Мощный регулятор напряжения на 12 вольт

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.

Обсудить статью ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Представляем мощный стабилизированный блок питания на 12 В. Он построен на микросхеме стабилизатора LM7812 и транзисторах TIP2955, что обеспечивает ток до 30 А. Каждый транзистор может давать ток до 5 А, соответственно 6 транзисторов обеспечат ток до 30 А. Можно изменением количества транзисторов и получить желаемое значение тока. Микросхема выдает ток около 800 мА.

На его выходе установлен предохранитель в 1 А для защиты от больших переходных токов. Нужно обеспечить хороший теплоотвод от транзисторов и микросхемы. Когда ток через нагрузку большой, мощность рассеиваемая каждым транзистором также увеличивается, так что избыточное тепло может привести к пробою транзистора.

В этом случае для охлаждения потребуется очень большой радиатор или вентилятор. Резисторы 100 Ом используются для стабильности и предотвращения насыщения, т.к. коэффициенты усиления имеют некоторый разброс у одного и того же типа транзисторов. Диоды моста рассчитаны не менее, чем на 100 А.

Примечания

Наиболее затратным элементом всей конструкции, пожалуй, является входной трансформатор, Вместо него возможно использование двух последовательно соединенных батарей автомобиля. Напряжение на входе стабилизатора должно быть на несколько вольт выше требуемого на выходе (12В), чтобы он мог поддерживать стабильный выход. Если используется трансформатор, то диоды должны выдерживать достаточно большой пиковый прямой ток, обычно, 100А или более.

Через LM 7812 будет проходить не более 1 А, остальная часть обеспечивается транзисторами.Так как схема рассчитана на нагрузку до 30А, то шесть транзисторов соединены параллельно. Рассеиваемая каждым из них мощность – это 1/6 часть общей нагрузки, но все же необходимо обеспечить достаточный теплоотвод. Максимальный ток нагрузки приведет к максимальному рассеиванию, при этом потребуется крупногабаритный радиатор.

Для эффективного отвода тепла от радиатора, может быть хорошей идеей применение вентилятора или радиатора с водяным охлаждением. Если блок питания нагружен на максимальную нагрузку, а силовые транзисторы вышли из строя, то весь ток пройдет через микросхему, что приведет к катастрофическому результату. Для предотвращения пробоя микросхемы на ее выходе стоит предохранитель в 1 А. Нагрузка 400 МОм только для тестирования и не входит в окончательную схему.

Вычисления

Данная схема отличная демонстрация законов Кирхгофа. Входящая в узел сумма токов, должна быть равна сумме токов выходящих из этого узла, а сумма падений напряжений на всех ветвях, любого замкнутого контура цепи должна быть равна нулю. В нашей схеме, входное напряжение 24 вольт, из них 4В падения на R7 и 20 В на входе LM 7812, т.е 24 -4 -20 = 0. На выходе суммарный ток нагрузки 30А, регулятор поставляет 0.866А и 4.855А каждый из 6 транзисторов: 30 = 6 * 4.855 + 0.866.

Ток базы составляет около 138 мА на транзистор, чтобы получить ток коллектора около 4.86А коэффициент усиления по постоянному току для каждого транзистора должен быть не менее 35.

TIP2955 удовлетворяет этим требованиям. Падение напряжения на R7 = 100 Ом при максимальной нагрузке будет 4В. Рассеиваемая на нем мощность, вычисляется по формуле P= (4 * 4) / 100, т.е 0.16 Вт. Желательно, чтобы этот резистор был мощностью 0.5 Вт.

Входной ток микросхемы поступает через резистор в цепи эмиттера и переход Б-Э транзисторов. Еще раз применим законы Кирхгофа. Входной ток регулятора состоит из тока 871 мА, протекающего по цепи базы, и 40.3мА через R = 100 Ом.
871,18 = 40,3 + 830. 88. Входной ток стабилизатора всегда должен быть больше выходного. Мы видим, что он потребляет только около 5 мА и практически не должен греться.

Тестирование и ошибки

Во время первого испытании, не надо подключать нагрузку. Вначале измеряем вольтметром напряжение на выходе, оно должно быть 12 вольт, или не сильно отличающаяся величина. Затем подключаем сопротивление около100 Ом, 3 Вт в качестве нагрузки.Показания вольтметра не должны измениться. Если вы не видите 12 В, то, предварительно выключив питание, следует проверить корректность монтажа и качество пайки.

Один из читателей, получил на выходе 35 В, вместо стабилизированных 12 В. Это было вызвано коротким замыканием силового транзистора. Если есть КЗ любого из транзисторов, придется отпаять все 6 для проверки мультиметром переходов коллектор-эмиттер.

Регулируемый стабилизатор напряжения от 0 до 12 вольт и током нагрузки до 1-го ампера представлен на рисунке 1.

Переменное напряжение 12 вольт выпрямляется диодным мостиком VD1…VD4, сглаживается фильтром С1 С2, подается на параметрический стабилизатор на стабилитроне VD1. Напряжение 12 вольт, выделенное на стабилитроне, приложено к резистору R2. С движка переменного резистора R2 напряжение подается на аналоговый ключ VT1 VT2, включенного по схеме составного транзистора. Степень открытия ключа зависит от положения движка переменного резистора R2, т.е. в нижнем по схеме положении регулятора, напряжение на базе равно нулю и транзисторы VT1 VT2 закрыты, напряжение в нагрузку не поступает. В верхнем по схеме положении регулятора R2, напряжение не базе максимально. Транзисторы открыты полностью, а напряжение с выпрямителя приложено к нагрузке, за исключением падения на переходе коллектор – эмиттер транзистора VT1.

В схеме регулируемого стабилизатора на рисунке 1 заложена схема защиты по току на транзисторе VT3. Если ток на резисторе R4 превысит значение 1,2 ампера, за счет падения напряжения на нем открывается транзистор VT3, шунтируя тем самым переходом коллектор – эмиттер резистор R2, напряжение на R2 уменьшается, вызывая закрытие транзисторов VT1 VT2.

Порог срабатывания защиты по току подбирается сопротивлением R4, и при его сопротивлении 0,5 ома примерно равен 1,1…1,25 ампера.

Регулируемый стабилизатор от 0 до 12 вольт 3 ампера

Исключив из схемы на рисунке 1 узел защиты по току и заменив транзисторы VT1 VT2 на более мощные, можно построить регулируемый стабилизатор от 0 до 12 вольт с током в нагрузке до 3-х ампер. Схема такого стабилизатора представлена на рисунке 2.

При повторении схемы регулируемого стабилизатора на рисунке 2, необходимо обратить внимание на тепловые параметры выпрямительного мостика VD1…VD4 и транзистора VT2. Транзистор VT2 необходимо установить на радиатор с площадью охлаждения не мене 250 кв.см, а диоды должны быть рассчитаны на ток не менее 10 ампер (Д245…Д247).

В схеме регулируемого стабилизатора не показан питающий транформатор, который должен обеспечить требуемый ток на вторичной обмотке.

Простой регулятор напряжения на одном транзисторе

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. В данной статье рассмотрим простой регулятор напряжения своими руками.

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?»

Довольно часто необходима регулировка мощности электрического тока. К примеру, уменьшить напряжение электролампы в доме или отрегулировать температуру жала паяльника. Для этих целей хорошо подойдет регулятор напряжения. Основной его задачей является регулирование подаваемой мощности на потребителя. Этот прибор регулирует уровень звука, освещения, обороты двигателя и т.д.

Для того, чтобы задействовать регулятор, его можно приобрести в магазинах по продаже радиодеталей либо изготовить самому.

Описание регуляторов напряжения

Данный прибор предназначен для регулирования уровня исходящего сигнала, который передается на какое-либо устройство. Наиболее простым таким устройством является реостат. Это устройство имеет ползунок, благодаря которому можно механически отрегулировать подаваемую мощность. Значительным недостатком такого прибора является возможность его использования только в цепях с небольшой мощностью. Если напряжение достаточно велико, то реостат быстро перегреется и выйдет из строя.

Для понимания, какие элементы понадобятся для изготовления регулятора, необходимо понимать, какие могут быть разновидности данных приборов. Все они делятся по виду выходного сигнала:

• нестабилизированные и стабилизированные;
• аналоговые и цифровые.

Первые виды могут быть использованы без применения печатных плат и микросхем. Поэтому выбирая элементы для самостоятельного изготовления регулятора лучше остановить свой выбор на резисторах транзисторах либо тиристорах. А вот применение аналоговых либо цифровых печатных схем без специальных знаний в радиоэлектронике вряд ли получится.

Характеристика регулятора

Самостоятельно изготовленные регуляторы могут быть изготовлены и установлены в качестве временного либо стационарного прибора. Основными характеристиками, которыми должен обладать регулятор, являются:

1. Возможность постепенной регулировки. Лучше всего, если на регуляторе будет специальной колесико, с помощью которого можно плавно отрегулировать разность приема и отдачи сигнала.
2. Мощность, при которой регулятор может стабильно функционировать. Чем выше показатель силы тока, при котором он будет работать без негативных последствий для себя, тем лучше для самого прибора.
3. Показатель максимальной мощности, которую способен выдержать регулятор в течение небольшого временного отрезка.
4. Диапазон входящего напряжения.
5. Тип сигнала, который может регулироваться (постоянный либо переменный ток).
6. Управление регулятором. Оно может быть механическое (с использованием различных механизмов) либо электронное (устанавливается с помощью пультов либо программирования).

Что понадобится для изготовления?

Изготовить регулятор самостоятельно можно =, используя 2 возможных варианта:

• Приобретение платы и радиоэлементов и дальнейшая их сборка;
• Покупка радиоэлементов и самостоятельное изготовление печатной платы.

Для реализации второго варианта понадобятся: паяльник, канифоль, припой, пинцет, провода, кусачки либо пассатижи.

Самостоятельно можно изготовить такие типы регулятора напряжения:

1. Простую схему – предполагает использование транзисторов, один из которых будет определять напряжение, а другой – пропускать соответствующее электричество на прибор.
2. Симистор – регулятор, регулирующий управление мощностью нагревательными элементами;
3. Реле напряжения – большую популярность данный вид регулятора имеет у автолюбителей. Благодаря реле, электроприборы, используемые в автомобиле, получают стабильное напряжение, при изменении показателя напряжения в сети.
4. Блок управления питанием – его используют для подключения приборов, которые работают в сетях с напряжением 12В.

Всем давно известно, что без нормального регулируемого блока питания не возможно запустить ни один девайс сделанный своими руками. Ведь блок питания это основа радиолюбительской лаборатории, поэтому в этой статье я расскажу, как сделать простой регулируемый блок питания из доступных деталей всего на двух транзисторах. На этом рисунке изображена простая для изготовления схема регулируемого блока питания.

Схема регулируемого блока питания на транзисторах

Эта схема очень неприхотлива в радиодеталях по этому, собрать её может каждый начинающий радиолюбитель практически из того, что имеется под рукой. Диодный мост Br1 пойдет практически любой с силой тока не менее 3А. Если нет диодного моста, замените его подходящими диодами. Конденсатор С1 можно заменить любым от 1000 мкФ до 10 000 мкФ. Переменный резистор Р1 от 5 до 10 кОм. Транзистор Т1 КТ815, BD137, BD139 транзистор Т2 КТ805, КТ819, TIP41, MJE13009 и многие другие советские и импортные аналоги, подбираются согласно требуемой нагрузке и мощности источника питания.

Диод D1 с силой тока не менее 3А, можно вообще заменить перемычкой, он защищает конденсатор C2 от переполюсовки при подключении к блоку питания аккумулятора. Источником питания для этой схемы может служить любой трансформатор от 12 до 30 вольт. Для своего блока питания я использовал тороидальный трансформатор от музыкального центра с двумя последовательно соединенными обмотками по 13,5В и силой тока 3,5А. После выпрямления напряжения на выходе получилось 30 вольт.

Все детали блока питания я, как всегда разместил на печатной плате размером 6,5 на 4,5 см. При установке транзисторов обратите внимание на цоколевку. Например у транзистора КТ819 ножки располагаются так ECB, а у транзистора MJE13009 так BCE, по этому транзисторы лучше всего соединить с платой небольшими кусочками провода и тогда у вас не возникнет проблем с правильной установкой транзисторов на радиаторе.

Печатная плата регулируемого блока питания 0-30В

Два транзистора установите на одном радиаторе без изоляционных прокладок потому, что коллекторы транзисторов на схеме соединяются вместе. Не забудьте места крепления транзисторов смазать термопастой. Диодную сборку желательно закрепить на небольшом радиаторе, она тоже не слабо нагревается. Для контроля выходных характеристик желательно установить универсальный китайский измерительный прибор (УКИП) обозначенный на схеме V/A1.

Все компоненты блока питания я разместил в стандартном корпусе от компьютерного блока питания. Только из за большого размера тороидального трансформатора от музыкального центра вентилятор пришлось разместить снаружи, но это на технические характеристики блока питания особо не влияет.

Благодаря мощному 3,5 амперному тороидальному трансформатору этот универсальный регулируемый блок питания я использую для питания различных самоделок и в качестве зарядного устройства для небольших аккумуляторов.

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

Рекомендую посмотреть видеоролик о том как работает регулируемый блок питания.

▶▷▶▷ простая схема источника питания постоянного тока

▶▷▶▷ простая схема источника питания постоянного тока

Интерфейс	Русский/Английский
Тип лицензия	Free
Кол-во просмотров	257
Кол-во загрузок	132 раз
Обновление:	02-05-2019

простая схема источника питания постоянного тока — Простейший стабилизатор постоянного тока cxemnetbeginnerbeginner113php Cached Режим замыкания выхода источника тока не является исключением или трудно реализуемой функцией источника тока , это один из режимов работы, в который может безболезненно перейти прибор при Импульсные источники питания, теория и простые схемы radiostoragenet3806-impulsnye-istochniki-pitaniya-te Cached Рис 4 Схема высоковольтного источника питания постоянного тока Высоковольтные диоды vd2 vd7 типа КЦ106Г (КЦ105Д) Ограничительный резистор r5 типа КЭВ-1 Простая Схема Источника Питания Постоянного Тока — Image Results More Простая Схема Источника Питания Постоянного Тока images Регулятор Напряжения Постоянного Тока От 0 До 30 Вольт choicesmakeweeblycomblogregulyator-napryazheniya Cached Нужна простая схема ШИМ регулятора для постоянного Вот тут схема и печатка шим- регулятора для двигателей постоянного тока , есть от отдельного источника напряжением от 12 до 36 вольт Электротехника: Цепи постоянного тока modelexponentaruelectro0022htm Cached При составлении уравнения баланса мощностей следует учесть, что если действительные направления ЭДС и тока источника совпадают, то источник ЭДС работает в режиме источника питания , и ИБП постоянного тока — vseibpru vseibpruinfovidy-ibppostoyannogo-toka Cached Устройство и принцип действия ибп постоянного тока Самый простая схема ИБП постоянного тока состоит из выпрямителя (одного или нескольких) и аккумуляторов (от одного до нескольких) Электрическая цепь Схема простой электрической цепи electrohobbyruelectro-cep-chema-ptbhtml Cached Неотъемлемыми частями любой электрической схемы являются сам источник питания ( постоянного тока или же переменного, без которого любая электросхема всего лишь груда металла Схемы источников электропитания, зарядные устройства istochnikpitaniaru Cached Блок питания СИ-БИ радиостанции Источник питания для автомобильного трансивера 13 В 20 А Стабилизатор тока на 100200 А Регулируемый стабилизатор напряжения Простой блок питания 22А Как сделать твердотельное реле постоянного тока с electeblogspotcom201709blog-posthtml Cached Для стабилитрона не нужен резистор тк схема с блокинг генератором (в соответствующем диапазоне нагрузок) работает как источник тока , она выдаёт небольшой ток на выходе Схема источника питания с — s-ledru wwws-ledru337-shema-istochnika-pitaniya-s-galvaniches Cached Существуют схемы усилителей НЧ, передатчиков, других устройств, которые требуют питания не только от двуполярного источника , но и от двух гальванически развязанных источников, не имеющих сое Электротехника Электрические постоянного тока studyurfuruAidPublication62021 стоящую из источника питания — генератора постоянного тока , приемного уст-ройства — осветительной лампы и выключателя Схема этой электрической цепи показана на рис 11 Здесь g условное Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of 1 2 3 4 5 Next 27,800

• Операционный усилитель ( ОУ , OpAmp ) усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как п
• равило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. Ненулевой входной ток (или, что почти то же самое, ограниченное входное… В маломощных трансформаторах, где ток через обмотку неве
• почти то же самое, ограниченное входное… В маломощных трансформаторах, где ток через обмотку невелик, этим можно пренебречь, но с повышением мощности ток через обмотку растет и, при высоком сопротивлении обмотки, рассеивает на ней значительную тепловую мощность, что недопустимо. Колебания (нестабильность) напряжения на выходе выпрямителя изменение напряжения постоянного тока относительно номинального. Безтрансформаторные выпрямители являются простейшими неавтономными источниками постоянного тока. Вы много видели аппаратов с питанием постоянным током? …выходной ток (для защиты от перегрузки и короткого замыкания), могут применяться датчики тепловой защиты и пр. Сигналы с датчиков поступают на схему… DWL-P50 это однопортовый адаптер Power over Ethernet, обеспечивающий постоянный ток питания для устройств, не поддерживающих PoE, например, камер видеонаблюдения или точек доступа. Цепи оперативного питания постоянного тока являются важнейшими системами подстанций и электростанций, от надёжности которых зависит способность подстанций и электростанций выполнять свои функции в энергосистеме. Существуют источники постоянного тока, ток на выходе которых не зависит от времени и сопротивления нагрузки. Постоянный ток широко используется в технике : подавляющее большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток. При отсутствии подобного выпрямителя для обеспечения режима динамического торможения АД параллельно фильтру Ф устанавливается узел сброса энергии на основе ключа VT7 и силового резистора R. При превышении допустимого напряжения на выходе фильтра ключ VT7 открывается и обеспечивает разряд конденсатора на резистор R. В ПЧ с АИТ (см. рис. 3,а) управляемый… С помощью приборов постоянного тока производится измерение средних значений напряжения и тока на выходе выпрямителя Ud, Id. Рассчитать энергетические характеристики выпрямителей: коэффициенты преобразования схемы по току kI, напряжению kU, использования… 2) Частота пульсаций выпрямленного тока, даваемого шестифазным выпрямителем, в 6 раз больше частоты тока, питающего трансформатор из сети, и таким образом для сглаживания пульсации этого выпрямителя нужен более легкий фильтр, чем при обычных схемах вьпрямителя. Устройство можег представлять интерес для любителей, работающих с…

как правило

например

• easier way to browse the web and all of 1 2 3 4 5 Next 27
• передатчиков
• есть от отдельного источника напряжением от 12 до 36 вольт Электротехника: Цепи постоянного тока modelexponentaruelectro0022htm Cached При составлении уравнения баланса мощностей следует учесть

Request limit reached by ad sasXML

Операционный усилитель ( ОУ , OpAmp ) усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. Ненулевой входной ток (или, что почти то же самое, ограниченное входное… В маломощных трансформаторах, где ток через обмотку невелик, этим можно пренебречь, но с повышением мощности ток через обмотку растет и, при высоком сопротивлении обмотки, рассеивает на ней значительную тепловую мощность, что недопустимо. Колебания (нестабильность) напряжения на выходе выпрямителя изменение напряжения постоянного тока относительно номинального. Безтрансформаторные выпрямители являются простейшими неавтономными источниками постоянного тока. Вы много видели аппаратов с питанием постоянным током? …выходной ток (для защиты от перегрузки и короткого замыкания), могут применяться датчики тепловой защиты и пр. Сигналы с датчиков поступают на схему… DWL-P50 это однопортовый адаптер Power over Ethernet, обеспечивающий постоянный ток питания для устройств, не поддерживающих PoE, например, камер видеонаблюдения или точек доступа. Цепи оперативного питания постоянного тока являются важнейшими системами подстанций и электростанций, от надёжности которых зависит способность подстанций и электростанций выполнять свои функции в энергосистеме. Существуют источники постоянного тока, ток на выходе которых не зависит от времени и сопротивления нагрузки. Постоянный ток широко используется в технике : подавляющее большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток. При отсутствии подобного выпрямителя для обеспечения режима динамического торможения АД параллельно фильтру Ф устанавливается узел сброса энергии на основе ключа VT7 и силового резистора R. При превышении допустимого напряжения на выходе фильтра ключ VT7 открывается и обеспечивает разряд конденсатора на резистор R. В ПЧ с АИТ (см. рис. 3,а) управляемый… С помощью приборов постоянного тока производится измерение средних значений напряжения и тока на выходе выпрямителя Ud, Id. Рассчитать энергетические характеристики выпрямителей: коэффициенты преобразования схемы по току kI, напряжению kU, использования… 2) Частота пульсаций выпрямленного тока, даваемого шестифазным выпрямителем, в 6 раз больше частоты тока, питающего трансформатор из сети, и таким образом для сглаживания пульсации этого выпрямителя нужен более легкий фильтр, чем при обычных схемах вьпрямителя. Устройство можег представлять интерес для любителей, работающих с…

Мощный блок питания на напряжение 5-35В и ток 5A-30A и более (LM338, 741)

Приведена принципиальная схема простого в изготовлении стабилизированного и мощного блока питания с регулируемым выходным напряжением от 5В до 35В и током нагрузки 5А, 10А, 20А, 30А, 40А и более (в зависимости от количества микросхем).

Источник питания может обеспечить токи до 5А (одна микросхема), 10А(две микросхемы), 20А(4шт), 30А(6шт), 40А(8шт) и т.д. Напряжение можно регулировать, например можно выставить часто используемые напряжения 5В, 12В, 24В, 28В, 30В и другие.

Принципиальная схема

В основе блока питания лежат мощные интегральные стабилизаторы LM338, каждый из которых может обеспечить выходной ток до 5А при напряжении от 1,2 до 35В (данные из даташита).

Рис. 1. Принципиальная схема мощного блока питания на напряжение 5В-30В и ток 5А, 10А, 20А, 30А и более.

Вторичная обмотка силового трансформатора должна выдавать переменное напряжение со значением не менее 18-25В. Мощность трансформатора желательно выбрать с запасом, в зависимости от требуемого напряжения и тока на выходе будущего блока питания.

Детали

Транзистор BD140 нужно установить на небольшой радиатор. Все интегральные стабилизаторы LM338 должны быть установлены на отдельные радиаторы достаточной площади для надежного отвода тепла.

Рис. 2. Внешний вид мощных интегральных стабилизаторов LM338.

Рис. 3. Цоколевка (расположение выводов) у микросхем LM338.

Все мощные микросхемы можно установить на один общий радиатор через слюдяные прокладки, поскольку корпуса микросхем не должны соединяться вместе.

Ток выдаваемый на выходе блока питания может быть увеличен или уменьшен соответственно добавлением или уменьшением количества применяемых пар «стабилизатор LM338 + резистор Rx».

К радиатору можно применить активное охлаждение — установить небольшой вентилятор от компьютера, подав для него питание через стабилизатор на 5-12В (7805, 7812), это позволит уменьшить размеры радиатора и увеличить эффективность теплоотвода.

Диодный мост можно применить готовый на нужный ток, также его можно собрать из четырех отдельных мощных диодов (D1-D4). Эти диоды должны быть рассчитаны на ток, который планируется получить на выходе стабилизатора.

Рис. 4. Цоколевка транзистора BD140 (P-N-P).

Рис. 5. Цоколевка микросхемы 741 в корпусе DIP-8, операционный усилитель.

Например, диодный мост из четырех выпрямительных диодов Д242 обеспечит рабочие токи до 10А. Диоды или диодный мост желательно установить на отдельный небольшой радиатор.

В качестве резисторов R3, R4…Rx можно установить керамические цементные или использовать проволочные, поскольку на каждом таком резисторе будет рассеиваться примерно 4-7 Ватт мощности (в зависимости от общей нагрузки на стабилизатор).

Печатная плата

Разводку печатной платы в формате Sprint Layout 6 нам прислал Александр. На ней отсутствует конденсатор С4 — его припаиваем к выводам переменного резистора R1, который будет крепиться на корпусе устройства и послужит для регулировки напряжения.

Рис. 6. Печатная плата для схемы мощного блока питания на микросхемах LM338.

Печатная плата в формате Sprint Layout 6 — Скачать (330 КБ):

• PCB+High+power+regulater+0-30V+20A.jpg  — печатная плата с зарубежного сайта, конденсатор 4700мкФ установлен на выходе стабилизатора.
• lm338-power-supply-layout-v1 — первый вариант печатной платы: на входе и выходе стабилизатора установлены конденсаторы 4700мкФ (C1 и C6), защитный диод (D6) отсутствует. Мощные резисторы по 0,3 Ом.
• lm338-power-supply-layout-v2 — конечный вариант печатной платы: на входе два конденсатора по 4700мкФ (C1), на выходе — 22мкФ (C6), установлен защитный диод D6. Мощные резисторы по 0,1 Ом.

ВНИМАНИЕ! После распечатки трафарета для печатной платы из программы Sprint Layout убедитесь что плата будет изготовлена верно: ножка 4 микросхемы 741 должна идти к «GND -«, а ножка 6 — к катоду диода D5.

Даташит на микросхему LM338 — Скачать (220 КБ).

Подготовлено для сайта RadioStorage.net.

По жизни с паяльником…

Для тех, кто дружит с паяльником

По жизни с паяльником…
Радиоэлектроника для всех.

Краткое описание основных разделов сайта «По жизни с паяльником»:

Автомобильная электроника — раздел содержит подробное описание различных реле-регуляторов, систем охраны, датчиков, индикаторов промышленного и любительского изготовления для автомобиля, схемы и подробное описание магнитол и радиоприемников.

Телевизионный прием — рассмотрена схемотехника промышленных усилителей ТВ-сигналов, приведены схемы радиолюбительских усилителей, обсуждаются проблемы дальнего телевизионного приема, приведены конструкции некоторых популярных телевизионных антенн.

Светодинамические устройства — подробное описание и схемы различных систем световых эффектов и светомузыкальных устройств, рассматриваются отдельные узлы и оптические системы.

Средства связи — раздел посвященным самым разнообразным устройствам связи — мини-АТС, пульты оперативной связи, переговорные устройства и многое другое.

Электроника и здоровье — схемы приборов и устройств для контроля и наблюдения за состоянием здоровья, для людей с потерей слуха и зрения.

Электротехника дома и на работе — различные устройства для пуска электродвигателей, примеры практических электротехнических расчетов и т.д.

Источники питания — описание и схемы выпрямителей, стабилизаторов, преобразователей, зарядных устройств, регуляторов…

Экспериментальная электротехника — раздел об открытиях, опытах, экспериментах — результаты которых не укладываются в рамки общепризнанных представлений.

Измерения и измерительные приборы — различные приборы для измерения электрических величин, поиска и обнаружения неисправностей и т.д.

Конструирование и радиолюбительские технологии — приемы и принципы конструирования, схемы и описание отдельных узлов. Описание и рекомендации различных технологий и технологических приемов для изготовления различных узлов, устройств.

Автоматика, телемеханика, цифровая техника — устройства автоматики для быта и производства.

Быстрый переход к содержанию разделов.

Автомобильные радиоприемники и магнитолы
Раздел Автомобильные радиоприемники и магнитолы содержит необходимый материал для ремонта и регулировки автомобильной звуковоспроизводящей аппаратуры. Здесь Вы можете найти технические характеристики, схемы принципиальные и описание работы, расположение основных элементов и узлов на шасси, таблицы напряжений, намоточные данные, кинематические схемы верньерных устройств, эскизы механизмов настройки и другое.

Регуляторы напряжения
Регуляторы напряжения — принцип работы, виды регуляторов и генераторных установок для различных типов автомобилей.
Проверка регулятора напряжения и его элементов — как проверить исправность реле — регулятора, исправность его элементов.
Контактно-транзисторные регуляторы — схемы, описание
Регулятор напряжения 121.3702 — на примере этого регулятора подробно разъясняется принцип работы транзисторных регуляторов
Регуляторы напряжения РР350, РР350А, РР350Б
Регулятор напряжения РР356, РР133
Регулятор напряжения РР132
Регулятор напряжения РР132А, 1112.3702
Регулятор напряжения 13.3702
Регулятор напряжения 201.3702
Регулятор напряжения 2012.3702, 22.3702, 221.3702
Регуляторы напряжения Я112А1, Я112В1, Я120М1, 17.3702 — «шоколадки».
Электронное реле напряжения — разработано на замену РР-310В, установка в автомобиль показана на примере «Запорожца».
Термокомпенсированный регулятор напряжения — устройство по некоторым параметрам превосходит промышленные образцы. Регулятор можно использовать как универсальное устройство пригодное не только для установки на любые автомобили, но и везде, где частота вращения ротора генератора непостоянна (например, на ветряных электростанциях). Подобрав соответствующие элементы регулятора, его легко можно приспособить для работы с любыми напряжением (до 400 В) и током возбуждения (десятки ампер).
Простой термокомпенсированный регулятор напряжения — описанный регулятор вместе с использованием тиристорно-транзисторного блока электронного зажигания с удлиненной искрой, обеспечивающим быстрый запуск двигателя в самых различных условиях эксплуатации, позволил довести срок службы аккумуляторной батареи до девяти лет.

Генераторы, аккумуляторы, зажигание.
Характерные неисправности генераторов и методы их устранения — большой раздел, здесь рассматриваются: проверка генераторных установок; проверка обмотки статора; проверка выпрямительного узла; проверка щеточного узла и контактных колец ротора; проверка подшипников и посадочных мест под подшипник в крышках; ремонт вентильных генераторов; ремонт обмоток статора и ротора; ремонт выпрямительных блоков.
Зажимы для аккумулятора — как самому быстро сделать пружинные зажимы для подключения зарядного устройство к автомобильной аккумуляторной батарее.

Сигнализаторы и индикаторы
Сигнализатор аварийного снижения давления масла — может быть установлен на автомобилях разных моделей.
Индикатор уровня тормозной жидкости создает определенное удобство в эксплуатации и значительно повышает безопасность движения. Индикатор может быть установлен на все типы отечественных автомобилей с гидравлическим приводом тормозов и напряжением питания 12 вольт.
Сигнализатор ручного тормоза — предлагаемое устройство предназначено для подачи прерывистого звукового и светового сигнала водителю при трогании автомобиля с включенным ручным тормозом.
Сигнализатор разрядки аккумулятора — предлагаемое устройство сигнализирует водителю, когда напряжение на аккумуляторной батарее повышено и когда оно понижено, а генератор не работает.
Световые индикаторы напряжения — четыре конструкции индикаторов напряжения бортовой сети автомобиля на светодиодах и АЛС324 (высвечивает «Р» — разряд, «Н» — норма, «П» — превышение).
Индикатор уровня электролита — простое приспособление которое может изготовить каждый.
Индикатор тока аккумулятора — индикатором тока батареи снабжены далеко не все автомобили, и описанное ниже устройство позволяет простыми средствами восполнить этот пробел.

Реле указателей поворотов
Устранение неисправностей в реле указателей поворота — предлагаемый метод разработан для автомобилей «Жигули» и «Москвич». Однако возможно использование и на автомобилях других марок. Так, например, отдельные узлы этих устройств были применены автором этого сайта при ремонте импортных автомобилей.

Охранные устройства
Простые охранные устройства — для охраны автомобиля, гаража, дачи…
Простой автосторож — сторож потребляет от батареи аккумуляторов в дежурном режиме ток не более 180 мкА…
Охранное устройство с отключением «массы» — работает при отключенной от корпуса батареи и в режиме охраны практически не потребляет электроэнергии, имеет цепь противоугонной блокировки, исключающую подачу напряжения в бортовую сеть без знания “секрета” даже при накоротко замкнутых контактах замка зажигания.

Диагностика и контроль
Вольтметры-диагносты — простые приборы для контроля и диагностики состояния аккумулятора автомобиля и мотоцикла.
Электронный диагност — позволяет быстро обнаружить снижение компрессии в одном из цилиндров, ухудшение искрообразования из-за неисправности свечи зажигания или высоковольтной цепи, увеличение зазоров в узле привода клапанов, неравномерное распределение бензиновоздушной смеси по цилиндрам.
Квазианалоговый тахометр со светодиодной шкалой.
Линейная шкала квазианалового тахометра
Модернизация квазианалового тахометра.

Другие устройства
Регулятор тактов стеклоочистителя — этот регулятор рассчитан на использование штатного переключателя режимов работы стеклоочистителя и является бесконтактным.

  Советы любителям дальнего телевизионного приема  — очень полезная статья, много дельных, толковых советов. Полезно почитать всем, особенно тем, кто хочет собрать или приобрести новую антенну или усилитель.
  Сетка телевизионных каналов и УКВ — вещания — частотные диапазоны каналов эфирного и кабельного ТВ, ключая спецканалы и УКВ — вещание.
  Направленный ответвитель — необходим, когда одна антенна принимает несколько телевизионных сигналов, имеющих различный уровень, а использование широкополосного усилителя приводит к плачевным результатам.  
 Коллективный фильтр для ТВ-антенн. Объединив сигнал от антенн, находящихся, например, на крыше или на чердаке, в специальном фильтре, можно их подвести со входов антенн к ТВ-приемнику одним общим кабелем.

Усилители ТВ-сигналов метрового диапазона.

Усилители ТВ-сигналов дециметрового диапазона.

Усилители и усилительные системы промышленного изготовления.

• ОТУ-2.2 — в состав оборудования входят усилители УТД — I-II и УТД — III. 
• ОТУ-3.2 — в состав оборудования входят усилители типа УТК.
• УТШК — в состав оборудования входят усилители УТД -I-II и УТД — III, модификация УТШК. 
• УТДИ — усилители УТДИ-I-II и УТДИ-III для индивидуального ТВ приема.

Антенны и антенные системы для приема ТВ-сигналов.

Кабельное телевидение и коллективный телевизионный прием

• Кабельные эквалайзеры — статья посвящена расчету оптимальных эквалайзеров с любой верхней частотой диапазона рабочих частот для расширения частотного диапазона сетей кабельного телевидения до 300 МГц.

Светомузыкальные устройства.

Светомузыкальная установка «Светлана» — «классическая» схема светомузыкальной установки на тиристорах.
СДУ с цифровой обработкой сигнала — на мой взгляд лучшая любительская конструкция
Усовершенствование СДУ с цифровой обработкой сигнала — дополнения, улучшающие работу предыдущего устройства.
Цветомузыкальное малогабаритное устройство  — данное устройство было разработано давно, тем не менее оно интересно и сегодня, его можно использовать в современных магнитолах, в виде приставки к плейерам и т.д.
Цветомузыкальный переключатель гирлянд — простое устройство, совмещающее цветомузыкальное установку и «бегущие огни».
Цветомузыкальное устройство на лампах дневного света — применив лампы дневного света, можно получить яркость света достаточную, чтобы пользоваться установкой при любом освещении.
Окраска баллонов ламп — простой рецепт изготовления термостойкой краски для баллонов ламп СДУ.
Установка ламп в экранном устройстве — простая рекомендация, благодаря которой лак на лампах выгорать не будет даже при большей мощности ламп.
Простая цветомузыкальная приставка — имеет сравнительно большую мощность осветительных ламп, а именно: в каждом канале можно использовать лампы, рассчитанные на напряжение 220 В (одну или несколько), или же низковольтные, соединенные в гирлянды на 220 В.

Приставки и дополнительные устройства для СДУ.

Компрессор к СДУ — Работа светодинамической установки становится более эффектной, если на входе СДУ включить компрессор.
Компрессор к СДУ на операционном усилителе — применив ОУ получается довольно простая схема компрессора, некритичного к напряжению питания.
Усилитель мощности для СДУ — оригинальное решение, позволяет поднять КПД выходного каскада СДУ до 90%.
Контрольный экран для СДУ — небольшое дополнение дублирующее изображение основного экрана, может быть установлен вблизи пульта управления или вмонтирован в фальшпанель.
Расширение возможностей СДУ — простым добавлением нескольких диодов и ламп можно добиться значительной эффективности СДУ

Световые эффекты.

Автомат световых эффектов — мультипрограммный автомат световых эффектов, дающий возможность при сравнительно простых схемотехнических решениях реализовать более 20 различных программ (63 различных комбинации) переключения шести независимых источников света — ламп накаливания.
Автомат световых эффектов на К556РТ4 — простой и доступный для массового повторения автомат световых эффектов, позволяющий получить шестнадцать различных программ переключения четырех независимых источников света (“бегущие огни” вперед и назад, “бегущая тень” вперед и назад, “накапливающееся включение и выключение и т.д.).
«Играющие огни» — автоматическое устройство «бегущие огни»с нарастающей частотой переключения.

Гирлянды.

Праздничные гирлянды — простой автомат с неплохими возможностями для гирлянд на лампах 13,5 вольт.

Пульты связи, переговорные устройства

Комплект соединительной линии — устройство предназначено для подключения различных телефонных переговорных устройств к внешним линиям. Для подключения пультов оперативной связи к линиям АТС, для организации связи между двумя пультами и т.д.

Концентратор телефонных линий — назначение устройства — сосредоточение внешних телефонных линий в один аппарат.

Автоматический концентратор телефонных линий — устройство с автоматическим возвратом линии в исходное состояние по окончании разговора (при возврате микротелефонной трубки в исходное состояние).

Переговорное устройство с автоматическим вызовом — простое устройство на двух реле типа РЭС-22, работает с обычными телефонными аппаратами, вызов происходит автоматически, при снятии трубки.

Простое переговорное устройство с автоматическим вызовом — простое устройство, работает с обычными телефонными аппаратами, вызов происходит автоматически, при снятии трубки. Некритично к типу применяемых реле.

Переговорное устройство для трех и более абонентов — простое переговорное устройство, пульт телефонной связи, выполнено на транзисторах, двух К155ЛАЗ (К158ЛАЗ, К555ЛАЗ), без применения электромагнитных реле.

Телефонные станции

Мини-АТС на десять абонентов — простая конструкция малогабаритной телефонной станции для небольших предприятий. (6 микросхем серии 155, 26 реле, 21 транзистор). Абонкомплекты выполнены на реле и тиристоре.

Мини-АТС на десять абонентов — конструкция мини-АТС (10 микросхем серии 155, 21 реле, 22 транзистора). Абонкомплекты выполнены на реле и транзисторах.

Бесконтактная АТС — мини-АТС на 10 номеров, выполнена полностью на полупроводниках, без применения реле или шаговых искателей.

Телефонные аппараты и приставки к ним.

Три приставки: световой сигнализатор, мелодичный звонок, сигнализатор с селекцией звонков. Все приставки работают совместно с аппаратами телефонных сетей общего пользования.

Доработка телефонных аппаратов с микросхемой SAA1092-2 (U4076B) в вызывном устройстве. Простой способ доработки схемы т.а. для работы на телефонных линиях с вызывным током 25 Гц.

Оптическая связь

Простой оптический телефон — устройство можно использовать в труднодоступной местности, дальность связи до 500 метров.

Оптический телефон — устройство обладает повышенной помехоустойчивостью, имеет интересные схемные решения.

Приборы для контроля за состоянием здоровья и профилактики

• Простой электропунктурный стимулятор биологически активных точек, электрофорез.
• Локальная магнитотерапия — Прибор предназначен для уменьшения ревматических болей, болей в суставах, позвоночнике, при мигрени и других болевых ощущениях. Он помогает при лечении переломов, способствует быстрому заживлению ран
• «Дыхание» — прибор для исследования дыхания человека.
• Цифровой термометр — предназначен для измерения температуры в диапазоне от 0 до 99,9 °С. Термометром можно быстро (за 1 секунду) и точно измерить температуру тела человека, температуру растворов, воды, воздуха, фоторастворов и т.д. От известных конструкций его отличает довольно широкий диапазон измеряемых температур, простота конструкции и налаживания.
• Измеритель пульса. Для самоконтроля пульса будет полезен предлагаемый небольшой цифровой прибор, к датчику которого достаточно приложить палец и через 12 с светодиодное табло покажет результат.

Слуховые аппараты

Приборы и устройства для слабовидящих

Электродвигатели

Сварочные аппараты, устройства для сварки

• Портативный сварочный аппарат — как сделать сварочный аппарат, описано как самому изготовить электроды на 1,5…2 мм.
• Сварочный аппарат — В этой статье описаны два варианта сварочного аппарата, даны рекомендации по расчету и выбору компонентов. В основу конструкции автор положил сравнительно редко используемый принцип получения «падающей» характеристики — управление углом отсечки напряжения питания. Можно «варить» электродами 4 мм.
• Сварочный аппарат — описан сварочный аппарат постоянного тока, выполненный на основе преобразователя. Ток дуги — 60 А., стабилизация дуги.

Разное

Блоки питания и устройства бесперебойного питания

Блок питания 1..29 вольт — регулируемый, стабилизированный, двухступенчатый (1..15 и 15..29 вольт), ток нагрузки — 2 А.
Блок питания 0…30 вольт на ОУ — регулируемый, стабилизированный, многоступенчатый, ток нагрузки 2 А, электронная защита от К.З.
Блок питания 3…30 вольт на транзисторах — регулируемый, стабилизированный, многоступенчатый, ток нагрузки 2 А, релейно-тиристорная защита от К.З. Конструктивно этот блок питания и предыдущий выполнены таким образом, чтобы, заменив печатную плату одного блока на печатную плату другого, можно было использовать все общие элементы их схем.
Мощный блок питания — стабилизированный, 13,6 вольт 20 А. Предусмотрена регулировка напряжения.
Мощный двухполярный стабилизированный блок питания 2х44 вольт, 4 ампера на канал, КПД равен 90 %, уровень пульсаций не более 200 мВ.
Устройство бесперебойного резервного питания с использованием одного силового трансформатора как для зарядного устройства, так и для преобразователя. Предлагаемое устройство также защищено от случайной переполюсовки аккумулятора как в режиме преобразования 12 — 220 В, так и в режиме заряда батареи. Мощность около 300 Вт.

Стабилизаторы

Стабилизатор напряжения переменного тока на 220 вольт, 130…220 Вт., транзисторный.

Преобразователи напряжения

Бестрансформаторный преобразователь напряжения «Кроны» для ОУ. Обеспечивает получение трех стабилизированных напряжений при Uвх = 5 … 9 вольт. Описанный узел питания отличается простотой, которая исключает какие-либо наладочные работы после монтажа.
Преобразователь напряжения — 12 в 220 вольт, 16 Вт, Fпр — 600 Гц.
Преобразователь напряжения — 12 в 220, 30 Вт, 50 Гц.
Преобразователь напряжения — 12 в 220 вольт, 100 Вт, 50 Гц.
Преобразователь напряжения — 12 в 220 (36, 127) вольт, 200 Вт, 50 Гц.
Преобразователь напряжения — 220 вольт в 2х27вольт, 3,5 А., 180 Вт, Fпр — 27 кГц.
Преобразователь напряжения — 220 вольт в 30вольт, 4 канала, 200 Вт, Fпр — 25…30 кГц.
Микромощный стабилизированный преобразователь напряжения — имеет на выходе 4..12 вольт при выходной мощности 0,15 ватт.

Регуляторы тока, напряжения, мощности

Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах — простой регулируемый выпрямитель с напряжением регулировки от 0 до 15 вольт и максимальным током 6 ампер.
Выходной узел регулятора мощности — оптимизированный узел регулятора мощности, рассматривается возможность использования устройства как термостабилизатор и автомат включения освещения.
Простой регулятор напряжения — можно использовать для регулировки напряжения на нагрузке активного и индуктивного характера, питаемой от сети переменного тока напряжением 127 и 220 в. Напряжение на нагрузке можно менять от нуля до номинального напряжения сети.

Зарядные устройства

Универсальный выпрямитель для зарядки аккумуляторов — две простые конструкции, регулируемые, ток нагрузки 6 и 10 Ампер, для зарядки 12-ти и 6-ти вольтовых аккумуляторов.
Устройство подзарядки аккумуляторов в системе аварийного питания — устройство не только подзаряжает, но и поддерживает номинальную емкость аккумуляторных батарей в системе аварийного питания.
Зарядное устройство — в условиях хранения аккумулятора позволяет автоматически включать его на зарядку при снижении напряжения и также автоматически выключать зарядку при достижении напряжения, соответствующего полностью заряженному аккумулятору. Схема обеспечивает два режима работы — ручной и автоматический.
Зарядное устройство — автомат — предлагаемый вариант зарядного устройства автоматически отключается от сети переменного тока по окончании зарядки и не содержит шкальных приборов. Контроль включения и протекания зарядного тока осуществляется при помощи двух индикаторных лампочек. Достаточно простая конструкция.

Передача электроэнергии по одному проводу — как же осуществляется феноменальное явление, не укладывающееся в рамки общепризнанных представлений?

Электродвигатели нового типа — ротор из диэлектрика, отсутствие щеток, нет вращающегося поля — и все-таки «вертится»!

Электрохимический генератор или загадочный “Дышащий элемент” профессора В. А. Кистяковского. Механизм возникновения явления, используемого в приборе довольно сложен и сегодня еще не до конца ясен. Однако это не мешает повторить опыт В. А. Кистяковского, тем более что приборы подобного типа очень перспективны для применения в различных областях науки и техники.

Цифровой измеритель емкости — прибор обеспечивает измерение емкости конденсаторов от 0,01 до 10000 мкФ на четырех поддиапазонах с верхними пределами измерения 10, 100, 1000 и 10000 мкФ. Поддиапазоны переключаются автоматически. Результат измерений представляется в цифровом виде на четырехразрядном индикаторе.

Карманный цифровой частотомер — прибор позволяет измерять частоту электрических колебаний до 10 МГц. Чувствительность по уровню входного сигнала при измерении частот до 600 кГц — 8 мВ, от 600 кГц до 2,5 МГц—30 мВ, свыше 2,5 МГц— около 100 мВ. Абсолютная погрешность измерения частоты в диапазоне 0…20 кГц составляет 3 Гц, 20 кГц…2 МГц—10 Гц, свыше 2 МГц—100 Гц.

Прибор для поиска неисправностей — прибор во многих случаях позволяет выявлять неисправные цифровые микросхемы без нарушения целостности электрического монтажа, что упрощает и ускоряет проведение ремонтных и настроечных работ.

Блок образцовых частот — применен делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) КА561 ИЕ15Б. Схема намного проще традиционных блоков.

Прибор для проверки кварцевых резонаторов — позволяет проверять резонаторы в диапазоне 50 кГц…40 МГц.

Измеритель емкости на К155ЛА3 — прибор имеет четыре поддиапазона измерений: 1 — до 50 пФ, 2 — до 500 пФ, 3 — до 5000 пФ и 4 — до 0,05 мк.

Приставка для измерения частотных характеристик — предназначена для настройки устройств в диапазонах частот 48…230 МГц, 300…900 МГц, 800…1950 МГц или на радиолюбительских KB диапазонах. Основное достоинство такой приставки заключается в том, что весь диапазон частот перекрывается с помощью одного ГКЧ, что удобно при настройке широкополосных устройств, например антенных усилителей, селекторов каналов телевизоров и т.п.

Генератор сигналов ЗЧ — генератор обладает достаточно хорошими техническими характеристиками и прост в налаживании.

Устройства и узлы приборов
Индикатор азимута — устройство для дистанционного определения направления.
Бесконтактное устройство управления — предназначено для управления различными исполнительными элементами автоматики

Монтаж
Как сделать печатную плату — рекомендации по изготовлению печатной платы. Полезно почитать не только «чайникам».
Демонтаж микросхем с помощью медицинской иглы.
Cпособ извлечения микросхем из печатных плат — дополнение к предыдущему описанию.
Пайка нихрома.
Пайка алюминия.

Радиолюбительская технология
Реле с гермитичными контактами — подробно описано как сделать надежное реле с нужными Вам параметрами.
Доработка светодиодов АЛ102.
Экранирующие коробки — быстрое изготовление.
Универсальный зажим для намоточного станка.
Радиатор из конденсатора.
Разметка панелей.
Улучшение теплового контакта.
Изготовление многоконтактных разъемов.
Cпособ регенерации хлорного железа из его отработанных растворов
Cпособ нанесения рисунка дорожек печатной платы.
Два способа вставки сверла — как решить проблему установки и смены сверла в сверлилках, изготовленных на базе небольших электродвигателей.

Автомат управления освещением — устройство автоматически включает освещение, когда в комнату (или служебное помещение) входит первый человек, и выключает, после ухода последнего. Дополнив устройство блоком индикации, его можно применить для подсчета людей, находящихся в помещении, автомобилей на стоянке и в ряде других случаев.

Формирователь синхроимпульса сетевого напряжения — для устройств, питаемых синусоидальным напряжением сети, устройство позволяет сформировать синхроимпульс, совпадающий с нулевым уровнем синусоидального напряжения.

Новости для радиолюбителя
Семейство датчиков зарядки батареи для мобильных средств связи с интегрированными стабилизаторами падения напряжения.
Новый терморегулятор Ратар-02А со встроенным автоматов включения нагрузки.
SiRFprima – навигационная платформа с поддержкой 3D-графики
Микро-реле способное выдержать скачки напряжения до 2,5кВ.
Точный операционный усилитель для высоковольтных схем.
HT46R92 и HT46R94 – драйверы светодиодов высокого напряжения A/D MCU типа от Holtek
Разработка для энергообеспечения спутников от International Rectifier.
MityDSP-Pro: процессорный модуль на базе DSP Texas Instruments TMS320C6455
MOSFET-транзистор от Fairchild Semiconductor понижает потери при коммутации на 50%
DIRECTPATH™ 2VRMS драйвер звукового канала.
Узкопрофильные источники питания с возможностью дистанционного считывания.
Cолнечная электростанция на 280 МВт появится в 2011 году
Читать еще: 0..1..2

Владелец данного сайта не несёт никакой ответственности за содержание расположенного здесь материала, а также за результаты использования информации, размещённой на этом сайте.

Переделка компьютерного блока питания — Блоки питания — Источники питания

Подробное описание.

Хороший лабораторный блок питания — это довольно дорогое удовольствие и не всем радиолюбителям оно по карману.
Тем не менее в домашних условиях можно собрать не плохой по характеристикам блок питания, который вполне справится и с обеспечением питания различных радиолюбительских конструкций, и так же может служить и зарядным устройством для различных аккумуляторов.
Собирают такие блоки питания радиолюбители, как правило из компьютерных БП АТХ, которые везде доступны и дешевы.

В этой статье уделено мало внимания самой переделке АТХ, так как переделать компьютерный БП для радиолюбителя средней квалификации в лабораторный, или для каких то иных целей, обычно не составляет особого труда, а вот у начинающих радиолюбителей возникает по этому поводу много вопросов. В основном какие детали в БП нужно удалить, какие оставить, что добавить, чтобы такой БП превратить в регулируемый, ну и так далее.

Вот специально для таких радиолюбителей, я хочу в этой статье подробно рассказать о переделке компьютерных блоков питания АТХ в регулируемые БП, которые можно будет использовать и как лабораторный блок питания, и как зарядное устройство.

Для переделки нам понадобится исправный блок питания АТХ, который выполнен на ШИМ контроллере TL494 или его аналогах.
Схемы блоков питания на таких контроллерах в принципе отличаются друг от друга не сильно и все в основном похожи. Мощность блока питания не должна быть меньше той, которую планируете в будущем снимать с переделанного блока.

Давайте рассмотрим типовую схему блока питания АТХ, мощностью 250 Вт. У блоков питания «Codegen» схема почти не отличается от этой.

Схемы всех подобных БП состоят из высоковольтной и низковольтной части. На рисунке печатной платы блока питания (ниже) со стороны дорожек, высоковольтная часть отделена от низковольтной широкой пустой полосой (без дорожек), и находится справа (она меньше по размеру). Её мы трогать не будем, а будем работать только с низковольтной частью.
Это моя плата и на её примере я Вам покажу вариант переделки БП АТХ.

Низковольтная часть рассматриваемой нами схемы, состоит из ШИМ контроллера TL494, схемы на операционных усилителях, которая контролирует выходные напряжения блока питания, и в случае их несоответствия — даёт сигнал на 4-ю ножку ШИМ контроллера на выключение блока питания.
Вместо операционного усилителя на плате БП могут быть установлены транзисторы, которые в принципе выполняют ту же самую функцию.
Дальше идёт выпрямительная часть, которая состоит из различных выходных напряжений, 12 вольт, +5 вольт, -5 вольт, +3,3 вольта, из которых для наших целей будет необходим только выпрямитель +12 вольт (жёлтые выходные провода).
Остальные выпрямители и сопутствующие им детали необходимо будет удалить, кроме выпрямителя «дежурки», который нам понадобится для питания ШИМ контроллера и куллера.
Выпрямитель дежурки даёт два напряжения. Обычно это 5 вольт и второе напряжение может быть в районе 9-10 вольт (используется для дежурного питания ТЛ-ки).
Мы и будем использовать для постоянного питания ШИМа второй выпрямитель. К нему также подключается и вентилятор (куллер).
На схеме ниже, я пометил высоковольтную часть зелёной линией, выпрямители «дежурки» — синей линией, а всё остальное, что необходимо будет удалить — красным цветом.

Итак всё, что помечено красным цветом — выпаиваем, а в нашем выпрямителе 12 вольт меняем штатные электролиты (16 вольт) на более высоковольтные, которые будут соответствовать будущему выходному напряжению нашего БП. Также необходимо будет выпаять в цепи 12-ой ножки ШИМ контроллера и средней части обмотки согласующего трансформатора — резистор R25 и диод D73 (если они есть в схеме), и вместо них в плату впаять перемычку, которая на схеме нарисована синей линией (можно просто замкнуть диод и резистор не выпаивая их). В некоторых схемах этой цепи может и не быть.

Далее в обвязке ШИМа на первой его ноге оставляем только один резистор, который идёт к выпрямителю +12 вольт.
На второй и третьей ноге ШИМа — оставляем только Задающую RC цепочку (на схеме R48 C28).
На четвёртой ноге ШИМа оставляем только один резистор (на схеме обозначен как R49. Да, ещё во многих схемах между 4-ой ногой и 13-14 ножками ШИМа — обычно стоит электролитический конденсатор, его (если он есть) тоже не трогаем, так как он предназначен для мягкого старта БП. В моей плате его просто не было, поэтому я его поставил.
Ёмкость его в стандартных схемах 1-10 мкФ.
Потом освобождаем 13-14 ножки от всех соединений, кроме соединения с конденсатором, и также освобождаем 15-ю и 16-ю ножки ШИМа.

После всех выполненных операций у нас должно получиться следующее.

Вот как это выглядит у меня на плате (ниже на рисунке).
Дроссель групповой стабилизации я здесь перемотал проводом 1,3-1,6 мм в один слой на родном сердечнике. Поместилось где то около 20-ти витков, но можно этого не делать и оставить тот, что был. С ним тоже всё хорошо работает.
На плату я так же установил другой нагрузочный резистор, который у меня состоит из двух параллельно включенных резисторов по 1,2 кОм 3W, общее сопротивление получилось 560 Ом.
Родной нагрузочный резистор рассчитан на 12 вольт выходного напряжения и имеет сопротивление 270 Ом. У меня выходное напряжение будет около 40-ка вольт, поэтому я поставил такой резистор.
Его нужно рассчитывать (при максимальном выходном напряжении БП на холостом ходу) на ток нагрузки 50-60 мА. Так как работа БП совсем без нагрузки не желательна, поэтому он и ставится в схему.

Вид платы со стороны деталей.

Теперь что необходимо будет нам добавить в подготовленную плату нашего БП, чтобы превратить его в регулируемый блок питания;

В первую очередь, чтобы не пожечь силовые транзисторы, нам нужно будет решить проблему стабилизации тока нагрузки и защиту от короткого замыкания.
На форумах по переделке подобных блоков, встретил такую интересную вещь — при экспериментах с режимом стабилизации тока, на форуме pro-radio, участник форума DWD привёл такую цитату, приведу её полностью:

«Я как-то рассказывал, что не смог получить нормальную работу ИБП в режиме источника тока при низком опорном напряжении на одном из входов усилителя ошибки ШИМ контроллера.
Более 50мВ — нормально, а меньше — нет. В принципе, 50мВ это гарантированный результат, а в принципе, можно получить и 25мВ, если постараться. Меньше — ни как не получалось. Работает не устойчиво и возбуждается или сбивается от помех. Это при плюсовом напряжении сигнала с датчика тока.
Но в даташите на TL494 есть вариант, когда с датчика тока снимается отрицательное напряжение.
Я переделал схему на этот вариант и получил отличный результат.
Вот фрагмент схемы.

Собственно, всё стандартно, кроме двух моментов.
Во первых, лучшая стабильность при стабилизации тока нагрузки при минусовом сигнале с датчика тока это случайность или закономерность?
Схема прекрасно работает при опорном напряжении в 5мВ!
При положительном сигнале с датчика тока стабильная работа получается только при более высоких опорных напряжениях (не менее 25мВ).
При номиналах резисторов 10Ом и 10КОм ток стабилизировался на уровне 1,5А вплоть до КЗ выхода.
Мне ток нужен больше, по этому поставил резистор на 30Ом. Стабилизация получилась на уровне 12…13А при опорном напряжении 15мВ.
Во вторых (и самое интересное), датчика тока, как такового у меня нет…
Его роль выполняет фрагмент дорожки на плате длиной 3см и шириной 1см. Дорожка покрыта тонким слоем припоя.
Если в качестве датчика использовать эту дорожку на длине 2см, то ток стабилизируется на уровне 12-13А, а если на длине 2,5см, то на уровне 10А.»

 

Так как этот результат оказался лучше стандартного, то и мы пойдём таким-же путём.

Для начала нужно будет отпаять от минусового провода средний вывод вторичной обмотки трансформатора (гибкую косу), или лучше не выпаивая её (если позволяет печатка) — перерезать печатную дорожку на плате, которая соединяет её с минусовым проводом.
Дальше нужно будет впаять между разрезом дорожки токовый датчик (шунт), который будет соединять средний вывод обмотки с минусовым проводом.

Шунты лучше всего брать из неисправных (если найдёте) стрелочных ампервольтметров (цешек), или из китайских стрелочных или цифровых приборов. Выглядят они примерно так. Вполне достаточно будет куска длинной 1,5-2,0 см.

Можно конечно попробовать поступить и так, как написал выше DWD, то есть если дорожка от косы к общему проводу достаточной длинны, то попробовать её использовать в качестве токового датчика, но я этого делать не стал, у меня плата попалась другой конструкции, вот такая, где обозначены красной стрелкой две проволочные перемычки, которые соединяли вывод косы с общим проводом, а между ними проходили печатные дорожки.

Поэтому после удаления лишних деталей с платы, я выпаял эти перемычки и на их место впаял токовый датчик от неисправной китайской «цешки».
Потом на место припаял перемотанный дроссель, установил электролит и нагрузочный резистор.
Вот ка выглядит кусок платы у меня, где я красной стрелкой пометил установленный токовый датчик (шунт) на месте проволочной перемычки.

Потом отдельным проводом необходимо этот шунт соединить с ШИМом. Со стороны косы — с 15-ой ножкой ШИМа через резистор 10 Ом, а 16-ю ножку ШИМ-а соединить с общим проводом.
С помощью резистора 10 Ом можно будет подобрать максимальный выходной ток нашего БП. На схеме DWD стоит резистор 30 Ом, но начните пока с 10-ти Ом. Увеличение номинала этого резистора — увеличивает максимальный выходной ток БП.

Как я уже раньше говорил, выходное напряжение блока питания у меня около 40-ка вольт. Для этого я перемотал себе трансформатор, но в принципе можно не перематывать, а повысить выходное напряжение другим способом, но для меня этот способ оказался удобнее.
Обо всём этом я расскажу немного позже, а пока продолжим и начнём устанавливать на плату необходимые дополнительные детали, чтобы у нас получился работоспособный блок питания или зарядное устройство.

Ещё раз напомню, что если у Вас на плате между 4-ой и 13-14 ножками ШИМа не стоял конденсатор (как в моём случае), то его желательно добавить в схему.
Так же нужно будет установить два переменных резистора (3,3-47 кОм) для регулировки выходного напряжения (V) и тока (I) и соединить их с нижеприведённой схемой. Провода соединения желательно делать как можно короче.
Ниже я привёл только часть схемы, которая нам необходима — в такой схеме проще будет разобраться.
На схеме вновь установленные детали обозначены зелёным цветом.

Схема вновь установленных деталей.

Приведу немного пояснений по схеме;
— Самый верхний выпрямитель — это дежурка.
— Величины переменных резисторов показаны, как 3,3 и 10 кОм — стоят такие, какие нашлись.
— Величина резистора R1 указана 270 Ом — он подбирается по необходимому ограничению тока. Начинайте с малого и у Вас он может оказаться совсем другой величины, например 27 Ом;
— Конденсатор С3 я не пометил, как вновь установленные детали в расчёте на то, что он может присутствовать на плате;
— Оранжевой линией обозначены элементы, которые может придётся подбирать или добавлять в схему в процессе наладки БП.

Дальше разбираемся с оставшимся 12-ти вольтовым выпрямителем.
Проверяем, какое максимальное напряжение способен выдать наш БП.
Для этого временно отпаиваем от первой ноги ШИМа — резистор, который идёт на выход выпрямителя (по схеме выше на 24 кОм), затем нужно включить блок в сеть, предварительно соединить в разрыв любого сетевого провода, в качестве предохранителя — обычную лампу накаливания 75-95 Вт. Блок питания в этом случае выдаст нам максимальное напряжение, на которое он способен.

Прежде, чем включать блок питания в сеть, убедитесь, что электролитические конденсаторы в выходном выпрямителе заменены на более высоковольтные!

Все дальнейшие включения БП производить только с лампой накаливания, она убережёт БП от аварийных ситуаций, в случае каких либо допущенных ошибок. Лампа в этом случае просто загорится, а силовые транзисторы останутся целыми.

Дальше нам нужно зафиксировать (ограничить) максимальное выходное напряжение нашего БП.
Для этого резистор на 24 кОм (по схеме выше) от первой ноги ШИМа, меняем временно на подстроечный, например 50 кОм, и выставляем им необходимое нам максимальное напряжение. Желательно выставить так, что бы оно было меньше процентов на 10-15 от максимального напряжения, которое способен выдать наш БП. Вернее даже не желательно, а необходимо, для того, чтобы остался небольшой запас для регулировки ШИМ, то есть для стабилизации напряжения и тока.
Потом на место подстроечного резистора впаять постоянный.

Если Вы планируете этот БП использовать в качестве зарядного устройства, то штатную диодную сборку используемую в этом выпрямителе, можно оставить, так как её обратное напряжение 40 вольт и для зарядного устройства она вполне подойдёт.
Тогда максимальное выходное напряжение будущего зарядного нужно будет ограничить выше описанным способом, в районе 15-16 вольт. Для зарядного устройства 12-ти вольтовых АКБ это вполне достаточно и повышать этот порог не нужно.
Если планируете использовать Ваш переделанный БП в качестве регулируемого блока питания, где выходное напряжение будет больше 20-ти вольт, то эта сборка уже не подойдёт. Её нужно будет заменить на более высоковольтную с соответствующим током нагрузки.
Себе на плату я поставил две сборки в параллель по 16 ампер и 200 вольт.
При конструировании выпрямителя на таких сборках, максимальное выходное напряжение будущего блока питания может быть от 16-ти и до 30-32 вольт. Всё зависит от модели блока питания.
Если при проверке БП на максимально-выдавамое напряжение, БП выдаёт напряжение меньше планируемого, и кому то нужно будет больше напряжения на выходе (30-40 вольт например), то нужно будет вместо диодной — сборки собрать диодный мост, косу отпаять от своего места и оставить висеть в воздухе, а минусовой вывод диодного моста соединить на место выпаянной косы.

Схема выпрямителя с диодным мостом.

С диодным мостом выходное напряжение блока питания будет в два раза больше.
Очень хорошо для диодного моста подходят диоды КД213 (с любой буквой), выходной ток с которыми может достигать до 10-ти ампер, КД2999А,Б (до 20-ти ампер) и КД2997А,Б (до 30-ти ампер). Лучше всего конечно последние.
Все они выглядят вот так;

Нужно будет в таком случае продумать крепление диодов к радиатору и изоляцию их друг от друга.
Но я пошёл другим путём — просто перемотал трансформатор и обошёлся, как говорил выше. двумя диодными сборками в параллель, так как на плате было для этого предусмотрено место. Для меня этот путь оказался проще.

Перемотать трансформатор особого труда не составляет и как это сделать — рассмотрим ниже.

Для начала выпаиваем трансформатор из платы и смотрим по плате, к каким выводам припаяны 12-ти вольтовые обмотки.

В основном встречаются двух видов. Такие, как на фото.
Дальше нужно будет разобрать трансформатор. Проще конечно будет справиться с меньшими по размеру, но и бОльшие тоже поддаются.
Для этого нужно очистить сердечник от видимых остатков лака (клея), взять небольшую ёмкость, налить в неё воды, положить туда трансформатор, поставить на плиту, довести до кипения и «поварить» наш трансформатор 20-30 минут.

Для меньших трансформаторов это вполне достаточно (можно и меньше) и подобная процедура абсолютно не повредит сердечнику и обмоткам трансформатора.
Потом, придерживая сердечник трансформатора пинцетом (можно прямо в таре) — острым ножом пробуем отсоединить ферритовую перемычку от Ш-образного сердечника.

Делается это довольно легко, так как лак размягчается от такой процедуры.
Дальше так же аккуратно, пробуем освободить каркас от Ш-образного сердечника. Это тоже довольно просто делается.

Потом сматываем обмотки. Сначала идёт половина первичной обмотки, в основном около 20-ти витков. Сматываем её и запоминаем направление намотки. Второй конец этой обмотки можно и не отпаивать от места его соединения с другой половиной первички, если это не мешает дальнейшей работе с трансформатором.

Потом сматываем все вторички. Обычно идёт 4 витка сразу обеих половин 12-ти вольтовых обмоток, потом 3+3 витка 5-ти вольтовых. Всё сматываем, отпаиваем от выводов и наматываем новую обмотку.
Новая обмотка будет содержать 10+10 витков. Наматываем её проводом, диаметром 1,2 — 1,5 мм, или набором более тонких проводов (легче мотать) соответствующего сечения.
Начало обмотки припаиваем к одному из выводов, к которым была припаяна 12-ти вольтовая обмотка, мотаем 10 витков, направление намотки роли не играет, выводим отвод на «косу» и в том же направлении, что и начинали — мотаем ещё 10 витков и конец припаиваем на оставшийся вывод.
Дальше изолируем вторичку и наматываем на неё, смотанную нами ранее, вторую половину первички, в том же направлении, как она была намотана ранее.
Собираем трансформатор, впаиваем в плату и проверяем работу БП.

Если в процессе регулировки напряжения возникают какие либо посторонние шумы, писки, трески, то чтобы избавиться от них, нужно будет подобрать RC-цепочку, обведённую оранжевым эллипсом ниже на рисунке.

В некоторых случаях можно совсем убрать резистор и подобрать конденсатор, а в некоторых без резистора нельзя. Можно будет попробовать добавить конденсатор, или такую же RC цепочку, между 3 и 15 ножками ШИМа.
Если это не помогает, то нужно установить дополнительные конденсаторы (обведены оранжевым), номиналы их приблизительно 0,01 мкф. Если это мало помогает, то установить ещё и дополнительный резистор 4,7 кОм от второй ноги ШИМа к среднему выводу регулятора напряжения (на схеме не показан).

Потом нужно будет нагрузить выход БП, например автомобильной лампой ватт на 60, и попробовать регулировать ток резистором «I».
Если предела регулировки тока будет мало, то нужно увеличить номинал резистора, который идёт от шунта (10 Ом), и снова попробовать регулировать ток.
Не следует ставить вместо этого резистора подстроечный, изменяйте его величину, только установкой другого резистора с большим или меньшим номиналом.

Может случиться так, что при увеличении тока — лампа накаливания в цепи сетевого провода загорится. Тогда нужно уменьшить ток, выключить БП и вернуть номинал резистора к предыдущему значению.

Ещё, для регуляторов напряжения и тока, лучше всего попробовать приобрести регуляторы СП5-35, которые бывают с проволочными и жесткими выводами.

Это аналог многооборотных резисторов (всего на полтора оборота), ось которого совмещена с плавным и грубым регулятором. Регулируется сначала «Плавно», потом когда у него заканчивается предел, начинает регулироваться «Грубо».
Регулировка такими резисторами очень удобна, быстра и точна, гораздо лучше, чем многооборотником. Но если их достать не удастся, то приобретите обычные многооборотные, такие например;

Ну вот вроде я всё Вам и рассказал, что планировал довести по переделке компьютерного БП, и надеюсь, что всё понятно и доходчиво.

Если у кого-то возникнут какие либо вопросы по конструкции блока питания, задавайте их ЗДЕСЬ на форуме.

Удачи Вам в конструировании!

 

Регулятор напряжения для тена от 1 до 6 кВт

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

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

Схема регулятора напряжения на 220 вольт

• Рисунок 1. Схема.

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

• Рисунок 2. Схема с вольтметром.

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

Детали для схемы:

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

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

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

4.Резистор 10 кОм.

5.Конденсатор керамический 0,1 мкФ.

Изготовление схемы

• Рисунок 3. Схема в моем исполнение.

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

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

• Рисунок 4. Схема регулятора мощности в моем исполнение.

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

• Рисунок 5. Регулировка с пылесоса.

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

Как происходит процесс регулировки напряжения в дистилляторном аппарате.

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

Регулятор напряжения

Регулируемая цепь источника питания постоянного тока от 0 до 30 В, 2 А (Часть 1/13)

Источники питания являются основой электронных схем. Схемы питания могут быть спроектированы разными способами. Могут быть регулируемые блоки питания или блоки питания с фиксированным напряжением. Схема источника питания рассчитывается по напряжению или диапазону подаваемого напряжения, а также по максимальному току, который она позволяет потреблять нагрузкой. Во-вторых, в домохозяйства подается напряжение переменного тока в качестве основного источника питания. Многие электрические приборы, такие как вентиляторы, люминесцентные лампы и другие, могут напрямую использовать переменное напряжение, но для работы большинства электронных устройств требуется преобразование переменного напряжения в постоянное.Любая схема внешнего источника питания должна преобразовывать переменное напряжение в постоянное для использования электронными устройствами. В этом проекте разработана регулируемая схема источника питания, которая вводит сеть переменного тока и обеспечивает выходное напряжение от 0 до 30 В 2 А постоянного тока.

Блок питания, разработанный в этом проекте, представляет собой регулируемый линейно регулируемый источник, поэтому выходное напряжение схемы является постоянным и изменяется механически с помощью переменного резистора. В этом типе питания к выходу подключен линейный регулирующий элемент (переменный резистор) последовательно с нагрузкой.Линейный элемент, такой как BJT или FET, используется для обеспечения требуемых токов на выходе.

В разработанной здесь схеме питания биполярный переходной транзистор 2N3055 работает в линейном режиме с переменным сопротивлением. Переменное сопротивление помогает обеспечить соответствующее напряжение на выходе для любого тока в рабочем диапазоне. Нагрузки, запитываемые по цепи, могут иметь разную номинальную мощность. Нагрузки с высокой номинальной мощностью потребляют более высокие токи. В этой схеме блока питания транзистор 2N3055 помогает увеличить выходной ток блока питания до предела до 2 А.

Разработка схемы источника питания — это пошаговый процесс, включающий понижение напряжения переменного тока, преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, сглаживание напряжения постоянного тока, компенсацию переходных токов, регулирование напряжения, изменение напряжения, усиление тока и защиту от короткого замыкания.

Необходимые компоненты —

Рис.1: Список компонентов, необходимых для регулируемого источника питания постоянного тока от 0 до 30 В, 2 А

Блок-схема —

Фиг.2: Блок-схема регулируемого источника питания постоянного тока от 0 до 30 В, 2 А

Подключение цепей —

Схема собирается поэтапно, каждая ступень служит определенной цели. Для понижения 230 В переменного тока используется трансформатор 18 — 0 — 18 В. Вторичная обмотка трансформатора соединена с мостовым выпрямителем. Полный мостовой выпрямитель создается путем соединения друг с другом четырех диодов SR560, обозначенных на схемах как D1, D2, D3 и D4. Катод D1 и анод D2 подключены к одной из вторичной катушки, а катоды D4 и анод D3 подключены к другим концам вторичной катушки.Катоды D2 и D3 подключены, из которых одна клемма снята с выхода выпрямителя, а аноды D1 и D4 подключены, из которых другая клемма снята с выхода двухполупериодного выпрямителя. Предохранитель на 2 А последовательно подключается к выходной клемме катодных переходов D2-D3 для безопасности.

Конденсатор емкостью 470 мкФ (обозначенный на схеме как C1) подключен между выходными клеммами двухполупериодного выпрямителя для сглаживания. Для регулирования напряжения два стабилитрона номиналом 12 В и 18 В подключены последовательно параллельно сглаживающему конденсатору.Переменное сопротивление последовательно подключено к стабилитронам для регулировки напряжения, а конденсатор емкостью 10 мкФ (обозначен на схеме как C1) подключен параллельно для компенсации переходных токов. Два NPN-транзистора (показаны как Q1 и Q2 на схеме) подключены в качестве усилителя пары Дарлингтона к одной из выходных клемм последовательно для достижения желаемого усиления по току. Выход пары Дарлингтона дополнительно подключен к NPN-транзистору (показан как Q3 на схемах) и сопротивлению (показано как R3 на схемах) для защиты от короткого замыкания.

Нарисуйте схематическую диаграмму или распечатайте ее на бумаге и тщательно выполняйте каждое соединение. Только после проверки правильности каждого подключения подключите силовую цепь к источнику переменного тока.

Как работает проект —

Силовая цепь работает по четко определенным стадиям, каждая из которых служит определенной цели. Схема работает в следующих этапах —

1. Преобразование переменного тока в переменный

2. Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

3.Сглаживание

4. Компенсация переходного тока

5. Регулирование напряжения

6. Регулировка напряжения

7. Усиление тока

8. Защита от короткого замыкания

Преобразование переменного тока в переменное

Напряжение основных источников питания (электричество, подаваемое через промежуточный трансформатор после понижения линейного напряжения от генерирующей станции) составляет приблизительно 220–230 В переменного тока, которое необходимо дополнительно понизить до уровня 30 В.Для снижения напряжения 220 В переменного тока до 30 В переменного тока используется понижающий трансформатор.

В схеме наблюдается некоторое падение выходного напряжения из-за резистивных потерь. Поэтому необходимо использовать трансформатор с высоким номинальным напряжением, превышающим требуемые 30 В. Трансформатор должен обеспечивать на выходе ток 2А. Наиболее подходящий понижающий трансформатор, отвечающий указанным требованиям по напряжению и току, — 18–0–18 В / 2 А. Эта ступень трансформатора снижает сетевое напряжение до 36 В переменного тока, как показано на рисунке ниже.

Рис. 3: Схема трансформатора 18-0-18 В

Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока путем выпрямления. Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один — это полуволновое выпрямление, а другое — полноволновое выпрямление. В этой схеме двухполупериодный мостовой выпрямитель используется для преобразования 36 В переменного тока в 36 В постоянного тока.Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое выпрямление, поскольку оно обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока. В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода соединены таким образом, что ток течет через них только в одном направлении, что приводит к возникновению сигнала постоянного тока на выходе. Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.

Рис.4: Принципиальная схема полноволнового выпрямителя

Во время положительного полупериода питания диоды D2 и D4 проходят последовательно, в то время как диоды D1 и D3 смещены в обратном направлении, и ток протекает через выходной контакт, проходя через D2, выходной контакт и D4.Во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 проходят последовательно, но диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и ток протекает через D3, выходную клемму и D1. Направление тока в обоих направлениях через выходную клемму в обоих условиях остается неизменным.

Рис. 5: Принципиальная схема, показывающая положительный цикл полнополупериодного выпрямителя

Рис. 6: Принципиальная схема, показывающая отрицательный цикл полнополупериодного выпрямителя

Диоды SR560 выбраны для создания двухполупериодного выпрямителя, поскольку они имеют максимальный (средний) номинальный прямой ток 2 А и в состоянии обратного смещения они могут выдерживать пиковое обратное напряжение до 36 В.Поэтому в этом проекте для двухполупериодного выпрямления используются диоды SR560.

Сглаживание

Как следует из названия, это процесс сглаживания или фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора. Выход двухполупериодного выпрямителя не является постоянным напряжением постоянного тока. Частота на выходе выпрямителя в два раза выше, чем у основного источника питания, но все же присутствуют пульсации. Следовательно, его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя.Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе стабильное постоянное напряжение. Итак, конденсатор (обозначенный на схеме как C1) большой емкости подключен к выходу схемы выпрямителя. Поскольку постоянный ток, который должен быть выпрямлен схемой выпрямителя, имеет много всплесков переменного тока и нежелательных пульсаций, для уменьшения этих выбросов используется конденсатор. Этот конденсатор действует как фильтрующий конденсатор, который пропускает через него весь переменный ток на землю. На выходе среднее оставшееся постоянное напряжение более плавное и без пульсаций.

Рис.7: Принципиальная схема сглаживающего конденсатора

Компенсация переходных токов

К выходным клеммам силовой цепи также параллельно подключен конденсатор (обозначенный на схеме как C2). Этот конденсатор помогает быстро реагировать на переходные процессы нагрузки. При изменении тока нагрузки на выходе возникает начальная нехватка тока, которая может быть восполнена этим выходным конденсатором.

Изменение выходного тока можно рассчитать с помощью

.

Выходной ток, Iout = C (dV / dt), где

dV = Максимально допустимое отклонение напряжения

dt = переходное время отклика

С учетом dv = 100 мВ

dt = 100 мкс

В этой схеме используется конденсатор емкостью 10 мкФ, так что,

C = 10 мкФ

Iout = 10u (0.1 / 100u)

Iout = 10 мА

Таким образом, можно сделать вывод, что выходной конденсатор будет реагировать на изменение тока 10 мА при переходном времени отклика 100 мкс.

Рис. 8: Принципиальная схема компенсатора переходных токов

Регулирование напряжения

Силовая цепь должна обеспечивать регулируемое и постоянное напряжение без каких-либо колебаний или колебаний. Для регулирования напряжения в схеме нужен линейный регулятор.Целью использования этого регулятора является поддержание постоянного напряжения на желаемом уровне на выходе.

Рис. 9: Принципиальная схема регулятора напряжения для регулируемого источника питания постоянного тока от 0 до 30 В, 2 А

В этой схеме максимальное напряжение на выходе должно быть 30 В, поэтому стабилитрон 30 В идеально подходит для регулирования напряжения на выходе. Здесь последовательно соединены два стабилитрона на 12 В и 18 В, что дает на выходе 30 В. Стабилитрон 30 В мощностью 1 Вт или другую комбинацию стабилитронов также можно использовать для получения 30 В на выходе.

Регулировка напряжения

Для регулировки выходного напряжения от 0 до 30 В к выходу подключен переменный резистор (на схемах RV1). Переменный зонд RV1 подключен к коллектору переключающего транзистора BC547 (на схемах показан как Q3). Изменяя этот резистор, эмиттер переключающего транзистора будет обеспечивать переменное напряжение от 0 до 30 В.

Усиление тока

Стабилитрон может выдавать ток только в миллиамперах.Следовательно, для получения высокого тока нагрузки на выходе какой-либо линейный элемент должен быть подключен последовательно с нагрузкой, которая могла бы потреблять требуемый ток. В этой схеме в качестве линейного элемента используется биполярный переходной транзистор NPN. Транзистор BC547 (на схемах показан как Q2) используется для обеспечения достаточного базового напряжения для биполярного транзистора NPN 2N3055 (обозначенного на схемах как Q1). Транзистор 2N3055 способен обеспечивать на выходе ток 2А. Транзисторы соединены в конфигурации парного усилителя Дарлингтона для вывода желаемого усиления по току.В конфигурации пары Дарлингтона чистый коэффициент усиления по току представляет собой произведение коэффициентов усиления по току двух транзисторов.

Общий коэффициент усиления по току (hFE total) = коэффициент усиления по току транзистора 1 (hFE t1) x коэффициент усиления по току транзистора 2 (hFE t2)

Таким образом, текущий коэффициент усиления BC547 составляет 800, а коэффициент усиления 2N3055 составляет от 20 до 70, поэтому в среднем принимаем 50. Тогда

Общий прирост тока (всего hFE) = 800 * 50 = 40,000

Этого достаточно, чтобы поднять токи в миллиампер до уровня в амперах.

Защита от короткого замыкания

Для защиты от короткого замыкания переключающий транзистор BC547 (на схемах показан как Q3) и сопротивление, показанное на схемах как R2, подключаются последовательно перед выходом схемы.

Тестирование и меры предосторожности —

При сборке схемы следует соблюдать следующие меры предосторожности —

• Номинальный ток трансформатора, мостового выпрямителя и транзистора должен быть больше или равен требуемому выходному току.Только тогда схема может обеспечить достаточный ток на выходе.

• Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть больше максимального требуемого выходного напряжения. Это связано с тем, что в цепи происходит падение напряжения из-за некоторых резистивных потерь. Таким образом, входное напряжение от трансформатора должно быть на 2–3 В больше максимального выходного напряжения.

• Конденсатор C1 на выходе выпрямителя используется для подавления сетевых шумов и устранения пульсаций.

• Конденсатор C2 на выходных клеммах силовой цепи помогает справляться с быстрыми переходными процессами и шумом на выходной нагрузке.Емкость этого конденсатора зависит от отклонения напряжения, колебаний тока и переходного времени отклика используемого конденсатора.

• Конденсаторы, используемые в цепи, должны иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение. В противном случае конденсатор начнет пропускать ток из-за превышения напряжения на их пластинах и выйдет из строя.

• Используемые в цепи стабилитроны должны иметь номинальную мощность 1 Вт, в противном случае они будут повреждены из-за нагрева.

• По мере увеличения потребления тока на выходной нагрузке транзистор 2N3055 начинает нагреваться.Чтобы решить эту проблему, поперек него должен быть установлен надлежащий радиатор для отвода избыточного тепла. В противном случае транзистор может перегореть.

• Поскольку схема рассчитана на потребление максимального тока на выходе 2А, ​​предохранитель на 2А должен быть подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя. Этот предохранитель не позволит цепи потреблять ток более 2 А. При токе, потребляемом выше 2А, ​​предохранитель перегорает, отключая входное питание от цепи.

После того, как схема собрана, самое время ее протестировать.Подключите цепь к электросети и измените переменное сопротивление. Снимите показания напряжения и тока на выходной клемме силовой цепи с помощью мультиметра. Затем подключите фиксированные сопротивления в качестве нагрузки и снова проверьте показания напряжения и тока.

Во время тестирования без нагрузки выходное напряжение на регулируемом переменном сопротивлении изменялось на величину от 0,3 В до 30,3 В. Следовательно, при вычислении ошибки получается следующий процент ошибки —

% Ошибка = (Экспериментальное значение — Ожидаемое значение) * 100 / Ожидаемое значение

% Ошибка = (30.3–30) * 100/30

% Ошибка = 1%

Когда на выходе подключена нагрузка, максимальное напряжение считывается 30В. При нагрузке с сопротивлением 1 кОм выходное напряжение составляет 29,1 В, при этом падение напряжения составляет 0,9 В. Измеренный выходной ток составляет 29,1 мА, поэтому рассеиваемая мощность при нагрузке с сопротивлением 1 кОм выглядит следующим образом —

Pout = Iout * Iout * R

Pвых = 0,0291 * 0,0291 * 1000

Pout = 0,84 Вт

Если используемое сопротивление нагрузки 470 Ом, тогда напряжение 28.Измеренное значение 9 В показывает падение напряжения 1,1 В, а измеренный ток составляет 61,4 мА. Итак, рассеиваемая мощность при нагрузке 470 Ом составляет

.

Pout = Iout * Iout * R

Pвых = 0,0614 * 0,0614 * 470

Pout = 1,7 Вт

Эту схему можно использовать в качестве адаптера питания для поддержки широкого спектра электронных приложений, таких как радиовещание, цифровые камеры, принтеры, ноутбуки и другие портативные электронные устройства. Его также можно использовать в качестве регулируемого источника постоянного тока для электронных устройств.

Маленький разговор о будущих поставках —

В ближайшем будущем высоковольтный постоянный ток (HVDC) может стать более популярным средством передачи энергии, поскольку все больше внимания уделяется возобновляемым источникам энергии. HVDC обычно используется только для передачи электроэнергии между странами и под водой. Это сделано для уменьшения потерь на индуктивность и емкость на больших расстояниях. Сопротивление, индуктивность и емкость провода практически невозможно изменить.Для передачи электроэнергии внутри страны в настоящее время предпочтительным методом является переменный ток. Переменный ток предпочтителен для передачи электроэнергии внутри страны, несмотря на потери из-за индуктивности и емкости, поскольку понижение напряжения переменного тока намного дешевле, чем понижение напряжения постоянного тока.

Напряжение переменного тока можно легко понизить с помощью трансформатора. Таким образом, в настоящее время домохозяйства получают электроэнергию переменного тока. Электростанции поставляют высокое напряжение переменного тока для снижения потерь мощности.Подобно тому, как напряжение переменного тока, подаваемое в дом, составляет 230 В, 50 Гц, генерирующая станция подает 2300 В по проводу передачи, которое понижается до 230 В с помощью промежуточного трансформатора. Возможно, что в тот день, когда HVDC из возобновляемых источников станет обычным источником электропитания в домашних условиях, силовые цепи на основе полупроводников будут использоваться для понижения и регулирования напряжения.

Принципиальные схемы

Project Video

---

В папке: Учебные пособия

---

Схема регулятора напряжения со схемами

За прошедшие годы мы опубликовали на этом веб-сайте несколько схем регуляторов напряжения, которые служат многим целям.В этой статье я составляю краткий список лучших схем стабилизатора напряжения, которые будут полезны всем вам. Термин «регулятор напряжения» носит несколько общий характер — это может быть регулятор AC-AC или регулятор DC-DC. В основном то, что он делает, очень просто — он регулирует и поддерживает постоянный желаемый уровень напряжения на выходных клеммах. Итак, давайте начнем копать в нашем большом списке 🙂

Регулятор 6 В с использованием 7806

Это простая в сборке схема с использованием микросхемы IC 7806 (которая представляет собой трехконтактный стабилизатор положительного напряжения).Схема спроектирована таким образом, что напряжение сети 230 вольт понижается до 9 вольт с помощью трансформатора, а затем регулируется до 6 вольт на выходе. Эта ИС является стабильной с внутренним ограничением тока и тепловым отключением. При использовании надлежащего радиатора он может выдавать ток на выходе более 1 А.

Регулируемый импульсный регулятор с использованием LM317

Линейные регуляторы напряжения неэффективны, поскольку они рассеивают много энергии в виде тепла. Чтобы решить такие проблемы с энергоэффективностью, мы можем использовать импульсный стабилизатор, который может сэкономить до 85% мощности по сравнению с линейным регулятором.Здесь у нас есть схема с использованием микросхемы LM317, которая представляет собой импульсный стабилизатор напряжения и может выдавать до 3 ампер тока. Импульсный стабилизатор работает, забирая небольшие биты энергии от источника входного напряжения и затем передавая их на выход с помощью твердотельного переключателя и схемы управления.

Регулятор 9 В с использованием 7809

Итак, вот еще одна простая схема регулятора напряжения, которая использует IC 7809 для регулирования входного напряжения 16 вольт.Сеть на 230 В понижается с помощью трансформатора, затем преобразуется в 16 В постоянного тока с помощью моста, а затем регулируется с помощью ИС. Как вы знаете, 7809 — это надежная ИС с внутренним ограничением тока, тепловым отключением, безопасной рабочей зоной и т. Д.

Схема регулируемого регулятора напряжения с использованием LM317

Ну, это набор схем регулятора напряжения с использованием микросхемы LM317, которая является регулируемым регулятором напряжения. LM317 — трехконтактный регулируемый стабилизатор от National Semiconductors, входное напряжение которого может составлять до 40 вольт.Выходное напряжение можно регулировать от 1,2 В до 37 В. Теперь эта статья представляет собой сборник из 4 схем, использующих LM317.

1. Обычный стабилизатор положительного напряжения — выходное напряжение можно регулировать, изменяя потенциометр и резистор. Для вычисления V0ut дано уравнение.

2. Схема регулируемого регулятора напряжения — выходное напряжение может выбираться цифровым способом. Эта схема представляет собой не что иное, как простую модификацию схемы обычного регулятора напряжения на LM317.Здесь вместо потенциометра параллельно подключены 4 резистора, которые активируются только соответствующими транзисторами. Таким образом, каждый транзистор действует как логический уровень и включается или выключается. Выбрав транзисторы и включив их, можно отрегулировать уровень выходного напряжения.

3. 5 ампер стабилизатор постоянного тока / постоянного напряжения — Вы поняли это из названия обряда? По сравнению с вышеперечисленными схемами эта немного тяжелая и в ней больше компонентов. Он использует операционный усилитель LM310 вместе с LM317.

4. Схема силового повторителя — запуталась что это? Ни что иное, как повторитель напряжения с высокой токовой нагрузкой.

Регулируемый регулятор напряжения 10 ампер с использованием MSK5012

Это простая в изготовлении схема регулятора напряжения постоянного тока с использованием надежной микросхемы MSK5012. Выходное напряжение можно программировать с помощью двух резисторов R1 и R2. Особенностью этой ИС является низкое падение напряжения из-за использования полевого МОП-транзистора в качестве внутреннего элемента последовательного прохода. MS5012 отличается высокой точностью и подавлением пульсаций.

Регулятор 12 В с использованием 7812

Итак, вот действительно мощный 12-вольтный стабилизатор, использующий IC 7812, который может обеспечивать ток до 15 ампер. Стабилизатор 7812 используется для поддержания выходного напряжения на уровне 12 вольт, а три транзистора TIP 2599 используются для повышения тока. Это дорогостоящая схема из-за используемых компонентов высокой мощности. Так что собирайте, только если он вам нужен.

Регулятор 12 В на стабилитроне

Итак, появился первый стабилизатор напряжения, управляемый стабилитроном.Таким образом, эта схема действительно проста и легко собирается с использованием стабилитрона и последовательного транзистора (2N3055). Он может обеспечивать выходной ток до 3 ампер. Когда вы используете стабилитрон в качестве регулятора напряжения, теоретически вы получите на выходе на 0,7 вольт меньше. В данном случае — 11,3 вольт.

От 2 до 37 В Регулируемый регулятор напряжения с использованием LM723

Стабилизатор напряжения на микросхеме LM723 — линейный регулятор производства National Semiconductors. Входное напряжение может быть до 40 вольт, а выходное — от 2 до 37 вольт.Без каких-либо настроек ИС может выдавать ток до 150 мА, а дальнейшее улучшение тока может быть достигнуто путем добавления транзистора с последовательным проходом — в нашем случае MJ3001 транзистор Дарлингтона.

13 вольт 5 ампер Регулируемый регулятор напряжения с использованием LM338

Микросхема

LM338 произведена в компании ST Microelectronics. Микросхема имеет временное ограничение тока, терморегуляцию и доступна в корпусе с 3-выводным транзистором. LM338 имеет диапазон выходного напряжения от 1 до 1.2 В и 30 В, и он может выдавать выходной ток более 5 ампер. R1 и R2 настраиваются для программирования желаемого выходного напряжения.

Регулируемый регулятор на 25 В с использованием LM117

Хм !! Это самая простая схема регулятора напряжения на нашем сайте! Только что получил IC LM117 и 4 пассивных компонента. Вы можете регулировать выходное напряжение, изменяя потенциометр. LM117 — это надежная ИС, которая может выдавать стабилизированное напряжение в диапазоне от 1,2 до 37 вольт. Этот источник питания может обеспечивать ток до 0 o.5 ампер.

Набор регуляторов переключения

Эта статья предназначена скорее для образовательных целей, чем для ваших практических нужд. Принцип коммутации отличается от линейного регулирования напряжения. Главное преимущество импульсного регулятора — энергоэффективность. Эта статья достаточно хороша, и она познакомит вас с теоретическими аспектами импульсного регулирования, простыми схемами переключения, некоторыми практическими применениями импульсных регуляторов. Ближе к концу вы найдете объяснение линейного регулирования по сравнению с коммутационным регулированием.Я очень рекомендую вам эту статью для повышения ваших знаний.

Регулятор на 3 А с использованием LM350

LM350K IC имеет такие функции, как терморегулирование, защита от короткого замыкания и т. Д. Это простая в сборке схема, которая, как было обнаружено, имеет лучшее подавление пульсаций и стабильность по сравнению с элементарным регулятором напряжения, использующим LM350 IC. Выходное напряжение можно регулировать от 1,2 В до 25 вольт, изменяя POT R2. Мы можем получить до 3 ампер тока от этой схемы.

Схема повышающего преобразователя 12 В с использованием LM2698

А вот и первая схема повышающего преобразователя на микросхеме LM2698 (от National Semiconductors). LM2698 — это повышающий преобразователь общего назначения с диапазоном выходных сигналов от 2,2 В до 17 В постоянного тока. В этой конкретной схеме вы можете получить на выходе 12 вольт постоянного тока от 4,5 до 5 вольт постоянного тока в качестве источника входного сигнала.

Схема регулируемого регулятора напряжения с использованием L200

Еще одна простая схема, использующая монолитный интегрированный регулируемый стабилизатор напряжения IC L200.Эта ИС имеет такие функции, как ограничение тока, тепловое отключение, ограничение мощности, защита от перенапряжения на входе и т. Д. Резисторы R1 и R2 должны быть отрегулированы для получения желаемого выходного напряжения. Мы можем получить выходное напряжение от 2,8 до 15 вольт при токе в 1 ампер.

0-30в 0-10а регулируемая цепь переменного тока

Цепь переменного напряжения от 1,5 до 30 В

Цепь регулируемого регулируемого источника питания 0-30В 0-10А

Это принципиальная схема цепи регулятора напряжения и тока, которая может выдавать на выходе мин. 1.От 5 до 30 В постоянного тока и минимальный ток от 0 до 10 А. Используйте потенциометр 5 кОм для регулировки напряжения и потенциометр 1 кОм с транзистором BD139 для регулировки тока.

2 силовых транзистора 2N3055, используемых в этой схеме для управления выходным током. Используйте соответствующий радиатор для крепления обоих транзисторов, потому что сильноточные транзисторы сильно нагреваются. Также используйте радиатор с LM317 ic.

Если вам нужен выходной ток 5А, используйте трансформатор на 5А. Если вам требуется 10 А, используйте центральный ленточный трансформатор на 10 А 12-0-12 В.Тогда выходной ток зависит от номинального тока трансформатора. Трансформатор на 2 А не даст тока более 2 А. соедините выводы переменного тока выпрямительного диодного модуля с обоими боковыми проводами трансформатора 12-0-12. Средний провод не будет подключен. Выход трансформатора обеспечивает около 24 В переменного тока. Выпрямительный модуль IC представляет собой готовый мостовой выпрямитель.

Мостовой выпрямительный модуль доступен на рынке на 15 А или с другим номинальным током, вы можете использовать этот выпрямительный модуль.Закрепите цепь в шкафу, и обе ручки потенциометра, соединенные с цепью, должны быть извлечены из шкафа для регулировки.

Принципиальная схема

LM317 Регулятор IC

LM317T — регулируемый трехконтактный стабилизатор положительного напряжения. Эта микросхема стабилизатора LM317 способна подавать более 1,5 А в диапазоне выходного напряжения от 1,25 В до 37 В. Для установки выходного напряжения требуется всего два внешних резистора.

Здесь резисторы R1 и R5 устанавливают на выходе любое желаемое напряжение в диапазоне регулировки 1.От 2 до 37 В. Он имеет ограничение по току, защиту от тепловой перегрузки и защиту рабочей зоны. Защита от перегрузки остается работоспособной, даже если клемма ADJUST отключена. Это устройство также можно использовать в качестве программируемого выходного регулятора или, подключив постоянный резистор между регулировкой и выходом, LM317 можно использовать в качестве прецизионного регулятора тока.

2N3055 Транзистор

Транзистор 2N3055 представляет собой силовой NPN-транзистор общего назначения в закрытом металлическом корпусе.Этот транзистор используется как для коммутации, так и для усилителя.

• Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером: 60 В постоянного тока
• Максимальный допустимый ток через коллектор: 15 А постоянного тока
• Максимальное напряжение между базой и эмиттером: 7 В постоянного тока
• Максимальный допустимый ток через базу: 7 А постоянного тока
• Максимальное напряжение между коллектором и базой: 100 В постоянного тока
• Диапазон рабочих температур: от -65 ° C до + 200 ° C
• Низкое напряжение насыщения коллектор-эмиттер
• Имеются бессвинцовые пакеты
• Коэффициент усиления постоянного тока (hFE) до 70
• С улучшенной линейностью hfe

Компоненты

Трансформатор 12-0-12 (10А) — 1

Мостовой выпрямитель — 15А — 1

LM317 IC — 1

Конденсатор 4700 мкФ 50 В — 1

Конденсатор 104j 400в — 1

Резистор 220 Ом (1/4 Вт) — 1, 1 Ом (5 Вт) — 2

Потенциометр 5К-1, 10К-1

Также читайте

7805, 7812 и т. Д. »Электроника

Стабилизаторы напряжения серии 7800, включая 7805, 7812, 7815, 7824 и т. Д., Очень просты в использовании для различных схем и приложений линейного питания.

---

Схемы линейного источника питания Праймер и руководство Включает:
Линейный источник питания Шунтирующий регулятор Регулятор серии Ограничитель тока Регуляторы серий 7805, 7812 и 78 **

См. Также: Обзор электроники блока питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания

---

В течение многих лет линейные регуляторы напряжения серии 7800, включая более популярные версии этой серии, такие как 7805, 7812 и т. Д., Были самыми популярными доступными микросхемами регуляторов напряжения и использовались во многих электронных схемах, больших и малых.

Стабилизаторы напряжения серии 7800 были очень просты в использовании, стоили дешево и обеспечивали отличные характеристики.

Хотя сейчас они немного устарели, их все же можно приобрести очень дешево и обеспечить отличные характеристики — идеальный выбор для многих электронных устройств и схем, особенно для домашних конструкторов и т. Д.

Существовали не только линейные регуляторы напряжения серии 7800, дающие положительное выходное напряжение, но также были дополнительные стабилизаторы серии 7900, используемые для линий отрицательного напряжения.

Технические характеристики регуляторов напряжения серии 7800

Стабилизаторы напряжения серии 7800 очень просты в использовании, а их технические характеристики означают, что их можно очень легко использовать в различных приложениях для регуляторов напряжения и линейных источников питания.

7800 Варианты регулятора напряжения и особые характеристики
Параметр	Номер IC	мин.	Макс	Блок
Входное напряжение	7805	7	25	В
	7808	10.5	25	В
	7810	12,5	28	В
	7812	14,5	30	В
	7815	17,5	30	В
	7824	27	38	В
Выходной ток, I O			1.5	A
Рабочая температура перехода, Т Дж	7800 серии		125	° С

Другие электрические характеристики немного различаются в диапазоне, поэтому 7805 был выбран как один из наиболее широко используемых. Технические характеристики других регуляторов напряжения серии 7800, таких как 7812, можно оценить по 7805, поскольку они имеют аналогичные общие характеристики, но изменены для конкретного напряжения устройства.

Четыре линейных регулятора напряжения серии 7800, каждый с разным выходным напряжением: 5 В, 9 В, 12 В, 15 В

Технические характеристики для различных параметров регуляторов напряжения серии 7805
Параметры и условия	мин.	Типичный	Макс	Блок
Выходное напряжение при 25 ° C	4,8	5,0	5.2	В
Выходное напряжение от 0 ° C до 125 ° C	4,75		5,25	В
Регулировка входного напряжения при ° 25 ° C В I = от 7 В до 25 В		3	100	мВ
Подавление пульсаций, В I от 8 В до 18 В f = 120 Гц	62	78		дБ
Регулировка выходного напряжения, I O от 5 мА до 1.5А		15	100	мВ
Выходное сопротивление, f = 1 кГц		0,017		Ом
Температурный коэффициент напряжения, I O 5 мА		-1,1		мВ / ° C
Отключение напряжения, I O = 1A		2		В
Выходной ток короткого замыкания при 25 ° C		750		мА
Пиковый выходной ток при 25 ° C		2.2		A

Эти спецификации для регулятора напряжения 7805 предоставляют спецификации для этого варианта, но имейте в виду, что спецификации будут незначительно отличаться у разных производителей, а также они дают представление о возможностях других вариантов, 7808 , 7812, 7815, 7824 и др.

Комплекты регуляторов напряжения серии 7800

Основной пакет для регуляторов серии 7800: от 7805 и 7808 до 7812 и 7812 и т. Д. — это пакет TO220.Распиновка очень простая — есть три подключения, а именно: вход, выход и общий. Металл на корпусе соединен с общим проводом, поэтому он идеально подходит для установки на радиаторы, которые обычно механически и электрически связаны с землей системы.

Корпус регулятора напряжения серии 7800 и его распиновка.

Металлическая точка крепления / крепления подключается к контакту заземления. В большинстве рабочих условий контакт заземления такой же, как и электрическое заземление, но будьте осторожны при использовании регулятора в конфигурации с переменным напряжением, когда ему, возможно, придется располагаться над землей.В этом случае требуется набор изолирующих шайб при прикручивании к радиатору.

Варианты мощности серии 7800

Хотя основной тип регуляторов серии 7800 использует корпус в стиле TO220 и обеспечивает выходную мощность 1,5 А, существуют также другие варианты, которые могут обеспечивать различные уровни мощности.

Хотя многие из основных спецификаций остаются неизменными, ограничения мощности различны, что позволяет включать их в разные пакеты. Таким образом, их можно использовать во многих различных областях.

Выбор интегральных схем регулятора напряжения серии 7800

Эти варианты обозначаются буквой H для высокой мощности, M для средней мощности и L для низкой мощности в номере детали.

Регулятор

серии	Типичный максимальный ток (A)	Общие типы пакетов
7800	от 1,0 до 1,5	TO220
78H00	5	ТО3
78M00	0.5	ТО126
78L00	0,1	ТО92

Примечание: Фактический максимальный номинальный ток для интегральных схем регулятора напряжения может незначительно отличаться от одного производителя к другому. Приведенные значения являются типичными и задаются большинством устройств в определенном диапазоне, но сверьтесь с фактическими техническими характеристиками, прежде чем им потребуется запускать их близко к заявленным максимальным значениям.

Преимущества и недостатки регуляторов 7800

Хотя регуляторы серии 78xx во многих случаях представляют собой очень хорошее решение для линейного регулятора напряжения, стоит обратить внимание как на преимущества, так и на недостатки использования этих схем регулятора напряжения.

Преимущества регуляторов серии 78xx

• Очень прост в использовании — просто выберите требуемый регулятор серии 7800 и поместите его в цепь, чтобы он заработал.
• Требуется очень мало дополнительных электронных компонентов — при использовании базовой схемы для входа и выхода требуются только конденсаторы.
• Низкая стоимость — эти линейные регуляторы напряжения можно получить по очень низкой цене.

Недостатки регуляторов серии 78xx

• Регуляторы серии 7800 представляют собой устаревшую технологию, и в наши дни обычно используются более современные интегральные схемы.
• Это линейный стабилизатор напряжения, поэтому они обладают низким КПД по сравнению с импульсными источниками питания.
• Для работы микросхемы регулятора напряжения требуется падение напряжения на ней — обычно это напряжение составляет около 2.Минимум 5В, а лучше больше.

7815 линейный регулятор напряжения IC

Базовая схема регулятора напряжения серии 7800

Разработать электронную схему с использованием регуляторов напряжения серии 7800 очень просто. Это почти вопрос их включения в цепь: вход, выход и земля.

Естественно, есть несколько дополнительных электронных компонентов, которые могут потребоваться для обеспечения правильной работы схемы регулятора напряжения.

Базовая схема регулятора напряжения серии 7800

* Этот конденсатор необходим для обеспечения стабильности регулятора.Обычно, если сглаживающий конденсатор для выпрямителей находится близко, его можно не использовать, но если есть провод какой-либо длины, его необходимо включить, чтобы гарантировать стабильность цепи.

** Этот конденсатор включен в цепь для устранения шумов и переходных процессов.

Это основная схема, используемая для любого регулятора напряжения серии 7800. Он очень успешен и не требует дополнительных компонентов, кроме тех, которые показаны для основной операции.

Отрицательная цепь питания регулятора напряжения серии

7800

Несмотря на то, что существуют регуляторы серии 7900 для отрицательного питания, в некоторых случаях требуется стабилизатор отрицательного напряжения, который может быть недоступен, или может потребоваться уменьшить количество электронных компонентов.В любом случае можно использовать стабилизатор серии 7800 с некоторыми изменениями в цепи для регулирования линии отрицательного напряжения.

Отрицательная шина Цепь регулятора напряжения серии 7800

Важное примечание: Для правильной работы этой цепи обе входные клеммы (Vi) должны быть плавающими. Если они заземлены, то на выходе регулятора произойдет короткое замыкание, и он не будет работать.

Схема регулятора переменного напряжения

Даже несмотря на то, что регуляторы серии 7800 по существу являются стабилизаторами напряжения, при тщательном проектировании электронных схем можно получить возможность регулировать выходной сигнал.

Для достижения переменного выходного напряжения необходимо повысить потенциал общей линии, добавив несколько дополнительных электронных компонентов.

Общие характеристики регулятора не так хороши, как если бы общая линия была подключена непосредственно к земле, но все же очень хороши для большинства приложений.

Переменный линейный источник питания с использованием регулятора напряжения серии 7800

Значение компонентов и выходное напряжение можно определить из следующего уравнения:

Где
В _xx = напряжение регулятора, т.е.е. 12 вольт для 7812
I _O = ток в общей линии

При расчете значений резисторов имейте в виду, что ток, потребляемый общим соединением, обычно составляет около 5 мА, а не более нормальное значение около 5 мкА, потребляемое микросхемой регулятора, такой как LM317, которая была разработана для работы в этом режиме. Убедитесь, что резисторы достаточно малы, чтобы выдержать этот ток.

Источник питания с регулируемой регулировкой, использующий интегральную схему серии 7800, является полезным способом обеспечения некоторого изменения напряжения с использованием одного из этих очень полезных электронных компонентов.

Серия 7800/7900 с двойным питанием

Для операционных усилителей и многих других схем, требующих сдвоенных, т.е. положительных и отрицательных шин, часто бывает полезно иметь источник питания с регуляторами напряжения, которые обеспечивают как положительное, так и отрицательное питание.

Стабилизаторы напряжения серии 7800 идеально подходят для обеспечения положительной шины, а их собратья, регуляторы серии 7900, обеспечивают то же самое, но для отрицательной шины. Таким образом, две микросхемы регулятора напряжения дополняют друг друга, как и предполагалось.

Двойной стабилизатор напряжения, обеспечивающий положительное и отрицательное питание с использованием микросхем регуляторов серий 7800 и 7900

Схема двойного линейного стабилизатора напряжения очень понятна. Схема относительно устойчива к реальным значениям конденсаторов, но ошибается скорее на большей, чем на меньшей стороне, гарантируя, что конденсаторы 0,1 мкФ и 0,33 мкФ находятся около этих значений, которые необходимо удалить, и RF, для которых электролитические конденсаторы не будут работать почти так же хорошо. Электролитические конденсаторы имеют тенденцию иметь верхний предел частоты примерно 100 кГц в результате электролитического действия, которое придает им их емкость.

Эта схема сдвоенного линейного регулятора напряжения проста в изготовлении с использованием относительно небольшого количества электронных компонентов и работает очень хорошо.

Интегральные схемы регуляторов напряжения серии 7800 — одни из самых полезных микросхем стабилизаторов, когда-либо созданных. В то время как другие типы обогнали их в различных аспектах, микросхемы 7800 по-прежнему широко доступны и используются в больших количествах. Чипы можно купить у различных поставщиков и дистрибьюторов.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .

силовые полевые МОП-транзисторы Часть 2 | Журнал Nuts & Volts

---

Часть 2: Проекты

В прошлый раз мы рассмотрели, как использовать силовые полевые МОП-транзисторы. На этот раз мы построим два проекта. Первый — это бестрансформаторный удвоитель напряжения, который принимает напряжение постоянного тока от 12 до 30 вольт и удваивает его. В отличие от большинства других схем удвоителя напряжения, эта конструкция может обеспечивать ток в амперах. Он включает в себя высокоэффективную полностью мостовую конструкцию, которая имеет дополнительные приложения, такие как драйвер двигателя, инвертор мощности или даже аудиоусилитель мощности класса D.

Во втором проекте силовой полевой МОП-транзистор используется в линейном (а не в коммутационном) приложении. Представлен простой источник питания постоянного тока. При правильном радиаторе он может выдавать до 20 ампер. Каждый проект может быть построен с базовой стоимостью около 15 долларов.

H-образный мост

Удвоитель напряжения основан на стандартной конструкции H-моста, показанной на Рис. 1 .

РИСУНОК 1. Концептуально H-мост — это просто двухполюсный двухпозиционный переключатель, который меняет полярность питания нагрузки.

---

По сути, H-мост функционирует как переключатель DPDT, который меняет полярность нагрузки. Эта схема имеет множество применений, таких как импульсные источники питания и управление двигателем. Не вдаваясь в подробности, переключение на высокой скорости дает хорошее управление двигателем и очень эффективные источники питания. Высокая частота позволяет использовать катушки индуктивности и конденсаторы меньшего размера, что может значительно уменьшить размер, стоимость и вес.

Наш H-образный мост показан на рис. 2 .Он состоит из нескольких простых строительных блоков.

РИСУНОК 2. Базовая H-мостовая схема. Силовые МОП-транзисторы действуют как переключатель DPDT. Микросхемы управления обеспечивают правильное напряжение затвора; таймер и инвертор создают тактовые сигналы; а регулятор напряжения устанавливает фиксированное напряжение для низковольтных компонентов.

---

Первый — это регулируемый источник питания (U1 и сопутствующие компоненты). Это необходимо, потому что другие схемы могут не работать во всем входном диапазоне схемы.Выбран трехконтактный стабилизатор, обеспечивающий стабильное напряжение 10,5 вольт. Для схем малой мощности подойдет любое напряжение от 10 до 12 вольт. Как правило, вы хотите, чтобы оно превышало восемь вольт для правильной работы загрузочного ремня (см. Часть 1 ). Другим частям с низким напряжением нравится видеть что-то с напряжением 15 вольт или меньше. Здесь также можно использовать фиксированный регулятор на 12 В (LM7812).

Вторая часть — это задающие часы (U2 и связанные части) и представляет собой простой генератор 555 с твистом. Как показано, он обеспечивает очень точный рабочий цикл 50% с частотой около 35 кГц.Особенность заключается в том, что выходной вывод НЕ используется для зарядки и разрядки синхронизирующего конденсатора, как в большинстве других схем с 50% -ным рабочим циклом. Это делает схему совершенно нечувствительной к выходной нагрузке. Кроме того, эти другие «50%» дизайны обычно составляют 45-55% или хуже. Обратите внимание, что я проверил правильную работу с биполярными версиями, версиями таймера CMOS и таймером 555 с низким энергопотреблением. 50% рабочего цикла не является абсолютным требованием для этой конструкции, но она распределяет мощность равномерно по обеим половинам моста.

Переключатель DPDT замыкает и размыкает контакты одновременно (теоретически). Поскольку мы используем N-канальные части как для верхней, так и для нижней стороны, нам придется использовать двухфазную синхронизацию. То есть должны быть доступны как «тактовый» сигнал, так и «инвертированный тактовый» сигнал. Инвертор CMOS 4069 (U3) используется для инвертирования сигнала 555. Я решил использовать отдельные инверторы, потому что они были доступны. При желании вы можете запускать Q-сигналы напрямую от 555 и инвертированные / Q-сигналы от одного инвертора.

Как отмечалось в Часть 1 , заставить силовые полевые МОП-транзисторы быстро переключаться — нетривиальная задача. По этой причине я использовал специальные микросхемы драйверов для этой части схемы (U4 и U5). LM5109 недорогие и простые в использовании. Они обеспечивают пиковый ток в один ампер на затвор полевого МОП-транзистора и типичное время переключения 15 нс на 1000 пФ. Они могут поддерживать полевые МОП-транзисторы, работающие при напряжении до 90 вольт, и могут обеспечивать начальное напряжение до 108 вольт. Триггерные входы Шмитта принимают сигналы уровня TTL и CMOS.

К сожалению, эти драйверы не входят в стандартную упаковку DIP. Мне пришлось достать детали для поверхностного монтажа и изготовить адаптер, как показано на фото , фото 1 .

ФОТО 1. Сделал DIP переходник для драйверов поверхностного монтажа из «компонентного носителя». Большие пятна припоя на штырях носителя действуют как радиатор при пайке к микросхеме драйвера. После того, как один контакт припаян, остальные довольно легко снимаются.

---

Требуется твердая рука с паяльником, но это не так уж сложно.Хитрость заключается в том, чтобы поместить компонентный носитель в макетную плату (как показано на рисунке), чтобы поддерживать его и выступать в качестве радиатора для контактов. Нанесите каплю припоя на несущий штифт и используйте сплошной провод №30. Сначала припаяйте держатель, потому что он действует как радиатор. Если сначала припаять провод к выводу драйвера SMT, он может распаяться, когда вы припаяете провод к выводу держателя. Будьте осторожны с теплом, потому что носитель сделан из термопласта и плавится.

Последняя часть схемы — это сами силовые полевые МОП-транзисторы.Я выбрал устройства IRF540. Они стоят около 0,75 доллара каждый, работают при напряжении до 100 вольт и могут непрерывно выдерживать ток 28 ампер при сопротивлении 0,77 Ом во включенном состоянии. Теоретически эта конструкция может выдерживать 2500 Вт мощности. Мы не приблизимся к этому значению.

Входное напряжение ограничено до 30 вольт, потому что регулятор напряжения, который подает питание на таймер и другие цепи, рассчитан только на 35 вольт. Если вы используете отдельный низковольтный источник питания, теоретически входное напряжение может быть увеличено до 90 вольт при выходе из строя микросхем драйвера.Более реалистично, максимальный безопасный вход на H-мост составляет около 75 вольт, как показано.

Максимальный непрерывный постоянный ток — сниженный для нагрева — составляет около 14 ампер для полевых МОП-транзисторов. Поскольку каждый полевой МОП-транзистор включен только 50% времени, а скорость переключения высока, полное прохождение моста в 28 ампер является разумной цифрой. Обратите внимание, что в этом сценарии каждый полевой МОП-транзистор должен рассеивать от 50 до 60 Вт, поэтому необходим хороший радиатор.

Выходные схемы и варианты

Мы будем использовать простой конденсаторный удвоитель напряжения, показанный на рис. 3 .

РИСУНОК 3. Цепь удвоителя напряжения подключается к основному Н-мосту ( Рисунок 2, ) в четырех точках. Выходной сигнал близок к сигналу постоянного тока, но сбои переключения будут присутствовать. Дополнительный фильтр (L2 и C3-C5) снижает шум примерно до 200 мВ.

---

Подключается напрямую к выходу Рисунок 2 . (В дополнение к выходам H-моста требуются подключения к источнику питания и заземлению H-моста.) Обратите внимание, что удвоенное выходное напряжение теоретически является идеальным сигналом постоянного тока прямо из мостового выпрямителя.На практике сбои переключения присутствуют и обычно могут быть удалены с помощью простого фильтра, как показано. Номинальные параметры конденсаторов в этой цепи удвоения напряжения имеют решающее значение. Использование неподходящих конденсаторов может привести к их взрыву. (Подробности см. На боковой панели «Коммутационные конденсаторы , ».) Из-за возможности сбоя настоятельно рекомендуется поместить проект в прочную коробку. Поскольку на коробке есть только входные и выходные гнезда, кажется, нет причин показывать это.

Если вы хотите сделать что-то, кроме удвоения напряжения, вы можете использовать схему на рис.

РИСУНОК 4. Вы можете использовать трансформатор для генерации практически любого напряжения. Входной прямоугольный сигнал потребует значительной выходной фильтрации в зависимости от приложения. Тип трансформатора и скорость переключения также имеют большое значение.

---

Это более условно и проще для понимания. Просто помните, что частота коммутации составляет 32 кГц, поэтому обычные трансформаторы на 60 Гц — второстепенные исполнители.(Конечно, вы всегда можете изменить частоту схемы.) Здесь обычно используется тороидальный трансформатор. Как правило, они обеспечивают лучшую эффективность и высокие частотные характеристики. Я попробовал обычный силовой трансформатор на 60 Гц и получил приемлемые результаты (учитывая, что на входе была прямоугольная волна). Очевидно, убедитесь, что ваш трансформатор рассчитан на ток и напряжение. Требуется выходная фильтрация, которая зависит от частоты, трансформатора и нагрузки.

Двигатель может быть напрямую подключен к H-мосту.Для оптимальной работы вы захотите иметь возможность самостоятельно управлять опорами моста. Этого нельзя сделать с фиксированным осциллятором. Вместо этого следует настраивать сигналы Q и / Q. Изменяя фазу и ширину импульса, можно точно управлять направлением и скоростью двигателя. Как отмечалось выше, если вы хотите использовать этот H-мост в качестве контроллера двигателя, вам следует обратить пристальное внимание на возможные скачки напряжения и тока.

Вы всегда можете использовать H-мост в качестве усилителя звука, подключив к выходу громкоговоритель.Это будет дизайн «класса D», в котором к динамику прикладываются импульсы. Опять же, импульсы должны точно контролироваться, обычно с помощью микроконтроллера. Высокочастотные импульсы должны быть отфильтрованы, чтобы обеспечить звуковой сигнал с низким уровнем искажений. Для хорошего звука частоту переключения, вероятно, следует увеличить примерно до 100 кГц. Усилитель класса D, использующий этот H-мост, может обеспечивать киловатт звуковой мощности (см. Врезку на Bridge Power ).

Наконец, показанная здесь схема работает на номинальной частоте 35 кГц.Изменяя синхронизирующий конденсатор в цепи 555, можно получить другие частоты. Однако есть компромисс. Чем выше частота, тем больше коммутационные потери. Однако конденсаторы и катушки индуктивности (если используются) могут быть меньше, что экономит деньги и место. Кроме того, чем выше рабочая частота, тем выше вероятность возникновения электромагнитных помех (электромагнитных помех). Очевидно, что когда вы переключаете киловатты мощности, вы должны быть обеспокоены непреднамеренным радиочастотным излучением.Прямоугольные волны, столь важные для эффективности, содержат множество высокочастотных гармоник.

Детали удвоителя напряжения

Концепция дизайна заключалась в предоставлении простого удвоителя напряжения для базовых источников питания постоянного тока. В частности, у меня было питание 0-30 вольт, три ампер. Бывают случаи, когда мне требовалось более высокое выходное напряжение. Сделать удвоитель напряжения на Н-мосте очень просто. Просто подключите два конденсатора и мостовой выпрямитель, как показано на Рисунок 3 . На выходе будет довольно хороший сигнал постоянного тока, как показано на Фото 2 .

ФОТО 2. На выходе напрямую с удвоителя напряжения (без фильтрации) отображается сигнал постоянного тока с глюками переключения. Простой фильтр, показанный на рис. 3 , уменьшает эти выбросы примерно до 200 мВ.

---

Присутствуют глюки переключения всего 165 нСм ( фотография 3 ). Эти сбои можно уменьшить примерно до 200 мВ с помощью дополнительного выходного фильтра.

ФОТО 3. Глюк переключения около 165 нс.Это можно уменьшить или устранить с помощью точной настройки сигналов переключения.

---

Обратите внимание, что эти сбои можно значительно уменьшить или даже устранить путем точной настройки времени переключения. Некоторые микросхемы драйверов это позволяют. В качестве альтернативы вы можете использовать микроконтроллер или специальное цифровое оборудование для лучшего управления переключением.

На фото 2 видно, что при входе 12 вольт в цепи выходит 22 вольт. Нагрузкой схемы был резистор на 68 Ом, который потреблял около 1/3 ампер и рассеивал более семи ватт тепла.МОП-транзисторы даже не нагрелись. Однако мостовой выпрямитель сильно нагрелся, потому что он был намеренно занижен (мы обсудим это в ближайшее время).

На фото 4 показана макетная плата удвоителя напряжения. Важно держать вещи как можно ближе друг к другу.

ФОТО 4. Макет удвоителя напряжения (без фильтра). Для безопасности он помещен в прочный корпус (не показан, см. Текст). Используйте короткие провода, потому что скорость переключения высока.

---

Длинные провода с высокими частотами могут привести к снижению производительности. Обратите внимание, что радиаторы для полевых МОП-транзисторов не нужны для этой типичной работы в несколько ампер. Я не включил предохранитель, потому что я всегда буду использовать его с источником питания с ограничением по току. Если вы не используете такой источник питания, вам следует использовать плавкий предохранитель с задержкой срабатывания, примерно на 300% превышающий максимальный выходной ток, который вы ожидаете. Например, если вы запитываете устройство, которое потребляет один ампер, используйте входной предохранитель на три ампера. Это потому, что вам потребуется более чем вдвое больший входной ток.Входной диод (D3) не является обязательным и используется для предотвращения повреждения в случае случайного переключения входной мощности. Это снизит эффективность схемы. Сделайте его примерно в 10 раз больше ожидаемого выходного тока с PIV (пиковое обратное напряжение), по крайней мере, в два раза превышающим максимальное входное напряжение.

Основная потеря мощности в цепи связана с мостовым выпрямителем. На нем упало около 1,4 вольт. При входном напряжении 14 вольт здесь теряется не менее 10%. Имея только один ампер тока, он должен рассеять 1.4 Вт мощности. Для лучшего контроля нагрева и эффективности я рекомендую большие и отдельные диоды на 10-15 ампер каждый с радиатором (см. Список деталей). Использование диодов с более низким током вызывает значительный нагрев, что еще больше увеличивает прямое падение напряжения. Это вызывает еще больший нагрев и большее падение напряжения в прямом направлении и так далее и так далее. Потери могут увеличиться более чем вдвое, если используются слишком маленькие диоды. ( Обратите внимание, что я использовал только двухамперный мост, потому что у меня есть специальное приложение, которое потребляет мало энергии.)

Источник постоянного тока

Полевые МОП-транзисторы

могут также использоваться в линейных приложениях. В таких случаях их обычно рассматривают как переменные резисторы, которые подразумевают значительные тепловые потери. Правильный радиатор необходим. Тем не менее, эти устройства позволяют довольно легко управлять высокой мощностью.

На рисунке 5 показан простой блок питания постоянного тока. Теория работы очень проста.

РИСУНОК 5. Аналоговая схема постоянного тока довольно проста.Требуется радиатор для силового MOSFET. При непрерывном использовании R9 и Q2 можно не использовать, а R6 заменить проводом.

---

Небольшое напряжение создается на измерительном резисторе 0,01 Ом (R8) и подается на инвертирующий вход операционного усилителя. Это положительное напряжение инвертируется операционным усилителем, уменьшая выходное напряжение, которое снижает напряжение на измерительном резисторе через полевой МОП-транзистор. Это стабилизирует выходное напряжение до значения, обнаруженного на неинвертирующем входе. Любое изменение тока через резистор считывания вызывает изменение напряжения на инвертирующем входе, которое точно компенсируется отрицательной обратной связью.Результатом является постоянный ток через резистор считывания и нагрузку.

Определение опорного напряжения, подаваемого на неинвертирующий вход, является всего лишь применением закона Ома. Если через чувствительный резистор на 0,01 Ом протекает ток в один ампер, на нем будет 0,01 вольт. Итак, отношение напряжения к току составляет 1: 100 или 0,01 вольт на ампер.

Эталонная схема довольно проста. Нам нужно стабильное и регулируемое напряжение от 0,0 вольт до примерно 0.500 вольт. Я использовал источник опорного напряжения на пять вольт LM336-5, потому что это то, что у меня было под рукой. Затем я уменьшил напряжение с помощью резисторной сети и использовал подстроечный резистор на 10 оборотов для точной настройки. Также можно использовать другие методы создания опорного напряжения. (Вы можете заменить опорное напряжение аналоговым сигналом и получить усилитель мощности постоянного тока.)

Есть несколько соображений по поводу этой схемы. Во-первых, следует использовать отдельные источники питания для нагрузки и питания цепи.Это связано с тем, что при потребляемом токе 20 ампер очень легко вызвать значительные колебания источника питания. Если вы решите использовать другой операционный усилитель, убедитесь, что он может работать с входами, очень близкими к земле. Схема макета представлена ​​на фото № 5 . Показанный радиатор (обязательный) рассчитан на 13 Вт.

ФОТО 5. Макет источника постоянного тока. Поскольку полевой МОП-транзистор действует как переменный резистор, выделяется значительное количество тепла.Требуется радиатор.

---

В зависимости от сопротивления нагрузки вам может потребоваться более крупный для непрерывного использования при 20 ампер. Помните, что полевой МОП-транзистор действует в этой цепи как резистор. В зависимости от нагрузки его сопротивление может быть относительно высоким или низким, а рассеиваемая мощность может быть соответственно высокой или низкой. Чтобы быть уверенным, посчитайте. Обратите внимание, что при 20 амперах чувствительный резистор на пять ватт (R8) рассеивает четыре ватта. Если вы планируете использовать его постоянно при высоком токе, вы можете увеличить R8 до семи или 10 ватт.

Из-за очень низкого сопротивления считывания сопротивление обычной цепи может значительно увеличиться. (Сопротивление моей цепи составляло 30 миллиом.) Основная проблема заключается в том, что напряжение на неинвертирующем входе будет выше ожидаемого (один ампер на 13 мВ, а не 10 мВ). В большинстве случаев это не проблема для правильной работы схемы.

Поскольку я не хотел постоянно использовать 20 ампер во время тестирования и для фотосъемки, я использовал быстрый и грязный метод отключения цепи.Я просто использовал транзистор, чтобы заземлить затвор MOSFET. Это сработало, но открыло петлю обратной связи. В результате, когда транзистор был выключен и была восстановлена ​​нормальная линейная работа, возник значительный звон при повторной стабилизации контура. (Если вам не нужен контроль отключения, вы можете исключить R9 и Q2 и заменить R6 проводом.)

Фото 6 показывает схему в действии. Он выдает всего около двух вольт на нагрузку 0,1 Ом при использовании аккумуляторной батареи переносного инструмента на 14,4 вольт.Таким образом, сила тока около 20 ампер. Неплохо для нескольких компонентов. При этом 5% рабочем цикле радиатор едва нагревается.

ФОТО 6. При нагрузке 0,1 Ом этот двухвольтовый сигнал означает, что протекает ток 20 ампер. Звонок вызван тем, что была открыта петля обратной связи (см. Текст).

---

Заключение

МОП-транзисторы

могут легко управлять большой мощностью. Схема удвоителя напряжения с Н-мостом оказалась подходящей для этой конструкции, а также для других приложений.Аналоговый проект с постоянным током мог легко обеспечить 20 ампер на нагрузку 0,1 Ом. Приятной особенностью силовых полевых МОП-транзисторов является то, что если требуются даже более высокие токи, их можно очень легко подключить параллельно. Короче говоря, силовые полевые МОП-транзисторы — это недорогой и простой способ управления значительной мощностью. NV

---

Номинальные характеристики коммутируемых конденсаторов

Чрезвычайно важно уделять пристальное внимание номинальным характеристикам конденсаторов в цепях переключения мощности. Эти конструкции создают серьезную нагрузку на конденсатор, и он должен быть рассчитан на такой режим работы.Использование конденсатора неправильного типа может привести к взрыву конденсатора. Часто переключающие конденсаторы выбираются из-за этих других номиналов, а не из-за их емкости. Следует учитывать два наиболее важных значения: ESR и ток пульсации (обычно при частоте переключения 100 кГц). ESR (эффективное последовательное сопротивление) показывает, какое сопротивление имеет конденсатор. В идеале заряд на одной пластине конденсатора должен свободно взаимодействовать с другой пластиной. Но, конденсаторы 1 по 0,01 Ом. При прочих равных, обычно чем больше емкость конденсатора, тем ниже будет ESR.Итак, если вы управляете большой нагрузкой (скажем, громкоговорителем с сопротивлением 2 Ом), ESR в 1 Ом будет тратить много энергии и нагревать конденсатор.

Второй рейтинг — это пульсирующий ток. Это говорит о том, сколько среднеквадратичного значения тока может безопасно проходить через конденсатор непрерывно. Опять же, как правило, чем больше емкость конденсатора, тем больший ток он может выдержать.

Эти конденсаторы обычно выходят из строя, потому что тепло разрушает конденсатор и увеличивает ESR. Это вызывает большее падение напряжения на конденсаторе и дополнительный нагрев.В конце концов конденсатор становится слишком горячим и лопается. Этот разрыв может быть легким или взрывным. У большинства конденсаторов есть точки разгрузки, которые снижают вероятность сильного взрыва, но всегда следует соблюдать осторожность. Всегда размещайте эти типы схем в прочном шкафу.

---

Номинальная мощность моста

Теоретически мостовая схема может обеспечить нагрузку в четыре раза большей мощностью, чем стандартная схема управления мощностью. Эта, казалось бы, невыполнимая задача решается достаточно прямо и логично.2 х R). Таким образом, мостовой усилитель может обеспечить нагрузку в четыре раза большей мощностью (восемь ватт), чем безмостовой.

Следующий вопрос заключается в том, почему мостовые усилители мощности рассчитаны только на удвоенную мощность без мостового подключения или меньше. Это происходит из-за управляемой мощности усилителя, а не из-за теоретической мощности, подаваемой на нагрузку. Если один усилитель может рассеивать достаточно тепла, чтобы поддерживать выходную мощность X Вт, то два усилителя все равно могут рассеивать только 2X Вт, независимо от колебаний напряжения.

---

Список запчастей постоянного тока

Резисторы 1/4, 5%, если не указано иное.
R1, R9	5,6 К
R2	100 тыс.
R3	Триммер 10K, 10 оборотов
R4, R5, R6	10K
R7	1K
R8	0,01 Ом 5 ​​Вт
Конденсаторы
C1	0.1 мкФ 25 вольт
Полупроводники
1 квартал	IRF540 Силовой полевой МОП-транзистор
2 квартал	2N3940 Транзистор NPN
U1	LMC6482 Операционный усилитель
2 квартал	LM336-5 Ссылка на пять вольт
Разное: Радиатор для Q1

---

ПЕРЕЧЕНЬ БАЗОВЫХ запчастей H-BRIDGE

Резисторы (1/4 Вт, 5%, если не указано иное)
R1	1.5K
R3	200
R3	1K
R4	20K
Конденсаторы (25 В, если не указано иное)
C1	100 мкФ
C2, C3	0,1 мкФ
C4	10 мкФ
C5	0,01 мкФ
C6	0,001 мкФ
C7, C8	0.1 мкФ 150 В
Полупроводники
D1, D2	1N4004
D3	Необязательно, см. Текст
I – Q4	IRF540 Силовой полевой МОП-транзистор
U1	Регулируемый регулятор напряжения LM317
U2	Таймер 555
U3	CD4069 Шестнадцатеричный преобразователь CMOS
U4, U5	Драйвер полумоста LM5109B
Разное.
F1	Плавкий предохранитель (см. Текст)
Корпус	Металл предпочтителен для обеспечения безопасности и снижения электромагнитных помех (см. Текст)
Дополнительные детали для H-мостового удвоителя напряжения (см. Текст)
C1 *, C2 *	Коммутационный конденсатор на 63 В 1500 мкФ
D1-D4	Выпрямитель на 15 А (Jameco # 879318)
C3	100 мкФ 150 вольт (опционально, см. Текст)
C4, C5	0.1 мкФ 150 вольт (опционально, см. Текст)
* Критическая часть, относящаяся к безопасности, см. Текст.

---

Источник переменного тока 0-30 В 20 А LM338

Схема регулируемого источника питания 0-30V 20A LM338 может обеспечивать выходное напряжение, которое может быть установлено от 0 вольт постоянного тока до 30 вольт постоянного тока с допустимой нагрузкой по току 20 ампер. Схема регулируемого источника питания 0-30V 20A LM338 построена на стабилизаторе LM338 IC, 4 штуки, расположенных параллельно.Каждая из микросхем LM338 может обеспечивать переменное выходное напряжение 0-30 В и иметь допустимую нагрузку по току до 5 А, так что в схеме ИС LM338, которая смонтировала параллельно 4 блока, получилась схема переменного источника питания 20 А. Принципиальная схема и перечень компонентов для сборки схемы регулируемого источника питания 0-30В 20А LM338 можно увидеть на следующем рисунке.

Схема переменного источника питания 0-30В 20А LM338

Для изготовления или создания схемы переменного источника питания 0–30 В постоянного тока 20 А с использованием микросхемы LM338, как показано выше, можно собрать с помощью печатной платы следующим образом.

PCB переменного источника питания 0-30V 20A LM338

Компонент регулируемого источника питания 0-30V 20A LM338

Схема источника переменного тока 0-30В 20А LM338 на рисунке выше была построена несколькими секциями следующим образом.

Понижение напряжения, секция понижения напряжения или функция понижения для понижения напряжения 220 В переменного тока до напряжения 32 В. Спуск детали производится с помощью понижающего трансформатора напряжения 32В 20А без ТТ.

Выпрямитель, выпрямитель или выпрямитель напряжения служит для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Компоненты, которые функционируют как выпрямительный диодный мост, имеют ток 35 А и электролитические конденсаторы (Elco) C2 4700 мкФ / 50 В.

Регуляторы напряжения, этот раздел служит для управления уровнем выходного напряжения источника питания, который может быть установлен в пределах 0–30 В постоянного тока. Цепь регулятора напряжения в источнике питания выполнена на микросхеме LM338 (регулируемый регулятор 5A), управляемой схемой регулятора опорного напряжения для регулятора напряжения IC.Эта секция была построена на операционных усилителях (ОУ) IC 741.

Усилитель тока 20А, эта секция служит для усиления источника тока, способного подавать источник постоянного тока до 20А. Техника усиления тока в цепи питания осуществляется за счет параллельной компоновки LM338 IC 4-х блоков.

Микросхема

LM338 в блоке питания цепи 20A с переменным напряжением 0-30 В, указанным выше, должна быть оборудована радиатором (радиатором) для создания тепла, которое генерируется при работе цепи переменного источника питания 0-30 В 20A LM338 .

Линейные и импульсные регуляторы напряжения

Изучите основы как простых линейных регуляторов, так и более сложных импульсных регуляторов.

Опубликовано , 11 августа 2021 г., , Джон Тил

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

Регуляторы

(а также зарядные устройства для аккумуляторов) в широком смысле можно разделить на линейные или переключаемые.Поскольку линейные регуляторы намного легче понять, мы начнем с них, а затем перейдем к более сложным импульсным регуляторам.

Линейные регуляторы

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

Линейные регуляторы обычно состоят как минимум из трех контактов — входного входа, выходного контакта и контакта заземления.

Внешние конденсаторы размещаются на входных и выходных клеммах, чтобы обеспечить фильтрацию и улучшить переходную реакцию на внезапные изменения нагрузки. Выходной конденсатор также необходим для стабильности цепи обратной связи регулятора напряжения.

Количество тока, протекающего через регулятор, и количество мощности, рассеиваемой в устройстве, будут влиять на выбор корпуса устройства и требования к теплоотводу.

Линейные регуляторы намного менее эффективны, чем импульсные регуляторы, и поэтому расходуют больше энергии, которая рассеивается в виде тепла.

Если устройство будет рассеивать более 100 мВт, рекомендуется провести более тщательный термический анализ, учитывающий максимальную рабочую температуру и тепловое сопротивление корпуса ИС (известного как Theta-JA).

Если регулятор задает тета-JA 50 ° C / Вт, это означает, что сама температура IC (называемая температурой перехода) повысится на 50 ° C на каждый ватт рассеиваемой мощности.

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

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

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

Для большинства приложений линейный стабилизатор или, более конкретно, стабилизатор LDO имеет больше смысла, если входное напряжение не более чем на пару вольт превышает выходное напряжение.

В противном случае регулятор будет тратить слишком много энергии, и более эффективный импульсный регулятор будет лучшим вариантом.

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

Импульсные регуляторы

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

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

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

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

Понижающие (понижающие) регуляторы переключения

Понижающий преобразователь может понижать более высокое напряжение на входе до более низкого напряжения на выходе.Это похоже на линейный регулятор, за исключением того, что понижающий регулятор потребляет гораздо меньше энергии.

Если входное напряжение намного выше желаемого выходного напряжения, понижающий стабилизатор обычно предпочтительнее линейного регулятора.

Регуляторы переключения Boost (Step-Up)

Повышающий преобразователь способен создавать более высокое напряжение на выходе, чем на входе. Например, повышающий преобразователь может использоваться для генерации 5 В постоянного тока или 12 В постоянного тока из одного 3.Литий-ионный аккумулятор 7 В постоянного тока.

Понижающие / повышающие (понижающие / повышающие) регуляторы переключения

Понижающий / повышающий преобразователь, как вы могли догадаться, способен выдавать фиксированное выходное напряжение из входного напряжения, которое может изменяться выше и ниже выходного напряжения.

Этот тип регулятора напряжения очень полезен в оборудовании с батарейным питанием, где входное напряжение со временем уменьшается.

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

В этом уроке я проектирую печатную плату с использованием простого линейного регулятора, а в этом более глубоком курсе я проектирую индивидуальную плату с использованием более сложного импульсного регулятора.

Сводка общих спецификаций регуляторов напряжения

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

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

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

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

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

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

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

С другой стороны, импульсные регуляторы

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

Обычный метод проектирования заключается в использовании импульсного регулятора для понижения напряжения питания с минимальным рассеянием мощности, за которым следует линейный регулятор для устранения любых пульсаций.

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

Шум: Многие электронные компоненты, такие как резисторы и транзисторы, также производят фундаментальный физический шум, который обычно путают с пульсацией. Шум будет отображаться как случайные колебания выходного напряжения по сравнению с пульсациями, которые будут отображаться в виде небольшой периодической формы волны.

Хотя это и не связано с пульсацией, те же методы, которые уменьшают пульсации на выходе, обычно также уменьшают шум — в основном, за счет использования шумоподавляющего конденсатора.

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

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

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

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

Line Transient: Это мера того, как выходное напряжение реагирует на внезапное скачкообразное изменение входного напряжения. Как и в случае переходного процесса нагрузки, будет небольшое превышение или недостижение выходного напряжения, поскольку контур обратной связи регулятора реагирует на внезапное изменение. Регуляторы со спецификацией высокого PSRR (т.е. низкая пульсация на выходе) обычно имеют лучшие переходные характеристики линии.

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

Регуляторы

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

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

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

КПД линейного регулятора зависит от отношения входного напряжения к выходному. Это связано с тем, что для линейного регулятора входной ток всегда практически идентичен выходному току.

Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток, токи в уравнении эффективности компенсируются, оставляя только напряжения. Это означает, что чем больше разница между входным и выходным напряжением, тем хуже эффективность линейного регулятора.

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

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

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

.

КПД = 3,3 В постоянного тока / 12 В постоянного тока = 27,5%

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

Основным преимуществом стабилизатора с малым падением напряжения является то, что он обеспечивает выходное напряжение, очень близкое к входному, что означает, что эффективность регулятора намного выше.

Например, при генерации выходного напряжения 3,3 В постоянного тока от литий-ионной батареи 3,7 В постоянного тока требуется LDO с падением напряжения менее 400 мВ. При этих напряжениях КПД составляет 3,3 В постоянного тока / 3,7 В постоянного тока = 89%, что сопоставимо с высокоэффективным понижающим стабилизатором.

В отличие от линейного регулятора, идеальный импульсный регулятор будет иметь КПД 100%, что означает, что входная мощность равна выходной мощности. Это означает, что входной ток никогда не будет таким же, как выходной.

Фактически, входной ток всегда будет меньше, чем выходной ток для понижающего регулятора, и всегда будет выше, чем выходной ток для повышающего регулятора.

Выходной конденсатор: Размер выходного конденсатора имеет решающее значение как для линейных, так и для импульсных регуляторов, поэтому обязательно следуйте рекомендациям в техническом описании. В большинстве случаев керамический конденсатор (с тепловым рейтингом X7R или X5R) является лучшим выбором.

Керамические конденсаторы

имеют очень низкое паразитное сопротивление (называемое эквивалентным последовательным сопротивлением или ESR), которое обычно улучшает переходную характеристику регулятора.Однако будьте осторожны, потому что некоторые регуляторы требуют использования танталовых конденсаторов с более высоким ESR для стабилизации контура управления с обратной связью.

Электромагнитные помехи (EMI)

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

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

Имейте в виду, что компоновка печатной платы для импульсного стабилизатора очень важна, гораздо в большей степени, чем для линейного регулятора. Поэтому обязательно следуйте рекомендациям по компоновке в таблице данных.

Если в техническом описании выбранного вами импульсного регулятора нет рекомендаций по компоновке, я настоятельно рекомендую выбрать другой регулятор.

Заключение

Когда энергоэффективность не является проблемой или когда входное напряжение лишь немного выше выходного напряжения, лучшим выбором обычно является линейный стабилизатор.Линейные регуляторы обычно дешевле, менее сложны и требуют меньшего количества компонентов.

Если требуется действительно чистое выходное напряжение без пульсаций, то линейный стабилизатор также является лучшим выбором.

С другой стороны, если ключевой проблемой является энергоэффективность или входное напряжение намного выше, чем желаемое выходное напряжение, то понижающий импульсный преобразователь является лучшим выбором.

Если требуется выходное напряжение выше входного, выбор прост — только повышающий стабилизатор может выполнить этот трюк.

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

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

Другой контент, который может вам понравиться:

.