225 мВт. Нам известно напряжение стабилитрона, поэтому легко вычислить, какой ток мы можем приложить к детали.

I

макс. = P макс. / V стабилитрон В этом случае максимальный ток равен 0.225 / 6,2 = 0,036 А или 36 мА.

Если вы прочитаете примечания в листе технических данных, вы увидите, что 225 мВт — это Абсолютный максимальный рейтинг при температуре окружающей среды 25 ° C. В техническом паспорте также указаны вы можете определить тепловое сопротивление и номинальные характеристики для температур выше 25 градусов.

Не вдаваясь в детали этих расчетов прямо сейчас, хороший практика проектирования заключается в ограничении максимального тока в нашей цепи до не более более 50% от абсолютного максимума рейтинга.Это 18 мА.

Если наша схема такова, что ток нагрузки может изменяться от нуля до некоторого значения, мы должны убедиться, что через R1 проходит не более 18 мА.

При выбранном нами (несколько произвольно) значении R1 мы достигнем 18 мА. когда напряжение от V1 составляет 6,2 + (1000 * 0,018) = 24,2 В, где 6,2 — это номинальное напряжение стабилитрона, а (1000 * 0,018) — это напряжение, которое нам нужно приложить через R1, чтобы через него протекал ток 18 мА.Итак, похоже, что у нас есть довольно большой запас прочности относительно максимальной рассеиваемой мощности в стабилитроне.

Теперь нам нужно подумать, что происходит при минимальном напряжении питания. На примере автомагнитолы минимальное напряжение от аккумулятора может быть всего 8 В. При напряжении питания 8 В ток через R1 будет Только:

I

R1 = (V источник — V стабилитрон ) / R1 Это равняется 1.8 мА.

Итак, если эта схема использовалась в автомобильном радиоприемнике для обеспечения регулируемого напряжения 6,2 В некоторые чувствительные схемы, мы можем потреблять до 1,8 мА без потери регулирования, и не рискуя взорвать стабилитрон при максимальном напряжении батареи.

На практике, точно так же, как мы снижали максимальный ток, мы не хотели бы полностью заморозить стабилитрон и убедиться, что напряжение остается в норме, мы должны поддерживать минимальный ток в стабилитроне.В таблице данных перечислены напряжение стабилитрона для 3 значений тока 1, 5 и 20 мА, так что пока оно допустимо интерполировать между данными значениями, менее рекомендуется используйте часть за пределами указанного диапазона значений, поэтому мы должны сохранить минимум 1 мА хоть стабилитрон, чтобы он работал нормально.

Это означает, что у нас есть доступный ток нагрузки до 0,8 мА.

Получение большей мощности с помощью регулятора прохода серии

Что делать, если 0.8 мА мало?

Что ж, мы могли либо:

  1. Уменьшите значение R1. Мы видели, что при текущем значении 1 кОм мы не сможем достичь безопасного максимального рассеивания мощности до тех пор, пока напряжение питания составляет 24,2 В. Мы можем уменьшить значение R1 так, чтобы максимальная безопасная мощность рассеяние достигается при 18 В, что является максимальным напряжением питания, которое мы нужно проектировать для.
  2. Переконструируйте схему, установив стабилитрон с более высокой номинальной мощностью (и уменьшите значение резистора R1, чтобы через него протекал больший ток), или
  3. Добавьте усилитель тока, используя один или несколько транзисторов.

Решение 1 легко реализовать и недорого, но оно не дает многого. улучшения. В этом случае максимальный ток стабилитрона 18 мА, это также максимально возможный ток нагрузки.

В общем, решение 2 не имеет особого смысла, потому что стабилитрон большей мощности их труднее достать, и цепь быстро потратит много энергии. В связи с тенденцией к оборудованию с батарейным питанием важно знать решения, которые не тратят впустую электроэнергию и не тратят минимум, необходимый для выполнения функции.

Решение 3 немного сложнее, но предлагает большую гибкость и больше эффективный.

Итак, попробуем решение 3.

Существует хорошо известная схема, выполняющая нужную нам функцию, поэтому без лишних слов, вот оно:


<Регулятор-1.png>

Вы должны сразу заметить пару вещей. У нас появился новый символ SPICE I1, который является текущим источником.Теперь вы знакомы с источником напряжения, например, V1 в этой схеме. Источник напряжения запрограммирован на напряжение и обеспечивает это напряжение независимо от того, какой ток нам нужен. Это красота SPICE, не имеющая ограничений реального железа 🙂

Точно так же источник тока будет генерировать любое напряжение, необходимое для количество тока, которое мы запросили.

Вы можете выбрать текущий источник из меню «Компонент», просто найдите и нажмите на «текущий».

Источники тока не так интуитивно понятны, как источники напряжения, поэтому не беспокойтесь если концепция кажется странной. Просто следите за тем, что мы будем делать с этим, и снова раз он станет вам знакомым.

Еще одна вещь, которую вы могли заметить, если действительно наблюдательны, — это то, что мы есть стабилитрон с каталожным номером BZX84C5V6L, которого не было в библиотеке.

Я смухлевал. Я хотел продемонстрировать известную схему, которая представляет собой стабилизатор на 5 В.Предыдущая схема представляла собой стабилизатор на 6,2 В, которого было достаточно для этой цели. упражнения, используется редко. 5 В — гораздо более распространенное напряжение, а Стабилитрон 5,6 В часто используется в схеме, подобной той, которую я только что описал. Но в библиотеке SwitcherCAD не было стабилитрона на 5,6 В.

Если вы обратитесь к спецификации Motorola (полный документ в формате pdf, а не выдержка выше), вы увидите, что некоторые номера деталей выделены жирным шрифтом. В примечании указано что эти номера деталей предпочтительнее , что означает, что они гораздо более вероятны быть в наличии.Часть 5,6 В выделена жирным шрифтом, поэтому разумно предположить, что она должна были в библиотеке. Учитывая, сколько мы заплатили за SwitcherCAD, мы Простите Linear Technology за то, что она не включила все возможные номера деталей.

Так как же мне получить стабилитрон 5,6 В в SwitcherCAD?

Я открыл файл библиотеки диодов, C: \ Program Files \ LTC \ SwCADIII \ lib \ cmp \ standard.dio в текстовом редакторе и добавил BZX84C5V6L следующим образом:

.модель BZX84C5V6L D (Is = 1,66n Rs = 0,5 Cjo = 205p nbv = 3 bv = 5,6 Ibv = 1 м Vpk = 5,6 mfg = Тип двигателя = стабилитрон)
 
Вы можете вырезать и вставить всю строку. Я поместил его прямо над частью BZX84C6V2L в файле. Обратите внимание, что эта модель, вероятно, не так хороша, как другие. Это подходит для приведенный ниже пример, но он может не подходить для более сложного моделирования. Поэтому, когда вы закончите курс, вы можете удалить модель из библиотеки.

Мне пришлось закрыть и снова открыть SwitcherCAD, потому что программа явно читает библиотеки. при запуске программы и после того, как я изменил файл, она не перезагружала его автоматически.

Хорошо, хватит библиотеки SwitcherCAD, транзистор, который мы добавили к шунтирующему стабилизатору, в конфигурации, известной как Emitter-Follower . Это означает, что напряжение на эмиттер следует за напряжением на базе (с небольшим смещением обычно от 0,6 до 0,7 В). Коэффициент усиления по напряжению такой схемы чуть меньше 1.

Таким образом, если напряжение базы поддерживается на уровне 5,6 В, напряжение на эмиттере будет быть примерно от 4,9 до 5.0 Вольт.

Прежде чем двигаться дальше, убедитесь, что вы запрограммировали V1 как источник напряжения 12 В.

Чтобы сделать симуляцию более интересной, мы проведем развертку постоянного тока по току.

Нажмите Simulate-> Edit Simulation Cmd и выберите DC sweep . Введите значения следующим образом:

  • Название 1-го источника для проверки: I1
  • Тип развертки: линейный
  • Начальное значение: 0
  • Стоп-значение 0.1
  • Приращение: 0,001
Нажмите OK, затем нажмите кнопку «Выполнить», чтобы начать моделирование. Выберите V (выход). У вас должно получиться что-то вроде этого:


<Регулятор-2.png >>

Изменение выходного напряжения по сравнению с изменением выходного тока, вызвавшего это называется Правила нагрузки . Обычно измеряется, когда выходной ток изменяется в определенном указанном диапазоне, например, от 50% до 100%.

Регулировка нагрузки выражается в процентах от выходного напряжения или в абсолютном значении.

Если мы выразим это как изменение напряжения по сравнению с изменением тока, которое вызвало он будет называться Выходное сопротивление , поскольку значение сопротивления равно равным отношению напряжения на нем к проходящему через него току.

Регулировка нагрузки = Дельта (В

на выходе ) / Среднее В на выходе

Выходное сопротивление = Дельта (В

на выходе ) / Дельта (I на выходе ) В этом случае изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 50 до 100 мА составляет 40 мВ, поэтому выходное сопротивление равно.04 / 0,05 = 0,8 Ом для изменения тока нагрузки на 50%.

Регулировка нагрузки составляет 0,04 / 4,92 = 0,81%.

Обратите внимание, как напряжение быстро нарастает при малых токах (ниже нескольких мА). Это связано с тем, что при очень малом токе нагрузки базовый ток, который равен = ток нагрузки / Hfe, настолько мал, что базовое напряжение необходимое для его создания становится очень маленьким, намного ниже типичного От 0,6 до 0,7 В.

Я добавил резистор R2 (100 кОм), чтобы обеспечить минимальный ток нагрузки. а без этого резистора напряжение на свету увеличивалось бы еще больше. текущие значения I1.Например, вы можете попробовать поменять R2 на 1000k (1 мег-Ом).

На практике, если бы схема действительно должна была работать до такой низкой токи, было бы неплохо немного уменьшить значение R2 для уменьшения роста напряжения при малых нагрузках.

С другой стороны, обратите внимание, что эта схема теперь выдает 100 мА, пока поддержание регулирования между 4,85 и 5,05 В для токов примерно между 5 мА и 100 мА.

Это было бы идеально для работы с большинством микропроцессоров с питанием 5 В.

Подавление пульсации

Подавление пульсаций — еще одна мера способности регулятора отклонять Колебания сетевого напряжения. Тем не менее, линейное регулирование, определенное выше, измеряется при статических (медленно меняющихся) изменениях входного напряжения, где подавление пульсаций измеряется при быстро меняющемся входном напряжении, обычно при сетевой частоте (60 Гц) или это вторая гармоника (120 Гц).

Если бы мы использовали реальные инструменты, мы бы измерили отклонение пульсаций наложение небольшого переменного напряжения на входное постоянное напряжение, затем измерение амплитуда того же сигнала на выходе регулятора и вычислителя Соотношение. Например, мы можем подать пиковое напряжение 1 В переменного тока (2 В размах), потому что это хорошо в пределах диапазона регулирования регулятора и производит расчеты Полегче.

Мы можем использовать ту же технику со Spice, хотя Spice предлагает другой метод, который мы изучим на следующем уроке.Для удобства замерим подавление пульсаций на частоте 1 кГц.

Установите источник тока I1 на фиксированное значение 50 мА, установите источник напряжения V1 на быть источником SINE со смещением 12 В постоянного тока, амплитудой 1 В и частотой 1 кГц, тогда отредактируйте команду моделирования следующим образом:

  • Анализ переходных процессов
  • Время остановки: 5 мс
  • Время начала сохранения данных: 0
Затем вернитесь к схеме, щелкните директиву «; DC» и оставьте комментарий (это должен стать синим), запустите моделирование и отобразите выходное напряжение.

Вот график пульсаций на выходе (обратите внимание на шкалу напряжения):


<Регулятор-3.png

Это график, показывающий входное напряжение и выходное напряжение в одном масштабе, Так легче оценить уменьшение пульсации:


<Регулятор-4.png

График показывает, что при питании цепи от источника пульсации 2 В (размах) (мы устанавливаем источник на 12 В постоянного тока с наложенным на него пиковым сигналом 1 В, вы можете используйте курсор для проверки), он обеспечивает регулируемый выход с пульсацией около 30 мВ размах.

Упражнения

  1. Сколько тока мы можем потребить от регулятора, прежде чем регулирование станет действительно плохим? (вы можете использовать SwitcherCAD для экспериментов).
    Какие факторы ограничивают увеличение тока?
  2. Постройте напряжение на базе транзистора на том же графике, что и выходное напряжение, чтобы увидеть разницу. Объясните разницу.
  3. Вычислите коэффициент подавления пульсаций в дБ. Поскольку пульсация измеряется в Вольты, а не ватты, уравнение составляет 20 * log (V2 / V1).
  4. Постройте график изменения выходного напряжения при температуре 25, 50 и 75 градусов C.
Щелкните здесь, чтобы увидеть ответы.

Выводы этого урока

  • Установлено, что регуляторы напряжения являются необходимой частью большинства современные электронные схемы.
  • Для регуляторов напряжения требуется источник опорного напряжения, обычно стабилитрон.
  • Регуляторы напряжения характеризуются линейным регулированием и регулированием нагрузки, характеристики подавления пульсаций и температурной стабильности.
  • Мы узнали, как использовать SPICE для получения этих значений.

В следующих уроках мы усовершенствуем стабилизатор напряжения с каскадом усиления. отдельно от силового каскада.

Ссылки

  1. Стабилитрон
  2. .

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ — Генератор Ford 12 Вольт B- C0NF-10505-A, GR278

Обзор

DB Electric Voltage Regulators
DB Electrical обеспечивает движение транспортных средств любой формы и размера — от косилок, мотоциклов и квадроциклов до автомобилей, тракторов, пикапов и больших коммерческих грузовиков.Мы работаем напрямую с заводами, чтобы гарантировать, что каждый компонент произведен в соответствии с нашими строгими стандартами контроля качества, которые соответствуют подлинным спецификациям OEM. Но поскольку здесь нет посредников, мы можем предложить эти высококачественные электрические компоненты по низким прямым заводским ценам.

Назначение регулятора напряжения
Регулятор напряжения — это, казалось бы, простой компонент, но он выполняет одну из самых важных задач в электрической системе вашего автомобиля. Как следует из названия, регулятор напряжения поддерживает постоянный и управляемый выход напряжения, проходящего через систему.Когда генератор или генератор вырабатывает энергию, регулятор напряжения регулирует напряжение, которое поступает на аккумулятор. Если пропускать слишком большое напряжение, это может вызвать повреждение аккумулятора, системы электропроводки и других электрических аксессуаров.

С регуляторами напряжения DB Electrical вы получите…

  • Качество оригинального оборудования всегда — Наши регуляторы напряжения послепродажного обслуживания обеспечивают производительность, эквивалентную тем, которые производятся поставщиками оригинального оборудования.
  • Запасные части OEM с прямой установкой — Регуляторы напряжения DB Electric для вторичного рынка разработаны для идеальной установки, чтобы заменить тот, который изначально поставлялся с вашим автомобилем.
  • Превосходство, проверенное инженерами — Наши регуляторы напряжения проходят строгую программу испытаний для обеспечения оптимальной производительности.

Причины выбрать DB Electrical для следующего регулятора напряжения:

  • Материалы премиум-класса — Высокое качество обеспечивает исключительную производительность.
  • Долговременная надежность –Длительный срок службы для обеспечения лучшей работы электрической системы вашего автомобиля в течение длительного времени.
  • Совершенно новый — Никогда не соглашайтесь на подержанный отремонтированный.

Преимущества DB Electrical — 1 год гарантии
DB Electrical обеспечивает исключительную ценность для продуктов, за которыми мы работаем, благодаря нашей годовой гарантии полной уверенности. Да, у вас есть полный год, чтобы убедиться, что ваш стартер соответствует вашим ожиданиям.

Номер позиции: 231-14011

100% новая часть вторичного рынка от DB Electrical

Стабилизатор напряжения Windstream®, 12 В или 24 В |

Описание — Регулятор напряжения 461400 Windstream® представляет собой регулятор «последовательного» типа, который создает сопротивление между генератором и батареей, как только напряжение на клеммах батареи превышает заданный уровень (точка регулирования).

Он является эксклюзивным продуктом Windstream Power и находится в непрерывном производстве с конца 1970-х годов. За эти годы мы продали более 10 000 таких. Щелкните здесь, чтобы открыть страницу продукта для печати.

Характеристики :

Входное напряжение — максимум 50 В постоянного тока при менее 0,3 A

Выходное напряжение — номинальное 13,6 В без нагрузки

Выходной ток — 5 А при менее 17 В

Внутр. падение напряжения — чувствительно к нагрузке, 0.5-3 вольт

Размеры : длина 6 дюймов, ширина 4 дюйма и высота 3 дюйма Вес : 1 фунт, 11,8 унции

Наш регулятор напряжения разработан для регулирования выходного напряжения для защиты аккумуляторов 12 В или устройств в приложениях постоянного тока 12 В. Он принимает входное напряжение до 50 В постоянного тока и регулирует выходное напряжение так, чтобы оно не превышало 13,6 В ( ± ,5 В постоянного тока) и 5 ​​ампер макс. Доступны для 12В и 24В. (Если вам требуется регулировка напряжения для более высоких токов и напряжений, мы рекомендуем этот контроллер заряда — NC25A), который обычно используется в приложениях для зарядки аккумуляторов, где избыточное напряжение перенаправляется на другую нагрузку.

Тип цепи стабилизации напряжения представляет собой последовательный транзистор Дарлингтона с стабилитрономической стабилизацией, в котором избыточная мощность рассеивается в виде тепла. В обычном режиме работы, когда аккумулятор полностью заряжен, регулятор служит для ограничения максимального подаваемого напряжения. В этом режиме работы даже при высоком падении напряжения при низком токе выделяется очень мало тепла.

Монтаж : Регулятор напряжения 461400 прикреплен к алюминиевому радиатору с ребрами, который отводит тепло от самого регулятора.Важно, чтобы агрегат был установлен таким образом, чтобы обеспечить поток охлаждающего воздуха.

Регулятор не защищен от атмосферных воздействий. Если регулятор установлен на открытом воздухе и находится в кожухе, убедитесь, что предусмотрена соответствующая вентиляция или используется принудительная конвекция, например вентилятор. Рекомендуется выровнять ребра радиатора регулятора вертикально.

Электрические соединения — входные и выходные провода подключаются к двум барьерным полосам в верхней части корпуса регулятора.Подключите в соответствии с обозначениями полярности, указанными на корпусе. Желательно, чтобы провода заканчивались обжимными плоскими клеммами, но если такие клеммы отсутствуют, провода, если они скручены, следует скрутить и покрыть припоем, чтобы жилы проводов не соприкасались друг с другом.

Корпус регулятора не имеет электрического соединения и не требует заземления, но при желании может быть заземлен.

Предостережения — Рассеивание тепла — Регулятор сильно нагревается, если он будет работать с максимальными номинальными значениями, или если между входом и выходом будет большое падение напряжения.

Нагрузка — При отсутствии электрической нагрузки (разомкнутая цепь) некоторые генераторы могут вырабатывать напряжение более 50 вольт, а в некоторых приложениях могут привести к необратимому повреждению регулятора.

Запрещается подключать регулятор к розетке переменного тока 120 В.

Обратная полярность — Необходимо соблюдать правильную полярность (положительная к положительной, отрицательная к отрицательной), иначе это приведет к необратимому повреждению цепи.

Короткие замыкания — Если выход закорочен, и выходной ток превышает максимальные характеристики (5 ампер) более чем на несколько секунд, это приведет к необратимому повреждению цепи.

Максимальный ток составляет 5 ампер. — гарантия на этот продукт аннулируется в случае подачи чрезмерного тока или напряжения.

Простыми словами, подробнее о том, как работает этот регулятор напряжения.

В случае 12-вольтовой батареи напряжение холостого хода составляет около 13,6 В. Когда батарея становится полностью заряженной и больше не потребляет ток от генератора, напряжение генератора будет иметь тенденцию подниматься выше напряжения батареи при отсутствии нагрузки. напряжение соответствует оборотам, на которых генератор вращается в данный момент.

Основная функция регулятора напряжения — предотвратить перезарядку аккумулятора после того, как он полностью зарядится. Он также используется в приложениях с прямым напряжением 12 В постоянного тока, чтобы предотвратить повреждение устройств 12 В при повышенном напряжении.

Пример : батарея 12 В разряжена до 10 В. Когда генератор начнет вращаться, ничего не произойдет, пока частота вращения и соответствующее выходное напряжение не достигнут напряжения на клеммах аккумулятора 10 вольт. Никакой ток не может течь в батарею до тех пор, пока частота вращения генератора не станет достаточно высокой для выработки напряжения, достаточного для превышения напряжения батареи, прежде чем начнется зарядка.

Как только напряжение генератора превышает напряжение батареи, в батарею начинает течь ток. Чем быстрее вращается генератор, тем больше тока течет в батарею, но ее напряжение остается неизменным, чуть более 10 вольт для начала. Затем, когда батарея заряжается, напряжение на ее клеммах постепенно повышается, как и выходное напряжение — именно тогда регулирование напряжения становится критически важным для защиты батареи или устройства.

Напряжение генератора повышается вместе с аккумулятором, так как они напрямую соединены вместе, поэтому их напряжения не могут быть разными — но как только аккумулятор полностью заряжен — около 13.6-контактное напряжение для аккумулятора 12 В — он больше не может поглощать энергию , поэтому электрическая нагрузка на генератор исчезает . Когда это произойдет, если генератор продолжит вращаться, его выходное напряжение повысится до напряжения холостого хода при любых оборотах, на которых он работает, что вполне может составлять 30-40 вольт, что могло бы вызвать повреждение, если бы напряжение не было ограничено. регулятором.

Если вы можете контролировать напряжение батареи с помощью вольтметра, то вы можете просто отключить генератор от батареи, когда она полностью заряжена.Если вы не можете контролировать уровень заряда, рекомендуется иметь регулятор напряжения. В случае прямого применения постоянного тока, регулирование важно для предотвращения перенапряжения и необратимого повреждения устройства 12 В постоянного тока.

Примечание : Регулятор напряжения 461400 настроен на заводе на 13,6 В (выход). Внутри регулятора напряжения есть потенциометр, который при необходимости может сброситься на 13,6 В или ниже. Пожалуйста, свяжитесь с Windstream по телефону 802-425-3435, если вам требуется регулировка

.

Замечания по проектированию источника питания

: стабилизатор напряжения на стабилитроне

Лавинные эффекты и стабилитроны

При прямом смещении стабилитрон ведет себя как обычный кремниевый диод с PN переходом, позволяя току проходить от анода к катоду.Однако, в отличие от обычного диода, который блокирует ток при обратном смещении, при достижении определенного порога обратного напряжения стабилитрон начинает проводить ток, который течет в противоположном направлении.

Когда обратное напряжение, приложенное к стабилитрону, превышает предельное пороговое значение, типичное для компонента, в области обеднения полупроводников происходит процесс, известный как лавинный пробой, после чего диод генерирует ток, ограничивающий рост напряжения.Во время этого процесса электрические заряды генерируются в результате столкновения свободных электронов с соседними атомами с последующим выделением тепла и возможностью необратимого повреждения устройства.

Однако, если диод изготовлен с очень тонкой и сильно легированной обедненной областью, можно генерировать обратный ток как эффект создания в переходе электрического поля высокой интенсивности. Этот процесс (, рис. 1, ), известный как пробой стабилитрона, является обратимым и не повреждает диод.Точка на горизонтальной оси, начиная с которой напряжение на стабилитроне становится стабильным, соответствует так называемому напряжению стабилитрона (V Z ), значение которого может находиться в диапазоне от нескольких вольт до нескольких сотен вольт. Наклон кривой проводимости и минимальное значение обратного тока, от которого запускается процесс, можно тщательно контролировать с допуском менее 1% во время легирования и изготовления диодов.

Рисунок 1: Типичные ВАХ стабилитрона

Стабилитрон напряжения

Стабилитрон обеспечивает гораздо более высокий уровень стабилизации (источника питания), чем может быть достигнут с помощью схемы мостового выпрямителя и фильтрующего конденсатора.В частности, с помощью подходящего легирования полупроводников можно добиться практически вертикального наклона кривой пробоя стабилитрона , получая стабилизированное напряжение с незначительными и постоянными пульсациями при изменении входного напряжения. На рисунке 2 показана схема простейшего стабилизатора напряжения на основе стабилитрона. Был использован стабилитрон с В, Z = 12 В, , тогда как значение последовательного резистора R можно определить, как показано на рисунке, где В i — входное напряжение, В. o — стабилизированное выходное напряжение (12 В), а I L — ток, потребляемый нагрузкой.

Рисунок 2: Регулятор напряжения со стабилитроном

При отсутствии нагрузки I L = 0 , и весь ток цепи будет проходить через стабилитрон, который, в свою очередь, рассеивает свою максимальную мощность. Следовательно, необходимо тщательно выбирать, как указано, значение последовательного сопротивления, чтобы не превышать максимальную мощность, которую стабилитрон может выдержать без подключенной нагрузки. Эта схема, способная генерировать ток в несколько десятков миллиампер, часто используется для поляризации базы транзистора или в качестве входа в операционный усилитель, что позволяет получить более высокое значение тока. На рис. 3 показан транзисторный шунтирующий стабилизатор, способный увеличивать мощность, потребляемую нагрузкой. Выходное напряжение В O определяется по формуле: В O = В Z + V BE .

Рисунок 3: Шунтирующий стабилизатор со стабилитроном и транзистором

Стандартные напряжения стабилитрона

На рынке доступны стабилитроны с напряжением от чуть более 1 В до нескольких сотен вольт. Для каждого значения напряжения обычно доступно одно или несколько значений мощности в диапазоне от чуть менее 0.От 5 Вт до более 5 Вт. Среди наиболее распространенных семейств стабилитронов серия малых сигналов BZX55 с напряжением В Z от 2,4 В до 75 В и максимальной мощностью 500 мВт. Семейство силовых стабилитронов BZX85 также широко используется с напряжением В Z от 2,7 В до 100 В и максимальной мощностью 1300 мВт.

Стабилизатор напряжения серии

со стабилитроном

На рисунке 4 показан простейший пример последовательного стабилизатора с стабилитроном.Транзистор подключен как повторитель напряжения, и выходное напряжение примерно на 0,6–0,7 В ниже напряжения стабилитрона. Резистор R должен иметь такие размеры, чтобы стабилитрон был правильно поляризован, а базовый ток Q1 был достаточным для того, чтобы привести его в проводимость. Чтобы ток на стабилитроне не упал до значения, несовместимого с эффектом стабилитрона, маломощный транзистор 2N2222 можно заменить транзистором Дарлингтона.

Рисунок 4: Последовательный стабилизатор с стабилитроном и транзистором

Для получения дополнительной информации:

Силовая электроника играет все более важную роль на различных рынках, таких как автомобильный, промышленный и потребительский.Это также технология, позволяющая реализовать широкий спектр новых и улучшенных функций, которые повышают производительность, безопасность и функциональность автомобилей и интеллектуальных сетей. Сложные электрические и тепловые требования сильно влияют на конструкцию силовых электронных систем. Новости силовой электроники будут посвящены основным темам, таким как преобразователь мощности, управление движением, полупроводники и управление температурой. Электронная книга Power Electronics News — это интерактивный подход к информированию о последних технологиях, тенденциях и инновационных продуктах на определенных рынках.

Что такое регулятор напряжения? | EAGLE

Регуляторы

, монтаж:


Регулятор напряжения и как он защищает вашу схему

Будь то ваш автомобиль, ноутбук или смартфон, каждое электронное устройство нуждается в защите от скачков напряжения. В наши дни, когда устройства становятся плотнее, чем когда-либо, с такими чувствительными компонентами, как микропроцессоры и интегральные схемы (ИС), даже малейшее изменение напряжения может нанести ущерб вашей тщательно спроектированной схеме.Итак, что может сделать чувствительный компонент, когда он требует защиты? Ему нужен регулятор, чтобы поддерживать стабильное и плавное напряжение от входа к выходу.

Краткий обзор регуляторов напряжения

В мире электронных компонентов регулятор напряжения — один из наиболее широко используемых, но что делает эта ИС? Он обеспечивает схему с предсказуемым и фиксированным выходным напряжением в любое время, независимо от входного напряжения.

LM7805 — один из самых популярных линейных регуляторов напряжения.(Источник изображения)

Как регулятор напряжения решает эту задачу, в конечном итоге зависит от разработчика. Некоторое напряжение можно контролировать с помощью более простого стабилитрона, в то время как для других приложений требуется продвинутая топология линейных или импульсных стабилизаторов. В конце концов, у каждого регулятора напряжения есть первичная и вторичная цель:

.

Первичный: Для создания постоянного выходного напряжения цепи в ответ на изменения условий входного напряжения. У вас может быть 9 В на входе, но если вам нужно только 5 В на выходе, вам нужно будет понизить его (Бак) с помощью регулятора напряжения.

Вторичный : Регуляторы напряжения также служат для экранирования и защиты вашей электронной схемы от любого потенциального повреждения. Меньше всего вам нужно сжечь микроконтроллер, потому что он не справляется с скачком напряжения.

Когда дело доходит до добавления регулятора напряжения в вашу схему, вы обычно работаете с одним из двух типов — линейными регуляторами напряжения или импульсными регуляторами напряжения. Давайте посмотрим, как они работают.

Линейные регуляторы напряжения

Этот тип регулятора действует как делитель напряжения в вашей цепи и представляет собой тип регулятора, обычно используемый при разработке маломощных и недорогих приложений.С линейным регулятором вы получите преимущество силового транзистора (BJT или MOSFET), который играет роль переменного резистора, повышая и понижая выходное напряжение вашей схемы при изменении входного питания.

Независимо от того, какая нагрузка находится в вашей цепи, линейный регулятор напряжения всегда будет идти в ногу, чтобы обеспечить вам постоянное стабильное выходное напряжение. Например, трехконтактный линейный стабилизатор напряжения, такой как LM7805, обеспечивает постоянный выходной сигнал 5 вольт на 1 ампер, пока входное напряжение не превышает 36 вольт.

LM705 подключен последовательно для обеспечения стабильного выходного напряжения. (Источник изображения)

Обратной стороной этого типа регулятора в конечном итоге является принцип его работы. Поскольку он ведет себя как резистор для стабилизации напряжения, он в конечном итоге тратит массу энергии на преобразование тока сопротивления в тепло. Вот почему линейные регуляторы напряжения идеально подходят для приложений, в которых требования к мощности невысоки, а разница между входным и выходным напряжениями минимальна.Давайте сравним две разные ситуации регулирования напряжения, чтобы увидеть, как складывается линейный регулятор:

С входным источником 10 В, который понижается до 5 В с помощью LM7805, вы в конечном итоге потратите 5 Вт и получите только 50% эффективности от ваших усилий.

Возьмите тот же регулятор LM7805 и подайте на него входное напряжение 7 В, пониженное до 5 В, и в итоге вы потратите только 2 Вт и получите КПД 71%.

Как видите, чем ниже начальная потребляемая мощность, тем эффективнее может быть линейный стабилизатор напряжения.При работе с этими регуляторами в вашей собственной схеме вы обычно столкнетесь с двумя вариантами: последовательным или шунтирующим.

Регулятор напряжения серии

В этом стандартном стабилизаторе последовательно с нагрузкой установлен транзистор, управляемый стабилитроном. Здесь стабилизатор использует в качестве переменного элемента (в данном случае транзистор), плавно увеличивая или уменьшая сопротивление в зависимости от переменного входного напряжения, чтобы обеспечить стабильное и стабильное выходное напряжение.

Простая схема последовательного регулятора напряжения, обеспечивающая регулируемый выход постоянного тока.(Источник изображения)

Шунтирующий регулятор напряжения

Это приложение работает аналогично последовательному регулятору напряжения, но не подключено последовательно. Все избыточное напряжение по-прежнему отправляется на землю через тот же процесс переменного сопротивления, что снова приводит к потере энергии. Чаще всего шунтирующие регуляторы используются в:

  • Прецизионные ограничители тока
  • Контроль напряжения
  • Источники питания с регулируемым напряжением
  • Усилители ошибок
  • Цепи источника и потребителя тока
  • Импульсные источники питания с низким выходным напряжением

Шунтирующий регулятор напряжения не подключен последовательно, но по-прежнему посылает избыточный ток на землю.(Источник изображения)

В целом, если вы работаете с маломощным и недорогим приложением, в котором эффективность преобразования энергии не является основным приоритетом, то линейный стабилизатор напряжения будет вашим выбором. Вот некоторые окончательные преимущества и недостатки, о которых следует помнить перед выбором линейного регулятора для вашего следующего проекта:

Преимущества Недостатки
  • Имеет более низкие электромагнитные помехи и шум, чем импульсные регуляторы
  • Вариант с очень низким энергопотреблением, если разница между входным и выходным напряжением велика
  • Быстро реагирует на изменения нагрузки или сетевого напряжения
  • Часто требуется установка радиатора для рассеивания всей потраченной впустую энергии
  • Обеспечивает стабильное и стабильное низкое выходное напряжение, идеально подходит для приложений с низким энергопотреблением.
  • У вас нет возможности получить выходное напряжение выше входного

Импульсные регуляторы напряжения

Импульсные регуляторы

идеально подходят, когда у вас большая разница между входным и выходным напряжениями.По сравнению с линейными регуляторами напряжения переключение выигрывает в эффективности преобразования энергии. Однако вся эта дополнительная эффективность также делает вашу схему более сложной.

Вы обнаружите, что импульсные регуляторы имеют совершенно другую внутреннюю схему, в которой для регулирования напряжения используется управляемый переключатель. Вот почему он называется импульсным регулятором.

Как работает импульсный регулятор? Вместо того, чтобы постоянно сопротивляться входному напряжению и посылать его на землю в качестве стока, импульсные регуляторы вместо этого накапливают, а затем доставляют заряд меньшими частями к выходному напряжению на основе обратной связи.Подавая выходное напряжение обратно в переключатель, регулятор постоянно проверяет, нужно ли ему увеличивать или уменьшать синхронизацию порций напряжения для вывода.

Переключение регуляторов становится немного сложнее. (Источник изображения)

Импульсный стабилизатор поддерживает уровень заряда с помощью транзистора, который включается, когда для его накопителя требуется больше энергии, и выключается, когда он достигает желаемого выходного напряжения. Это помогает обеспечить гораздо более энергоэффективный метод управления уровнями выходного напряжения с помощью своего рода плотинной системы, которая не просто сопротивляется потоку входного напряжения, но вместо этого реагирует на изменения напряжения и включение / выключение как нужный.

Однако у этого процесса включения / выключения есть некоторые недостатки. Чем быстрее ваш импульсный регулятор переключается, тем больше времени он потратит на переход из проводящего в непроводящее состояние, что приводит к общему снижению эффективности преобразования. Вы также получите намного больше шума в своей цепи с импульсным стабилизатором, чем с линейным регулятором напряжения.

Однако, в отличие от линейных регуляторов напряжения, импульсные регуляторы намного более разнообразны в своих доступных приложениях.Эти регуляторы не просто понижают или повышают ваше напряжение, но также могут инвертировать его. Вот три метода, которыми известны импульсные регуляторы напряжения:

Boosting (Повышающий)

Этот метод обеспечивает более высокое регулируемое выходное напряжение за счет увеличения входного напряжения.

Эта схема увеличивает входное напряжение 5 В до 12 В на выходе. (Источник изображения)

Bucking (понижающий)

Этот метод обеспечивает более низкое регулируемое выходное напряжение на основе переменного входного напряжения, аналогично тому, как работает линейный регулятор.

Эта схема понижает вход 8-40 В до 5 В на выходе. (Источник изображения)

Boosting / Bucking (инвертор)

Этот метод представляет собой своего рода гибрид, предоставляющий разработчику возможность повышать, понижать или инвертировать выходное напряжение по мере необходимости.

В целом, если вы работаете со сложной конструкцией, в которой важна эффективность преобразования мощности, а разница между входным и выходным напряжениями велика, тогда вам подойдут импульсные стабилизаторы.Вот некоторые окончательные преимущества и недостатки, о которых следует помнить, прежде чем выбирать этот регулятор для вашего следующего проекта:

Преимущества Недостатки
  • Достигает гораздо более высокой эффективности преобразования мощности, чем линейные регуляторы, 85% +
  • Производит больше электромагнитных помех и шума, чем линейные регуляторы
  • Не требует добавления радиатора на вашу плату, экономя место
  • Требуется большая сложность и дополнительные компоненты на вашем макете
  • Может легко работать с силовыми приложениями, где есть широкий диапазон входных и выходных напряжений.
  • Дополнительные компоненты увеличивают общую стоимость проекта, что не идеально для низкозатратных или бюджетных проектов.

Staying Simple — стабилитрон

Многим разработчикам может не понадобиться иметь дело со сложными линейными или импульсными регуляторами напряжения. В этих ситуациях мы можем полагаться на еще более простое решение для регулирования напряжения с помощью стабилитрона. Один только этот компонент в некоторых случаях может обеспечить все необходимое регулирование напряжения, не требуя каких-либо специальных деталей.

Стабилитрон выполняет свою работу, шунтируя все избыточное напряжение выше его порогового значения на землю.Однако вся эта простота имеет ограниченные возможности, и вы обычно будете использовать стабилитроны только в качестве регуляторов напряжения для приложений с очень низким энергопотреблением.

Какой регулятор вам нужен?

Все конструкции уникальны, и нет ни одного универсального регулятора, который удовлетворит потребности каждого инженера. Лучше оценивать каждый новый проект в индивидуальном порядке и задавать себе следующие вопросы:

  • Требует ли ваша конструкция требования к низкому выходному шуму и низким электромагнитным помехам? Если это так, то линейные регуляторы и — это то, что вам нужно.
  • Требуется ли ваша конструкция максимально быстрого реагирования на помехи на входе и выходе? Линейные регуляторы снова выигрывают.
  • Есть ли у вашего проекта строгие ограничения по стоимости, и вам нужно учитывать каждый доллар? Линейные регуляторы — это экономичный выбор.
  • Ваша конструкция работает на уровне мощности выше нескольких ватт? В этой ситуации импульсные стабилизаторы и дешевле, поскольку не требуют радиатора.
  • Требуется ли ваша конструкция с высоким КПД преобразования мощности? Импульсные регуляторы — это лучший выбор, предлагающий КПД 85% + для повышающих и понижающих применений.
  • Ваше устройство работает только от источника постоянного тока, и вам нужно увеличить выходное напряжение? Регуляторы переключения справятся с этим.

Все еще не уверены, какого риэлтора выбрать? Вот некоторые другие детали, которые следует учитывать в разделе Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для моей схемы? от Силовой Электроники.

Регуляторы, монтаж вверх

Какое бы устройство вы ни проектировали, ему потребуется серьезная защита от колебаний напряжения.Стабилизаторы напряжения — идеальный инструмент для этой задачи, способный обеспечить стабильное выходное напряжение, чтобы ваша схема работала должным образом. В конечном итоге, выбор регулятора напряжения зависит от требований вашей конструкции. Работаете с малопотребляющим и недорогим приложением, где преобразование энергоэффективности не имеет значения? Возможно, вам подойдут линейные регуляторы. Или, может быть, вы работаете над более сложной конструкцией, требующей повышения и понижения напряжения по мере необходимости. Если это так, подумайте о переключении регуляторов.Какой бы регулятор вы ни выбрали, вы защитите свою электрическую цепь от опасностей, связанных с этими напряжениями в дикой природе.

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE включает в себя массу бесплатных библиотек регуляторов напряжения, готовых для использования в вашем следующем проекте? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Как мне найти подходящий регулятор напряжения?

Введение

Стабилизатор напряжения — это схема, которая генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки.Он преобразует нестабильное постоянное напряжение в стабильное постоянное напряжение. Его источник питания, состоящий из дискретных компонентов, имеет преимущества большой выходной мощности и широкой адаптируемости. В последние годы широкое распространение получили интегрированные регулируемые источники питания. Среди них трехконтактные регуляторы серии наиболее распространены для маломощных регулируемых источников питания. Обычно используемые встроенные регуляторы напряжения в схеме в основном включают серии 78xx, серии 79xx, регулируемый интегрированный регулятор напряжения, прецизионный интегрированный регулятор напряжения опорного напряжения и т. Д.

Что такое регулятор напряжения и как он работает?

Каталог


Ⅰ Классификация регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения обычно делятся на линейные регуляторы напряжения и импульсные регуляторы напряжения. Линейный регулятор напряжения — это схема, используемая для поддержания постоянного напряжения, которая подразделяется на тип с низким падением напряжения и тип с общим падением напряжения. Импульсный регулятор напряжения — это тип схемы импульсного источника питания, которая предназначена для эффективного снижения постоянного напряжения с более высокого напряжения до более низкого, которое делится на понижающий тип, повышающий тип и интегрированный тип с противоположным входом и выходом. полярность.
По количеству выходных клемм и использованию регулятора напряжения его можно условно разделить на трехконтактный фиксированный тип, трехконтактный регулируемый тип, многополюсный регулируемый тип и однокристальный переключатель.
Трехконтактный стабилизатор напряжения фиксированного типа объединяет в себе резисторы выборки, компенсационные конденсаторы, схемы защиты, регулирующие трубки большой мощности и т. Д. На микросхеме. Так что весь блок интегральной схемы имеет всего 3 вывода: входной, выходной и общий.Очень удобно пользоваться. Его недостаток состоит в том, что выходное напряжение фиксировано, поэтому необходимо производить серию продуктов с различными характеристиками выходного напряжения и тока для соответствия.
Трехконтактному регулируемому встроенному стабилизатору напряжения требуется только два внешних резистора для получения различных выходных напряжений.
Многополюсный регулируемый регулятор — это ранний интегрированный стабилизатор напряжения. При небольшой выходной мощности и большом количестве выводов его неудобно использовать, но зато высокая точность и низкая цена.
Монолитный интегрированный регулируемый источник питания коммутаторного типа развивается в последние годы, и его эффективность особенно высока. Его принцип работы отличается от трех вышеперечисленных типов. Это преобразователь, который преобразует постоянный ток в переменный (высокая частота), а затем в постоянный. Обычно существует два типа широтно-импульсной модуляции и частотно-импульсной модуляции, а выходное напряжение регулируется.

Ⅱ Основные параметры

1) Коэффициент стабилизации напряжения
Это важный показатель, характеризующий характеристики регулирования напряжения встроенного регулятора напряжения, также известный как коэффициент стабилизации напряжения или стабильность.Он показывает, насколько стабильно выходное напряжение V0 регулятора при изменении входного напряжения V1.

2) Коэффициент стабилизации тока
Он также известен как коэффициент стабильности тока и показывает способность регулятора подавлять колебания выходного напряжения, вызванные изменениями тока нагрузки (выходного тока), когда входное напряжение остается неизменным.

3) Коэффициент подавления пульсаций
Он отражает способность регулятора подавлять пульсации напряжения сети, подаваемые на входе.

4) Температурный коэффициент выходного напряжения
Он также известен как скорость изменения температуры выходного напряжения и означает, что когда входное напряжение и выходной ток (ток нагрузки) остаются неизменными, выходное напряжение регулятора изменяется в зависимости от температуры.

5) Долговременная стабильность выходного напряжения.
Это относится к величине изменения значения выходного напряжения с течением времени (когда выходной ток, входное напряжение и температура окружающей среды остаются неизменными).Обычно это максимальное изменение выходного напряжения регулятора за заданное время.

6) Выходное шумовое напряжение
Его абсолютное значение напрямую отражает шумовые характеристики регулятора. Также имеется процентное значение выходного шумового напряжения Vn и выходного напряжения V0 регулятора для характеристики шумовых характеристик.

7) Термическая стабильность
Относится к термической стабильности регулятора напряжения. Обычно это процентное значение относительного изменения выходного напряжения, вызванного его удельным энергопотреблением.

8) Температурная стабильность
Это процентное значение относительного изменения выходного напряжения регулятора в пределах указанного максимального диапазона изменения рабочей температуры.

Ⅲ Применение примечаний

① Существует много типов встроенных регуляторов напряжения. По способу регулировки бывают линейные и переключательные. В зависимости от способа вывода бывают фиксированные и регулируемые. Благодаря очевидным преимуществам трехконтактного регулятора напряжения им удобнее пользоваться и работать.
② Перед подключением к схеме необходимо различать контакты и их функции, чтобы не повредить интегрированный блок. Входной и выходной концы трехконтактного встроенного регулятора напряжения с выходным напряжением более 6В необходимо соединить с защитными диодами, чтобы предотвратить быстрый разряд выходного конденсатора, который приведет к повреждению трехконтактного встроенного регулятора напряжения при входное напряжение внезапно падает.
③ Для обеспечения стабильности выходного напряжения должна быть гарантирована минимальная разница входного напряжения.Например, минимальный перепад давления трехконтактного встроенного регулятора напряжения составляет около 2 В, и он должен быть выше 3 В при обычном использовании. При этом следует отметить, что максимальная разница напряжений на входе и выходе не превышает указанного диапазона.
④ Для увеличения выходного тока допускается параллельное использование трехконтактного встроенного регулятора напряжения.
⑤ При использовании сварка должна быть прочной и надежной. Если требуется устройство отвода тепла, оно должно соответствовать требуемым размерам.
Если у вас плохой регулятор, это может привести к неправильной работе многих компонентов, таких как топливный насос, система зажигания или другие детали, требующие минимального напряжения. Вы можете столкнуться с шумом двигателя, резким холостым ходом или просто отсутствием ускорения, когда вам это нужно.

Ⅳ Типичные примеры: LM317 и LM7805

Устройство LM317 представляет собой регулируемый трехконтактный стабилизатор положительного напряжения, способный подавать более 1,5 А в диапазоне выходного напряжения 1.От 25 до 37 В. Он обслуживает широкий спектр приложений, включая местные, по регулированию карт. Это устройство также можно использовать для создания программируемого выходного регулятора или, подключив постоянный резистор между регулировкой и выходом, LM317 можно использовать в качестве прецизионного регулятора тока.

LM317 Характеристики

Регулируемое выходное напряжение до 1.2В

Выходное напряжение: 1,25-37 В постоянного тока

Гарантированный выходной ток 1,5 А

Выходной ток: 5 мА-1,5 А

Типичная скорость линейной регулировки: 0,01%

Максимальная разница входного и выходного напряжения: 40 В постоянного тока

Типичный коэффициент регулирования нагрузки: 0.1%

Мин. Разница входного и выходного напряжения: 3 В постоянного тока

Коэффициент подавления пульсации: 80 дБ

Рабочая температура: -10 ± 85 ℃

Защита от короткого замыкания на выходе

Температура хранения: -65 ± 150 ℃

Перегрузка по току, защита от перегрева

Выходное напряжение: 1.25-37 В постоянного тока

Регулировочная трубка, безопасная защита рабочей зоны

Выходной ток: 5 мА-1,5 А


Линейный стабилизатор напряжения LM7805 имеет функции защиты от перенапряжения, сверхтока и перегрева, что делает его работу очень стабильной. Это регулятор на 5 В, способный достигать выходного тока выше 1 А, и имеет хороший температурный коэффициент.Таким образом, продукт имеет широкий спектр применения. Более подробную информацию смотрите в следующем видео:

Почему LM7805 — очень популярный регулятор напряжения?

Как член серии фиксированных линейных регуляторов напряжения 78xx, нижеследующее является очень хорошим обзором основ линейного регулятора напряжения 7805:

Параметр

Символ

Условия

мин.

Типичный

Макс

Блок

Выходное напряжение

Vo

Tj = 25 ℃

4.8

5,0

5,2

В

5,0 мА

Po <15 Вт

Vi = от 7 до 20 В

4,75

5,0

5,25

В

Линейная регулировка

△ Влайн

Tj = 25 ℃, Vi = от 7 В до 25 В

3.0

100

мВ

Tj = 25 ℃

Vi = от 8 В до 12 В

1,0

50

мВ

Скорость корректировки нагрузки

△ Загрузка

Tj = 25 ℃, lo = 5.От 0 мА до 1,5 А

100

мВ

Tj = 25 ℃

lo = от 250 мА до 750 мА

50

мВ

Статический ток

Iq

Tj = 25 ℃

8

мА

Статический ток

△ Iq

lo = от 5 мА до 1.0A

0,5

мА

Vi = от 7 В до 25 В

0,8

мА

Дрейф выходного напряжения

△ Vo / △ T

lo = 5 мА

-1.1

мВ / ℃

Выходное шумовое напряжение

EN

f = от 10 Гц до 100 кГц

Tj = 25 ℃

40

мкВ / Vo

Коэффициент подавления пульсации

СВР

f = 120 Гц, Vi = от 8 В до 18 В

62

дБ

Дифференциальное напряжение

Vd

lo = 1.0A

Tj = 25 ℃

2,0

В

Выходное сопротивление

Ro

f = 1 кГц

17

мОм

Ток короткого замыкания

Isc

Vi = 35 В

Tj = 25 ℃

750

мА

Пиковый ток

Iscp

Tj = 25 ℃

2.2

А


Если вы хотите сделать источник питания 5 В с 7805, выходные токи до 1 А могут быть получены от ИС при условии наличия надлежащего радиатора. Трансформатор на 9 В понижает основное напряжение, мост на 1 А выпрямляет его, конденсатор C1 фильтрует его, а 7805 регулирует его для получения стабильного 5 В постоянного тока. Затем вы можете проверить его, включить источник питания постоянного тока и отрегулировать выходное напряжение около 8 В или немного больше.Или, в качестве альтернативы, вы можете использовать батарею 9В-12В в качестве источника напряжения. Когда выставляете напряжение, смотрите на панель вольтметра. Подготовьте показания вольтметра постоянного тока в диапазоне напряжений 50 В для измерения выходного напряжения IC 7805.

Часто задаваемые вопросы о регуляторе напряжения

1. Что такое регулятор напряжения и как он работает?
Стабилизатор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений его входного напряжения или условий нагрузки…. Импульсный стабилизатор преобразует входное постоянное напряжение в коммутируемое напряжение, подаваемое на силовой MOSFET или BJT-переключатель.

2. Для чего нужен регулятор напряжения?
Регулятор напряжения, любое электрическое или электронное устройство, поддерживающее напряжение источника питания в допустимых пределах. Стабилизатор напряжения необходим для поддержания напряжения в предписанном диапазоне, который может выдерживать электрическое оборудование, использующее это напряжение.

3.Какие три основных типа регуляторов напряжения?
Существует три типа импульсных регуляторов напряжения: повышающие, понижающие и инверторные регуляторы напряжения.

4. Что происходит при выходе из строя регулятора напряжения?
Если у вас плохой регулятор, это может привести к неправильной работе многих компонентов, таких как топливный насос, система зажигания или другие детали, требующие минимального напряжения. Вы можете столкнуться с шумом двигателя, резким холостым ходом или просто отсутствием ускорения, когда вам это нужно.

5. 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.

Альтернативные модели

Деталь Сравнить Производителей Категория Описание
ПроизводительЧасть #: M29W128GL70N6E Сравнить: M29W128GH70N6E VS M29W128GL70N6E Производители: Micron Категория: Флэш-память Описание: Параллельная вспышка NOR 3V / 3.3V 128Mbit 16M / 8M x 8Bit / 16Bit 70ns 56Pin TSOP Tray
Номер детали: M29W128GL70N6F Сравнить: M29W128GH70N6E VS M29W128GL70N6F Производители: Micron Категория: Флэш-память Описание: Параллельная вспышка NOR 3V / 3.3V 128Mbit 16M / 8M x 8Bit / 16Bit 70ns 56Pin TSOP T / R
Производитель Номер детали: M29W128GH70N6F Сравнить: M29W128GH70N6E VS M29W128GH70N6F Производители: Micron Категория: Флэш-память Описание: Параллельная вспышка NOR 3V / 3.3V 128Mbit 16M / 8M x 8Bit / 16Bit 70ns 56Pin TSOP T / R
Номер детали: M29W128GH70N6E Сравнить: Текущая часть Производители: Micron Категория: Чип памяти Описание: Параллельная вспышка NOR 3V / 3.3V 128Mbit 16M / 8M x 8Bit / 16Bit 70ns 56Pin TSOP Tray

Каталог

НАПРЯЖЕНИЕ РЕГУЛЯТОР, ГЕНЕРАТОР И РАБОТА АККУМУЛЯТОРА

КАК ОНО РАБОТАЕТ Марк Гамильтон

сначала дается простое объяснение, чтобы не пропустить читатели, которые хотят получить общее представление о том, как система работает, не вдаваясь в технические подробности.

Иногда объясняя технические концепции, полезно использовать параллельное сравнение с более наглядным и простым рабочая модель. Что вот почему инструкторы и учебники часто используют водопроводные системы в попытке объяснить различные электрические явления. (Мы действительно не можем видеть вольт, и усилители и омы в проводах. Мы используем счетчики и другое оборудование для проверки наличие и уровни электричества, а также проверить производительность системы.)

В эти авторы имеют многолетний опыт, пытаясь объяснить функции генератора, регулятора напряжения, аккумулятор и потребляемая мощность электрической системы; г. система воздушного компрессора была лучшим параллельным примером безусловно! Это может быть правдой, потому что большинство людей, по крайней мере, ограниченно опыт работы с автомобилями будет работать в воздухе компрессор.Довольно возможно, меньше людей, которые работают с автомобилями, будут иметь знание перепадов гидравлического давления и давления потеря с водопроводными системами. И снова будет использоваться система воздушного компрессора. с попыткой объяснить эту часть нашей автомобильной электрической система.

НАПРЯЖЕНИЕ (VOLT) — это мера электрического давления. В системе сжатого воздуха, PSI (фунты на Квадратный дюйм) — мера давления.

АМПЕРАЖ (AMP, или AMPERE) — это мера электрического тока. В системе сжатого воздуха кубические футы воздуха равны мера количества.

Ом это мера сопротивления электрическому току сопротивление потоку сдерживает поток электрического Текущий.В система сжатого воздуха, ограничение, засор, редуцированный проход (измеряемое отверстие) — это термины, наиболее часто используемые для описать тот же эффект, который сопротивление будет иметь в электрическая система.

ТУ СРАВНЕНИЕ (объяснение функций системы)

В Аккумулятор представляет собой аккумуляторный аккумулятор, аналогичный в функция воздушного резервуара для системы сжатого воздуха. (На самом деле аккумулятор не накапливает электричество, правильнее было бы сказать; г. батарея хранит ингредиенты, которые могут производить электричество .) И батарея, и воздушный резервуар могут хранить источник энергия в резерве, сохраняя энергию доступной на время нам это нужно.

генератор вырабатывает электроэнергию, которая может работать устройства, которые выполняют работу за нас. А компрессор производит сжатый воздух, которые можно использовать в качестве источника питания для работы с инструментами или машины.

регулятор напряжения ограничивает максимальное напряжение в электрическая система. В система сжатого воздуха ограничивает регулятор давления максимальное давление. Регулятор напряжения также вызовет генератор для увеличения мощности, когда напряжение (давление) в электросистеме низкий. А в системе сжатого воздуха давление переключатель включает компрессор, когда давление в системе становится низким.

Огни, зажигания, и аксессуары используют питание от электрического система. Каждый когда мы включаем аксессуар, больше энергии потребляется из система. Напряжение (электрическое давление) падает, когда мощность забирается из системы, а затем регулятор напряжения вызывает генератор, чтобы сделать больше тока. А в системе сжатого воздуха гайковерт ударный, Духовой пистолет, малярный пистолет или штуцер для заполнения шины, канистра все используют энергию (сжатый воздух) от системы. Когда мы используем сжатый воздух из системы, PSI (давление воздуха) падает, и регулятор включает компрессор включен. В электрическая система, регулятор напряжения включает генератор ВКЛЮЧЕНА, или ВЫКЛЮЧАЕТ генератор, как необходимо для поддержания напряжения на должном уровне. А в системе воздушного компрессора давление регулятор останавливает и запускает компрессор по мере необходимости, чтобы поддерживать надлежащий уровень давления.

В для полезной электрической системы потребуется генератор, который может произвести в среднем мощности больше, чем мы используем, и регулятор ограничит напряжение системы до необходимого нам безопасного уровня. Как и большинство машин, генератор не выдерживает работать с максимальной производительностью в течение длительного времени. Короткие импульсы на максимальной мощности — это нормально, но нормально. работа потребует работы генератора только на части полного выходного потенциала, большую часть времени. Генераторы вырабатывают тепло как побочный продукт производства электроэнергии, и чем больше мощности они поставляют, тем больше тепло они производят.Некоторые модели генераторов могут выдерживать гораздо более высокую мощность. процент от их рейтинга валовой продукции по сравнению с другими, в течение продолжительных периодов эксплуатации.

Воздух компрессоры имеют номинальные значения рабочего цикла. Компрессор также производит тепло как побочный продукт, и если он должен был работать непрерывно, пока поддерживая высокое давление, компрессор перегорит. Некоторые модели воздушных компрессоров будут иметь большую рабочий цикл, чем другие. Ожидайте, что модель магазина для хобби не будет предназначена работать в течение длительного времени, что профессионал цех компрессора построен для.

Когда электрическая система требует больше мощности, чем генератор переменного тока может произвести, ненадолго, то аккумулятор уже подключен к системе и аккумулятор будет способствовать необходимая мощность.Вход На этой картинке показано, что генератор переменного тока должен вращаться на число оборотов, достаточное для выработки мощности. И есть кривая выходная мощность генератора / частота вращения, где доступная мощность увеличивается с увеличением числа оборотов в минуту. Есть также минимум и максимум для практического генератора переменного тока. Рабочий диапазон оборотов. Частота вращения генератора в некоторой степени регулируется путем изменения соотношение ведущего шкива на коленчатом валу и диаметры шкива генератора. Но поскольку двигатель будет время от времени работать медленно, и обороты очень высокие в остальное время нет идеального передаточное отношение шкива для всех применений. Передаточное отношение шкива — компромисс; а также решающий момент — то, что приемлемо при максимальных оборотах. (Генератор может быть поврежден при слишком высоких оборотах.) Передаточное число шкива хорошее: от 6500 до 8000. обороты двигателя на круговой трассе далеки от идеала с рядный шестицилиндровый двигатель в бакалеи бабушек.

в низкие обороты, ожидайте, что ранние модели генераторов часто производил гораздо менее доступную продукцию, чем более современные конструкции. А также со многими моделями старых генераторов, электрическая мощность на обороты двигателя на холостом ходу были не Достаточно для удовлетворения требований к электричеству. Но при сидении на светофоре аккумулятор мог помогать генератору с поддержкой электрического система.А также затем, когда загорелся зеленый свет, мы уехали с двигатель снова быстро вращает генератор. Генератор вскоре заменил мощность, используемую от аккумулятор, сидя на стоп-сигнале, никакого вреда не нанесено. Напряжение в системе будет низким, когда генератор не поспевает. (Напряжение будет выше 14 при работающем генераторе, а около двенадцать и падают при поддержке батареи.)

Драйверы старых автомобилей привыкли к затемнению света на холостом ходу, или поворотники мигают медленнее, это просто результат низкого напряжения, когда генератор не успевал. Старые автомобили могли обойтись менее совершенным представление. А также с меньшим количеством электрических элементов для поддержки, тогда напряжение не выпадал так быстро. В старых машинах также не было электроники, которая перестанет работать при низком напряжении. С продолжительностью городских пробок в современных условиях раз, многие аксессуары на современном автомобиле, и электроника, которая, конечно, чувствительна к низкому напряжению мощность генератора на холостом ходу двигателя должна была улучшиться. Генераторы нового поколения могут производить много больше тока при низких оборотах, даже когда номинальная мощность брутто почти то же самое со старой моделью.

В параллельно электрической системе, с воздушным компрессором при предельной мощности будут времена, когда система давление становится низким. В качестве когда друзья приходят помочь с проектом на выходные, все вооружены пневмоинструментами для работы с небольшой компрессор в гараже. (Как и в случае с электрическими системами, это не скорее всего случится еще в 1960-х!) Маленький компрессор не может поддерживать воздушный храповик, гайковерт, духовой пистолет и болгарка с отрезным руль все сразу.В те времена резервуар (резервуар) должен был обеспечивать мощность (сжатый воздух). Когда среднее использование превышает произведенное количество компрессором, то давление в системе падает.

электрическая система ведет себя примерно так же. Если средняя мощность генератора не соответствует не отставать от энергопотребления электрической системы, затем аккумулятор падает до разряженного состояния, и напряжение в системе падает ниже допустимого уровня.

В таблице ниже показано, чего ожидать от различия в генераторах переменного тока только одного поколения отдельно. (60-е тип внешне регулируемый по сравнению с типом 70-х годов внутренне регулируется. Примерно такие же результаты испытаний наблюдались на во многих случаях при модернизации генератора. То же передаточное отношение стандартного шкива было у оба типа генераторов. (1969-1972, малый блок 350 двигатель, стоковые шкивы)

ГЕНЕРАТОР

СРАВНЕНИЕ

В наличии выход

в 680 об / мин

Двигатель праздный

Двигатель Требуется RPM

для максимум

В наличии выход

Внешне регулируемый

61амп, модель 10DN,

Delco генератор

8 до 10 ампер

2400 до 2500 об / мин

внутри регулируемый

63 ампер, модель 10SI

Delco генератор

35 до 40 ампер

1275 до 1325 об / мин

Один больше аспект сравнения между электрическими системы и системы сжатого воздуха, и это ПАДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ с длинными линиями, используемыми для Доставка.В электрической системе длинные провода будут иметь сопротивление, составляющее ограничение электрической мощности поток. И чем дальше по проводу проверяем напряжение, тем ниже напряжение (электрическое давление) будет. Также при увеличении протекания тока падение напряжения (падение давления) увеличится. Например, если мы попытаемся использовать действительно мощное электрическое устройство, такое как стартер, через длинный провод малого диаметра, тогда работоспособность стартера снизится. быть бедным.В стартер попытается набрать большое количество ток через длинный провод малого сечения и напряжение будет слабым на стартовом конце провода. В другом примере, если провода от фары переключатель полностью в передней части автомобиля тонкие в диаметр датчика размера, тогда напряжение на огни будет низкий в результате тусклый свет.

то же самое может случиться с системами сжатого воздуха. В молодые годы были случаи, когда работа с пневмоинструментом при низком давлении была постоянной раздражение. Представлять себе старое здание с большим компрессором в дальнем конце длинное здание. Назад в 1940-х годах сжатый воздух в основном использовался для наддува шины, но не для обслуживания занятых механиков владеют воздушными трещотками и гайковертами. Здание было оборудовано очень старым, маленьким стальные трубки диаметром для сжатого воздуха. В этом учреждении механик, наиболее удаленный от в компрессор не поступал воздух с полным давлением. Если пневматическая трещотка или инструмент, требующий большого объема воздуха, затем инструмент отключился. Трубки большего диаметра действительно улучшились бы производительность пневмоинструментов.Тем более, когда другая механика ближе к компрессору использовали воздух, прежде чем он добрался до конца очереди.

ситуация с длинной трубкой малого диаметра, для сжатый воздух, имел тот же эффект, что и при длинном малом провод используется для работы многих мощных аксессуаров. Аксессуар, находящийся дальше всего по проводу, будет получать питание при низкий уровень напряжения (давления). Проволока большего диаметра повысит производительность на доставляя мощность при более высоком напряжении (давлении). Или используйте системный дизайн, обеспечивающий более короткую длина провода, что также улучшит производительность.

А теперь для тех, кому нравятся технические аспекты того, как все работает, вот более подробное объяснение системы операция с

ГЕНЕРАТОР, РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ И АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ.

генератор будет генерировать мощность для работы электрического система плюс держать аккумулятор заряженным. Назначение регулятора напряжения регулировать количество выходной мощности от генератора. (Конечно! Что что еще делают регуляторы? Ха!) Регулятор напряжения позволит генератору сделать достаточно мощности для поддержания надлежащего уровня напряжения, но не допускайте повышения напряжения в системе до опасного уровня.

с регуляторы для системы генератора, ограничение напряжения средства управления выпуском. (Старые системы генераторов имели напряжение ограничитель, а также ограничитель тока, плюс выключатель реле, отключившее систему, когда двигатель остановился.) Если генератору разрешалось постоянно производить все мощность, которую он мог бы, напряжение в системе поднялось бы до опасного уровень, аккумулятор будет перезаряжен, компоненты будут поврежден, и генератор скоро перегреется и сгорит из.

с установлен генератор на 100 ампер, мы не ездим с генератор постоянно производит 100 ампер. При управлении простой машиной, например 66 Chevelle, без включенных аксессуаров, штатное зажигание, и аккумулятор долил зарядом, генератор производит всего от 3 до 5 ампер тока! (Независимо от мощности генератора, выходная мощность ограничено в соответствии с требованиями системы.)

А, если вам интересно, количество лошадиных сил используется для раскрутки изменений генератора с выходом. Когда генераторы производят только небольшое количество тока, сопротивление мощности очень мало (менее 1/3 усилитель). Большой мощность приводит к большему сопротивлению мощности (около 3 или 4 мощность для производства 120 ампер).

РЕГУЛЯТОР ДЕЙСТВИЯ

Популярное учебники говорят нам, что идеальная настройка регулятора напряжения 14,2 вольт. А диапазон примерно от 14,0 до 14,6 вольт обычно приемлем, и различные руководства по магазинам обычно публикуют об этом диапазон.

Когда напряжение системы ниже установленного напряжения регулятор, затем регулятор заставляет генератор производить мощность до тех пор, пока напряжение не достигнет максимального значения регулятор.Когда сначала заводим двигатель, напряжение АКБ будет на около 12,5 или 12,6 вольт. Регулятор распознает низкое напряжение и вызывает генератор для выработки энергии. Также во время движения каждый раз, когда мы переключаем аксессуар включен, питание от системы, напряжение понижен, и регулятор восстанавливает напряжение, вызывая генератор, чтобы сделать больше мощности. Это действие автоматически позволяет генератору обеспечить питание электрической системы.

система не требует такой большой выходной мощности от генератора, когда аксессуары не используют питание, и когда аккумулятор полностью заряжен. Когда напряжение в системе повышается примерно до 14,2 вольт, регулятор напряжения начинает ограничивать генератор выход.Когда выключаем аксессуар, используется питание от системы меньше, напряжение быстро поднимается, а потом регулятор приведет к снижению мощности генератора.

Регулировка выхода генератора, регулятором напряжения, происходит так быстро, что при использовании измерителя для проверки системы мы видим функционируют как плавные и постоянные.Даже механические регуляторы старого типа могли открываться и закрывайте точки более 200 раз в секунду! Электронные регуляторы напряжения заменили старые регулятор вибрационного типа и электронные регуляторы реагируют еще быстрее. С участием современный электронный регулятор напряжения, напряжение на система будет очень последовательной.

аккумулятор служит большой подушкой в ​​системе , что также сглаживает уровень напряжения. Аккумулятор обеспечит кратковременные скачки напряжения, которые необходимы при включении устройств. Аккумулятор также может поглотить кратковременный избыток питание в системе, когда устройства выключены. Аккумулятор предотвращает резкое и сильное напряжение. изменения в системе.

ТУ СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ МОЩНОСТИ ГЕНЕРАТОРА

регулятор напряжения регулирует мощность генератора, управляя количество энергии, которое он отправит в магнитное поле обмотка в генераторе. (Генераторы работают за счет использования магнитов.) Большая мощность подается на обмотку магнитного поля в генератор будет производить более сильное магнитное поле, которое заставляет генератор вырабатывать большую мощность. Мощность генератора уменьшается, когда напряжение регулятор обеспечивает меньшую мощность магнитного поля обмотки в генераторе переменного тока, поскольку сила магнитного поле будет уменьшено.

ПОЧЕМУ 14,2 В, НО МЫ НАЗЫВАЕМ ЭТО СИСТЕМОЙ НА 12 В?

В Уровень 14,2 вольт считается идеальным уровнем напряжения для автомобильная система 12 вольт, потому что это сумма, необходимая для полной зарядки стандартного двенадцатавольтный аккумулятор. Сам по себе, без зарядного устройства и без кабели подключены, типичный, полностью заряженный, 12 вольт батарея выдает 12.6 вольт. Бортовая система зарядки должна превышать 12,6 уровень электрического тока, протекающего через батарею во время зарядки. Электрические ток должен течь через аккумулятор во время зарядки, чтобы вызвать химическую реакцию между жидкой кислотой и свинцовые пластины внутри батареи. Уровень 14,2 вольт приводит к правильной величине тока, протекающего через батарею, чтобы поддерживать полную заряженное состояние.Расширенный периоды с уровнем выше 14,2 вольт будут перезаряжаться аккумулятор (при самых высоких температурах).

АККУМУЛЯТОР СТРОИТЕЛЬСТВО Рабочие функции и

(аккумулятор взаимодействует с системой зарядки.)

Там положительных и отрицательные металлические пластины внутри батареи, каждая из разные материалы , и с изоляторами между пластинами. Жидкая кислота в аккумуляторе (серная кислота) находится в контактирует с пластинами, и кислота будет химически реагировать с материалом на пластинах с образованием электрического власть. Когда батарея призвана производить энергию, как и в случае запуск двигателя, активность химической реакции значительно повысился. Когда аккумулятор хранится, требуется очень небольшая химическая реакция место, однако элементы ждут в резерве и доступны для использования в любое время.

аккумулятор должен производить ток для запуска двигателя, а аккумулятор также может время от времени использоваться для подачи питания когда генератор не успевает за электрической системой использование энергии. Когда подключаем к АКБ электроустройство, хим. реакция происходит, чтобы доставить электрическую мощность. В течение этих периодов, когда аккумуляторная батарея должна подавать электроэнергию, аккумулятор разряжается.

Во время разряд батареи, химическая реакция произведет электроэнергия. И химическая реакция между кислотой и пластинами преобразует материал на поверхности пластин в новое соединение.А также поскольку химическая реакция изменяет состав материалы в батарее во время разряда, материал на положительные и отрицательные пластины в конечном итоге станут тем же. Когда достаточное количество материала на пластинах было преобразовано в тот же материал на положительной и отрицательной пластинах, сборка больше не может производить достаточную мощность. Тогда аккумулятор считается разряженным.

Химическая промышленность реакция разделяет существующий материал, и собирает исходные ингредиенты, чтобы сформировать новый материал. Все основные ингредиенты останутся в новый материал, но после химической реакции состоялось, новый материал будет другим сложный. (Это случается с производством пластиков и полимеров и много вещей, которыми мы пользуемся и наслаждаемся.)

Автор прикладывая энергию к новому материалу, по крайней мере, некоторые химические реакции могут быть обращены вспять, и новый материал будет преобразован обратно в исходную форму. Это обратное операция — это именно то, что происходит при подзарядке аккумулятор. При подзарядке аккумулятора мы подаем электрический ток (энергия) в обратном направлении, что вызовет химическая реакция, необходимая для изменения материалов в аккумулятор обратно в исходный вид.(Вернемся к разным материалам о положительных и отрицательных тарелки.)

АККУМУЛЯТОР ЗАРЯДКА

с перезарядка, химическая реакция меняет соединения на положительные и отрицательные металлические пластины обратно в исходное состояние материал. Электрические ток будет течь через металлические пластины в обратном направлении направление во время зарядки, что вызывает обратное химическое реакция (по сравнению с разрядом). Когда аккумулятор заряжен, соединения на положительной и отрицательной пластинах в аккумулятор опять будет другим. Материал на пластинах восстановлен до оригинальные составы, аккумулятор снова способен доставить электроэнергия.

Кому перезаряжаем аккумулятор, подаем электроэнергию на аккумулятор.В количество активности с химической реакцией во время батареи зарядка будет меняться в зависимости от количества электрического ток через батарею. При правильном уровне напряжения аккумулятор будет только принять количество тока, необходимое для разумного активность с химической реакцией.

Кому небольшой ток не вызовет достаточной активности с химическая реакция для полной зарядки аккумулятора. Нам нужна достаточная активность с химическим веществом. реакция на изменение соединений на пластинах обратно на их оригинальный материал. Отсутствие достаточной активности с химическим веществом реакция, вызванная слишком слабым током, может быть называется состоянием недостаточной зарядки.

The скорость активности с химической реакцией во время подзарядка вызывает большое беспокойство! Количество активности контролируется суммой тока при подзарядке.

Превышение ток во время зарядки аккумулятора можно назвать состояние перезарядки чрезмерный ток вызывает слишком большую активность химической реакции. Степень активности химической реакции должны точно контролироваться, и идеальная скорость заряда это тонкая линия. Его ситуация, когда слишком высокая скорость заряда вредна, но при недостаточном токе производительность батареи снизится. ухудшаться.

Это оказывается, что во время зарядки количество протекающего тока через аккумулятор можно регулировать, регулируя уровень напряжения при подаче электроэнергии на аккумулятор. Когда электрический ток подается на аккумулятор при правильном уровень напряжения, аккумулятор принимает только количество текущий поток он хочет. И его текущий поток во время зарядки, который регулировать скорость химической реакции в пределах аккумулятор. В операция суммируется как ставка заряда.

Суммируя тариф, уровень напряжения будет регулировать количество тока, и количество текущего потока повлияет на скорость химическая реакция.А также так что с системой генератора, служащей бортовым зарядное устройство, регулятор будет контролировать напряжение, и остальное приложится.

Его все довольно просто, правда , идеальная ставка заряда изменится с условия. (Всегда есть что усложнить! Ха!) Состояние заряда аккумулятора, температура и продолжительность заряда (длинные или короткие диски), все факторы, которые будут определять идеальный скорость зарядки.В разряженный аккумулятор не производит такого напряжения, как полностью заряженный аккумулятор. При зарядке разряженного аккумулятора разряженный батарея принимает большой ток, , если питание подается на полном уровне 14,2 В. В идеале уровень напряжения должен быть немного уменьшается, когда аккумулятор принимает пиковый ток во время подзарядки.Тогда текущий поток будет оптимизирован, что приведет к правильная скорость химической реакции. Тогда скорость заряда может оставаться оптимальной, если напряжение может быть немного увеличен по мере восстановления заряда батареи. В конечном итоге напряжение должно быть ограничено, так как батарея становится полностью заряженным, а затем очень слабый ток через батарею не требуется.

Когда основные условия — короткие поездки при сильном морозе погоду скорость заряда следует увеличить. Внутреннее сопротивление батареи изменится с экстремальный холод. Этот и другие эффекты холода будут способствовать более медленному ставки заряда при низких температурах. Короткие поездки с низкой скоростью зарядки могут не позволить аккумулятор для достижения полностью заряженного состояния в экстремальных холодно. В идеальная настройка регулятора напряжения должна быть немного выше для этого типа использования.

автор жил в холодном климате, а также там, где он жарко большую часть года. Жаркая погода сильно сказывается на батареях! В жарком климате батареи обычно имеют гораздо более короткий срок службы. жизнь. Также ожидайте найти больше коррозии в области батареи с горячим погодные условия (потому что теплая батарея принимает ток при более высокой скорости заряда).

уровень напряжения должен точно контролироваться во время зарядки чтобы предотвратить чрезмерный ток. Чрезмерный ток может повредить аккумулятор. Чрезмерный ток менее эффективен, потому что соединения на поверхности плит не успеют разойтись. Также чрезмерное количество едкого и очень взрывоопасного газа будет производиться с завышенными тарифами. А чрезмерная скорость заряда нагревает аккумулятор, что изменяет внутреннее сопротивление батареи.

Особенно с герметичными батареями, чрезмерная зарядка разрушит полезность аккумулятора! H 2 O (вода) — одно из соединений образуются в результате химической реакции во время зарядки аккумулятора. Многие из так называемых герметичных батарей фактически выбрасывается в окружающую атмосферу, по крайней мере одна очень популярная модель батареи имеет предохранительный клапан для удаления воздуха. Клапан позволяет этой популярной модели батареи быть установлен в различных положениях. Однако эти батареи герметичны с учетом к доступу для добавления воды. Когда эти герметичные батареи заряжаются высокая скорость, вода и пары будут выходить из вентиляционных отверстий. И у нас нет возможности добавить воды в этот тип батареи, когда уровень жидкости становится низким. Когда мы допускаем высокоскоростную зарядку, герметичный аккумулятор может рыхлая жидкость, которую мы не можем заменить!

Также, при зарядке этих герметичных аккумуляторов давлением предохранительный клапан со скоростью, достаточной для того, чтобы клапан освободить; ожидайте серьезных проблем с коррозией на область аккумуляторной батареи в результате воздействия агрессивной жидкости и паров что извергнет от облегчения. К сожалению, автор видел несколько автомобилей, на которых этот неприятный опыт произошел. (Каждый случай был дорогим, дорогим, время от времени машины. И в в каждом случае автомобиль также оснащался высокой производительностью ОДНОПРОВОДНЫЙ генератор переменного тока, который был подключен непосредственно к аккумулятор с тяжелым кабелем.)

НАПРЯЖЕНИЕ ОГРАНИЧЕНИЕ РЕГУЛЯТОРА

Мост особенно важно, когда аккумулятор полностью заряжен условие, то необходимо точно контролировать напряжение, так как принудительный заряд, позволяя напряжению подняться выше идеального уровень получится со всеми вышеупомянутыми проблемы.(Это относится ко всем батареям.) А при длительном вождении все вышеупомянутые проблемы будут возникать в течение более длительного времени продолжительность. Едкий пары, выделяемые аккумулятором во время зарядки, оседают на все, что находится рядом с батареей, в результате коррозия в области аккумуляторной батареи. (А Ненавижу, когда такое случается с хорошим хот-родом! Ха!)

Заниженная плата приводит к короткому сроку службы батареи и снижению производительности аккумулятор.В течение зарядка химической реакции очищает поверхность свинцовые пластины внутри батареи. Но недостаточная скорость заряда (недозаряд) допускает корку соединения сульфата свинца накапливаться на поверхности тарелки. (Этот тем более случается при хранении аккумуляторов в разряженное состояние.) Корка заблокирует доступ кислоты к активные материалы в свинцовых пластинах, а также корка изменяет внутреннее сопротивление в батарее. При слишком большом образовании корки аккумулятор не будет дольше быть исправным.

Его тонкая линия между недостаточным напряжением при недостаточном заряде и слишком высокое напряжение при перезарядке. И идеальный уровень напряжения различается в зависимости от условия. А хороший регулятор напряжения — точная работающая деталь оборудование! (А также автор предпочитает и использует исключительно подлинную продукцию Delco регуляторы напряжения.В подлинный товар дороже, чем некоторые другие, но у него есть побольше электроники внутри. Регулятор Delco термокомпенсирующий, он отлично справляется с уменьшением скорости заряда, у него есть встроенные резервные схемы, и ограничение напряжения точный. Аккумуляторы служат дольше и ожидают меньше проблем с коррозией при использовании регуляторы Delco.)

12 Вольт ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ ЯВЛЯЮТСЯ ДЕТАЛЯМИ НА 14 Вольт!

С участием большинство приложений аккум любит около 14,2 вольт от генератор и регулятор напряжения во время движения. Поскольку система должна работать при напряжении около 14 вольт, электрических детали разработаны для обеспечения максимальной производительности и длительного срока службы при работе около 14 вольт . Детали обычно выдерживают напряжение 15 вольт (или больше), хотя иногда детали нагреваются или не служат длительное время при напряжении на уровне стресса.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Хотя мы всегда стремимся к лучшему, мы всегда можем проиграть хотя бы небольшое количество напряжения при длинной проводке схемы.Какие действительно снижает производительность из-за низкого напряжения. Получается, что при напряжении около 10% ниже, производительность может снизиться более чем на 30%. Электродвигатели, фары, катушки зажигания и разные части будут вести себя по-разному, но его отлично когда соединяем вольтметр с деталью включен и работает, и найдите около 14 вольт на часть.

Напряжение падение на проводке произойдет только во время протекания тока, поэтому тестирование должно проводиться с подключенной деталью, включен и работает. Например, отсоединение соединителя провода от детали, а затем считывание напряжения на разъеме жгута проводов не действительный тест работоспособности схемы.

испытание напряжением во время работы системы — это промышленность стандартный тест на электрические характеристики. Также очень просто сделать приблизительный сравнение производительности частей, работающих при низком напряжении до запчасти работают на полном напряжении, используя только обычную машину. В темноте, с работающим двигателем и фарами ON, выключить зажигание при оставленных фарах. НА. Уведомление что свет значительно тускнеет при остановке двигателя, так как генератор также будет остановлен и напряжение упадет около 10%.Или при работающих вентиляторах радиатора выключите зажигание и Заметьте, что вентиляторы замедляются.

Значимость работы двигателя и остановки двигателя заключается в том, что при работающем двигателе генератор возможность поддерживать систему на уровне около 14,2вольт. Но при остановленном двигателе аккумулятор будет подавать питание примерно на 12 вольт. Это простое сравнение с работающим двигателем и двигатель остановлен, чтобы дать нам общее представление о потеря производительности, которую мы можем ожидать от частей, работающих на немного низкое напряжение. В целом падение напряжения на проводке, при Доставка силы по частям — это противник, которого нужно преодолеть.

ТУ КЛЮЧ В РАБОТЕ!

Все кажется таким простым, просто использовать качественный регулятор напряжения, созданный крупной компанией, имеющей общую картину все продумано. И установить генератор с более чем достаточным номинальная мощность для обработки всех электрических нагрузок на автомобиль. Но в мир автомобильной проводки, падение напряжения в результате из-за длинных проводов часто мешает подавать питание на полном уровне напряжения на все части системы. И особенно с нашими старыми автомобилями, такими как фавориты периода Muscle Car, напряжение падение в проводке намного хуже, чем думает большинство людей .Проблема часто связана с дизайном системы, а не с возраст и износ проводки. Это случилось, когда эти машины были новыми, и это бывает, когда новая заводская шлейка с такой же оригинальной конструкция установлена.

Итак, если напряжение во всей системе не одинаковое во всех точках, то у нас есть серьезная проблема с попыткой использовать регулятор напряжения для оптимизации производительности! Падение напряжения происходит только при протекании тока. Большой ток, протекающий через провод, будет результат с большим падением напряжения. Если ток через провод уменьшается, то результирующее падение напряжения также будет уменьшено.

Если проводим стабилизатор напряжения для считывания и корректировки в самую низкую часть системы, затем в самую высокую часть система может быть опасно высокой. Было бы безопаснее и разумнее подключить регулятор напряжения к самой высокой части системы, но тогда низкое напряжение вызовет плохую работу на некоторых системы, и аккумулятор может даже не заряжаться должным образом.

Лучшим вариантом будет работа с дизайном разводки, при внесении улучшений в электрические системы! (Улучшения включают более мощный генераторы и современные аксессуары, чтобы эффективно использовать электрическая мощность.)

лучший план для большинства систем — направить мощность генератора вывод на центральный распределительный узел. Затем отправьте питание от концентратора в различные части электрическая система, и провод напряжения регулятор для поддержания напряжения на главном распределительном узле . Идея очень хорошая, но не может претендовать на автор как оригинал. Бывает, что Chevy очень хороший пример эта конструкция с 63 по 71 моделями. И инженеры Chevy сделали это хорошо! Это также система, о которой мы должны знать, когда установка более мощных генераторов и при установке проводка для включения новых аксессуаров.

См. больше об этой конструкции и функциях в нашем техническом разделе функция ДИСТАНЦИОННОГО ДАТЧИКА НАПРЯЖЕНИЯ, а также в нашем функция ГЛАВНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ CHEVY СИСТЕМА. Также узнайте больше о том, насколько сильное падение напряжения на самом деле с оригинальной проводкой в ​​нашей функции на ЯРКИЕ ФАРЫ.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *