Site Loader

Содержание

схема, принцип работы и применение

Тиристор это один из мощнейших полупроводниковых приборов, именно поэтому он часто используется в мощных преобразователях энергии. Но он обладает своей спецификой управления: его можно открыть импульсом тока, а вот закроется он только когда ток опуститься почти до нуля (если быть точнее, то ниже тока удержания). Из этого тиристор в основном применяются для коммутирования переменного тока.

Фазовое регулирование напряжения

Существует несколько способов регулирования переменного напряжения тиристорами: можно пропускать или запрещать на выход регулятора целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения. А можно включать не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘a’. В течении этого времени напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, а мощность не будет передаваться на выход. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появиться входное напряжение.

Время задержки ещё часто называют углом открывания тиристора, так вот при нулевом угле практически всё напряжение со входа будет попадать на выход, только падение на открытом тиристоре будет теряться.

При увеличении угла тиристорный регулятор напряжения будет снижать выходное напряжение.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку приведена на следующем рисунке. При угле равном 90 электрических градусов на выходе будет половина входного напряжения, а при угле 180 эл. градусов на выходе будет ноль.


На основе принципов фазового регулирования напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации, а также плавного пуска. Для плавного пуска напряжение нужно повышать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом угол открывания тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.

Схема тиристорного регулятора напряжения


Таблица номиналов элементов

  • C1 – 0,33мкФ напряжение не ниже 16В;
  • R1, R2 – 10 кОм 2Вт;
  • R3 – 100 Ом;
  • R4 – переменный резистор 33 кОм;
  • R5 – 3,3 кОм;
  • R6 – 4,3 кОм;
  • R7 – 4,7 кОм;
  • VD1 .. VD4 – Д246А;
  • VD5 – Д814Д;
  • VS1 – КУ202Н;
  • VT1 – КТ361B;
  • VT2 – КТ315B.

Схема построена на отечественной элементной базе, собрать её можно из тех деталей, которые провалялись у радиолюбителей 20-30 лет. Если тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 установить на соответствующие охладители, то тиристорный регулятор напряжения будет способен отдавать в нагрузку 10А, то есть при напряжении 220 В получаем возможность регулировать напряжение на нагрузке в 2,2 кВт.

В устройстве всего два силовых компонента диодный мост и тиристор . Они рассчитаны на напряжение 400В и ток 10А. Диодный мост превращает переменное напряжение в однополярное пульсирующее, а фазовое регулирование полупериодов осуществляет тиристор.

Параметрический стабилизатор из резисторов R1, R2 и стабилитрона VD5 ограничивает напряжение, которое подается на систему управления на уровне 15 В. Последовательное включение резисторов нужно для увеличения пробивного напряжения и увеличения рассеиваемой мощности.

В самом начале полупериода переменного напряжения С1 разряжен и в точке соединения R6 и R7 тоже нулевое напряжение. Постепенно напряжения в этих двух точках начинают расти и чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее напряжение на эмиттере VT1 перегонит напряжение на его базе и откроет транзистор.
Транзисторы VT1, VT2 составляют маломощный тиристор. При появлении напряжения на база-эмиттерном переходе VT1 больше порогового, транзистор открывается и открывает VT2. А VT2 отпирает тиристор.

Представленная схема достаточно проста, её можно перевести на современною элементную базу. Также можно при минимальных переделках снизить мощность или напряжение работы.

Температура жала паяльника зависит от многих факторов.

  • Входного напряжения сети, которое не всегда стабильно;
  • Рассеивания тепла в массивных проводах или контактах, на которых производится пайка;
  • Температуры окружающего воздуха.

Для качественной работы требуется поддерживать тепловую мощность паяльника на определенном уровне.

В продаже есть большой выбор электроприборов с регулятором температуры, однако стоимость таких устройств достаточно высокая.

Еще более продвинутыми являются паяльные станции. В таких комплексах расположен мощный блок питания, при помощи которого можно контролировать температуру и мощность в широких пределах.

Цена соответствует функциональности.
А что делать, если паяльник уже имеется, и покупать новый с регулятором не хочется? Ответ простой – если вы умеете пользоваться паяльником, сможете изготовить и дополнение к нему.

Регулятор для паяльника своими руками

Эта тема давно освоена радиолюбителями, которые как никто другой заинтересованы в качественном инструменте для паяния. Предлагаем вам несколько популярных решений с электросхемами и порядком сборки.

Двухступенчатый регулятор мощности

Такая схема работает на устройствах с питанием от сети переменного напряжения 220 вольт. В разрыв цепи одного из питающих проводников, параллельно друг другу подключается диод и выключатель. Когда контакты выключателя замкнуты – паяльник запитан в стандартном режиме.

При размыкании – ток проходит через диод. Ели вы знакомы с принципом протекания переменного тока – работа устройства будет понятно. Диод, пропуская ток лишь в одном направлении – отсекает каждый второй полупериод, понижая напряжение вдвое. Соответственно, в два раза снижается мощность паяльника.

В основном, такой режим питания используется при длительных паузах во время работы. Паяльник находится в дежурном режиме, и наконечник не сильно охлаждается. Для приведения температуры к 100% значению, включаем тумблер – и через несколько секунд можно продолжать пайку. При снижении нагрева меньше окисляется медное жало, продлевая срок службы прибора.

ВАЖНО! Проверка выполняется под нагрузкой, то есть с подключенным паяльником.

При вращении резистора R2 напряжение на входе в паяльник должно плавно изменяться. Схема помещается в корпусе накладной розетки, что делает конструкцию очень удобной.

ВАЖНО! Необходимо надежно изолировать компоненты термоусадочной трубкой, для предотвращения замыкания в корпусе – розетке.

Дно розетки закрывается подходящей крышкой. Идеальный вариант – не просто накладная, а герметичная уличная розетка. В данном случае выбран первый вариант.
Получается своеобразный удлинитель с регулятором мощности. Пользоваться им очень удобно, на паяльнике нет никаких лишних приспособлений, и ручка регулятора всегда под рукой.

Приборы, которые работают на потреблении электрического тока, можно настраивать. Для этого существуют специальные регуляторы. Сегодня всё большую популярность набирает симисторный подтип. Его существенным отличием стало двухстороннее действие. Благодаря тому, что в приборе есть анод и катод, в процессе их передвижения появляется возможность изменять направления тока.

Не стоит думать, то этот элемент можно заменить контакторами, пускателями или реле. Именно симисторы отличаются долговечностью, детали на приборе практически не изнашиваются. Основным положительным моментом от использования симистора, стало полное отсутствие искры в электрических приборах. Были проанализированы схемы, в которых использовались симисторы двунаправленные, их стоимость была значительно меньше, чем те, которые базировались на транзисторах и микросхемах .

Плюсы и минусы использования симисторов

Среди основных преимуществ можно назвать следующие:

  • минимальная стоимость прибора;
  • длительный срок эксплуатации;
  • возможность избежать механических контактов.

Есть и недостатки:

  • чтобы не произошло перегрева прибора, необходимо обязательно устанавливать радиатор;
  • симистор очень чувствителен к переходным процессам;
  • нет возможности использовать на больших частотах;
  • реагирует на посторонние помехи и шумы.

Особенности применения в электроприборах

Учитывая те показатели, которыми обладает симистор, его активно используют в работе приборов бытовой техники, таких как:

  • осветительные приборы, которые можно регулировать;
  • бытовые строительные электроинструменты;
  • нагревательные приборы;
  • приборы с наличием компрессора;
  • стиральные машины , пылесосы, вентиляторы, фены.

Как сделать регулятор мощности своими руками

Сегодня есть возможность установки простых диммеров в электрические приборы. Рассмотрим несколько вариантов схем по установке симисторов.

Для паяльника

Для этого прибора есть возможность собрать устройство настройки мощности до 100 Вт, необходимо всего несколько деталей. Именно с помощью него можно контролировать температуру жала паяльника, яркость настольной лампы, скорость вращения вентилятора. Сам регулятор можно собрать на основе симистора ВТА 16600. Его отличительными чертами станет то, что в цепи управляющего электрода симистора будет находить неоновая лампа.

Если вы решите использовать именно такой вид, то необходимо правильно выбрать неоновую лампу, она должна иметь минимальные показатели напряжения пробоя. Это очень важно, так как именно этот показатель и будет влиять на плавность регулировки мощности лампы или паяльника. Если устанавливать стартер в светильник, здесь можно неоновую лампочку не применять.

Варианты схем

Схемы диммера являются сами простыми. В качестве диодного моста используются диоды Д226, обязательно включаются тиристор КУ202Н, который имеет свою цепь управления. Если вы хотите иметь до 9 фиксированных положений регулировки, то нужно немного усложнить схему и добавить элемент логики – счётчик К561ИЕ8. Здесь также регулировать нагрузку будет тиристор. В схеме после установки диодного моста будет находиться обычный параметрический стабилизатор, который будет подавать питание на микросхему. Необходимо правильно для такой схемы подобрать диоды, их мощность должна равняться нагрузке, которую будет настраивать аппарат.

Существует ещё один вариант составления схемы для регулировки мощности пальника. В самой схеме нет ничего сложного, никаких дорогих или дефицитных деталей. С помощью установки светодиода можно контролировать включение и выключение прибора. Допустимые параметры выходного напряжения варьируются в пределах от 130 до 220 вольт. Для всех приборов можно использовать специальный индикатор напряжения. Его можно взять из старых моделей магнитофонов. Для того чтобы усовершенствовать такую головку, можно добавить светодиод. Он покажет включение и выключение прибора и будет подсвечивать шкалу мощности.

Не стоит забывать, что для такого прибора должен быть подобран правильный корпус. Его можно изготовить из обычного пластика, так как его удобно и легко резать, гнуть, обрабатывать, склеивать. Из куска пластика необходимо вырезать заготовку, зачистить края, и с помощью клея собрать коробку. В неё вкладывается собранный диммер. Когда собран сам прибор регулирования мощности, то его необходимо проверить перед введением в эксплуатацию.

Для проверки можно использовать обычный паяльник или мультиметр. Эти проборы достаточно подключить к выходу схемы, и постепенно вращать ручку регулятора. Это даст возможность определить плавность изменения выходного напряжения. Если в устройстве вы установили светодиод, то по его яркости свечения можно определить уменьшение или увеличение выходного напряжения.

Настройка устройства

Существуют схемы регулировки мощности, при нагрузке до 500 Вт или при переменном токе в 220 В. Это могут быть домашние вентиляторы, электродрели. Здесь нужно использовать устройства широкого диапазона, большой мощности. Симисторный регулятор будет использоваться в качестве фазового управления. Основным назначением прибора будет изменение момента включения симистора относительно перехода сетевого напряжения через ноль.

Изначально, в периоде положительного полупериода симистор закрыт. Как только начнёт увеличиваться напряжение, конденсатор заряжается и делится в двух направлениях. По мере увеличения сетевого напряжения, напряжение на конденсате отстаёт на величину, суммарного сопротивления делителя и ёмкости. Конденсатор будет заряжаться до момента получения напряжения около 32 В. В этот момент происходит открытие динистора, а с ним и симистора. Тогда начнёт поступать равный суммарному сопротивлению симистора и нагрузки. Симистор будет открыт на весь полупериод. Таким образом, происходит регулировка мощности напряжения.

Собрать симисторный регулятор мощности достаточно просто, даже не обладая специальными знаниями. Гораздо сложнее чётко усвоить правила его эксплуатации. Чрезвычайно важно, чтобы вышеизложенные нюансы строго соблюдались. В ином случае, собственноручная конструкция не будет функционировать качественно и может принести проблемы, связанные с целостностью и эффективной эксплуатацией электроприборов.

Видео: изготовление симисторного диммера

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

1. Резистор 4.7кОм млт-0.5 (пойдет даже 0.25 ватт).

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

Схема регулятора переменного напряжения:

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



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


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


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


А вот фото готового устройства уже в корпусе.

Авто самоделки Самоделки для дачи Рыбаку, охотнику, туристу Стройка, ремонт Самоделки из ненужных вещей Радиолюбителю Коммуникации для дома Самодельная мебель Самодельный свет Домашний мастер Самоделки для бизнеса Самоделки к праздникам Самоделки для женщин Оригами Оригами Модели из бумаги Самоделки для детей Компьютерные самоделки Самоделки для животных Домашний лекарь Еда и рецепты Опыты и эксперименты Полезные советы

Данную конструкцию я использую для самодельной электроплитки на которой готовим кашу для собак, а недавно применил к паяльнику.

Для изготовления данного регулятора нам понадобится:

Пару резисторов на 1 кОм можно даже 0,25w, один переменный резистор на 1 мОм, два конденсатора 0,01 мкФ и
47 нФ, один динистор который я взял с эконом лампочки, полярности динистор не имеет так-что припаивать его можно как угодно, также нам понадобится симистор с небольшим радиатором, симистор я использовал серии ТС в металлическом корпусе на 10 ампер, но можно использовать КУ208Г, еще нам понадобятся винтовые клемники.

Да, кстати немного о переменном резисторе если поставить на 500 кОм то будет регулировать довольно плавно, но только с 220 до 120 вольт, а если на 1 мОм то регулировать будет жестко с промежутком 5-10 вольт, но зато диапазон увеличится с 220 до 60 вольт.
Итак начнем сборку нашего регулятора мощности, для этого нам нужно сначала сделать печатную плату.

После того как печатная плата готова начинаем набор радиокомпонентов на печатную плату. Первым делом припаиваем винтовые клемники.

И в самую последнюю очередь устанавливаем радиатор и симистор.

Вот и все наш регулятор напряжения готов, помоем плату спиртом и проверяем.

Более подробный обзор симисторного регулятора в видео ролике. Удачной сборки.

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

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

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

Принципиальная схема

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

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

Рис. Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

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

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

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

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

При крайнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется полностью открыт и «доза9raquo; электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

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

Конструкция и детали

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

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

Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, MJIT, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность9raquo; или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5. 8 В.

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

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

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

Рис. Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

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

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

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

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

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

Современная сеть электропитания устроена так, что в ней часто происходят скачки напряжения. Изменения тока допустимо, но оно не должно превышать 10% от принятых 220 вольт. Скачки плохо сказываются на работоспособности различных электроприборов, и очень часто они начинают выходить их строя. Чтобы этого не случилось, мы стали использовать стабильные регуляторы мощности для выравнивания поступающего тока. При наличии определенной фантазии и навыков можно сделать различные виды стабилизационных приборов, и самым эффективным остается стабилизатор симисторный.

На рынке такие приборы или стоят дорого, или зачастую они некачественные. Понятно, что мало кому захочется переплатить и получить неэффективный прибор. Вот в этом случае можно своими руками собрать его с нуля. Так возникла идея создания регулятора мощности на базе диммера. Диммер, слава Богу, у меня имелся, однако он был немного неработоспособным.

Починка симисторного регулятора – Dimmer-а

На данном изображении дана заводская электрическая схема диммера от фирмы Leviton, которая работает от сети с напряжением 120 Вольт. Если осмотр неработающих диммеров показал, что сгорел только симистор, то можно заняться процедурой его замены. Но здесь вас могут подстерегать неожиданности. Дело в том, что встречаются такие диммеры, в которых установлены какие-то странные симисторы с различными номерами. Вполне возможно, что не удастся найти информацию на них даже на даташите. Помимо этого, у таких симисторов, контактная площадка изолирована от электродов симистора (триака). Хотя, как видно, контактная площадка сделана из меди и даже не покрыта пластиком, как у корпусов транзисторов. Такие симисторы весьма удобны в ремонте.

Также обратите внимание на способ спайки симисторов к радиатору, он выполнен с помощью заклёпок, они пустотелые. При применении изолирующих прокладок, использовать такой способ крепления не рекомендуется. Да такое крепление не очень — то и надежное. В общем, ремонт такого симистра займет много времени и вы потратите нервы именно по причине установки данного типа триаков, диммер просто не рассчитан на такие размеры симистора (Triac-а) .

Заклепки пустотелые следует удалить при помощи сверла, который заточен под определенным углом. а конкретнее под углом 90°, можно также для этой работы использовать кусачки–бокорезки.

При неаккуратной работе есть вероятность повреждения радиатора. чтобы этого избежать, правильнее делать это только с той стороны. где расположен триак.

Радиаторы, выполненные из очень мягкого алюминия, при заклёпке немного могут быть деформированы. Поэтому, необходимо ошкурить контактные поверхности с помощью наждачной бумаги.

Если вы используете триак, который не имеет гальванической развязки, которая разделяет электроды и контактную площадку, то надо применить эффективный метод изоляции.

На изображении показано. как это делается. Чтобы случайно не продавить стенки радиатора, в том месте. где идет крепление симистора, необходимо сточить у винта большую часть шляпки, для того, чтобы избежать ее зацепку за поручень потенциометра или стабилизатора мощности, а затем под головку винта надо подложить шайбу.

Так должен выглядеть симистор, после изоляции от радиатора. Для наилучшего теплоотвода, необходимо приобрести специальную пасту термопроводящую КПТ-8.

На рисунке изображено то, что находиться под кожухом радиатора

Теперь все должно работать

Схема заводского регулятора мощности

На основе схемы заводского регулятора мощности можно собрать макет регулятора для напряжения вашей сети.

Здесь дана схема регулятора, который адаптирован к работе в сети со статичным напряжением в 220 Вольт. Эта схема отличается от оригинальной только несколькими деталями, а именно, при ремонте была в несколько раза увеличена мощность резистора R1, в 2 уменьшены номиналы R4 и R5, а динистор 60-ти. в вольтовый заменили на два. которые включёны последовательно, 30-ти Вольтовыми динисторами VD1, VD2. Как видно, своими руками можно не только отремонтировать неисправные диммера, но и легко подстроить под свои потребности.

Это исправный макет регулятора мощности. Теперь вы точно знаете, какая схема у вас получится при правильном ремонте. Данная схема не требует подбора дополнительных деталей и сразу готова к работе. Возможно, надо будет отрегулировать положения движка подстрочного резистора R4. Для этих целей движки потенциометров R4 и R5 устанавливаются в крайнее верхнее положение, а потом меняют положение движка R4, после чего лампа загорится с самой малой яркостью, а потом следует слегка подвинуть движок в противоположном направлении. На этом процесс настройки закончен! Но стоит отметить, что данный регулятор мощности работают только с нагревательными приборами и лампами накаливания, а с двигателями или мощными аппаратами результаты могут быть не непредсказуемы. Для начинающих мастеров- любителей с малым опытом такие работы самое то.

РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

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

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

Схема регулятора переменного напряжения:

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

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

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

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

А вот фото готового устройства уже в корпусе.

Регулятор какой-нибуть дополнительно настройки не требует. Видео работы данного устройства:

Хочу заметить, что ставить его можно не только в сеть 220В на обычные приборы и электроинструменты. но и на любой другой источник переменного тока с напряжением от 20 до 500В (ограничивается предельными параметрами радиоэлементов схемы). С вами был Boil-:D

Полупроводниковый прибор, имеющий 5 p-n переходов и способный пропускать ток в прямом и обратном направлениях, называется симистором. Из-за неспособности работы на высоких частотах переменного тока, высокой чувствительности к электромагнитным помехам и значительного тепловыделения при коммутации больших нагрузок, в настоящее время широкого применения в мощных промышленных установках они не имеют.

Там их с успехом заменяют схемы на тиристорах и IGBT-транзисторах. Но компактные размеры прибора и его долговечность в сочетании с невысокой стоимостью и простотой схемы управления позволили найти им применение в сферах, где указанные выше недостатки не имеют существенного значения.

Сегодня схемы на симисторах можно найти во многих бытовых приборах от фена до пылесоса, ручном электроинструменте и электронагревательных устройствах – там, где требуется плавная регулировка мощности.

Принцип работы

Регулятор мощности на симисторе работает подобно электронному ключу, периодически открываясь и закрываясь, с частотой, заданной схемой управления. При отпирании симистор пропускает часть полуволны сетевого напряжения, а значит потребитель получает только часть номинальной мощности.

Делаем своими руками

На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком велик. И, хотя цены на такие устройства невелики, зачастую они не отвечают требованиям потребителя. По этой причине рассмотрим несколько основных схем регуляторов, их назначение и используемую элементную базу.

Схема прибора

Простейший вариант схемы, рассчитанный для работы на любую нагрузку. Используются традиционные электронные компоненты, принцип управления фазово-импульсный.

  • симистор VD4, 10 А, 400 В;
  • динистор VD3, порог открывания 32 В;
  • потенциометр R2.

Ток, протекающий через потенциометр R2 и сопротивление R3, каждой полуволной заряжает конденсатор С1. Когда на обкладках конденсатора напряжение достигнет 32 В, произойдёт открытие динистора VD3 и С1 начнёт разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который откроется для прохождения тока на нагрузку.

Длительность открытия регулируется подбором порогового напряжения VD3 (величина постоянная) и сопротивлением R2. Мощность в нагрузке прямо пропорциональна величине сопротивления потенциометра R2.

Дополнительная цепь из диодов VD1 и VD2 и сопротивления R1 является необязательной и служит для обеспечения плавности и точности регулировки выходной мощности. Ограничение тока, протекающего через VD3, выполняет резистор R4. Этим достигается необходимая для открытия VD4 длительность импульса. Предохранитель Пр.1 защищает схему от токов короткого замыкания.

Отличительной особенностью схемы является то, что динистор открывается на одинаковый угол в каждой полуволне сетевого напряжения. Вследствие этого не происходит выпрямление тока, и становится возможным подключение индуктивной нагрузки, например, трансформатора.

Подбирать симисторы следует по величине нагрузке, исходя из расчёта 1 А = 200 Вт.

  • Динистор DB3;
  • Симистор ТС106-10-4, ВТ136-600 или другие, требуемого номинала по току 4-12А.
  • Диоды VD1, VD2 типа 1N4007;
  • Сопротивления R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
  • Конденсатор С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение от 250 В).

Отметим, что схема является наиболее распространённой, с небольшими вариациями. Например, динистор может быть заменён на диодный мост или может быть установлена помехоподавляющая RC цепочка параллельно симистору.

Более современной является схема с управлением симистора от микроконтроллера – PIC, AVR или другие. Такая схема обеспечивает более точную регулировку напряжения и тока в цепи нагрузки, но является и более сложной в реализации.

Схема симисторного регулятора мощности

Сборку регулятора мощности необходимо производить в следующей последовательности:

  1. Определить параметры прибора, на который будет работать разрабатываемое устройство. К параметрам относятся: количество фаз (1 или 3), необходимость точной регулировки выходной мощности, входное напряжение в вольтах и номинальный ток в амперах.
  2. Выбрать тип устройства (аналоговый или цифровой), произвести подбор элементов по мощности нагрузки. Можно проверить своё решение в одной из программ для моделирования электрических цепей – Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой на ваш выбор.
  3. Рассчитать тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (около 2 В) умножить на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения в открытом состоянии и номинальный пропускаемый ток указаны в характеристиках симистора. Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Подобрать по рассчитанной мощности радиатор.
  4. Закупить необходимые электронные компоненты . радиатор и печатную плату.
  5. Произвести разводку контактных дорожек на плате и подготовить площадки для установки элементов. Предусмотреть крепление на плате для симистора и радиатора.
  6. Установить элементы на плату при помощи пайки. Если нет возможности подготовить печатную плату, то можно использовать для соединения компонентов навесной монтаж, используя короткие провода. При сборке особое внимание уделить полярности подключения диодов и симистора. Если на них нет маркировки выводов, то прозвонить их при помощи цифрового мультиметра или «аркашки».
  7. Проверить собранную схему мультиметром в режиме сопротивления. Полученное изделие должно соответствовать изначальному проекту.
  8. Надёжно закрепить симистор на радиатор. Между симистором и радиатором не забыть проложить изолирующую теплопередающую прокладку. Скрепляющий винт надёжно заизолировать.
  9. Поместить собранную схему в пластиковый корпус.
  10. Вспомнить о том, что на выводах элементов присутствует опасное напряжение.
  11. Выкрутить потенциометр на минимум и произвести пробное включение. Измерить напряжение мультиметром на выходе регулятора. Плавно поворачивая ручку потенциометра следить за изменением напряжения на выходе.
  12. Если результат устраивает, то можно подключать нагрузку к выходу регулятора. В противном случае необходимо произвести регулировки мощности.

Симисторный радиатор мощности

Регулировка мощности

За регулировку мощности отвечает потенциометр, через который заряжается конденсатор и разрядная цепь конденсатора. При неудовлетворительных параметрах выходной мощности следует подбирать номинал сопротивления в разрядной цепи и, при малом диапазоне регулировки мощности, номинал потенциометра.

  • продлить срок службы лампы, регулировать освещение или температуру паяльника поможет простой и недорогой регулятор на симисторах.
  • выбирайте тип схемы и параметры компонентов по планируемой нагрузке.
  • тщательно проработайте схемные решения.
  • будьте внимательны при сборке схемы . соблюдайте полярность полупроводниковых компонентов.
  • не забывайте, что электрический ток есть во всех элементах схемы и он смертельно опасен для человека.

Проверка конденсатора мультиметром

  • Как выбрать светодиодные лампы для дома

  • Выбор фотореле для уличного освещения

  • Рекомендуем также

    схема и инструкция. Регулятор постоянного тока

    На сегодняшний день многие приборы производятся с возможностью регулировки тока. Таким образом пользователь имеет возможность контролировать мощность устройства. Работать указанные приборы способны в сети с переменным, а также постоянным током. По своей конструкции регуляторы довольно сильно отличаются. Основной деталью устройства можно назвать тиристоры.

    Также неотъемлемыми элементами регуляторов являются резисторы и конденсаторы. Магнитные усилители используются только в высоковольтных приборах. Плавность регулировки в устройстве обеспечивается за счет модулятора. Чаще всего можно встретить именно поворотные их модификации. Дополнительно в системе имеются фильтры, которые помогают сглаживать помехи в цепи. За счет этого ток на выходе получается более стабильным, чем на входе.

    Схема простого регулятора

    Схема регулятора тока обычного типа тиристоры предполагает использовать диодные. На сегодняшний день они отличаются повышенной стабильностью и прослужить способны много лет. В свою очередь, триодные аналоги могут похвастаться своей экономичностью, однако, потенциал у них небольшой. Для хорошей проводимости тока транзисторы применяются полевого типа. Платы в системе могут использоваться самые разнообразные.

    Для того чтобы сделать регулятор тока на 15 В, можно смело выбирать модель с маркировкой КУ202. Подача запирающего напряжения происходит за счет конденсаторов, которые устанавливаются в начале цепи. Модуляторы в регуляторах, как правило, применяются поворотного типа. По своей конструкции они довольно просты и позволяют очень плавно изменять уровень тока. Для того чтобы стабилизировать напряжение в конце цепи, применяются специальные фильтры. Высокочастотные их аналоги могут устанавливаться только в регуляторах свыше 50 В. С электромагнитными помехами они справляются довольно хорошо и большой нагрузки на тиристоры не дают.

    Устройства постоянного тока

    Схема регулятора постоянного тока характеризуется высокой проводимостью. При этом тепловые потери в устройстве являются минимальными. Чтобы сделать регулятор постоянного тока, тиристор требуется диодного типа. Подача импульса в данном случае будет высокой за счет быстрого процесса преобразования напряжения. Резисторы в цепи должны быть способны выдерживать максимальное сопротивление 8 Ом. В данном случае это позволит привести к минимуму тепловые потери. В конечном счете модулятор не будет быстро перегреваться.

    Современные аналоги рассчитаны примерно на предельную температуру в 40 градусов, и это следует учитывать. Полевые транзисторы ток способны пропускать в цепи только в одном направлении. Учитывая это, располагаться в устройстве они обязаны за тиристором. В результате уровень отрицательного сопротивления не будет превышать 8 Ом. Высокочастотные фильтры на регулятор постоянного тока устанавливаются довольно редко.

    Модели переменного тока

    Регулятор переменного тока отличается тем, что тиристоры в нем применяются только триодного типа. В свою очередь, транзисторы стандартно используются полевого вида. Конденсаторы в цепи применяются только для стабилизации. Встретить высокочастотные фильтры в устройствах данного типа можно, но редко. Проблемы с высокой температурой в моделях решаются за счет импульсного преобразователя. Устанавливается он в системе за модулятором. Низкочастотные фильтры используются в регуляторах с мощностью до 5 В. Управление по катоду в устройстве осуществляется за счет подавления входного напряжения.

    Стабилизация тока в сети происходит плавно. Для того чтобы справляться с высокими нагрузками, в некоторых случаях применяются стабилитроны обратного направления. Соединяются они транзисторами при помощи дросселя. В данном случае регулятор тока должен быть способным выдерживать максимум нагрузкуи в 7 А. При этом уровень предельного сопротивления в системе обязан не превышать 9 Ом. В этом случае можно надеяться на быстрый процесс преобразования.

    Как сделать регулятор для паяльника?

    Сделать регулятор тока своими руками для паяльника можно, используя тиристор триодного типа. Дополнительно потребуются биполярные транзисторы и низкочастотный фильтр. Конденсаторы в устройстве применяются в количестве не более двух единиц. Снижение тока анода в данном случае должно происходить быстро. Чтобы решить проблему с отрицательной полярностью, устанавливаются импульсные преобразователи.

    Для синусоидального напряжения они подходят идеально. Непосредственно контролировать ток можно за счет регулятора поворотного типа. Однако кнопочные аналоги также встречаются в наше время. Чтобы обезопасить устройство, корпус используется термостойкий. Резонансные преобразователи в моделях также можно встретить. Отличаются они, по сравнению с обычными аналогами, своей дешевизной. На рынке их часто можно встретить с маркировкой РР200. Проводимость тока в данном случае будет невысокой, однако управляющий электрод со своими обязанностями справляться должен.

    Приборы для зарядного устройства

    Чтобы сделать регулятор тока для зарядного устройства, тиристоры необходимы только триодного типа. Запирающий механизм в данном случае будет контролировать управляющий электрод в цепи. Полевые транзисторы в устройствах используются довольно часто. Максимальной нагрузкой для них является 9 А. Низкочастотные фильтры для таких регуляторов не подходят однозначно. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных помех довольно высокая. Решить эту проблему можно просто, используя резонансные фильтры. В данном случае проводимости сигнала они препятствовать не будут. Тепловые потери в регуляторах также должны быть незначительными.

    Применение симисторных регуляторов

    Симисторные регуляторы, как правило, применятся в устройствах, мощность которых не превышает 15 В. В данном случае они предельное напряжение способны выдерживать на уровне 14 А. Если говорить про приборы освещения, то они использоваться могут не все. Для высоковольтных трансформаторов они также не подходят. Однако различная радиотехника с ними способна работать стабильно и без каких-либо проблем.

    Регуляторы для активной нагрузки

    Схема регулятора тока для активной нагрузки тиристоры предполагает использовать триодного типа. Сигнал они способны пропускать в обоих направлениях. Снижение тока анода в цепи происходит за счет понижения предельной частоты устройства. В среднем данный параметр колеблется в районе 5 Гц. Напряжение максимум на выходе должно составлять 5 В. С этой целью резисторы применяются только полевого типа. Дополнительно используются обычные конденсаторы, которые в среднем способны выдерживать сопротивление 9 Ом.

    Импульсные стабилитроны в таких регуляторах не редкость. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных колебаний довольно большая и бороться с ней нужно. В противном случае температура транзисторов быстро возрастает, и они приходят в негодность. Чтобы решить проблему с понижающимся импульсом, преобразователи используются самые разнообразные. В данном случае специалистами также могут применяться коммутаторы. Устанавливаются они в регуляторах за полевыми транзисторами. При этом с конденсаторами они соприкасаться не должны.

    Как сделать фазовую модель регулятора

    Сделать фазовый регулятор тока своими руками можно при помощи тиристора с маркировкой КУ202. В этом случае подача запирающего напряжения будет проходить беспрепятственно. Дополнительно следует позаботиться о наличии конденсаторов с предельным сопротивлением свыше 8 Ом. Плата для этого дела может быть взята РР12. Управляющий электрод в этом случае обеспечит хорошую проводимость. Импульсные преобразователи в регуляторах данного типа встречаются довольно редко. Связано это с тем, что средний уровень частоты в системе превышает 4 Гц.

    В результате на тиристор оказывается сильное напряжение, которое провоцирует возрастание отрицательного сопротивления. Чтобы решить эту задачу, некоторые предлагают использовать двухтактные преобразователи. Принцип их работы построен на инвертировании напряжения. Изготовить самостоятельно регулятор тока данного типа в домашних условиях довольно сложно. Как правило, все упирается в поиски необходимого преобразователя.

    Устройство импульсного регулятора

    Чтобы сделать импульсный регулятор тока, тиристор потребуется триодного типа. Подача управляющего напряжения осуществляется им с большой скоростью. Проблемы с обратной проводимостью в устройстве решаются за счет транзисторов биполярного типа. Конденсаторы в системе устанавливаются только в парном порядке. Снижение тока анода в цепи происходит за счет смены положения тиристора.

    Запирающий механизм в регуляторах данного типа устанавливается за резисторами. Для стабилизации предельной частоты фильтры могут применяться самые разнообразные. Впоследствии отрицательное сопротивление в регуляторе не должно превышать 9 Ом. В данном случае это позволит выдерживать большую токовую нагрузку.

    Модели с плавным пуском

    Для того чтобы сконструировать тиристорный регулятор тока с плавным пуском, нужно позаботиться о модуляторе. Наиболее популярными на сегодняшний день принято считать поворотные аналоги. Однако они между собой довольно сильно отличаются. В данном случае многое зависит от платы, которая применяется в устройстве.

    Если говорить про модификации серии КУ, то они работают на самых простых регуляторах. Особой надежностью они не выделяются и определенные сбои все же дают. Иначе обстоят дела с регуляторами для трансформаторов. Там, как правило, применяются цифровые модификации. В результате уровень искажений сигнала значительно сокращается.

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

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

    В основном наиболее распространены три схемы:

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

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

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

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

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

    Расположение основных деталей:

    Минимальное напряжение на нагрузке несколько вольт, около 0 В.

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

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

    Материал статьи продублирован на видео:

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

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

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

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

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

    Как работает тиристор?

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

    • Анод.
    • Катод.
    • Управляющий электрод.

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

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

    Область применения тиристорных регуляторов

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

    Можно ли двигателя?

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

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

    Схема одном и двух тиристорах

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

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

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

    Как это работает?

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

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

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

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

    Разберемся, как работает конкретно наш тиристорный регулятор мощности

    Схема первая

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

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

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

    Применение регулятора в быту и техника безопасности

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

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

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

    Схема регулятора переменного напряжения:

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



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


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


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


    А вот фото готового устройства уже в корпусе.

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

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

    Регулятор напряжения

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

    ТЕСТ:

    4 вопроса по теме регуляторов напряжения

    1. Для чего нужен регулятор:

    а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

    б) Разрывание цепи электрического тока

    1. От чего зависит мощность регулятора:

    а) От входного источника тока и от исполнительного органа

    б) От размеров потребителя

    1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

    а) Стабилитрон и диод

    б) Симистор и тиристор

    1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

    а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

    б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

    Ответы.

    2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

    Схема №1.

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


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

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

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

    Схема №2.

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


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

    Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

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

    3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

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

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


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

    2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

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

    Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

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

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

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


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

    Регулятор напряжения 0 — 220в

    Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

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

    РН на 2 транзисторах

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


    Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

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

    4 Схемы РН своими руками и схема подключения

    Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

    Схема 1.

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


    Схема 2.

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

    Схема 3.

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

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

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

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

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

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

    Принципиальная схема

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

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

    Рис. Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

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

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

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

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

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

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

    Конструкция и детали

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

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

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

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

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

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

    Рис. Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

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

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

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

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

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

    Электронные схемы — регуляторы — CoderLessons.com

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

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

    Нужен регулятор

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

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

    Типы регуляторов

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

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

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

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

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

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

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

    • Серийный регулятор напряжения
    • Шунтирующий регулятор напряжения

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

    Давайте посмотрим на другие важные типы регуляторов.

    Стабилизатор напряжения стабилитрона

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

    Когда стабилитрон работает в области пробоя или стабилитрона , напряжение на нем по существу постоянное для большого изменения тока через него. Эта характеристика делает стабилитрон хорошим стабилизатором напряжения .

    На следующем рисунке показано изображение простого регулятора Зенера.

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

    Работа стабилизатора напряжения Зенера

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

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

    Это можно записать как

    Vo=Vв−IRS

    Где I постоянен. Следовательно, Vo также остается постоянным.

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

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

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

    Ограничения стабилитрона напряжения

    Есть несколько ограничений для стабилизатора напряжения Зенера. Они —

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

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

    Регулятор напряжения серии транзистор

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

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

    Следовательно, выходное напряжение Vo можно понимать как

    VO=VZ+VBE

    Работа транзисторного стабилизатора напряжения серии

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

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

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

    Ограничения транзисторного стабилизатора напряжения серии

    Регуляторы напряжения серии транзисторов имеют следующие ограничения —

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

    Чтобы минимизировать эти ограничения, используется транзисторный шунтирующий регулятор.

    Транзисторный Шунт Регулятор Напряжения

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

    Работа транзисторного шунтирующего стабилизатора напряжения

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

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

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

    IC Регуляторы

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

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

    Типы регуляторов IC

    Регуляторы IC могут быть следующих типов —

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

    Давайте теперь обсудим их подробно.

    Фиксированный положительный регулятор напряжения

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

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

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

    Регулятор Фиксированного Отрицательного Напряжения

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

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

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

    Регулируемые регуляторы напряжения

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

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

    Регуляторы напряжения с двойным слежением

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

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

    Как регулировать мощность переменного тока / Хабр

    Решил как-то отец собрать для дачи некое устройство, в котором, по его заверению, можно будет варить сыр. Устройство сие вид имело могучий и представляло из себя железный короб, подозрительно напоминающий старую стиральную машинку. Внутрь короба (все также добротно!) были вмонтированы три тэна по 1700 Ватт каждый. В общем сыра должно было хватить на небольшой посёлок.

    Изделие (внешне выглядящее как что-то из безумного макса), должно быть весьма технологичным и поддерживать заданную температуру в максимально узких пределах. Для этого рядом появилась ещё одна коробка с симисторами, к которым подключались ТЭНы и схема, выдающая высокий уровень при переходе синусоиды через ноль. А у меня появился интересный проект.

    Итак нам нужно выходить на заданную температуру и поддерживать её, с этим должен справляться алгоритм ПИД регулятора. Глубоко вдаваться в его работу не буду, скажу лишь что он получает на вход текущую ошибку, а на выходе выдает какое-то число в заданных пределах. У меня таким числом будет мощность выдаваемая на ТЭН, хотя в принципе, это может быть любой инерционный процесс, например обороты двигателя. Что важно для ПИД регулятора, это чтобы выходная величина производила воздействие линейно. Поэтому попробуем разобраться в способах регулировки мощности и их линейности.

    Как вообще регулируется мощность?

    Мощность — это произведение силы тока на напряжение. Если представить это произведение графически, то для постоянного тока, это будет площадь прямоугольника со сторонами равными напряжению и току

    Так как при постоянном сопротивлении и напряжении ток тоже будет постоянным, то заменим ось тока на ось времени. Сопротивление я беру постоянным для объяснения принципа регулирования.

    Тогда при заданном напряжении (12 В) и сопротивлении в 12 Ом, по закону Ома: I=U/R, получаем ток равный 1 А, и соответственно мощность за единицу времени будет равна 12 Вт. При другом сопротивлении мощность, естественно тоже изменится.

    Теперь, если мы хотим регулировать мощность за единицу времени, нам нужно как-то изменять площадь фигуры за единицу времени. Самым чистым способом будет просто изменять напряжение, тогда и мощность будет пропорционально изменяться. Но контроллер, как и любые цифровые устройства, не умеет плавно изменять напряжение на ножках, он может либо «поднимать» их до высокого уровня, либо «опускать» до низкого уровня. Этот недостаток он компенсирует скоростью, даже самый дохленький современный МК может работать на частотах в миллионы тактов в секунду. Чтобы регулировать мощность, контроллер будет очень быстро «дрыгать» ножкой, тем самым изменяя результирующая площадь импульса за единицу времени.

    На этом принципе устроена широтно-импульсная модуляция, она же ШИМ. Изменяя время (ширину) импульса за период мы изменяем выдаваемую мощность. На рисунке выше, показано два периода ШИМа. Каждый период имеет отношение площади импульса к площади всего периода 0.5, те половину времени периода контроллер выдает высокий уровень сигнала, другую половину низкий. Отношение времени высокого уровня сигнала к времени низкого называется скважностью. Красная линия на графике отражает результирующую мощность за единицу времени, по ней видно что при скважности 0.5 мощность также упала на половину (с 12 до 6 Вт). Хорошая новость состоит в том, что, ШИМ в контроллерах реализован аппаратно. Так что для регулирования чего-то достаточно его запустить и, по необходимости, изменять скважность.

    Для постоянного тока, режим ШИМа оптимален, причем чем более инерционный прибор мы к нему подключаем, тем меньшую частоту ШИМа можно использовать. Для большого ТЭНа достаточно чуть ли не одного герца, а вот для светодиодов лучше использовать частоту побольше. Кстати частота ШИМа в подсветке экрана ноутбука, зачастую оказывается чуть ли не решающим фактором при покупке, так как, при слишком низкой частоте, глаза будут быстро уставать.

    Если попробовать провернуть трюк с ШИМом для переменного напряжения, мы увидим что все сломалось и мощность перестала регулироваться линейно

    одинаковые промежутки времени стали давать нам разную площадь, а значит разную мощность. Однако, если разбить полученные отрезки на на ещё более мелкие, то процентное соотношение ширины импульса к ширине кусочка будет выравниваться.

    Если мы возьмем равный процент выдаваемой мощности от каждого кусочка, в результате мы получим такой же процент, от мощности всей волны, а на выходе мы получим линейный регулятор мощности для переменного тока. Причем чем большую частоту будет иметь ШИМа, тем на большее количество кусочков он разобьет синусоиду, а значит мы получим большую линейность.

    Это было бы решением всех проблем, но в моем случае устройством коммутировавшим нагрузку был не быстрый транзистор, а симистор — медленный прибор, с максимальными рабочими частотами в пределах нескольких сотен герц, к тому же симистор можно только открыть, закроется он сам при переходе через ноль. На таких частотах управлять переменным напряжением которое имеет частоту 50 Гц, линейно не получится. Поэтому здесь нужно использовать какой-то другой подход и как раз для него, помимо симисторов, была установлена схема перехода через ноль.

    В случае с симисторами лучше разбить синусоиду на куски с одинаковыми площадями и записать время каждого такого кусочка в таблицу. Тогда каждое последующее значение из таблицы будет линейно увеличивать мощность.

    На графике выше полуволна синусоиды разбита на части разные по времени, но имеющие одинаковую площадь, а значит несущие в себе одинаковую мощность. Все что нам останется сделать это загрузить таблицу с временными интервалам в наш котроллер, синхронизировать какой-то из его таймеров с частотой синусоиды, для этого используется схема перехода через ноль, и просто брать из таблички нужное значение, в течении которого будет высокий уровень. Суть метода похожа на ШИМ, но немного доработанный и синхронизированный с источником переменного напряжения.

    Расчёт таблицы мощности

    Теперь можно перейти непосредственно к расчёту.

    Изначально задача заключается в том чтобы разбить синусоиду на нужное нам количество кусочков, каждый из которых будет иметь одинаковую площадь.2(t).

    Неопределённый интеграл от квадрата синуса

    Теперь нужно подобрать пределы для определенных интегралов. Выберем, насколько частей мы хотим разбить нашу синусоиду: я выбрал сто, чтобы можно было регулировать мощность с шагом в 1%.

    Итак мы нашли чему будет равен неопределённый интеграл и даже выбрали шаг. Теперь нужно подобрать пределы интегрирования. Смысл их подбора заключается в том, чтобы значение определенного интеграла было постоянным при их смене. Напомню, что неопределенный интеграл это формула, а определённый вполне конкретное число. Определённый интеграл считается по формуле:

    То есть мы берем неопределённый интеграл, подставляем в него верхнее число, затем нижнее, и вычитаем второе из первого.

    Наш неопределённый интеграл является смешанной тригонометрической функцией, а значит не имеет общего аналитического решения. Чаще всего такие функции решаются либо числовыми, либо графическими методами. Графический метода заключается в том что мы строим графики для правой и левой части уравнения их пересечение будет решением уравнения. На рисунке показано решение уравнения для 0.2

    Наряду с графическим методом можно использовать численный, то есть подбор решения. Будем подставлять в неопределённый интеграл числа до тех пор пока не найдём решение). Можно использовать лист и бумажку чтобы попрактиковаться в математике, можно онлайн калькулятор, я же буду использовать Python и библиотеки numpy:

    import numpy as np
    rad_arr=list()
    #записываем неопределённый интеграл
    integral=lambda rad: (rad/2)-(math.sin(2*rad)/4)
    #составляем простенький цикл для подбора решений
    for x in np.arange(0, 0.78, 0.015):
      #шаг подбора
    	for xx in np.arange(0, 3, 0.00001):
    		if func(xx) >= x:
    			print(xx)
          rad_arr.append
    			break;

    Отлично мы получили массив чисел (пределов интегрирования!), валидность этих чисел можно проверить подставив их в интеграл. В результате должна получится площадь равная выбранному шагу! Теперь, если подставить полученные числа на график мощности, должна получится следующая картина:

    Если все сошлось, то можно двигаться дальше и задать получившимся числам размерность времени, потому что сейчас они в радианах. Чтобы это сделать нужно выяснить угловую скорость, для частоты сети, то есть количество радиан в секунду.

    Тогда узнаем сколько сколько длится одна радиана

    Теперь, значения задержек в радианах, превратим во время, умножив каждое значение на период радианы (T). Проверим ход своей мысли: действительно-ли получится время задержки, если умножить задержку, на период? Задержка имеет размерность радиан, период — секунд за радиану, мы хотим их перемножить. Тогда рад * ( сек / рад ) = сек. Мы получили время, а значит ход мыслей должен быть верным.

    Для расчётов я опять предпочту python:

    #стандартная частота сети
    frequency = 50
    #находим частоту в радианах
    rad_per_s=frequency*(2*math.pi)
    #находим период радианы
    s_per_rad=1/rad_per_s
    #находим задержки используя полученный ранее массив
    delay_arr=[x*s_per_rad for x in rad_arr]

    На этом моменте мы получили универсальную таблицу задержек, теперь необходимо конвертировать её специально под микроконтроллер.

    Расчёт таймера МК и перевод таблицы

    Время необходимо перевести в понятную для МК величину — количество переполнений таймера. Но сначала необходимо определится с частотой таймера: чем выше частота, тем точнее он будет отмерять время, но с другой стороны, тем меньше времени будет оставаться на выполнение остальной программы. Здесь необходимо найти золотую середину.

    Для определения минимально допустимой частоты таймера, надо найти числа в массиве с минимальной разностью между ними. Разность тем меньше, чем ближе в максимуму синусоиды мы двигаемся. Тогда возьмем задержку при которой синусоида достигает единицы и число перед ним, после чего найдем их разность:

    5 мс — 4.9363 мс = 0.0636 мс

    Получившееся число является максимально допустимым периодом между прерываниями таймера, тогда через него найдём минимально допустимую частоту

    1 / 0.0636 = 15 КГц

    Значит для заданной точности в 1% будет достаточно таймера с частотой 15КГц. Частота МК составляет 16 МГц, значит между прерываниями будет 1000 тактов процессора, этого достаточно для выполнения остальной части программы, так что можно смело настраивать таймер на заданную частоту.

    Для настройки таймера на определенную частоту, не кратную тактирующей используется режим таймера CTC — Clear Timer on Compare. В этом режиме таймер досчитывает до заданного числа и сбрасывается, после чего операция повторяется. Число при котором будет происходить совпадение считается по формуле

    Число = Тактовая частота МК / предделитель таймера / выбранная частота

    Частота выбрана, теперь нужно перевести таблицу в тики таймера. Делать я это буду опять на Python

    #задаем частоту таймера
    generator_freg=15000
    #получаем время одного периода таймера
    one_tick=1/generator_freq
    #получаем массив с тиками таймера
    tick_arr=[x/one_tick for x in delay_arr]

    В общем-то на этом весь расчёт окончен, остается только отзеркалить получившийся массив для второй половины полуволны и загрузить в МК. Далее по прерыванию от синхроимпульса, нужно подать низкий уровень, на ножку управления симистором, запустить таймер и считать его переполнения (совпадения, тк. у нас режим CTC). Как только количество переполнений достигнет нужного числа из таблички, подаем высокий уровень на управляющую ножку. На этом линейный регулятор мощности переменного напряжения готов!

    Заключение

    Надеюсь статья была понятна и её было интересно читать. В дополнение хотелось бы сказать, сигнал перехода через ноль не приходит идеально вовремя, поэтому может потребоваться дополнительная коррекция, чтобы это исправить.

    Код расчетов на python

    import math
    import numpy as np
    
    rad_arr=list()
    integral=lambda rad: (rad/2)-(math.sin(2*rad)/4)
    for x in np.arange(0, 0.78, 0.015):
      for xx in np.arange(0, 3, 0.00001):
    		if func(xx) >= x:
    			print(xx)
          rad_arr.append
    			break;
    
    frequency = 50
    rad_per_s = frequency * (2 * math.pi)
    s_per_rad = 1 / rad_per_s
    
    delay_arr = [x * s_per_rad for x in rad_arr]
    
    generator_freg = 15000
    one_tick = 1 / generator_freg
    
    tick_arr = [x / one_tick for x in delay_arr]
    
    print(tick_arr)
    

    Также, если кому-то будет интересно, могу поделится исходником готового регулятора для ардуино.

    Регулировка напряжения и тока


    Блок питания с регулировкой напряжения и тока

    Приветствую всех, особенно начинающих радиолюбителей, поскольку именно они очень часто сталкиваются с проблемой поиска источников питания для своих самоделок и поэтому в ходе этой статьи будет рассмотрен вариант постройки простейшего лабораторного блока питания с возможностью ограничения тока. Наш блок питания может обеспечивать на выходе стабилизированное напряжения от ноля до пятнадцати вольт и ток до 1.5 Ампер, эти параметры можно изменять и походу поясню, как это сделать.В проекте специально использованы наиболее доступные компоненты, чтобы ни у кого не возникло трудности с их поиском, а теперь давайте рассмотрим схему и поймём принцип её работы.

    Схема состоит из трех основных частейСетевой понижающий трансформатор (красным обозначен), он обеспечивает нужные для наших целей выходные параметры, а также гальваническую развязку. В моем варианте был использован трансформатор от блока питания старого кассетного магнитофона, подойдет и любой другой, основные параметры блока питания будут зависеть в первую очередь от трансформатора, притом нужно учитывать один момент — максимальное выходное напряжение лабораторного блока питания будет на несколько вольт меньше, чем напряжение на выпрямителе. Трансформатор подбирается с нужным током, в моем случае имеются две обмотки по 20 вольт, ток каждой из них составляет около 0,7 Ампер, обмотки подключены параллельно, то есть общий ток около полутора ампер. Вторая часть из себя представляет выпрямитель, для выпрямления переменного напряжения в постоянку и конденсатор, для сглаживания напряжения после выпрямителя и фильтрации помех.

    И наконец третий узел — это плата самого стабилизатора, давайте её рассмотрим поподробнее…

    Уже постоянное напряжение поступает на плату стабилизатора, где стабилизируется до некоторого уровня. Режим стабилизации будет зависеть от стабилитрона, в нашем случае он на 15 Вольт, именно он задает максимальное выходное напряжение блока питания. Беда в том, что ток у таких стабилитронов не велик, поэтому его нужно усилить с помощью простого каскада усиления по току, построенного на транзисторах VТ 1 и VТ 2, транзисторы подключены таким образом, чтобы обеспечить максимально большое усиление, то есть по сути это аналог составного транзистора.

    Регулятор напряжения в лице переменного резистора R1, выполняет функцию простого делителя напряжения и может быть рассмотрен, как 2 последовательно соединенных резистора с отводом от места их соединения.Изменяя сопротивление каждого из них, мы можем регулировать напряжение. Это напряжение усиливается ранее указанным каскадом.

    Второй переменный резистор позволит ограничивать выходной ток. Если такая функция не нужна, то схема будет выглядеть следующим образом.

    Теперь подробнее о компонентах, большую их часть, а если точнее все компоненты можно найти в старой аппаратуре, например в телевизорах, усилителях, приемниках, магнитолах и прочей технике.

    Также возможно использовать импортные аналоги, которые имеют одинаковое расположение выводов. В архиве сможете найти некоторые варианты замены транзисторов, как на советские, так и на импортные.

    Можно использовать готовые мосты, которые можно найти в компьютерных блоках питания или же собрать мост из любых четырех аналогичных диодов с током от двух ампер.

    Для увеличения выходного напряжения блока питания сначала нужно найти соответствующий трансформатор, затем заменить стабилитроны на более высоковольтные, скажем на 18 или 24 вольта, будет зависеть от нужного вам выходного напряжения.

    Резистор ограничивает ток через стабилитрон, расчет производится исходя из напряжения выпрямителя. Рассчитываю так, чтобы ток через стабилитрон не превышал значение 20-25 миллиампер, в случае стабилитрона на пол ватта и 40-45 миллиампер в случае если стабилитрон одноваттный.

    Если под рукой не оказалось нужного стабилитрона, то можно использовать несколько последовательно соединенных с меньшим напряжением, в итоге сумма их напряжения будет равняться конечному напряжению стабилизации. Схема стабилизатора работает в линейном режиме, поэтому силовой транзистор VT 2 нуждается в радиаторе.

    А теперь давайте проверим конструкцию в работе

     и как видим напряжения плавно регулируется от нуля до пятнадцати вольт

    Теперь проверим функцию ограничения тока, обратите внимание без выходной нагрузки вращая регулятор тока, напряжение у нас не будет меняться, что свидетельствует о корректной работе функции ограничения.

    Выходной ток также регулируется достаточно плавно, минимальная граница 180 миллиампер.

    Максимальный выходной ток в моём случае, составляет около полутора ампер, этого вполне достаточно для средних нужд большинства радиолюбителей.Несмотря на простоту конструкции, при токах около одного Ампера, наблюдаем просадку выходного напряжения меньше 200 милливольт, это очень хороший показатель для стабилизаторов такого класса.

    Блок питания может переносить короткие замыкания с продолжительностью не более 5 секунд, в этом режиме ток ограничивается в районе одного — семи Ампер.

    Монтаж при желании можно сделать навесным,но более красиво смотрится конструкция на печатной плате, тем более, что я ее для вас нарисовал,а файл платы также можете скачать с общим архивом проекта.

    В качестве индикаторов советую использовать стрелочные приборы, чтобы не путаться с подключением, хотя можно и цифровые.

    По мне, это довольно годный вариант в качестве первого блока питания, так что смело собирайте.

    Архив к статье: скачать… Автор; АКА КАСЬЯН

    xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

    Блок питания с регулировкой напряжения и тока своими руками

    В этой статье вы узнаете как собрать очень полезные блок питания с регулировкой напряжения и тока своими руками. Все этапы сборки блока питания, а так же некоторые технические моменты, представлены в статье. Данный блок питания будет полезен как начинающим радиолюбителям, так и опытным, вы обязательно найдете где применить этот блок питания!

    Автор будет использовать блок питания от ноутбука, который выдает напряжение 15В и ток до 8А. Этого будет вполне достаточно.

    К шнуру блока питания нужно припаять подходящий разъем, с помощью которого будет подсоединять блок питания к понижающий схеме.

    В качестве понижающего преобразователя был выбран достаточно распространенный модуль, на котором можно изменять как напряжение, так и ток, с помощью вот этих вот 2-ух потенциометров.

    Однако автор посчитал такие потенциометры не совсем удобными и поэтому решил заменить их на другие, так как скорее всего потребуется очень точная настройка напряжения. Было решено взять многооборотистый потенциометр, чтобы в дальнейшем облегчить себе задачу.

    Настройку тока же будем производить обычным потенциометром, так как тут не нужна большая точность. Но в принципе, вам решать какие потенциометры использовать. Далее очень важный компонент — это вольтамперметр вместе с дисплеем, на котором будут отображаться значения. Для подключения разного рода нагрузок были выбраны банановые штекеры. 

    Так же было решено, что брать 5В из порта USB тоже достаточно удобно, потому что таким образом можно запитывать, например, arduino. Поэтому давайте добавим еще один модуль.

    Ну что ж, с компонентами разобрались, теперь давайте приступим к работе. Корпус будем изготавливать из фанеры толщиной 8 мм.

    А так как у автора в наличие имеется 3d принтер, то он не смог удержаться и использовал его в этом проекте для печати лицевой панели. 3d принтер также использовался потому, что большинство отверстий передней панели абсолютно нестандартного размера, и найти сверла правильного диаметра почти невозможно, а без конца работать напильником тоже не хочется.

    Далее следует деревообработка. Тут лучше воспользоваться циркулярной пилой (конечно если она у вас есть), а также можно использовать электролобзик.

    Передняя панель печаталась примерно полтора часа. 

    В итоге большинство отверстий оказались как раз по размеру, но к сожалению расстояние между отверстиями для банановых штекеров оказались не точными и автору пришлось немножко поработать дрелью. Далее необходимо склеить корпус.

    Ну и пока клей сохнет, давайте посмотрим на схему подключения блока питания:

    Итак, на вход мы получаем 15 В. Есть выключатель, с помощью которого мы включаем-выключаем схему, и когда он замкнут сразу же запитывается модуль с USB портом. На нем есть понижающий преобразователь, поэтому он запитывается напрямую. Также автор добавил предохранитель. Как только выключатель замыкается, то также запитывается и дисплей с вольтамперметром. Далее главная часть — это основной преобразователь.

    Тут у нас конечно же 2 потенциометра, минусовой контакт от преобразователя подключается к дисплею как бы в разрыв цепи, и далее идет на минусовой контакт бананового штекера. Таким образом мы можем измерять ток. А плюсовой же контакт от преобразователя идёт напрямую к контакту бананового штекера, и параллельно к нему подсоединяется контакт от вольтамперметра. Таким образом, мы измеряем напряжение. И в общем то, все, согласитесь, очень просто. Сначала выпаиваем родные потенциометры.

    Ну и теперь просто собираем все по схеме.

    Итак, все собрано, первый тест.

    Для первого теста автор решил подключить мотор.

    Как видим, все очень хорошо заработало. Мы также видим, что вольтамперметр показывает какой ток потребляет мотор.

    Настройка напряжения тоже отлично работает, но одна из особенностей этого dc-dc преобразователя, это возможность настроить еще и ток. Для этого нам нужно закоротить плюс и минус.

    После этого мы можем с помощью нижнего потенциометра настроить ток.

    Это очень полезная функция если мы хотим, например, зарядить аккумуляторы или протестировать мощный светодиод.

    Ну вот и готов наш блок питания, получилось достаточно симпатично, а главное в деле пригодится обязательно! Спасибо за внимание, делитесь статьёй в соц весях, если понравилось )

    Видео самоделки:

    Похожее

    kavmaster.ru

    Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

    Вот очередная версия лабораторного блока питания с напряжением от 0 до 30 В и регулировкой потребляемого тока 0-2 А, что всегда бывает полезно, когда используется БП для настройки самодельных схем или когда они неизвестные приборы запускаются в первый раз.

    Схема ИП с регулировкой тока и напряжения

    Сама схема питания — это популярный комплект из таких элементов:

    1. Сам регулируемый стабилизатор, в котором заменен T1 — BC337 на BD139, T2 — BD243 на BD911
    2. D1-D4 — диоды 1N4001 заменены на RL-207
    3. C1 — 1000 мкФ / 40 В заменен на 4700 мкФ / 50 В
    4. D6, D7 — 1N4148 на 1N4001

    У используемого трансформатора есть напряжения: 25 В, 2 А и 12 В, которое полезно для управления вентилятором, охлаждающим радиатор и силовые диоды на панели. Для этого была создана небольшая плата с мостовым выпрямителем, фильтрующими конденсаторами и стабилизатором LM7812 (с радиатором).

    Внутри корпуса лабораторного источника питания размещены трансформатор, плата самого регулируемого блока питания, платы стабилизаторов — 12 В и 24 В, радиатор с охлаждающим вентилятором (запускается при 50 С).

    На передней части корпуса установлены выключатель, три светодиода, информирующих о состоянии блока питания (сеть 220 В, включение вентилятора и защита — ограничение тока или короткое замыкание), синие и красные LED дисплеи с наклеенной на них затемняющей пленкой. Рядом с дисплеями расположены регулирующие потенциометры, а справа выводы питания. На задней части корпуса имеется разъем для сети, предохранитель и охлаждающий вентилятор 60×60 мм.

    Полезное:  Дезинфекция салона автомобиля своими руками

    Что касается индикаторных дисплеев, они показывают:

    • синий — текущее напряжение в вольтах V
    • красный — текущий ток в амперах A

    Источник питания получился реально удобный и надёжный. Вся сборка заняла несколько дней. Что касается охлаждения, оно включается только при высокой нагрузке и то на короткое время, примерно на пару минут.

    С этим БП удобно работать даже при слабом освещении, так как яркости индикаторов хватает с головой. Если хотите повысить ток до 3-4 ампера, выбирайте трансформатор по-мощнее и транзисторы регулятора, с хорошим запасам по току. Ещё пару неплохих схем источников питания смотрите по ссылкам:

    5- 4,40 Загрузка…

    НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

    2shemi.ru

    4 схемы на Регулятор напряжения своими руками 0-220в

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

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

    Регулятор напряжения

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

    1. Для чего нужен регулятор:

    а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

    б) Разрывание цепи электрического тока

    1. От чего зависит мощность регулятора:

    а) От входного источника тока и от исполнительного органа

    б) От размеров потребителя

    1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

    а) Стабилитрон и диод

    б) Симистор и тиристор

    1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

    а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

    б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

    Ответы.

    а,а,б,а.

    2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

    Схема №1.

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

    СНиП 3.05.06-85

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

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

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

    Схема №2.

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

    СНиП 3.05.06-85

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

    Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

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

    3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

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

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

    СНиП 3.05.06-85

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

    2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

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

    Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

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

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

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

    СНиП 3.05.06-85

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

    Регулятор напряжения 0 — 220в

    Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

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

    РН на 2 транзисторах

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

    СНиП 3.05.06-85

    Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

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

    4 Схемы РН своими руками и схема подключения

    Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

    Схема 1.

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

    СНиП 3.05.06-85
    Схема 2.

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

    СНиП 3.05.06-85
    Схема 3.

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

    СНиП 3.05.06-85
    Схема 4.

    Схема, предназначенная для управления уровнем освещения в комнате. Может регулировать степень накала лампочки. Выполнена на основе одного тиристора, который управляется диммером. Поворотом ручки резистора, изменяется воздействие на ключевой вывод тиристора, что изменяет его пропускную способность по электрическому току.

    СНиП 3.05.06-85

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

    Название Мощность Напряжение стабилизации Цена Вес Стоимость одного ватта
    Module ME 4000 Вт 0-220 В 6.68$ 167 г 0.167$
    SCR Регулятор 10 000 Вт 0-220 В 12.42$ 254 г 0.124$
    SCR Регулятор II 5 000 Вт 0-220 В 9.76$ 187 г 0.195$
    WayGat 4 4 000 Вт 0-220 В 4.68$ 122 г 0.097$
    Cnikesin 6 000 Вт 0-220 В 11.07$ 155 г 0.185$
    Great Wall 2 000 Вт 0-220 В 1.59$ 87 г 0.080$

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

    Подборка тематических выдержек из статей
    Регулятор мощности на индуктивной нагрузки Регулятор напряжения и тока Регулятор, сборка

    elektro220v.ru

    Радиосхемы. — Регуляторы напряжения с компаратором

    Схемы источников питания

    материалы в категории

    Чаще всего для регулировки напряжения применяются простые фазовые регуляторы,  рассчитанные только для  изменения напряжения на активной нагрузке, но однако у них есть целый ряд недостатков: большая зависимость от сетевого напряжения и его пульсаций а также ограниченный диапазон регулировки.


    Часто требуется расширить область использования схем, ввести  дополнительные режимы работы, например режим стабилизации напряжения или тока на выходе, режим плавного включения, стабилизации яркости ламп или рабочей температуры  электронагревательных приборов  и т.д.  Ранее описанные схемы для этого малопригодны, т.к.  изменение фазового угла  в них производится путём изменения сопротивления  переменного резистора. Можно, конечно, вместо переменного резистора установить фоторезистор и путём  изменения напряжения на освещающей фоторезистор лампе накаливания менять фазовый угол управления, или вместо резистора  установить полевой транзистор и  величиной напряжения на его затворе управлять фазовым углом.  Эти способы имеют право на существование  и иногда используются , но чаще применяется  схема  с использованием формирователя пилообразного напряжения и компаратора. Такое устройство приведено ниже.

    Схемы регуляторов напряжения на компараторах

    Узел на транзисторах  VT1, VT2  позволяет получить короткий импульс  в момент перехода через «ноль» положительных и отрицательных волн сетевого напряжения. На коллекторе транзистора VT3 формируется пилообразное напряжение с амплитудой около 4 В (при указанных на схеме номиналах R4 иC1), которое поступает на  неинвертирующий вход компаратора DA1.1 для сравнения  с  напряжением задатчика R6.  В момент  начала превышения напряжения пилы над заданием на выходе компаратора появляется  положительный уровень, который поступает на узел формирования  сигнала управления симистором  (С2, DA1.2, VT4, C3).  На управляющий вход симистора поступают короткие отрицательные импульсы, привязанные к началу полупериодов  сетевого напряжения  и задержанные на заданный фазовый угол.  В этой  схеме можно использовать  переменные резисторы (R6) с практически любым сопротивлением, необходимо только  подобрать резистор R5- на фазовых характеристиках это никак не сказывается.  Сфера применения данного устройства  гораздо шире ранее описанных конструкций.  С помощью этого  регулятора можно менять напряжение на коллекторных электродвигателях и сварочных или обычных трансформаторах, что плохо получается у более простых конструкций.

    При большом уровне помех в сети, например при работе сварочного аппарата,  узел формирования пилообразного напряжения лучше выполнить на оптроне, как показано на  второй схеме.


    В конструкции можно применять практически любые оптроны — диодные и транзисторные,  двойные или одиночные. В случае применения одиночных оптронов, например TLP521, PC817, АОТ101 и других, можно использовать два оптрона, включенных по приведённой схеме или  один оптрон, включенных  в диагональ маломощного диодного моста, готового или собранного на любых диодах, например 1N4148, КД521,  КД102 и т.д.   В схему добавлен дополнительный конденсатор C2, который при указанном номинале позволяет  плавно,  в течении 1 — 2 сек,  увеличить напряжение на нагрузке от нуля до заданного уровня — этот режим очень полезен для включения ламп накаливания, особенно галогеновых.  Если устройство используется  для регулировки напряжения на маломощных  устройствах  симистор можно заменить на  BT134-800, BT136-800, BT138-800 и т.д., а транзистор VT4 (первая схема) , VT2 ( вторая схема)  на КТ3102   или  любой аналог.  При регулировке напряжения сварочных аппаратов  используются симисторы, способные регулировать ток 50 А и более.

     

    Автор Кравцов В.Н. http://kravitnik.narod.ru/
    Обсудить на форуме

     

    Регуляторы тока

    Регуляторы тока

    Теперь вы должны знать, как работают стабилизаторы напряжения для обеспечения постоянного выходного напряжения. В в некоторых схемах может потребоваться регулировка выходного тока. Схема, которая обеспечивает постоянный выходной ток, называется регулятором постоянного тока или просто CURRENT РЕГУЛЯТОР. Схема, показанная на рис. 4-40, является упрощенной схемой тока. регулятор.Переменный резистор, показанный на схеме, используется для иллюстрации концепции. действующего регулирования. Изучая регуляторы напряжения, вы должны знать, что переменный резистор не реагирует достаточно быстро, чтобы компенсировать изменения. Уведомление что амперметр был включен в эту цепь, чтобы показать, что показанная цепь это регулятор тока. Когда схема работает правильно, текущее показание амперметр остается постоянным. В этом случае переменный резистор (R V ) компенсирует изменения нагрузки или входного напряжения постоянного тока.Адекватное текущее регулирование приводит к потере регулирования напряжения. Изучая показанную схему, вы должны вспомнить что любое увеличение сопротивления нагрузки вызывает падение тока. Для поддержания постоянного ток, сопротивление R V должно быть уменьшено всякий раз, когда сопротивление нагрузки увеличивается. Это приводит к тому, что общее сопротивление остается постоянным. Увеличение входное напряжение необходимо компенсировать увеличением сопротивления R V , тем самым поддерживая постоянный ток.Работа регулятора тока аналогично регулятору напряжения. Основное отличие состоит в том, что регулируется ток а другой регулирует напряжение.

    Рис. 4-40. — Регулятор тока (упрощенный).

    Поскольку использование переменного резистора не является практичным способом управления колебаниями тока или вариант, используются транзистор и стабилитрон вместе с необходимыми резисторами.Напомним, что стабилитрон обеспечивает постоянное опорное напряжение. Схема, показанная в на рис. 4-41 показана схема регулятора тока. За исключением добавления R1, Схема, показанная на рисунке, аналогична схеме последовательного регулятора напряжения. Резистор подключается последовательно с нагрузкой и воспринимает любые изменения тока в нагрузке. Уведомление падение напряжения на резисторе R1 и отрицательная полярность напряжения, подаваемого на эмиттер транзистора Q1. Полярность напряжения является результатом тока, протекающего через R1, и это отрицательное напряжение противостоит прямому смещению для Q1.Однако, поскольку регулируемое напряжение на CR1 имеет противоположной полярности, фактическое смещение транзистора равно разнице между двумя напряжения. Вы должны понимать, что R2 предназначен для ограничения тока. резистор для стабилитрона.

    Рис. 4-41. — Регулятор тока.

    Целью регулятора тока является обеспечение постоянного тока независимо от изменения входного напряжения или тока нагрузки.Схема, показанная на рис. 4-42, состоит в том, что цепи, предназначенной для обеспечения постоянного тока 400 миллиампер. Вольтметры показано на схеме, чтобы подчеркнуть падение напряжения на определенных компонентах. Эти напряжения поможет вам понять, как работает регулятор тока. Падение напряжения на переходе база-эмиттер Q1 составляет 0,6 вольта. Это напряжение представляет собой разницу между напряжение Зенера и падение напряжения на R1. Прямое смещение Q1 на 0,6 В позволяет правильная работа транзистора.Выходное напряжение на R L составляет 6 вольт, т.к. показывает вольтметр. С регулируемым выходным током 400 миллиампер, сопротивление транзистора (R Q1 ) 9 Ом. Это можно доказать, используя закон Ома и значения, указанные на схеме. В этом случае ток (I) равен напряжению падение (E), деленное на сопротивление (R). Следовательно:

    12 вольт разделить на 30 Ом равно 0,4 ампера или 400 миллиампер.

    Рисунок 4-42.- Регулятор тока (со значениями цепи).

    Поскольку вы знакомы с основной схемой регулирования тока, давайте рассмотрим в Подробно о том, как работают различные компоненты, чтобы поддерживать постоянный выходной ток 400 мА. См. схему, показанную на рис. 4-43. Помните, что уменьшение сопротивления нагрузки вызывает соответствующее увеличение тока. В показанном примере сопротивление нагрузки R L упал с 15 Ом до 10 Ом.Это приводит к большему падению напряжения на резисторе R1. из-за повышенного тока. Падение напряжения увеличилось с 2,4 вольта до 2,5 вольта. Конечно, падение напряжения на CR1 остается постоянным на уровне 9 вольт из-за его регулирующая способность. Из-за повышенного падения напряжения на резисторе R1 прямое смещение на Q1 теперь 0,5 вольта. Поскольку прямое смещение транзистора Q1 уменьшилось, сопротивление транзистор увеличивается с 9 Ом до 14 Ом. Обратите внимание, что увеличение сопротивления на 5 Ом на транзисторе соответствует уменьшению сопротивления нагрузки на 5 Ом.Таким образом общее сопротивление вокруг внешнего контура цепи остается постоянным. Поскольку Схема представляет собой регулятор тока, вы знаете, что выходные напряжения будут меняться в зависимости от регулятора. поддерживает постоянный ток на выходе. На рисунке выходное напряжение уменьшено до 4 В. вольт, который вычисляется путем умножения тока (I) на сопротивление (R) (400 мА X 10 Ом). = 4 вольта).

    Рисунок 4-43. — Регулятор тока (с уменьшением R L ).

    Q.36 На рисунке 4-40 при увеличении сопротивления нагрузки (R L ), сопротивление R В увеличивается/уменьшается (какое) для компенсации изменение.
    Q.37 На рис. 4-43 любое уменьшение прямого смещения база-эмиттер на Q1 приводит к увеличение/уменьшение (какое) сопротивления транзистора.

    Источник питания постоянного тока, исполнение

    Регулировка напряжения

    Для многих целей будет достаточно правильно спроектированного простого выпрямленного и сглаженного питания.Однако многие приложения требуют более точного управления выходом. На следующих страницах исследуется конструкция источников питания со все более требовательной регулировкой выходного напряжения.

    Все основаны на уже рассмотренном простом питании. Базовая конструкция представляет собой «последовательный регулятор», и она одинакова для всех моих конструкций, как показано на этой блок-схеме.

    (см. ниже альтернативу менее эффективной шунтовой регулировке)

    Выход регулируемого источника обеспечивает питание для опорного напряжения.Выходной сигнал сравнивается с выходным напряжением Vout+.

    Если Vout>Vref, на последовательный регулятор подается сигнал для уменьшения Vout. Если Vout Регулируемые источники питания серии

    всегда требуют более высокого напряжения на входе регулятора, которое затем снижается для получения требуемой выходной мощности. Это называется «выпасть». Из-за этого последовательный регулятор потребляет мощность, равную (Vint — Vout ) * Iout, поэтому регулятор должен быть спроектирован так, чтобы справляться с выделяемым теплом.

    Регулирование нагрузки нерегулируемой подачи

    Помните, что в нашем нерегулируемом источнике напряжение падает, а пульсации растут по мере увеличения нагрузки. Ваш проект должен обеспечивать наличие «запаса прочности» избыточного напряжения, чтобы учесть это.

    Vint (макс. нагрузка) — пульсация Vpk (макс. нагрузка) — Vdrop out > Vout

    Производительность регулятора серии

    Любой источник питания может быть описан с точки зрения эквивалентной схемы Thevenin.

    Voc – напряжение холостого хода; Vout выходное напряжение при подаче тока на нагрузку; и Rint Thevenin Equivalent Resistance — выходное сопротивление нашего источника питания.

    Помните о регулировании нагрузки Reg = (Voc — Vном) / Vном

    Voc = Vном + Iном * Rint

    Reg = (Vном + Iном * Rинт — Vном) / Vном = Iном * Rинт / Vном

    Итак, для хорошего регулирования нам нужно, чтобы Rint был как можно ниже.

    Регулировка шунта

    Иногда последовательное регулирование не подходит (например, при чрезвычайно высоких нагрузках сопротивления), и в этом случае можно использовать шунтирующий регулятор.Хотя он менее эффективен, чем последовательный регулятор, он, тем не менее, проще. Эта форма очень распространена для цепей опорного напряжения.

    При отсутствии нагрузки в цепи протекает ток

    I = Вин — Vвых / R

    при подключении нагрузки ток через шунтирующий регулятор (показан здесь как стабилитрон) падает. По мере увеличения тока нагрузки ток через стабилизатор падает. Регулирование сохраняется до тех пор, пока ток через регулятор не упадет до нуля, после чего упадет выходное напряжение Vвых.

    Шунтовые регуляторы работают очень хорошо, если нагрузка мала, постоянна и хорошо себя ведет.

    Еще примеры шунтирующих реуляторов

    Регуляторы напряжения Low Voice PCB — Виды деятельности

    Что такое регулятор напряжения?

    Регулятор напряжения — блок питания электронного устройства, преобразующий поступающую мощность в желаемую форму и токовые характеристики. Это часть блока питания, которая поддерживает постоянную мощность в любых условиях эксплуатации.Он поддерживает напряжение за счет регулирования напряжения и изменения нагрузки, что позволяет контролировать как переменное, так и постоянное напряжение. Это электронная система, которая удерживает напряжение источника питания в разумных пределах. Однако необходимо поддерживать напряжения в пределах допустимого диапазона для электроприборов, использующих этот ток. Проще говоря, регулятор напряжения — это электрическая система, которая преобразует ток высокого напряжения в ток низкого напряжения. В области проектирования электрических цепей выбор подходящего источника питания является одним из самых важных вопросов.Почти каждый продукт, работающий от постоянного тока, использует регулирование напряжения.

    Что конкретно делает это устройство?

    Как следует из названия, регуляторы напряжения принимают переменное или нестабильное входное напряжение и преобразуют его в более высокое или более низкое постоянное выходное напряжение, которое соответствует потребностям в напряжении и токе электронной схемы. При изменении входного напряжения или нагрузки схема регулятора напряжения используется для создания и поддержания постоянного выходного напряжения. Регулятор напряжения получает питание от источника питания и регулирует его на расстояние, совместимое с существующим электронным оборудованием.Датчики, операционные усилители и другие электронные модули, требующие обоих напряжений, могут получать питание как от положительных, так и от отрицательных стабилизаторов напряжения. На выходном каскаде этих регуляторов установлено три транзистора — два в схеме Дарлингтона и один в качестве блока ограничения тока. Обычно он встречается в компьютерах и других электронных устройствах, которые подключаются к розетке панели переменного тока, но требуют лишь небольшого количества постоянного напряжения. В эту категорию также входят предметы для контроля напряжения или источники питания, такие как мобильные телефоны и зарядные устройства для ноутбуков.Некоторые регуляторы не регулируют напряжение устройства; вместо этого они сохраняют постоянное выходное значение. В настоящее время, когда электричество становится более дорогим и редким, необходимо использовать его на низком уровне. С этой целью специалисты внедряют электроприборы, которые лучше в использовании и потребляют меньше электроэнергии. Инверторы постоянного тока являются примером этого. Самое обычное линейное устройство легко выходит из начала координат до нужного размера и выделяет остаток в виде тепла, тогда как другие, вроде переключающей формы, являются наиболее эффективными.Таким образом, быстрое включение и выключение входа напряжения создает расчетное выходное напряжение. Он может быть фиксированным или регулируемым. Если напряжение фиксировано, устанавливается внутреннее напряжение устройства, и вы покупаете тот же номер детали для желаемого выходного напряжения. Напряжение обычно устанавливается делителем напряжения, состоящим из двух резисторов, если регулятор регулируемый. Это обеспечивает некоторую универсальность, но достигается за счет дополнительных деталей. Максимальный ток, который может обеспечить стабилизатор напряжения, невелик и обычно определяется пропускной способностью внутреннего силового транзистора.

    В зависимости от частоты изменения возможен широкий диапазон напряжений от одного источника.

    Другие особенности:

    • Способен для обработки шипов на большие напряжения

    • Обратная защита от полярности

    • Удаление нежелательного сигнала SHOM

    Автомобильные генераторы, в качестве примера, преобразование механической, вращающейся энергии изменение оборотов в переменный электрический ток для использования в электрических системах и зарядки аккумулятора автомобиля.

    В большинстве генераторов переменного тока используется встроенный выпрямитель переменного тока в постоянный и надежный регулятор напряжения, способный обеспечивать от 13,5 до 14,5 В постоянного тока при 100 А .

    Каждое устройство в электрической системе может иметь свой регулятор напряжения в зависимости от его конкретных желаний. Общие напряжения: 12 В постоянного тока для освещения и аксессуаров и 5 В постоянного тока для датчиков и модулей управления .

    Линейный регулятор

    Иногда напряжение, подаваемое на электрические устройства, превышает напряжение, необходимое для работы системы.В таких ситуациях мы должны использовать функцию, которая допускает более высокое напряжение и генерирует более низкое напряжение для управления входной мощностью. В этом случае линейный регулятор напряжения является одним из наиболее распространенных способов реализации этой формы регулирования. В линейных регуляторах используется электронный транзистор, управляемый обратной связью от схемы дифференциального электронного оборудования и опорным напряжением для регулирования выходного напряжения. Они могут иметь фиксированную или регулируемую мощность. Выходной ток определяется входным током за вычетом рабочих потерь схемы.Система активного прохода используется в линейном регуляторе напряжения, который управляется транзистором с высоким коэффициентом усиления. Сравнивая внутреннее напряжение, связанное с выбранным выходным напряжением, а затем сводя ошибку к нулю, линейный регулятор изменяет контроль прохода, чтобы поддерживать стабильное выходное напряжение. Поскольку линейные стабилизаторы представляют собой понижающие схемы, их выходное напряжение часто ниже входного. С другой стороны, у этих регуляторов есть некоторые преимущества: они, как правило, просты в сборке, стабильны, прибыльны и имеют выходное напряжение, а также не имеют шума.Для работы линейным регуляторам нужен только входной и выходной регулятор. Инженеры найдут их удобными и простыми в использовании из-за их простоты и точности.

    Линейные регуляторы легко добавляются и обеспечивают малое время отклика, но не очень эффективны. Выход линейного регулятора всегда ниже, чем вход и дропауты. Если входное напряжение слишком низкое, импульсные стабилизаторы очень эффективны, но, как упоминалось ранее, их сложно разработать. Линейные регуляторы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что они неэффективны в некоторых приложениях.Транзистор в стабилизаторе, который установлен между выходными портами, действует как регулируемое сопротивление цикла, что приводит к значительным потерям мощности, когда разница входного и выходного напряжения сочетается с высоким током нагрузки. Термические факторы, а не чисто электрические факторы, вероятно, являются наиболее вероятным видом отказа в цепи линейного регулятора.

    Импульсные регуляторы

     Импульсный регулятор — это схема, которая передает энергию от входа к выходу с помощью кнопки питания, цепи и конденсатора.Он переключает одно напряжение на другое, кратковременно сохраняя мощность, а затем высвобождая ее с другим напряжением на выходе. Он использует контроллеры для быстрого подключения и отключения положительной или отрицательной составляющей напряжения источника от остальной части схемы преобразователя для получения желаемых изменений напряжения и тока. Преобразователи постоянного тока в постоянный также известны как импульсные источники питания, импульсные стабилизаторы и импульсные преобразователи. Чтобы преобразовать одно напряжение в другое, переключатель предотвращает протекание тока к устройству накопления энергии, такому как конденсатор или катушка индуктивности.Импульсный регулятор работает, постепенно перемещая небольшое количество энергии от источника входного напряжения к выходу. Поскольку потери мощности, необходимые для перемещения энергетических частей таким же образом, довольно малы, импульсный стабилизатор обычно может достигать КПД 85 процентов. Они могут питать полезные нагрузки от источников более высокого напряжения, поскольку их производительность меньше зависит от входного напряжения. Он используется в мобильных телефонах, ноутбуках, компьютерах, роботах, видеоиграх и камерах. Поскольку импульсные регуляторы сложно построить, они не очень распространены среди коллекционеров.Импульсные стабилизаторы, с другой стороны, намного проще в использовании, чем линейные стабилизаторы, потому что они имеют такой же 3-выводной форм-фактор, как и линейные стабилизаторы, но не нуждаются во внешних конденсаторах.

    Контур обратной связи

    В теории систем контур обратной связи — это концепция. Циклы обратной связи уведомляют объект об успехах и неудачах системы. Менеджер может либо усилить входные данные или пропускную способность, связанные с производительностью, либо решить проблему, если обратная связь отрицательна, путем проверки наличия петель обратной связи.От выхода к контроллеру помогает определить скорость переключения. Расположение катушек индуктивности, конденсаторов и диодов в основных импульсных преобразователях определяет, увеличивается или уменьшается выходное напряжение. Понижающие преобразователи снижают напряжение, повышающие преобразователи повышают напряжение.

    Понижающе-повышающие преобразователи

    Понижающе-повышающие преобразователи используются для увеличения или уменьшения напряжения, но с обратной полярностью. Как и следовало ожидать, повышающе-понижающий преобразователь будет обеспечивать фиксированное выходное напряжение при входном напряжении, которое намного выше и ниже выходного напряжения.Этот регулятор напряжения особенно полезен в устройствах с батарейным питанием, где входное напряжение со временем падает. За схемой понижающего преобразователя следует схема повышающего преобразователя в простейшей топологии. Поскольку две катушки индуктивности соединены последовательно, их можно соединить в одну катушку индуктивности.

    Трансформаторы обратного хода

    Трансформатор обратного хода представляет собой систему преобразования энергии, которая перемещает энергию с постоянным током из одной части цепи в другую. В обратноходовом трансформаторе напряжение поднимается до очень высокого значения, в зависимости от применения.Хотя выходное линейное напряжение подается на другую часть схемы, оно также известно как линейный выходной трансформатор. Чтобы увеличить напряжение до ужасно высокого уровня, но при очень низком токе, схлопывая поле катушки под напряжением, очень похожей на систему зажигания в некоторых автомобилях.

    Как разработать низкочастотный регулятор напряжения на печатной плате?

    Регулятор напряжения обычно используется в конструкции управляемого источника питания на печатной плате. Несмотря на то, что регулятор напряжения может работать, даже если не соблюдаются определенные стандартные процедуры, он может работать не так хорошо, когда его заставляют работать на полную мощность.Ниже приведены несколько советов по проектированию низкочастотного стабилизатора напряжения на печатной плате, которым должен следовать каждый для создания идеального проекта: найти регулятор напряжения, который может справиться с этим. С другой стороны, регулятор напряжения должен оставлять место для ошибки, чтобы любые корректировки в схеме не влияли на выбранный регулятор напряжения. Регулятор напряжения на 2 А, например, обеспечивает защитный барьер, если ожидается, что нагрузка будет использовать 1.5А.

    Оценка бюджета мощности:

    Когда вы выбираете регулятор напряжения для проекта, вы можете измерить максимальную мощность, которая может потребоваться каждой первичной и вторичной части. Это важно, потому что в конечном итоге это повлияет на решение о выборе регулятора напряжения. Иными словами, вы же не хотите, чтобы штаны вам не подходили.

    Минимальный импеданс:

    Регулятор напряжения и связанные с ним детали можно подключить к трассе с низким импедансом, чтобы повысить эффективность конструкции управляемого источника питания.Это включает размещение материалов рядом с регулятором напряжения и их использование для снижения межслоевого импеданса.

    Различные разъемы:

    Выходной сигнал регулятора напряжения можно стабилизировать с помощью различных разъемов. Он вам понадобится при использовании линейного стабилизатора напряжения, хотя при использовании импульсного регулятора напряжения. Поскольку напряжение на интерфейсе передается на дисплей, импульсный регулятор переключается между состояниями «включено» и «выключено».

    Рассеивание тепла:

    Кроме того, импульсный регулятор напряжения может нагреваться при работе с большой нагрузкой.Повышение температуры можно измерить с помощью температурного коэффициента из таблицы данных. Вы захотите ограничить рассеивание тепла в своем дизайне. Этого можно добиться с помощью физического радиатора или путем превращения вашей печатной платы в один из них. Термические градусы можно использовать для предотвращения накопления тепла вблизи регулятора напряжения. Вы всегда должны помнить, что если вас интересует только переход от постоянного тока к постоянному току, заземление как плоскость вполне уместно. Однако, если вы говорите о передаче переменного тока в постоянный, заземление должно быть главным приоритетом.Аналоговое и цифровое заземления должны быть хорошо разделены, а в конструкции печатной платы должны быть предусмотрены перемычки для соединения заземления по мере необходимости. Усовершенствованное программное обеспечение для проектирования печатных плат помогает правильно спроектировать управляемый источник питания. Например, наборы инструментов Cadence SI и PI отлично подходят для обнаружения возможных тепловых точек в проектах.

    После того, как вы разобрались с терморегуляцией преобразователя напряжения, вы запачкаете руки остальной конструкцией. Для начала убедитесь, что схема блока питания расположена на достаточном расстоянии от чувствительных компонентов.Есть вероятность наложения шума переключения на другие трассы, если вы используете импульсный стабилизатор. Вам необходимо убедиться, что дорожки, соединяющие регулятор с устройствами управления, достаточно велики, чтобы избежать перегрева в конструкции с сильноточными нагрузками.

    Изготовьте печатную плату регулятора напряжения в компании PCBWAY. Свяжитесь с нами по адресу [email protected] 

    Регулятор напряжения с улучшенными переходными процессами со стабильностью и усилением подавления подачи питания | Nanoscale Research Letters

    Подробная схема предлагаемого ВР показана на рис.1. Стандартные низковольтные МОП-транзисторы, высоковольтные транзисторы, биполярные транзисторы, LDMOS-транзисторы с истощением N-типа (МОП-транзисторы с боковой диффузией) и диоды называются M n , HV n , Q n , DN n , и D n соответственно на рисунке, где n — порядковый номер соответствующего устройства.

    Рис. 1

    Подробная схема предлагаемого ВР

    Предлагаемый ВР в основном включает в себя пять подмодулей: ток смещения, ОСР, ДЛТ, ЭУ и выходной каскад.Цепь смещения тока обеспечивает ток смещения для всей системы регулятора [12, 14]. Опорное напряжение может быть создано разными способами [1], и подробная схема здесь не показана. Встроенная петля ограничения тока функционирует как схема OCP для ограничения тока нагрузки до заданного значения. Схема улучшения переходных процессов, реализованная DLT, обеспечивает подавление выброса и понижения за счет адаптивного изменения тока нагрузки во время процедуры переходного процесса. Контур регулирования отрицательной обратной связи формируется ЭУ и выходным силовым каскадом для регулировки выходного напряжения.Если предположить, что выходное напряжение В OUT и, следовательно, напряжение обратной связи В FB ниже желаемого значения, напряжение затвора силового транзистора DN1 будет увеличено с помощью контура регулирования для увеличения выходное напряжение и наоборот. Наконец, выходное напряжение может стабилизироваться на

    $$ {V}_{\mathrm{OUT}}\приблизительно {V}_1={V}_{\mathrm{REF}}\left({R}_{\mathrm{f}1}+{ R} _ {\ mathrm {f} 2} \ right) / {R} _ {\ mathrm {f} 2} $ $

    (1)

    На рис.1 можно заметить, что выходное напряжение предлагаемого ВР также питает первый каскад усиления ЭП, который назван СПД. С помощью этого метода мультиплексирования мощности большинство устройств в контуре регулирования могут быть реализованы низковольтными устройствами. По сравнению со своими высоковольтными аналогами низковольтные устройства имеют более высокую производительность, меньшую стоимость и меньшую площадь, что значительно упрощает достижение хорошей регулирующей способности предложенного контура регулирования. Что касается второй ступени EA, добавляются Q3 и Q4, чтобы поднять шину питания заземления, которая используется для ограничения напряжения сток-исток M7, V DS_M7 .Другими словами, Q3 и Q4 могут предотвратить M7 от высокого напряжения.

    Для простоты упрощенная схема используется для иллюстрации инновационных идей в последующем анализе.

    Предлагаемая схема OCP

    На рис. 2 показана предлагаемая схема OCP. Предлагаемая петля ограничения тока может автоматически изменять режим работы в соответствии с различными условиями нагрузки. Максимальный ток предлагаемого ВР можно ограничить за счет снижения напряжения на затворе силового транзистора при возникновении перегрузки.

    Рис. 2

    Принцип предлагаемого OCP

    Механизм предлагаемого OCP следующий. Транзистор выборки DN2 пропорционально измеряет ток, протекающий через DN1, который приблизительно равен току нагрузки I Load , что делает падение напряжения на R S1 , V RS1 , отражающим уровень тока нагрузки. . Как только В RS1 достигнет напряжения включения QS1, HV8 и HV9 сформируют токовое зеркало для обхода тока от второго каскада ЭП.Затем напряжение затвора DN1 можно уменьшить, чтобы ограничить ток нагрузки до заданного значения, которое можно выразить как

    $$ {I}_{\mathrm{Нагрузка}}\le N\times\left({V}_{EB\left(\mathrm{QS}1\right)}/{R}_{S1} \справа) $$

    (2)

    , где N — отношение размера DN1 к DN2. Назначение транзисторов Q5 и HV6 — обеспечить правильное напряжение смещения для HV7 и, таким образом, защитить QS1 от перенапряжения.

    В предложенном OCP имеется встроенная петля отрицательной обратной связи.Коэффициент усиления контура T и доминирующий полюс p доминирующий этого контура ограничения тока могут быть заданы следующим образом:

    $$ T={g}_{m\_\mathrm{DN}2}{R}_{S1}{g}_{m\_\mathrm{QS}1}{R}_{\mathrm {ворота}\_\mathrm{OC}} $$

    (3)

    $$ {p} _ {\ mathrm {доминант}} = 1/\ влево ({R} _ {\ mathrm {ворота} \ _ \ mathrm {OC}} {C} _ {\ mathrm {ворота}} \ справа) $$

    (4)

    , где g m_DN2 и g m_QS1 — крутизна DN2 и QS1 соответственно. R gate_OC ≈ ( г m_HV10 r o_HV10 r o_M10 900 || r o_M7 || r o_HV9 и C gate C gs_DN1 — эквивалентное выходное сопротивление и емкость в узле затвора силового транзистора DN1 при перегрузке по току соответственно. При нормальной работе предлагаемого ВР без перегрузки по току HV9 находится в области отсечки, и, таким образом, эквивалентное выходное сопротивление в узле затвора DN1 с именем R затвор может быть выражено как o_HV10 r o_M10 ) || r o_M7 ].

    Предлагаемый DLT и схема улучшения переходных процессов

    На рис. 3 показана схема улучшения переходных процессов с использованием DLT. Поскольку ток нагрузки пропорционален Vgs_DN1 и обратно пропорционален Vsg_M9, ток, протекающий через M9, больше при малой нагрузке и близок к нулю при большой нагрузке. Следовательно, по мере увеличения тока нагрузки в общую выходную нагрузку может вноситься уменьшенный ток. С помощью этого метода эта схема может быть уравновешена динамической нагрузкой, что может быть полезно как для улучшения переходных процессов, так и для повышения стабильности контура регулирования.

    Рис. 3

    Предлагаемая схема улучшения переходных процессов

    Подробный принцип работы улучшения переходных процессов заключается в следующем. Если ток нагрузки внезапно уменьшится, ток, протекающий через силовой транзистор DN1, не изменится немедленно из-за ограниченной возможности регулировки контура и скорости нарастания. Этот ток, показанный на рис. 4а желтым контуром, вызовет перерегулирование выходного напряжения и, таким образом, увеличит падение напряжения на R S2 и M9.Затем на регулируемом выходе генерируется дополнительный ток, протекающий через R S2 и M9, показанный на рис. 4а синим контуром, чтобы компенсировать нежелательный желтый ток контура. Таким образом, пик выходного напряжения эффективно снижается.

    Рис. 4

    Переходная характеристика предлагаемого VR. и изменение тока нагрузки от тяжелой к легкой. b изменение тока нагрузки с легкой на большую

    На рис. 4b показан случай изменения тока с легкой на большую нагрузку, когда на регулируемом выходе возникает недоброс, а затем ток протекает через R S2 и M9 уменьшается.Это может быть эквивалентно обеспечению пониженной токовой нагрузки, поэтому чистый ток, протекающий через силовой транзистор DN1, увеличивается, и может быть достигнуто подавление пониженного напряжения.

    Для защиты M9 от перегрузки по току добавлены QS2 и D1. Когда напряжение на R S2 больше, чем напряжение включения QS2, дополнительный ток будет течь в QS2 и D1. Максимальный ток в М9 установлен на

    $$ {I}_{\mathrm{M}9\_\max}\le \left({V}_{BE\_ QS2}/{R}_{S2}\right) $$

    (5)

    Назначение D1 — предотвратить попадание QS2 в область обратного усиления и протекание в ней обратного тока, что является ненормальным состоянием функции ограничения тока M9.

    Устойчивость стабильности предложенного VR

    , как показано на рис. 5, есть три полюса Ω P1 , Ω P2 , и Ω P3 , а два zeros ω Z1 и ω z2 в контуре управления, а коэффициент усиления предлагаемого ВР равен

    $$ {A}_{\mathrm{Vloop}}={A}_O\beta $$

    (6)

    Рис. 5

    Распределение полюсов и нулей предлагаемого VR

    где A O — коэффициент усиления без обратной связи VR, а β — коэффициент обратной связи,

    $$ {A}_O={A}_{\mathrm{CD}0}{A}_{E0}\frac{\left(1+s/{\omega}_{Z1}\right)\ влево (1 + s / {\ omega} _ {Z2} \ вправо)} {\ влево (1 + s / {\ omega} _ {P1} \ вправо) \ влево (1 + s / {\ omega} _ { P3}\right)\left(1+s/{\omega}_{P2}\right)} $$

    (7)

    $$ \beta =\frac{R_{\mathrm{F}2}}{R_{\mathrm{F}1}+{R}_{\mathrm{F}2}} $$

    (8)

    где A CD0 ≈ 1 — коэффициент усиления по низкой частоте силового каскада, работающего как повторитель напряжения, а A E0 — коэффициент усиления по низкой частоте ЭП,

    $$ {A}_{E0}={g}_{m\_Q1}\left({r}_{o\_M4}\Big\Vert {r}_{o\_M6}\right){ g} _ {m \ _ M7} {R} _ {\ mathrm {ворота}} $ $

    (9)

    С учетом эффекта Миллера и паразитной емкости в затворном узле DN1 полюса и нули записываются как [13]

    $$ {\omega}_{p1}=1/\left[{g}_{m\_M7}{R}_{\mathrm{gate}}{C}_c\times\left({r} _{o\_M4}\Big\Vert {r}_{o\_M6}\right)\right] $$

    (10)

    $$ {\omega}_{p2}={g}_{m\_M7}/{C}_{\mathrm{gate}} $$

    (11)

    $$ {\omega}_{p3}=1/\left\{\left[{R}_L\Big\Vert \left({g}_{m\_\mathrm{DN}1}^{- 1}\Big\Vert {R}_{\mathrm{DLT}}+{R}_0\right)\right]{C}_{\mathrm{OUT}}\right\} $$

    (12)

    $$ {\omega}_{z1}=1/\left[{C}_c\left({R}_c-1/{g}_{m\_M7}\right)\right] $$

    (13)

    $$ {\omega}_{z2}=1/\left[\left({R}_0\Big\Vert {R}_L\right){C}_{\mathrm{OUT}}\right] $ $

    (14)

    , где R DLT — эквивалентное сопротивление схемы улучшения переходных процессов; C OUT — выходной конденсатор предлагаемого ВР.

    Так как компенсационный конденсатор C C увеличен ( г M_M7 R Gate ) Из-за эффекта Миллера на узле P1, полюс Ω P1 — доминирующий полюс . Второй полюс должен быть ω p3 , потому что C OUT обычно находится в пределах нескольких микрофарад. Хотя паразитный конденсатор C затвор относительно велик, он все же меньше, чем эквивалентная емкость в узле p1 и выходной конденсатор.Кроме того, сопротивление в узле p2 составляет всего 1/ g m_M7 . Следовательно, полюс ω p2 расположен на высокой частоте. Ноль ω z1 отменяет среднечастотный полюс ω p3 . Резистор R 0 формирует ноль ω z2 для компенсации внутреннего паразитного полюса ω p2 . Стабильность предлагаемого ВР можно повысить увеличением резистора R 0 .Однако резистор R 0 увеличит погрешность выходного напряжения из-за падения напряжения, вызванного током нагрузки. Следовательно, резистор R 0 должен иметь разумное значение, чтобы обеспечить хороший компромисс между точностью выходного напряжения и стабильностью контура.

    В обычном регуляторе напряжения без DLT полюса в выходном узле будут иметь разную частоту из-за изменения крутизны мощного транзистора, вызванного изменением тока нагрузки.По мере увеличения тока нагрузки крутизна силового транзистора g m _DN1 будет увеличиваться, и, таким образом, выходной полюс будет двигаться в направлении высокой частоты, в то время как другие нули и полюса останутся в том же положении, как показано на рис. 6а. . Это может затруднить частотную компенсацию системы и замедлить переходную характеристику в условиях малой нагрузки. А если серьезно, система может быть нестабильной.

    Рис. 6

    Частотная характеристика регулятора напряжения. a Регулятор напряжения без технологии динамической нагрузки. б Предлагаемый регулятор напряжения с технологией динамической нагрузки

    С помощью предлагаемого ДЛТ представленный ВР имеет лучшую устойчивость при различных нагрузках. Как было проанализировано ранее, ток в цепи динамической нагрузки уменьшается по мере увеличения тока нагрузки в установившемся режиме и наоборот. Поскольку этот ток обеспечивается DN1, он может подавлять изменения крутизны DN1 в более широком диапазоне тока нагрузки, что полезно для стабильности системы и постоянства полосы пропускания в более широком диапазоне нагрузки за счет использования предлагаемого DLT.Частотная характеристика предлагаемого ВР представлена ​​на рис. 6б, что может гарантировать стабильность при быстрой переходной характеристике.

    Выходной конденсатор задает положение нуля ω z2 . При разумном размещении нулевого полюса система будет иметь лучшую стабильность с различными C OUT .

    PSR Анализ предлагаемого VR

    PSR является одним из критических параметров для измерения производительности регуляторов напряжения и относится к способности подавления высокочастотных пульсаций и помех, возникающих из-за напряжения питания.В этом разделе используется метод анализа PSR, предложенный Гуптой [12], основная идея которого состоит в том, чтобы упростить всю систему регулятора до модели делителя напряжения. Как показано на рис. 7, существует два пути прохождения шума от В dd к В out : путь 1 напрямую передает шум со стока силового транзистора DN1 на В out ; путь 2 – от второго каскада ЭП до затвора силового транзистора DN1. Эффект пути 2 может быть выражен как

    $$ {A}_{\mathrm{путь}2}\приблизительно \frac{r_{o\_M7}}{g_{m\_\mathrm{HV}10}{r}_{o\_\ матрм{HV}10}{r}_{o\_M10}} $$

    (15)

    Рис.7

    PSR анализ предложенного VR

    Как показано в (15), A path3 является довольно небольшим с помощью предлагаемого SPT и каскодной структуры токового зеркала. Это делает влияние пути 1 доминирующим в анализе PSR.

    Упрощенная модель PSR предлагаемого ВР представлена ​​на рис. 8, где r o_DN1 — выходное сопротивление силового транзистора DN1 с учетом шумового тракта 1, управляемый источник тока исходит из шумового тракта 2, Z B состоит из R F1 , R F2 , R , R 0 и C и C OUT Выступая в качестве фильтра на высокой частоте и Z SH_FB эквивалентный импеданс, включая функцию отрицательной обратной связи. Z SH_FB можно получить

    $$ {Z}_{SH\_ FB}=\frac{1}{g_{m\_ DN1}\left(1+\beta {A}_E\right)} $$

    (16)

    Рис. 8

    Упрощенная модель PSR

    где g m_DN1 – крутизна силового транзистора DN1. Следовательно, передаточная функция PSR может быть выражена как

    $$ \mathrm{PSR}=\frac{V_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{dd}}}=\frac{\left(1+{g}_{m\_\ mathrm{DN}1}{r}_{o\_\mathrm{DN}1}{A}_{\mathrm{path}2}\right)\left({Z}_B\Big\Vert {Z} _ {\ mathrm {SH} \ _ \ mathrm {FB}} \ right)} {r_ {o \ _ \ mathrm {DN} 1} + {Z} _B \ Big \ Vert {Z} _ {\ mathrm {SH }\_\mathrm{FB}}} $$

    (17)

    Преднамеренно устанавливая собственный коэффициент усиления HV10 намного больше, чем у силового транзистора DN1, g m_DN1 r o_DN1 A path3 таким образом, управляемый источник может быть < и < 1 пренебрегать.Выражение PSR может быть дополнительно упрощено как

    $$ \mathrm{PSR}\приблизительно \frac{Z_B\Big\Vert {Z}_{\mathrm{SH}\_\mathrm{FB}}}{r_{o\_\mathrm{DN}1 }+{Z}_B\Big\Vert {Z}_{\mathrm{SH}\_\mathrm{FB}}} $$

    (18)

    Поскольку Z B и Z SH_FB будут изменяться при изменении частоты, необходимо проанализировать частотную характеристику PSR.

    Низкая частота

    На низкой частоте коэффициент усиления ЭП очень высок, и C OUT можно рассматривать как разомкнутую цепь.Таким образом, Z B > > Z SH_FB и PSR можно записать как

    $ $ {\ mathrm {PSR}} _ {\ mathrm {LF}} \ приблизительно \ frac {1} {g_ {m \ _ \ mathrm {DN} 1} {r} _ {o \ _ \ mathrm { DN}1}\left(1+\beta {A}_{E0}\right)} $$

    (19)

    Средняя частота

    Полное сопротивление Z SH_FB будет увеличиваться, поскольку коэффициент усиления контура уменьшается на средней частоте. На данном этапе Z SH_FB все еще малы, и на PSR в основном влияет петлевое усиление.С учетом (7) PSR можно выразить как

    $ $ {\ mathrm {PSR}} _ {\ mathrm {MF}} \ приблизительно \ frac {1} {g_ {m \ _ \ mathrm {DN} 1} {r} _ {o \ _ \ mathrm { DN}1}\left(1+\beta {A}_{E0}\right)}\frac{1+s/{\omega}_p}{1+s/\left[{\omega}_p\left (1+\бета {A}_{E0}\право)\право]} $$

    (20)

    Как показано в (20), PSR ухудшается, а шум выходного напряжения становится более серьезным при увеличении частоты в пределах единичной частоты усиления.

    Высокая частота

    Из-за увеличения частоты Z SH_FB становится большим и, наконец, приближается к 1/ g m_DN1 .Полное сопротивление C OUT становится меньше, но все же намного больше, чем R 0 . Таким образом, R 0 можно опустить, как и раньше. Высокочастотный PSR зависит от деления напряжения между r o_DN1 и 1/ g m_DN1 параллельно с C OUT , что может быть представлено как

    $ $ {\ mathrm {PSR}} _ {\ mathrm {HF}} \ приблизительно \ frac {1} {g_ {m \ _ \ mathrm {DN} 1} {r} _ {o \ _ \ mathrm { DN}1}}\frac{1}{1+s{C}_{\mathrm{OUT}}/{g}_{m\_\mathrm{DN}1}} $$

    (21)

    На высоких частотах шум на выходном напряжении может быть значительно подавлен благодаря эффекту C OUT .

    Как было проанализировано ранее, хорошая противошумная способность во всем диапазоне частот предлагаемого VR гарантируется тремя аспектами. Во-первых, принимается высокий коэффициент усиления контура; Во-вторых, благодаря SPT шум источника питания мало влияет на затвор силового транзистора; В-третьих, выходной конденсатор C OUT может улучшить PSR на высоких частотах за счет фильтрации.

    Руководство по импульсному регулятору напряжения — лысый инженер

    Импульсный стабилизатор напряжения — одна из моих любимых схем.В школе это были первые схемы, которые я построил, и понял, как работают транзисторы. На самом деле, это была первая схема, в которой катушка индуктивности оказалась полезной! Импульсные регуляторы невероятно эффективны при правильной конструкции. Конечно, эта деталь о дизайне важна. Они не так просты, как линейный регулятор, который в основном состоит из микросхемы и двух конденсаторов.

    Чтобы понять основы импульсного стабилизатора, на этой неделе я выпустил AddOhms #18. Это видеоурок, посвященный импульсному регулятору напряжения.Если видеоуроки вам не по душе, продолжайте читать мой письменный учебник.

    Импульсный регулятор напряжения

    Введение

    Существует два основных типа регуляторов напряжения: линейные и импульсные. Для ознакомления с более высоким уровнем ознакомьтесь с моим предыдущим руководством по регулятору напряжения.

    Пример линейного регулятора

    Для линейных регуляторов

    требуется небольшое количество компонентов, их легко добавить на плату, но они не очень эффективны.Импульсные регуляторы можно сделать очень эффективными для конкретной схемы, но их сложно спроектировать.

    Вернувшись к AddOhms #17, мы говорили о том, как работают линейные регуляторы. В этом уроке мы рассмотрим импульсные регуляторы.

    Основные компоненты импульсного преобразователя

    Импульсный регулятор напряжения состоит из 4 основных компонентов.

    Конденсаторы

    Конденсаторы накапливают энергию в электрическом поле. При подаче напряжения конденсатор заряжается.Когда напряжение уходит, конденсатор разряжается.

    Катушки индуктивности

    Катушки индуктивности хранят энергию в магнитном поле. Когда ток течет через индуктор, создается магнитное поле. Когда ток прекращается, магнитное поле разрушается, создавая ток.

    Импульсные стабилизаторы напряжения работают за счет использования свойств накопления энергии конденсатора и катушки индуктивности. Для управления зарядом и разрядом этих компонентов мы используем диоды и транзисторы.

    Диоды

    Как мы обсуждали в AddOhms #8, диоды пропускают ток только в одном направлении.Позже мы увидим, что это важно.

    Переключатели (или транзисторы)

    Переключатель или транзистор, используемые для управления регулятором, поэтому мы называем их «импульсными регуляторами».

    Транзистор в импульсном регуляторе напряжения

    Когда переключатель выключен, ток через него не течет. Ток не течет, значит, мощность не тратится впустую. Когда переключатель находится во включенном состоянии, падение напряжения на переключателе равно 0 вольт. Итак, опять же, силы не тратятся. Обычно для транзистора используется полевой МОП-транзистор, однако можно построить преобразователь с биполярным транзистором.

    Теперь, когда у нас есть все компоненты, давайте объединим их вместе.

    Понижающий преобразователь

    Понижающий преобразователь, также называемый понижающим преобразователем, создаст выходное напряжение ниже, чем его входное напряжение. Это похоже на то, как работают линейные регуляторы, такие как LM7805.

    Катушка индуктивности пытается поддерживать ток, в то время как конденсатор пытается поддерживать постоянное напряжение. Когда мы подключаем индуктор к конденсатору, индуктор становится источником тока, а конденсатор становится источником напряжения.

    Понижающий преобразователь с ШИМ

    Транзистор используется для управления зарядкой и разрядкой катушки индуктивности. Например, вы можете использовать широтно-импульсную модуляцию, чтобы контролировать, как долго катушка индуктивности заряжается и разряжается.

    В идеальной схеме все эти компоненты не имеют потерь мощности. На самом деле все они потребляют немного энергии, что известно как коммутационные потери.

    Однако, по сравнению с линейным регулятором напряжения, эта схема включения намного эффективнее.

    Повышающий преобразователь

    Схема повышающего преобразователя

    В отличие от линейных стабилизаторов импульсные стабилизаторы могут создавать выходные напряжения выше, чем их входные. Это так называемые повышающие преобразователи. Потому что они повышают или повышают выходное напряжение. В повышающем преобразователе используются те же компоненты, что и в понижающем преобразователе, только в несколько иной конфигурации.

    Buck-Boost

    Третий тип импульсного преобразователя представляет собой конфигурацию «Повышающе-понижающую».Эта схема повышает низкое входное напряжение и снижает высокое входное напряжение. Существует несколько типов повышающе-понижающих преобразователей. Здесь нарисовано инвертирующее повышающее напряжение. Двумя другими популярными типами являются преобразователи SEPIC с несимметричным первичным индуктором и преобразователи Ćuk.

    Они обычно используются в цепях батарей для извлечения максимально возможной энергии из батареи.

    Интегральные схемы

    Обычно для импульсного стабилизатора используется интегральная схема или ИС.Он содержит переключатель и ШИМ-контроллер. Примером может служить понижающий преобразователь LM3671 от Texas Instruments.

    LM3671 Упрощенная схема

    На упрощенной схеме показаны входные конденсаторы, выходные конденсаторы и катушка индуктивности. Несмотря на то, что это выглядит просто, импульсный регулятор спроектировать намного сложнее, чем линейный регулятор.

    LM3671 В техническом описании есть полная информация

    Разработка печатной платы требует большой осторожности. В этом случае TI предоставляет очень полезную рекомендацию по компоновке в своем листе данных, а также много информации о том, как выбирать компоненты.

    Готовые модули

    Что делать, если вы не хотите прилагать столько усилий? Ну, вы можете купить готовые коммутационные модули, которые просты как входные и выходные контакты.

    Например, Adafruit предлагает готовые модули для повышения, понижения и повышения.

    Заключение

    Высокая эффективность импульсных стабилизаторов делает их идеальными для сильноточных приложений или проектов, работающих от батареи. Каков ваш опыт использования или разработки собственных импульсных источников питания?

    Я также хотел бы услышать любые ваши вопросы или советы по конструкции преобразователя постоянного тока.Я могу использовать их в будущем посте (или видео).

    Цепи виртуального заземления от регуляторов напряжения

    Эти схемы позволяют двухпроводным источникам питания постоянного тока (включая настенные адаптеры постоянного тока, батареи 9 В и 12 В и т. д.) функционировать как раздельные источники питания с тремя проводниками выходы (т. е. положительный, отрицательный И заземление). Их называют «Виртуальные площадки» или «Разветвители рельсов».
    Регулируемые регуляторы напряжения
    недорогие схемы LM317/LM337 ниже способны обеспечить до +/-18В при более чем 1.5 ампер, в 75 раз больше тока разветвителя шины TLE2426. чип. Вход питания постоянного тока может быть от 7,5 В до 40 В постоянного тока. ТО-220 Напряжение регуляторы рассчитаны на 20 Вт. Тем не менее, они могут обрабатывать ватт или более без радиаторов — пример: выход = +/- 9 В постоянного тока при 60 мА.
    Оба схемы LM317/LM337 Basic и VG1 ниже рисовать ток покоя всего 4 или 5 миллиампер — отлично подходит для работы от батареи!

    Базовый Виртуальная площадка Схема с регулируемыми регуляторами напряжения

    Как работает: LM317 (положительный) и LM337 (отрицательный) регулируемый регуляторы напряжения работают параллельно, их выходы соединены вместе через небольшие резисторы для создания виртуальной земли.LM336BZ-2.5V Напряжение задание компенсирует внутреннее задание LM317 (+1,25 В) и в Внутренний опорный сигнал LM337 (-1,25 В). Поэтому, когда LM317/LM337 настраивается булавки подключены внутри делителя напряжения R1/R2, как показано, каждое напряжение регулятор выходное напряжение становится 1/2 от любого напряжения от рельса к рельсу быть. Таким образом, вместе регуляторы напряжения «раскалывают рельсы», создание «твердая скала» виртуальная площадка.
    Хотя простое и недорогое решение для виртуальной земли, некоторые звуковые конструкции звук лучше при использовании.Например, при включении наушников усилитель, басовые ноты могут звучать чище и более жизнь как. Это может быть связано с тем, что регуляторы напряжения надежно удерживают точку заземления на месте.

    VG1 Виртуальный Цепь заземления


    Плата ПК VG1 (верхняя)
     (Внизу)   1.4 x 1,8 дюйма аналог предыдущей версии
    Платы для ПК

    VG1 доступны по цене 5 долларов каждая. P/N = VG1    Вверху справа собранная более ранняя версия.

    PC Размер платы: 1,4″ x 1,8″     Монтажные отверстия рассчитаны на 4–40 винтов с шагом 1,0″ x 1,5″.

    Все детали легко доступны и легко доступны, их можно заказать в Mouser.ком или Digikey.com.
    Резистор и значения конденсатора не критичны — можно подставлять рядом или чередовать значения.
    VG1 Список деталей: примечания:
    Р1, R2 — см. принципиальную схему VG1 1/4 Вт или 1/2 Вт
    Р3, Р4 — 0.от 75 Ом до 1 Ом 1/4 Вт или 1/2 Вт
    С1 — 470 мкФ/50 В** Панасоник П/Н ЕЭУ-FM1h571
    С2, C3 — 1000 мкФ/25 В** Панасоник Артикул EEU-FM1E102
    С4, C5 — 22 мкФ/50 В Панасоник П/Н ЕЭУ-FM1h320
    Д1 — Д4 — 1N4002 (или аналогичный) для поверхностного монтажа: MMRA4003T3
    У1 — ЛМ317Т ТО-220 пакет Digi-Key и др.
    У2 — ЛМ337Т ТО-220 пакет Digi-Key и др.
    У3 — ЛМ336З2.5 2,5 В опорное напряжение (Fairchild)
    ПРИМЕЧАНИЯ:
    1) значения для R1 и R2, показанные на диаграмме выше, дают около 2 мА тока через в LM336BZ-2,5В.
    Для определения значений используется следующая формула: R1 или R2. = (Врр — 2.5) / .002 / 2 . Например, при питании 12 В
    : (12 — 2,5) /002/2 = 2375. Поэтому используйте резистор 2,37K для R1 и R2. Также: I = (DC поставка — 2,5) / (R1+R2) .
    2) Регулировочный штифт на LM336 опорное напряжение не используется, поэтому оставляем не подключен;
    только подключить «+» и штифты «-«.
    3) Сокращение количество компонентов: при использовании батареи в качестве источника постоянного тока, например, 9 В батарея в слаботочном приложении можно пропустить установка C1-C5 и D1-D4 вместе и просто используйте Basic Схема как показано в верхней части этой страницы.Однако, когда питания малошумящих аудиосхем, и если ваш источник питания постоянного тока подключен к источнику переменного тока, вы следует установить все конденсаторы. C1 — C3 может быть на 2200 мкФ — 10 000 мкФ больше. Это требует установка всех диодов для защиты регуляторов напряжения от большие разряжающиеся конденсаторы при выключении.
    4) Проверка схемы VG1 проводилась с использованием щелочной батареи Eveready Gold 9 В. в качестве источника постоянного тока резисторы R1/R2 были равны 1.62К, а на выходе схемы нагрузки не было. Сама 9-вольтовая батарея на самом деле измеряла 9,3 В. Результаты: Земля оставалась идеально отцентрованной (+/- 4,65 В), в то время как общий потребляемый ток составлял всего около 4,5 мА. Это показывает, что с 2 мА через секцию делителя напряжения, остальная часть цепи была потребление только дополнительные 2,5 мА. И это говорит о том, что если мы добавим нагрузку 20 мА к выход, и если батарея 9 В может обеспечить от 350 мАч до 550 мАч, батарея будет длиться от 12 до 20 часов или более непрерывного использования.
    5) Вы можете чтобы уменьшить размер выходных резисторов 1 Ом до 0,75 Ом или меньше на минимизация тока через LM336BZ-2.5 (используя большее значение Р1/Р2 резисторы). Небольшое смещение напряжения в точке заземления, если оно происходит, как правило приемлемо. LM336BZ-2.5V может работать с прямым током от 0,5 мА до 10 мА. ток.
    6) LM317/LM337s требуется от 1,5 до 6 мА тока нагрузки для поддержания регулирования — и Oни будет продолжать регулировать входное напряжение до 3.7 вольт.
    7) Увеличение размер C1, C2 и C3 может быть звуковым преимуществом. Они могут быть 220 мкФ до 12 000 мкФ (или столько, сколько вы можете себе позволить или иметь место). В общем, номинальное напряжение электролитического конденсатора должно быть не менее 30 процентов выше чем независимо от их напряжения питания.
    Если вы используете виртуальную землю с аудиосхемой и вашим DC власть источник питания имеет источник переменного тока, добавив еще один регулятор напряжения перед в Секция разветвителя рельсов может еще больше улучшить качество звука. LD1085V , Регулятор напряжения 3A LDO (Low Dropout Voltage) звучит лучше для этого цель чем другие, которые я сравнивал, тестируя прослушивание. При использовании этого дополнительный регулятор напряжения (U4), убедитесь, что источник постоянного тока (входное напряжение) всегда на 1,5 В (или более) выше желаемого LM317/LM337 rail-to-rail напряжение — потому что LD1085V требуется не менее 1,3 В, чтобы оставаться в регулирование. Примечание. Максимальное входное напряжение постоянного тока для LD1085V составляет 30 В постоянного тока. (Эта схема с тремя регуляторами потребляет в два раза больше тока (или больше) в сравнении к VG1 Circuit , поэтому он может не подходить для батарея использовать.)
    Следующая схема представляет собой хороший источник питания фонокорректора (для использования с высококачественным операционным усилителем):

    VG2 Расширенный Виртуальная площадка для приложений с низким уровнем шума

    Плата VG2 (верхняя) Печатная плата VG2 (снизу)
    Платы для ПК VG2 доступны по цене 8 долларов каждая.- P/N = VG2
    Размер печатной платы: 1,4″ x 2,55″ — Монтажные отверстия рассчитаны на 4-40 винтов, расположенных на расстоянии 1,0″ x 2,25″.
    Все детали постоянно доступны и их легко найти — их можно заказать на Mouser.com или Digikey.com. Резистор и значения конденсатора не критичны — можно подставлять рядом или чередовать значения.
    Список деталей VG2: примечания:
    Р1, R2 — см. принципиальную схему VG2 1/4 Вт или 1/2 Вт
    Р3, Р4 — 0.от 75 Ом до 1 Ом 1/4 Вт или 1/2 Вт
    R5 — 200 Ом 1/4 Вт или 1/2 Вт
    R6 — см. принципиальную схему VG2 1/4 Вт или 1/2 Вт
    C1 — 470 мкФ/50 В** Панасоник П/Н ЕЭУ-FM1h571
    С2, C3 — 1000 мкФ/25 В** Панасоник Артикул EEU-FM1E102
    С4, С5, С6 — 22 мкФ/50 В Панасоник П/Н ЕЭУ-FM1h320
    Д1 — Д6 — 1N4002 (или аналогичный) для поверхностного монтажа: MMRA4003T3
    У1 — ЛМ317Т ТО-220 пакет Digi-Key и др.
    У2 — ЛМ337Т ТО-220 пакет Digi-Key и др.
    У3 — ЛМ336З2.5 2,5 В опорное напряжение (Фэйрчайлд)
    У3 — LD1084 или LD1085 ТО-220 пакет Digi-Key и др.
    Развитие Кредиты :

    Арн Roatcap : (Основатель Goldpoint Level Controls goldpt.ком ) — До схем LM317/LM337 построены виртуальные площадки с использованием регуляторы напряжения с фиксированным значением (см. схемы ниже). Интегрированный новый идеи, сконструировал все прототипы и провел обширную слушаю тесты.

    Джон Broskie : (GlassWare glass-ware.com и Tube CAD tubecad.com ) — предложил множество идей виртуальных цепей заземления с 2006 по 2013 год. Режиссер использование выходных резисторов 1 Ом на шине разветвителя напряжения регуляторы.

    Ким Лару : (head-fi.org форумах) — пришла в голову гениальная идея компенсировать ЛМ317/ЛМ337 внутренние источники опорного напряжения с помощью одного стабилитрона на 2,5 В.

    КТ88 : (head-fi.org форумы) — Внес ключевую идею использовать источник опорного напряжения LM336, вместо стабилитрона для компенсации внутреннего напряжения LM317/LM337 использованная литература.
    Регуляторы постоянного напряжения
    Показан здесь из-за их простоты следующие две схемы используют фиксированных значение регуляторов напряжения для разделения рельсов. Они ДОЛЖНЫ иметь третий регулятор напряжения (U3) для поддержания напряжения между шинами U1 и U2. от идет вверх или вниз. S возможное фиксированное значение напряжения U3/U1/U2 регулятор комбинации:
    [+10В, +5В, -5В], [+12В, +6В, -6В], [+18В, +9В, -9В], [+24В, +12В, -12В].

    Базовый Виртуальная площадка Схема с регуляторами напряжения с фиксированным значением
    Когда «дополнительная пара» регуляторов напряжения с фиксированным значением используется для Создайте виртуальную землю таким образом, абсолютные значения их выходных напряжений каждая составляет 1/2 напряжения между рельсами.И рельс к рельсу напряжение должно оставаться на заданном, неизменном напряжении, которое является суммой абсолютных значений выхода обоих регуляторов разветвителя рельса напряжения. Поэтому вы должны использовать третий регулятор напряжения (U3).
    Без U3, напряжение между рельсами может увеличиваться или уменьшаться при изменении нагрузки, разряд батареи, повышение или понижение сетевого напряжения переменного тока и т. д. И если напряжение между рельсами повышалось или понижалось, два регулятора с фиксированным значением начали бы конкурировать друг с другом, чтобы установить различные основания точки, одна или обе постоянно теряют ток (и, возможно, перегрев или перегорание).Таким образом, U3 необходим для обеспечения фиксированной регуляторы значений U1 и U2 не взаимодействуют друг с другом.
    выход U3 должен быть близок к значению U1, добавленному к абсолютному значение U2. Поскольку выходные напряжения общего фиксированного значения напряжения регуляторы отличаться на целых 5% от их номинальных значений, покупая дополнительные и предварительное тестирование их, чтобы найти их фактические выходные напряжения, позволяет выбрать их в соответствии с искомое U3 = U1 + |U2| .
    Потому что U3 потребляет в два раза больше энергии по сравнению с U1 или U2, хороший выбор для это регулируемое напряжение регулятор, такой как 3-амперный LD1085V или 5-амперный LD1084V.Это также дает преимущество разрешить использование любых стабилизаторов напряжения с фиксированным значением для U1 и U2. С регулируемым регулятором для U3 виртуальная земля точка не обязательно должна располагаться по центру между рельсами. Например, вы можете сделать +5В/-12В источник питания установив регулятор переменного напряжения U3 на 17В, выбрав U1 в качестве 7805 (+5В), а U2 как 7912 (-12В).
    Тем не менее, рекомендуется предварительно протестировать U1 и U2, чтобы найти их действительные выходное напряжение — затем отрегулируйте выходное напряжение U3 (через P1), чтобы оно соответствовало искомое U3 = U1 + |U2| перед включением питания.

    Виртуальный Земля с фиксированным Регуляторы напряжения Value только для секции разветвителя рельсов
    Альтернативный способ настройки P1 выше правильное напряжение выглядит следующим образом:
    1) Установите амперметр на высокую шкалу, например на шкалу 10А.
    2) Вставьте амперметр между источником постоянного тока и входом +V.
    3) Включите источник питания постоянного тока.
    4) Быстро отрегулируйте P1, чтобы получить самый низкий ток покоя.Если оно ниже 2А, ​​измените шкалу на 2А.
    Если затем видно, что он ниже 200 мА (вы стремясь, возможно, от 5 мА до 50 мА), переключитесь на шкалу 200 мА.
    5) Затем с помощью вольтметра проверьте выходное напряжение относительно наземная точка.
    В качестве альтернативы, вы можете заменить P1 выше постоянным резистором (R2). Это даже рекомендуется — если вы уже
    знаете точные напряжения U1 и U2. U3 = U1 + |U2| . Выходное напряжение U3 = (R2/R1 +1) x 1.25.

    А Регулятор фиксированного значения 12 В может работать от 11,5 В до 12,5 В.
    ЛД1085В: Недорогой (1 доллар США), регулируемый, (от 1,25 В до 28,5 В), 3 А положительный, низкий Выбывать Напряжение (LDO)
    78хх / 79хх (фиксированный) и LM317 / LM337 (регулируемый): Недорогой (около $0.25) и общедоступны.
    Виртуальная цепь заземления операционного усилителя мощности
    Здесь представляет собой виртуальную цепь заземления рельсового разветвителя, которая «работает», но является второй или третий выбор по звучанию. Хотя он центрирует точку земли прекрасно, для этого требуется источник постоянного тока (LD1085V), подвешенный на его выходе чтобы звучать хорошо при питании аудиосхем.постоянный ток Источник заставляет мощный операционный усилитель работать в режиме класса A. Как и L165 и LD1085V требуют радиаторов, эта схема не годится для батарея использовать (слишком много потраченной энергии).
    L165 поставляется в корпусе TO-220 с пятью выводами и рассчитан на ток до 3 ампер.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.