|
|
11.2016
11.2016
Геннадий Бандура 
11.2016
11.2016
8В. 22А. Давид Девдариани 4L1DA 
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
Геннадий Бандура 
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
03.2012
11.2016
2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
Ульяновск, 22.03.2012
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016Простой регулятор мощности на тиристорах
| Схема регулятора мощности |
Всё это позволяет подключать нагрузку большой мощности.Коммутация нагрузки производится в моменты перехода сетевого напряжения через ноль, благодаря чему значительно снижаются импульсные помехи, что, несомненно, плюс. Схема регулятора мощности содержит формирователь ступенчатого нарастающего напряжения на микросхеме DD1 и два компаратора на ОУ микросхемы DA1, а так же мощный ключ на встречно-параллельно включённых тиристорах VS1 и VS2, работой которого управляет оптопара U1. Питание низковольтной части регулятора выполнено на бестрансформаторной основе, через балластный конденсатор С1. Резистор R1 ограничивает ток через диодный мост VD2—VD5 при включении устройства в сеть, чем повышается надёжность. Ограниченное по амплитуде балластным конденсатором С1 и выпрямленное диодным мостом VD2—VD5 напряжение стабилизируется цепью HL1VD6 на уровне 9…9,5 В. Конденсатор С2 отфильтровывает низкочастотную составляющую выпрямленного напряжения, СЗ уменьшает высокочастотные составляющие и коммутационные помехи, возникающие при работе компараторов и цифровой микросхемы, чем предотвращает возможные сбои при работе устройства.
На DA1.1 выполнен формирователь тактовых импульсов. Резисторы R2, R3
выполняют ещё одну функцию — через них разряжается конденсатор С1 после
отключения от сети, чем повышается электробезопасность устройства.
Стабилитрон VD1 ограничивает амплитуду напряжения на резисторе R3 на
безопасном для DA1.1 уровне. При включении в сеть на резисторе
R3 образуются импульсы напряжения частотой 50 Гц. Компаратор DA1.1
превращает их в следующие с периодом 0,02 с прямоугольные, которые
поступают на счётный вход шестиразрядного двоичного счётчика DD1. На его
выходе 1 импульсы имеют форму меандра (т. е. их скважность равна 2) и
период следования 0,04 с. На каждом последующем выходе счётчика период
следования импульсов возрастает в два раза. Микросхема DD1
преобразует число поступивших импульсов в шестиразрядный двоичный код.
Максимальный коэффициент счёта равен 64, и цикл регулирования составляет
0,02×64 = 1,28 с, при этом переключение счётчика происходит в моменты,
когда напряжение питающей сети близко к нулю.
Резистивная матрица типа
R—2R на резисторах R6—R17 преобразует код в напряжение, в результате
чего на её выходе формируется возрастающее напряжение, имеющее 64
ступени и синхронизированное с напряжением сети. Это напряжение поступает на неинвертирующий вход компаратора,
выполненного на ОУ DA1.2, а на его инвертирующий вход подаётся
образцовое напряжение с движка переменного резистора R19, служащего
регулятором мощности. Пока напряжение на инвертирующем входе больше, чем
на неинвертирующем, на выходе компаратора присутствует низкий уровень —
светят светодиоды HL2 и HL1, при этом оптосимистор U1.2 открывает
тиристоры VS1 и VS2, и на нагрузку, подключённую к розетке XS1, подаётся
сетевое напряжение. При равенстве напряжений на входах компаратор
переключается — светодиод HL2 и излучающий диод U1.1 выключаются,
нагрузка отключается от сети. Изменяя уровень образцового напряжения
резистором R19, можно регулировать порог переключения компаратора DA1.2,
изменяя, таким образом, число периодов, в течение которых нагрузка
подключается к сети в каждом цикле регулирования.
По продолжительности
вспышек светодиода HL2 можно судить об уровне выходной мощности.Конденсатор С1 — плёночный помехоподавляющий (заменим двумя включёнными последовательно конденсаторами К73-17 ёмкостью 0,47мк с номинальным напряжением 630 В), С2 — оксидный, СЗ — керамический любого типа. Резисторы R1 и R2 — МЛТ-0,5. Резисторы такой мощности рассеяния выбраны из соображений электрической прочности, так как к ним прикладывается амплитудное напряжение сети, а это свыше 300 В. Остальные резисторы — любых типа и мощности рассеяния. Переменный резистор R19 — проволочный ППЗ-40, но можно применить и не проволочный СП или СПО сопротивлением 15…51 кОм. Стабилитроны VD1 и VD6 могут быть любого типа (первый с напряжением стабилизации в пределах 3…6 В, а второй — 6…7,5 В). Светодиоды HL1 и HL2 — любые красного или зелёного цвета свечения, главное чтобы их прямое падение напряжения не превышало 1,7…2 В. Симистор оптопары U1 должен включаться при токе через излучающий диод не более 10 мА, а допускаемое напряжение на закрытом симисторе должно быть не менее 400 В.
Этим требованиям отвечают приборы МОС3042, МОС3043, МОС3062, МОС3063,
МОС3082, МОС3083. Максимальная мощность нагрузки описываемого регулятора — 4 кВт, поэтому
тиристоры установлены на пластинчатых теплоотводах с площадью
охлаждающей поверхности 150 см2 каждый. Простой регулятор мощности для паяльника – схема
Собери простой регулятор мощности для паяльника за час
Эта статья о том, как собрать самый простой регулятор мощности для паяльника или другой подобной нагрузки. https://oldoctober.com/
Схему такого регулятор можно разместить в сетевой вилке или в корпусе от сгоревшего или ненужного малогабаритного блока питания. На сборку устройства уйдёт от силы час-два.
Самые интересные ролики на Youtube
Близкие темы.
Стабильный регулятор мощности своими руками
Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?
Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки?
Вступление.
Я много лет тому назад изготовил подобный регулятор, когда приходилось подрабатывать ремонтом р/а на дому у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я изготовил ещё один экземпляр, так как первый образец постоянно обосновался в качестве регулятора оборотов вытяжного вентилятора. https://oldoctober.com/
Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Описание конструкции >>> Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.
Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.
Как это работает?
Вот так работает тиристор в цепи переменного тока.
Когда сила тока, текущего через управляющий электрод, достигает определённого порогового значения, тиристор отпирается и запирается лишь тогда, когда исчезает напряжение на его аноде.
Примерно так же работает и симистор (симметричный тиристор), только, при смене полярности на аноде, меняется и полярность управляющего напряжения.
На картинке видно, что куда поступает и откуда выходит.
Ремарка.
В бюджетных схемах управления симисторами КУ208Г, когда есть только один источник питания, лучше управлять «минусом» относительно катода.
Чтобы проверить работоспособность симистора, можно собрать вот такую простую схемку. При замыкании контактов кнопки, лампа должна погаснуть. Если она не погасла, то либо симистор пробит, либо его пороговое напряжение пробоя ниже пикового значения напряжения сети. Если лампа не горит при отжатой кнопке, то симистор оборван. Номинал сопротивления R1 выбирается так, чтобы не превысить максимально-допустимое значение тока управляющего электрода.
При проверке тиристров в схему нужно добавить диод, чтобы предотвратить подачу обратного напряжения.
Схемные решения.
Простой регулятор мощности можно собрать на симисторе или тиристоре. Я расскажу и о тех и о других схемных решениях.
Регулятор мощности на симисторе КУ208Г.
VS1 – КУ208Г
HL1 – МН3… МН13 и т.д.
R1 – 220k
R2 – 1k
R3 – 300E
C1 – 0,1mk
На этой схеме изображён, на мой взгляд, самый простой и удачный вариант регулятора, управляющим элементом которого служит симистор КУ208Г. Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума.
Назначение элементов.
HL1 – линеаризует управление и является индикатором.
С1 – генерирует пилообразный импульс и защищает схему управления от помех.
R1 – регулятор мощности.
R2 – ограничивает ток через анод — катод VS1 и R1.
R3 – ограничивает ток через HL1 и управляющий электрод VS1.
Регулятор мощности на мощном тиристоре КУ202Н.
VS1 – КУ202Н
VD1 — 1N5408
R1 – 220k
R3 – 1k
R4 – 30k
C1 – 0,1mkF
Похожую схему можно собрать на тиристоре КУ202Н. Её отличие от схемы на симисторе в том, что диапазон регулировки мощности регулятора составляет 50… 100%.
На эпюре видно, что ограничение происходит только по одной полуволне, тогда как другая беспрепятственно проходит через диод VD1 в нагрузку.
Регулятор мощности на маломощном тиристоре.
VS1 – BT169D
VD1 – 1N4007
R1 – 220k
R3 – 1k
R4 – 30k
R5* – 470E
C1 – 0,1mkF
Данная схема, собранная на самом дешёвом маломощном тиристоре B169D, отличается от схемы приведённой выше, только наличием резистора R5, который вместе с резистором R4 являются делителем напряжения и снижают амплитуду сигнала управления.
Необходимость этого вызвана высокой чувствительностью маломощных тиристоров. Регулятор регулирует мощность в диапазоне 50… 100%.
Регулятор мощности на тиристоре с диапазоном регулировки 0… 100%.
VS1 – BT169D
VD1… VD4 – 1N4007
R1 – 220k
R3 – 1k
R4 – 30k
R5* — 470E
C1 – 0,1mkF
Чтобы регулятор на тиристоре мог управлять мощностью от ноля до 100%, нужно добавить в схему диодный мост.
Теперь схема работает аналогично симисторному регулятору.
Конструкция и детали.
Регулятор собран в корпусе блока питания некогда популярного калькулятора «Электроника Б3-36».
Симистор и потенциометр размещены на стальном уголке, изготовленном из стали толщиной 0,5мм. Уголок прикручен к корпусу двумя винтами М2,5 с использованием изолирующих шайб.
Резисторы R2, R3 и неоновая лампа HL1 одеты в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены методом навесного монтажа на других электроэлементах конструкции.
Для повышения надёжности крепления штырей вилки, пришлось напаять на них по несколько витков толстой медной проволоки.
Так выглядят регуляторы мощности, которые я использую много лет.
А это 4-х секундный ролик, который позволяет убедиться в том, что всё это работает. Нагрузкой служит лампа накаливания мощностью 100 Ватт.
Дополнительный материал.
Цоколёвка (распиновка) крупных отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря могучему металлическому корпусу эти приборы могут без дополнительного радиатора рассеивать мощность 1… 2 Ватта без существенного изменения параметров.
Цоколёвка мелких популярных тиристоров, которые могут управлять напряжением сети при среднем токе 0,5 Ампера.
| Тип прибора | Катод | Управ. |
Анод |
| BT169D(E, G) | 1 | 2 | 3 |
| CR02AM-8 | 3 | 1 | 2 |
| MCR100-6(8) | 1 | 2 | 3 |
28 Апрель, 2011 (23:10) в Источники питания, Сделай сам
Простой регулятор мощности на двух тиристорах / Sandbox / Habr
Здравствуйте, уважаемые хабровчане!Данный пост посвящен созданию устройства для регулировки мощности бытовых приборов (лампочки, паяльники, обогреватели, электроплитки).
Конструкция устройства очень простая, количество элементов минимальное, его способен собрать даже начинающий. Без радиаторов мощность нагрузки до 1 кВт, с использованием радиаторов можно увеличить до 1,5 кВт. Мной устройство было собрано за один вечер. Ниже видео, демонстрирующее работу.
Подробности:
Девайс был размещен в корпусе от старого CD-ROM-а. Для передней и задней стороны корпуса необходимо вырезать пластмассовые стороны 4х14,5 см., и либо прикрутить либо приклеить к корпусу. Девайс в сборе выгладит так:
Перечень элементов, принципиальная схема и описание работы:
Нам понадобится:
- Тиристоры: КУ-202Н, М — 2 шт.
- Динисторы: КН-102А, Б — 2 шт
- Резисторы: Любые, R=220 Ом, мощностью 0,5 Вт
- Конденсаторы: 0,1 мкФ, 400 В — 2 шт.
- Любой переменный резистор сопротивлением 220 — 330 кОм (в случае с 220 кОм нижний предел регулировки будет выше чем 330 кОм)
- Провод с вилкой для подключения к сети и розетка для подключения нагрузки
- Для защиты можно добавить предохранитель
Принципиальная электрическая схема выглядит так:
Данный регулятор использует принцип фазового управления.
Он основан на изменении момента включения тиристора относительно перехода сетевого напряжения через ноль. На начало полу периода тиристор закрыт, ток через него не идет. Через некоторое время (в зависимости от текущего сопротивления переменного резистора) напряжение на конденсаторе достигает уровня необходимого для открытия динистора, он открывается и в свою очередь открывает тиристор. Для второго полу периода все аналогично.
График прохождения тока через нагрузку:
Подробности сборки и окончательный вид:
На момент сборки устройства в моем арсенале не было приспособлений для изготовления печатных плат, поэтому сборка делалась на куске старой платы, на которой до этого был какой то прибор. После соединения всех деталей и упаковки всего внутрь корпуса от CD-ROM-а готовое изделие внутри выглядит вот так:
Итоги:
За очень короткое время собрана полезная вещь из старых деталей. Но есть и некоторые недостатки, это то что пределы регулировки немного изменяются в зависимости от нагрузки, наличие радиопомех и некоторая нестабильность на небольшом участке регулировки.
Простой регулятор мощности — RadioRadar
Основное преимущество регуляторов мощности, в которых коммутация тринисторов происходит в момент перехода сетевого напряжения через нуль — малый уровень помех. Для упрощения схемы в этих регуляторах применяют ступенчатое регулирование выходной мощности.
В описанном ниже устройстве в качестве регулирующего элемента использован переменный резистор. Число ступеней регулирования можно изменять от четырех до шестнадцати с дискретностью соответственно от 25 до 6,25%. Минимум коммутационных помех во всем диапазоне регулирования мощности обеспечивает включение тринистора при мгновенном напряжении сети около 5 В.
Принципиальная схема регулятора мощности на восемь ступеней (т.е. с дискретностью 12,5%) изображена на рис. 1, временные диаграммы — на рис. 2 Импульсы частотой следования 100 Гц формируют из сетевого напряжения диодный мост VD5…VD8, цепь R4VD3R3 и элемент DD2.1, а делитель частоты DD1 понижает ее до 12,5 Гц.
Для изменения дискретности регулирования нужно увеличить (или уменьшить) коэффициент деления делителя и во столько же раз соответственно изменить величину емкости С1.
Рис.1. Принципиальная схема регулятора мощности
Рис.2. Временные диаграммы
Импульсы с делителя переключают RS-триггер на элементах DD2.2, DD2.3. Напряжение на выводе 6 элемента DD2.3 будет возрастать по экспоненциальному закону. При появлении единичного сигнала на этом выводе триггер установится в нулевое состояние (на выводе 4 элемента DD2.3 — сигнал 0). На выводе 10 элемента DD2.4 будет сигнал высокого уровня, который откроет транзистор VT1 и тринистор VS1. Переключение RS-тригера в нулевое состояние будет происходить в момент перехода сетевого напряжения через нуль. При появлении единичного напряжения на выводе 5 счетчика DD1 через цепь R1VD2R2 начинает заряжаться конденсатор С1. При появлении сигнала низкого уровня на выходе счетчика DD1 конденсатор С1 начинает разряжаться через цепь R2-VD1-R1. Напряжение на входе элемента DD2.
3 уменьшается, и когда оно станет меньше порогового, триггер перестанет переключаться. Таким образом, регулируя резистором R2 соотношение скорости зарядки и разрядки конденсатора С1, изменяют число импульсов, поступающих на базу транзистора VT1, тем самым, регулируя мощность в нагрузке от нуля (движок резистора R2 в верхнем по схеме положении) до 100% (движок в нижнем положении).
По спаду импульса на выводе 6 элемента DD2.3 RS-триггер возвращается в исходное состояние, и транзистор VT1 закрывается. Тринистор VS1 закроется тогда, когда ток нагрузки станет меньше тока удержания тринистора, т.е. в момент, близкий к переходу сетевого напряжения через нуль.
В устройстве использованы резисторы МЛТ-0,125, R2 — СП-1. Резистор R4 составляют из четырех параллельно включенных резисторов МЛТ-2. Конденсатор С1 — КМ-5б, С2 — К50-16. Диоды VD5… VD8 — кремниевые с обратным напряжением не менее 300 В и средним прямым током 10 А. Печатная плата устройства изображена на рис. 3.
Рис.
3. Печатная плата регулятора
Процесс настройки можно контролировать по лампе накаливания, включенной на выход устройства. Однако необходимо учесть, что для 4-, 8- и 16-ступенчатых регуляторов частота коммутации тока в нагрузке составит 25, 12.5, 6.25 Гц соответственно, поэтому в качестве нагрузки можно использовать лишь устройства с близкой тепловой инерцией (паяльники, электроплиты и т.п.)
Автор: С. ЗОЛОТАРЕВ, г. Добруш
Простой регулятор мощности « схемопедия
Основное преимущество регуляторов мощности, в которых коммутация тринисторов происходит в момент перехода сетевого напряжения через нуль – малый уровень помех. Для упрощения схемы в этих регуляторах применяют ступенчатое регулирование выходной мощности.
В описанном ниже устройстве в качестве регулирующего элемента использован переменный резистор. Число ступеней регулирования можно изменять от четырех до шестнадцати с дискретностью соответственно от 25 до 6,25%. Минимум коммутационных помех во всем диапазоне регулирования мощности обеспечивает включение тринистора при мгновенном напряжении сети около 5 В.
Принципиальная схема регулятора мощности на восемь ступеней (т.е. с дискретностью 12,5%) изображена на рис. 1, временные диаграммы – на рис. 2 Импульсы частотой следования 100 Гц формируют из сетевого напряжения диодный мост VD5…VD8, цепь R4VD3R3 и элемент DD2.1, а делитель частоты DD1 понижает ее до 12,5 Гц. Для изменения дискретности регулирования нужно увеличить (или уменьшить) коэффициент деления делителя и во столько же раз соответственно изменить величину емкости С1.
Рис.1. Принципиальная схема регулятора мощности
Рис.2. Временные диаграммы
Импульсы с делителя переключают RS-триггер на элементах DD2.2, DD2.3. Напряжение на выводе 6 элемента DD2.3 будет возрастать по экспоненциальному закону. При появлении единичного сигнала на этом выводе триггер установится в нулевое состояние (на выводе 4 элемента DD2.3 – сигнал 0). На выводе 10 элемента DD2.4 будет сигнал высокого уровня, который откроет транзистор VT1 и тринистор VS1. Переключение RS-тригера в нулевое состояние будет происходить в момент перехода сетевого напряжения через нуль.
При появлении единичного напряжения на выводе 5 счетчика DD1 через цепь R1VD2R2 начинает заряжаться конденсатор С1. При появлении сигнала низкого уровня на выходе счетчика DD1 конденсатор С1 начинает разряжаться через цепь R2-VD1-R1. Напряжение на входе элемента DD2.3 уменьшается, и когда оно станет меньше порогового, триггер перестанет переключаться. Таким образом, регулируя резистором R2 соотношение скорости зарядки и разрядки конденсатора С1, изменяют число импульсов, поступающих на базу транзистора VT1, тем самым, регулируя мощность в нагрузке от нуля (движок резистора R2 в верхнем по схеме положении) до 100% (движок в нижнем положении).
По спаду импульса на выводе 6 элемента DD2.3 RS-триггер возвращается в исходное состояние, и транзистор VT1 закрывается. Тринистор VS1 закроется тогда, когда ток нагрузки станет меньше тока удержания тринистора, т.е. в момент, близкий к переходу сетевого напряжения через нуль.
В устройстве использованы резисторы МЛТ-0,125, R2 – СП-1. Резистор R4 составляют из четырех параллельно включенных резисторов МЛТ-2. Конденсатор С1 – КМ-5б, С2 – К50-16. Диоды VD5… VD8 – кремниевые с обратным напряжением не менее 300 В и средним прямым током 10 А. Печатная плата устройства изображена на рис. 3.
Рис.3. Печатная плата регулятора
Процесс настройки можно контролировать по лампе накаливания, включенной на выход устройства. Однако необходимо учесть, что для 4-, 8- и 16-ступенчатых регуляторов частота коммутации тока в нагрузке составит 25, 12.5, 6.25 Гц соответственно, поэтому в качестве нагрузки можно использовать лишь устройства с близкой тепловой инерцией (паяльники, электроплиты и т.п.)
Автор: С. ЗОЛОТАРЕВ, г. Добруш
Простой регулятор тока своими руками
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.
Важно помнить! Приборы этого типа предназначены для изменения и настройки питающего напряжения, а не тока. Ток регулируется полезной нагрузкой!
4 вопроса по теме регуляторов напряжения
- Для чего нужен регулятор:
а) Изменение напряжения на выходе из прибора.
б) Разрывание цепи электрического тока
- От чего зависит мощность регулятора:
а) От входного источника тока и от исполнительного органа
б) От размеров потребителя
- Основные детали прибора, собираемые своими руками:
а) Стабилитрон и диод
б) Симистор и тиристор
- 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.
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.
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.
- 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.
- Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
- 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
- Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный используют специальные микросхемы серии LM.
- 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:
- КР1157 – отечественная микросхема, с пределом по входному сигналу до 25 вольт и током нагрузки не выше 0.1 ампер.
- 142ЕН5А – микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не выше 15 вольт.
- TS7805CZ – прибор с допустимыми токами до 1.5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
- 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:
- Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
- От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
- Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
- 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.
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.
В статье стоит раскрыть тему того, как совершает работу тиристорный регулятор напряжения, схему которого можно более подробно осмотреть в интернете.
В повседневной жизни в большинстве случаев может развиться особая необходимость в регулировании общей мощности бытовых приборов, к примеру, электроплит, паяльника, кипятильника, а также ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и прочего.
В этом случае на помощь нам придёт простая и радиолюбительская конструкция — это особый регулятор мощности на тиристоре.
Создать такое устройство не составит особого труда, оно может стать тем первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала в паяльнике у любого начинающего радиолюбителя. Нужно отметить и тот факт, что готовые паяльники на станции с общим контролем температуры и остальными особенными функциями стоят намного больше, чем самые простые модели паяльников. Минимальное число деталей в конструкции поможет собрать несложный тиристорный регулятор мощности с навесным монтажом.
Следует отметить, что навесной тип монтажа — это вариант осуществления сборки радиоэлектронных компонентов без использования при этом специальной печатной платы, а при качественном навыке он помогает быстро собрать электронные устройства со средней сложностью производства.
Также вы можете заказать электронный тип конструктора тиристорного типа регулятора, а тот, кто хочет полностью разобраться во всём самостоятельно, должен изучить некоторые схемы и принцип функционирования прибора.
Между прочим, такое устройство является регулятором общей мощности. Такое устройство может быть применимо для управления общей мощностью либо управлением числа оборотов. Но для начала нужно полностью разобраться в общем принципе функционирования такого устройства, ведь это поможет понять, на какую нагрузку стоит рассчитывать при использовании такого регулятора.
Как совершает свою работу тиристор?
Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, который способен быстро провести ток в одну сторону. Слово управляемый обозначает тиристор не просто так, так как с его помощью, в отличие от диода, который также проводит общий ток лишь к одному полюсу, можно выбирать отдельный момент, когда тиристор начнёт процесс проведения тока.
Тиристор обладает сразу тремя выводами тока:
Чтобы осуществить течение тока через такой тиристор, стоит выполнить следующие условия: деталь обязана в обязательном порядке расположена на самой цепи, которая будет находиться под общим напряжением, на управляющую часть электрода должен быть подан нужный кратковременный импульс.
В отличие от транзистора, управление таким тиристор не будет требовать от пользователя удержания управляющего сигнала.
Но в этом все трудности использования такого прибора заканчиваться не будут: тиристор можно легко закрыть, если прервать поступление в него тока по цепи, либо создав обратное напряжение анод — катод. Это будет значить то, что применение тиристора в цепях постоянного тока считается довольно специфичным и в большинстве случаев полностью неблагоразумно, а в цепях переменного, к примеру, в таком устройстве как тиристорный регулятор, схема создана таким методом, чтобы было полностью обеспечено условие для закрытия прибора. Любая данная полуволна будет полностью закрывать соответствующий отдел тиристора.
Вам, скорее всего, сложно понять схему его строения. Но, не нужно расстраиваться — ниже будет более подробно описан процесс функционирования такого устройства.
Область использования тиристорных устройств
В каких целях можно использовать такое устройство, как регулятор мощности тиристор.
Такой прибор позволяет более эффективно регулировать мощность нагревательных приборов, то есть осуществлять нагрузку на активные места. Во время работы с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры способны просто не закрыться, что может приводить к выходу такого оборудования из нормальной работы.
Можно ли самостоятельно осуществить регулирование оборотов в двигателе прибора?
Многие из пользователей, которые видели или даже на практике применяли дрели, углошлифовальные машины, которые по-другому называются болгарками, и другими электроинструментами. Они могли легко увидеть, что число оборотов в таких изделиях зависит, главным образом, от общей глубины нажатия на кнопку-курок в устройстве. Такой элемент как раз и будет находиться в тиристорном регуляторе мощности (общая схема такого прибора указана в интернете), при помощи которого и происходит изменение общего числа оборотов.
Стоит обратить своё внимание на то, что регулятор не может самостоятельно менять свои обороты в асинхронных двигателях.
Таким образом, напряжение будет полноценно регулироваться на коллекторном двигателе, который оборудован специальным щелочным узлом.
Как работает такое устройство?
Описанные ниже характеристики будет соответствовать большинству схем.
- Тиристорный регулятор общей мощности, принцип и особенности работы которого будут основаны на фазовости управления величиной напряжения, изменяет и общую мощность в приборах. Данная особенности заключена в том, что в нормальных производственных условиях на нагрузку могут воздействовать примерные показатели напряжения бытовой сети, которая будет меняться в соответствии с синусоидальным законом. Выше, при описании принципа функционирования работы тиристора было сказано о том, что любой тиристор включает в себя функционирование лишь в одном направлении, то есть осуществляет управление своей полуволной от синусоидов. Что же это может означать?
- Если при помощи такого прибора, как тиристор со временем подключать нагрузку в строго определённое время, то показатель действующего напряжения будет довольно низким, так как половина от напряжения (действующее значение, которое и воспроизводит нагрузку) будет намного меньше, чем световое. Такое явление можно рассмотреть на графиках движения.
При этом происходит определённая область, которая будет находиться под особым напряжением. Когда воздействие положительной полуволны окончится и начнётся новый период движения с отрицательно полуволной, то один из таких тиристоров начнёт закрываться, и в это же время откроется новый тиристор.
Вместо слов положительная и отрицательная волна стоит использовать первая и вторая (полуволна).
В то время как на схему начинает своё воздействие первая полуволна, происходит особая зарядка ёмкости С1, а также С2. Скорость их полной зарядки будет ограничена потенциометром R 5. Такой элемент будет полностью переменным, и при его помощи будет задаваться выходное напряжение. В тот момент, когда на поверхности конденсатора С1 появится нужное для открытия диристора VS 3 напряжения, весь динистор откроется, а через него начнёт проходить ток, при помощи которого откроется тиристор VS 1.
Во время пробоя динистра и образуется точка на общем графике. После того как значение напряжение перейдёт нулевую отметку, и схема будет находиться под воздействием второй полуволны, тиристор VS 1, закроется, а процесс будет повторяться, только уже для второго динистра, тиристора, а также конденсатора. Резисторы R 3 и R 3 нужны для ограничения общего тока управления, а R 1 и R 2 — для процесса термостабилизации всей схемы.
Принцип действия второй схемы будет точно такой же, но в ней будет происходить управление лишь одной из полуволн переменного тока. После того, как пользователь будет понимать принцип работы устройства и его общую схему строение, он сможет понять как собрать или же в случае необходимости починить тиристорный регулятор мощности самостоятельно.
Тиристорный регулятор напряжения своими руками
Нельзя сказать о том, что данная схема не обеспечит гальваническую развязку от источника питания, поэтому есть определённая опасность поражения электрическими разрядами тока. Это будет означать то, что не нужно касаться руками элементов регулятора.
Следует спроектировать конструкцию вашего прибора таким образом, чтобы по возможности вы смогли спрятать её в регулируемом устройстве, а также найти более свободное место внутри корпуса. Если регулируемое устройство будет расположено на стационарном уровне, то имеет определённой смысл осуществить его подключение через выключатель с особым регулятором уровня яркости света. Такое решение сможет частично обезопасить человека от поражения током, а также избавит его от необходимости поиска подходящего корпуса у прибора, обладает привлекательным внешним строением, а также создано с использованием промышленных технологий.
Способы регулирования фазового напряжения в сети
- Есть сразу несколько способов осуществления регуляции переменного напряжения в тиристорах: можно совершать пропуск или же запрещать выход на регуляторе целых четыре полупериода (либо периода) переменного напряжения. Можно включать не в начале совершения полупериода сетевого напряжения, а с совершением некоторой задержки. В течение данного времени напряжение на выходе из регулятора будет равняется отметки нуль, а общая мощность не будет передаваться на выход устройства. Вторую часть полупериода тиристор начнёт проводить ток и на выходе регулятора будет возникать особое входное напряжение.
- Время задержки в большинстве случаев именуют углом открывания тиристора, так как во время нулевого значения угла почти всё напряжение от входа будет переходить к выходу, только падение на открытой области тиристора начнёт теряться. Во время увеличения общего тиристорного угла регулятор напряжения будет значительно снижать выходной параметр напряжения.
- Регулировочная характеристика у такого прибора во время своей работы, во время активной нагрузки осуществляется особо интенсивно. При угле равному 90 градусов (электрических) на выходе из разъёма будет половина входного напряжения, а при общем угле в 180 электрических градусов на выходе будет показатель нуль.
На основе принципов и особенностей фазового регулирования напряжения можно построить определённые схемы регулирования, стабилизации, а в отдельных случаях с плавного пуска. Для осуществления более плавного пуска напряжение стоит со временем повышать от нуля до максимального показателя. Таким образом, во время открывания тиристора максимальный показатель значения должен изменяться до отметки нуль.
Схемы на тиристорах
Регулировать общую мощность паяльника можно довольно просто, если использовать для этого аналоговые или же цифровые паяльные станции. Последние довольно дорогие совершать использование, и собрать их, не имея особого опыта, довольно сложно. В то время как аналоговые приборы (считаются по своей сути регуляторами общей мощности) не составит труда создать самостоятельно.
Довольно простая схема прибора, которая поможет регулировать показатель мощности на паяльнике.
- VD — КД209 (либо близкие по его общим характеристикам).
- R 1 — сопротивление с особым номиналом в 15 кОм.
- R 2 — это резистор, который обладает особым показателем переменного тока около 30 кОм.
- Rn — это общая нагрузка (в этом случае вместо неё будет использован особый маятник).
Такое устройство для регуляции может контролировать не только положительный полупериод, по этой причине мощность паяльника будет в несколько раз меньше номинальной. Управляется такой тиристор с помощью специальной цепи, которая несёт в себе два сопротивления, а также ёмкость. Время зарядки конденсата (оно будет регулироваться особым сопротивлением R2) влияет на длительность открытия такого тиристора.
Электроника 102 — Урок 4
На предыдущем уроке мы улучшили усилитель, смоделировали его и продемонстрировали производительность с использованием SPICE.В этом уроке мы собираемся разработать регулятор напряжения — сердце любого источника питания.
Потребность в регуляторах напряжения
Назначение регуляторов напряжения — обеспечить стабильное напряжение питания в цепях. вы проектируете.
Это самые распространенные схемы (каждая электронная система, независимо от ее функции, есть хотя бы один), и все же ими часто пренебрегают из-за их утилитарности природа.
Нам нужны регуляторы напряжения, потому что источники первичного питания (например, обычные батареи, или напряжение переменного тока, которое мы получаем от сетевой розетки) обычно не очень стабильны или нестабильны достаточно, чтобы гарантировать, что наши схемы работают в пределах своих спецификаций.
Например, напряжение, которое мы получаем от автомобильного аккумулятора, может варьироваться от 14,4 В. когда двигатель работает и генератор заряжает аккумулятор, и при низком уровне 8 или 9 В при запуске двигателя холодным утром.Потому что может быть положительный или отрицательные всплески, наложенные на напряжение батареи из-за другого оборудования, большинство автомобильное оборудование рассчитано на работу с напряжением до 16 В. Внутри некоторых цепей для правильной работы требуется стабильное напряжение, например микропроцессор, используемый для управления магнитолой. Большинство микропроцессоров работают от источника питания 3 В или 5 В, которое должно регулироваться с точностью до доли вольт. Например, многие микросхемы, рассчитанные на работу от номинального напряжения 5 В. требуется, чтобы напряжение оставалось в пределах 4.5 и 5,5 Вольт.
опорного напряженияДля работы регуляторам напряжения требуется ссылка. А Напряжение ссылка является частью или цепь, обеспечивающая стабильное напряжение при выходе за пределы параметров, таких как напряжение питания или температура варьируется.
Наиболее распространенное опорное напряжение диод Зенера ([1]). Стабилитрон — это диод, в котором наблюдается лавинный обратный пробой. оптимизированы и количественно определены таким образом, чтобы диод мог безопасно работать в этой области.
Мы можем использовать SwitcherCAD, чтобы проиллюстрировать поведение стабилитрона.
<Зинер-1.png>
Создайте схему сейчас, вам не нужно пока вводить какое-либо значение в Source V1. Не беспокойтесь о.Заявление постоянного тока в нижней части схемы, это просто строка текста, которую я поместил туда для справки. Когда вы закончите создание схемы, нажмите Simulate-> Edit Simulation Cmd. затем выберите «Развертка по постоянному току».
Введите следующие значения:
- Название 1-го источника для проверки: V1
- Тип развертки: линейный
- Начальное значение: -4
- Стоп-значение: 16
- Приращение: 0,1
У вас должен получиться такой сюжет:
<Зинер-2.png>
При напряжениях источника выше примерно 6 В стабилитрон начинает проводить ток и напряжение на нем составляют около 6.2 В, что является номинальным Напряжение стабилитрона для этой части.
Область отрицательного напряжения интересна тем, что показывает, что Стабилитрон похож на настоящий диод, когда он смещен в прямом направлении. Однако мы не собираемся использовать стабилитрон в этой области.
Самая интересная часть — это область обратного смещения (когда напряжения от V1 равны положительный). Эффект Зенера обеспечивает напряжение около 6,2 В, что вполне достаточно. стабильно по сравнению с напряжением источника.
Чтобы выяснить, насколько стабильна, давайте повторно запустим симуляцию, но с разверткой исходного кода. от 8 до 18 В.
<Зинер-3.png>
Регулировка линии = дельта (В
на выходе ) / дельта (В на выходе )В этом случае изменение выходного напряжения при вводе изменение напряжения с 14 до 16 В (изменение на 2 В) составляет 20 мВ, поэтому Стабилизация линии между 14 и 16 В составляет 1%.
Если бы мы заменили источник V1 автомобильным аккумулятором, мы бы ожидайте, что регулируемое напряжение стабилитрона будет варьироваться от 6,24 до 6,38 В, в то время как напряжение батареи изменяется с 8 до 16 В, что является значительным улучшением.
Давайте посмотрим, как влияет температура, добавив оператор .STEP к моделирование.
Щелкните значок текста и введите в текстовое поле следующее: «.STEP TEMP LIST 0 25 50», затем нажмите «Директива», «ОК» и запустите снова симуляция.
<Зинер-4.png>
Шунтирующие регуляторы
Этот тип схемы называется шунтирующим регулятором , потому что регулирующий элемент находится параллельно (а не последовательно) с нагрузкой. Пока наши схема не показывает нагрузку (пока), нагрузка запитана от любой цепи от регулируемого напряжения, которое, следовательно, будет подключено параллельно с стабилитроном.
Особенность шунтирующего регулятора, которая может быть как преимуществом, так и неудобством. в зависимости от того, где и как используется схема, шунтирующий регулятор тянет постоянный ток от источника. Ток, взятый из источника, является ток, протекающий через последовательный резистор. Поскольку ток, который течет через последовательный резистор зависит только от напряжения источника, Напряжение стабилитрона и номинал резистора постоянны до тех пор, пока напряжение источника постоянно и не зависит от тока нагрузки.
Преимущество заключается в том, что ток источника не зависит от тока нагрузки.
Недостатком является то, что КПД схемы очень низок при малые токи нагрузки, поэтому схема не оптимизирована для работы от батареи.
Трудно представить более простую схему, она состоит всего из двух основных компонентов.
С другой стороны, доступный ток ограничен. Посмотрим, какой ток мы можем получить от этой схемы.
Расчет максимального тока нагрузки
В этой модифицированной схеме я добавил резистор R2, чтобы представить схему, которая будет использовать опорное напряжение. Резистор пока не имеет значения, он нужен для пояснения сути. Этот резистор составляет нагрузку и потребляет определенный ток. Нам нужно убедиться, что регулятор может обеспечивать ток, необходимый для цепи. представлен резистором R2.
<Зенера-5.png >>
Я
R1 = Я D1 + Я R2 В нашей примерной схеме, когда напряжение источника равно 12 В, напряжение на стабилитроне равно 6,34 В, поэтому напряжение на резисторе R1 составляет 5,66 В, поэтому ток в резисторе будет 5,66 / 1000 или 5,66 мА.По мере уменьшения значения R2 ток через него будет увеличиваться, а ток через D1 уменьшится на такую же величину.
Если ток нагрузки (ток через R2) приближается к 5,66 мА, стабилитрон будет голодать (ток через него будет очень низким или нулевым), и он не будет делать свое работа по регулированию напряжения. Давайте узнаем, сколько тока мы можем пропустить D1, посмотрев на спецификацию.
Чтобы просмотреть весь документ, нажмите на картинку.
I
макс. = P макс. / V стабилитрон В этом случае максимальный ток равен 0.225 / 6,2 = 0,036 А или 36 мА.Если вы прочитаете примечания в листе технических данных, вы увидите, что 225 мВт — это Абсолютный максимальный рейтинг при температуре окружающей среды 25 ° C. В техническом паспорте также указаны вы можете определить тепловое сопротивление и номинальные характеристики для температур выше 25 градусов.
Не вдаваясь в детали этих расчетов прямо сейчас, хороший практика проектирования заключается в ограничении максимального тока в нашей цепи до не более более 50% от абсолютного максимума рейтинга.Это 18 мА.
Если наша схема такова, что ток нагрузки может изменяться от нуля до некоторого значения, мы должны убедиться, что через R1 проходит не более 18 мА.
При выбранном нами (несколько произвольно) значении R1 мы достигнем 18 мА. когда напряжение от V1 составляет 6,2 + (1000 * 0,018) = 24,2 В, где 6,2 — это номинальное напряжение стабилитрона, а (1000 * 0,018) — это напряжение, которое нам нужно приложить через R1, чтобы через него протекал ток 18 мА.Итак, похоже, что у нас есть довольно большой запас прочности относительно максимальной рассеиваемой мощности в стабилитроне.
Теперь нам нужно рассмотреть, что происходит при минимальном напряжении питания. На примере автомагнитолы минимальное напряжение от аккумулятора может быть всего 8 В. При напряжении питания 8 В ток через R1 будет Только:
I
R1 = (V источник — V стабилитрон ) / R1 Это равняется 1.8 мА.Итак, если эта схема использовалась в автомобильном радиоприемнике для обеспечения регулируемого напряжения 6,2 В некоторые чувствительные схемы, мы можем потреблять до 1,8 мА без потери регулирования, и не рискуя взорвать стабилитрон при максимальном напряжении батареи.
На практике, точно так же, как мы снижали максимальный ток, мы не хотели бы полностью заморозить стабилитрон и убедиться, что напряжение остается в норме, мы должны поддерживать минимальный ток в стабилитроне.В таблице данных перечислены напряжение стабилитрона для 3 значений тока 1, 5 и 20 мА, поэтому пока оно допустимо интерполировать между данными значениями, менее рекомендуется используйте часть за пределами указанного диапазона значений, поэтому мы должны сохранить минимум 1 мА хоть стабилитрон, чтобы он работал нормально.
Это означает, что у нас есть доступный ток нагрузки до 0,8 мА.
Получение большей мощности с помощью регулятора прохода серии
Что делать, если 0.8 мА мало?
Что ж, мы могли либо:
- Уменьшите значение R1. Мы видели, что при текущем значении 1 кОм мы не сможем достичь безопасного максимального рассеивания мощности до тех пор, пока напряжение питания составляет 24,2 В. Мы можем уменьшить значение R1 так, чтобы максимальная безопасная мощность рассеяние достигается при 18 В, что является максимальным напряжением питания, которое мы нужно проектировать для.
- Переконструируйте схему, установив стабилитрон с более высокой номинальной мощностью (и уменьшите значение резистора R1, чтобы через него протекал больший ток), или
- Добавьте усилитель тока, используя один или несколько транзисторов.
Решение 1 легко реализовать и недорого, но оно не дает многого. улучшения. В данном случае максимальный ток стабилитрона составляет 18 мА, т.е. также максимально возможный ток нагрузки.
В общем, решение 2 не имеет особого смысла, потому что стабилитрон большей мощности их труднее достать, и цепь быстро потратит много энергии. В связи с тенденцией к оборудованию с батарейным питанием важно знать решения, которые не тратят впустую электроэнергию и не тратят минимум, необходимый для выполнения функции.
Решение 3 немного сложнее, но предлагает большую гибкость и больше эффективный.
Итак, попробуем решение 3.
Существует хорошо известная схема, выполняющая нужную нам функцию, поэтому без лишних слов, вот оно:
<Регулятор-1.png>
Точно так же источник тока будет генерировать любое напряжение, необходимое для количество тока, которое мы запросили.
Вы можете выбрать текущий источник из меню «Компонент», просто найдите и нажмите на «текущий».
Источники тока не так интуитивно понятны, как источники напряжения, поэтому не беспокойтесь если концепция кажется странной. Просто следите за тем, что мы будем делать с этим, и снова раз он станет вам знакомым.
Еще одна вещь, которую вы могли заметить, если действительно наблюдательны, — это то, что мы есть стабилитрон с каталожным номером BZX84C5V6L, которого не было в библиотеке.
Я жульничал. Я хотел продемонстрировать известную схему — стабилизатор на 5 В.Предыдущая схема представляла собой стабилизатор на 6,2 В, которого было достаточно для этой цели. упражнения, используется редко. 5 В — гораздо более распространенное напряжение, а Стабилитрон 5,6 В часто используется в схеме, подобной той, которую я только что описал. Но в библиотеке SwitcherCAD не было стабилитрона на 5,6 В.
Если вы обратитесь к спецификации Motorola (полный документ в формате pdf, а не выдержка выше), вы увидите, что некоторые номера деталей выделены жирным шрифтом. В примечании указано что эти номера деталей предпочтительнее , что означает, что они гораздо более вероятны быть в наличии.Часть 5,6 В выделена жирным шрифтом, поэтому разумно предположить, что она должна были в библиотеке. Учитывая, сколько мы заплатили за SwitcherCAD, мы Простите Linear Technology за то, что она не включила все возможные номера деталей.
Так как же мне получить стабилитрон 5,6 В в SwitcherCAD?
Я открыл файл библиотеки диодов, C: \ Program Files \ LTC \ SwCADIII \ lib \ cmp \ standard.dio в текстовом редакторе и добавил BZX84C5V6L следующим образом:
.модель BZX84C5V6L D (Is = 1,66n Rs = 0,5 Cjo = 205p nbv = 3 bv = 5,6 Ibv = 1 м Vpk = 5,6 mfg = Тип двигателя = стабилитрон)Вы можете вырезать и вставить всю строку. Я поместил его прямо над частью BZX84C6V2L в файле. Обратите внимание, что эта модель, вероятно, не так хороша, как другие. Это подходит для приведенный ниже пример, но он может не подходить для более сложных симуляций. Поэтому, когда вы закончите курс, вы можете удалить модель из библиотеки.
Мне пришлось закрыть и снова открыть SwitcherCAD, потому что программа явно читает библиотеки при запуске программы и после того, как я изменил файл, она не перезагружала его автоматически.
Хорошо, хватит библиотеки SwitcherCAD, транзистор, который мы добавили к шунтирующему стабилизатору, в конфигурации, известной как Emitter-Follower . Это означает, что напряжение на эмиттер следует за напряжением на базе (с небольшим смещением обычно от 0,6 до 0,7 В). Коэффициент усиления по напряжению такой схемы чуть меньше 1.
Таким образом, если напряжение базы поддерживается на уровне 5,6 В, напряжение на эмиттере будет быть примерно от 4,9 до 5.0 Вольт.
Прежде чем двигаться дальше, убедитесь, что вы запрограммировали V1 как источник напряжения 12 В.
Чтобы сделать симуляцию более интересной, мы проведем развертку постоянного тока по току.
Нажмите Simulate-> Edit Simulation Cmd и выберите DC sweep . Введите значения следующим образом:
- Название 1-го источника для проверки: I1
- Тип развертки: линейный
- Начальное значение: 0
- Стоп-значение 0.1
- Приращение: 0,001
<Регулятор-2.png >>
Регулировка нагрузки выражается в процентах от выходного напряжения или в абсолютном значении.
Если мы выразим это как изменение напряжения по сравнению с изменением тока, которое вызвало он будет называться Выходное сопротивление , поскольку значение сопротивления равно равным отношению напряжения на нем к проходящему через него току.
Регулировка нагрузки = дельта (В
на выходе ) / Среднее В на выходеВыходное сопротивление = Дельта (В
на выходе ) / Дельта (I на выходе ) В этом случае изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 50 до 100 мА составляет 40 мВ, поэтому выходное сопротивление равно.04 / 0,05 = 0,8 Ом для изменения тока нагрузки на 50%.Регулировка нагрузки составляет 0,04 / 4,92 = 0,81%.
Обратите внимание, как напряжение быстро растет при малых токах (ниже нескольких мА). Это связано с тем, что при очень малом токе нагрузки базовый ток, который равен = ток нагрузки / Hfe, настолько мал, что базовое напряжение необходимое для его создания становится очень маленьким, намного ниже типичного От 0,6 до 0,7 В.
Я добавил резистор R2 (100 кОм), чтобы обеспечить минимальный ток нагрузки. а без этого резистора напряжение на свету увеличивалось бы еще больше. текущие значения I1.Например, вы можете попробовать изменить R2 на 1000k (1 мегом).
На практике, если бы схема действительно должна была работать до такого низкого токи, было бы неплохо немного уменьшить значение R2 для уменьшения роста напряжения при малых нагрузках.
С другой стороны, обратите внимание, что эта схема теперь выдает 100 мА, пока поддержание регулирования между 4,85 и 5,05 В для токов примерно между 5 мА и 100 мА.
Это было бы идеально для работы с большинством микропроцессоров с питанием 5 В.
Подавление пульсации
Подавление пульсаций — еще одна мера способности регулятора отклонять Колебания сетевого напряжения. Тем не менее, линейное регулирование, определенное выше, измеряется при статических (медленно меняющихся) изменениях входного напряжения, где подавление пульсаций измеряется при быстро меняющемся входном напряжении, обычно при сетевой частоте (60 Гц) или это вторая гармоника (120 Гц).
Если бы мы использовали реальные инструменты, мы бы измерили отклонение пульсаций наложение небольшого переменного напряжения на входное постоянное напряжение, затем измерение амплитуда того же сигнала на выходе регулятора и вычислителя Соотношение. Например, мы можем подать пиковое напряжение 1 В переменного тока (2 В размах), потому что это хорошо в пределах диапазона регулирования регулятора и производит расчеты Полегче.
Мы можем использовать ту же технику со Spice, хотя Spice предлагает другой метод, который мы изучим на следующем уроке.Для удобства замерим подавление пульсаций на частоте 1 кГц.
Установите источник тока I1 на фиксированное значение 50 мА, установите источник напряжения V1 на быть источником SINE со смещением 12 В постоянного тока, амплитудой 1 В и частотой 1 кГц, тогда отредактируйте команду моделирования следующим образом:
- Анализ переходных процессов
- Время остановки: 5 мс
- Время начала сохранения данных: 0
Вот график пульсаций на выходе (обратите внимание на шкалу напряжения):
<Регулятор-3.png
<Регулятор-4.png
Упражнения
- Сколько тока мы можем потребить от регулятора, прежде чем регулирование станет действительно плохим?
(вы можете использовать SwitcherCAD для экспериментов).
Какие факторы ограничивают увеличение тока? - Постройте напряжение на базе транзистора на том же графике, что и выходное напряжение, чтобы увидеть разницу. Объясните разницу.
- Вычислите коэффициент подавления пульсаций в дБ. Поскольку пульсация измеряется в Вольты, а не ватты, уравнение составляет 20 * log (V2 / V1).
- Постройте график изменения выходного напряжения при температуре 25, 50 и 75 градусов C.
Выводы этого урока
- Установлено, что регуляторы напряжения являются необходимой частью большинства современные электронные схемы.
- регуляторов напряжения нужен источник опорного напряжения, как правило, диод Зенера.
- Регуляторы напряжения характеризуются линейным регулированием и регулированием нагрузки, характеристики подавления пульсаций и температурной стабильности.
- Мы узнали, как использовать SPICE для получения этих значений.
В следующих уроках мы усовершенствуем стабилизатор напряжения с каскадом усиления. отдельно от силового каскада.
Ссылки
- Стабилитрон
- .
Простой регулятор напряжения с использованием 2N3055
Вы хотите использовать регулятор постоянного тока или узнать о регуляторах напряжения с использованием 2N3055. Зачем нужен этот транзистор? Обычно его можно использовать с нагрузками, которым требуется ток не более 2 А и напряжение не более 30 В.
Этого достаточно для обычных работ. Это транзистор, которым люди пользуются долгое время. Поэтому найти легко и очень дешево. Схем, использующих 2N3055, очень много.
Теперь мы рекомендуем вам 2 принципиальные схемы. Обе схемы используют стабилитрон и транзистор.
Схема регулятора постоянного тока 12 В с использованием 2N3055
Вот линейный стабилизатор 12 В 1 А с транзистором и стабилитроном. Это последовательный стабилизатор напряжения, поскольку ток нагрузки проходит через транзистор серии .
Как показано на схеме ниже, входной клемме требуется нерегулируемый источник постоянного тока, от 15 В до 20 В . Затем на нагрузку выйдет регулируемое напряжение.
Линейный стабилизатор напряжения 12 В 1A с транзистором 2n3055 и стабилитроном
Для начала, электрический ток, протекающий через резистор-R1 до , ограничивает ток на стабилитроне. Таким образом, он обеспечивает опорное напряжение.
Там же, напряжение базы транзистора-Q1 также является постоянным.
Когда ZD1 составляет 12 В, базовое напряжение также равно 12 В.
Рекомендуем: Что такое стабилитрон и принцип работы
Если поставить транзистор в таком виде. Выходное напряжение такое же, как напряжение на стабилитроне . И мы всегда называем это эмиттер-повторителем. На практике выходное напряжение ниже ZD1. Потому что при транзисторе работает. Он должен иметь напряжение база-эмиттер.
- VBE = напряжение база-эмиттер
- VZD = напряжение стабилитрона
- Vout = выходное напряжение
Vout = VZD — VBE
VBe = 0.6V
Vout = 12 В — 0,6 В = 11,4 В
Это напряжение по-прежнему подходит для многих нагрузок, использующих источник питания 12 В , таких как радиоприемники.
Поскольку это источник питания , регулирует определенную выходную мощность.
В схеме транзистор имеет правильное усиление, этому помогает изменение VBE.
- Когда нагрузка потребляет больше тока. Обычно выходное напряжение низкое. Но напряжение база-эмиттер повышается, транзистор Q1 работает больше.Таким образом, он поддерживает постоянное выходное напряжение.
- Затем, если нагрузка использует меньший ток. Повышение выходного напряжения. Но на выходе по-прежнему фиксированное напряжение. Поскольку напряжение база-эмиттер меньше, транзистор Q1 тоже работает меньше.
Преимущество этой схемы, мы можем использовать крошечный ток на стабилитрон и базу транзистора. Таким образом, он имеет гораздо более стабильный выход.
Функции других компонентов
- C1 — сглаживающий конденсатор на входе.
- С2 удерживает опорное напряжение, чтобы лучше быть стабильным.
- C3 — это развязывающий конденсатор емкостью 0,047 мкФ для фильтрации переходных шумов.
- R1 увеличивает стабильность цепи нагрузки
- Вы знаете, что такое переходные шумы?
Блок питания имеет паразитное магнитное поле. Схема будет вводить их в переходной шум. Транзистор 2N3055 может питать ток нагрузки до 2А . Но так жарко. Так что нужен правильный радиатор.
Потери мощности в цепи последовательного регулятора
Хорошая конструкция цепи питания.Это должно свести к минимуму потери энергии в цепи. Конечно, энергия будет выражаться теплом.
В эту серию проходят транзисторные стабилизаторы. Транзистор-Q1 работает как резистор. Когда мы учитываем потерю мощности. Он должен рассеять или уменьшить его.
Вы видите изображение? Это просто. Позвольте мне вам объяснить.
Рассмотрим три случая ниже:
В этих трех примерах A, B и C. Выходы — 15 В, 12 В и 5 В. На 1А ток.
Знаете ли вы, какой транзистор имеет наибольшие тепловые потери? Или…
Какой транзистор нагревается больше всего?
Да, пример C.Почему?
Потому что причина проста.
На транзисторе C падает максимальное напряжение. Это фактически капельный резистор, который должен рассеивать тепло в соответствии с законом Ома.
Вот пример каждого случая:
- В случае A:
Напряжение на транзисторе составляет 20 В -15 В = 5 В.
Требуется рассеиваемая мощность 5 В x 1 А = 5 Вт.
- В случае B:
напряжение на транзисторе составляет 20 В -12 В = 7 В.
Требуется рассеиваемая мощность 7 В x 1 А = 7 Вт.
Но…
- В случае C мощность составляет 15 Вт — намного больше.
Короткозамкнутый корпус
При коротком замыкании источника питания. Все входное напряжение будет падать на силовой транзистор. И это приведет к огромным проблемам с отоплением.
Итак, по этой причине мы должны держать его холодным с помощью эффективного радиатора.
Источник питания 38 В с использованием 2N3055
Мой друг изучает ЧПУ, ему нужен регулируемый источник питания 38 В для серводвигателя.У нас есть много способов использовать это, но то, что лучше для него. Эта схема — один из правильных вариантов. Потому что у него есть все оборудование. Не нужно покупать новый.
Как работает эта схема
В качестве основной идеи мы используем простой стабилизатор напряжения на стабилитроне и два транзистора для увеличения тока нагрузки до 1A-2A.
Этот регулируемый источник питания включает в себя трансформатор-T1, мост-D1… D4 и цепи стабилизатора напряжения с фильтрацией постоянного тока 38 В, которые состоят из C1, C2, R1, R2, R3, Q1 и Q2.
При наличии 230 ВА или 120 В переменного тока (США) понижающий трансформатор T1 изменяет переменный ток в линии питания примерно на 30 В переменного тока. Двухполупериодный выпрямительный мост с D1 по D4 для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток, который затем фильтруется C1.
Конденсатор C1, C3 действует как накопительный конденсатор или фильтрует шум и выбросы переменного тока. Стабилитрон 40 В ZD1 поддерживает постоянное напряжение на базе транзистора Q1 NPN BD139 и транзистора Q2-2N3055 в форме Дарлингтона.
Электролитический конденсатор C2 используется для сглаживания напряжения стабилитрона.Это обеспечивает постоянное напряжение 38 В и высокую мощность на резисторе R3 и на выходных клеммах (+) и (-).
Когда выход подключен к нагрузке с низким сопротивлением, силовой транзистор Q2 сильно нагревается, поэтому мы всегда используем радиатор.
CR: 2N3055, фото STS
Детали, которые вам понадобятсяПолупроводники:
- D1-D1: 1N4002, 100V 1A Диоды
- ZD1: 40V 1w Zener D 80 В 1.5A NPN транзистор
- Q2: 2N3055 или TIP3055 100V, 15A, NPN транзистор
Резисторы (все 0,25 Вт, 5% металл / углеродная пленка, если не указано иное)
Электролитические конденсаторы
- : 470 мкФ 50 В
- C2: 47 мкФ 50 В
- C3: 100 мкФ 50 В
T1: первичная обмотка 230 В или 120 В переменного тока на 30 В, вторичный трансформатор 2 А
SW1: Переключатель питания
F1: предохранитель 0,5 А
Примечание :
Вместо D1-D4 можно использовать мостиковый диод 2A-4A 200 В.Трансформатор используется минимум 2А для нагрузки 1-2А. Эта схема имеет
Вернуться к просмотру:
Транзисторный регулятор напряженияПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Основы электроники: регулятор напряжения
Создание регулятора напряжения
Теория предыстории: как работает регулятор напряжения?
Название говорит само за себя: регулятор напряжения.Аккумулятор в вашем автомобиле, который заряжается от генератора, розетка в вашем доме, которая обеспечивает все необходимое электричество, сотовый телефон , который вы, вероятно, будете держать под рукой каждую минуту дня, все они требуют определенного напряжения, чтобы функция. Колеблющиеся выходы, превышающие ± 2 В, могут привести к неэффективной работе и, возможно, даже к повреждению ваших зарядных устройств. Колебания напряжения могут происходить по разным причинам: состояние электросети, включение и выключение других приборов, время суток, факторы окружающей среды и т. Д.Из-за необходимости постоянного постоянного напряжения введите регулятор напряжения.
Регулятор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это можно сделать разными способами, в зависимости от топологии схемы внутри, но для того, чтобы этот проект оставался базовым, мы в основном сосредоточимся на линейном регуляторе. Линейный регулятор напряжения работает, автоматически регулируя сопротивление через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, при этом сохраняя постоянное выходное напряжение.
Микросхема стабилизатора напряжения в корпусе ТО-220 С другой стороны, для импульсных регуляторов, таких как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижающий-повышающий (повышающий / понижающий), требуется несколько дополнительных компонентов, а также повышенная сложность как различные компоненты повлияют на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования энергии, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы очень хорошо работают как регуляторы напряжения в низковольтных приложениях.В зависимости от приложения, стабилизатору напряжения может также потребоваться больше внимания для улучшения других параметров, таких как пульсирующее напряжение на выходе, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум.Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в импульсных регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании микросхемы стабилизатора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Примечания по применению».
Указания по применению для регулятора 7805T У
Afrotechmods также есть информативное видео о работе с популярным регулятором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.
Проект
Комплект регулятора напряжения макетной платы — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистое 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он способен принимать входное напряжение в диапазоне 6-18 В постоянного тока и имеет контакты, размер которых идеально подходит для любой стандартной макетной платы с шагом 0,1 дюйма.В комплект входит:
(1) Печатная плата
(1) Выключатель питания
(1) Разъем питания постоянного тока 2,1 мм
(1) Электролитический конденсатор 10 мкФ
(1) 0.Монолитный конденсатор 1 мкФ
(1) Резистор 1 кОм
(1) Красный светодиодный индикатор питания
(1) Разъемы контактов
(1) Руководство пользователя
Вам понадобятся:
• Паяльник
• Припой
• Фрезы
• Блок питания от сетевого адаптера 6-18В (Mean Well GS06U-3PIJ)
Комплект стабилизатора напряжения макетной платы Solarbotics 34020
Направление:
1. Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:
Удалите ленту и согните выводы резистора, затем вставьте его в положение, обозначенное R1.Припаяйте его с другой стороны и отрежьте лишние выводы. Сделайте то же самое для конденсатора 0,1 мкФ в позиции C2. Неважно, как эти детали установлены — они не поляризованы .
2. Регулятор напряжения и цилиндрический разъем:
Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции выровнена с жирной линией на символе — обратное направление не работает! Затем обрежьте лишние провода. Защелкните цилиндрический домкрат в положение B1 и припаяйте его на место.
3. Конденсатор 10 мкФ и индикатор питания:
Установите электролитический конденсатор 10 мкФ в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Убедитесь, что более длинный провод входит в площадку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, проверив, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к этикетке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; более длинный вывод входит в круглую площадку. Вы можете подтвердить, что светодиод находится в правильном положении, заметив небольшую выемку на светодиоде, расположенную на стороне символа светодиода с линией (возле квадратной площадки).
4. Контакты выключателя питания и макетной платы:
Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. С выводами на макетной плате посложнее — они идут снизу, и их сложнее удерживать при пайке. Тщательно припаяйте их как можно ровнее вручную или, если вы уверены, вставьте длинную сторону контактов в макет так, чтобы они совпадали с отверстиями в печатной плате, затем припаяйте их, пока макетная плата удерживает все на одном уровне.
5.Настройка Power Rails:
ЭТО ВАЖНО. Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, на какой стороне макета вы хотите установить плату (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих макетной платы «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор контактных площадок на плате соответствует этому расположению, и нанесите каплю припоя на маленькие полумесяцы.
Если вы планируете переключать полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. В этом случае не допускайте попадания капель на подушечки. Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.
Подайте питание на плату от любого источника постоянного тока диаметром 2,1 мм с номинальным напряжением 6–18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании от более 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макетной плате, используйте контактные площадки с маркировкой «+ -» на конце, ближайшем к гнезду цилиндра, для регулируемой выходной мощности 5 В.
Шаг 5
SWT7 Навесной
Вопросы для обсуждения
1.Какое влияние на выход цепи окажут тепло и шум?
2. Как конденсаторы помогают отфильтровывать помехи?
3. Каковы преимущества и недостатки линейных и импульсных регуляторов? Миниатюрный регулируемый регулятор напряжения
: 5 ступеней (с изображениями)
Я поместил регулятор напряжения на один край, чтобы я мог согнуть входную клемму и прижать ее к положительной клемме аккумулятора. Затем вы просто сгибаете его, чтобы коснуться клеммы с другой стороны, нагрейте и нанесите припой.
Затем вы обрезаете резистор короче и загибаете один конец, чтобы его можно было припаять к клеммам регулятора, как показано. Я планировал заранее и применил термоусадочную трубку, как только я припаял провода, но не делайте этого слишком рано, если вы не знаете, где делать следующие соединения.
Обратитесь к схеме, чтобы понять, где должен быть подключен вольтметр. Красный провод — это питание для самого измерителя, поэтому я подключил его к 18 В, а черный провод — к точке заземления, которая будет после переключателя.
Я думаю, что пропустил несколько снимков остальной проводки, но если вы будете следовать схеме, вы увидите, что заземление батареи подключено к одной клемме переключателя, а затем другой провод будет подключаться к клемме потенциометра. (см. желтые стрелки на 6-м рисунке).
Затем к клемме регулятора Adjust будет припаян провод, идущий к одной клемме потенциометра. А третья клемма потенциометра не используется.Убедитесь, что у вас есть регулируемое сопротивление. Если вы подключите два на «концах» потенциометра, это будет просто максимальное сопротивление, а не стеклоочиститель. У потенциометра, который я использовал, была собственная схема, показывающая, что собой представляют каждый контакт 1, 2 и 3.
Черное заземление вольтметра подключается к той же клемме переключателя, что и потенциометр, а красный положительный провод подключается к изогнутой клемме регулятора, которая является входным напряжением. Белый провод подключится к выходу регулятора.Я подогнал каждую длину провода к расстоянию и местоположению каждого соединения, соблюдая достаточный запас прочности, чтобы упростить сборку.
Убедитесь, что вы добавили изоленту или что-то еще в качестве изолятора на дно вольтметра.
Простые регуляторы напряжения, часть 1: шум
Простые регуляторы напряжения
Часть 1.4: Тесты и графики
[Итальянская версия]Двухтранзисторный шунтирующий стабилизатор
Это разновидность простой конструкции шунтирующего регулятора, которая витала в сети.Это усилитель с единичным усилением (благодаря обратной связи через C1), который состоит из элемента усиления Q1 и повторителя Q2. В этом конкретном случае коэффициент усиления разомкнутого контура Q1 увеличивается сверх обычного за счет резистора R3 с большим номиналом, подключенного к промежуточному напряжению питания 15 В, находящемуся между капельницами R2 и R10. Это избыточное усиление служит для уменьшения выходного сопротивления замкнутого контура этого регулятора до 50 мОм, вплоть до 1 МГц. Возможны альтернативные схемы, дающие еще больший коэффициент усиления без обратной связи, а именно использование активной нагрузки для Q1.Работа с этим усилением может потребовать некоторой формы компенсации для поддержания стабильности схемы: действительно, одна из моих четырех реализаций время от времени прерывается в слабые (*) колебания, если между коллектором Q1 и землей не присутствует 22 пФ.
(* «Слабые» в отличие от «диких» колебаний TL431: дискретный шунт излучает чистый синусоидальный сигнал 8 мВ на частоте около 1 кГц, в то время как 431 генерирует 100 мВ или более широкополосного хэша.)
Как и следовало ожидать, шум такой же низкий, как и у фильтрованного стабилитрона, и он остается таким же полностью независимо от наличия или размера выходного конденсатора.Гармоники 100 Гц, связанные с сетью, также исчезли.
Щелочные батареи
Батареи имеют репутацию идеальных источников питания для аудио. Что ж, давайте проверим это! Путем быстрого взлома несколько батарей были подключены к плюсу тестового усилителя (розовые следы на графиках). Для справки был использован обойденный LM337 для отрицательного питания (синие кривые).
Верхний график представляет собой щелочную батарею 9 В, используемую без выходного конденсатора, а нижний график такой же, теперь с конденсатором ZL 220 мкФ.Результаты довольно хороши и почти на одном уровне с двумя активными источниками с фильтром Зенера. Есть недостаток: это неперезаряжаемый аккумулятор, поэтому эксплуатационные расходы могут быть высокими, хотя это никогда не мешало японскому производителю высокого класса Final выпускать ряд фонокорректоров, предусилителей и усилителей мощности, работающих от неперезаряжаемых аккумуляторов.
Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи
Но для этого у нас есть NiCd, не так ли?
Нет, действительно: шум никель-кадмиевого выхода значительно выше, чем у щелочного, особенно в нижних областях.(Это без выходного конденсатора).
По какой-то причине я затем снова измерил то же самое и обнаружил, что спектр выше: отличный от первого. Ах, значит, никель-кадмиевые даже не остаются стабильными во времени.
Затем я измерил еще раз, увеличив ток нагрузки с 10 мА до 35 мА.
Наконец добавил конденсатор на 220 мкФ. Все это очень подозрительно, поэтому давайте посмотрим на записанную форму выходного напряжения батареи:
Приведенный выше образец является полностью репрезентативным: имеется постоянный минимальный уровень шума, чередующийся с внезапными переходными процессами и последующим медленным восстановлением.
Свинцовые аккумуляторные батареи
У меня нет свинцово-кислотного обвинения, но вышеуказанный сюжет был любезно подарен другим мастером-мастером ALW (оригиналы можно найти здесь). Имейте в виду, что испытательная установка отличалась от моей, поэтому результаты нельзя сравнивать с вышеуказанными измерениями шума. Шум разгруженной батареи — розовый график. Это действительно на 10 дБ ниже, чем синяя кривая, полученная от дискретного малошумящего регулятора. Однако увеличение тока нагрузки до 35 мА дает голубой след для батареи: как минимум на 20 дБ хуже, чем у регулятора!
[ Страница 1 ] [ страница 2 ] [страница 3] [страница 4]© Вернер Ожирс, 2004 г., www.tnt-audio.com
Шунтирующий регулятор напряжения и источник питания »Электроника
Шунтирующие регуляторы напряжения используются во многих областях — они не самые эффективные регуляторы напряжения, но часто очень удобны.
Пособие по цепям линейного источника питания и руководство Включает:
Линейный источник питания
Шунтирующий регулятор
Регулятор серии
Ограничитель тока
Регуляторы серий 7805, 7812 и 78 **
См. Также: Обзор электроники блока питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания
Шунтирующий регулятор или шунтирующий регулятор напряжения — это форма регулятора напряжения, в которой регулирующий элемент шунтирует ток на землю.
Шунтирующий регулятор работает, поддерживая постоянное напряжение на своих выводах, и он принимает избыточный ток для поддержания напряжения на нагрузке.
Одним из наиболее распространенных примеров шунтирующего регулятора является простая схема стабилитрона, в которой стабилитрон действует как шунтирующий элемент.
По существу, шунтирующий регулятор напряжения является важным элементом в технологии линейных источников питания.
Основы шунтового регулятора напряжения
Принцип работы шунтирующего регулятора напряжения можно увидеть на схеме.По существу, нагрузка работает с резистором, включенным последовательно с источником напряжения и шунтирующим регулятором, а затем параллельно с нагрузкой.
Чтобы поддерживать постоянное напряжение на нагрузке, через последовательный резистор необходимо пропускать ток, чтобы поддерживать требуемое напряжение на нагрузке. Нагрузка потребляет некоторое количество энергии, а оставшийся ток потребляется шунтирующим регулятором напряжения.
Схема спроектирована таким образом, что при максимальном токе нагрузки шунтирующий регулятор практически не потребляет ток, а при минимальном токе нагрузки шунтирующий регулятор напряжения пропускает полный ток.
В результате видно, что шунтирующие регуляторы неэффективны, потому что максимальный ток потребляется от источника независимо от тока нагрузки, то есть даже при отсутствии тока нагрузки.
Шунтирующий стабилизатор на стабилитроне
Одной из наиболее распространенных и простых форм шунтирующего стабилизатора является простая схема стабилизатора на стабилитроне, показанная ниже. Его работа очень проста. При превышении своего небольшого минимального тока стабилитрон поддерживает почти постоянное напряжение на своих выводах.
В этой схеме последовательный резистор понижает напряжение от источника к стабилитрону и нагрузке. Поскольку стабилитрон сохраняет свое напряжение, любые изменения тока нагрузки не влияют на напряжение на стабилитроне.
Он принимает изменения тока, необходимые для обеспечения правильного падения на последовательном резисторе. Таким образом, он шунтирует ток, достаточный для поддержания напряжения на его выводах и, следовательно, на нагрузке.
Схема шунтирующего стабилизатора на стабилитронеВ этой схеме шунтирующего регулятора напряжения стабилитрон должен быть способен рассеивать мощность от максимального значения тока, с которым он может работать.Скорее всего, это будет немного больше, чем максимальный ток, подаваемый на нагрузку, поскольку стабилитрон должен будет пропускать весь ток, когда ток нагрузки равен нулю.
Таким образом, общий максимальный ток, который будет принят диод ток нагрузки плюс резерв на ток для поддержания опорного напряжения, когда нагрузка принимает его максимальный ток.
Следует также отметить, что для схемы шунтирующего регулятора последовательное сопротивление складывается из номинала последовательного резистора плюс любое сопротивление источника.В большинстве случаев значение последовательного резистора будет преобладать, и сопротивление источника можно игнорировать, но это не всегда так.
Шунтирующий регулятор с обратной связью
Базовый шунтирующий регулятор напряжения, указанный выше, не имеет обратной связи, т.е. работает в режиме разомкнутого контура.
Как и предполагалось, производительность этой формы шунтирующего регулятора достаточна для многих приложений, но гораздо более высокий уровень производительности может быть достигнут за счет обеспечения обратной связи на основе выходного напряжения шунтирующего регулятора напряжения и подачи его обратно в систему, чтобы гарантировать, что требуемое выходное напряжение точно поддерживается.
Блок-схема шунтирующего регулятора напряжения с обратной связьюИспользуя шунтирующий регулятор напряжения с обратной связью, как показано выше, измеряется выходное напряжение и напряжение сравнивается с опорным. Затем уровень шунтирующего тока изменяется, чтобы вернуть выходное напряжение на требуемый уровень.
Шунтирующие регуляторы напряжения не особенно эффективны в ситуациях с большим током. Простой регулятор напряжения стабилитрона, при использовании в качестве опорного напряжения низкого тока широко используется, и его неэффективность может быть допущена в связи с низким током.Часто шунтирующие регуляторы используются в качестве эталонных напряжения источников, из которых приводятся в движение регуляторов серии намного выше нынешних.
Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей
Схемы операционных усилителей
Цепи питания
Конструкция транзистора
Транзистор Дарлингтона
Транзисторные схемы
Схемы на полевых транзисторах
Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .
»Примечания по электронике
Последовательный регулятор или регулятор последовательного прохода — наиболее широко используемый вид регулятора напряжения, используемый в линейных источниках питания.
Пособие по цепям линейного источника питания и руководство Включает:
Линейный источник питания
Шунтирующий регулятор
Регулятор серии
Ограничитель тока
Регуляторы серий 7805, 7812 и 78 **
См. Также: Обзор электроники блока питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания
Последовательный регулятор напряжения или, как его иногда называют, последовательный регулятор напряжения — наиболее часто используемый подход для обеспечения окончательного регулирования напряжения в линейно регулируемом источнике питания.
Линейный стабилизатор серии обеспечивает высокий уровень производительности, особенно когда требуется низкий уровень шума, пульсаций и переходных процессов на регулируемом выходе.
Существует множество схем, использующих дискретные электронные компоненты, которые обеспечивают линейное регулирование с помощью последовательного элемента, и в дополнение к этому практически все ИС линейных регуляторов используют этот подход.
Это означает, что существует множество вариантов последовательных регуляторов напряжения, которые открываются при проектировании электронной схемы источника питания.
Основы регуляторов напряжения серииВ последовательном регуляторе напряжения или последовательном регуляторе напряжения используется регулируемый элемент, включенный последовательно с нагрузкой. Изменяя сопротивление последовательного элемента, можно изменять падение напряжения на нем, чтобы напряжение на нагрузке оставалось постоянным.
Блок-схема последовательного регулятора напряженияПреимущество последовательного регулятора напряжения состоит в том, что величина потребляемого тока фактически равна величине, потребляемой нагрузкой, хотя некоторая часть будет потребляться любой схемой, связанной с регулятором.В отличие от шунтирующего регулятора напряжения, последовательный регулятор не потребляет полный ток, даже если нагрузка не требует никакого тока. В результате последовательный стабилизатор напряжения значительно более эффективен.
Вместо того, чтобы потреблять ток, который не требуется нагрузке для поддержания напряжения, он снижает разницу напряжений между входным и требуемым стабилизированным напряжением.
Для поддержания достаточного уровня регулирования и подавления шумов и переходных процессов, которые могут возникать на входящем напряжении, последовательные линейные регуляторы напряжения должны значительно снижать напряжение.Многим высококачественным стабилизаторам напряжения с низким уровнем шума и пульсации требуется несколько вольт на последовательном регулирующем элементе. Это означает, что в этом компоненте рассеивается значительная мощность, и для устройства последовательного регулятора, а также для источника питания в целом требуется хороший теплоотвод и отвод тепла.
Хотя последовательный регулятор значительно более эффективен, чем шунтирующий регулятор, он значительно менее эффективен, чем импульсный источник питания. Эффективность последовательного регулятора напряжения и любых линейных источников питания, использующих их, будет зависеть от нагрузки и т. Д., Но часто достигаются уровни эффективности менее 50%, тогда как источники питания с импульсным режимом могут достигать уровней более 90%.
Стабилизаторы напряжения серииимеют относительно низкий уровень эффективности по сравнению с импульсным источником питания, но у них есть преимущества простоты, а также на их выходе отсутствуют всплески переключения, наблюдаемые на некоторых импульсных источниках питания, хотя SMPS улучшаются, а производительность многих сейчас исключительно хорошо.
Регулятор напряжения простой эмиттерный повторитель
Конструкция электронной схемы простого транзисторного регулятора напряжения с эмиттерным повторителем очень проста.Сама по себе эта схема не используется широко в линейном источнике питания, но может использоваться в другом оборудовании для обеспечения понижающего напряжения и т. Д. От шины с более высоким напряжением.
Базовый последовательный стабилизатор с использованием стабилитрона и эмиттерного повторителяВ схеме используется однопроходный транзистор в виде конфигурации эмиттерного повторителя и одиночный стабилитрон или другой диод регулятора напряжения, управляемый резистором от нерегулируемого источника питания.
Это обеспечивает простую форму системы обратной связи, обеспечивающую поддержание напряжения стабилитрона на выходе, хотя и со снижением напряжения, равным напряжению перехода база-эмиттер — 0.6 вольт для кремниевого транзистора.
Спроектировать такую схему последовательного регулятора напряжения несложно. Зная максимальный ток, требуемый нагрузкой, можно рассчитать максимальный ток эмиттера. Это достигается делением тока нагрузки, то есть тока эмиттера транзистора, на Β или hfe транзистора.
Стабилитрону обычно требуется минимум около 10 мА, чтобы маленький стабилитрон мог поддерживать свое регулируемое напряжение.Затем следует рассчитать резистор, чтобы обеспечить базовый ток возбуждения и минимальный ток Зенера, исходя из нерегулируемого напряжения, напряжения Зенера и требуемого тока. [(Нерегулируемое напряжение — напряжение стабилитрона) / ток]. К току следует добавить небольшой запас, чтобы обеспечить достаточно места для запаса при нагрузке, и, следовательно, база транзистора принимает полный ток.
Рассеиваемая мощность стабилитрона должна быть рассчитана для случая, когда ток нагрузки и, следовательно, ток базы равен нулю.В этом случае стабилитрон должен будет принимать полный ток, проходящий через последовательный резистор.
Иногда через стабилитрон или опорный диод напряжения может быть помещен конденсатор, чтобы помочь устранить шум и любые переходные процессы напряжения, которые могут возникнуть.
Выборка выхода
Простая схема последовательного регулятора напряжения с эмиттерным повторителем напрямую сравнивает выходной сигнал с опорным напряжением. Таким образом, выходное напряжение было равно, что в качестве ссылки, пренебрегая базу эмиттерного падения напряжения.
Однако можно улучшить характеристики регулятора напряжения, выбрав часть выходного напряжения и сравнив ее с эталонным. Для этой функции можно использовать дифференциальный усилитель, например операционный усилитель. Если это сделано, то выходное напряжение становится больше, чем опорное напряжение в качестве обратного отрицательного в цепи схватках, чтобы держать два сравниваемых напряжений одинаковы.
Если, например, опорное напряжение 5 вольт, и отбор проб или потенциальный делитель обеспечивает 50% от выходного напряжения, то выходное напряжение будет поддерживаться на 10 вольт.
Последовательный регулятор напряжения с дискретным выходом / figcaption>Деление потенциала или выборку можно сделать переменными, и, таким образом, выходное напряжение можно отрегулировать до необходимого значения. Обычно этот метод используется только для небольших корректировок, как уровень минимальной мощности, полученного этим способом, является выходным сигналом, равного опорного напряжения.
Следует помнить, что использование делителя потенциала снижает коэффициент усиления контура обратной связи. Это снижает коэффициент усиления контура и тем самым снижает характеристики регулирования.Обычно имеется достаточное усиление контура, чтобы это не было большой проблемой, за исключением случаев, когда дискретизируется только очень небольшая часть выходного сигнала.
Также следует проявлять осторожность, чтобы не увеличивать выходное напряжение до точки, при которой на регуляторе не будет достаточного падения напряжения для достаточного регулирования выходного напряжения.
Регулятор прохода сериис обратной связью
Чтобы обеспечить улучшенные уровни производительности по сравнению с простым эмиттерным повторителем, можно добавить более сложную сеть обратной связи в схему регулятора напряжения.Это достигается путем дискретизации выходного сигнала, сравнения его с эталоном и последующего использования дифференциального усилителя некоторой формы для обратной связи по разнице с целью исправления ошибок.
Можно использовать простую двухтранзисторную схему для последовательного регулятора с измерением напряжения и обратной связью. Хотя довольно просто использовать операционный усилитель, который обеспечит более высокий уровень обратной связи и, следовательно, лучшее регулирование, эта двухтранзисторная схема хорошо иллюстрирует принципы.
Простая схема последовательного регулятора с двумя транзисторамиВ этой схеме TR1 образует последовательный транзистор. Второй транзистор, TR2, действует как дифференциальный усилитель, подавая напряжение ошибки между опорным диодом и измеренным выходным напряжением, которое является пропорцией выходного напряжения, установленного потенциометром. Резистор R1 обеспечивает ток для коллектора TR2 и опорного напряжения диода ZD1.
Источник опорного напряженияЛюбой линейный регулятор напряжения может быть только так хорошо, как опорное напряжение, которое используется в качестве основы для сравнения в рамках системы.Хотя теоретически можно использовать аккумулятор, для большинства приложений это не подходит. Вместо этого почти повсеместно используются эталоны на основе стабилитронов.
регуляторы цепи Интегрированные и ссылки используют сложные комбинации на чипе транзисторов и резисторов для получения температурной компенсацией и точное опорное напряжение источников.
Опорное напряжение должно быть приводится в движение от нестабилизированного источника. Его нельзя взять из регулируемой мощности, так как есть проблемы с запуском.При запуске нет выхода, поэтому выход задания будет нулевым, и он будет поддерживаться до запуска задания.
Упрощенный опорный источник для регулятора напряжения сериипрохода Часто выход опорного источника подается через делитель напряжения. Это не только снижает выходное напряжение, которое обычно очень полезно, но также позволяет добавить к выходу конденсатор, чтобы помочь устранить любую пульсацию или шум, которые могут присутствовать. Пониженное напряжение также полезно, потому что минимальное выходное напряжение определяется опорным напряжением.
Стабилизаторы напряжения серии с малым падением напряжения
Одним из факторов, которые необходимо учитывать при выборе любого регулятора, является напряжение, которое должно подаваться на элемент последовательного прохода. Часто для линейных регуляторов требуется значительное падение поперечного сечения элемента последовательного прохода для достижения наилучшего регулирования и подавления шума. Например, линейный регулятор с выходным напряжением 12 вольт может быть рассчитан на входное напряжение 18 вольт или более.
Для любого линейного регулятора существует минимальное напряжение, которое требуется на последовательном элементе, прежде чем регулятор «отключится».«Это падение напряжения можно увидеть во многих интегральных схемах линейных регуляторов.
В некоторых схемах важно иметь регулятор с низким падением напряжения. Если доступное входное напряжение не очень высокое, важно иметь линейный стабилизатор с низким падением напряжения. Он должен хорошо регулироваться, несмотря на ограниченное напряжение на нем.
Хотя схемы, показанные здесь, представляют собой простые транзисторные схемы, те же принципы используются в более крупных схемах, а также в интегральных схемах.В одинаковых концепциях последовательного регулятора, а также в схемах опорных диодов, выборки и других областях используются одни и те же элементы.
Используемые здесь концепции используются практически в линейных регулируемых источниках питания, которые могут предложить очень хорошие уровни производительности. Источники питания с линейным регулированием больше и тяжелее, чем блоки питания с импульсным режимом, однако они получили название за низкий уровень шума и хорошее регулирование на выходе, без скачков, которые есть у некоторых блоков питания с импульсным режимом.