Регулятор напряжения на одном транзисторе: Транзисторный регулятор сетевого напряжения

Транзисторный регулятор сетевого напряжения

Транзисторный регулятор сетевого напряжения   В последнее время в нашем быту все чаще применяются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких приборов управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных приборов, частотой вращения электродвигателей. Подавляющее большинство регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, обладают существенными недостатками, ограничивающими их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электролампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с нагрузкой индуктивного характера — электродвигателем, трансформатором. Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.   Транзисторный регулятор напряжения содержит минимум радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора или дрели, напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи одного транзистора — не более 100 Вт.   Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1 (см. принципиальную схему). Диодный блок VD1-VD4 в зависимости от фазы сетевого тока направляет его на коллектор или эмиттер VT1. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5-8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6- VD9 и сглаживается конденсатором С1. Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.   Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером Q1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1. При этом выпрямитель, состоящий из диодного блока VD6- VD9, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1-VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1-VD4. Значение тока нагрузки зависит от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот. При крайнем правом по схеме положении движка временного резистора транзистор окажется полностью открыт и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет. Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тиристорным устройствам.   Теперь перейдем к конструкции прибора. Диодные блоки, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 устанавливаются на монтажной плате размером 55Х35 мм, выполненной из фольгированного гетинакса или текстолита толщиной 1-2 мм (см. рисунок). В устройстве можно использовать следующие детали. Транзистор — КТ812А(Б), KT824A(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А. Диодные блоки: VD1- VD4-KЦ410B или КЦ412В. VD6- VD9 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237. Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВ3-1-6 от ламповых радиоприемников и усилителей, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность» или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5-8 В. Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — Т3-С или любой другой сетевой. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.   Все элементы регулятора размещаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150х100Х80 мм. На верхней панели корпуса устанавливаются тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стенок корпуса. С той же стороны сделано отверстие для сетевого шнура. На дне корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см 2 и толщиной 3-5 мм.   Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть. Теперь несколько рекомендаций тем, кто захочет усовершенствовать устройство. Изменения в основном касаются увеличения выходной мощности регулятора. Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847-250 Вт. Если необходимо еще больше увеличить выходную мощность прибора, в качестве регулирующего элемента можно применить несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы. Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов. Кроме того, диодный блок VD1-VD4 потребуется заменить на четыре более мощных диода, рассчитанных на рабочее напряжение не менее 250 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой. Для этой цели подойдут приборы серий Д231-Д234, Д242, Д243, Д245-Д248. Необходимо будет также заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до 1 А. Также больший ток должен выдерживать предохранитель. В процессе эксплуатации регулятора не забывайте о мерах электробезопасности. Вскрывая корпус, предварительно отключите прибор от сети! Источник: shems.h2.ru

cxema.org — Три схемы простых регуляторов тока

В сети очень много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, а вот с регуляторами тока дела обстоят иначе. И я хочу немного восполнить этот пробел, и представить вам три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так, как они универсальны и могут быть использованы во многих самодельных конструкциях. 

Регуляторы тока по идее не многим отличается от регуляторов напряжения. Прошу не путать регуляторы тока со стабилизаторами тока, в отличии от первых они поддерживают стабильный выходной ток не зависимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.

Стабилизатор тока — неотемлимая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого на нагрузку. В этой статье мы рассмотрим пару стабилизаторов и один регулятор общего применения. 

Во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованы шунты, по сути низкоомные резисторы. Для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора. Все три схемы работают в линейном режиме, а значит силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться. 

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов.  Всего два транзистора, один из них управляющий, второй является силовым, по которому и протекает основной ток. 

Датчик тока представляет из себя низкоомный проволочный резистор. При подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение. Такого падения напряжения достаточно для срабатывания управляющего транзистора, чем больше падение, тем больше приоткрыт транзистор. Резистор R1, задает напряжение смещения для силового транзистора, именно благодаря ему основной транзистор находится в открытом состоянии. Ограничение тока происходит за счет того, что напряжение на базе силового транзистора, которое было образовано резистором R1 грубо говоря затухаеться или замыкается на массу питания через открытый переход маломощного транзистора, этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно, ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

Резистор R1 по сути обычный делитель напряжения, которым  мы можем задать как бы степень приоткрытия управляющего транзистора, а следовательно, управлять и силовым транзистором ограничивая ток протекающий по нему. 

Вторая схема построена на базе операционного усилителя. Ее неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильного аккумулятора. В отличии от первого варианта — эта схема является стабилизатором тока.

Как и в первой схеме тут также имеется датчик тока (шунт), операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, все по уже знакомой нам схеме. Операционный усилитель  сравнивает напряжение на шунте с опорным, которое задается стабилитроном. Переменным резистором мы искусственно меняем опорное напряжение. Операционный усилитель в свою очередь постарается сбалансировать напряжение на входах путем изменения выходного напряжения. 

Выход операционного усилителя управляет мощным полевым транзистором. То есть принцип работы мало чем отличается от первой схемы, за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения выполненный на стабилитроне. 

Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхеме стабилизатора LM317. Это линейный стабилизатор напряжения, но имеется возможность использовать микросхему в качестве стабилизатора тока. 

Нужный ток задается переменным резистором. Недостатком схемы является то, что основной ток протекает именно по ранее указанному резистору и естественно тот нужен мощный, очень желательно использование проволочных резисторов. 

Максимально допустимый ток для микросхемы LM317 1,5 ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором. В этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, поэтому нагреваться не будет, взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься. 

Небольшое видео

Печатные платы 

 

Регулятор напряжения своими руками — схемы сборки и расчет основных параметров

Стабилизированный регулятор напряжения на LM317 1.2-37В 1.5А

Сегодня проснулся с мыслью закинуть что то интересное на блог. Вспомнил про простенький регулятор напряжения на LM317T. Очень удобный регулятор за небольшую цену

Все собирается с десятка деталей и работает на ура. Собрал уже с десятка два таких регуляторов напряженияИ так смотрим схему

Схема регулятора напряжения на LM317 LM317T

Используемые в схеме компоненты:

C1 = 1000мФ выравнивает напряжение, кстати поднимает напряжения с моста в 1.4 раза, помните об этом прежде чем микросхему впаивать

C2 = 100нФ Фильтрующий высокие помехи. С номиналом можно немного поиграть, но для качественного подбора нужен осцик)))

C3 = 10µ Служит для подавления шумов с резистора R1 и для стабилизации напряжения опорного на ножке управления

C4 = 1мФ Нужен для подавления помех на выходе микры

R1 = 5к Переменный, если надо точно выставлять напряжение, берите многооборотный подстроечный резистор

R2 = 240 любой от 0,25Вт

VR1 = LM317T Аналог: КР142ЕН12А

Схема питается постоянным напряжением в 40В, не больше, можно пускать с диодного моста. После выхода Стабилизированное напряжение от 1.2В до 37В. Напряжение выставляется с помощью резисторного делителя R1 и R2 так, что бы на ножке управления было опорное напряжение 1.2В. Микросхема LM317 c максимальным током 1.5А, при условии что максимальная рассеиваемая мощность микросхемы не превышена. Рассчитать ее можно по формуле (Uвх-Uвых)/Iн

Параметры скажу честно меня устраивает. Я питал от такого стабилизированного блока питания 4 вентилятора больших по 0,33А 12В. На входе стояли тр-р 70Вт 15В 4А, мост 6А и емкость 2200мФ. Вы не думайте, всего 2А хватило бы с головой, просто ставил что есть под рукой. А после емкости предохранитель был на 2A. Работает и по сей день прибор.

В общем вот что я скажу вообще ор микре LM317 – эта микросхема работает уже во многих моих устройствах, к примере зарядке Зарядное устройство на LM317 , поэтому я практически везде сую эту регулируемую КренКУ

Печатная плата регулятора напряжения на LM317

Скачать печатную платуПрочитайте Получить пароль от архиваСобирайте, испытайте и пользуйтесь на здоровьеС ув.Админчек

Ограничители максимального и обратного тока

При заполнении сильно разряженного аккумулятора или одновременном включении всех потребителей автомобиля возможно разрушение обмотки возбуждения или якоря. В обычном случае ток не превышает 18 – 20 А, что при напряжении 12 В эквивалентно мощности чуть более 200 Вт. Схема защиты выполняется по электромеханическому шаблону. Это подпружиненное реле, в момент превышения током порога максимума перебрасывающее контакты, втягивая сердечник магнитным полем индуктивности.

В цепь обмотки возбуждения включается резистор, гасящий часть разницы потенциалов на своём сопротивлении. Это вызывает снижение тока. Потом расход закономерно снижается, контакты замыкаются вновь. Реле работает аналогич

Простой регулируемый блок питания 0-30в

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

Схема регулируемого блока питания на транзисторах

Скачать схему регулируемого блока питания 

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

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

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

Печатная плата регулируемого блока питания 0-30В

Скачать печатную плату регулируемого блока питания 0-30В в формате lay 

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

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

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

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

Рекомендую посмотреть видеоролик о том как работает регулируемый блок питания.

Сетевой регулятор мощности на транзисторе

Первоначально задача состояла в том, чтобы сделать несложный и компактный регулятор мощности для сетевого паяльника, работающего от переменного напряжения 220 вольт и после некоторых поисков за основу была взята схема, опубликованная некогда в журнале Радио 2-3\92 (автор —  И.Нечаев г. Курск). Схема принципиальная регулятора 220В Интересная особенность этой схемы заключается в том, что на её выходе можно получить напряжение большее, чем на входе. Это может понадобиться, например, если нужно по каким-либо причинам  увеличить номинальную мощность Вашего паяльника. Например, если нужно выпаять/впаять какую-либо массивную деталь, а температура жала паяльника для этого недостаточна. Повышение напряжения происходит благодаря его преобразованию из переменного в постоянное (после выпрямления диодным мостом и сглаживающего пульсации напряжения конденсатора С1). Таким образом, после выпрямителя, мы можем получим постоянное напряжение до 45 вольт. На первых двух элементах микросхемы К176ЛА7 здесь собран обычный генератор с возможностью регулировки скважности импульсов и ещё на двух её элементах — умощняющий буферный каскад. Частота генератора при указанных на схеме элементах С3, R2, R3 — указана порядка 1500Гц, а скважность импульсов  можно регулировать резистором R4 от 1,05 до 20. Эти импульсы через буферный каскад  и резистор R5 поступают на электронный ключ на транзисторах и с него — на нагрузку (паяльник). Напряжение на нагрузке примерно равно 40…45В в зависимости от мощности понижающего трансформатора на входе и мощности потребления паяльника). Существует, также, вариант этой же схемы, но несколько переделанный для возможности работать с нагрузкой 220 вольт. Принцип работы этой схемы тот же, но в качестве ключа применён полевой транзистор и, соответственно, несколько изменены номиналы некоторых элементов для обеспечения работы схемы с напряжением: Здесь управление «ключом» на транзисторе VT1 также производится широтно — импульсным методом. И напряжение на своём паяльнике Вы также можете регулировать в довольно широких пределах, от максимального (примерно 300 вольт) до минимального уровня (в десятки вольт). Пределы регулировки, выходного напряжения можно сузить до необходимых Вам пределов, если последовательно с диодами VD6, VD7 включить резисторы, как в предыдущей схеме. Номиналы этих резисторов могут быть в пределах от единиц до 100 кОм и подбираются (если это необходимо) при настройке. Ни в каких других настройках обе схемы не нуждаются и не критичны к применяемым деталям. Мною была собрана и опробована вторая схема для паяльника на 220 вольт. Вместо фильтрующего конденсатора С1 был установлен номинал 25 мкФ х 400 В (больших ёмкостей просто не оказалось в наличии), а С2 увеличен до 47 мкФ х 16 В и С3 — 150 пФ (частота генератора при этом получилась порядка 30 кГц, что гораздо больше, чем в первой схеме. Но схема заработала при этом вполне нормально и, честно говоря, увеличивать эту ёмкость и менять частоту не пытался). Печатная плата рисовалась «от руки»: Микросхему здесь можно заменить на другую из серий К561, К176 либо аналогичную  импортную, содержащую не менее четырёх инверторов/элементов «И-НЕ» или «ИЛИ-НЕ» (К561ЛЕ5, К176ЛЕ5, К561ЛН2, CD4001, CD4011 …). Транзистор я поставил типа BUZ90. При подключении нагрузки до 100 ватт (пробовал с обычной лампой накаливания) транзистор не грелся вообще и теплоотвод не потребовался (схема собиралась для паяльника мощностью 40 ватт). Но сильно грелся резистор R1, поэтому в качестве него пришлось поставить два двухваттных резистора по 47 кОм, включённых параллельно. И всё равно они греются при работе довольно ощутимо, поэтому пришлось сделать в корпусе ряд небольших отверстий в месте расположения этих резисторов для вентиляции: Стабилитрон был поставлен Д814Г (можно применить любой на напряжение 6 — 14 вольт и на ток порядка 20 мА, в зависимости от диапазона питания и тока потребления применённый микросхемы), переменный резистор R2 — 220 кОм. Вместо диодов 1N4148 можно поставить КД522 или КД521. Электролитические конденсаторы обязательно должны быть на рабочее напряжение не меньше требуемого по схеме. В качестве простейшего индикатора работы был применён светодиод (можно любой, малой мощности), включённый параллельно выходу последовательно с гасящим резистором. Номинал резистора подбирается при настройке в зависимости от типа светодиода и необходимой яркости его свечения (анод светодиода подключается к «+» выводу выхода схемы). Вся схема, как видно, легко умещается в корпусе от адаптера/зарядки. Её также можно использовать в качестве, например, регулятора яркости свечения лампы накаливания. Яркость регулируется плавно и никаких «мерцаний» лампы при этом замечено не было.  Проверка работы регулятора     Материал прислал Барышев Андрей.

Простой регулятор тока своими руками

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

Схема номер 1

Имелся стабилизированный импульсный блок питания, дающий на выходе напряжение 17 вольт и ток 500 миллиампер. Требовалось периодическое изменение напряжения в пределе 11 – 13 вольт. И общеизвестная схема регулятора напряжения на одном транзисторе с этим прекрасно справлялась. От себя добавил к ней только светодиод индикации да ограничительный резистор. К слову, светодиод здесь это не только «светлячок» сигнализирующий о наличии выходного напряжения. При правильно подобранном номинале ограничительного резистора, даже небольшое изменение выходного напряжения отражается на яркости свечения светодиода, что даёт дополнительную информацию о его повышении или понижении. Напряжение на выходе можно было изменять от 1,3 до 16 вольт.

КТ829 – мощный низкочастотный кремниевый составной транзистор, был установлен на мощный металлический радиатор и казалось, что при необходимости он вполне может выдержать и большую нагрузку, но случилось короткое замыкание в схеме потребителя и он сгорел. Транзистор отличается высоким коэффициентом усиления и применяется в усилителях низкой частоты – видно действительно его место там а не в регуляторах напряжения.

Слева снятые электронные компоненты, справа приготовленные им на замену. Разница по количеству в два наименования, а по качеству схем, бывшей и той, что решено было собрать, она несопоставима. Напрашивается вопрос – «Стоит ли собирать схему с ограниченными возможностями, когда существует более продвинутый вариант «за те же деньги», в прямом и переносном смысле этого изречения?»

Схема номер 2

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

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

Что получилось

Сам процесс обновлённого монтажа занял времени ни сколько не больше чем предыдущий. При этом получен не простой регулятор напряжения, который подключается к блоку питания стабилизированного напряжения, собранная схема при подключении даже к сетевому понижающему трансформатору с выпрямителем на выходе сама даёт необходимое стабилизированное напряжение. Естественно, что выходное напряжение трансформатора должно соответствовать допустимым параметрам входного напряжения микросхемы КР142ЕН12А. Вместо неё можно использовать и импортный аналог интегральный стабилизатор LM317Т. Автор Babay iz Barnaula.

Обсудить статью ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

В электрических схемах для изменения уровня выходного сигнала используется регулятор напряжения. Основное его назначение — изменять подаваемую на нагрузку мощность. C помощью устройства управляют оборотами электродвигателей, уровнем освещённости, громкостью звука, нагревом приборов. В радиомагазинах можно приобрести готовое изделие, но несложно изготовить регулятор напряжения своими руками.

Описание устройства

Регулятором напряжения называется электронный прибор, служащий для повышения или понижения уровня выходного сигнала, в зависимости от величины разности потенциалов на его входе. То есть это устройство, с помощью которого можно управлять значением мощности, подводимой к нагрузке. При этом регулировать подаваемый уровень энергии можно как на реактивной, так и активной нагрузке.

Самым простым устройством, с помощью которого можно изменять уровень сигнала, считается реостат. Он представляет собой резистор, имеющий два вывода, один из которых подвижный. При перемещении ползункового вывода реостата изменяется сопротивление. Для этого он подключается параллельно нагрузке. Фактически это делитель напряжения, позволяющий регулировать величину разности потенциалов на нагрузке в пределах от нуля до значения, выдаваемого источником энергии.

Использование реостата ограничено мощностью, которую можно через него пропустить. Так как при больших значениях тока или напряжения он начинает сильно нагреваться и в итоге перегорает, поэтому на практике применение реостата ограничено. Его используют в параметрических стабилизаторах, элементах электрического фильтра, усилителях звука и регуляторах освещённости небольшой мощности.

Разновидности приборов

По виду выходного сигнала регуляторы разделяют на стабилизированные и нестабилизированные. Также они могут быть аналоговыми и цифровыми (интегральными). Первые строятся на основе тиристоров или операционных усилителей. Их управление осуществляется путём изменения параметров RC цепочки обратной связи. Совместно с ними для повышения мощности применяются биполярные или полевые транзисторы. Работа же интегральных устройств связана с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ), поэтому в цифровой схемотехнике используются микроконтроллеры и силовые транзисторы, работающие в ключевом режиме.

При изготовлении самодельного регулятора напряжения могут быть использованы следующие элементы:

• резисторы;
• тиристоры или транзисторы;
• цифровые или аналоговые интегральные микросхемы.

Первые два типа имеют несложные схемы и довольно просты к самостоятельной сборке. Их можно изготавливать без использования печатной платы с помощью навесного монтажа, в то время как импульсные регуляторы на основе микроконтроллеров требуют более обширных знаний в радиоэлектронике и программировании.

Характеристика регулятора

По своему виду приспособления могут изготавливаться в портативном или стационарном исполнении. Устанавливаются они в любом положении: вертикальном, потолочном, горизонтальном.

Устройства могут крепиться с использованием дин-рейки или встраиваться в различные блоки и приборы. Конструктивно регуляторы возможно изготовить как корпусными, так и без помещения в корпус.

К основным характеристикам устройств относят следующие параметры:

1. Плавность регулировки. Обозначает минимальный шаг, с которым происходит изменение величины разности потенциалов на выходе. Чем он плавнее, тем точнее можно выставить значение напряжения на выходе.
2. Рабочая мощность. Характеризуется значением силы тока, которое может пропускать через себя прибор продолжительное время без повреждения своих электронных связей.
3. Максимальная мощность. Пиковая величина, которую кратковременно выдерживает устройство с сохранением своей работоспособности.
4. Диапазон входного напряжения. Это значения входного сигнала, с которым устройство может работать.
5. Диапазон изменяемого сигнала на выходе устройства. Обозначает значения разности потенциалов, которое может обеспечить устройство на выходе.
6. Тип регулируемого сигнала. На вход устройства может подаваться как переменное, так и постоянное напряжение.
7. Условия эксплуатации. Обозначает условия, при которых характеристики регулятора не изменяются.
8. Способ управления. Выставление выходного уровня сигнала может осуществляться пользователем вручную или без его вмешательства.

Особенности изготовления

Изготовить регулирующее приспособление можно несколькими способами. Самый лёгкий -приобрести набор, содержащий уже готовую печатную плату и радиоэлементы, необходимые для сборки своими руками. Кроме них, набор содержит электрическую и принципиальную схему с описанием последовательности действий. Такие наборы называются KIT и предназначены для самых неопытных радиолюбителей.

Другой путь подразумевает самостоятельное приобретение радиокомпонентов и изготовление в случае необходимости печатной платы. Используя второй способ, можно будет сэкономить, но он занимает больше времени.

Существует множество схем разного уровня сложности для самостоятельного изготовления. Но чтобы сделать регулятор напряжения, кроме схемы, понадобится подготовить следующие инструменты, приборы и материалы:

• паяльник;
• мультиметр;
• припой;
• пинцет;
• кусачки;
• флюс;
• технический спирт;
• соединительные медные провода.

Если планируется собирать устройство, состоящее из 6 и более элементов, то целесообразно будет смастерить печатную плату. Для этого необходимо иметь фольгированный текстолит, хлорное железо и лазерный принтер.

Техника изготовления печатной платы в домашних условиях называется лазерно-утюжной (ЛУТ). Её суть заключается в распечатывании печатной платы на глянцевом листе бумаги, и переносом изображения на текстолит с помощью проглаживания утюгом. Затем плату погружают в раствор хлорного железа. В нём открытые участки меди растворяются, а закрытые с переведённым изображением формируют необходимые соединения.

При самостоятельном изготовлении прибора важно соблюдать осторожность и помнить про электробезопасность, особенно при работе с сетью переменного тока 220 В. Обычно правильно собранный регулятор из исправных радиодеталей не нуждается в настройке и сразу начинает работать.

Простые схемы

Для управления величиной выходного напряжения для слабо мощных устройств можно собрать простой регулятор напряжения на 2 деталях. Понадобится лишь транзистор и переменный резистор. Работа схемы проста: с помощью переменного резистора происходит индуцирование (отпирание транзистора).

Если управляющий вывод резистора находится в нижнем положении, то напряжение на выходе схемы равно нулю. А если вывод перемещается в верхнее положение, то транзистор максимально становится открытым, а уровень выходного сигнала будет равен напряжению источника питания за вычетом падения разности потенциалов на транзисторе.

При изменении сопротивления регулируется величина напряжения на выходе. В зависимости от типа транзистора изменяется и схема включения. Чем номинал переменного резистора будет меньше, тем регулировка будет плавней. Недостатком схемы является чрезмерный нагрев транзистора, поэтому чем больше будет разница между Uвх и Uвых, тем он будет сильнее нагреваться.

Такую схему удобно применять для регулировки вращения компьютерных вентиляторов или других слабых двигателей, а также светодиодов.

Симисторный вид

Для регулировки переменного напряжения используются симисторные регуляторы, с помощью которых можно управлять мощностью паяльника или лампочки. Собрав схему на недорогом и доступном симисторе BT136, можно изменять мощность нагрузки в пределах 100 ватт.

Для сборки схемы понадобится:

Наименование	Номинал	Аналог
Резистор R1	470 кОм
Резистор R2	10 кОм
Конденсатор С1	0,1 мкФ х. 400 В
Диод D1	1N4007	1SR35–1000A
Светодиод D2	BL-B2134G	BL-B4541Q
Динистор DN1	DB3	HT-32
Симистор DN2	BT136	КУ 208

Принцип работы регулятора заключается в следующем: через цепочку, состоящую из динистора DN1, конденсатора C1 и диода D1, ток поступает на симистор DN2, что приводит к его открытию. Момент открытия зависит от ёмкости C1, которая заряжается через резисторы R1 и R2. Соответственно, изменением сопротивления R1 управляется скорость заряда C1.

Несмотря на простоту, такая схема отлично справляется с регулировкой вольтажа нагревательных устройств, использующих вольфрамовую нить. Но так как такая схема не имеет обратной связи, использовать её для управления оборотами коллекторного электродвигателя нельзя.

Реле напряжения

Для автолюбителей важным элементом является устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети в установленных пределах при изменении различных факторов, например, оборотов генератора, включении или выключении фар. Использующиеся для этого приборы работают по одинаковому принципу – стабилизация напряжения путём изменения тока возбуждения. Иными словами, если уровень сигнала на входе изменяется, то устройство уменьшает или увеличивает ток возбуждения.

Собранная схема своими руками реле-регулятора напряжения должна:

• работать в широком диапазоне температур;
• выдерживать скачки напряжения;
• иметь возможность отключения во время запуска мотора;
• обладать малым падением разности потенциалов.

Упрощённо принцип работы можно описать в следующем виде: при величине напряжения, превышающей установленное значение, ротор отключается, а при её нормализации запускается вновь. Основным элементом схемы является ШИМ стабилизатор LM 2576 ADJ.

Микросхема TC4420EPA предназначена для моментального переключения транзистора. С помощью резистора R3, конденсатора C1 и стабилитронов VD1, VD2 осуществляется защита микросхемы и полевого транзистора. Резисторы R1 и R2 задают опорное напряжение для стабилизатора. DD1 управляет работой полевого транзистора и ротора. Диод D2 используется для ограничения управляющего напряжения. Индуктивность L1 обеспечивает плавность разрядки ротора через диоды D4 и D5 при размыкании цепи.

Управляемый блок питания

Конструируя различные схемы, радиолюбители часто собирают источники напряжений. Спаяв регулятор постоянного напряжения своими руками, его можно будет использовать как управляемый блок питания в диапазоне от 0 до 12В.

Собираемый источник напряжения состоит из 2 частей: блока питания и параметрического регулятора напряжения. Первая часть изготавливается по классической схеме: понижающий трансформатор — выпрямительный блок. Типом используемого трансформатора, выпрямительных диодов и транзистора определяется мощность устройства. Переменное напряжение сети понижается в трансформаторе до 11 вольт, после чего попадает на диодный мост VD1, где становится постоянным. Конденсатор C1 используется как сглаживающий фильтр. Сигнал поступает на параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R1 и стабилитрона VD2.

Параллельно стабилитрону подключён резистор R2, которым и изменяется уровень выходного напряжения. Транзисторы включены по упрощённой схеме эмиттерного повторителя, и при появлении на их переходах напряжения начинают работать в режиме усиления тока. То есть сигнал, снятый с R2, поступает на выход прибора через транзисторы, которые снижают его значение на величину своего насыщения. Таким образом, чем больше подаётся на них напряжение, тем сильнее они открываются и больше мощности поступает на выход.

Этот регулируемый блок питания может работать с нагрузкой до трёх ампер, то есть обеспечивать мощность до 30 ватт. Если есть опыт, то схема паяется навесным монтажом с использованием проводов любого сечения.

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

1. Для чего нужен регулятор:

а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

б) Разрывание цепи электрического тока

1. От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

Схема №1.

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

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.

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

3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

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

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

СНиП 3.05.06-85

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

2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

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

Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

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

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

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

СНиП 3.05.06-85

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

Регулятор напряжения 0 — 220в

Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

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

РН на 2 транзисторах

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

СНиП 3.05.06-85

Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

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

4 Схемы РН своими руками и схема подключения

Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

Схема 1.

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

СНиП 3.05.06-85

Схема 2.

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

СНиП 3.05.06-85

Схема 3.

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

СНиП 3.05.06-85

Схема 4.

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

СНиП 3.05.06-85

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

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

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

Блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

Всем известно, что мощный регулируемый блок питания с регулировкой напряжения и тока самое популярное и востребованное электронное устройство, с изготовления которого начинают свой творческий путь начинающие радиолюбители. Схем очень много, какую выбрать и с чего начинать многие просто теряются. Одним нужен простой лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока, другим мощное зарядное устройство для зарядки автомобильного аккумулятора, а я предлагаю вам собрать своими руками простой универсальный блок питания с регулировкой напряжения и тока, который можно использовать для выполнения любых задач, питания электронных самоделок и зарядки автомобильного аккумулятора. Все, что от вас потребуется это усидчивость, минимальные знания электроники и умение пользоваться паяльником. А если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях, я вам обязательно помогу.

Хватит слов приступим к делу!

На этом рисунке изображена схема блока питания с регулировкой напряжения и тока от 2.4В до 28В и силой тока до 30А.

Схема блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Скачать схему блока питания с регулировкой тока и напряжения

Важным элементом данной схемы является регулируемый стабилизатор напряжения микросхема TL431 или, как ее еще называют управляемый стабилитрон позволяющий плавно регулировать напряжение от 2.4 вольта до 28 вольт. Благодаря четырем силовым транзисторам, установленным на больших радиаторах, блок питания может выдержать ток до 30А. Также имеется регулировка тока и защита от переполюсовки, поэтому блок питания можно и даже нужно использовать, как зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Делитель напряжения, построенный на мощном 5 Вт резисторе R1 и переменном резисторе Р1 ограничивает  ток на катоде и на управляющем электроде стабилитрона TL431. Вращением ручки переменного резистора Р1 задается выходное напряжение стабилитрона, стабилизатор напряжения TL431, автоматически стабилизирует напряжение заданное переменным резистором Р1. С микросхемы TL431 ток поступает на базу транзистора Т1. Транзистор  выполняет роль ключа и управляет двумя мощными биполярными транзисторами Т2 и Т3 соединенных параллельно для увеличения выходной мощности. В выходной каскад транзисторов установлены уравнительные резисторы R2 и R3. Далее ток поступает на плюсовую клейму блока питания.

Как работает регулировка тока?

В данной схеме реализована функция ограничения тока на двух мощных полевых транзисторах Т4 и Т5 соединенных параллельно. Давайте рассмотрим, как это работает. С диодного моста ток поступает на стабилизатор  напряжения L7812CV, напряжение снижается до 12В, это безопасное значение для затворов транзисторов. Далее ток поступает на делитель напряжения собранный на переменном резисторе Р2 и постоянном резисторе R4. С движка переменного резистора Р2 ток проходит через тока ограничительные резисторы R5 и R6 открывая затворы полевых транзисторов Т4 и Т5. Транзисторы проводят через себя определенное количество тока в зависимости от сопротивления переменного резистора Р2. В данной схеме ток регулируется при любом выходном напряжении.

Также предусмотрена защита от переполюсовки, состоящая из двух светодиодов. Зеленый светодиод сигнализирует о правильном подключении автомобильного аккумулятора к выходу блоку питания, а красный светодиод, о ошибке подключения. Резисторы R7 и R8 ограничивают ток для светодиодов.

А, вот и печатная плата!

На этом рисунке изображена печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Скачать печатную плату блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатную плату вы можете изготовить с помощью лазерно утюжной технологии для продвинутых, а также навесным монтажом этот способ больше подходит для начинающих радиолюбителей и они о нем прекрасно знают. Для изготовления печатной платы вам понадобиться фольгированный стеклотекстолит размером 100х83 мм. Большинство деталей устанавливаются на печатной плате за исключением транзисторов Т2, Т3, Т4, Т5, а также стабилизатор напряжения L7812CV и резисторы R2, R3, Р1, Р2. Биполярные транзисторы Т2 и Т3 устанавливаются на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок, потому, что коллекторы транзисторов все равно по схеме соединяются вместе. Полевые транзисторы Т4, Т5 надо тоже установить на отдельном радиаторе без изоляции.

На этом рисунке изображены два радиатора с установленными транзисторами. Между собой радиаторы скреплены двумя лентами двухстороннего автомобильного скотча выполняющего роль электро изоляции. Сверху к радиаторам прикручена винтами пластиковая скрепляющая пластина, придающая жесткость конструкции. К ней будет крепиться дополнительная пластина с печатной платой и вентилятор.

Поскольку уравнительные резисторы R2 и R3 довольно большого размера для их предусмотрена специальная печатная плата, которая изображена на этом рисунке. Размер печатной платы 85х40 мм.

Печатная плата блока резисторов

Скачать печатную плату блока резисторов

Стабилизатор напряжения L7812CV надо закрепить на отдельный радиатор от компьютерного блока питания, потому, что в процессе работы он сильно нагревается. На этой картинке он находится в самом низу на радиаторе от компьютерного блока питания. С правой стороны вы увидите плату с уравнительными резисторами R2 и R3. Транзистор Т1 установлен на маленький радиатор. Переменные резисторы Р1 и Р2 тоже вынесены на верхнюю панель. Диодная сборка установлена на отдельном радиаторе, при большой нагрузке она очень сильно греется.

Для охлаждения радиаторов к установленному в блоке питания стабилизатору напряжения L7812CV я подключил вентилятор размером 120х120 мм, он отлично справляется со своей задачей.

Если вы хотите подключить вентилятор от дополнительной обмотки трансформатора, тогда вам надо поставить дополнительный стабилизатор напряжения по этой схеме.

Схема подключения вентилятора

Скачать схему подключения вентилятора

Как подключить Китайский вольтметр амперметр?

При подключении Китайских электронных вольтметров амперметров возникает очень много различных проблем, то показания скачут, то завышает, то занижает, кому то бракованный прислали, вообщем качество Китайских приборов оставляет желать лучшего. Китайцы продают на АлиЭкспресс две модели чудо приборов. Первая модель имеет два тонких провода красный и черный, три толстых, красный, черный и синий. У второй модели три тонких провода, красный, черный, желтый и два толстых, красный и черный. Чтобы это Китайское чудо правильно работало и не искажало показания, надо знать простое правило, питание у прибора должно быть отдельное потому, что у прибора нет гальванической развязки и поэтому питание на Китайский вольтметр амперметр обязательно надо брать с дополнительной обмотки трансформатора или дополнительного источника питания, для этих целей идеально подойдет зарядка от телефона.

А лучше всего сделать выбор в сторону Китайских стрелочных аналоговых приборов класса точности 2.5. Поставить отдельно вольтметр и амперметр будет намного проще и точнее. Выбор остается за вами.

На этом рисунке изображена схема подключения Китайского вольтметра амперметра.

Схема подключения китайского вольтметра амперметра к блоку питания

Скачать схему подключения китайского вольтметра амперметра

Испытания блока питания

Пришло время испытать блок питания в деле. У микросхемы TL431 есть такая особенность, нижний порог напряжения 2.4 вольта, поэтому в блоке питания напряжение регулируется от 2.4 вольта до 27.4 вольта. Без нагрузки я выставил напряжение 12.5 вольт и подключил галогеновую лампу Н4. Напряжение под нагрузкой упало до 12.3 вольта, просадка составила всего 0.2 вольта при силе тока 4.88 ампера. Это очень хороший результат. Микросхема TL431 прекрасно стабилизирует  напряжение. Как работает ограничение тока смотрите в видеоролике.

Как заряжать автомобильный аккумулятор?

Ну и самое интересное, это использование блока питания в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. При выключенном блоке питания подключаем аккумулятор. Если горит зеленый светодиод, значит все подключено правильно. Что будет если поменять клеймы местами? А, ничего… Просто загорится красный светодиод, означающий ошибку в подключении.

Далее отключаем минусовую клейму, включаем блок питания и выставляем на блоке 14.5 вольт. Подключаем минусовую клейму к аккумулятору. И ручкой регулировки тока выставляем в начале зарядки ток не более 6 ампер для 60 амперного аккумулятора. К концу зарядки ток упадет до 0.1 ампера, а напряжение поднимется до 14.5 вольт. Это будет говорить о том, что аккумулятор полностью заряжен.

Для любителей «чем проще, тем лучше,» предлагаю собрать упрощенную схему блока питания на 15А

Данная схема регулируемого блока питания с регулировкой напряжения и тока рассчитана на максимальный ток до 15А. В ней отсутствуют дополнительные силовые транзисторы и уравнительные резисторы, что немного упрощает схему и делает её более бюджетной по сравнению со схемой на 30А.

Схема блока питания с регулировкой тока и напряжения 2.4…28В 15А

Скачать схему блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 15А

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В. Размер платы 100х60 мм.

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 15А

Скачать печатную плату блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 15А

Радиодетали для сборки

Регулируемый блок питания с регулировкой тока и напряжения 30А

• Регулируемый стабилитрон (микросхема) TL431
• Диодный мост на 50А KBPC5010
• Конденсаторы С1, С2 4700 мкФ 50В
• Резисторы R1 1 кОм 5Вт, R2, R3 0.1 Ом 20 Вт, R4 100 Ом, R5, R6 47 Ом, R7, R8 2.7 кОм 0.25Вт, Р1 5 кОм, Р2 1 кОм.
• Радиатор 100х63х33 мм 2шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 1шт, радиатор от компьютерного блока питания 1шт
• Стабилизатор напряжения L7812CV
• Транзисторы Т1 TIP41C, КТ805, КТ819, Т2, Т3 TIP35C, КТ 867А, Т4, Т5 IRFP250, IRFP260
• Светодиоды LED1, LED2 на 3В зеленый и красный

Регулируемый блок питания с регулировкой тока и напряжения 15А

• Регулируемый стабилитрон (микросхема) TL431
• Диодный мост на 25А KBPC2510
• Конденсаторы С1, С2 4700 мкФ 50В
• Резисторы R1 1 кОм 5Вт, R2 100 Ом, R3 47 Ом, R4, R5 2.7 кОм 0.25Вт, Р1 5 кОм, Р2 1 кОм.
• Радиатор 100х63х33 мм 1шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 1шт, радиатор от компьютерного блока питания 1шт
• Стабилизатор напряжения L7812CV
• Транзисторы Т1 TIP41C, КТ805, КТ819, Т2 TIP35C, КТ 867А, Т3 IRFP250, IRFP260
• Светодиоды LED1, LED2 на 3В зеленый и красный

Чем заменить микросхему TL431?

Аналогом микросхемы TL431 является регулируемый стабилитрон КА431, из советских КР142ЕН19А, К1156ЕР5Х

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

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

Пропуск для серии

»Примечания по электронике

Серийный регулятор или регулятор с последовательным проходом — наиболее широко используемый вид регулятора напряжения, используемый в линейных источниках питания.

---

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

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

---

Последовательный стабилизатор напряжения или, как его иногда называют, последовательный стабилизатор напряжения — наиболее часто используемый подход для обеспечения окончательного регулирования напряжения в линейно регулируемом источнике питания.

Линейный регулятор серии обеспечивает высокий уровень производительности, особенно когда требуется низкий уровень шума, пульсаций и переходных процессов на регулируемом выходе.

Существует большое разнообразие 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.

Основные сведения о регуляторах напряжения серии

В последовательном регуляторе напряжения или последовательном регуляторе напряжения используется переменный элемент, включенный последовательно с нагрузкой. Изменяя сопротивление последовательного элемента, можно изменять падение напряжения на нем, чтобы обеспечить постоянство напряжения на нагрузке.

Блок-схема последовательного регулятора напряжения

Преимущество последовательного регулятора напряжения состоит в том, что величина потребляемого тока фактически равна величине потребляемого 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 регулятор 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.Для многих высококачественных стабилизаторов напряжения с низким уровнем шума и пульсаций 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.

Несмотря на то, что последовательный стабилизатор 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%, в то время как источники питания с импульсным режимом могут достигать уровней более 90%.

Стабилизаторы напряжения серии

имеют 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.Эта схема широко не используется сама по себе в линейном источнике питания, но может использоваться в другом оборудовании для обеспечения понижающего напряжения и т. Д. От шины с более высоким напряжением.

Регулятор серии Basic с использованием стабилитрона и эмиттерного повторителя

В схеме используется однопроходный транзистор в форме 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, необходимый для нагрузки, 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 на основе данных о нерегулируемом напряжении, напряжении Зенера и требуемом токе. [(Нерегулируемое напряжение — напряжение Зенера) / ток]. К току следует добавить небольшой запас, чтобы обеспечить достаточное пространство 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, пропускаемый последовательным резистором.

Иногда через стабилитрон или опорный диод напряжения может быть помещен конденсатор, чтобы помочь устранить шум и любые переходные процессы напряжения, которые могут возникнуть.

Выборка выходного сигнала

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, отбирая часть выходного напряжения и сравнивая 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 усиление контура обратной связи.Это снижает коэффициент усиления контура и тем самым снижает характеристики регулирования. Обычно коэффициент усиления контура достаточен, 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 серии

с обратной связью

Чтобы обеспечить улучшенные уровни производительности по сравнению с простым эмиттерным повторителем, можно добавить в схему регулятора напряжения более сложную сеть обратной связи.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 двухтранзисторная схема последовательного регулятора

В этой схеме TR1 образует последовательный транзистор. Второй транзистор, TR2, действует как дифференциальный усилитель, подавая напряжение ошибки между опорным диодом и измеряемым выходным напряжением, которое является пропорцией выходного напряжения, установленного потенциометром. Резистор R1 обеспечивает ток для коллектора TR2 и опорного напряжения диода ZD1.

Источник опорного напряжения

Любой 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 справочник для регулятора напряжения серии проходит

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.

Регуляторы напряжения серии с малым падением напряжения

Одно из соображений любого регулятора — это напряжение, которое должно подаваться на последовательный элемент. Часто для линейных регуляторов требуется значительное снижение 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.

У любого линейного регулятора есть минимальное напряжение, которое требуется на последовательном элементе, прежде чем регулятор «выпадет».«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 одних и тех же 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 линейно 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.

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». , ,

.

Глава 16: Расширенные разделы по усилителям: [Analog Devices Wiki]

Эта версия (7 февраля 2014 г., 19:52) была утверждена компанией dmercer.

В этой главе мы рассмотрим несколько схемотехнических приемов с использованием нескольких транзисторов, которые выходят за рамки основных конфигураций, которые мы обсуждали в предыдущих главах.

16.1 Улучшения эмиттерного повторителя

Инкрементальное усиление по напряжению, A _В , ( В _OUT / V _IN ) эмиттерного повторителя в идеале должно быть равно 1, но всегда будет немного меньше 1.Коэффициент усиления обычно определяется следующим уравнением:

Из уравнения видно, что для получения коэффициента усиления, близкого к единице, мы можем либо увеличить R _L , либо уменьшить r _e . Мы также знаем, что r _e является функцией I _E и что по мере увеличения I _E r _e уменьшается. Также из схемы на рисунке 16.1 (a) мы можем видеть, что I _E относится к R _L и что по мере увеличения R _L I _E уменьшается для фиксированного напряжения питания.Эти два эффекта работают в противовес друг другу в простом эмиттерном повторителе с резистивной нагрузкой. Таким образом, чтобы оптимизировать усиление ведомого, нам необходимо изучить способы либо уменьшить r _e , либо увеличить R _L , не влияя на другое.

Если посмотреть на повторитель с другой стороны, из-за присущего ему сдвига постоянного тока из-за транзистора В, , _{, BE} , разница между входом и выходом должна быть постоянной в течение предполагаемого размаха сигнала. Из-за простой резистивной нагрузки R _L на рисунке 16.1 (a), ток эмиттера I _E увеличивается и уменьшается по мере того, как выходной сигнал колеблется вверх и вниз. Мы знаем, что В _BE является экспоненциальной функцией I _E и изменится примерно на 18 мВ (при комнатной температуре) при изменении I _E с коэффициентом 2. Учитывая R _L = 2,2 кОм, размах +/- 2 В и общее напряжение питания 8 В ( В, + = + 4 В и В, — = -4 В), минимальное значение I _E = 2 В / 2,2 КОм или 0,91 мА и максимальное I _E = 6В / 2.2 кОм или 2,7 мА . Это приводит к разнице в 1,8 мА и приводит к изменению на 28 мВ в В _BE . Это наблюдение приводит нас к первому возможному усовершенствованию эмиттерного повторителя, показанного на рисунке 16.1 (b).

Рисунок 16.1 Эмиттерный повторитель с нагрузкой источника тока.

Токовое зеркало из главы 11 может быть заменено резистором нагрузки эмиттера для подачи фиксированного тока эмиттера на транзистор усилителя, рис.16.1 (б). Токовое зеркало пропускает более или менее постоянный ток в широком диапазоне напряжений. Игнорируя любой ток во внешней нагрузке на В _OUT , этот более или менее постоянный ток, протекающий в транзисторе Q ₁ , приведет к более или менее постоянному В _BE .

С другой стороны, очень высокое выходное сопротивление источника тока эффективно увеличило R _L , в то время как r _e остается на низком значении, установленном током I _E .В разделе 11.5.3 главы, посвященном выходному сопротивлению токового зеркала, мы видели, что использование резисторов дегенерации эмиттера может значительно увеличить r _O по сравнению с установленным ранним напряжением транзистора В _A .

16.2 Эмиттерный повторитель дополнительной пары обратной связи

Альтернативный подход к совершенствованию эмиттерного повторителя заключается в уменьшении эффективного r _e за счет отрицательной обратной связи. Уменьшение r _и может быть решено путем добавления второго транзистора для увеличения коэффициента отрицательной обратной связи за счет увеличения коэффициента усиления без обратной связи.Одиночный транзистор заменен парой транзисторов со 100% обратной связью по напряжению с эмиттером первого транзистора. Это часто называют дополнительной парой обратной связи, как показано на рисунке 16.2.

Рисунок 16.2 Эмиттер-повторитель дополнительной пары обратной связи

Значение R ₁ имеет решающее значение для хорошей линейности, поскольку оно устанавливает I _C транзистора Q ₁ . Коллекторный ток Q ₁ будет примерно равен В _BE Q ₂ , деленному на ₁ рэндов.Этот ток в Q ₁ будет относительно более постоянным, чем ток в R _L . Большая часть переменного тока в R _L (при изменении V _OUT ) будет течь в Q ₂ , а не в Q ₁ . Резистор R _L , конечно, можно дополнительно заменить на источник постоянного тока в качестве дальнейшего улучшения, как мы только что видели в разделе 16.1.

Важным следствием добавления дополнительного транзистора Q ₂ является то, что он дополнительно ограничивает максимальный положительный размах выходного сигнала.В простом эмиттерном повторителе на рисунке 16.1 (а) выходной сигнал не может превышать В + — В _BEQ1 . В то время как выход повторителя на рисунке 16.2 может колебаться не выше В + — В _BEQ1 — В _BEQ2 , а переходы коллектор-база транзисторов остаются смещенными в обратном направлении.

16.2.1 Последователи источника на полевых транзисторах

Важно отметить, что уравнение усиления для повторителей на основе полевых транзисторов во многом такое же, как и для повторителей на основе BJT, при замене сопротивления источника слабого сигнала r _s .

Мы также знаем, что сопротивление источника слабого сигнала является функцией постоянного тока стока I _D , поэтому использование тех же схемных методов для поддержания I _D более постоянным с изменениями тока нагрузки улучшит характеристики повторителей на основе полевых транзисторов, поскольку хорошо.

16.2.2 Эффект тела

Все МОП-транзисторы имеют четвертый вывод, который необходимо учитывать при проектировании схем, в которых используются эти устройства. Дополнительный эффект, ограничивающий точность усиления истокового повторителя на основе полевого транзистора, возникает из-за возможных изменений напряжения на этом четвертом выводе, часто называемом корпусом или задним затвором, в случаях, когда корпус или подложка подключены к фиксированному отрицательному источнику питания. (для устройств NMOS или положительного источника питания для устройств PMOS), а не источника.

Эффект тела относится к изменению порогового напряжения, В, , _th, , путем изменения В, , _SB , напряжения источника на задний затвор. Поскольку напряжение на заднем затворе влияет на пороговое напряжение (когда оно не привязано к источнику), его можно рассматривать как второй затвор. Эффект тела иногда называют «эффектом заднего прохода».

Для режима улучшения устройства NMOS влияние тела на пороговое напряжение рассчитывается путем применения модели Шичмана-Ходжеса с использованием следующего уравнения:

Где:
В _TB — пороговое напряжение при наличии смещения подложки,
В _SB — смещение подложки от источника к телу
2f _F — поверхностный потенциал
В _TO — пороговое напряжение для нулевого смещения подложки.

Параметр эффекта тела:

Где:
t _ox — толщина оксида
ε _ox — диэлектрическая проницаемость оксида
ε _si — диэлектрическая проницаемость кремния
N _A — концентрация легирования
q — заряд электрона

16.3 Регулятор напряжения серии улучшенный

В главе 6 мы кратко рассмотрели стабилитрон как шунтирующий стабилизатор, рисунок 16.3 (a). Если мы включим транзисторный каскад с эмиттерным повторителем вместо последовательного резистора, мы сможем значительно улучшить характеристики регулирования нагрузки регулятора. Добавление каскада эмиттерного повторителя к простому стабилитрону, как показано на рисунке 16.3 (b), формирует простой последовательный регулятор напряжения и существенно улучшает регулирование цепи. Здесь ток нагрузки I _RL обеспечивается транзистором, база которого теперь подключена к стабилитрону.Таким образом, базовый ток транзистора (I _B ) является единственным переменным током, протекающим в стабилитроне, и меньше, чем ток через R _L , на ß или коэффициент усиления по току эмиттерного повторителя. Этот регулятор классифицируется как «последовательный», потому что регулирующий элемент, транзистор, включен последовательно с нагрузкой. R ₁ устанавливает ток Зенера (I _Z ) и определяется как:

где В _Z — напряжение стабилитрона, I _B — ток базы транзистора, а K — коэффициент масштабирования, равный 1.2–2, чтобы гарантировать, что R ₁ достаточно низкое для максимального значения I _B при больших выходных токах нагрузки.

где:
I _L — требуемый ток нагрузки, а также ток эмиттера транзистора (предполагается, что он приблизительно равен току коллектора)
ß _(мин.) — минимально допустимый коэффициент усиления постоянного тока для транзистора.

Рисунок 16.3.1 Улучшенный стабилизатор напряжения Зенера

Эта схема имеет гораздо лучшее регулирование нагрузки, чем простой стабилизатор шунта Зенера, поскольку базовый ток транзистора формирует очень небольшую нагрузку на стабилитрон, тем самым сводя к минимуму колебания напряжения Зенера из-за колебаний нагрузки.Здесь также полезно отметить, что выходное напряжение теперь будет примерно на 0,65 В меньше, чем В _Z из-за падения транзистора В _BE , если бы мы не включили дополнительный диод D ₁ последовательно с стабилитроном. Падение напряжения на D ₁ можно считать примерно таким же, как у V _BE Q ₁ . Второй NPN-транзистор с диодным соединением, аналогичный Q ₁ , используемый вместо D ₁ , обеспечил бы лучшее приближение.Хотя эта схема имеет хорошее регулирование, она все же несколько чувствительна к колебаниям нагрузки и питания. Это можно улучшить, добавив отрицательную обратную связь. Этот простой регулятор часто используется в качестве «предварительного регулятора» в более совершенных схемах линейного регулятора напряжения.

Схема может быть настроена путем добавления переменного резистора в качестве делителя напряжения через стабилитрон, перемещая соединение базы транзистора от верхней части стабилитрона к дворнику потенциометра. Другой способ ступенчатой ​​регулировки выходного напряжения — переключение стабилитронов с различными напряжениями пробоя.

16.3.1 Транзисторный умножитель емкости

В соответствующей схеме источника питания, показанной на рисунке 16.3.2, эффективная емкость конденсатора C ₁ умножается на коэффициент усиления транзистора по току (β).

Рисунок 16.3.2 Транзисторный умножитель емкости

R ₁ и C ₁ образуют фильтр нижних частот, который помогает сгладить любые пульсации на V _S , например, от двухполупериодного выпрямителя.R ₁ обеспечивает зарядный ток, а также базовый ток транзистора (Q ₁ ). R _L — нагрузка в цепи. Без Q ₁ R _L будет нагрузкой на конденсатор, а C ₁ должен быть очень большим для поддержания низких пульсаций. При установленном Q ₁ нагрузка, налагаемая на C ₁ , представляет собой просто ток нагрузки, уменьшенный в β раз. И наоборот, C ₁ кажется «умноженным» на коэффициент β к нагрузке.

Обратите внимание, что эта схема не является регулятором напряжения, так как выходное напряжение напрямую зависит от входа V _IN . Выходное напряжение меньше базового на В _BE (около 0,65 В). База будет меньше, чем В _S (при загрузке) на базовый ток, умноженный на ₁ . Более высокие значения R ₁ (и C ₁ ) снижают пульсации на выходе почти до незначительного уровня. С другой стороны, это приводит к медленному увеличению выходной мощности до требуемого значения (особенно при подключенной нагрузке) из-за большей постоянной времени R ₁ и C ₁ .Однако схемы на рисунках 16.3.1 и 16.3.2 могут быть объединены для обеспечения улучшенной фильтрации и регулирования напряжения.

16.3.2 Добавление ограничения выходного тока

Схема ограничения тока — важный элемент любого источника питания. Всегда существует риск, что нагрузка может потреблять слишком большой ток или шины питания могут даже случайно закоротиться. Включение цепи ограничителя тока предотвратит дальнейшее повреждение внешней цепи, а также предотвратит повреждение самого источника питания.

Можно реализовать ограничитель тока источника питания только с диодами, но тот, который мы рассмотрим здесь, использует один транзистор и резистор считывания тока. Эта схема является основой большинства используемых сегодня ограничителей тока источников питания и обычно используется для ограничения тока в выходном каскаде операционных усилителей. Схема ограничения, состоящая из Q ₂ и R ₂ , включена в простую схему регулятора, показанную на рисунке 16.3.3.

Ограничитель тока работает очень просто. Когда источник питания подает ток ниже максимального уровня, ток течет через резистор считывания, и на нем возникает небольшая разность потенциалов. Номинал резистора выбирается таким образом, чтобы при прохождении максимально допустимого тока от источника питания на нем возникало напряжение, равное В _BE транзистора считывания тока Q ₂ . Обычно это 0.6 вольт при использовании кремниевого транзистора.

Когда напряжение на резисторе считывания тока приближается к 0,6 В, транзистор считывания тока начинает включаться. Когда это происходит, напряжение на базе проходного транзистора основного источника питания понижается, тем самым предотвращая любое увеличение выходного тока источника питания. Таким образом, очень легко рассчитать значение чувствительного резистора, используя закон Ома. Это просто V _BE / I _Lmax .Транзистор считывания тока Q ₂ должен иметь достаточно большую емкость по току, чтобы иметь возможность отводить весь ток от базы основного транзистора последовательного прохода.

Рисунок 16.3.3 Регулятор питания с обратной связью и ограничением тока транзистора

Ввиду того, что точка считывания регулятора находится после резистора считывания тока, любое падение напряжения на резисторе не повлияет на выходное напряжение схемы, поскольку оно будет компенсироваться регулятором.Это предполагает, что входное напряжение питания достаточно велико для правильного регулирования схемы. Таким образом, резистор считывания тока не вызовет никакого снижения выходного напряжения схемы регулятора источника питания.

Схема ограничителя тока блока питания показана в схеме очень простого регулятора. Однако он может быть помещен в большинство схем регуляторов, сделанных из дискретных компонентов, с небольшими изменениями. Что касается схем, использующих интегральные регуляторы, они практически наверняка содержат схему ограничителя тока, основанную на этом принципе.

16.4 Однотранзисторный фильтр верхних частот

Иногда бывает желательно разработать простой активный фильтр верхних частот, используя каскад усилителя с одним транзистором. Схема транзисторного фильтра, показанная на рисунке 16.4, представляет собой двухполюсный фильтр с единичным усилением. Этот фильтр удобно размещать в более крупной схеме, поскольку он содержит мало компонентов и не занимает много места.

Схема активного транзистора верхних частот довольно проста, в ней всего четыре резистора, два конденсатора и один транзистор.Условия работы транзистора устанавливаются обычным образом. R ₂ и R ₃ используются для установки точки смещения для базы транзистора. Резистор R _L является резистором эмиттера и задает ток для транзистора.

Компоненты фильтра включены в отрицательную обратную связь с выхода схемы на вход. Компоненты, образующие сеть активных фильтров, состоят из C ₁ , C ₂ , R ₁ и комбинации R ₂ и R ₃ , включенных параллельно, при условии, что входное сопротивление цепи эмиттерного повторителя очень высоки, и их можно игнорировать.

Рисунок 16.4 Схема активного транзисторного фильтра верхних частот

Это для значений, при которых влияние самого транзистора эмиттерного повторителя в цепи фильтра верхних частот можно игнорировать, то есть :

Где:
β = коэффициент усиления прямого тока транзистора
f _o = частота среза фильтра верхних частот
π = равная 3.14159

Уравнения для определения значений компонентов обеспечивают отклик Баттерворта, который обеспечивает максимальную равномерность полосы пропускания за счет максимально быстрого достижения максимального спада. Это было выбрано, потому что эта форма фильтра подходит для большинства приложений, и математические расчеты просты.

16,5 Умножение частоты

Умножители частоты — это особый класс усилителей, которые имеют смещение в 3–10 раз больше обычного смещения среза.Они используются для генерации частоты, кратной (гармонической) более низкой частоте. Такие схемы называются умножителями частоты или генераторами гармоник.

На рисунке 16.5.1 показан умножитель частоты, известный как удвоитель частоты или генератор второй гармоники. Как показано, входная частота составляет 10 кГц, а выходная частота — 20 кГц, что в два раза превышает входную частоту. Другими словами, вторая гармоника 10 кГц равна 20 кГц. Третья гармоника (утроение частоты) будет составлять 30 кГц, или в 3 раза больше входного сигнала.Четвертая гармоника (квадруплет) будет составлять 40 кГц, или в 4 раза больше входного сигнала 10 кГц. Пятая гармоника (пятикратное увеличение частоты) обычно имеет такое же высокое умножение, как это возможно, потому что на гармониках выше пятой выходной сигнал уменьшается до очень слабого сигнала.

Рисунок 16.5.1, Умножение частоты с использованием одного транзистора

Умножители частоты работают от импульсов коллекторного тока, создаваемого усилителем класса C. Хотя ток коллектора протекает импульсами, переменное напряжение коллектора имеет синусоидальную форму из-за действия цепи резервуара.Когда контур выходного резервуара настроен на требуемую гармонику, контур резервуара действует как фильтр, принимая желаемую частоту и отклоняя все остальные.

Следующая схема, рисунок 16.5.2, представляет собой лучший умножитель частоты, использующий дифференциальный усилитель NPN с резонансной выходной нагрузкой LC. При значениях компонентов, показанных на рисунке, выходной уровень составляет около 4 В размах при 33 кГц с входом 1 В размах и 11 кГц. Другие частоты и коэффициенты умножения возможны путем регулировки резонансной частоты бака L ₁ , C ₁ .

Рисунок 16.5.2, Улучшенный множитель частоты.

Амплитудная модуляция может применяться к выходной частоте посредством конденсатора, соединяющего модулирующий (звуковой) сигнал с базой транзистора источника тока Q ₃ .

На рисунке 16.5.3 показаны формы сигналов в типичной цепи. Вы можете видеть, что импульсы тока коллектора имеют ту же частоту, что и входной сигнал. Эти импульсы тока коллектора возбуждают контур резервуара и заставляют его колебаться с частотой, в два раза превышающей базовую частоту сигнала.Между импульсами коллекторного тока контур резервуара продолжает колебаться. Следовательно, контур резервуара получает импульс тока для каждого второго цикла своего выхода.

Рисунок 16.5.3

Вернуться к предыдущей главе

Перейти к следующей главе

Вернуться к содержанию

университет / курсы / электроника / текст / chapter-16.txt · Последнее изменение: 07 февраля 2014 г., 19:52 автор: dmercer

.

7805 Регулятор напряжения Транзисторный К-220

7805 транзистор регулятора напряжения ТО-220

Характеристики:

Внутренняя тепловая защита от перегрузки.
Внутреннее ограничение тока короткого замыкания.
Выходной ток до 1,5 А.
Удовлетворяет спецификации IEC-65. (Международная электронная комиссия).
Комплектация: TO-220AB

МАКСИМАЛЬНЫЕ РЕЙТИНГИ (TA = 25 ° C, если не указано иное):

Знакомство с заводом LGE:

Передние ворота LGE

Линии по производству компонентов LGE DIP: Линии по производству компонентов SMD LGE:

55 Отдел LGE Продукты LGE ПРИМЕНЕНИЕ:

Основные клиенты: 9000 CH2 9000 OO 9000 CH2 9000 CH000

СРОК ЦЕНЫ: FOB, EXW, CNF, CIF, DDU СПОСОБ ДОСТАВКИ: DHL, TNT, FEDEX, UPS, ВОЗДУХОМ ИЛИ МОРЕМ ВРЕМЯ ПОСТАВКИ: 3-7 РАБОЧИХ ДНЕЙ

Доставка:

1.Пункты, как правило, будут отправлены в течение 5-7 рабочих дней после оплаты подтверждается.

2. Он будет отправлен DHL / FedEx / TNT / UPS / EMS или другим специальным способом. Пожалуйста, свяжитесь с нами, и выбрал лучшее.

3. Любые несчастные случаи и задержки или другие проблемы, вызванные экспедитором, пожалуйста, простите, что мы не можем нести ответственность.

4. Вы должны будете оплатить все транспортные расходы.

Возврат и замена:

1.Один месяц политики возвращения с даты прибытия.

2. Просто верните нам для замены или возврата денег, если вы обнаружите товары ненадлежащего качества или они не работают должным образом.

3. Если товар неисправен, пожалуйста, сообщите нам в течение 3 дней после прибытия.

4. Любые предметы должны быть возвращены в их первоначальном состоянии, чтобы получить возврат или замену.

Другие политики:

1.О MOQ, которое зависит от вашего заказа.

2. По гарантии мы даем один месяц на возврат или замену.

3. Об образце, который требует вашей зарядки.

4. Об инвентаре, который меняется каждый день и зависит от вашего заказа.

5. О процессе заказа: Мы отправим вам PI (срок доставки, общая сумма и т. Д.) После получения вами списка запчастей.

Дополнительное обслуживание, которое вы можете получить от LGE:

Послепродажное обслуживание: LGE предоставит полное послепродажное обслуживание для всех клиентов
Техническая поддержка: LGE может предоставить техническую поддержку для всех клиентов
Гарантия качества : Все клиенты могут воспользоваться 2-летней гарантией качества от LGE в случае подтверждения проблемы с качеством продукта.
Политика возврата и замены: если есть какие-либо повреждения или проблемы с качеством, клиенты могут запросить LGE вернуть и заменить поврежденные детали в LGE после подтверждения повреждений и проблемы с качеством не возникают на стороне клиента

Что вы можете получить от LGE:
1) Конкурентоспособные цены помогут вам сэкономить
2) Надежное качество поможет вам избежать рисков при покупке
3) Мы можем гарантировать вам: Короткая доставка, техническая поддержка и послепродажное обслуживание
4) Покупки в одном магазине: различные компоненты помогут вам сэкономить время на избранных поставщиках

Мы стремимся к долгосрочному сотрудничеству с оптовыми торговцами, торговыми посредниками, импортерами, агентами по всему миру в этой активной индустрии электронных компонентов!

Пожалуйста, без колебаний свяжитесь с John Kuhn в LuGuang Electronic!

,Завод по производству транзисторов регуляторов напряжения

, Изготовитель OEM / ODM изготовителей нестандартных транзисторов напряжения

Всего найдено 63 заводов и компаний по производству транзисторов для регуляторов напряжения с 189 продуктами. Выбирайте высококачественные транзисторы-стабилизаторы напряжения из нашего огромного ассортимента надежных заводов по производству транзисторов-стабилизаторов напряжения. Бриллиантовый член

Тип бизнеса:	Торговая компания
Основные продукты:	Транзистор , ИС, Выпрямитель
Собственность завода:	Общество с ограниченной ответственностью
Расположение:	Шэньчжэнь, Гуандун
Основные рынки:	Южная Америка , Европа , Другие , Юго-Восточная Азия / Ближний Восток
Персонал:	5-50 человек

Золотой член

Тип бизнеса:	Производитель / Factory
Основные продукты:	Конденсатор, танталовый конденсатор, конденсатор SMD, интегральная схема, транзистор
Mgmt.Сертификация:	ISO 9001, ISO 9000, ISO 20000
Собственность завода:	Общество с ограниченной ответственностью
Объем НИОКР:	OEM, ODM, собственный бренд
Расположение:	Шэньчжэнь, Гуандун

Золотой член

Тип бизнеса:	Торговая компания
Основные продукты:	ИС, треугольник, электронные компоненты, активные компоненты, пассивные компоненты
Mgmt.Сертификация:	FSC
Собственность завода:	Частный собственник
Объем НИОКР:	OEM
Расположение:	Шэньчжэнь, Гуандун

Бриллиантовый член

Тип бизнеса:	Торговая компания
Основные продукты:	Электронные компоненты, полупроводники, решение для управления питанием зарядного устройства, решение для управления питанием адаптера
Собственность завода:	Предприятие со 100% иностранным капиталом
Объем НИОКР:	OEM, ODM, собственный бренд
Расположение:	Дунгуань, Гуандун
Производственные линии:	3

Тип бизнеса:	Производитель / Factory , Другой
Основные продукты:	Транзистор , диод, Шоттки, Simiconductor с DIP и SMD, SCR
Расположение:	Шэньчжэнь, Гуандун

Бриллиантовый член

Тип бизнеса:	Производитель / Factory
Основные продукты:	Детали генератора
Mgmt.Сертификация:	ISO 9001
Собственность завода:	Общество с ограниченной ответственностью
Объем НИОКР:	ODM, OEM
Расположение:	Ниндэ, Фуцзянь

Золотой член

Тип бизнеса:	Производитель / Factory
Основные продукты:	Контроллер генератора, АРН генератора, Регулятор скорости генератора, Зарядное устройство батареи генератора, Привод генератора
Mgmt.Сертификация:	ISO9001: 2015
Собственность завода:	Общество с ограниченной ответственностью
Объем НИОКР:	Собственный бренд, ODM, OEM
Расположение:	Дунгуань, Гуандун

,