Cтабилизатор переменного тока

Источники питания

Стабилизаторы тока значительно реже применяются радиолюбителями, чем стабилизаторы напряжения и регуляторы мощности. Во многом это связано с более сложной схемотехникой традиционных источников тока. Однако объективный анализ показывает, что в ряде случаев предпочтительнее применение именно источников тока. Главное достоинство источника тока — нечувствительность к короткому замыканию нагрузки.

Достаточно часто встречаются случаи, когда надо поддерживать постоянное значение переменного тока, например, при включении мощных ламп накаливания. Такая мера в несколько раз продлевает срок их службы. Регулируемый стабилизатор может оказать неоценимую помощь при проверке и налаживании устройств токовой защиты.

Вниманию читателей предлагается несложная схема стабилизатора переменного тока с плавной регулировкой его величины. Ток регулируется от нескольких миллиампер до 8 А. При соответствующем выборе элементов схемы максимальный стабилизируемый ток можно увеличить до 70. ..80 А.

Схема стабилизатора показана на рис.1. В ее основу положен токостабилизирующий двухполюсник, подробно описанный в [1]. Данное схемотехническое решение известно довольно давно [2], однако долгое время было чисто теоретическим (вспомните, что представляли собой МОП-транзисторы 10. .. 15 лет назад). Ситуация изменилась с появлением в продаже мощных МОП-транзисторов (MOSFET; фирм Intersil [3] и International Rectifiei [4]. Их применение позволяет создавать источники тока с хорошими характеристиками и предельно простыми схемами (а совпадение расчетов с практикой приятно удивило автора).

Собственно стабилизатор тока собран на ОУ DA1, транзисторе VT1 и резисторах R1, R2, R4. Делитель R1-R2 представляет собой задатчик тока. В данном случае ток в ампеpax численно равен напряжению на движке R2, умноженному на 10. Это позволяет выбрать напряжение датчика тока R4 весьма малым. Для работы с переменным током в схему введен диодный мост, в одну из диагоналей которого включен токостабилизирующий двухполюсник. Такое включение эквивалентно последовательному соединению нагрузки и двухполюсника, и, следовательно, обеспечивает одинаковый ток через них.

Рис.1 Схема стабилизатора переменного тока

Рассмотрим процесс стабилизации тока более подробно. Так как выпрямленное напряжение не фильтруется, напряжение на стоке VT1 —однополярное, пульсирующее. Когда напряжение на стоке (рис.2а) равно нулю, ток через VT1 не протекает, и падение напряжения на резисторе датчика R4 также равно 0. Транзистор VT1 при этом полностью открыт. По мере роста напряжения в сети, напряжение, снимаемое с датчика, также увеличивается (пропорционально протекающему току), приближаясь к напряжению задатчика. Транзистор VT1 начинает закрываться.
При совпадении напряжений на датчике R4 и на задатчике R1-R2 происходит ограничение дальнейшего роста тока. ОУ DA1 поддерживает одинаковое напряжение на своих входах, изменяя сопротивление канала VT1. Тем самым обеспечивается стабилизация тока. Форма тока через VT1 совпадает с напряжением на задатчике и имеет трапецеидальную форму (рис.2б). Такой же по форме, только переменный, ток протекает через нагрузку (рис.2в). Элементы VD1, R3, С1, С2 образуют параметрический стабилизатор для питания ОУ.

Если надо изменить диапазон стабилизируемых токов, следует соответствующим образом выбрать тип транзистора VT1 и диодов VD2. ..VD5, а также скорректировать напряжение задатчика тока (U_зад) или сопротивление датчика R4.

Ток стабилизации определяется по формуле:

Данная схема может быть также преобразована в активную нагрузку переменного тока, как это сделать — подробно описано в [1].

Рис. 2 Диаграмма сигналов

Налаживание схемы сводится к контролю напряжения задатчика (чтобы ток не вышел за пределы 7…8 А) и градуировке органа управления (резистора R2). Для визуального контроля в цепь тока можно включить амперметр.

ОУ DA1 подойдет любой широкого применения (К140УД6, К140УД7, mА741 и т.п.). От применения быстродействующих ОУ с полевыми транзисторами лучше воздержаться, поскольку с ними стабилизатор может самовозбудиться, что неминуемо выведет из строя ОУ, транзистор VT1 и диоды моста (именно так отреагировала схема у автора на установку К544УД2). Транзистор VT1 следует выбирать из ассортимента вышеуказанных фирм, ориентируясь на максимально допустимые ток стока и напряжение сток-исток. Стабилитрон VD1 — любой прецизионный, с напряжением стабилизации 9… 15 В. От его стабильности зависит стабильность напряжения задатчика и, как следствие — стабилизируемого тока.

Транзистор VT1 следует укрепить на массивном радиаторе. К остальным деталям особых требований не предъявляется. Резистор R4 удобно изготовить из промышленного шунта для измерительных приборов. Это обеспечит требуемую точность и термостабильность. При его монтаже следует уделить особое внимание надежности соединения инверсного выхода ОУ и R4. Обрыв этого соединения вызывает выход стабилизатора из строя.

А. Уваров

Литература

1.    Уваров А.С. Активная нагрузка — источник тока. — Радиолюбитель, 2001, N1, С.14.

2.    Иванов П., Семушкин С. Источники стабильного тока и их применение в радиоаппаратуре. — В помощь радиолюбителю. Вып. 104. — М.: ДОСААФ, 1989.

3.    http://www.intersil.com

4.    Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier. — Радио, 2001, N5, С.45.

Схема стабилизатора тока для светодиодов

Содержание

• Схемы стабилизаторов и регуляторов тока
  • На КРЕНке
  • На двух транзисторах
  • На операционном усилителе (на ОУ)
  • На микросхеме импульсного стабилизатора
• Заключение
• Видео «Устройство для питания светодиодов»
• Назначение стабилизатора
• Стабилизирующие устройства линейного типа
• Импульсные стабилизаторы тока
• Драйвер питания светодиодов

Иногда у автолюбителей появляется необходимость ограничить ток заряда АКБ, проверить тот или иной источник питания или пропустить напряжение через диоды. Чтобы осуществить одну из этих задач, есть смысл применить стабилизатор тока для светодиодов своими руками. Подробнее о том, какие существуют схемы для разработки данного девайса, вы узнаете ниже.

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Источники тока не имеют ничего общего с источниками напряжения. Предназначение первых заключается в стабилизации выходного параметра, а также возможном изменении выходного напряжения. Это происходит так, чтобы уровень ток все время был одинаковым. Источники тока используются для запитки светодиодных ламп, заряда АКБ в авто и т.д. Если у вас возникла необходимость сделать простейший импульсный стабилизатор тока ходовых огней 12в для автомобиля своими руками, то предлагаем вашему вниманию несколько схем.

На КРЕНке

Чтобы сделать простейший автомобильный импульсный стабилизатор тока в домашних условиях, вам потребуется микросхема 12v. Для этих целей отлично подойдет lm317. Такой стабилизатор напряжения 12 в lm317 считается регулируемым и способен функционировать с токами бортовой сети до полутора ампер. При этом показатель входного напряжения может составить до 40 вольт, lm317 в состоянии рассеивать мощность до 10 ватт. Но это возможно только в том случае, если будет соблюдаться тепловой режим.

В целом потребление тока lm317 сравнительно небольшое — в районе 8 мили ампер, и данный показатель почти никогда не изменяется. Даже в том случае, если через крен lm317 проходит другой ток или меняется показатель входного напряжение. Как вы можете понять, стабилизатор 12 в lm317 для бортовой сети авто дает возможность удерживать постоянное напряжение на компоненте R3.

Кстати, этот показатель можно регулировать благодаря использованию элемента R2, но пределы будут незначительными. В устройстве lm317 компонент R3 является устройством задающего тока. Так как показатель сопротивления lm317 всегда остается на одном и том же уровне, ток, который проходит через него, также будет стабильным (автор видео — Denis T).

Что касается входа крен lm317, ток на них составит на 8 мили ампер выше. Используя вышеописанную схему, можно разработать самый простой стабилизатор напряжения для ДХО автомобиля. Такой девайс может применяться как устройство электронной нагрузки, источника тока для подзарядки АКБ и других целей. Нужно отметить, что интегральные девайсы током 3а или меньше довольно быстро реагируют на различные изменения импульса. Что касается недостатков, то такие девайсы характеризуются слишком высоким сопротивлением, в результате чего придется применять мощные компоненты.

На двух транзисторах

Довольно распространенными сегодня являются стабилизаторы для бортовой сети автомобиля 12v на двух транзисторах. Одним из основных недостатков такого устройства является плохая стабильность тока, если происходят изменения в питающем напряжении вольт. Тем не менее, данная схема для бортовой сети автомобиля 12v подходит для многих задач.

Обустройство цепи на транзисторах

Ниже вы сможете ознакомиться с самой схемой. В этом случае устройством, которое раздает ток, является резистор R2. Когда данный показатель растет, соответственно растет и напряжение на данном элементе. В том случае, если показатель составляет от 0.5 до 0.6 вольт, открывается компонент VT1. При открытии данное устройство будет закрывать элемент VT2, в результате чего ток, который проходит через VT2, начнет снижаться. При разработке схемы можно использовать полевой транзистор Мосфет вместе VT2.

Что касается компонента VD1, то он применяется на напряжение от 8 до 15 вольт и нужен в том случае, если его уровень слишком высокий и работоспособность транзистора может быть нарушена. Если транзистор мощный, то показатель напряжения в сети авто может составить около 20 вольт. Необходимо помнить о том, что транзистор Мосфет открывается в том случае, когда показатель напряжения на затворе составит 2 вольта. Если вы используете универсальный выпрямитель для заряда АКБ или других задач, то вам вполне хватит работы транзистора и резистора R1.

На операционном усилителе (на ОУ)

Вариант сборки устройства со специальным усилителем ошибки для авто актуален в том случае, если у вас возникла необходимость разработать устройство, работающее в широких пределах. В данном случае выполнять функцию токозадающего элемента будет R7. Операционный увелитель DA2.2 позволяет усилить уровень напряжения в вольтах токозадающего элемента. Устройство DA 2.1 предназначено для сравнивания уровня опорного параметра. Помните о том, что данная схема девайса на 3а нуждается в дополнительном питании, которое должно подаваться на разъем ХР2. Уровня напряжения в вольтах должно хватить для того, чтобы обеспечить функциональность элементов всей системы.

Устройство для авто должно быть дополнено генератором, в нашем случае эту функцию выполняет элемент REF198, характеризующийся уровнем выходного напряжения в 4 вольта. Сама схема стоит достаточно дорого, так что при необходимости вместо нее можно установить кренку. Чтобы правильно произвести настройку, следует установить ползунок резистора R1 в верхнее положение, а с помощью элемента R3 выставляется нужное значение тока 3а. Чтобы предотвратить возбуждение, используются компоненты R2, C2 и R4.

На микросхеме импульсного стабилизатора

В некоторых случаях устройство для авто должно функционировать не только в большом диапазоне нагрузок, при этом обладая высоким коэффициентом полезного действия. Тогда использование компенсационных устройств будет не целесообразным, вместо них применяются импульсные элементы.

Предлагаем ознакомиться с одной из наиболее распространенных схем МАХ771, ее особенности следующие:

• уровень опорного напряжения — 1.5 вольт;
• коэффициент полезного действия при нагрузке от 10 мили ампер до 1 ампера составит около 90%;
• показатель питания составляет от 2 до 16.5 вольт;
• мощность на выходе достигает 15 ватт (автор видео — Андрей Канаев).

Что представляет собой процедура стабилизации? Компоненты R1 и R2 — это делители выходных показателей схемы. Когда уровень делимого напряжения становится больше, чем опорное, устройство автоматически снижает выходной параметр. При обратном процессе устройство будет увеличивать данный показатель. Вы сможете получить рабочий стабилизированный источник тока в том случае, если цепи будут поменяны таким образом, что система в целом станет реагировать на выходной параметр.

Если нагрузка на устройство не особо большая, то есть менее 1.5 вольт, микросхема будет функционировать в качестве рабочего стабилизатора. Но когда этот параметр начнет резко возрастать, девайс переключится в режим стабилизации. Монтаж резистора R8 необходим только тогда, когда уровень нагрузки слишком высокий и составляет более 16 вольт.

Что касается элементы R3, то он является токораздающим. Одним из основных недостатков такого варианта является слишком высокое падение нагрузки на вышеуказанном резисторе. Если вы хотите избавиться от этого минуса, то для того, чтобы увеличить сигнал, необходимо дополнительно установить операционный усилитель.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели несколько вариантов стабилизирующих девайсов для авто. Разумеется, такие схемы всегда можно при необходимости модернизировать, способствуя повышению показателя быстродействия и т.д. Имейте в виду, что если нужно, вы всегда можете использовать специально разработанные микросхемы в качестве регулятора. Также при возможности можно самостоятельно производить достаточно мощные регулирующие компоненты, но таких варианты более актуальны для того, чтобы решать определенные задачи.

Как вы видите, разработка схемы — дело достаточно сложное и кропотливое, к нему нельзя просто так подойти, не имея соответствующего опыта. Отсутствие определенных навыков не позволит получить необходимый результат. Чтобы своими руками сделать такую схему для авто, необходимо внимательно выполнять все действия, описанные выше.

Видео «Устройство для питания светодиодов»

Как в домашних условиях сделать стабилизатор для питания ламп в авто или других целей — узнайте из видео (автор видео — Дед Синь).

Greetings, my friends!
Since there are some thoughts about led tuning, I’m using the Internet in this direction. A good article was written, and so that there was always access to info, I copied my blog. And then the bookmarks, etc. not always at hand. Yes, the author of this memoir, from here , will forgive me.
So let’s start with: LM317 and LEDs

The durability of the LEDs is determined by the quality of manufacture of the crystal, and for white LEDs also by the quality of the phosphor. During operation, the rate of degradation of the crystal depends on the operating temperature. If you prevent overheating of the crystal, the service life can be very large up to 10 years or more.

Why can the crystal be overheated? It can only be caused by an excessive increase in current. Even short pulses of current overload shorten the life of the LED, for example, if visually this effect is not noticeable at the first moment, after a current surge, it seems that the LED is not affected.

The increase in current can be caused by voltage instability or electromagnetic (electrostatic) pickups on the power supply circuit of the LED.

The fact is that the main parameter for the durability of the LED is not its supply voltage, but the current that flows through it. For example, red LEDs on the supply voltage can vary from 1.8 to 2.6 V, white ones from 3.0 to 3.7 V. Even in the same batch of one manufacturer, LEDs with different operating voltages can occur. The nuance is that AlInGaP / GaAs-based LEDs (red, yellow, green — classic) withstand current overload rather well, and GaInN / GaN (blue, green (blue-green), white) LEDs overload by current, for example, 2 times live … 2-3 hours ! So, if you want the LED to light and not to burn for at least 5 years, you need to take care of its power.

If we install LEDs in a chain (serial connection) or connect in parallel, then we can achieve the same luminosity only if the current flowing through them is the same.

How to build your own hands the simplest current stabilizer? And preferably from low-cost components.

Pay attention to the voltage regulator LM317, which is easy to turn into a current regulator using only one resistor, if you need to stabilize the current in the range up to 1 A or LM317L, if it is necessary to stabilize the current to 0.1 A.

This is the look of LM317 stabilizers with operating current up to 3 A.

In order for the LM317 to turn into a current stabilizer you need only 1 resistor!

The wiring diagram is as follows:

For white LEDs, the average operating voltage is 3.2 V. In a passenger car, the on-board voltage ranges from an average of 11.6 V in battery mode to 14.2 V with the engine running. For Russian cars we take into account emissions in the “return line” and in the forward direction up to 100! volt.

Only 3 LEDs can be switched on in series — 3.2 * 3 = 9.6 volts, plus 1.25 drop on the stabilizer = 10.85. Plus diode from reverse voltage 0.6 volts = 11.45 volts.

The resulting value of 11.45 volts below the lowest voltage in the car is good! This means the output will always be our 20 mA, regardless of the voltage in the vehicle electrical system. To protect against emissions of positive polarity, we put a 24 volt suppressor after the diode.

P.S. Select the number of LEDs so that the stabilizer remains as low as possible voltage (but not less than 1.3 volts), this is necessary to reduce the power dissipation at the stabilizer itself. This is especially important for high currents. And do not forget that for currents from 350 mA and above, LMka will require a radiator.
That’s it!

A brief description of the diagram in Figure 1

The number of LEDs in the chain must be selected based on your operating voltage minus the voltage drop across the stabilizer and minus the diode.

For example: You need to connect white LEDs with a working current of 20 mAm in the car. Please note that 20 mA is the operating current for FIRM expensive LEDs ! Only the company guarantees such a current. If you do not know the exact origin, then choose a current in the range of 14-15 mA. This is so that then it would not be surprised why the brightness dropped so quickly or, in general, why they burned out so quickly. This is also true for high-power LEDs. Because what is marked on the product is not always delivered to us.

Question 1: How many can you enable them sequentially? For white LEDs, the operating voltage is 3.0-3.2 volts. Take 3.1. The minimum operating voltage at the stabilizer (based on its reference 1.25) is approximately 3 V. A diode drop of 0.6 V. From here, we sum up all the voltages and we get the minimum operating voltage above which the current stabilizes at a given level (if lower, respectively) will be lower) = 3.1 * 3 + 3.0 + 0.6 = 12. 9 V. For a car, the minimum voltage in the network is 12.6 — this is normal.

For white LEDs at 20 mA, 3 pieces can be included, for a 12.6 V network. Considering that when the engine is on, the normal operating voltage of the network is 13.6 V (this is nominal, in other cases it may be higher !), and the working voltage is LM317 up to 37 V

Question 2 : How to calculate the resistance of the current driving resistor! Although the above has been described, the question is asked constantly.

where R1 is the resistance of the current-supplying resistor in Ohms.

1.25 — reference (minimum stabilization voltage) LM317

Ist is the stabilization current in amperes.

We need a current of 20 mA — translate into amperes = 0.02 A.

We calculate R1 = 1.25 / 0.02 = 62.5 ohms . Accept the nearest value of 62 Ohm.

A few words about the group of LEDs.

Ideally, this is a series connection with current stabilization.

How to calculate the value of the damping resistor for the LED? The calculation is carried out according to Ohm’s law .

I led = V pit / on the resistance of the diode and resistor.

We do not know the resistance of the resistor and diode, but we know our operating current and the voltage drop across the LED.

For low-power LEDs with a current of 20 mAm, you must take:

For example, the supply voltage V pit = 9 V. We connect 1 white LED, the drop on it is 3.1 V. The voltage across the resistor will be = 9 — 3.1 = 5.9 V.

Calculate the resistance of the resistor:

R1 = 5.9 / 0.02 = 295 ohms.

We take a resistor with a close higher resistance of 300 ohms.

PS. The characteristics of the operating current of the LEDs do not always correspond to the truth, this is especially true for LEDs that do not know where, for LEDs (any), great attention should be pa >

All the best to you, and smooth roads =)

Ни для кого не секрет, что светодиодные лампы периодически перегорают, несмотря на продолжительные гарантийные сроки, установленные производителями. Очень многие просто не знают настоящих причин, по которым они выходят из строя. Тем не менее, никаких особых сложностей здесь нет, просто у таких ламп имеются определенные параметры, требующие обязательной стабилизации. Это сила тока в самой лампе и падение напряжения в питающей сети.

Для решения этой проблемы используется стабилизатор тока для светодиодов. Однако не все стабилизаторы могут эффективно решать поставленную задачу. Поэтому в некоторых случаях рекомендуется изготавливать стабилизатор своими руками. Прежде чем приступать к этому процессу следует тщательно разобраться в назначении, устройстве и принципе работы стабилизатора, чтобы не допустить ошибок при сборке схемы.

Назначение стабилизатора

Основной функцией стабилизатора является выравнивание тока, независимо от перепадов напряжения в электрической сети. Всего существует два типа стабилизирующих устройств – линейные и импульсные. В первом случае осуществляется регулировка всех выходных параметров путем распределения мощности между нагрузкой и собственным сопротивлением. Второй вариант значительно эффективнее, поскольку в этом случае на светодиоды поступает лишь необходимое количество мощности. Действие таких стабилизаторов основано на принципе широтно-импульсной модуляции.

У импульсных стабилизаторов более высокий коэффициент полезного действия, составляющий не менее 90%. Однако у них довольно сложная схема и соответственно высокая стоимость по сравнению с приборами линейного типа. Следует отметить, что использование стабилизаторов LM317 допустимо только для линейных схем. Они не могут включаться в цепи с большими значениями токов. Именно поэтому данные устройства наилучшим образом подходят для совместного использования со светодиодами.

Необходимость использования стабилизаторов объясняется особенностями параметров светодиодов. Они отличаются нелинейной вольтамперной характеристикой, когда изменение напряжения на светодиоде приводит к непропорциональному изменению тока. С увеличением напряжения, возрастание тока в самом начале происходит очень медленно, поэтому свечения не наблюдается. Далее, когда напряжение достигает порогового значения, начинается излучение света с одновременным быстрым возрастанием тока. Если напряжение продолжает увеличиваться, в этом случае происходит еще большее возрастание тока, что приводит к сгоранию светодиода.

Характеристики светодиодов отражают значение порогового напряжения в виде прямого напряжения при номинальном токе. Показатель номинального тока для большинства светодиодов малой мощности составляет 20 мА. Мощные светодиоды требуют более высокого номинального тока, достигающего 350 мА и выше. Они выделяют большое количество тепла и устанавливаются на специальные теплоотводы.

Для того чтобы обеспечить нормальную работу светодиодов, питание к ним должно подключаться через стабилизатор тока. Это связано с разбросом порогового напряжения. То есть, различные типы светодиодов отличаются разным прямым напряжением. Даже у однотипных ламп может быть не одинаковое прямое напряжение, причем не только его минимальное, но и максимальное значение.

Таким образом, если подключить параллельно два светодиода к одному и тому же источнику, то они будут пропускать через себя совершенно разный ток. Различие токов приводит к преждевременному выходу их из строя или мгновенному перегоранию. Чтобы избежать подобных ситуаций, светодиоды рекомендуется включать совместно со стабилизирующими устройствами, предназначенные для выравнивания тока и доведения его до определенной, заданной величины.

Стабилизирующие устройства линейного типа

С помощью стабилизатора выполняется установка тока, проходящего через светодиод, с заданным значением, не зависящим от напряжения, приложенного к схеме. Если напряжение превысит пороговый уровень, ток все равно останется прежним и не будет изменяться. В дальнейшем, когда общее напряжение увеличится, его рост произойдет лишь на стабилизаторе тока, а на светодиоде оно останется неизменным.

Таким образом, при неизменных параметрах светодиода, стабилизатор тока может называться стабилизатором его мощности. Распределение активной мощности, выделяемой устройством в виде тепла, происходит между стабилизатором и светодиодом пропорционально напряжению на каждом из них. Данный тип стабилизатора получил название линейного.

Нагрев линейного стабилизатора тока возрастает вместе с ростом приложенного к нему напряжения. Это является его основным недостатком. Тем не менее, это устройство обладает рядом преимуществ. Во время работы отсутствуют электромагнитные помехи. Конструкция очень простая, что делает изделие достаточно дешевым в большинстве схем.

Существуют такие области применения, в которых линейный стабилизатор тока для светодиодов на 12 В становится более эффективным, по сравнению с импульсным преобразователем, особенно когда напряжение на входе лишь незначительно выше напряжения на светодиоде. Если питание осуществляется от сети, в схеме может использоваться трансформатор, к выходу которого подключается линейный стабилизатор.

Таким образом, вначале напряжение снижается до такого же уровня, как и в светодиоде, после чего линейный стабилизатор устанавливает необходимое значение тока. Другой вариант предполагает приближение напряжения светодиода к питающему напряжению. С этой целью выполняется последовательное соединение светодиодов в общую цепочку. В результате, общее напряжение в цепи составит сумму напряжений каждого светодиода.

Некоторые стабилизаторы тока могут быть выполнены на полевом транзисторе, с использованием р-п-перехода. Ток стока устанавливается с помощью напряжения затвор-исток. Ток, проходящий через транзистор, такой же, как и начальный ток стока, указанный в технической документации. Значение минимального рабочего напряжения такого устройства зависит от транзистора и составляет порядка 3 В.

Импульсные стабилизаторы тока

К более экономичным устройствам относятся стабилизаторы тока, основой которых является импульсный преобразователь. Данный элемент известен еще, как ключевой преобразователь или конвертер. Внутри преобразователя мощность прокачивается определенными порциями в виде импульсов, что и определило его название. В нормально работающем устройстве потребление мощности происходит непрерывно. Она непрерывно передается между входной и выходной цепями и также непрерывно поступает в нагрузку.

В электрических схемах стабилизатор тока и напряжения на основе импульсных преобразователей имеет практически одинаковый принцип действия. Единственным отличием является контроль над током через нагрузку, вместо напряжения на нагрузке. Если ток в нагрузке снижается, стабилизатор осуществляет подкачку мощности. В случае увеличения – выполняется снижение мощности. Это позволяет создавать стабилизаторы тока для мощных светодиодов.

В наиболее распространенных схемах дополнительно имеется реактивный элемент, называемый дросселем. От входной цепи на него определенными порциями поступает энергия, которая в дальнейшем передается на нагрузку. Такая передача происходит через коммутатор или ключ, находящийся в двух основных состояниях – выключенном и включенном. В первом случае ток не проходит, а мощность не выделяется. Во втором случае ключ проводит ток, обладая при этом очень малым сопротивлением. Поэтому выделяемая мощность также близка нулю. Таким образом, передача энергии происходит практически без потерь мощности. Однако импульсный ток считается нестабильным и для его стабилизации используются специальные фильтры.

Наряду с явными преимуществами, импульсный преобразователь обладает серьезными недостатками, устранение которых требует специфических конструктивных и технических решений. Эти устройства отличаются сложностью конструкции, они создают электромагнитные и электрические помехи. Они затрачивают определенное количество энергии для собственной работы и в результате нагреваются. Их стоимость существенно выше, чем у линейных стабилизаторов и трансформаторных устройств. Тем не менее, большинство недостатков успешно преодолеваются, поэтому импульсные стабилизаторы пользуются широкой популярностью у потребителей.

Драйвер питания светодиодов

Стабилизатор тока на полевом транзисторе

В статье расскажу, как сделать простой стабилизатор тока для светодиодов на полевом транзисторе.

Описание задумки.

Задолго до разработки фонарика на ATtiny13 мне уже доводилось работать со сверх-яркими светодиодами. И что могу сказать. Редкий радиолюбитель жаждет чтобы светодиоды перегорали, как можно чаще! :). Особенно мощные и дорогие. Вот и мне этого не хотелось и решил взяться за разработку стабилизатора тока.

Немного теории.

Мне часто задают один и тот же вопрос, мол почему именно стабилизатор тока лучше для светодиодов, а не стабилизатор напряжения. Ответ простой, но он многим не нравиться. Постараюсь пояснить на вольт-амперной характеристики(ВАХ) SMD светодиода типоразмера 3528, рисунок 1.

Рисунок 1 – Вольт-амперная характеристика(ВАХ) SMD светодиода типоразмера 3528 при 25⁰С.

Ось У – ток через светодиод.

Ось Х – падение напряжения на светодиоде.

Теперь внимание! Заявленный производителем ток для данного светодиода равен 20мА. Смотрим на рисунок и видим, что ток 20 мА приблизительно соответствует напряжению на светодиоде 3,4В. Если поднять напряжение на светодиоде до 3,5В, а это всего лишь на 0,1В больше чем его типовое напряжение, то ток увеличиться до 50мА, а это в 2,5 раза больше чем его заявленный ток. Если всё перевести в процентное соотношение, то получиться что ток возрастает в 2,5 раза, при увеличении напряжения всего лишь на 3%(округлил). Вот почему стабилизатор напряжения должен быть практически идеальным!

Теперь рассмотрим стабилизатор тока. Если стабилизировать ток 20мА, то увеличение тока на 3% даст результат – 20,6мА. Согласитесь, что это совсем другой результат и он куда лучше предыдущего!

Иногда мне пытаются доказать, что последовательное соединение светодиодов + стабилизатор напряжения лучше, чем параллельное + стабилизатор тока. Это, конечно, тема для отдельной статьи, но хочу тут немного пояснить, что параллельное соединение однозначно выигрывает.

Для примера возьмём пять светодиодов 20мА, 3,4В и соединим их последовательно и параллельно. При последовательном соединении если один светодиод перегорает и остаётся замкнутым, а такое бывает и часто, напряжение 17В(3,4В*5шт) делится между оставшимися четырьмя светодиодами в равных пропорциях (предположим что так). Получается, что падение напряжение на каждом светодиоде будет — 4,25В (17В/4шт). Ток при этом возрастает до неимоверных значений, а это приводит к последовательному перегоранию оставшихся светодиодов или части из них.

При параллельном соединении и стабилизации тока в 100мА(20мА*5шт) перегорание светодиода приведёт к увеличению тока на оставшихся всего на 5мА(20мА/4шт). Или по-другому: 100мА/4шт = 25мА – ток на каждом светодиоде. Разница очевидна! В этой статье не буду больше приводить плюсы и минусы каждого из решений, статья совсем о другом. Надеюсь пример был понятным. Мой личный выбор всегда на стороне параллельного соединения светодиодов и стабилизатора тока для них. Если и ваш тоже, то читайте дальше, как сделать несложный стабилизатор тока для светодиодов.

О схеме.

Принципиальная схема стабилизатора тока на полевом транзисторе показана на рисунке 2.

Рисунок 2.

Резистор R1 нужен для того чтобы транзистор VT2 открывался. Стабилитрон VD1 защищает затвор от перенапряжения, для транзистора P0903BDG максимальное напряжение затвор-сток – 20В. Если у вас другой транзистор, то информацию на него смотрите в даташите. Параметр этот называется Gate-Source Voltage. Если напряжение питание значительно меньше максимального напряжения затвор-сток, то можно вообще стабилитрон не ставить. Резисторы R2-R6 выполняют роль шунта. На схему добавил их побольше чтобы можно было удобно подобрать нужный номинал.

Схема работает следующим образом. В начальный момент времени транзистор VT2 открыт, ток протекает через светодиоды и шунт из резисторов R2-R6, транзистор VT1 закрыт. При протекании тока через шунт на нём падает определённое напряжение и если оно равняется напряжению открытия транзистора VT1, то он открывается и «садит» затвор транзистора VT2 на минус питания, транзистор VT2 закрывается и ток через светодиоды и шунт начинает снижаться. При снижении тока через светодиоды будет снижаться падение напряжение и на шунте, как только напряжение станет меньше чем нужно для открытия транзистора VT1, он закроется и «освободит» затвор транзистора VT2. Транзистор VT2 снова откроется и ток устремиться к светодиодам и шунту. Дальше все повторяется по кругу.

Настройка.

Настройка схемы заключается в определении необходимого тока для светодиодов и подбору номиналов резисторов шунта. Приблизительно считаю, что падение напряжение на шунте должно быть около 0,5В. Этого напряжения достаточно для открытия транзистора VT1. Хотя по даташиту напряжение база-эмиттер для транзистора BC846 – 0,66В, для отечественных – 0,7В.

В качестве примера рассчитаю для вас номиналы резисторов шунта на ток 170мА.

Сопротивление шунта(Ом) = падение напряжение на шунте(В) / ток через шунт (А), получается: Сопротивление шунта = 0,5В / 0,17А = 2,94 Ом. Полученный результат округляю до 3 Ом. Из стандартного ряда можно взять два резистора номиналом 1 Ом и 2 Ом и впаять их на плату, как R2, R3. Резисторы R4-R6 при этом исключаются из схемы.

Дальше нужно проверить какой ток стабилизирует стабилизатор. Для проверки потребуется амперметр или миллиамперметр. Прибор нужно подключить в разрыв любого из проводов питания, подать питающее напряжение, оно, кстати, должно быть больше чем типовое питание светодиодов. Лучше использовать источник питания с возможностью регулировки выходного напряжения. Подключаем, регулируем, смотрим.

В определённый момент времени ток через стабилизатор перестанет меняться – это и будет током стабилизации. Дальнейшее увеличение напряжения ничего не изменит, разве что добавит разогрев транзистора VT2. Нужно понимать, что всё избыточное напряжение будет выделяться на транзисторе VT2 в качестве тепла. Если ток стабилизации получился таким какой нужен значит подбор шунта закончен, если же ток отличается от нужного значения в большую сторону – увеличиваем сопротивление шунта, в меньшую – уменьшаем.

О печатной плате.

Печатную плату разрабатывал под SMD компоненты в программе P-CAD 2006. Размеры платы – 37×18мм, рисунок 3. Вы можете разработать свою печатную плату и прислать мне файл для размещения на сайте.

Рисунок 3.

О деталях.

Перечень деталей, необходимых для сборки стабилизатора тока, свёл в таблицу 1.

Резюмирую. Во всех моих разработках со светодиодами обязательно есть стабилизатор тока. Он или простой, как в тот, что описан в статье или на операционном усилителе. Светодиоды обычно подключаю параллельно или последовательно-параллельно, всё зависит от конкретной задачи. В этой же статье рассказал, как сделать несложный стабилизатор тока для светодиодов на полевом транзисторе. Постарался объяснить, чем отличается стабилизатор напряжения от стабилизатора тока для светодиодов и что лучше. Надеюсь у меня получилось. Привёл принципиальную схему стабилизатора тока и печатную плату. Все файлы можно скачать с сайта. Приятных разработок!

Ну и фото напоследок.

BC846 datasheet.

P0903BDG datasheet.

Архив с проектом.

схема, регулируемая, импульсная, конструкция и назначение

Яркость светодиодных источников зависит от протекающего тока, который в свою очередь зависит от напряжения питания. В условиях колебаний нагрузки светильники пульсируют. Для предотвращения этого используется специальный драйвер — стабилизатор тока. В случае поломок элемент можно изготовить самостоятельно.

Содержание

1. Конструкция и принцип действия
2. Разновидности стабилизаторов тока
3. Стабилизаторы резисторные
4. Транзисторные устройства
5. Стабилизаторы тока на полевом работнике
6. Линейные устройства
7. Феррорезионное устройство
8. Особенности текущей зеркальной цепи
9. Стабилизатор компенсационного напряжения
10. Decurity Stucderbile Decurity Devices
13. Decurity Devices на MicroCircuits
14. Stebilize для светодиодов самостоятельно
15. Драйвер на базе
16. Стабилизатор для автомобильных фар
17. Нюансы расчета тока стабилизатора

Устройство и принцип действия

Стабилизатор обеспечивает постоянство рабочего тока светодиодов при его отклонении от нормы. Предотвращает перегрев и перегорание светодиодов, поддерживает постоянный поток при перепадах напряжения или разрядке аккумулятора.

Простейшее устройство состоит из трансформатора, выпрямительного моста, соединенного с резисторами и конденсаторами. Действие стабилизатора основано на следующих принципах:

• подвод тока к трансформатору и изменение его предельной частоты на частоту сети — 50 Гц;
• Регулировка напряжения на повышение и понижение с последующим выравниванием частоты до 30 Гц.

Высоковольтные выпрямители также участвуют в процессе преобразования. Они определяют полярность. Стабилизация электрического тока осуществляется с помощью конденсаторов. Резисторы используются для уменьшения помех.

Разновидности стабилизаторов тока

Светодиод загорается при достижении порогового значения тока. У маломощных устройств этот показатель составляет 20 мА, у сверхъярких — от 350 мА. Разброс порогового напряжения объясняет наличие разных типов стабилизаторов.

Стабилизаторы резисторные

Для регулируемого стабилизатора токовых параметров маломощных светодиодов используется схема КРЭН. Он предусматривает наличие элементов КР142ЕН12 или LM317. Процесс выравнивания осуществляется при силе тока 1,5 А и входном напряжении 40 В. При нормальном тепловом режиме резисторы рассеивают мощность до 10 тс. Их собственная потребляемая мощность составляет около 8 мА.

Узел LM317 поддерживает постоянное значение напряжения на основном резисторе, регулируемое подстроечным резистором. Основной, или токораспределительный элемент, может стабилизировать проходящий через него ток. По этой причине стабилизаторы на КРЭН используются для зарядки аккумуляторов.

Значение 8 мА не меняется даже при колебаниях тока и напряжения на входе.

Транзисторные устройства

Транзисторный регулятор предусматривает использование одного или двух элементов. Несмотря на простоту схемы, при колебаниях напряжения не всегда бывает стабильный ток нагрузки. При его увеличении на одном транзисторе напряжение резистора повышается до 0,5-0,6 В. после этого начинает работать второй транзистор. В момент его открытия первый элемент закрывается, а сила и величина проходящего через него тока уменьшаются.

Второй транзистор должен быть биполярным.

Для реализации с химией с заменой стабилитронов применяются:

• диоды VD1 и VD2;
• резистор R1;
• резистор R2.

Подача тока через светодиодный элемент задается резистором R2. Резистор R1 служит для достижения линейного участка ВАХ диодов по отношению к току базового транзистора. Для того чтобы транзистор оставался стабильным, напряжение питания не должно быть меньше суммарного напряжения диодов +2-2,5 В.

Для получения тока 30 мА через 3 последовательно соединенных диода с напряжением 3,1 В по прямой линии подается 12 В. Сопротивление резистора должно быть равно 20 Ом при мощности рассеяния 18 мВт.

Схема нормализует режим работы элементов, уменьшает пульсации тока.

Схема на советских транзисторах. Допустимое напряжение советских КТ940 или КТ969 до 300 В, что подходит, если источником света является мощный SMD элемент. Параметры тока задаются резистором. Напряжение стабилитрона 5,1 В, мощность 0,5 В.

Недостатком схемы является падение напряжения при увеличении силы тока. Его можно устранить, заменив биполярный транзистор низкоимпедансным МОП-транзистором. Мощный диод заменен на IRF7210 на 12 А или IRLML6402 на 3,7 А.

Стабилизаторы тока на полевик

Полевой элемент имеет короткозамкнутые исток и затвор, встроенный канал. При использовании полевого контроллера (ИРЛЗ 24) с 3 выводами на вход подается напряжение 50 В, на выход 15,7 В.

Потенциал земли используется для подачи напряжения. Параметры выходного тока зависят от начального тока стока и не привязаны к истоку.

Линейные устройства

Стабилизатор или делитель постоянного тока воспринимает нестабильное напряжение. На выходе линейное устройство выравнивает его. Он работает по принципу постоянного изменения параметров сопротивления для выравнивания питания на выходе.

К преимуществам эксплуатации можно отнести минимальное количество деталей, отсутствие помех. Недостатком является низкий КПД при разнице мощности питания на входе и выходе.

Устройство феррорезонансное

Стабилизатор переменного тока устаревшего образца, схема которого представлена ​​конденсатором и двумя катушками — с ненасыщенным и насыщенным сердечником. На насыщенный (индуктивный) сердечник подается постоянное напряжение, не зависящее от параметров тока. Это облегчает выбор данных для второй катушки и емкостного диапазона стабилизации питания.

Устройство работает по принципу качелей, которые сложно сразу остановить или раскачать сильнее. Напряжение подается по инерции, поэтому может быть падение нагрузки или обрыв в цепи питания.

Особенности схемы токового зеркала

Токовое зеркало, или рефлектор, построено на паре транзисторов согласованного типа, т.е. с одинаковыми параметрами. Для их производства используется один светодиодный полупроводниковый кристалл.

Схема токового зеркала по уравнению Эберса-Молля. Принцип работы заключается в том, что базы транзисторов объединены, а эмиттеры перекинуты на одну шину питания. В результате параметры переходного напряжения связи база-транзистор-эмиттер равны.

Преимуществами схемы являются равный диапазон стабильности и отсутствие падения напряжения на эмиттерном резисторе. Параметры проще установить, используя ток. Недостатком является эффект Эрли — привязка выходного напряжения к напряжению коллектора и его колебания.

Цепь токового зеркала Вильсона. Токовое зеркало может стабилизировать постоянное значение выходного тока и реализовано следующим образом:

1. Транзисторы №1 и №1 включены по принципу стандартного токового зеркала.
2. Транзистор № 3 фиксирует потенциал коллектора элемента № 1 на удвоенном значении параметра падения напряжения на диоде.
3. Будет меньше напряжения питания, подавляющего эффект Эрли.
4. Коллектор транзистора №1 используется для установки режима схемы.
5. Выходной ток зависит от транзистора № 2.
6. Транзистор № 3 преобразует выходной ток в нагрузку переменного тока.

Транзистор № 3 не может быть согласован с другими.

Компенсационный стабилизатор напряжения

Выпрямитель работает по принципу обратной связи по напряжению. Полное или частичное напряжение соответствует опоре. В результате регулятор выдает ошибку параметров напряжения, устраняя колебания яркости светодиодов. Устройство состоит из следующих элементов:

• Регулирующий элемент или транзистор, который вместе с сопротивлением нагрузки образует делитель напряжения. Эмиттерный индекс транзистора должен превышать ток нагрузки в 1,2 раза.
• Усилитель — управляет ОМ, выполнен на базе транзистора №2. Маломощный элемент согласован с мощным по составному принципу.
• Источник опорного напряжения — в схеме применен стабилизатор параметрического типа. Он уравнивает напряжения стабилитрона и резистора.
• Дополнительные источники.
• Конденсаторы — для сглаживания пульсаций, устранения паразитного возбуждения.

Компенсационные стабилизаторы напряжения работают по принципу увеличения входного напряжения при дальнейшем увеличении токов. Выключение первого транзистора увеличивает сопротивление и напряжение зоны коллектор-эмиттер. После приложения нагрузки она выравнивается до номинального значения.

Устройства на микросхемах

Для стабилизирующих устройств используется микросхема 142ЕН5 или LM317. Он позволяет выравнивать напряжение, получая сигнал обратной связи от датчика, подключенного к сети тока нагрузки.

В качестве датчика используется сопротивление, при котором регулятор может поддерживать постоянное напряжение и ток нагрузки. Сопротивление датчика будет меньше сопротивления нагрузки. Схема используется для зарядных устройств, по ней и спроектирована светодиодная лампа.

Стабилизаторы импульсные

Импульсное устройство отличается высоким КПД и создает высокое напряжение потребителей при минимальных параметрах входного напряжения. Для сборки используется микросхема MAX 771.

Один или два преобразователя будут регулировать силу тока. Делитель выпрямительного типа выравнивает магнитное поле, снижая допустимую частоту напряжения. Для подачи тока на обмотку светодиодный элемент подает сигнал на транзисторы. Стабилизация выхода осуществляется посредством вторичной обмотки.

Как сделать стабилизатор тока для светодиодов своими руками

Изготовление стабилизатора для светодиодов своими руками осуществляется несколькими способами. Новичку желательно работать с простыми схемами.

Драйвер на основе

Вам нужно будет выбрать трудновыжигаемую микросхему — LM317. Она будет выполнять роль стабилизатора. Второй элемент представляет собой переменный резистор сопротивлением 0,5 кОм с тремя выводами и ручкой.

Сборка осуществляется по следующему алгоритму:

1. Припаяйте провода к средней и концевой клеммам резистора.
2. Переведите мультиметр в режим сопротивления.
3. Измерить параметры резистора — они должны быть равны 500 Ом.
4. Проверьте целостность соединений и соберите цепь.

На выходе будет модуль мощностью 1,5 А. Для увеличения тока до 10 А можно добавить полевого оператора.

Стабилизатор автомобильных фар

Для работы потребуется линейное устройство в виде микросхемы L7812, две клеммы, конденсатор 100н (1-2 шт.), текстолитовый материал и термоусадочная трубка. Изготовление производится шаг за шагом:

1. Выбираем схему для L7805 из даташита.
2. Отрежьте от печатной платы кусок нужного размера.
3. Разметьте дорожки, сделав насечки отверткой.
4. Припаяйте элементы так, чтобы вход был слева, а выход справа.
5. Сделать корпус из термотрубки.

Стабилизирующее устройство выдерживает нагрузку до 1,5 А и монтируется на радиатор.

Кузов автомобиля используется как радиатор за счет соединения центрального выхода кузова с минусом.

Нюансы расчета стабилизатора тока

Стабилизатор рассчитывается исходя из напряжения стабилизации U и тока (среднего) I. Например, напряжение входного делителя 25 В, на выходе нужно получить 9 В. В расчеты входят:

1. Подбор по справочнику стабилитрона. Ориентируются на напряжение стабилизации: Д814В.
2. Поиск среднего тока I по таблице. Он равен 5 мА.
3. Расчет напряжения питания как разницы между стабильным напряжением входа и выхода: UR1 = Uвх — Uвых, или 25-9 = 16 В.
4. Полученное значение разделить по закону Ома на ток стабилизации по по формуле R1 = UR1/Iст, или 16/0,005 = 3200 Ом, или 3,2 кОм. Номинал элемента будет 3,3 кОм.
5. Расчет максимальной мощности по формуле ПР1=УР1*Iст, или 16х0,005=0,08.

Ток и выход стабилитрона проходят через резистор, поэтому его мощность должна быть в 2 раза больше (0,16 кВт). Исходя из таблицы, этот номинал соответствует 0,25 кВт.

Самостоятельная сборка стабилизатора для светодиодных приборов возможна только со знанием схемы. Новичкам рекомендуется использовать простые алгоритмы. Рассчитать элемент по мощности можно по формулам из школьного курса физики.

Схема электрического стабилизатора

Разработчики электрических и электронных устройств в процессе их создания исходят из того, что будущее устройство будет работать в условиях стабильного напряжения питания. Это необходимо для того, чтобы электрическая схема электронного устройства, во-первых, обеспечивала стабильные выходные параметры в соответствии с его целевым назначением, а во-вторых, стабильность питающего напряжения защищала устройство от скачков напряжения, чреватых слишком большим потреблением тока и перегоранием. устройства электрических элементов. Для решения задачи обеспечения неизменности питающего напряжения используется тот или иной вариант стабилизатора напряжения. По характеру потребляемого устройством тока различают стабилизаторы переменного и постоянного напряжения.

Стабилизаторы переменного напряжения

Стабилизаторы напряжения переменного тока применяются при отклонениях напряжения в электрической сети от номинального значения более 10 %. Этот тариф был выбран исходя из того, что потребители переменного тока с такими отклонениями сохраняют свои рабочие характеристики на весь период эксплуатации. В современной электронной технике, как правило, для решения задачи стабильного питания используют импульсный блочный блок питания, в котором стабилизатор переменного напряжения не нужен. А вот в холодильниках, микроволновых печах, кондиционерах, насосах и т.п. требуется внешняя стабилизация переменного напряжения питания. В таких случаях чаще всего применяют один из трех типов стабилизатора: электромеханический, основным звеном которого является регулируемый автотрансформатор с управляемым электроприводом, релейно-трансформаторный, на основе мощного трансформатора с несколькими отводами в первичной обмотке, и коммутатор электромагнитных реле, симисторов, тиристоров или мощных ключевых транзисторов, а также чисто электронные. Феррорезонансные стабилизаторы, получившие широкое распространение в прошлом веке, в настоящее время практически не используются из-за наличия многочисленных недостатков.

Для подключения потребителей к сети переменного тока частотой 50 Гц применяется регулятор напряжения 220 В. Схема подключения стабилизатора напряжения этого типа показана на следующем рисунке.

Трансформатор A1 повышает напряжение сети до уровня, достаточного для стабилизации выходного напряжения при низком входном напряжении. Элемент управления RE изменяет выходное напряжение. На выходе элемент управления УП измеряет значение напряжения на нагрузке и при необходимости выдает управляющий сигнал для его корректировки.

Стабилизаторы электромеханические

В основе такого стабилизатора лежит использование бытового регулируемого автотрансформатора или лабораторного ЛАТР. Использование автотрансформатора обеспечивает более высокий КПД установки. Ручка регулировки автотрансформатора снимается, а вместо нее соосно на корпусе устанавливается небольшой двигатель с редуктором, обеспечивающий вращательное усилие, достаточное для поворота ползуна в автотрансформаторе. Необходимая и достаточная скорость вращения составляет примерно 1 оборот за 10 – 20 секунд. Этим требованиям отвечает РД-09.тип двигателя, который ранее применялся в самопишущих приборах. Управляет электронной схемой двигателя. При изменении им напряжения сети в пределах + — 10 вольт выдается команда на двигатель, который поворачивает ползун до тех пор, пока выходное напряжение не достигнет 220 В.

Ниже приведены примеры схем электромеханического стабилизатора: стабилизатор с использованием логических схем и релейного управления электроприводом

Стабилизатор электромеханический на основе операционного усилителя.

Достоинством таких стабилизаторов является простота реализации и высокая точность стабилизации выходного напряжения. К недостаткам можно отнести малую надежность из-за наличия механических подвижных элементов, относительно малую допустимую мощность нагрузки (в пределах 250…500 Вт), малую распространенность автотрансформаторов и необходимых в наше время электродвигателей.

Релейно-трансформаторные стабилизаторы

Релейно-трансформаторные стабилизаторы более популярны благодаря простоте реализации конструкции, использованию общих элементов и возможности получения значительной выходной мощности (до нескольких киловатт), значительно превышающей мощность применяемого силового трансформатора. На выбор его мощности влияет минимальное напряжение в конкретной сети переменного тока. Если, например, оно не менее 180 В, то трансформатор должен будет обеспечить добавку напряжения 40 В, что в 5,5 раз меньше номинального напряжения сети. Выходная мощность стабилизатора будет во столько же раз больше мощности силового трансформатора (если не учитывать КПД трансформатора и максимально допустимый ток через переключающие элементы). Количество ступеней напряжения, как правило, устанавливается в пределах 3…6 ступеней, что в большинстве случаев обеспечивает приемлемую точность стабилизации выходного напряжения. При расчете числа витков обмоток в трансформаторе для каждой ступени напряжение в сети принимается равным уровню срабатывания коммутационного элемента. Как правило, в качестве коммутационных элементов используются электромагнитные реле – схема выходит достаточно элементарной и не вызывает затруднений при повторении. Недостатком такого стабилизатора является образование дуги на контактах реле при переключении, которая разрушает контакты реле. В более сложных схемах реле включается в моменты прохождения полуволны напряжения через ноль, что препятствует возникновению искры, однако при условии применения быстродействующих реле или переключения на спаде предыдущей полуволны. волна. Использование тиристоров, симисторов или других бесконтактных элементов в качестве коммутационных элементов резко повышает надежность схемы, но усложняется из-за необходимости обеспечения гальванической развязки между цепями управляющих электродов и модулем управления. Для этого используются оптопары или разделительные импульсные трансформаторы. Ниже представлена ​​схема реле — трансформаторный стабилизатор:

Схема цифрового релейно-трансформаторного стабилизатора на электромагнитных реле

Электронные стабилизаторы

Электронные стабилизаторы, как правило, имеют небольшую мощность (до 100 Вт) и высокую стабильность выходного напряжения, необходимую для работу многих электронных устройств. Их обычно строят в виде упрощенного усилителя низкой частоты, имеющего достаточно большой запас по изменению уровня питающего напряжения и мощности. На его вход с электронного регулятора напряжения подается синусоидальный сигнал частотой 50 Гц от вспомогательного генератора. Можно использовать понижающую обмотку силового трансформатора. Выход усилителя подключен к повышающему трансформатору до 220 В. Схема имеет инерционную отрицательную обратную связь по величине выходного напряжения, что гарантирует стабильность выходного напряжения при неискаженной форме. Для достижения уровня мощности в несколько сотен ватт используются другие методы. Обычно используется мощный преобразователь постоянного тока в переменный, основанный на применении полупроводника нового типа — так называемого IGBT-транзистора.

Эти переключающие элементы в ключевом режиме могут пропускать ток в несколько сотен ампер при максимально допустимом напряжении более 1000 В. Для управления такими транзисторами используются специальные типы микроконтроллеров с векторным управлением. На затвор транзистора с частотой в несколько килогерц подаются импульсы переменной ширины, которая изменяется по программе, введенной в микроконтроллер. Выход такого преобразователя нагружен на соответствующий трансформатор. Ток в цепи трансформатора изменяется синусоидально. При этом напряжение сохраняет форму исходных прямоугольных импульсов разной ширины. Такая схема применяется в мощных источниках бесперебойного питания, используемых для бесперебойной работы компьютеров. Электрическая схема этого типа стабилизатора напряжения очень сложна и практически недоступна для самостоятельного воспроизведения.

Упрощенные электронные стабилизаторы напряжения

Такие устройства применяются при частом снижении напряжения бытовой сети (особенно в сельских условиях) населенных пунктов, практически никогда не обеспечивая номинальное напряжение 220 В.

В такой ситуации холодильник работает с перебоями и есть риск выхода из строя, и освещение получается тусклым, и вода в электрочайнике долго не может закипеть. Мощности старого, еще советского времени, стабилизатора напряжения, предназначенного для питания телевизора, как правило, недостаточно для всех остальных бытовых электропотребителей, и значение напряжения в сети часто падает ниже допустимого для такого стабилизатора уровня.

Существует простой способ повышения напряжения в сети путем использования трансформатора мощностью значительно меньшей мощности приложенной нагрузки. Первичная обмотка трансформатора подключается непосредственно к сети, а нагрузка подключается последовательно к вторичной (понижающей) обмотке трансформатора. При правильной фазировке напряжение на нагрузке будет равно сумме напряжения, снимаемого с трансформатора, и сетевого напряжения.

Электрическая схема стабилизатора напряжения, работающего по этому простому принципу, представлена ​​на рисунке ниже. Когда транзистор VT2 (полевой), стоящий в диагонали диодного моста VD2, закрыт, обмотка I (которая является первичной) трансформатора Т1 не подключена к сети. Напряжение при включенной нагрузке почти равно напряжению сети за вычетом небольшого напряжения на обмотке II (вторичной) трансформатора Т1. При открытии полевого транзистора первичная обмотка трансформатора будет закрыта, а на нагрузку будет приложена сумма напряжения сети и вторичной обмотки.

Схема электронного регулятора напряжения

Напряжение от нагрузки, через трансформатор Т2 и диодный мост VD1 поступает на транзистор VT1. Регулятор подстроечного потенциометра R1 необходимо установить в положение, обеспечивающее открытие транзистора VT1 и закрытие VT2 при превышении напряжения нагрузки номинального (220 В). Если напряжение меньше 220 вольт, транзистор VT1 закроется, а VT2 откроется. Полученная таким образом отрицательная обратная связь удерживает напряжение на нагрузке примерно равным номинальному значению.

Выпрямленное напряжение с моста VD1 также используется для питания коллекторной цепи VT1 ​​(через цепь интегрального стабилизатора DA1). Цепь C5R6 гасит нежелательные скачки напряжения сток-исток на транзисторе VT2. Конденсатор С1 обеспечивает снижение помех, проникающих в сеть при работе стабилизатора. Номиналы резисторов R3 и R5 подобраны для получения наилучшей и наиболее стабильной стабилизации напряжения. Переключатель SA1 обеспечивает включение и выключение стабилизатора и нагрузки. Замыкание выключателя SA2 отключает автоматику, стабилизирующую напряжение на нагрузке. В этом варианте оно оказывается максимально возможным при текущем напряжении в сети.

После включения собранного стабилизатора в сеть на нагрузке подстроечным резистором R1 устанавливается напряжение равное 220 В. Следует отметить, что описанный выше стабилизатор не может устранить изменения сетевого напряжения, превышающие 220 В, или ниже минимального, используемого при расчете обмоток трансформатора.

Примечание: В некоторых режимах работы стабилизатора мощность, рассеиваемая транзистором VT2, оказывается весьма значительной. Именно она, а не мощность трансформатора, может ограничивать допустимую мощность нагрузки. Поэтому следует позаботиться о хорошем отводе тепла от этого транзистора.

Стабилизатор, установленный во влажном помещении, должен быть помещен в заземленный металлический корпус.

См. также схемы.

Работу стабилизатора на 24 вольта рассмотрим на примере блока питания увлажнителя воздуха для инкубатора. Его еда как раз на это количество. показано на рисунке. Его основным элементом является микроконтроллер UC 3843. Эта схема была дана в документах на данную модель микросхемы.

Цепь стабилизатора.

Особенности схемы

Диапазон входного напряжения находится в пределах . Заказывали увлажнитель на ток потребления 0,5 А, поэтому номинальный ток Потребление преобразователя было выбрано в два раза больше, то есть на 1 А.

Выходное напряжение 24 В. Показан внешний вид данной сборки на фотографии, а на рисунке показана печатная плата.

Вместо мощного диода Шоттки применен сборочный диод С 10С 40С. Можно использовать и другие диоды серии Шоттки с прямым током не менее 5 А, а обратным напряжением около 40 В. Вместо транзистора для коммутации подойдет любой тип «n» канала, который рассчитан на 50 V напряжение сток-исток.

Лучшим выбором будут транзисторы с минимальным сопротивлением канала в открытом виде. Вы можете выбрать то, что вам нужно в любом интернет-магазине. В рассматриваемой схеме применен транзистор НДП 603 AL. Дроссель оснащен сердечником Ч32 с наружным диаметром чашек 22 мм. Сборка сердечника осуществляется с зазором 0,22 мм. Дроссельная катушка имеет 18 витков обмотки эмалированным проводом диаметром 1 мм.

Индуктор крепится к плате с помощью изолирующей шайбы. Вместо такого сердечника с ферритовыми чашками можно использовать желто-белое кольцо. Эти кольца используются в блоках питания компьютеров. При этом внешний диаметр кольца равен 20,2 мм, а внутренний – 12,6 мм. Его высота составляет 6,35 мм. Количество витков катушки 33 штуки из того же провода.

Допускается применять кольцо большого диаметра, уменьшая число витков до 25. Диоды и транзисторы крепятся сразу к корпусу прибора, в обязательном порядке через диэлектрические прокладки. При такой выходной мощности преобразователя диод и транзистор могут работать без радиатора охлаждения в импульсном режиме.

Но в экстренных случаях лучшим решением будет использование в качестве радиатора небольших металлических пластин. Если установка произведена правильно, а все детали исправны, то такой стабилизатор на 24 вольта заработает сразу.

Стабилизатор напряжения постоянного тока 24В

В широком спектре электронных устройств микросхема 9В в качестве стабилизатора с тремя выводами с постоянным напряжением 24 В может использоваться для подключения логических схем, а также измерительных приборов, аудиоустройств с качественным воспроизведение.

Внешние элементы могут использоваться для ускорения переходных процессов. Входной конденсатор нужен только в тех случаях, когда регулятор находится на расстоянии не более пяти сантиметров от конденсатора, играющего роль фильтра питания.

Основные технические параметры:

1. Вход.
2. Заземление.
3. Выход.

Автомобильный стабилизатор на 24 В

Рассмотрим одну простую электронную самоделку. Это будет стабилизатор на 24 вольта. Но это не обычный стабилизатор, а надежный и мощный линейный прибор. Мы используем его в течение длительного времени. По этой схеме радар-детектор подключается к блоку питания в автомобиле. Он оснащен внутренней стабилизацией. Однако иногда он дает сбои, и однажды детектор вышел из строя.

Мы его в ремонт не отдавали, а просто вытащили из него сгоревший стабилизатор и подключили из отдельного самодельного стабилизатора. Работает хорошо уже около двух лет. Но сейчас снова нужна аналогичная схема. Только не для машины, а для бытовых целей.

Необходимо подключить усилитель низкой частоты к блоку питания. Его напряжение питания составляет 24 вольта. Стабилизатор выполнен на микросхеме L 7824. Эта микросхема может обеспечить ток 1,5 А. Однако при значительном токе она сильно греется и снижает стабильность. Для решения этой проблемы и увеличения тока, с которым будет стабилизация, разработана простая схема.

В этой схеме усиление будет происходить за счет работы транзистора, включенного параллельно. Схема проста и не требует дорогих дефицитных деталей. Может быть установлен на шарнирном способе для проверки работы.

Радиатор охлаждения для такой схемы обязателен, так как тип схемы линейный, и на полупроводнике рассеивается значительная мощность. Линейность схемы — положительный момент для усилителя, так как отсутствуют посторонние помехи от ШИМ-модулятора. Плата травилась в растворе лимонной кислоты и перекиси водорода.

Устройства для стабилизации сетевого напряжения используются уже более десяти лет. Многие модели давно не используются, а другие пока не нашли широкого распространения, несмотря на их высокую производительность. Схема регулятора напряжения не является чем-то слишком сложным. Принцип работы и основные параметры различных стабилизаторов следует знать тем, кто еще не определился с выбором.

Типы стабилизаторов напряжения

В настоящее время применяются следующие типы стабилизаторов:

• феррорезонансные;
• Сервопривод;
• Реле;
• Электронный;
• двойное преобразование.

Стабилизаторы феррорезонанса конструктивно самые простые устройства. Они состоят из двух дросселей и конденсатора и работают по принципу магнитного резонанса. Стабилизаторы этого типа отличаются высоким быстродействием, очень длительным сроком службы и могут работать в широком диапазоне входных напряжений. В настоящее время их можно встретить в медицинских учреждениях. Практически не используется в быту.

Принцип работы сервопривода или электромеханический стабилизатор основан на изменении величины напряжения с помощью автотрансформатора. Устройство отличается исключительно высокой точностью установки напряжения. Однако скорость стабилизации самая низкая. Электромеханический стабилизатор может работать с очень большими нагрузками.

реле стабилизатор также имеет в своей конструкции трансформатор с секционированной обмоткой. Выравнивание напряжения осуществляется с помощью группы реле, срабатывающих по командам с платы контроля напряжения. Устройство имеет относительно высокую скорость стабилизации, но точность установки заметно ниже из-за дискретного включения обмоток.

Электронный стабилизатор работает по такому же принципу, только секции обмотки регулирующего трансформатора коммутируются не с помощью реле, а силовыми ключами на полупроводниковых приборах. Точность электронного и релейного стабилизатора примерно одинакова, но быстродействие электронного устройства заметно выше.

Стабилизаторы двойного преобразования , в отличие от других моделей, не имеют в своей конструкции силового трансформатора. Коррекция напряжения осуществляется электронным способом. Устройства этого типа отличаются высокой скоростью и точностью, но их стоимость намного выше, чем у других моделей. Стабилизатор напряжения 220 вольт своими руками, несмотря на кажущуюся сложность, можно реализовать именно по инверторному принципу.

Электромеханический стабилизатор

Сервостабилизатор состоит из следующих узлов:

• Входной фильтр;
• Плата измерения напряжения;
• автотрансформатор;
• Серводвигатель;
• Графитовый скользящий контакт;
• плата дисплея.

Работа основана на принципе регулирования напряжения путем изменения коэффициента трансформации. Это изменение осуществляется перемещением графитового контакта вдоль неизолированной обмотки трансформатора. Движение контакта осуществляется сервоприводом.

Сетевое напряжение подается на фильтр, состоящий из конденсаторов и ферритовых дросселей. Его задача максимально очистить поступающее напряжение от высокочастотных и импульсных помех. Плата измерения напряжения имеет определенный допуск. Если в него укладывается сетевое напряжение, то он сразу идет в нагрузку.

При отклонении напряжения за пределы допустимого напряжения плата измерения напряжения посылает команду на блок управления серводвигателем, который перемещает контакт в сторону увеличения или уменьшения напряжения. Как только значение напряжения возвращается к норме, серводвигатель останавливается. Если сетевое напряжение нестабильно и часто меняется, то сервопривод может отрабатывать процесс регулирования почти постоянно.

Схема подключения маломощного регулятора напряжения не представляет сложности, так как на корпусе установлены розетки, а подключение к сети осуществляется шнуром с вилкой. На более мощных устройствах сеть и нагрузка соединяются с помощью винтовой колодки.

Стабилизатор реле

Стабилизатор реле имеет практически такой же набор основных компонентов:

• Сетевой фильтр;
• Щит контроля и управления;
• Трансформатор;
• Блок электромеханических реле;
• Устройство отображения.

В данной конструкции коррекция напряжения осуществляется ступенчато, с помощью реле. Обмотка трансформатора разделена на несколько отдельных секций, каждая из которых имеет отвод. Релейный стабилизатор напряжения имеет несколько ступеней регулирования, количество которых определяется количеством установленных реле.

Соединение секций обмотки, а, следовательно, и изменение напряжения, может осуществляться как аналоговым, так и цифровым способом. Плата управления в зависимости от изменения входного напряжения подключает необходимое количество реле для обеспечения соответствия выходного напряжения допуску. имеют самую низкую цену среди этих устройств.

Схема стабилизатора реле

Схема стабилизатора стабилизатора типа реле

Электронный стабилизатор

Схема DIAGRAM этого типа OFTAGE LIVE имеет лишь небольшие дифференциации от Electrights DISTECTIENTIENTIOD: 9000.4.3.4.4. Стабилизатор 900 года.

Принцип действия не отличается от принципа действия релейного устройства. Отличие только в использовании электронных ключей вместо реле. Ключи управляются полупроводниковыми вентилями — тиристорами и симисторами. Каждый из них имеет управляющий электрод, подав напряжение на которое можно открыть вентиль. В этот момент происходит переключение обмоток и изменение напряжения на выходе стабилизатора. Стабилизатор имеет хорошие параметры и высокую надежность. Высокая стоимость устройства препятствует широкому распространению.

Стабилизатор двойного преобразования

Это устройство, также называемое, по своей конструкции и техническим решениям полностью отличается от всех остальных моделей. В нем нет трансформатора и переключающих элементов. Его работа основана на принципе двойного преобразования напряжения. От переменного тока к постоянному и обратно к переменному.

Схема стабилизатора напряжения инвертора 220в состоит из следующих узлов:

• Фильтр сетевых помех;
• Корректор мощности — выпрямитель;
• Блок конденсаторов;
• инвертор;
• микропроцессорный узел.

Сетевое напряжение, пройдя через фильтр, поступает на корректор-выпрямитель, где осуществляется первое преобразование. Конденсаторная батарея хранит энергию, которая потребуется при низком напряжении.

Обычно инвертор реализован по схеме с использованием ШИМ-регулятора. Дополнительное питание необходимо для питания микропроцессора, управляющего всей работой стабилизатора.

Данное устройство имеет уникальные параметры, так как инверторный стабилизатор не меняет величину сетевого напряжения, а формирует его заново. Это позволяет получить напряжение High Quality со стабильной частотой.

5 ЧАСТЕЙ ВНУТРИ СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ СДЕЛАЙТЕ ЭТО АВТОМАТИЧЕСКИМ

Причиной использования стабилизатора напряжения является колебание напряжения на линиях электропередач. Очень распространенная работа стабилизатора напряжения состоит в том, чтобы стабилизировать напряжение от источника питания к потоку постоянного напряжения . Они предотвращают повреждение приборов из-за колебаний. Мы используем стабилизаторы для кондиционеров, холодильников, телевизоров и т. д., внутри него 5 частей, которые работают на стабилизацию напряжения. В этом блоге мы узнаем, как работает стабилизатор для приборов в качестве защиты…!

• Принцип работы автоматического стабилизатора напряжения
• Внутренние детали стабилизатора
• Как работают детали для стабилизации напряжения
• Как работает стабилизатор?
• Какие бывают стабилизаторы?

Принцип работы стабилизатора заключается в стабильном изменении выходного напряжения при любом входном напряжении.  

Почему мы используем стабилизатор? Электрические приборы изготавливаются таким образом, что они имеют определенный предел напряжения для их правильной работы. Когда уровень входного напряжения ниже или выше этого предела, это может повредить электронные компоненты в цепи и привести к неправильной работе прибора.

Поскольку при передаче по линиям электропередач часто случаются колебания напряжения, стабилизатор играет важную роль в защите электроприборов. Основные части внутри стабилизатора включают в себя трансформатор, выпрямитель, транзистор, реле и предустановку.

Основной принцип работы стабилизатора — схемы понижающего и повышающего регуляторов для поддержания напряжения в диапазоне 200-230В.

Рабочее напряжение стабилизатора 170-230В. Нормальное напряжение питания в Индии равно 9 В.0073 230В. Диапазон колебаний напряжения 90–300 В. Контроллер повышения/понижения добавляет или вычитает 25 В для компенсации колебаний.

Типы защиты, которые дает автоматический стабилизатор напряжения, включают: защита от перенапряжения (свыше 230В), защита от пониженного напряжения (до 170В), защита с задержкой включения/выключения (3-5с).

Схема контроллера понижающего преобразователя:

Контроллер понижающего преобразователя работает путем стабилизации напряжения, когда напряжение питания превышает предел, путем вычитания напряжения трансформатора из входного напряжения.

Буст-контроллер:

Буст-контроллер стабилизирует низкое входное напряжение, добавляя к нему напряжение.

Ниже мы подробно рассмотрим операцию…!

• Transformer
• Rectifier
• Filter circuit
• Preset
• Zener diode
• Transistor 
• Реле
• Обратный диод

Трансформатор — это электрическое устройство, которое помогает повышать или понижать напряжение переменного тока. Он используется в линиях электропередачи для удовлетворения потребностей в электроэнергии путем повышения и понижения напряжения. Он обычно используется для различных целей. Он имеет две обмотки, а именно первичную и вторичную обмотки.

В стабилизаторе трансформатор является одной из важнейших частей. Так как электронная схема внутри стабилизатора не выдерживает большего диапазона напряжений, используются трансформаторы. В режиме повышения напряжения он увеличивает или уменьшает напряжение для нужд электрического прибора (нагрузки).

Повышающий и понижающий режимы: В повышающем трансформаторе число витков первичной обмотки меньше числа витков вторичной обмотки. В понижающий трансформатор , количество витков на первичной стороне больше, чем количество витков на вторичной стороне.

Выпрямитель — это электрическое устройство, которое используется для преобразования переменного тока в постоянный. Это заставляет ток течь в одном направлении, тем самым делая ток постоянным. Поскольку электронные схемы не могут работать от переменного напряжения, оно преобразуется в постоянное перед входом в электронную плату.

Цепь фильтра пропускает только постоянную составляющую и устраняет переменную составляющую, поэтому на выходе получается чистый постоянный ток. Схема фильтра, используемая в повышающе-понижающей схеме стабилизатора, представляет собой электронный конденсатор.

В схеме фильтра конденсаторов конденсатор подключен параллельно выходу выпрямителя.

Предустановка представляет собой электронный компонент. Здесь он используется как один из элементов схемы управления, он сравнивает поступающее напряжение питания с заданным напряжением. Когда входное напряжение питания выше заданного нормального номинального напряжения, предустановка находится в состоянии установки, чтобы активировать транзистор, тем самым активируя реле для операции buck.

Стабилитрон — это полупроводниковый прибор, который направляет ток как в прямом, так и в обратном направлении. В стабилизаторе он действует как диод обратного смещения, поэтому на нем возникает ток утечки для достижения постоянного / пробивного напряжения.

Транзистор — это электронный компонент, который действует как переключатель или усилитель. Он принимает слабый ток на одном конце и передает больший ток на другом конце. Транзистор в цепи стабилизатора активирует реле в соответствии с операцией buck/boost.

Реле представляет собой электромеханический или электронный переключатель. Он используется в цепях, где напряжение контролируется в другой цепи. Реле действует как соединение между цепями низкого и высокого напряжения.

Он работает, контролируя напряжение путем включения и выключения. В стабилизаторах находится между цепью питания и цепью нагрузки, отключает цепь нагрузки при напряжении выше/ниже номинального.

Катушки реле подразделяются на катушки понижающего реле и катушки повышающего реле, они получают питание при определенных операциях.

Тип реле, используемого в стабилизаторе: Реле DPDT (двухполюсное двухпозиционное).

Обратные диоды используются в схемах для контроля скачков напряжения. Когда он подключен в условиях обратного смещения, противоэдс от реле можно контролировать, чтобы избежать повреждения электронной схемы.

Ниже показана блок-схема повышающего стабилизатора:

• Понижающая повышающая схема состоит из двух трансформаторов, один на входе, т.е. на стороне выхода, т. е. повышающий трансформатор (для добавления или вычитания 25 В переменного тока).
• Нейтраль цепи подключается к нейтрали нагрузки, а фаза цепи подключается к реле. Фаза для нагрузки идет от реле. Тип используемого здесь реле — реле DPDT (например, 200 Ом, 12 В). Они имеют два полюса, четыре переключателя и магнитную катушку, на которую подается питание. Это реле питается от транзистора.
• Транзистор не работает от переменного тока, поэтому используется цепь питания постоянного тока. Понижающий трансформатор со стороны входа преобразует 230 В переменного тока в 12 В переменного тока, который затем соединяется с двухполупериодным выпрямителем (состоящим из диодов), чтобы обеспечить постоянный ток. После пересечения выпрямителя ток становится импульсным постоянным.
• Импульсный постоянный ток не должен подаваться непосредственно на транзистор, поэтому используется схема фильтра (электронный конденсатор). Так что импульсный выход постоянного тока становится устойчивым. Постоянный ток, который мы получаем здесь, является пропорциональным значением для входного переменного тока (например, 230 В переменного тока-12 В постоянного тока / 220 В переменного тока-11,5 В постоянного тока / 240 В переменного тока-12,5 В постоянного тока).
• Здесь мы делаем предустановку, определяя значение для управления стабилизатором. Предустановка подключена к стабилитрону (12 В) для пробоя напряжения, чтобы сделать его постоянным.
• Во избежание повреждения обратной ЭДС электронной схемы реле, обратный диод (обратное смещение) подключен таким образом, что обратная ЭДС смещается в обратном направлении, циркулирует внутри него и подавляется.
• В выходном трансформаторе напряжение либо суммируется, либо вычитается из входного напряжения (например, 25 В).
• В форсированном режиме, если входное напряжение равно 200 В переменного тока, транзистор выключается, поскольку стабилитрон не может пробить этот диапазон напряжения (поскольку диапазон напряжения меньше напряжения пробоя). Это напряжение суммируется с 25 В, так что на выходе получается 225 В переменного тока (направление тока на первичной и вторичной сторонах одинаково вниз, поэтому суммируется).
• В buck, если входное напряжение 230В, транзистор открывается, т.к. оно больше напряжения пробоя стабилитрона, тогда выходное напряжение будет 230-25=205В (ток в первичной и вторичной обмотках выходной трансформатор стоит напротив поэтому вычитается)

Рабочий диапазон напряжения варьируется от стабилизатора к стабилизатору в зависимости от потребности кондиционеров (170-270В / 90-300В / 130-300В -прим. ), холодильников (130-290В / 70-300В -прим. .,), LED/LCD телевизор (90-290В / 140-295В -прим.), ТВ+ музыкальная система (135-290В / 90-300В -прим.), стиральные машины/микроволновая печь (150-280В).

• Стабилизатор напряжения с ручным управлением: Этот тип стабилизатора напряжения не выдает выходной сигнал в зависимости от пониженного/повышенного напряжения, мы должны вручную корректировать уровень напряжения в соответствии с входным сигналом. Этого в наше время нет.
• Автоматический стабилизатор напряжения: Автоматический стабилизатор напряжения автоматически регулирует напряжение с помощью повышающе-понижающих цепей. Как мы видели в посте…
• Сервостабилизатор напряжения: Сервостабилизатор напряжения предназначен для точной коррекции напряжения. В автоматических стабилизаторах напряжения диапазон напряжения обычно составляет 200-230 В, но когда мы используем сервостабилизатор, его диапазон регулирования напряжения составляет ± 0,5. Эффективность составляет 98%. Основными частями здесь являются серводвигатель, автотрансформатор, понижающий повышающий трансформатор, полупроводниковые схемы управления.

Надеюсь, этот пост поможет вам понять, что такое стабилизатор, как он стабилизирует напряжение, чтобы защитить нашу технику от повреждений. Оставайтесь на связи, чтобы узнать больше о других приборах, которые мы используем…!

Схема стабилизатора тока для питания светодиодов. Стабилизаторы тока

Известно, что яркость светодиода очень зависит от тока, протекающего через него. При этом ток светодиода очень круто зависит от напряжения питания. Это приводит к заметной пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания.

Но пульсации не страшны, что гораздо хуже, малейшее повышение напряжения питания может привести к такому сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто перегорят.

Чтобы этого не произошло, светодиоды (особенно мощные) обычно запитывают через специальные схемы — драйверы, которые по сути являются стабилизаторами тока. В данной статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

Есть еще очень похожие светодиоды — SMD 5730 (без единицы в названии). У них мощность всего 0,5 Вт и максимальный ток 0,18 А. Так что не путайте.

Так как при последовательном соединении светодиодов общее напряжение будет равно сумме напряжений на каждом из светодиодов, минимальное напряжение питания схемы должно быть: Uпит = 2,5 + 12 + (3,3 х 10) = 47,5 Вольт.

Рассчитать сопротивление и мощность резистора для других значений тока можно с помощью простой программы Regulator Design (скачать).

Очевидно, чем выше выходное напряжение стабилизатора, тем больше тепла будет выделяться на токозадающем резисторе и, следовательно, тем хуже КПД. Поэтому для наших целей лучше подойдет LM7805, чем LM7812.

ЛМ317

Не менее эффективен линейный стабилизатор тока для светодиодов на LM317. Типовая схема включения:

Простейшая схема включения светодиодов LM317, позволяющая собрать мощную лампу, состоит из выпрямителя с емкостным фильтром, стабилизатора тока и 93 светодиодов SMD 5630 . Здесь используются MXL8-PW35-0000 (3500К, 31 Лм, 100 мА, 3,1 В, 400 мВт, 5,3х3 мм).

Если такая большая гирлянда светодиодов не нужна, то в драйвер на LM317 придется добавить балластный резистор или конденсатор для питания светодиодов (для гашения избыточного напряжения). Как это сделать, мы очень подробно рассмотрели в.

Недостатком такой схемы драйвера тока для светодиодов является то, что при повышении напряжения в сети выше 235 вольт LM317 будет выходить за пределы расчетного режима работы, а при его снижении до ~208 вольт и ниже микросхема полностью перестает работать стабилизируется, и глубина ряби будет целиком и полностью зависеть от резервуара C1.

Поэтому надо использовать такую ​​лампу, где напряжение более-менее стабильное. И на емкости этого конденсатора экономить не стоит. Диодный мост можно взять готовый (например, миниатюрный МБ6С) или собрать из подходящих диодов (U обр не менее 400 В, прямой ток >= 100 мА). Идеально подходит для упомянутых выше. 1N4007 .

Как видите, схема простая и не содержит дорогих компонентов. Вот текущие цены (и они, скорее всего, будут падать дальше):

Таким образом, потратив в общей сложности 1000 рублей, можно собрать десяток 30-ваттных (!!!) немигающих (!!!) лампочек. А так как светодиоды работают не на полную мощность, а единственный электролит не перегревается, то эти лампы будут практически вечными.

Вместо заключения

К недостаткам приведенных в статье схем можно отнести низкий КПД из-за бесполезной траты мощности на регулирующие элементы. Впрочем, это свойственно всем линейным стабилизаторам тока.

Низкий коэффициент полезного действия, неприемлемого для устройств с питанием от автономных источников тока (лампы, фонари и т.п.). Значительного повышения КПД (90% и более) можно добиться при использовании.

Существует заблуждение, что для светодиода важным показателем является напряжение питания. Однако это не так. Для его правильной работы существенное значение имеет потребление постоянного тока (Iпотр.), которое обычно находится в районе 20 миллиампер. Значение номинального тока обусловлено конструкцией светодиода, эффективностью отвода тепла.

А вот величина падения напряжения, по большей части определяемая полупроводниковым материалом, из которого изготовлен светодиод, может достигать от 1,8 до 3,5В.

Отсюда следует, что для нормальной работы светодиода нужен именно стабилизатор тока, а не напряжения. В данной статье рассмотрим стабилизатор тока на lm317 для светодиодов .

Стабилизатор тока для светодиодов — описание

Конечно, проще всего ограничить Icon. для LED. Но следует отметить, что этот метод малоэффективен из-за больших потерь энергии, и подходит только для слаботочных светодиодов.

Формула расчета необходимого сопротивления: Rд = (Упит.-Упад.) / Икон.

Пример: Upit. = 12В; Падение на светодиоде = 1,5В; Иконки. Светодиод = 0,02 А. Необходимо рассчитать добавочное сопротивление Rd.

В нашем случае Rд=(12,5В-1,5В)/0,02А=550 Ом.

Но опять же, повторюсь, этот способ стабилизации подходит только для маломощных светодиодов.

Следующий вариант стабилизатор тока более практичный. На диаграмме ниже LM317 ограничивает Ipot. Светодиод, который задается сопротивлением R.

Для стабильной работы на LM317 входное напряжение должно превышать напряжение питания светодиода на 2-4 вольта. Диапазон ограничения выходного тока составляет 0,01А…1,5А и при выходном напряжении до 35 вольт.

Формула расчета сопротивления резистора R: R=1,25/Икон.

Пример: для светодиода со значком. при 200 мА R= 1,25/0, 2A=6,25 Ом.

Калькулятор стабилизатора тока на LM317

Чтобы рассчитать сопротивление и мощность резистора, просто введите требуемый ток:

Помните, что максимальный непрерывный ток, который может выдержать LM317, составляет 1,5 ампера. хороший радиатор. Для более высоких токов используйте тот, который рассчитан на 5 ампер, и с хорошим радиатором до 8 ампер.

Если вам нужно отрегулировать яркость светодиода, то в статье приведен пример схемы с использованием стабилизатора напряжения LM2941.

При обсуждении электрических схем часто используются термины «стабилизатор напряжения» и «стабилизатор тока». Но в чем разница между ними? Как работают эти стабилизаторы? В какой схеме нужен дорогой регулятор напряжения, а где достаточно простого стабилизатора? Ответы на эти вопросы вы найдете в этой статье.

Рассмотрим регулятор напряжения на примере устройства LM7805. В его характеристиках указано: 5В 1,5А. Значит стабилизирует напряжение и оно до 5В. 1,5А — это максимальный ток, который может провести стабилизатор. Пиковый ток. То есть может отдавать и 3 миллиампера, и 0,5 ампера, и 1 ампер. Столько, сколько тока требуется нагрузке. Но не более полутора. В этом основное отличие стабилизатора напряжения от стабилизатора тока.

Типы стабилизаторов напряжения

Существует всего 2 основных типа стабилизаторов напряжения:

• линейный
• импульс

Линейные регуляторы напряжения

Например, микросхемы БАНК или , LM1117 , LM350 .

Кстати, КРЕН — это не аббревиатура, как многие думают. Это аббревиатура. Советская микросхема стабилизатора, аналогичная ЛМ7805, имела обозначение КР142ЕН5А. Ну и еще есть КР1157ЕН12В, КР1157ЕН502, КР1157ЕН24А и куча других. Для краткости все семейство микросхем стало называться «КРЭН». Затем КР142ЕН5А превращается в КРЕН142.

Советский стабилизатор КР142ЕН5А. Аналог LM7805.

Стабилизатор LM7805

Самый распространенный тип. Их недостаток в том, что они не могут работать при напряжении ниже заявленного выходного напряжения. Если он стабилизирует напряжение на уровне 5 вольт, то его нужно подать на вход как минимум на полтора вольта больше. Если подать меньше 6,5 В, то выходное напряжение «просядет», и 5 В мы уже не получим. Еще один недостаток линейных стабилизаторов — сильный нагрев под нагрузкой. Собственно, в этом и заключается принцип их работы — все, что выше стабилизированного напряжения, просто превращается в тепло. Если подать на вход 12 В, то 7 уйдет на нагрев корпуса, а 5 пойдет на потребителя. При этом корпус будет нагреваться настолько, что без радиатора микросхема просто сгорит. Из всего этого вытекает еще один серьезный недостаток – линейный стабилизатор не следует использовать в устройствах с батарейным питанием. Энергия аккумуляторов будет расходоваться на нагрев стабилизатора. Всех этих недостатков лишены импульсные регуляторы.

Импульсные стабилизаторы напряжения

Импульсные стабилизаторы — лишены недостатков линейных, но и дороже. Это уже не просто микросхема с тремя выводами. Они выглядят как доска с частями.

Один из вариантов исполнения импульсного стабилизатора.