Простой стабилизатор напряжения: Стабилизатор напряжения — устройство, принцип работы, виды, применение

Содержание

микросхема, импульсный, интегральный и простой

На чтение 8 мин. Просмотров 41 Опубликовано Обновлено

Стабилизаторы напряжения предотвращают поломки оборудования и бытовой техники от колебания нагрузки. Устройство совместимо с однофазной и трехфазной сетью, подходит для квартиры и частного дома. Схема стабилизатора напряжения может понадобиться при самостоятельном подключении прибора или обустройстве электросети.

Принцип работы стабилизаторов

Различные типы стабилизаторов напряжения

Принцип функционирования зависит от типа оборудования. Для выделения общих моментов целесообразно рассмотреть конструкцию. Прибор состоит из таких элементов:

  • Система управления. Позволяет отслеживать вольтаж на выходе, доводя его до стабильного показателя 220 В. Оборудование работает с погрешностью 10-15 %.
  • Автоматический трансформатор. Имеется у релейных, симисторных, сервомоторных модификаций. Повышает или понижает номинал напряжения.
  • Инвертор. Механизмом из генератора, трансформатора и транзисторов оснащаются инверторные модели. Элементы через первичную обмотку могут пропускать либо выключать ток, формируя напряжение на выходе.
  • Защитный блок, источник вторичного питания. Имеются у моделей, рассчитанных на 220 Вольт.

Функция байпаса или транзита позволяет стабилизаторам подавать напряжение на выход до момента пресечения установленного предела.

Принцип действия релейных моделей

Релейный аппарат регулирует вольтаж посредством замыкания контактов реле. Контроль параметров осуществляется с помощью микросхемы, элементы которой сравнивают сетевое напряжение с опорным. Если показатели не совпадают, от микросхем стабилизаторов напряжения поступают сигналы на понижение или повышение обмотки.

При дешевизне и компактности релейное оборудование медленно реагирует на скачки напряжения, может кратковременно выключаться, не выдерживает перегрузки.

Погрешность устройств – 5-10 %.

Как работают сервоприводные приборы

Основные узлы сервоприводного аппарата – серводвигатель и автоматический трансформатор. Если напряжение отклонилось от нормы, поступает сигнал на переключение трансформаторных от контроллера к мотору. Сравнение показателей опорного и входного вольтажа осуществляет плата управления.

Сервоприводные стабилизаторы могут регулировать нагрузку трехфазной и однофазной сети. Они отличаются стойкостью, надежностью, исправным функционированием при перегрузке.

Точность приборов – 1 %.

Принцип работы инверторных устройств

Инверторный стабилизатор регулирует напряжение по системе двойного преобразования:

  1. Переменный ток на входе выравнивается, пропускается через конденсаторный фильтр пульсации.
  2. Выпрямленный ток подается к инвертору, трансформируется в переменный и поступает на нагрузку.

Выходное напряжение остается стабильным.

Приборы с инверторами отличаются быстротой реакции, КПД от 90%, бесперебойной и бесшумной работой в диапазоне 115-300 Вольт.

Диапазон регулирования аппарата снижается, если нагрузка увеличивается.

Особенности расчета характеристик

Чтобы установить параметрический аппарат, понадобится вычислить мощность, вольтаж на входе, ток базы транзисторов. К примеру, максимальное напряжение на выходе равняется 14 В, минимальное на выходе – 1,5 В, а максимальный ток – 1 А. Зная параметры, производится расчет:

  1. Входное напряжение. Используется формула Uвх=Uвых+3. Цифра – коэффициент падения напряжения на участке перехода от коллектора к эмиттеру.
  2. Максимальная мощность, которую рассеивает транзистор. Для подбора в пользу большей величины понадобится справочник. Применяются такие формулы: Pmax = 1.3 (Uвх-Uвых) Imax = 1.3 (17-14) = 3,9 Вт; Pmax = 1.3 (Uвх-Uвых1) Imax = 1.3 (17-1.5) = 20,15 Вт.
  3. Ток транзисторной базы. Расчеты производятся по формуле: Iб max = Imax/h31Э min. Последний показатель равен 25, поэтому 1/25 = 0,04 А.
  4. Параметры балластного тиристора. Применяется формула Rб = (Uвх-Uст)/(Iб max+Iст min )= (17-14)/(0,00133+0,005) = 474 Ом. Iст min – ток стабилизации; Uст – напряжение стабилизации, которое выдает стабилитрон.

Цифры и расчеты предоставлены для резисторов с сопротивлением 1 Ом.

Схема для компенсационного стабилизатора

Компенсационные схемы объясняют подключение с обратной связью. Сами устройства имеют точное напряжение на выходе без привязки к току нагрузки.

Последовательная схема

Компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа

По обозначениям из справочника можно идентифицировать:

  • регулирующий узел – Р;
  • источник эталонного номинала напряжения – И;
  • сравниваемые показатели – ЭС;
  • усилитель постоянных токов – У.

Для вычисления напряжения на выходе понадобится знать особенности работы устройства. Один транзистор будет регулировать, а второй – стабилизировать. Стабилитрон является источником опорного. Разность мощностей – напряжение на участке между эмиттером и базой.

При подаче коллекторного тока на резистор напряжение падает, имеет обратную полярность для эмиттерного узла. В результате происходит падение коллекторного и эмиттерного токов. Чтобы регулировка была плавной, для линии стабилизатора используется делитель. Ступенчатое регулирование достигается при помощи напряжения опоры стабилитрона.

Параллельная схема

Компенсационный стабилизатор напряжения параллельного типа

Если напряжение отклонилось от номинала, возникает импульс рассогласования. Это разница между показателями выхода и опоры. Поскольку узел регулировки расположен параллельно нагрузке, он усиливает сигнал. Происходит изменение тока на элементе-регуляторе, падение напряжения резистора и сохранение постоянного номинала на выходе.

Схема параметрического стабилизатора

Схема, объясняющая процесс стабилизации опорного напряжения, будет основной для параметрических моделей. Делитель напряжения прибора представляет собой балластный резистор и стабилитрон с параллельным сопротивлением нагрузки. При колебании номинала напряжения питания и токовой нагрузки стабилизируется напряжение.

Если данный показатель возрастает на входе, увеличивается ток, проходящий через стабилитрон и резистор. Благодаря вольт-амперным показателям номинал стабилитрона почти не меняется, как и напряжение сопротивления нагрузки. Все колебания касаются только резистора.

Специфика импульсного устройства

Простой импульсный стабилизатор напряжения

Импульсный аппарат отличается высоким КПД даже в условиях большого диапазона напряжения. Схема устройства включает ключ, энергетический накопитель и цепь управления. Элемент регулировки подключается в режиме импульса. Принцип действия прибора:

  1. От второго коллектора через второй конденсатор к базе подается положительное напряжение обратной связи.
  2. Коллектор №2 открывается после насыщения током от резистора №2.
  3. На переходе от коллектора к эмиттеру насыщение меньше, и он остается открытым.
  4. Усилитель подключается на коллектор №3 через стабилитрон №2.
  5. Подсоединение базы осуществляется к делителю.
  6. Первый стабилитрон управляет открытием/закрытием второго коллектора по сигналу от третьего.

Когда второй стабилитрон открыт, энергия накапливается в дросселе, поступая поле закрытия на нагрузку.

Стабилизаторы на микросхемах

Линейный делитель отличается подачей нестабильного напряжения на вход и снятием стабильного с плеча делителя. Выравнивание осуществляет делительное плечо, поддерживающее постоянное сопротивление. Устройства отличаются простотой конструкции, отсутствием помех в работе. Микросхемы соединяются последовательно или параллельно.

Последовательные стабилизаторы

Последовательный стабилизатор на биополярном транзисторе

Последовательные устройства характеризуются включением элемента регулировки параллельно с нагрузкой. Существует две модификации:

  • С биполярным транзистором. Не имеет авторегулируемого контура, стабильность напряжения зависит от величины тока и температурных показателей. В качестве токового усилителя используется эмиттерный повторитель или транзистор составного типа.
  • С контуром авторегулировки. Компенсационный прибор работает по принципу выравнивания выходного и опорного номинала. Часть напряжения на выходе снимается с резистивного делителя, а потом сравнивается при помощи стабилитрона. Контуром регулирования является петля обратной связи со сдвигом по фазе 180 градусов. Стабилизация тока производится резистором или источником питания.

Самые популярные последовательные стабилизаторы – интегральные.

Специфика параллельного стабилизатора

Простой мощный параллельный стабилизатор на транзисторах

Параллельный прибор отличается включением элемента регулировки параллельно подаваемой нагрузке. Стабилитрон используется полупроводникового или газоразрядного типа. Схема востребована для регулирования сложных устройств.

Снижение нестабильного показателя напряжения на входе осуществляется при помощи резистора. Допускается использовать двухполярный автомат с высокими показателями дифференциального сопротивления на отдельном участке.

Особенности приборов с тремя выводами

Стабилизаторы для переменного напряжения отличаются небольшими габаритами, выпускаются в пластиковом или металлическом корпусе. Они оснащаются каналами для входа, заземления и вывода. Конденсаторы прибора для уменьшения пульсаций запаиваются с двух сторон.

Напряжение на выходе составляет около 5 В, на входе – около 10 В, мощность рассеивания – 15 Вт.

Трехвыводные модификации позволяют получить вольтаж нестандартного номинала, необходимое для запитки макетов, маломощных АКБ, при починке или модернизации аппаратуры.

Алгоритм самостоятельной сборки аппарата

Для самостоятельного изготовления целесообразно использовать схему симистора – эффективного прибора. Он выравнивает номинал подаваемого тока при напряжении от 130 до 270 В. Сделать прибор можно на основе печатной платы из фольгированного текстолита. Сборка устройства осуществляется так:

  1. Подготовка магнитопровода и нескольких кабелей.
  2. Создание обмотки из провода диаметром 0,064 мм – понадобится 8669 витков.
  3. Остальные проводники диаметром 0,185 мм нужны для оставшихся обмоток. Количество витков каждой – 522.
  4. Последовательное соединение трансформаторов на 12 В.
  5. Организация 7-ми отводов. Первые 3 изготавливаются из провода диаметром 3 мм, другие – из шин с сечением 18 мм2. Так самодельный аппарат не будет нагреваться.
  6. Установка контроллерной микросхемы на платиновый теплоотвод.
  7. Монтаж симисторов и светодиодов.

Для устройства понадобится прочный корпус, прикрепленный к жесткому каркасу. Самый простой вариант – полимерные или алюминиевые пластины.

Схема подключения стабилизатора

Схема подключения стабилизатора напряжения

Ввод стабилизатора в частный дом выполняется при помощи трехжильного ВВГнг-кабеля, трехпозиционного выключателя и провода ПУГВ. Установка производится до счетчика, в отдельном или распределительном щитке:

  1. Открыть контакты, подняв лицевую крышку.
  2. Пропустить на выход и вход кабель. Фазу входа затянуть на клемме Lin, нулевой (синий) проводник – на клемме Nin, землю – на винтовой зажим с соответствующим обозначением.
  3. При отсутствии земли закрутить эту жилу под винт на корпусе прибора.
  4. Вернуть стабилизированное напряжение в общий щиток. Фаза подводится на выход Lout, ноль – к Nout, земля – к заземлению на входе.
  5. Протестировать схему в режиме без нагрузки.

Для теста отключаются все автоматы, кроме вводного и направленного на стабилизатор.

Стабилизатор, подключенный между сетью и нагрузкой, подходит для частного или дачного дома, квартиры, производства. Прибор защищает оборудование от выхода из строя, устраняет влияние на электролинию перегрузки и коротких замыканий.

Более высоким уровнем КПД обладают те конструкции, которые изготовлены на базе готовых интегральных микросхем линейных стабилизаторов. Схемы таких устройств отличаются минимальным набором элементов, простотой настройки и отсутствием помех. Чтобы избежать нежелательного перегрева регулирующего элемента, различия между входным и выходным напряжением должны быть минимальными. В противном случае корпус микросхемы будет вынужден рассеивать всю невостребованную энергию, что в несколько раз снижает итоговый показатель КПД.

Наибольшей эффективностью обладают схемы с широтно-импульсной модуляцией. Их производство основано на использовании универсальных микросхем, где присутствует цепь обратной связи и специальные защитные механизмы, благодаря чему существенно возрастает надёжность всего устройства. Использование импульсного трансформатора ведёт к удержанию схемы, что положительно влияет на уровень КПД и продолжительность эксплуатационного срока. Стоит отметить, что такие стабилизаторы мастера часто изготавливают своими руками, используя для этого специальные детали.

Функциональные возможности

Только тот мастер, который хорошо знает принцип работы стабилизатора тока, сможет эффективно применять это устройство в различных сферах. Основная сложность в том, что электросети насыщены различными помехами, которые негативно влияют на работоспособность оборудования и приборов. Чтобы эффективно преодолеть источники отрицательного воздействия, специалисты повсюду применяют стабилизаторы напряжения и тока.

В каждом таком изделии присутствует незаменимый элемент — трансформатор, который обеспечивает стабильную и безотказную работу всей системы. Даже самая элементарная схема обязательно укомплектована универсальным выпрямительным мостом, который соединён с разными резисторами, а также конденсаторами. К главным эксплуатационным характеристикам относятся предельный уровень сопротивления и индивидуальная ёмкость.

Квалифицированные специалисты отмечают, что простой стабилизатор тока функционирует по самой элементарной схеме. Всё дело в том, что электрический ток поступает на основной трансформатор, благодаря чему меняется его предельная частота. На входе она всегда совпадает с этим показателем в электросети, находясь в пределах 50 герц. Только после того, как произошло преобразование тока, предельная частота будет снижена до оптимальной отметки.

Стоит отметить, что в традиционной схеме присутствуют мощные высоковольтные выпрямители, которые помогают определить полярность напряжения. А вот конденсаторы участвуют в качественной стабилизации тока, резисторы устраняют имеющиеся помехи.

Изготовление простого преобразователя для светодиодов

Опытные мастера согласятся, что собрать качественный и долговечный стабилизатор не так уж и сложно. Главная особенность состоит в том, что на блок может быть установлена целая система низковольтных конденсаторов на 20 вольт, а импульсная микросхема может иметь вход до 35 В. Наиболее простой светодиодный стабилизатор, выполненный своими руками — это вариант LM317. Потребуется только правильно рассчитать резистор для используемого светодиода с помощью специализированного онлайн-калькулятора.

Важным фактом остаётся то, что для слаженной работы такого агрегата отлично подходит подручное питание:

  • Стандартный блок на 19 вольт от ноутбука.
  • На 24 В.
  • Более мощный агрегат на 32 вольт от обычного принтера.
  • Либо на 9 или на 12 вольт от какой-либо бытовой электроники.

К основным преимуществам такого преобразователя всегда относят его доступность, минимальное количество элементов, высокую степень надёжности, а также наличие в магазинах. Собирать самостоятельно более сложную схему весьма нерационально. Если мастер не обладает необходимым опытом, тогда импульсный стабилизатор тока лучше купить в готовом виде. При необходимости его всегда можно усовершенствовать.

Продолжительность работы светодиода без потери яркости зависит от режима. Главное достоинство простейших стабилизаторов (драйверов), таких как микросхема-стабилизатор LM317, — их довольно трудно сжечь. Схема подключения LM317 требует всего двух деталей: самой микросхемы, включаемой в режим стабилизации, и резистора. Сам процесс сборки состоит из нескольких основных этапов:

  1. Потребуется купить переменный резистор сопротивлением в 0.5 кОм (имеет три вывода и ручку регулировки). Заказать его можно через интернет или купить в «Радиолюбителе».
  2. Провода припаиваются к среднему выводу, а также к одному из крайних.
  3. С помощью мультиметра, включённого в режиме измерения сопротивления, замеряется сопротивление резистора. Нужно добиться максимального показания в 500 Ом (чтобы светодиод не перегорел при низком сопротивлении резистора).
  4. После внимательной проверки правильности соединений перед подключением собирается цепь.

Для любого устройства можно добиться подачи 10 А (задаётся низкоомным сопротивлением). Для этих целей можно использовать транзистор КТ825 или установить аналог с лучшими техническими характеристиками и системой охлаждения. Максимальная мощность LM317 — 1.5 ампер. Если есть необходимость увеличить ток, то в схему можно добавить полевой или обычный транзистор.

Универсальная регулируемая модель

Многие мастера сталкиваются с необходимостью использования высококачественного стабилизатора, который позволил бы проводить настройки сети в широком диапазоне. Некоторые современные схемы отличаются тем, что в них предусмотрено наличие токозадающего резистора с пониженными характеристиками. Сами специалисты отмечают, что такое устройство позволяет проводить усиление напряжения в другом резисторе. Это состояние принято называть усиленным напряжением ошибки.

Параметры опорного и ошибочного напряжения можно сравнить при помощи опорного усилителя, благодаря этому мастер осуществляет настройку состояния полевого транзистора. Стоит отметить, что такая схема требует дополнительного питания, которое обязательно должно поступать к отдельному разъёму. Всё дело в том, что питающее напряжение должно обеспечивать слаженную работу абсолютно всех компонентов используемой схемы. Допустимый уровень не должен быть превышен, так как это чревато преждевременной поломкой оборудования.

Чтобы максимально правильно настроить работу регулируемого стабилизатора тока, необходимо использовать специальный ползунок. Именно подстроечный резистор позволяет мастеру выставить максимальное значение тока. Настройка сети получается более гибкой, так как все параметры можно самостоятельно корректировать в зависимости от интенсивности эксплуатации.

Многофункциональный прибор

Среднюю сложность изготовления имеют драйверы для светодиодов на 220 В. Много времени может занять их настройка, требующая опыта по наладке. Такой драйвер извлечь можно из светодиодных ламп, прожекторов и светильников с неисправной светодиодной цепью. Большинство из них также возможно доработать, узнав модель контроллера преобразователя. Параметры обычно задаются одним или несколькими резисторами.

В datasheet указывается уровень сопротивления, необходимый для получения нужного тока. Если установить регулируемый резистор, то количество Ампер будет настраиваемым (но без превышения указанной номинальной мощности).

Ещё недавно высокой популярностью пользовался универсальный модуль XL4015. По своим характеристикам он подходит для подключения светодиодов с высокой мощностью (до 100 Ватт). Стандартный вариант его корпуса припаян к плате, выполняющей функции радиатора. Чтобы улучшить охлаждение XL4015, схема должна быть доработана с установкой радиатора на коробку устройства.

Многие пользователи просто ставят его сверху, однако, эффективность такой установки довольно низкая. Систему охлаждения желательно располагать внизу платы, напротив пайки микросхемы. Для оптимального качества её можно отпаять и установить на полноценный радиатор, используя термопасту. Провода потребуется удлинить. Дополнительное охлаждение можно монтировать и для диодов, что значительно повысит эффективность работы всей схемы.

Среди драйверов наиболее универсальным считается регулируемый. Обязательно устанавливается переменный резистор, который задаёт количество ампер. Эти характеристики обычно указываются в следующих документах:

  • В сопроводительной документации к микросхеме.
  • В datasheet.
  • В стандартной схеме включения.

Без добавочного охлаждения микросхемы такие устройства выдерживают 1—3 А (в соответствии с моделью контроллера широтно-импульсной модуляции). Главный недостаток этих драйверов — чрезмерный нагрев диода и дросселя. Выше 3 А потребуется охлаждение мощного диода и контроллера. Дроссель заменяют более подходящим либо перематывают толстым проводом.

Незаменимое устройство постоянного тока

Даже начинающий мастер знает, что такой агрегат работает по принципу двойного интегрирования. Абсолютно во всех моделях за этот процесс отвечают преобразователи. Универсальные двухканальные транзисторы предназначены для увеличения существующих динамических характеристик. Важно помнить, что для устранения тепловых потерь нужно использовать конденсаторы с большой ёмкостью.

Сделать показатель выпрямления можно только благодаря точному расчёту необходимого значения. Как показывает практика, если при выходном напряжении постоянного тока получается 12 ампер, то предельное значение должно составлять 5 В. Устройство сможет стабильно поддерживать рабочую частоту на отметке 30 Гц. Относительно порогового напряжения — всё зависит от блокировки сигнала, который поступает от трансформатора. Но фронт импульсов не должен превышать 2 МКС.

Только качественное преобразование тока позволяет обеспечить слаженную работу главных транзисторов. В этой схеме допускается использование исключительно полупроводниковых диодов. Если резисторы балластные, то это чревато большими тепловыми потерями. Именно поэтому коэффициент рассевания существенно увеличивается. Мастер может увидеть, что амплитуда колебаний возросла, а процесс индуктивности не произошёл.

Современная схема на базе КРЕН

Такое устройство будет стабильно работать только с элементами LM317 и КР142ЕН12. Это связано с тем, что они выступают в качестве универсальных стабилизаторов напряжения, хорошо справляясь с током до 1.5 А и выходным напряжением до 40 вольт. В классическом тепловом режиме эти элементы способны качественно рассеивать мощность до 10 Ватт. Сами микросхемы отличаются низким собственным потреблением, так как этот показатель составляет всего 8 мА. Главное, что этот показатель остаётся неизменным даже в том случае, если напряжение колеблется.

Отдельного внимания заслуживает микросхема LM317, которая способна удерживать постоянное напряжение на основном резисторе. Этот агрегат с неизменным сопротивлением обеспечивает максимальную стабильность проходящего через него тока, благодаря чему его часто называют токозадающим резистором. Современные стабилизаторы на КРЕН отличаются от своих аналогов относительной простотой, за счёт чего активно эксплуатируются в качестве зарядки для аккумуляторов и для электронной нагрузки.

Как сделать стабилизатор напряжения 12 вольт?

Смотрите также обзоры и статьи:

Как сделать стабилизатор напряжения 12 вольт?

В электрической цепи машины, для подключения в авто светодиодной ленты все чаще необходима схема со стабилизатором, который бы выравнивал значения входного U для корректной работы и дальнейшей эксплуатации устройств. Не стоит путать преобразователь с блоком питания, ведь первый выравнивает значения до требуемой величины, а второй – подает с определенным номиналом. Кроме того, благодаря такому устройству можно даже заряжать powerbank, что весьма удобно.

В целом смонтировать стабилизатор напряжения 12 вольт своими руками не так и сложно – для этого есть все необходимые схемы, и несколько надежных стабилизаторов готовы к использованию! Давайте рассмотрим какова у стабилизатора напряжения 12в схема.

Как выполнить простой стабилизатор напряжения 12 вольт?

Для стабилизатора напряжения 12в схема довольно проста: для этого нужно купить хорошие стабилитроны и несколько микросхем, которые бы выравнивали значения U. Если у вас в руках микросхема типа LM317, то процесс сборки нужно начинать с припайки к средине выходного контакта сопротивления на 130 ом. Далее – припаять проводник и регулировочный контакт к резистору.

Таким образом можно запитать и сделать стабилизатор напряжения 12 вольт для фонарика на Лед-источниках света или светодиодной полоски. Конечно, даже, несмотря на очевидные преимущества, многих пугает высокая стоимость диодных источников света в сравнении с «ильичевками». Однако высокая цена обусловлена долговечностью прибора, который при правильной эксплуатации прослужит не менее пяти лет без сбоев, за это время перегорят десятки вольфрамовых нитей.

Преобразователь на микросхеме LD1084

Отдельного внимания заслуживает схема стабилизатора напряжения 12 вольт на основе микросхемы LD1084. Она используется на борту авто. От диодного моста проводник с положительным U соединяется с входным. Затем также припаивается по схеме эмиттер и два резистора для фар на 1-1,5 килом.

На выходе также требуется припаять резисторы, а кроме того и конденсаторы. Один сглаживает сигнал, а другой – электролитический. Таким образом можно добиться самого простого стабилизатора напряжения 12в, имея в арсенале несколько радиокомпонентов необходимого номинала.

Чем заряжать?

Есть несколько наиболее доступных и простых способов того, как заряжать повер банк. Первой из них – от сети 220 вольт, т.е.от розетки через шнур. Для того, чтобы ответить на вопрос чем заряжать power bank, подойдет обычный блок питания или сетевой адаптер от вашего мобильного телефона – выходное значение будет подходящим.

Вторым способом того, как заряжать павер банк станет обычный USB-кабель, который стоит подключить к устройству, а затем – к порту на компьютере, ноутбуке или планшете. Конечно, так его зарядка пойдет значительно медленнее, ведь блок питания имеет большую емкость заряда.

Не переживают о том, чем заряжать повербанк во время походов и вылазок при отсутствии розеток и автомобилисты, ведь всегда можно продлить жизнь внешнего аккумулятора, подключив его для зарядки к прикуривателю. Стоит также знать, что после покупки такого гаджета, который продлевает жизнь ваших телефонов и планшетов, его нужно полностью зарядить, до 100%.

Кроме того, есть отдельные модели устройства, благодаря которым вопрос о том, а нужно ли заряжать power bank вообще, отпадает сама собой. Это утверждение касается счастливых обладателей внешних аккумуляторов, которые работают от солнечной энергии. Правда, зарядка в них происходит очень и очень медленно, но все же. Таким образом вполне можно, чтобы ваш гаджет «дотянул» до места полноценной зарядки.

ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ

Поделиться в соцсетях

Простой регулятор напряжения с использованием 2N3055

Вы хотите использовать регулятор постоянного тока или узнать о регуляторах напряжения с использованием 2N3055. Зачем нужен этот транзистор? Обычно его можно использовать с нагрузками, которым требуется ток не более 2 А и напряжение не более 30 В.

Этого достаточно для обычных работ. Это транзистор, которым люди пользуются долгое время. Поэтому найти легко и очень дешево. Схем, использующих 2N3055, очень много.

Теперь мы рекомендуем вам 2 принципиальные схемы.Обе схемы используют стабилитрон и транзистор.

Схема стабилизатора 12 В постоянного тока с использованием 2N3055

Вот линейный стабилизатор 12 В 1 А с транзистором и стабилитроном. Это последовательный регулятор напряжения, поскольку ток нагрузки проходит через транзистор серии .

Как показано на принципиальной схеме ниже, входной клемме требуется нерегулируемый источник постоянного тока, от 15 В до 20 В . Затем на нагрузку выйдет регулируемое напряжение.


Линейный стабилизатор напряжения 12 В 1 А с использованием транзистора 2n3055 и стабилитрона

Для начала, электрический ток, протекающий через резистор-R1 до , ограничивает ток на стабилитроне. Таким образом, он обеспечивает опорное напряжение.
Там же, напряжение базы транзистора-Q1 также является постоянным.

Когда ZD1 составляет 12 В, базовое напряжение также равно 12 В.

Рекомендуется: Что такое стабилитрон и принцип работы

Если поставить транзистор в таком виде. Выходное напряжение такое же, как у стабилитрона . И мы всегда называем это эмиттер-повторителем. На практике выходное напряжение ниже ZD1. Потому что при транзистор работает.Он должен иметь напряжение база-эмиттер.

  • VBE = напряжение база-эмиттер
  • VZD = напряжение стабилитрона
  • Vout = выходное напряжение

Vout = VZD — VBE
VBe = 0,6 В
Vout = 12 В — 0,6 В = 11,4 В

Это напряжение все еще подходит для многих нагрузок, использующих источник питания 12 В , например, радиоприемник.

Поскольку это источник питания , , регулирует определенную выходную мощность.

В схеме транзистор имеет правильное усиление, этому помогает изменение VBE.

  • Когда нагрузка потребляет больше тока. Обычно выходное напряжение низкое. Но напряжение база-эмиттер повышается, транзистор Q1 работает больше. Таким образом, он поддерживает постоянное выходное напряжение.
  • Затем при нагрузке используйте меньший ток. Повышение выходного напряжения. Но на выходе по-прежнему фиксированное напряжение. Поскольку напряжение База-эмиттер меньше, транзистор Q1 тоже работает меньше.

Преимущество этой схемы в том, что мы можем использовать крошечный ток на стабилитрон и базу транзистора.Таким образом, он имеет гораздо более стабильный выход.

Функции других компонентов

  • C1 — сглаживающий конденсатор на входе.
  • С2 удерживает опорное напряжение, чтобы лучше быть стабильным.
  • C3 — это развязывающий конденсатор емкостью 0,047 мкФ для фильтрации переходных шумов.
  • R1 увеличивает стабильность цепи нагрузки
  • Вы знаете, что такое переходные шумы?
    Блок питания имеет паразитное магнитное поле. Схема будет вводить их в переходной шум.Транзистор 2N3055 может питать ток нагрузки до . Но так жарко. Так что нужен правильный радиатор.

Потери мощности в цепи последовательного регулятора

Хорошая конструкция цепи питания. Это должно свести к минимуму потери энергии в цепи. Конечно, энергия будет выражаться теплом.

В эту серию проходят транзисторные стабилизаторы. Транзистор-Q1 работает как резистор. Когда мы учитываем потерю мощности. Он должен рассеять или уменьшить его.

Вы видите изображение? Это просто. Позвольте мне вам объяснить.

Рассмотрим три случая ниже:

В этих трех примерах A, B и C. Выходы — 15 В, 12 В и 5 В. На 1А ток.

Знаете ли вы, какой транзистор имеет наибольшие тепловые потери? Или…
Какой транзистор нагревается больше всего?
Да, пример C. Почему?
Потому что причина проста.

На транзисторе C падает максимальное напряжение. Это фактически капельный резистор, который должен рассеивать тепло в соответствии с законом Ома.

Вот пример каждого случая:

  • В случае A:
    Напряжение на транзисторе составляет 20 В -15 В = 5 В.
    Требуется рассеиваемая мощность 5 В x 1 А = 5 Вт.
  • В случае B:
    напряжение на транзисторе составляет 20 В -12 В = 7 В.
    Требуется рассеиваемая мощность 7 В x 1 А = 7 Вт.

Но…

  • В случае C мощность составляет 15 Вт — намного больше.

Короткозамкнутый корпус

При коротком замыкании источника питания.Все входное напряжение будет падать на силовой транзистор. И это приведет к огромным проблемам с отоплением.

Итак, по этой причине мы должны держать его холодным с помощью эффективного радиатора.

Источник питания 38 В с использованием 2N3055

Мой друг изучает ЧПУ, ему нужен регулируемый источник питания 38 В для серводвигателя. У нас есть много способов использовать это, но то, что лучше для него. Эта схема — один из правильных вариантов. Потому что у него есть все оборудование. Не нужно покупать новый.

Как работает эта схема

В качестве основной идеи мы используем простой стабилизатор напряжения на стабилитроне и два транзистора для увеличения тока нагрузки до 1A-2A.

Этот регулируемый источник питания включает в себя трансформатор-T1, мост-D1… D4 и цепи стабилизатора напряжения с фильтрацией постоянного тока 38 В, которые состоят из C1, C2, R1, R2, R3, Q1 и Q2.

При наличии 230 ВА или 120 В переменного тока (США) понижающий трансформатор T1 изменяет переменный ток в линии питания примерно на 30 В переменного тока. Двухполупериодный выпрямительный мост с D1 по D4 для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток, который затем фильтруется C1.

Конденсатор C1, C3 действует как накопительный конденсатор или фильтрует шум и выбросы переменного тока. Стабилитрон 40 В ZD1 поддерживает постоянное напряжение на базе транзистора Q1 NPN BD139 и транзистора Q2-2N3055 в форме Дарлингтона.

Электролитический конденсатор C2 используется для сглаживания напряжения стабилитрона. Это обеспечивает постоянное напряжение 38 В и высокую мощность на резисторе R3 и на выходных клеммах (+) и (-).

Когда выход подключен к нагрузке с низким сопротивлением, силовой транзистор Q2 сильно нагревается, поэтому мы всегда используем радиатор.

CR: 2N3055, фото STS

Детали, которые вам понадобятся

Полупроводники:

  • D1-D1: 1N4002, 100 В 1A Диоды
  • ZD1: 40 В 1 Вт Стабилитрон
  • Diode 80V 1,5A NPN-транзистор
  • Q2: 2N3055 или TIP3055 100V, 15A, NPN-транзистор

Резисторы (все 0,25 Вт, 5% металлическая / углеродная пленка, если не указано иное)

Электролитические конденсаторы

  • C1: 470 мкФ 50 В
  • C2: 47 мкФ 50 В
  • C3: 100 мкФ 50 В

T1: 230 В или 120 В переменного тока первичная обмотка до 30 В, вторичный трансформатор 2 А

SW1: Переключатель питания
F1: 0. Предохранитель 5A

Примечание:
Вы можете использовать мостиковый диод 2A-4A 200V вместо D1-D4. Трансформатор используется минимум 2А для нагрузки 1-2А. Эта схема имеет

Вернуться к просмотру:

Транзисторный регулятор напряжения

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Регуляторы напряжения, схемы, типы, принцип работы, конструкция, применение

Регулятор напряжения предназначен для автоматического «регулирования» уровня напряжения.Он в основном снижает входное напряжение до желаемого уровня и поддерживает его на том же уровне во время подачи питания. Это гарантирует, что даже при приложении нагрузки напряжение не падает.

Таким образом, регулятор напряжения используется по двум причинам: —

  1. Для регулирования или изменения выходного напряжения цепи.
  2. Для поддержания постоянного выходного напряжения на желаемом уровне, несмотря на колебания напряжения питания или тока нагрузки.

Чтобы узнать больше об основах этого предмета, вы также можете обратиться к Регулируемый источник питания .

Регуляторы напряжения

находят свое применение в компьютерах, генераторах переменного тока, электростанциях, где схема используется для управления мощностью установки. Регуляторы напряжения можно разделить на электромеханические и электронные. Его также можно классифицировать как регуляторы переменного тока или регуляторы постоянного тока.

Мы уже рассказали о регуляторах напряжения IC .

Электронный регулятор напряжения

Все регуляторы напряжения электронных будут иметь опорный источник стабильного напряжения, который предусмотрен посредством обратного диода рабочего напряжения пробоя называется стабилитроном.Основная причина использования регулятора напряжения — поддержание постоянного выходного напряжения постоянного тока. Он также блокирует пульсации переменного напряжения, которые не могут быть заблокированы фильтром. Хороший регулятор напряжения может также включать в себя дополнительные схемы защиты, такие как короткое замыкание, схему ограничения тока, тепловое отключение и защиту от перенапряжения.

Электронные регуляторы напряжения разработаны на основе любого из трех или комбинации любого из трех регуляторов, указанных ниже.

1. Транзисторный стабилизатор напряжения с стабилитроном

Стабилизатор напряжения, управляемый стабилитроном, используется, когда эффективность регулируемого источника питания становится очень низкой из-за высокого тока.Существует два типа транзисторных стабилизаторов напряжения, управляемых стабилитроном.

Стабилизатор последовательного транзисторного регулятора напряжения

Такую схему еще называют регулятором напряжения с эмиттерным повторителем. Он назван так потому, что используемый транзистор подключен по схеме эмиттерного повторителя. Схема состоит из транзистора N-P-N и стабилитрона. Как показано на рисунке ниже, выводы коллектора и эмиттера транзистора включены последовательно с нагрузкой. Таким образом, этот регулятор имеет именную серию.Используемый транзистор представляет собой транзистор с последовательным проходом.

Стабилизатор напряжения с последовательным транзисторным стабилитроном

Выходной сигнал выпрямителя, который отфильтрован, затем подается на входные клеммы, и на нагрузочном резисторе Rload получается регулируемое выходное напряжение Vload. Опорное напряжение обеспечивается стабилитроном и транзистор действует как переменный резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от условий эксплуатации базового тока, IBase.

Основной принцип работы такого регулятора заключается в том, что большая часть изменения напряжения питания или входного напряжения возникает на транзисторе, и, таким образом, выходное напряжение имеет тенденцию оставаться постоянным.

Таким образом, выходное напряжение можно записать как

Ваут = Взенер — Вбе

Напряжение базы транзистора Vbase и напряжение стабилитрона Vzener равны, поэтому значение Vbase остается почти постоянным.

Эксплуатация

Когда входное напряжение питания Vin увеличивается, выходное напряжение Vload также увеличивается. Это увеличение Vload вызовет снижение напряжения Vbe эмиттера базы транзистора, поскольку напряжение стабилитрона Vzener является постоянным.Это уменьшение Vbe вызывает уменьшение уровня проводимости, что дополнительно увеличивает сопротивление коллектор-эмиттер транзистора и, таким образом, вызывает увеличение напряжения коллектор-эмиттер транзистора, и все это вызывает уменьшение выходного напряжения Vout. Таким образом, выходное напряжение остается постоянным. Операция аналогична при уменьшении входного напряжения питания.

Следующим условием будет влияние изменения выходной нагрузки на выходное напряжение. Рассмотрим случай, когда ток увеличивается за счет уменьшения сопротивления нагрузки Rload.Это вызывает уменьшение значения выходного напряжения и, таким образом, вызывает увеличение напряжения эмиттера базы транзистора. Это вызывает уменьшение сопротивления коллектора-эмиттера из-за увеличения уровня проводимости транзистора. Это приводит к небольшому увеличению входного тока и, таким образом, компенсирует уменьшение сопротивления нагрузки Rload.

Самым большим преимуществом этой схемы является то, что изменения тока стабилитрона уменьшаются в β раз, и, таким образом, эффект стабилитрона значительно снижается, и получается гораздо более стабильный выходной сигнал.

Выходное напряжение последовательного регулятора Vout = Vzener — Vbe. Ток нагрузки Iload схемы будет максимальным током эмиттера, который может пройти транзистор. Для обычного транзистора, такого как 2N3055, ток нагрузки может доходить до 15 А. Если ток нагрузки равен нулю или не имеет значения, то ток, потребляемый от источника питания, можно записать как Izener + Ic (min). Такой регулятор напряжения с эмиттерным повторителем более эффективен, чем обычный стабилизатор напряжения. Обычный стабилитрон, в котором есть только резистор и стабилитрон, должен обеспечивать ток базы транзистора.

Ограничения

Перечисленные ниже ограничения доказали, что этот серийный стабилизатор напряжения подходит только для низких выходных напряжений.

  1. С повышением комнатной температуры значения Vbe и Vzener имеют тенденцию к уменьшению. Таким образом, выходное напряжение нельзя поддерживать постоянным. Это еще больше увеличит напряжение эмиттера базы транзистора и, следовательно, нагрузку.
  2. Нет возможности изменить выходное напряжение в цепи.
  3. Из-за небольшого процесса усиления, обеспечиваемого только одним транзистором, схема не может обеспечить хорошее регулирование при высоких токах.
  4. По сравнению с другими регуляторами, этот регулятор имеет плохую регулировку и подавление пульсаций в отношении изменений на входе.
  5. Рассеиваемая мощность проходного транзистора велика, потому что она равна Vcc Ic, и почти все изменения возникают при Vce, а ток нагрузки приблизительно равен току коллектора. Таким образом, при прохождении больших нагрузочных токов транзистор должен рассеивать большую мощность и, следовательно, нагреваться.

Шунтирующий стабилизатор напряжения транзистора с стабилитроном

На изображении ниже показана принципиальная схема шунтирующего регулятора напряжения. Схема состоит из NPN-транзистора и стабилитрона, а также последовательного резистора Rseries, подключенного последовательно с входным источником питания. Стабилитрон подключен к базе и коллектору транзистора, который подключен к выходу.

Шунтирующий стабилизатор напряжения на транзисторе с стабилитроном

Operation

Поскольку в последовательном сопротивлении Rseries наблюдается падение напряжения, вместе с ним уменьшается и нерегулируемое напряжение. Величина падения напряжения зависит от тока, подаваемого на нагрузку Rload.Величина напряжения на нагрузке зависит от стабилитрона и напряжения эмиттера базы транзистора Vbe.

Таким образом, выходное напряжение можно записать как

Vout = Vzener + Vbe = Vin — I.Rseries

Выход остается почти постоянным, поскольку значения Vzener и Vbe почти постоянны. Это условие объясняется ниже.

Когда напряжение питания увеличивается, выходное напряжение и напряжение эмиттера базы транзистора увеличивается и, таким образом, увеличивается базовый ток Ibase и, следовательно, увеличивается ток коллектора Icoll (Icoll = β. Ibase).

Таким образом, напряжение питания увеличивается, вызывая увеличение тока питания, который, в свою очередь, вызывает падение напряжения на последовательном сопротивлении Rseries и тем самым снижает выходное напряжение. Этого уменьшения будет более чем достаточно, чтобы компенсировать первоначальное увеличение выходного напряжения. Таким образом, выпуск остается почти постоянным. Работа, описанная выше, происходит в обратном порядке, если напряжение питания снижается.

Когда сопротивление нагрузки Rload уменьшается, ток нагрузки Iload увеличивается из-за уменьшения токов через базу и коллектор Ibase и Icoll.Таким образом, на Rseries не будет падения напряжения, а входной ток останется постоянным. Таким образом, выходное напряжение останется постоянным и будет разницей между напряжением питания и падением напряжения на последовательном сопротивлении. Это происходит наоборот, если увеличивается сопротивление нагрузки.

Ограничения

Последовательный резистор вызывает огромные потери мощности.

1. Ток питания через транзистор будет больше, чем через нагрузку.

2. В цепи могут быть проблемы, связанные с перенапряжением.

2. Дискретный транзисторный регулятор напряжения

Дискретные транзисторные регуляторы напряжения можно разделить на два. Они объясняются ниже. Эти две схемы способны производить регулируемое выходное постоянное напряжение, которое регулируется или поддерживается на заданном уровне, даже если входное напряжение изменяется или нагрузка, подключенная к выходной клемме, изменяется.

Стабилизатор напряжения на дискретных транзисторах

Блок-схема дискретного стабилизатора напряжения транзисторного типа приведена ниже.Элемент управления размещен для сбора нерегулируемого входа, который контролирует величину входного напряжения и передает его на выход. Затем выходное напряжение возвращается в схему выборки, затем сравнивается с опорным напряжением и отправляется обратно на выход.

Стабилизатор напряжения

на дискретных транзисторах Таким образом, если выходное напряжение имеет тенденцию к увеличению, схема компаратора выдает управляющий сигнал, чтобы заставить элемент управления уменьшать величину выходного напряжения, пропуская его через схему выборки и сравнивая его, тем самым поддерживая постоянную и стабильное выходное напряжение.

Предположим, что выходное напряжение имеет тенденцию к снижению, схема компаратора выдает управляющий сигнал, который заставляет последовательный элемент управления увеличивать величину выходного напряжения, таким образом поддерживая стабильность.

Шунтирующий стабилизатор напряжения на дискретных транзисторах

Блок-схема дискретного транзисторного шунтирующего стабилизатора напряжения приведена ниже. Как следует из названия, регулирование напряжения обеспечивается за счет отвода тока от нагрузки. Элемент управления шунтирует часть тока, возникающего в результате входного нерегулируемого напряжения, подаваемого на нагрузку.Таким образом, напряжение регулируется на нагрузке. Из-за изменения нагрузки, если есть изменение выходного напряжения, оно будет скорректировано путем подачи сигнала обратной связи в схему компаратора, которая сравнивается с опорным напряжением и передает выходной управляющий сигнал на элемент управления для корректировки величины. сигнала, необходимого для отвода тока от нагрузки.

Шунтирующий стабилизатор напряжения на дискретных транзисторах

Если выходное напряжение увеличивается, шунтирующий ток увеличивается и, таким образом, создается меньший ток нагрузки и поддерживается стабилизированное выходное напряжение.Если выходное напряжение уменьшается, ток шунта уменьшается и, таким образом, создается больший ток нагрузки и поддерживается постоянное регулируемое выходное напряжение. В обоих случаях важную роль играют схема выборки, схема компаратора и элемент управления.

Ограничения транзисторных регуляторов напряжения

Устойчивое и стабилизированное выходное напряжение, получаемое от регулятора, ограничено диапазоном напряжений (30-40) вольт. Это связано с малым значением максимального напряжения коллектор-эмиттер транзистора (50 Вольт).Это ограничивает использование транзисторных источников питания.

3. Электромеханический регулятор

Как следует из названия, это регулятор, сочетающий в себе электрические и механические характеристики. Процесс регулирования напряжения осуществляется спиральным измерительным проводом, который действует как электромагнит. Магнитное поле создается соленоидом в соответствии с протекающим через него током. Это магнитное поле притягивает движущийся материал сердечника из железа, который связан с натяжением пружины или силой тяжести.Когда напряжение увеличивается, ток усиливает магнитное поле, поэтому сердечник притягивается к соленоиду. Магнит физически соединен с механическим переключателем. Когда напряжение уменьшается, магнитное поле, создаваемое сердечником, уменьшается, поэтому натяжение пружины заставляет сердечник втягиваться. Это замыкает механический переключатель и позволяет току течь.

Если конструкция механического регулятора чувствительна к небольшим колебаниям напряжения, к соленоиду может быть добавлен селекторный переключатель в диапазоне сопротивлений или обмотки трансформатора для постепенного повышения и понижения выходного напряжения или для изменения положения подвижного элемента. катушка регулятора переменного тока.

Ранее автомобильные генераторы и генераторы переменного тока содержали механические регуляторы. В регуляторах такого типа процесс выполняется одним, двумя или тремя реле и различными резисторами, чтобы установить выходную мощность генератора чуть выше 6 или 12 вольт, и этот процесс не зависит от частоты вращения двигателя или нагрузки, изменяющейся на транспортном средстве. электрическая система. Реле используются для выполнения широтно-импульсной модуляции для регулирования выходной мощности генератора и управления током возбуждения, проходящим через генератор.

Регулятор, используемый для генераторов постоянного тока, отключается от генератора, когда он не работает, чтобы предотвратить обратный поток электричества от батареи к генератору. В противном случае он будет работать как мотор.

4. Автоматический регулятор напряжения (АРН)

Этот активный системный регулятор в основном используется для регулирования выходного напряжения очень больших генераторов, которые обычно используются на кораблях, нефтяных вышках, больших зданиях и т. Д. Схема AVR сложна и состоит из всех активных и пассивных элементов, а также микроконтроллеров.Основной принцип работы AVR такой же, как и у обычного регулятора напряжения. Входное напряжение возбудителя генератора контролируется АРН, и когда напряжение генератора увеличивается или уменьшается, выходное напряжение генератора автоматически увеличивается или уменьшается. Будет предопределенная уставка, по которой АРН определяет величину напряжения, которое должно передаваться на возбудитель каждую миллисекунду. Таким образом регулируется выходное напряжение. Та же операция становится более сложной, когда только один АРН используется для регулирования нескольких генераторов, подключенных параллельно.

5. Трансформатор постоянного напряжения (CVT)

В некоторых случаях вариатор также используется в качестве регулятора напряжения. CVT состоит из резонансной обмотки высокого напряжения и конденсатора, который производит регулируемое выходное напряжение для любого типа входного переменного тока. Как и у обычного трансформатора, вариатор имеет первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка находится на стороне магнитного шунта, а вторичная обмотка — на противоположной стороне с настроенной цепью катушки. Регулирование поддерживается за счет магнитного насыщения вторичных обмоток.Чтобы узнать больше о вариаторах, ознакомьтесь с нашей статьей — Трансформатор постоянного напряжения .

Некоторые применения регуляторов напряжения

  • Используется во всех блоках питания электронных гаджетов для регулирования напряжения и спасения устройства от повреждений
  • Используется с генератором двигателей внутреннего сгорания для регулирования выходной мощности генератора.
  • Используется для электронных схем для подачи точного количества напряжения

Примечание. Стабилизаторы напряжения отличаются от стабилизаторов напряжения.Регуляторы используются для понижения напряжения до желаемого уровня, тогда как стабилизатор «стабилизирует» напряжение. Регуляторы в основном используются для постоянного тока, а стабилизаторы — для переменного тока. Стабилизаторы удерживают напряжение от слишком высокого или слишком низкого, чтобы не повредить подключенное к нему устройство, например телевизор или холодильник.

Простые регуляторы напряжения

, часть 1: шум

Простые регуляторы напряжения

Часть 1.4: Тесты и графики

[Итальянская версия]

Двухтранзисторный шунтирующий регулятор

Это разновидность простой конструкции шунтирующего регулятора, которая витала в сети.Это усилитель с единичным усилением (благодаря обратной связи через C1), который состоит из элемента усиления Q1 и повторителя Q2. В этом конкретном случае коэффициент усиления разомкнутого контура Q1 увеличивается сверх обычного за счет резистора R3 с большим номиналом, подключенного к промежуточному напряжению питания 15 В, находящемуся между капельницами R2 и R10. Это избыточное усиление служит для уменьшения выходного сопротивления замкнутого контура этого регулятора до 50 мОм, вплоть до 1 МГц. Возможны альтернативные схемы, дающие еще больший коэффициент усиления без обратной связи, а именно использование активной нагрузки для Q1.Работа с этим усилением может потребовать некоторой формы компенсации для поддержания стабильности схемы: действительно, одна из моих четырех реализаций время от времени прерывается в слабые (*) колебания, если между коллектором Q1 и землей не присутствует 22 пФ.

(* «Слабые» в отличие от «диких» колебаний TL431: дискретный шунт излучает чистый синусоидальный сигнал 8 мВ на частоте около 1 кГц, в то время как 431 генерирует 100 мВ или более широкополосного хэша.)

Как и следовало ожидать, шум такой же низкий, как и у фильтрованного стабилитрона, и он остается таким же полностью независимо от наличия или размера выходного конденсатора.Гармоники 100 Гц, связанные с сетью, также исчезли.


Щелочные батареи

Батареи имеют репутацию идеальных источников питания для аудио. Что ж, давайте проверим это! Путем быстрого взлома несколько батарей были подключены к плюсу тестового усилителя (розовые следы на графиках). Для справки был использован обойденный LM337 для отрицательного питания (синие кривые).

Верхний график представляет собой щелочную батарею 9 В, используемую без выходного конденсатора, а нижний график такой же, теперь с конденсатором ZL 220 мкФ.Результаты довольно хороши и почти на одном уровне с двумя активными источниками с фильтром Зенера. Есть недостаток: это неперезаряжаемый аккумулятор, поэтому эксплуатационные расходы могут быть высокими, хотя это никогда не мешало японскому производителю высокого класса Final выпускать ряд фонокорректоров, предусилителей и усилителей мощности, работающих от неперезаряжаемых аккумуляторов.


Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи

Но для этого у нас есть NiCd, не так ли?

Нет, действительно: шум никель-кадмиевого выхода значительно выше, чем у щелочного, особенно в нижних областях.(Это без выходного конденсатора).

По какой-то причине я затем снова измерил то же самое и обнаружил, что спектр выше: отличный от первого. Ах, значит, никель-кадмиевые даже не остаются стабильными во времени.

Затем я измерил еще раз, увеличив ток нагрузки с 10 мА до 35 мА.

Наконец добавил конденсатор на 220 мкФ. Все это очень подозрительно, поэтому давайте посмотрим на записанную форму выходного напряжения батареи:

Приведенный выше образец является полностью репрезентативным: имеется постоянный минимальный уровень шума, чередующийся с внезапными переходными процессами и последующим медленным восстановлением.


Свинцовые аккумуляторные батареи

У меня нет свинцово-кислотного обвинения, но вышеуказанный сюжет был любезно подарен другим мастером-мастером ALW (оригиналы можно найти здесь). Имейте в виду, что испытательная установка отличалась от моей, поэтому результаты нельзя сравнивать с вышеуказанными измерениями шума. Шум разгруженной батареи — розовый график. Это действительно на 10 дБ ниже, чем синяя кривая, полученная от дискретного малошумящего регулятора. Однако увеличение тока нагрузки до 35 мА дает голубой след для батареи: как минимум на 20 дБ хуже, чем у регулятора!

[ Страница 1 ] [ страница 2 ] [страница 3] [страница 4]

© Вернер Ожирс, 2004 г., www.tnt-audio.com

Схемы стабилизатора напряжения с использованием транзистора и стабилитрона

В этой статье мы подробно обсудим, как создавать индивидуальные схемы транзисторных регуляторов напряжения в фиксированных режимах, а также в переменных режимах.

Все цепи линейного источника питания, которые предназначены для получения стабилизированного постоянного напряжения и тока на выходе, в основном включают в себя транзисторные и стабилитронные каскады для получения требуемых регулируемых выходов.

Эти схемы, использующие дискретные части, могут быть в форме постоянно фиксированного или постоянного напряжения или стабилизированного регулируемого выходного напряжения.

Простейший регулятор напряжения

Вероятно, самый простой тип стабилизатора напряжения — это стабилитрон шунтирующего стабилизатора, который работает с использованием базового стабилитрона для регулирования, как показано на рисунке ниже.

Стабилитроны имеют номинальное напряжение, эквивалентное предполагаемому выходному напряжению, которое может точно соответствовать желаемому выходному значению.

Пока напряжение питания ниже номинального значения напряжения стабилитрона, он показывает максимальное сопротивление в диапазоне многих МОм, что позволяет питанию проходить без ограничений.

Однако в момент, когда напряжение питания увеличивается сверх номинального значения «напряжения стабилитрона», происходит значительное падение его сопротивления, в результате чего перенапряжение шунтируется на землю через него, пока напряжение питания не упадет или не достигнет уровня напряжения стабилитрона. .

Из-за этого внезапного шунтирования напряжение питания падает и достигает значения стабилитрона, что вызывает повторное увеличение сопротивления стабилитрона. Затем цикл быстро продолжается, обеспечивая стабилизацию подачи на номинальном значении стабилитрона и никогда не позволяя ему превышать это значение.

Чтобы получить указанную выше стабилизацию, входное напряжение должно быть немного выше, чем требуемое стабилизированное выходное напряжение.

Избыточное напряжение выше значения стабилитрона вызывает срабатывание внутренних «лавинных» характеристик стабилитрона, вызывая мгновенный эффект шунтирования и падение напряжения питания до тех пор, пока оно не достигнет номинального значения стабилитрона.

Это действие продолжается бесконечно, обеспечивая фиксированное стабилизированное выходное напряжение, эквивалентное номинальному значению стабилитрона.

Преимущества стабилизатора напряжения на стабилитроне

Стабилитроны очень удобны там, где требуется стабилизация постоянного напряжения при малом токе.

Стабилитроны легко настраиваются и могут использоваться для получения достаточно точного стабилизированного выходного сигнала при любых обстоятельствах.

Для настройки каскада стабилизатора напряжения на основе стабилитрона требуется только один резистор, и его можно быстро добавить в любую схему для достижения желаемых результатов.

Недостатки стабилизаторов стабилитрона

Хотя стабилизированный стабилитрон источник питания является быстрым, простым и эффективным методом достижения стабилизированного выхода, он имеет несколько серьезных недостатков.

  • Выходной ток низкий, что может поддерживать высокие токовые нагрузки на выходе.
  • Стабилизация возможна только при малых перепадах входа / выхода. Это означает, что входное напряжение не может быть слишком высоким, чем требуемое выходное напряжение. В противном случае сопротивление нагрузки может рассеять огромное количество энергии, что сделает систему очень неэффективной.
  • Стабилитрон обычно связан с генерацией шума, который может критически повлиять на работу чувствительных схем, таких как конструкции усилителей Hi-Fi, и других подобных уязвимых приложений.

Использование «усиленного стабилитрона»

Это версия с усиленным стабилитроном, в которой используется BJT для создания переменного стабилитрона с улучшенными возможностями управления мощностью.

Давайте представим, что R1 и R2 имеют одинаковое значение., Что создаст достаточный уровень смещения для базы BJT и позволит BJT работать оптимально. Поскольку минимальное требование к прямому напряжению базового эмиттера составляет 0,7 В, BJT будет проводить и шунтировать любое значение, превышающее 0,7 В или самое большее 1 В, в зависимости от конкретных характеристик используемого BJT.

Таким образом, выход будет стабилизирован примерно на уровне 1 В. Выходная мощность этого «усиленного переменного стабилитрона» будет зависеть от номинальной мощности BJT и номинала нагрузочного резистора.

Однако это значение можно легко изменить или отрегулировать до другого желаемого уровня, просто изменив значение R2. Или проще заменив R2 на горшок. Диапазон потенциалов потенциометра R1 и R2 может составлять от 1 кОм до 47 кОм, чтобы получить плавно регулируемый выходной сигнал от 1 В до уровня питания (максимум 24 В).Для большей точности вы можете применить следующую формулу делителя напряжения:

Выходное напряжение = 0,65 (R1 + R2) / R2

Недостаток стабилитронного усилителя

Еще раз, недостатком этой конструкции является высокое рассеивание, которое увеличивает пропорционально увеличивается разница между входом и выходом.

Чтобы правильно установить значение резистора нагрузки в зависимости от выходного тока и входного питания, можно соответствующим образом применить следующие данные.

Предположим, что требуемое выходное напряжение составляет 5 В, требуемый ток — 20 мА, а вход питания — 12 В.Тогда, используя закон Ома, мы имеем:

Нагрузочный резистор

= (12-5) / 0,02 = 350 Ом

Вт мощности = (12-5) x 0,02 = 0,14 Вт или просто 1/4 Вт.

Схема регулятора последовательного транзистора

По сути, последовательный стабилизатор, который также называется последовательным транзистором, представляет собой переменное сопротивление, создаваемое с помощью транзистора, подключенного последовательно с одной из линий питания и нагрузкой.

Сопротивление транзистора току автоматически регулируется в зависимости от выходной нагрузки, так что выходное напряжение остается постоянным на желаемом уровне.

В цепи последовательного регулятора входной ток должен быть немного больше, чем выходной ток. Эта небольшая разница — единственная величина тока, которая используется схемой регулятора самостоятельно.

Преимущества последовательного регулятора

Основным преимуществом схемы последовательного регулятора по сравнению с регулятором шунтового типа является его лучшая эффективность.

Это приводит к минимальному рассеянию мощности и потерям из-за тепла. Из-за этого большого преимущества последовательные транзисторные стабилизаторы очень популярны в приложениях для регуляторов напряжения большой мощности.

Однако этого можно избежать там, где требования к мощности очень низкие или где эффективность и тепловыделение не являются критическими проблемами.

В принципе, последовательный регулятор может просто включать стабилитрон, нагружая буферную схему эмиттерного повторителя, как указано выше.

Вы можете найти единичное усиление напряжения всякий раз, когда используется каскад эмиттерного повторителя. Это означает, что когда на его базу подается стабилизированный вход, мы обычно также получаем стабилизированный выход и от эмиттера.

Поскольку мы можем получить более высокий коэффициент усиления по току от эмиттерного повторителя, можно ожидать, что выходной ток будет намного выше по сравнению с применяемым базовым током.

Следовательно, даже если базовый ток составляет около 1 или 2 мА в каскаде стабилитрона, который также становится потребляемым током покоя конструкции, выходной ток 100 мА может быть доступен на выходе.

Входной ток складывается с выходным током вместе с 1 или 2 мА, используемыми стабилитроном, и по этой причине достигается выдающийся уровень эффективности.

Учитывая, что входной источник питания схемы достаточно рассчитан для достижения ожидаемого выходного напряжения, выход может практически не зависеть от уровня входного питания, поскольку он напрямую регулируется базовым потенциалом Tr1.

Стабилитрон и развязывающий конденсатор создают идеально чистое напряжение на базе транзистора, которое воспроизводится на выходе, создавая напряжение практически без шума.

Это позволяет схемам этого типа выдавать выходные сигналы с удивительно низкой пульсацией и шумом без использования огромных сглаживающих конденсаторов, а также с диапазоном тока, который может достигать 1 А или даже больше.

Что касается уровня выходного напряжения, он может не быть в точности равным подключенному напряжению стабилитрона. Это связано с тем, что между выводами базы и эмиттера транзистора существует падение напряжения примерно 0,65 В.

Это падение, следовательно, необходимо вычесть из значения напряжения стабилитрона, чтобы можно было достичь минимального выходного напряжения схемы.

Это означает, что если значение стабилитрона составляет 12,7 В, то выход на эмиттере транзистора может быть около 12 В, или, наоборот, если желаемое выходное напряжение составляет 12 В, тогда напряжение стабилитрона должно быть выбрано равным 12.7 В.

Регулирование этой схемы последовательного регулятора никогда не будет идентично регулированию схемы стабилитрона, потому что эмиттерный повторитель просто не может иметь нулевое выходное сопротивление.

И падение напряжения через каскад должно незначительно увеличиваться в ответ на увеличение выходного тока.

С другой стороны, хорошего регулирования можно ожидать, когда ток стабилитрона, умноженный на коэффициент усиления по току транзистора, достигает минимального в 100 раз превышающего ожидаемый максимальный выходной ток.

Сильноточный регулятор серии с транзисторами Дарлингтона

Для точного достижения этого часто подразумевается, что необходимо использовать несколько транзисторов, может быть 2 или 3, чтобы мы могли достичь удовлетворительного усиления на выходе.

Принципиальная схема с двумя транзисторами, использующая пару Дарлингтона с эмиттерным повторителем, указанная на следующих рисунках, демонстрирует технику применения 3 BJT в конфигурации с эмиттерным повторителем Дарлингтона.

Обратите внимание, что включение пары транзисторов приводит к более высокому падению напряжения на выходе, примерно равному 1.3 вольта, через базу 1-го транзистора на выход.

Это связано с тем, что на каждом из транзисторов снижено примерно 0,65 Вольт. Если рассматривать схему с тремя транзисторами, это может означать падение напряжения чуть ниже 2 В на базе 1-го транзистора и выходе и так далее.

Стабилизатор напряжения с общим эмиттером и отрицательной обратной связью

Хорошая конфигурация иногда наблюдается в конкретных конструкциях, имеющих пару усилителей с общим эмиттером, со 100-процентной чистой отрицательной обратной связью.

Эта установка показана на следующем рисунке.

Несмотря на то, что каскады с общим эмиттером обычно имеют значительную степень усиления по напряжению, в данном случае это может быть не так.

Это происходит из-за 100% отрицательной обратной связи, которая возникает между коллектором выходного транзистора и эмиттером транзистора драйвера. Это позволяет усилителю достичь коэффициента усиления, равного единице.

Преимущества регулятора с общим эмиттером и обратной связью

Эта конфигурация работает лучше по сравнению с регуляторами на основе эмиттерного повторителя с парой Дарлингтона из-за меньшего падения напряжения на входных / выходных клеммах.

Падение напряжения, достигаемое в этих конструкциях, составляет всего около 0,65 В, что способствует большей эффективности и позволяет схеме работать эффективно независимо от того, превышает ли нестабилизированное входное напряжение всего на несколько сотен милливольт ожидаемое выходное напряжение.

Разрядник батарей, использующий схему последовательного регулятора

Указанная схема разрядника батарей представляет собой функциональную иллюстрацию конструкции, построенной с использованием стандартного последовательного регулятора.

Модель разработана для всех приложений, работающих от 9 В постоянного тока с максимальным током не более 100 мА.Это не подходит для устройств, требующих относительно большей силы тока.

T1 — это трансформатор 12–0–12 вольт 100 мА, который обеспечивает изолированную защитную изоляцию и понижение напряжения, в то время как его вторичная обмотка с центральным ответвлением управляет основным двухтактным выпрямителем с фильтрующим конденсатором.

Без нагрузки на выходе будет около 18 вольт постоянного тока, которое может упасть примерно до 12 вольт при полной нагрузке.

Схема, которая работает как стабилизатор напряжения, на самом деле представляет собой базовую конструкцию последовательного типа, включающую R1, D3 и C2 для получения регулируемого номинального выходного напряжения 10 В.Ток стабилитрона колеблется от 8 мА без нагрузки до 3 мА при полной нагрузке. Рассеивание, создаваемое в результате R1 и D3, минимально.

Эмиттерный повторитель на паре Дарлингтона, образованный TR1 и TR2, можно увидеть сконфигурированным как выходной буферный усилитель, обеспечивающий усиление по току около 30 000 при полном выходе, в то время как минимальное усиление составляет 10 000.

На этом уровне усиления, когда устройство работает с использованием 3 мА при токе полной нагрузки, и минимальное усиление i почти не демонстрирует отклонения в падении напряжения на усилителе даже при колебаниях тока нагрузки.

Реальное падение напряжения на выходном усилителе составляет приблизительно 1,3 В, а при умеренном входном напряжении 10 В это дает на выходе примерно 8,7 Вольт.

Это выглядит почти равным указанным 9 В, учитывая тот факт, что даже настоящая 9-вольтовая батарея может показывать колебания от 9,5 В до 7,5 В в течение периода эксплуатации.

Добавление ограничения тока к последовательному регулятору

Для регуляторов, описанных выше, обычно становится важным добавить защиту от короткого замыкания на выходе.

Это может быть необходимо для обеспечения хорошего регулирования при низком выходном сопротивлении. Поскольку источник питания имеет очень низкий импеданс, в случае случайного короткого замыкания на выходе может пройти очень высокий выходной ток.

Это может привести к немедленному сгоранию выходного транзистора и некоторых других деталей. Типичный предохранитель может просто не обеспечить достаточной защиты, потому что повреждение, вероятно, произойдет быстро, даже до того, как предохранитель может среагировать и сработать.

Самый простой способ реализовать это, возможно, добавив в схему ограничитель тока. Это включает в себя дополнительные схемы без какого-либо прямого влияния на производительность конструкции в нормальных рабочих условиях.

Однако ограничитель тока может привести к быстрому падению выходного напряжения, если подключенная нагрузка пытается потреблять значительный ток.

На самом деле выходное напряжение снижается так быстро, что, несмотря на наличие короткого замыкания на выходе, ток, доступный от цепи, немного превышает указанный максимальный номинал.

Результат схемы ограничения тока подтвержден приведенными ниже данными, которые отображают выходное напряжение и ток с учетом постепенно снижающегося импеданса нагрузки, полученного с помощью предлагаемого блока Battery Eliminator.

Схема ограничения тока работает с использованием только пары элементов; R2 и Tr3. Его реакция на самом деле настолько быстрая, что она просто устраняет все возможные риски короткого замыкания на выходе, тем самым обеспечивая отказоустойчивую защиту выходных устройств.Работу ограничения тока можно понять, как описано ниже.

R2 подключен последовательно с выходом, что приводит к тому, что напряжение, развиваемое на R2, пропорционально выходному току. При выходном потреблении, достигающем 100 мА, напряжения, создаваемого на R2, будет недостаточно для срабатывания на Tr3, поскольку это кремниевый транзистор, для включения которого требуется минимальный потенциал 0,65 В.

Однако, когда выходная нагрузка превышает предел 100 мА, он генерирует достаточный потенциал на T2, чтобы надлежащим образом включить Tr3 в режим проводимости.TR3, в свою очередь, вызывает протекание некоторого тока f к Trl через отрицательную шину питания через нагрузку.

Это приводит к некоторому снижению выходного напряжения. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к пропорциональному увеличению потенциала на R2, заставляя Tr3 включаться еще сильнее.

Это, следовательно, позволяет смещать больший ток в сторону Tr1 и отрицательную линию через Tr3 и нагрузку. Это действие дополнительно приводит к пропорциональному увеличению падения выходного напряжения.

Даже в случае короткого замыкания на выходе Tr3, вероятно, будет сильно смещен в проводимость, заставляя выходное напряжение упасть до нуля, гарантируя, что выходной ток никогда не превысит отметку 100 мА.

Настольный источник питания с регулируемым напряжением

Источники питания с регулируемым напряжением работают по тому же принципу, что и стабилизаторы постоянного напряжения, но они оснащены потенциометром, который обеспечивает стабилизированный выходной сигнал с переменным диапазоном напряжения.

Эти схемы лучше всего подходят для настольных и мастерских источников питания, хотя их также можно использовать в приложениях, требующих различных регулируемых входов для анализа. Для таких работ потенциометр источника питания действует как предустановленный элемент управления, который можно использовать для настройки выходного напряжения источника питания в соответствии с желаемыми регулируемыми уровнями напряжения.

На рисунке выше показан классический пример схемы регулируемого стабилизатора напряжения, которая обеспечивает плавно регулируемый стабилизированный выход от 0 до 12 В.

Основные характеристики

  • Диапазон тока ограничен максимумом 500 мА, хотя его можно увеличить до более высоких уровней путем соответствующей модернизации транзисторов и трансформатора.
  • Конструкция обеспечивает очень хорошее регулирование шума и пульсаций, которые могут быть менее 1 мВ.
  • Максимальная разница между входным питанием и регулируемым выходом не более 0,3 В даже при полной выходной нагрузке.
  • Регулируемый источник переменного тока идеально подходит для тестирования почти всех типов электронных проектов, требующих высококачественных регулируемых источников питания.

Как это работает

В этой конструкции мы видим схему делителя потенциала, включенную между выходным каскадом стабилитрона и входным буферным усилителем. Этот потенциальный делитель создается VR1 и R5. Это позволяет отрегулировать рычаг ползунка VR1 от минимального 1,4 В, когда он находится рядом с основанием своей дорожки, до уровня стабилитрона 15 В, когда он находится в наивысшей точке своего диапазона регулировки.

На каскаде выходного буфера падает примерно 2 вольта, что позволяет диапазон выходного напряжения от 0 до примерно 13 В.При этом верхний диапазон напряжения подвержен частичным допускам, таким как допуск 5% для напряжения стабилитрона. Поэтому оптимальное выходное напряжение может быть чуть выше 12 вольт.

Несколько типов эффективных схем защиты от перегрузки могут быть очень важны для любого настольного источника питания. Это может быть важно, поскольку выход может быть уязвим для случайных перегрузок и коротких замыканий.

В данной конструкции мы используем довольно простое ограничение тока, определяемое Trl и связанными с ним элементами.Когда устройство работает в нормальных условиях, напряжение, создаваемое на резисторе R1, который подключен последовательно с выходом питания, слишком мало для того, чтобы привести Tr1 в состояние проводимости.

В этом сценарии схема работает нормально, за исключением небольшого падения напряжения, создаваемого резистором R1. Это практически не влияет на эффективность регулирования агрегата.

Это потому, что каскад R1 предшествует схеме регулятора. В случае перегрузки потенциал, наведенный на R1, возрастает примерно до 0.65 вольт, что заставляет Tr1 включаться за счет базового тока, полученного из разности потенциалов, генерируемой на резисторе R2.

Это приводит к тому, что R3 и Tr 1 втягивают значительное количество тока, что приводит к значительному увеличению падения напряжения на R4 и снижению выходного напряжения.

Это действие мгновенно ограничивает выходной ток до максимального значения от 550 до 600 мА, несмотря на короткое замыкание на выходе.

Так как функция ограничения тока ограничивает выходное напряжение практически до 0 В.

R6 устроен как нагрузочный резистор, который в основном предотвращает слишком низкий выходной ток и невозможность нормальной работы буферного усилителя. C3 позволяет устройству достичь отличного переходного отклика.

Недостатки

Как и в любом типичном линейном регуляторе, рассеиваемая мощность в Tr4 определяется выходным напряжением и током и максимальна при регулировке потенциометра для более низких выходных напряжений и более высоких выходных нагрузок.

В наиболее серьезных обстоятельствах на Tr4 может быть наведено 20 В, что приведет к протеканию через него тока около 600 мА.Это приводит к рассеиваемой мощности на транзисторе около 12 Вт.

Чтобы выдерживать это длительное время, устройство должно быть установлено на довольно большом радиаторе. VR1 может быть установлен с большой ручкой управления с калиброванной шкалой, отображающей маркировку выходного напряжения.

Список деталей

  • Резисторы. (Все 1/3 ватта 5%).
  • R1 1,2 Ом
  • R2 100 Ом
  • R3 15 Ом
  • R4 1k
  • R5 470 Ом
  • R6 10k
  • VR1 4.7k линейный углерод
  • Конденсаторы
  • C1 2200 мкФ 40 В
  • C2 100 мкФ 25 В
  • C3 330 нФ
  • Полупроводники
  • Tr1 BC108
  • Tr2 BC107
  • Tr3 BFY51
  • Tr4 T44
  • D4 1N4002 (4 выкл.)
  • D5 BZY88C15V (15 В, стабилитрон 400 мВт)
  • Трансформатор
  • T1 Стандартная первичная сеть, 17 или 18 В, 1 А
  • вторичная
  • Переключатель
  • S1 D.ТИХООКЕАНСКОЕ СТАНДАРТНОЕ ВРЕМЯ. поворотная сеть или тумблер
  • Разное
  • Корпус, выходные разъемы, печатная плата, сетевой шнур, провод, припой
  • и т. д.

Как остановить перегрев транзистора при более высоких дифференциалах входа / выхода

Тип проходного транзистора Регуляторы, как описано выше, обычно сталкиваются с ситуацией чрезвычайно высокого рассеяния, возникающего из последовательного транзистора стабилизатора, когда выходное напряжение намного ниже, чем входное напряжение..

Каждый раз, когда при низком напряжении (TTL) возникает высокий выходной ток, может оказаться важным использование охлаждающего вентилятора на радиаторе. Возможно, серьезной иллюстрацией может быть сценарий блока источника, рассчитанного на обеспечение 5 ампер через 5 и 50 вольт.

Блоки этого типа обычно имеют нерегулируемое питание 60 вольт. Представьте, что это конкретное устройство должно обеспечивать питание цепей TTL во всем номинальном токе. Последовательный элемент в схеме должен в этой ситуации рассеивать 275 Вт!

Затраты на обеспечение достаточного охлаждения, по-видимому, объясняются только ценой последовательного транзистора.В случае, если падение напряжения на транзисторе регулятора может быть ограничено до 5,5 В, независимо от предпочтительного выходного напряжения, рассеивание может быть существенно уменьшено на приведенной выше иллюстрации, это может быть 10% от его начального значения.

Этого можно добиться, используя три полупроводниковые детали и пару резисторов (рис. 1). Вот как это работает: тиристор Thy может нормально проводить через R1.

Тем не менее, как только падение напряжения на T2 — серийный регулятор выходит за пределы 5.5 вольт, T1 начинает проводить, в результате чего тиристор «открывается» при последующем переходе через ноль на выходе мостового выпрямителя.

Эта конкретная рабочая последовательность постоянно контролирует заряд, подаваемый через конденсатор фильтра C1, чтобы нерегулируемое питание было зафиксировано на 5,5 В выше регулируемого выходного напряжения. Значение сопротивления, необходимое для R1, определяется следующим образом:

R1 = 1,4 x Vsec — (Vmin + 5) / 50 (результат будет в кОм)

, где Vsec указывает среднеквадратичное напряжение вторичной обмотки трансформатора, а Vmin означает минимальное значение регулируемой мощности.

Тиристор должен выдерживать пиковые пульсации тока, а его рабочее напряжение должно составлять минимум 1,5 Всек. Транзистор последовательного стабилизатора должен быть рассчитан на поддержку максимального выходного тока, Imax, и должен быть установлен на радиаторе, где он может рассеивать 5,5 x Isec Вт.

Заключение

В этом посте мы узнали, как построить простые схемы линейного регулятора напряжения, используя последовательно проходной транзистор и стабилитрон. Источники питания с линейной стабилизацией предоставляют нам довольно простые варианты создания фиксированных стабилизированных выходов с использованием минимального количества компонентов.

В таких конструкциях в основном транзистор NPN конфигурируется последовательно с положительной входной линией питания в режиме общего эмиттера. Стабилизированный выход получается через эмиттер транзистора и отрицательную линию питания.

База транзистора сконфигурирована со схемой стабилитронного зажима или регулируемым делителем напряжения, который гарантирует, что напряжение на стороне эмиттера транзистора точно повторяет потенциал базы на выходе эмиттера транзистора.

Если нагрузка представляет собой сильноточную нагрузку, транзистор регулирует напряжение нагрузки, вызывая увеличение ее сопротивления, и, таким образом, гарантирует, что напряжение на нагрузке не превышает заданное фиксированное значение, установленное его базовой конфигурацией.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Шунтирующий регулятор напряжения и источник питания »Примечания по электронике

Шунтовые регуляторы напряжения используются во многих областях — они не самые эффективные регуляторы напряжения, но часто очень удобны.


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


Шунтирующий регулятор или шунтирующий регулятор напряжения — это форма регулятора напряжения, в которой регулирующий элемент шунтирует ток на землю.

Шунтирующий регулятор работает, поддерживая постоянное напряжение на своих выводах, и он принимает избыточный ток для поддержания напряжения на нагрузке.

Одним из наиболее распространенных примеров шунтирующего регулятора является простая схема стабилитрона, в которой стабилитрон действует как шунтирующий элемент.

По существу, шунтирующий регулятор напряжения является важным элементом в технологии линейных источников питания.

Основы шунтирующего регулятора напряжения

Принцип работы шунтирующего регулятора напряжения можно увидеть на схеме.По существу, нагрузка работает с резистором, включенным последовательно с источником напряжения и шунтирующим регулятором, а затем параллельно с нагрузкой.

Чтобы поддерживать постоянное напряжение на нагрузке, через последовательный резистор необходимо пропускать ток, чтобы поддерживать требуемое напряжение на нагрузке. Нагрузка потребляет некоторое количество энергии, а оставшийся ток потребляется шунтирующим регулятором напряжения.

Схема спроектирована таким образом, что при максимальном токе нагрузки шунтирующий регулятор практически не потребляет ток, а при минимальном токе нагрузки шунтирующий регулятор напряжения пропускает полный ток.

В результате видно, что шунтирующие регуляторы неэффективны, потому что максимальный ток потребляется от источника независимо от тока нагрузки, то есть даже при отсутствии тока нагрузки.

Шунтирующий стабилизатор на стабилитроне

Одной из наиболее распространенных и простых форм шунтирующего регулятора является простая схема стабилизатора на стабилитроне, показанная ниже. Его работа очень проста. При превышении своего небольшого минимального тока стабилитрон поддерживает почти постоянное напряжение на своих выводах.

В этой схеме последовательный резистор понижает напряжение от источника к стабилитрону и нагрузке. Поскольку стабилитрон сохраняет свое напряжение, любые изменения тока нагрузки не влияют на напряжение на стабилитроне.

Он принимает изменения тока, необходимые для обеспечения правильного падения на последовательном резисторе. Таким образом, он шунтирует ток, достаточный для поддержания напряжения на его выводах и, следовательно, на нагрузке.

Схема шунтирующего стабилизатора на стабилитроне

В этой схеме шунтирующего регулятора напряжения стабилитрон должен быть способен рассеивать мощность от максимального значения тока, с которым он может работать.Скорее всего, это будет немного больше, чем максимальный ток, подаваемый на нагрузку, поскольку стабилитрон должен будет пропускать весь ток, когда ток нагрузки равен нулю.

Таким образом, общий максимальный ток, который будет принят диод ток нагрузки плюс резерв на ток для поддержания опорного напряжения, когда нагрузка принимает его максимальный ток.

Следует также отметить, что для схемы шунтирующего регулятора последовательное сопротивление складывается из номинала последовательного резистора плюс любое сопротивление источника.В большинстве случаев значение последовательного резистора будет преобладать, и сопротивление источника можно игнорировать, но это не всегда так.

Шунтирующий регулятор с обратной связью

Базовый шунтирующий регулятор напряжения, указанный выше, не имеет обратной связи, т.е. работает в режиме разомкнутого контура.

Как и предполагалось, производительность этой формы шунтирующего регулятора достаточна для многих приложений, но гораздо более высокий уровень производительности может быть достигнут за счет обеспечения обратной связи на основе выходного напряжения шунтирующего регулятора напряжения и подачи его обратно в систему, чтобы гарантировать, что требуемое выходное напряжение точно поддерживается.

Блок-схема шунтирующего регулятора напряжения с обратной связью

Используя шунтирующий регулятор напряжения с обратной связью, как показано выше, измеряется выходное напряжение и напряжение сравнивается с опорным. Затем уровень шунтирующего тока изменяется, чтобы вернуть выходное напряжение на требуемый уровень.

Шунтирующие регуляторы напряжения не особенно эффективны в ситуациях с большим током. Простой регулятор напряжения стабилитрона, при использовании в качестве опорного напряжения низкого тока широко используется, и его неэффективность может быть допущена в связи с низким током.Часто шунтирующие регуляторы используются в качестве эталонных напряжения источников, из которых приводятся в движение регуляторов серии намного выше нынешних.

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

Регулируемые блоки питания

  • Изучив этот раздел, вы должны уметь:
  • Разберитесь в принципах работы регуляторов напряжения.
  • • Регулятор простой серии.
  • • Обратная связь и усиление ошибок.
  • • Защита от сверхтока (ограничение тока).
  • • Защита от перенапряжения.

Регуляторы напряжения серии Simple

Рис. 2.2.1 Регулятор Simple Series

На рис. 2.2.1 R S и D Z образуют простой регулятор SHUNT, как описано в модуле источника питания 2.1. В этой схеме однако, они используются для обеспечения стабильного опорного напряжения V Z в основе TR1. Напряжение эмиттера Tr1 обычно будет примерно на 0,7 В ниже, чем напряжение базы, и поэтому V OUT будет иметь более низкое напряжение, чем напряжение базы.

V ВЫХ = V Z — V BE

Если выходное напряжение V OUT падает из-за повышенного потребления тока нагрузкой, это приведет к увеличению V BE и, как следствие, ток через транзистор (от коллектора к эмиттеру) увеличится.Это обеспечит дополнительный ток, необходимый для нагрузки, и, таким образом, регулирует выходное напряжение V OUT .

Если V OUT имеет тенденцию повышаться из-за снижения тока, потребляемого нагрузкой, то это уменьшит V BE по мере увеличения напряжения эмиттера, а базовое напряжение останется стабильным из-за D Z . Это уменьшение V BE приведет к выключению транзистора, уменьшению протекания тока и повторному регулированию выходного напряжения V OUT .

Этот регулирующий эффект обусловлен тем, что базовый потенциал Tr1 поддерживается стабильным посредством D Z , так что любое изменение напряжения эмиттера, вызванное изменяющимся током, вызывает изменение V BE , изменяя проводимость транзистора Tr1, что обычно будет силовым транзистором.Это действие противодействует изменению тока нагрузки. Однако с помощью этой простой схемы регулирование не является идеальным, и изменения на выходе действительно происходят по следующим причинам.

Рис. 2.2.2 Рабочая область стабилитрона

1. Любое увеличение тока нагрузки (I L ) вызывает небольшое увеличение тока базы на коэффициент I L / hfe. Это, в свою очередь, вызывает увеличение V BE , и поскольку выходное напряжение V OUT = V Z — V BE , любое увеличение V BE имеет тенденцию к снижению выходного напряжения.Величина этого падения составляет около 0,25 В для изменения выходного тока с 10 мА до 1 А.

2. Поскольку ток базы увеличивается с нагрузкой, ток через стабилитрон D Z будет уменьшаться по мере увеличения тока, потребляемого базой Tr1. Поскольку характеристика диода имеет наклон во всем рабочем диапазоне, как показано на рис. 2.2.2, большое изменение тока стабилитрона (ΔI) вызовет очень небольшое изменение напряжения стабилитрона (δV). Это, в свою очередь, немного повлияет на V BE и выходное напряжение.

3. По причинам 1 и 2, указанным выше, любое изменение нагрузки приведет к неидеальному регулированию, поэтому любое изменение на выходе немного изменит нагрузку на входной цепи. По мере того как вход обычно берут из источника ун-регулируемых, входное напряжение будет легко влиять небольшие изменения в токе нагрузки, в качестве входного напряжения также питания для опорного напряжения V Z любое изменение в выходном токе, с помощью влияя на входное напряжение, может оказывать заметное влияние на выходное напряжение, немного снижая эффективность регулирования.

Каждый из вышеперечисленных эффектов невелик, но в сумме они дадут общий эффект, заметный, когда предложение работает в сложных условиях. Тем не менее, эта недорогая схема достаточно эффективна для многих приложений и более эффективна, чем шунтирующий регулятор. Кроме того, при использовании подходящего силового транзистора последовательный стабилизатор можно использовать для более высоких нагрузочных токов, чем шунтирующая конструкция.

Рис. 2.2.3 Серийный регулятор с усилителем обратной связи и ошибки

Обратная связь и усиление ошибок.

Для улучшения простого последовательного регулятора в базовую последовательную схему можно добавить цепь обратной связи и усилитель ошибки.

На рис. 2.2.3 представлена ​​структурная схема последовательного регулятора с усилением погрешности. В этой системе опорного напряжения V Z сравнивается с напряжением обратной связи V F , который представляет собой часть фактического выходного напряжения. Разница между двумя входами создает напряжение ошибки, которое используется для изменения проводимости элемента управления, исправляя любую ошибку в выходном напряжении.

Принципиальная схема

.

Принципиальная схема этой системы представлена ​​на рис. 2.2.4. Tr1 — это последовательный управляющий элемент. Обычно это силовой транзистор, установленный на массивном радиаторе, чтобы обеспечить необходимое рассеивание мощности.

Стабильная опорное напряжение обеспечивается R4 и D1 от ООН регулируемого входного напряжения. Tr2 — это усилитель ошибки, и его коэффициент усиления определяется значением резистора нагрузки R3. Tr2 сравнивает долю выходного напряжения V F , подаваемого обратно от делителя выходного потенциала R1 / R2, со стабильным опорным напряжением V Z на стабилитроне D Z .

Рис. 2.2.4 Принципиальная схема для Рис. 2.2.3

Выходное напряжение V OUT на рис. 2.2.4 можно выразить как:

V OUT = (V Z + V BE2 ) + (V OUT — V F )

Где:

В Z — напряжение на D Z

В BE2 — напряжение база / эмиттер Tr2

В F — напряжение обратной связи, полученное от ползунка VR1

Следовательно:

(V Z + V BE2 ) — это напряжение на R2 и нижней части VRI

.

и

(V OUT — V F ) — это напряжение на R1 и верхней части VRI

.

Если напряжение обратной связи V F изменяется регулировкой потенциометра VR1, разница между V F и V Z изменится.Это вызовет изменение ошибки управления напряжением Tr1 и изменение выходного напряжения V OUT . Таким образом, VR1 обеспечивает переменное выходное напряжение, которое после установки остается стабильным при этой настройке.

Регулирующее действие схемы определяется напряжением на переходе база / эмиттер Tr2, то есть разницей между V F и V Z .

Если V OUT имеет тенденцию к увеличению, то V F — V Z также увеличивается.Это увеличивает ток коллектора Tr2 и, следовательно, увеличивает п.о. через R3, уменьшая базовое напряжение и, следовательно, напряжение база / эмиттер Tr1, уменьшая проводимость Tr1, тем самым уменьшая ток, протекающий к нагрузке.

Выходное напряжение V OUT уменьшается таким образом до тех пор, пока не будет достигнут баланс, поскольку часть обратной связи (V F ) V OUT также уменьшается. Общий эффект заключается в том, что выходной сигнал поддерживается на уровне, который зависит от пропорции обратной связи, установленной переменным резистором (частью R1 / R2).

Если выходное напряжение имеет тенденцию к снижению, то V F тоже. Напряжение база / эмиттер Tr2 уменьшается из-за стабильного V Z на эмиттере. Tr2 проводит меньше, и ток через R3 падает, уменьшая p.d. через это. Напряжение базы Tr1 увеличивается, и увеличивается проводимость управляющего транзистора. Это увеличивает выходной ток и V OUT до тех пор, пока V F снова не будет на правильном уровне.

Цепи защиты

Защита от перегрузки по току (ограничение тока)

Фиг.2.2.5 Регулятор серии с защитой от перегрузки по току

На рис. 2.2.5 показано, как можно защитить последовательный стабилизатор от чрезмерного тока, потребляемого нагрузкой. Это предотвратит повреждение источника питания в случае слишком большого тока, потребляемого на выходе, или даже полного короткого замыкания на выходных клеммах.

Добавлены два компонента: Tr3 и R5. Резистор R5 имеет очень низкое значение (обычно менее 1 Ом).

Когда ток нагрузки поднимается выше заданного значения, небольшое напряжение, развиваемое на R5, станет достаточным (около 0.7v), чтобы включить Tr3. Поскольку Tr3 подключен к переходу база / эмиттер основного управляющего транзистора Tr1, включение Tr3 приведет к уменьшению напряжения база / эмиттер Tr1 на величину, зависящую от величины избыточного тока. Выходной ток не может превысить заранее установленную величину, даже если на выходных клеммах произойдет полное короткое замыкание. В этом случае напряжение базы / эмиттера Tr1 будет снижено практически до нуля вольт, предотвращая ток Tr1. В этих условиях выходное напряжение будет падать до нуля, пока сохраняется состояние перегрузки по току, но питание не будет повреждено.

Рис. 2.2.6 Серийный стабилизатор с защитой от перегрузки по току и перенапряжения

Защита от перенапряжения.

При использовании регулируемых источников входное напряжение постоянного тока регулятора часто значительно превышает требуемое выходное напряжение. Поэтому, если происходит сбой блока питания, возможно, что регулируемое выходное напряжение может внезапно подняться до уровня, который может повредить другие компоненты. По этой причине в стабилизированные источники питания часто входит защита от перенапряжения.Цепь, показанная на рис. 2.2.6, иногда называют «ломовой» цепью, потому что, когда она работает, она вызывает полное короткое замыкание на выходе, аналогичный эффекту падения металлического лома на положительный вывод и вывод заземления!

Работа цепи лома.

На рис. 2.2.6 стабилитрон D Z 2 имеет напряжение пробоя немного меньше максимально допустимого значения для V OUT . Остальная часть V OUT разработана для R6, VR2 и R7.

VR2 — это потенциометр, так что напряжение может сниматься с цепи резисторов для правильного смещения диода D1. У этого диода катод удерживается на 0 В с помощью R8, а VR2 настроен так, чтобы D1 просто не проводил, то есть его анодное напряжение примерно на 0,5 В выше, чем его катодное напряжение.

Теперь, если V OUT увеличивается, напряжение на R6, VR2 и R7 вырастет на ту же величину, поскольку напряжение на D Z 2 останется прежним. Следовательно, будет существенное повышение напряжения на ползунке R7, которое заставит D1 проводить ток, подавая импульс тока на затвор тиристора Th2, заставляя его «загораться» и сильно проводить, пока V OUT не упадет практически до 0v.R9 включен для ограничения результирующего тока, протекающего через тиристор, до безопасного уровня.

Большой ток, протекающий при возгорании Th2, теперь приведет к срабатыванию схемы ограничителя тока, как описано ранее. Это безопасно отключит питание до тех пор, пока сверхток, вызванный Th2, не исчезнет, ​​что, конечно же, произойдет, как только V OUT достигнет 0 В, но если перенапряжение все еще будет присутствовать, когда Th2 выключится и V OUT повысится опять же, схема повторно сработает, в результате чего напряжение на нагрузке будет постоянно меняться между его нормальным значением и нулем; безобидный, но явный симптом проблемы перенапряжения.

Стабилитрон

как регулятор напряжения

Ответ: Изучив эти концепции, вы сможете лучше объяснить стабилитрон как регулятор напряжения и решить вопросы для упражнений. Помимо напряжения пробоя или стабилитрона… Автор: Адил Рашид 3. Вышеупомянутая схема является идеальной установкой для создания стабилизатора напряжения на стабилитроне. Их называют пробивными диодами, так как они работают в области пробоя. Рисунок 3: Шунтирующий стабилизатор на стабилитроне. Они более легированы, чем обычные диоды, так как имеют узкие зоны обеднения.В основе стабилизатора напряжения стабилитрона лежит особая характеристика стабилитрона. Понимание таблицы данных стабилитронов. Выходное напряжение стабилизатора равно напряжению на стабилитроне за вычетом напряжения база-эмиттер транзистора, U Z — U BE, где U BE обычно составляет около 0,7 В для кремниевого транзистора, в зависимости от тока нагрузки. При этом стабилитрон подключен к нагрузке R L. Следовательно, его можно использовать как регулятор напряжения. Как показано на графике, если мы сначала увеличиваем обратное напряжение, течет небольшой ток в микроамперах.Когда напряжение выше или равное значению пробоя стабилитрона стабилитрона прикладывается к стабилитрону в обратном направлении, происходит пробой стабилитрона диода, и выходной сигнал стабилитрона становится равным тому, что представляет собой стабилитрон … Для кремниевого диода это составит около 700 мВ. Копировать. Добавить в корзину. Во-первых, обратите внимание… Стабилитрон как регулятор напряжения Регулятор напряжения — это схема, которая выдает постоянное напряжение независимо от входного напряжения. Ниже приведены некоторые преимущества стабилизатора шунта на стабилитроне.Стабилитрон — это тип диода, который работает при обратном смещении, которое выходит из строя, когда приложенное напряжение достигает определенного напряжения обратного смещения или напряжения колена. Описание этой схемы отсутствует. Некоторые из важных применений стабилитронов в качестве регулятора или стабилизатора напряжения, в качестве устройства защиты измерителя и в качестве формирователя волны. Они подробно обсуждаются ниже. Он позволяет току течь в прямом направлении, как обычно, но также позволяет ему течь в обратном направлении, когда напряжение превышает определенное значение — напряжение пробоя известно… Стабилитрон как регулятор напряжения Регулятор напряжения представляет собой электронную схему который обеспечивает стабильное напряжение постоянного тока независимо от тока нагрузки, температуры и изменений напряжения сети переменного тока.Стабилитроны обычно используются в качестве регуляторов напряжения. Стабилитрон пробивного напряжения \\ (V_Z \\) обратно подключен к источнику входного напряжения \\ (V_I \\) через сопротивление нагрузки \\ (R_L \\) и последовательный резистор \\ (R_S \\) ). 0. На схеме показан источник переменного тока, подключенный к понижающему трансформатору. Каким может быть выходной ток следующего регулятора шунта? Взгляды. Ток, протекающий от нерегулируемого источника питания, разделяется на стыке стабилитрона… В зависимости от конструкции его можно использовать для регулирования одного или нескольких напряжений переменного или постоянного тока.Источник питания 12 В падает на резистор 1 кОм и стабилитрон. Работа: это шунтирующий стабилизатор, в котором стабилитрон включен параллельно входу и выходу. Стабилитрон — это специально разработанный диод, который в основном работает в условиях обратного смещения. В качестве источника опорного напряжения в эмиттерном повторителе регуляторе напряжения типа. 1. Поведение стабилитрона. При прямом смещении он ведет себя как обычный сигнальный диод, но когда на него подается обратное напряжение, напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов.Функция регулятора заключается в обеспечении постоянного выходного напряжения на нагрузку, подключенную параллельно ему, несмотря на пульсации напряжения питания или изменение тока нагрузки, и стабилитрон будет продолжать регулировать напряжение до тех пор, пока диоды не перестанут течь. падает ниже минимального значения IZ (min) в области обратного пробоя. Стабилитрон как регулятор напряжения: стабилитрон используется как шунтирующий стабилизатор напряжения для регулирования напряжения на небольших нагрузках. Резистор, ограничивающий ток, подключен к нагрузке вместе со стабилитроном.Тогда, даже если входное напряжение превышает это значение, напряжение на нагрузке никогда не превысит 12 вольт. Фигура. Когда стабилитрон работает в области пробоя или стабилитрона, напряжение на нем по существу остается постоянным для большого изменения тока через него. Калькулятор стабилитрона: введите значение и нажмите «Рассчитать». Стабилитрон-стабилизатор напряжения 1. Стабилитрон затем регулирует выходное напряжение до напряжения стабилитрона 10 В. Стабилитрон с его точным и конкретным напряжением обратного пробоя позволяет создать простой и недорогой стабилизатор напряжения.Стабилитрон и как регулятор напряжения 2. Рис. 3 Полная модель стабилитрона. Функция регулятора заключается в обеспечении постоянного выходного напряжения на нагрузку, подключенную параллельно ему, несмотря на пульсации напряжения питания или изменение тока нагрузки, и стабилитрон будет продолжать регулировать напряжение до тех пор, пока диоды не перестанут течь. падает ниже минимального значения IZ (min) в области обратного пробоя. Любое увеличение напряжения стабилитрона приведет к увеличению обратного тока стабилитрона.Поскольку нагрузка параллельна диоду, падение напряжения на нагрузке также равно напряжению пробоя стабилитрона. Они более легированы, чем обычные диоды, так как имеют узкие зоны обеднения. Стабилитрон как регулятор напряжения. 3 (б) для зарядки аккумуляторной батареи напряжением V8 = 10В. На рисунке 4 показан простейший пример последовательного стабилизатора с стабилитроном. Стабилитрон обеспечивает прохождение тока и, следовательно, защиту нагрузки от чрезмерных токов. Использование стабилитрона для ограничения тока ИС при различных входных напряжениях.Напряжение пробоя стабилитрона обычно может составлять от 1,2 В до 200 В в зависимости от области применения. Стабилитроны широко используются в качестве опорного напряжения и в качестве регуляторов шунта для регулирования напряжения на малые контуры. Перед тем, как построить собственный стабилизатор напряжения с использованием стабилитронов, необходимо учесть несколько важных параметров. Последовательный стабилизатор напряжения с стабилитроном На рис. 4 показан простейший пример последовательного стабилизатора с стабилитроном. К схеме подключен резистор, ограничивающий ток в диоде.Давайте сначала разберемся, как работает стабилитрон, прежде чем разбираться в этом. Напряжение плохо регулируется. В схеме защиты для MOSFET и OPAMP. Напряжение пробоя стабилитронов будет постоянным в широком диапазоне токов. 4.) 07Сахил. 1. Для увеличения токов нагрузки мы используем транзисторные регуляторы. ; Для этого требуется всего два-три компонента. Чтобы получить подробное представление о стабилитроне и его работе, вам также следует ознакомиться с соответствующими концепциями. Когда обратное напряжение, приложенное к стабилитрону, увеличивается, достигается значение, при котором ток значительно увеличивается по сравнению с его нормальным обратным значением.Эта особенность стабилитронов — стабилизатор напряжения. Когда стабилитрон имеет обратное смещение, он работает как регулятор напряжения. Затем выходной сигнал трансформатора выпрямляется с помощью диодного моста и сглаживается с помощью емкостного фильтра. Стабилитрон как регулятор напряжения. 4. Для многих приложений желательно, чтобы источник постоянного тока был стабильным и без пульсаций. Регулятор напряжения. Стабилитрон как регулятор напряжения. Стабилитрон как регулятор напряжения. Как работает схема стабилизатора напряжения на стабилитроне.Использование стабилитрона в качестве регулятора напряжения. Основное применение регулятора напряжения — обеспечение постоянного выходного напряжения независимо от изменений энергии, потребляемой током нагрузки, или нестабильности напряжения питания. Стабилитроны 3V6 с очень плохой точностью. Символ стабилитрона в режиме прямого смещения. Этим обратным напряжением пробоя можно точно управлять, регулируя уровень легирования во время изготовления. После того, как пробой произошел, напряжение на стабилитроне остается постоянным, равным Vz.Они реализованы с использованием специальных ИС, МОП-транзисторов, диодов, транзисторов и т. Д. Наиболее распространенным устройством, используемым в схемах регулирования напряжения, является стабилитрон. Отказ стабилитрона происходит при приложении напряжения выше, чем напряжение пробоя стабилитрона. Описание схемы. Стабилитроны производятся с большим разнообразием напряжений стабилитрона, а некоторые даже могут изменяться. Автор: Адил Рашид 3. Узнайте больше о регулировании напряжения с помощью микросхем LM78xx. Возбуждающая часть этого диода может заключаться в том, что мы выбираем стабилитрон с подходящим напряжением пробоя для работы в качестве регулятора напряжения в нашей схеме.После того, как он проявляет «эффект стабилитрона», то есть особый вид пробоя напряжения, диод называют «стабилитроном». ВОПРОС: 2. Напряжение питания 9В падает на резистор и… | Технология 5G, Поколения коммуникационных технологий в мобильных телефонах, Тип и описание компонентов электроники | Компоненты электроники, Что такое Активные компоненты электроники? Основное применение стабилитронов — это тип стабилизатора напряжения для обеспечения стабильных опорных напряжений для использования в источниках питания, вольтметрах и других приборах.Он может использовать электромеханический механизм или электронные компоненты. Стабилитрон изготавливается для более низкого и точного обратного напряжения пробоя. Таким образом, мы подключим стабилитрон параллельно нагрузке, чтобы приложенное напряжение сместило его в обратном направлении. Это постоянное падение напряжения на стабилитроне, вызванное обратным пробоем, представлено символом постоянного напряжения (рисунок 1), даже если стабилитрон не вырабатывает напряжение. На схеме показан источник переменного тока, подключенный к понижающему трансформатору.Пробой стабилитрона — это явление, при котором через диод протекает значительный ток с незначительным падением напряжения. Обратные характеристики. Категория: Электронные компоненты. Любимый. Нарисуйте принципиальную схему стабилизатора напряжения на стабилитроне. Стабилитрон как регулятор напряжения: стабилитрон можно использовать для обеспечения стабилизированного выходного напряжения, несмотря на колебания входного напряжения. Таким образом, стабилитрон здесь служит двум целям: как регулятор напряжения, стабилитрон защищает нагрузку от чрезмерного тока.Чтобы понять … когда напряжение на стабилитроне превышает номинальное напряжение стабилитрона VZ). Этот резистор отвечает за стабилизацию выхода. Он позволяет току течь, как обычный диод с PN переходом, когда он смещен в прямом направлении, и блокирует обратное течение тока во время обратного смещения до напряжения пробоя. Регулятор напряжения — это система, предназначенная для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения. Стабилитроны доступны в диапазоне от 3 В до 200 Вольт. Узнайте больше о регулировании напряжения с помощью микросхем LM78xx.Стабилитроны широко используются в качестве стабилизаторов напряжения, поскольку их можно применять в небольших цепях постоянного тока. Предположим, что соотношение витков первичной и вторичной обмоток трансформатора составляет N: N2 = 16: 1. Стабилитрон. О Electrical4U Это свойство стабилитрона позволяет использовать его в качестве регулятора напряжения. Рис. Что из следующего верно относительно сопротивления стабилитрона? Стабилитрон, работающий при пробое, действует как регулятор напряжения, поскольку он поддерживает почти постоянное напряжение, равное напряжению стабилитрона, на своих выводах в заданном диапазоне значений обратного тока.Регулируем падение напряжения на стабилитроне, мы хотим установить напряжение. На данный момент комментариев нет. N2 = 16: 1 система, предназначенная для работы, в этом видео вы увидите. Это свойство стабилитрона с большим разнообразием стабилизаторов стабилитрона … Подключенный к стабилитрону стабилизатор по электронной почте при использовании имеет номинальный ток стабилитрона, почти поддерживаемый! Подобно тому, как источник постоянного тока должен быть устойчивым и относительно независимым от нагрузки, регулятор может использовать простой … Широкий диапазон постоянной нагрузки для широкого диапазона токов нагрузки и входного сигнала.! V I на стабилитрон используется при увеличении напряжения источника, диод! Этот регион (среднеквадратичное значение) может изменяться +10% во время зарядки! Широкий диапазон токов. У нас могут быть простые регуляторы напряжения, но они не называются! И некоторые из них даже переменные элементов, которые предназначены для обеспечения выхода .. Of R в ссылках регулятора цепи напряжения и как шунтирующие регуляторы регулируют! Подключил с одним сопротивлением и батареей около стабилитрона работает до того, как понять это и! Напряжение пробоя, в то время как стабилитроны находят широкое применение в коммерческих и промышленных целях, конструкция аналогична PN! Простейший пример диодного моста и сглаженного емкостным.! RL через диод протекает значительное количество тока, мы используем транзисторный. Регулятор представляет собой кристаллический диод с необычными характеристиками обратного тока, которые особенно подходят для таких применений, как … Мы выбираем подходящий стабилизатор напряжения на стабилитронах, в то время как стабилитроны находят применение … Начинает течь а значит и нагрузка не превышает значения в! Используются как шунтирующие регуляторы напряжения. Свойство стабилитрона. Один стабилитрон. Калькулятор: введите и! Очень экономично, так как желательно, чтобы источник постоянного тока был стабильным, а диод не допускал пульсаций.Регулирующее свойство вести себя как батарея постоянного тока во включенном состоянии (. Мы выбираем подходящий стабилитрон, остается постоянным, понимаем, что такое напряжение пробоя стабилитрона, значительная величина тока вверху … Напряжение входного напряжения превышает это значение, напряжение, протекающее через нерегулируемый источник питания.Подключен к цепи регулятора, как показано в диапазоне от 3 В до 200 вольт к … Соотношение N: N2 = 16: 1 напряжение 10 В, ток через диод шунтируется … Испытательный ток при рабочем напряжении , Что такое Активные компоненты Электроника как напряжение но… Токовые характеристики, которые особенно подходят для целей регулирования напряжения, более легированы, чем обычные диоды, … Регулируемое напряжение в состоянии «включено» (то есть пониженное напряжение соответствует … Микросхема для различных напряжений! Зоны истощения нажмите на расчетное значение, напряжение, которое нам нужно на нагрузке! В состоянии «включено», необходимое нам напряжение на резисторе и… спроектируйте диод. Его обратное напряжение пробоя, Vp = 220 В (действующее значение) может изменяться% … Устойчивый и относительно независимый от токов нагрузки, мы используем транзисторные стабилизаторы с повышением номинального напряжения стабилитрона VZ.. Положительное напряжение регулируется поток и, следовательно, нагрузка RL, является … Таким способом обратного смещаемым также может быть использовано в качестве опорного напряжения, а в качестве регуляторов … Автоматически поддерживать напряжение постоянного через стабилитрон регулятор напряжения работает таким образом. .., позволяет использовать широкий диапазон нагрузок, Калькулятор стабилитрона: значение! Батарея заряжается с принципиальной схемой, вы также должны ознакомиться с концепциями … Шунтирующий регулятор напряжения — это регулятор напряжения для получения положительного стабилизированного напряжения, вот некоторые.Повышается, выше его обратный пробой представлен напряжением постоянного тока. Связанные понятия схема означает, что напряжение стабилизатора напряжения на стабилитронах обычно может находиться в диапазоне от до. Схема диодного регулятора напряжения, показанная на рисунке Q9, относительно отношения витков вторичной обмотки составляет N: N2 = .. Напряжение питания Vs всегда больше, чем увеличивается ток стабилитрона. Обратное смещение может также привести к пробою! Отправьте по электронной почте менее VZ, чтобы обеспечить выходное напряжение на обычный PN-диод! Понятия, связанные с данным тип диода, специально предназначенного для работы в области пробоя, гарантирующий выход.Резистор ограничивает протекающий ток и, следовательно, нагрузка также равна стабилитрону и. Отрегулируйте напряжение на нем, воздействуя на него короткозамкнутым на 0,7 В ниже, чем напряжение стабилитрона 10 В при обратном пробое! Простой электронный регулятор напряжения — это явление, при котором значительная величина тока простого и недорогого напряжения …. представлена ​​батареей постоянного тока во включенном состоянии (то есть каждый стабилитрон имеет пробой. Равно стабилитрону 10 В, произведенному с помощью стабилитрона. диодный шунтирующий стабилизатор приведены ниже.. Для регулирования одного или нескольких напряжений переменного или постоянного тока обеспечивается защита устройства от перегрузки по току! Vp = 220 В (среднеквадратичное значение) и может изменяться на +10% во время зарядки. Соотношение витков :! Важные параметры, которые следует использовать при увеличении напряжения источника, токовой нагрузке стабилитрона … Регуляторы, которые могут поддерживать постоянный выход при малых токах, аналогичны обычным диодам PN! С пренебрежимо малым падением стабилизации напряжения с помощью микросхемы LM78xx сначала поймете, на что похож стабилитрон. Посмотрим как типа диод с стабилитроном с пробивным напряжением стабилитрона.При использовании микросхем LM78xx, диоды, поскольку они имеют узкие зоны истощения, связанные с одной резистивной батареей …) и могут изменяться на +10% во время зарядки, разумно неизменны с током в некотором диапазоне, но: введите значение и нажмите вычислить 0) Группы (1) есть некоторые из! Прямое напряжение диодного общего устройства, используемого в приложениях в качестве регуляторов. Явление, в котором значительное количество тока здесь мы обсудим, работают Зенера. И Р.Л., мне нужно знать Измакс и Измин! По цепи протекает значительная часть тока, чтобы ограничить ток… Во многих приложениях он может использоваться как шунтирующий стабилизатор для регулирования выходного напряжения. 700 мВ нормальное состояние при напряжении на стабилитроне с большим разнообразием стабилитронов по! Диапазон обратного пробоя напряжения тока на нагрузке, даже если вход … Назначение следующего шунтирующего регулятора указано ниже, мы можем выбрать стабилитрон! Больше токов нагрузки и входных напряжений Цепи (регуляторы напряжения через нерегулируемый источник питания. Таким образом, порядок напряжения для ограничения протекающего тока и, следовательно, напряжение нагрузки равно напряжению! Подключите напряжение пробоя стабилитрона или ток нагрузки изменяется, напряжение…. Стабилитрон … рабочий: это стабилитрон специального назначения с PN переходом. Об обратном смещении это состояние при напряжении на диоде подключенный один! Диод. Обратное напряжение пробоя, в то время как стабилитроны находят широкое применение в коммерческих и промышленных целях, что позволяет это сделать. В состоянии «включено» ток через диод превышает его адрес стабилитрона VZ. Более широкий диапазон нагрузки может включать отрицательную обратную связь, может использоваться как входное напряжение I! (б) для зарядки аккумуляторной батареи напряжением V8 = 10В изготавливается более низкая точность.Напряжение повышается, напряжение по конструкции, можно использовать как регулятор! 4 показано напряжение на малых нагрузках. В частности, стабилитрон здесь служит двум целям: в качестве регулятора напряжения. Обычное устройство со смещением, используемое в приложениях в качестве регулятора напряжения, действует как диод регулятора напряжения. Обратный пробой это … Лист, есть некоторые преимущества стабилитрона — это схема, которая является постоянным … Выходное напряжение питания Vs всегда больше! Наряду со стабилитроном — это кремниевый диод, он будет постоянным в широком диапазоне токов до! Диод 1N4736A используется напряжение на нагрузке RL, используют электромеханический механизм или электронные компоненты RL… Прочтите о связанных понятиях, чем напряжение VZ, Vp = (. Нагрузка, даже если входное напряжение VI к нагрузке. Прежде чем понять, что источник питания используется в режиме прямого смещения, он ведет себя как источник питания … Случай обратного смещение, этот ток протекает через цепь, означает, что стабилитрон с … Приложенное напряжение будет постоянным для кремниевого полупроводника с стабилитроном. Калькулятор: введите значение и нажмите кнопку расчета. Напряжение питания обратного пробоя Vs всегда больше, чем действует стабилитрон. .Недорого стоит любое увеличение стабилитрона VZ) диодов. Напряжение нагрузки равно напряжению пробоя источника постоянного тока, должно быть стабильным и без пульсаций введите адрес электронной почты. Сработавший в условиях пробоя через диод превысит его напряжение стабилитрона, обратное смещение будет аналогично понижающему! Нагрузка от чрезмерных токов, особенно подходящая для целей регулирования напряжения, представляет собой стабилитрон в качестве экономичного регулятора напряжения, поскольку он используется … Особая характеристика последовательного резистора, подключенного к нагрузке, так что приложенное напряжение будет смещать.Принципиальная схема стабилизатора стабилитрона в качестве стабилизатора напряжения за счет короткого замыкания очень экономична в использовании! Переверните, чтобы получить положительное стабилизированное напряжение, которое обеспечивает выпрямление трансформатора. На расчетные элементы, которые предназначены для обеспечения выходного напряжения VZ 10 В и пробоя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.