Полевой стабилизатор напряжения: СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Содержание

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Несложная схема для регулирования, а также стабилизации напряжения представлена на картинке выше, её сможет собрать даже новичок в электронике. К примеру, на вход подано 50 вольт, а на выходе получаем 15,7 вольт или другое значение до 27V.

Схема регулируемого стабилизатора

Основной радиодеталью данного устройства является полевой (MOSFET) транзистор, в качестве которого можно использовать IRLZ24/32/44 и другие подобные. Наиболее часто они производятся компаниями IRF и Vishay в корпусах TO-220 и D2Pak. Стоит около 0.58$ грн в розницу, на ebay 10psc можно приобрести за 3$ (0,3 доллара за штуку). Такой мощный транзистор имеет три вывода: сток (drain), исток (source) и затвор (gate), он имеет такую структуру: металл-диэлектрик(диоксид кремния SiO2)-полупроводник. Микросхема-стабилизатор TL431 в корпусе TO-92 обеспечивает возможность настраивать значение выходного электрического напряжения. Сам транзистор я оставил на радиаторе и  припаял его к плате с помощью проводков.

Входное напряжение для этой схемы может быть от 6 и до 50 вольт. На выходе же получаем 3-27V с возможностью регулирования подстрочным резистором 33k. Выходной ток довольно большой, до 10 Ампер, в зависимости от радиатора.

Сглаживающие конденсаторы C1,C2 могут иметь ёмкость 10-22 мкФ, C3 4,7 мкФ. Без них схема и так будет работать, но не так хорошо, как нужно. Не забываем про вольтаж электролитических конденсаторов на входе и выходе, мною были взяты все рассчитаны на 50 Вольт.

Мощность, которую сможет рассеять такой стабилизатор напряжения не может быть более 50 Ватт. Полевой транзистор обязательно устанавливается на радиатор, рекомендуемая площадь поверхности которого не менее 200 квадратных сантиметров (0,02 м2). Не забываем про термопасту или подложку-резинку, чтобы тепло лучше отдавалось.

Возможно использование подстрочного резистора 33k типа WH06-1, WH06-2 они имеют достаточно точную регулировку сопротивления, вот так они выглядят, импортный и советский.

Для удобства на плату лучше припаять две колодки, а не провода, которые легко отрываются.

Печатная плата для дискретных элементов и переменного резистора типа СП5-2 (3296).

Стабильность неплоха и напряжение изменяется только на доли вольта на протяжении длительного времени. Готовая платка получилась компактна и удобна. Так как я планирую длительное время использовать это устройство для защиты дорожек окрасил всё дно платы зеленым цапонлаком. Автор материала —

Егор.

   Форум по БП

   Форум по обсуждению материала СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе

Простая схема для регулировки и стабилизации напряжения показана на рисунке. Такую схему можно выполнить даже неопытному в электронике любителю. На вход подается 50 вольт, при этом на выходе получается 15,7 В.

Схема стабилизатора.

Главной деталью этого прибора стал полевой транзистор.

В его качестве можно применять IRLZ 24 / 32 / 44 и аналогичные ему полупроводники. Чаще всего их изготавливают в корпусе ТО – 220 и D2 Pak. Его стоимость составляет менее одного доллара. Этот мощный полевик имеет 3 вывода. Он имеет внутреннее строение металл–изолятор–полупроводник.

Стабилизатор на микросхеме ТL 431 в корпусе ТО – 92 обеспечивает настраивание величины выходного напряжения. Мощный полевой транзистор мы оставили на охлаждающем радиаторе и проводами припаяли к монтажной плате.

Напряжение на входе для такой схемы 6-50 В. На выходе получаем от 3 до 27 В, с возможностью регулировки переменным сопротивлением на 33 кОм. Ток выхода большой, и составляет величину до 10 А, зависит от радиатора.

Выравнивающие конденсаторы С1, С2 емкостью от 10 до 22 мкФ, С2 – 4,7 мкФ. Без таких деталей схема будет функционировать, однако не с таким качеством, как необходимо. Нельзя забывать про допустимое напряжение электролитических конденсаторов, которые должны быть установлены на выходе и входе. Мы взяли емкости, которые выдерживают 50 В.

Такой стабилизатор способен рассеивать мощность не выше 50 Вт. Полевик необходимо монтировать на радиатор охлаждения. Его площадь целесообразно выполнять не меньше 200 см

2. При установке полевика на радиатор нужно промазать место касания термопастой, для лучшего теплоотвода.

Можно применять переменный резистор на 33 кОм типа WH 06-1. Такие резисторы имеют возможность точной настройки сопротивления. Они бывают импортного и отечественного производства.

Для удобства монтажа на плату припаивают 2 колодки, вместо проводов. Так как провода быстро отрываются.

Вид платы дискретных компонентов и переменного сопротивления вида СП 5-2.

Стабильность напряжения в результате получается неплохой, а напряжение выхода колеблется на несколько долей вольта долгое время. Монтажная плата получается компактных размеров и удобна в работе. Дорожки платы окрашены зеленым цапонлаком.

Мощный стабилизатор на полевике

Рассмотрим сборку схемы стабилизатора, предназначенного для блока питания большой мощности. Здесь улучшены свойства прибора с помощью мощного электронного ключа в виде полевого транзистора.

При разработке мощных силовых стабилизаторов любители чаще всего применяют специальные серии микросхем 142, и ей подобные, которые усилены несколькими транзисторами, подключенными по параллельной схеме. Поэтому получается силовой стабилизатор.

Схема такой модели прибора изображена на рисунке. В нем использован мощный полевик IRLR 2905. Он служит для переключения, однако в этой схеме он применен в линейном режиме. Полупроводник имеет незначительное сопротивление и обеспечивает ток до 30 ампер при нагревании до 100 градусов. Он нуждается в напряжении на затворе до 3 вольт. Его мощность достигает 110 ватт.

Полевиком управляет микросхема TL 431. Стабилизатор имеет следующий принцип действия. При подсоединении трансформатора на вторичной обмотке возникает переменное напряжение 13 вольт, которое выпрямляется выпрямительным мостом. На выравнивающем конденсаторе значительной емкости появляется постоянное напряжение 16 вольт.

Это напряжение проходит на сток полевого транзистора и по сопротивлению R1 идет на затвор, при этом открывая транзистор. Часть напряжения на выходе через делитель попадает на микросхему, при этом замыкая цепь ООС. Напряжение прибора повышается до тех пор, пока входное напряжение микросхемы не дойдет границы 2,5 вольт. В это время микросхема открывается, уменьшая напряжение затвора полевика, то есть, немного закрывая его, и прибор работает в режиме стабилизации. Емкость С3 делает быстрее выход стабилизатора на номинальный режим.

Величина напряжения выхода устанавливается 2,5-30 вольт, путем выбора переменным сопротивлением R2, его величина может меняться в больших пределах. Емкости С1, С2, С4 дают возможность стабильному действию стабилизатора.

Для такого прибора наименьшее падение напряжения на транзисторе составляет до 3 вольт, хотя он способен работать при напряжении около нуля. Такой недостаток возникает поступлением напряжения на затвор. При малом падении напряжения полупроводник не будет открываться, так как на затворе должно быть плюсовое напряжение по отношению к истоку.

Для снижения падения напряжения цепь затвора рекомендуется подключать от отдельного выпрямителя на 5 вольт выше, чем напряжение выхода прибора.

Хорошие результаты можно получить при подключении диода VD 2 к мосту выпрямления. При этом напряжение на конденсаторе С5 повысится, так как падение напряжения на VD 2 станет ниже, чем на диодах выпрямителя. Для плавного регулирования напряжения выхода постоянное сопротивление R2 нужно заменить переменным резистором.

Величину выходного напряжения определяют по формуле: U вых = 2,5 (1+R2 / R3). Если применить транзистор IRF 840, то наименьшее значение напряжения управления на затворе станет 5 вольт. Емкости выбирают танталовые малогабаритные, сопротивления – МЛТ, С2, Р1. Выпрямительный диод с небольшим падением напряжения.

Свойства трансформатора, моста выпрямления и емкости С1 подбирают по нужному напряжению выхода и тока.

Полевик рассчитан на значительные токи и мощность, для этого необходим хороший теплоотвод. Транзистор служит для монтажа на радиатор путем пайки с промежуточной пластиной из меди. К ней припаивают транзистор с остальными деталями. После монтажа пластину размещают на радиаторе. Для этого пайка не нужна, так как пластина имеет значительную площадь контакта с радиатором.

Если использовать для наружной установки микросхему П_431 С, сопротивления Р1, и чип-конденсаторы, то их располагают на печатной плате из текстолита. Плату паяют к транзистору. Настройка прибора сводится к монтажу нужного значения напряжения. Необходимо проконтролировать прибор и проверить его, имеется ли самовозбуждение на всех режимах.

Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе IRLR2905 (13В)

При построении сильноточных стабилизаторов напряжения радиолюбители обычно используют специализированные микросхемы серии 142 и аналогичные, «усиленные» одним или несколькими, включенными параллельно, биполярными транзисторами. Если для этих целей применить мощный переключательный полевой транзистор, то удастся собрать более простой сильноточный стабилизатор.

Принципиальная схема

Схема одного из вариантов такого стабилизатора приведена на рис. 1. Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение около 13 В (эффективное значение) поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр.

На конденсаторах фильтра оно равно 16 В. Это напряжение поступает на сток мощного транзистора VT1 и через резистор R1 на затвор, открывая транзистор.

Рис. 1. Принципиальная схема  стабилизатора напряжения на мощном полевом транзисторе IRLR2905 (13В).

Часть выходного напряжения через делитель R2, R3 подается на вход микросхемы DA1, замыкая цепь ООС. Напряжение на выходе стабилизатора возрастает вплоть до того момента, пока напряжение на входе управления микросхемы DA1 не достигнет порогового, около 2,5 В.

В этот момент микросхема открывается, понижая напряжение на затворе мощного транзистора, т. е. частично закрывая его, и, таким образом, устройство входит в режим стабилизации. Лучшие результаты удастся получить, если диод VD2 подключить к выпрямительному мосту (рис. 1.6).

В этом случае напряжение на конденсаторе С5 увеличится, поскольку падение напряжения на диоде VD2 будет меньше, чем падение напряжения на диодах моста, особенно при максимальном токе.

Рис. 2. Печатная плата.

При необходимости плавной регулировки выходного напряжения постоянный резистор R2 следует заменить переменным или подстроенным резистором.

В стабилизаторе в качестве регулирующего элемента применен мощный полевой транзистор IRLR2905. Хотя он и предназначен для работы в ключевом (переключательном) режиме, в данном стабилизаторе он используется в линейном режиме.

Транзистор имеет в открытом состоянии весьма малое сопротивление канала (0,027 Ом), обеспечивает ток до 30 А при температуре корпуса до 100°С, обладает высокой крутизной и требует для управления напряжения на затворе всего 2,5. ..3 В. Мощность, рассеиваемая транзистором, может достигать 110 Вт.

Полевым транзистором управляет микросхема параллельного стабилизатора напряжения КР142ЕН19 (импортный аналог TL431). Конденсаторы — малогабаритные танталовые, резисторы — МЛТ, С2-33, диод VD2 — выпрямительный с малым падением напряжения (германиевый, диод Шоттки). Параметры трансформатора, диодного моста и конденсатора С1 выбирают исходя из необходимого выходного напряжения и тока.

Хотя транзистор и рассчитан на большие токи и большую рассеиваемую мощность, для реализации всех его возможностей необходимо обеспечить эффективный теплоотвод.

Налаживание стабилизатора сводится к установке требуемого значения выходного напряжения. Надо обязательно проверить устройство на отсутствие самовозбуждения во всем диапазоне рабочих токов. Для этого напряжения в различных точках устройства контролируют с помощью осциллографа.

Если самовозбуждение возникает, то параллельно конденсаторам C1, С2 и С4 следует подключить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ с выводами минимальной длины. Размещаются эти конденсаторы как можно ближе к транзистору VT1 и микросхеме DA1.

Печатная плата устройства приведена на рис. 2 Эта плата рассчитана на установку малогабаритных деталей в корпусах для поверхностного монтажа, в том числе и микросхема КР142ЕН19 требует замены на импортный аналог в корпусе SO-8.

Схема на биполярном транзисторе

Рис. 3. Схема блока питания без полевого транзистора.

В случае, если полевой транзистор найти не удалось, стабилизатор можно выполнить по другой схеме (рис. 3.), на мощных биполярных транзисторах, с использованием той же микросхемы. Правда, максимальный ток нагрузки у этого варианта стабилизатора не более 3…4 А.

Для повышения коэффициента стабилизации применен стабилизатор тока на полевом транзисторе, в качестве регулирующего элемента применен мощный составной транзистор. Трансформатор должен обеспечивать на вторичной обмотке напряжение не менее 15 В при максимальном токе нагрузки.

Первоисточник: неизвестен.

Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе.

В различной литературе неоднократно описывались различные схемы стабилизаторов к различным блокам питания. В этой статье автор приводит описание аналогового стабилизатора напряжения для блока питания повышенной мощности. В схеме стабилизатора напряжения, удалось значительно улучшить параметры, применив в качестве силового элемента мощный переключательный полевой транзистор.

В основном при построении сильноточных стабилизаторов напряжения радиолюбители обычно используют специализированные микросхемы серии 142 и аналогичные, «усиленные» одним или несколькими, включенными параллельно, биполярными транзисторами. Если для этих целей применить мощный переключательный полевой транзистор, то удастся собрать более простой сильноточный стабилизатор. Схема одного из вариантов такого стабилизатора приведена на рис.1.

Рис.1.

В нем в качестве силового применен мощный полевой транзистор IRLR2905. Хотя он и предназначен для работы в ключевом (переключательном) режиме, в данном стабилизаторе он используется в линейном режиме. Транзистор имеет в открытом состоянии весьма малое сопротивление канала (0,027 Ом), обеспечивает ток до 30А при температуре корпуса до 100 °С, обладает высокой крутизной и требует для управления напряжения на затворе всего 2,5…3 В [1]. Мощность, рассеиваемая транзистором, может достигать 110 Вт. Полевым транзистором управляет микросхема параллельного стабилизатора напряжения КР142ЕН19 (TL431). Ее назначение, устройство и параметры подробно описаны в статье [2]. Работает стабилизатор (рис. 1) следующим образом. При подключении сетевого трансформатора Т1 к сети на его вторичной обмотке появляется переменное напряжение около 13В (эффективное значение). Оно выпрямляется диодным мостом VD1, и на сглаживающем конденсаторе большой емкости (обычно несколько десятков тысяч микрофарад) выделяется постоянное напряжение около 16 В.

Оно поступает на сток мощного транзистора VT1 и через резистор R1 на затвор, открывая транзистор. Часть выходного напряжения через делитель R2R3 подается на вход микросхемы DA1, замыкая цепь ООС. Напряжение на выходе стабилизатора возрастает вплоть до того момента, пока напряжение на входе управления ву микросхемы DA1 не достигнет порогового, около 2,5 В. В этот момент микросхема открывается, понижая напряжение на затворе мощного транзистора, т. е. частично закрывая его, и устройство входит в режим стабилизации. Конденсатор СЗ ускоряет выход стабилизатора на рабочий режим. Значение выходного напряжения можно установить в пределах от 2,5 до 30В подбором резистора R2, его значение может изменяться в широких пределах. Конденсаторы С1, С2 и С4 обеспечивают устойчивую работу стабилизатора.

Для описанного варианта стабилизатора минимальное падение напряжения на регулирующем мощном транзисторе VT1 составляет 2,5…3В, хотя потенциально этот транзистор может работать при напряжении сток-исток, близком к нулю. Обусловлен данный недостаток тем, что управляющее напряжение на затвор поступает из цепи стока, поэтому при меньшем значении падения напряжения на нем, транзистор открываться не будет, ведь на затворе открытого транзистора должно быть положительное напряжение относительно истока.

Рис.2.

Чтобы уменьшить падение напряжения на регулирующем транзисторе, цепь его затвора целесообразно питать от отдельного выпрямителя с напряжением на 5… 7В больше, чем выходное напряжение стабилизатора. Если нет возможности сделать дополнительный выпрямитель, то в устройство можно ввести дополнительный диод и конденсатор (рис. 2). Эффект от такой простой доработки может быть большим. Дело в том, что напряжение, поступающее на сток транзистора, является пульсирующим, имеет значительную переменную составляющую, которая увеличивается при увеличении потребляемого тока. Благодаря диоду VD2 и конденсатору С5 напряжение на затворе будет примерно равно пиковому значению пульсирующего, т.е. может быть на несколько вольт больше, чем среднее или минимальное. Поэтому стабилизатор оказывается работоспособным при меньшем среднем напряжении сток-исток.

Рис.3.

Лучшие результаты удастся получить, если диод VD2 подключить к выпрямительному мосту (рис. 3). В этом случае напряжение на конденсаторе С5 увеличится, поскольку падение напряжения на диоде VD2 будет меньше, чем падение напряжения на диодах моста, особенно при максимальном токе. При необходимости плавной регулировки выходного напряжения постоянный резистор R2 следует заменить переменным или подстроечным резистором. Значение выходного напряжения можно определить по формуле: Uвых = 2,5(1+R2/R3).

Детали

В устройстве допустимо применить подходящий транзистор из списка в вышеприведенном справочном листке, желательно выделенный желтым цветом. Если использовать, к примеру, IRF840, то минимальное значение управляющего напряжения на затворе будет составлять 4,5… 5В. Конденсаторы — малогабаритные танталовые, резисторы — МЛТ, С2-33, Р1-4. Диод VD2 — выпрямительный с малым падением напряжения (германиевый, диод Шоттки). Параметры трансформатора, диодного моста и конденсатора С1 выбирают исходя из необходимого выходного напряжения и тока.

Рис. 4.

Хотя транзистор и рассчитан на большие токи и большую рассеиваемую мощность, для реализации всех его возможностей необходимо обеспечить эффективный теплоотвод. Примененный транзистор предназначен для установки на радиатор с помощью пайки. В этом случае целесообразно использовать промежуточную медную пластину толщиной несколько миллиметров, к которой припаивают транзистор и на которой можно установить остальные детали (рис. 4). Затем, после окончания монтажа, пластину можно разместить на радиаторе. Пайки при этом уже не требуется, поскольку пластина будет иметь большую площадь теплового контакта с радиатором.

Рис.5.

Если применить для поверхностного монтажа микросхему DA1 типа TL431С, резисторы типа Р1 -12 и соответствующие чип-конденсаторы, то их можно разместить на печатной плате (рис. 5) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Плату припаивают к выводам транзистора и приклеивают к упомянутой медной пластине клеем. В качестве такой пластины можно использовать, например, корпус с фланцем от испорченного мощного биполярного транзистора, скажем, КТ827, применив при этом навесной монтаж.

Настройка

Налаживание стабилизатора сводится к установке требуемого значения выходного напряжения. Надо обязательно проверить устройство на отсутствие самовозбуждения во всем диапазоне рабочих токов. Для этого напряжения в различных точках устройства контролируют с помощью осциллографа. Если самовозбуждение возникает, то параллельно конденсаторам С1, С2 и С4 следует подключить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ с выводами минимальной длины. Размещаются эти конденсаторы как можно ближе к транзистору VT1 и микросхеме DA1.

И. Нечаев

Литература:

1. Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier. — Радио, 2001, №5, с. 45.

2.И. Нечаев. Необычное применение микросхемы КР142ЕН19А. — Радио, 2003, № 5, с. 53,54.

Стабилизаторы напряжения на полевых транзисторах: схема включения и регулировки

Для корректной функциональности многих электротехнических устройств необходимо поддержание определенных рабочих параметров сети питания. Выход напряжения за границы нормированного диапазона сопровождается ухудшением КПД. Импульсные помехи провоцируют сбои. Исправить ситуацию поможет стабилизатор тока на полевом транзисторе схема которого представлена в этой публикации.

Мощный блок питания на полевом транзисторе

Принцип стабилизации тока

Целевое назначение специальной схемы – регулирование источника питания в автоматическом режиме для поддержания стабильных параметров цепей нагрузки. Основной компонент – достаточно мощный полупроводниковый прибор, ограничитель силы тока на выходе блока питания.

Требования к управляющему элементу

Критерии выбора можно сформулировать, если известны параметры силы тока (ампер). Однако даже без конкретного технического задания несложно перечислить базовые требования:

  • ток в контрольной цепи поддерживается с определенной точностью;
  • следует компенсировать перепады потребляемой мощности;
  • корректирующие изменения должны выполняться достаточно быстро;
  • для автоматической настройки оптимального режима и улучшения защиты от помех нужна организация обратной связи.

Суть стабилизации

Для уточнения функциональности управляющего элемента необходимо отметить особенности типичной нагрузки. Интенсивность излучения светодиода, например, существенно зависит от температуры в процессе эксплуатации. Соответствующим образом изменяется мощность потребления. При увеличении тока уменьшается напряжение.

Важно! Если установить обратную связь (отрицательную), отмеченное изменение будет регулировать рабочий режим управляющего устройства. В частности, при увеличении напряжения между затвором и стоком полевого транзистора ток через исток уменьшается. Тем самым без иных дополнительных действий обеспечивается стабилизация выходных параметров источника.

Выбор схемы включения

На практике применяют разные инженерные решения. В частности, для подключения светодиодных светильников производители предлагают импульсные источники питания. Эти устройства выполняют свои функции с помощью частотного преобразования и модуляции сигнала. Для управления ключом устанавливают микросхемы. Для дозированного накопления энергии используют дроссель.

Импульсный стабилизатор тока

Для упрощения в данной статье рассмотрена линейная стабилизация. Устройства, созданные по этой схеме, не создают сильные электромагнитные помехи. В этом – главное отличие от импульсных аналогов.

Работа стабилизаторов тока

Минимальное количество функциональных элементов в схемах этой категории подразумевает разумную стоимость. При выборе такого варианта нетрудно изучить рабочие режимы, особенности настройки.

Особенности полевых структур

В радиотехнических приборах этого типа p-n переходы расположены особым образом. Для регулировки прохождения тока через центральный канал изменяются напряжение и соответствующее электромагнитное поле. Разницу потенциалов создают на стоке и затворе.

Принцип действия полевого и биполярного транзисторов

На рисунке показаны принципиальные отличия, по сравнению с биполярным транзистором. При использовании полевой структуры управляющий ток отсутствует, а входное сопротивление становится значительно больше. При такой схеме прибор потребляет минимум энергии, но не способен обеспечить усиление сигнала. Впрочем, для решения обозначенной задачи (стабилизации) увеличивать напряжение не нужно.

Принцип управления переходом

В области между зонами р типа формируется канал. Для прохождения тока создается разница потенциалов «сток-исток». Управляют переходом изменением напряжения «затвор-исток» – Uзи.

Устройство и работа полевого транзистора

Для изучения функциональности полевого транзистора можно рассмотреть две схемы подключения. В первом варианте соединяют исток и затвор проводником, выравнивая соответствующий потенциал: Uзи= 0. Повышением напряжения Uси (сток-исток) обеспечивают прохождение тока в рабочей зоне.

Напряжение равно нулю

В показанном на рисунке состоянии прибор функционирует как типичный проводник. Специфическое название на графике «Омическая область» определяет зону пропорционального увеличения силы тока по мере увеличения разницы потенциалов. При переходе в режим насыщения количества свободных зарядов недостаточно для поддержания отмеченного изменения.

Уменьшение потенциала на затворе

На этом рисунке канал прохождения зарядов сужают дополнительным источником питания, который уменьшает Uзи<0. На определенном уровне (напряжение отсечки) ток не проходит.

Устройство полевого транзистора

На рисунке показаны зоны p и n типа. Регулировкой напряжения Uси изменяют сопротивления канала (силу тока). Как показано выше, при необходимости можно закрыть эту цепь.

Полевые транзисторы в стабилизаторах тока

В идеальном примере источник питания обеспечивает стабильность тока, если электрическое сопротивление цепи нагрузки меняется от нуля (КЗ) до бесконечности. Однако в действительности рабочие параметры проводимости (напряжения) ограничены определенным диапазоном. Схема на полевом транзисторе с последовательным подключением к зарядному устройству, солнечной батарее или другому «реальному» источнику обеспечит поддержание тока в линии на заданном уровне.

Пример стабилизатора на полевом транзисторе

При создании радиотехнических устройств с применением ламп типовой анодный блок питания не обеспечивает необходимую стабильность выходных параметров. Добавление резистора в цепь увеличивает потери, не позволяет точно корректировать изменение мощности в нагрузке.

Электрическая схема простого стабилизатора

Своими руками несложно собрать этот стабилизатор тока на полевом транзисторе. С его помощью обеспечивается точность заданных параметров в диапазоне не более 6% от номинала.

Видео

Схема.

Модуль мощного стабилизатора напряжения на полевом транзисторе


      На основе мощных переключательных полевых транзисторов [1] можно построить линейные стабилизаторы напряжения. Подобное устройство было ранее описано в [2]. Немного изменив схему, как показано на рис. 1, можно улучшить параметры описанного стабилизатора, существенно (в 5…6 раз) уменьшив падение напряжения на регулирующем элементе, в качестве которого применен транзистор IRL2505L. Он имеет в открытом состоянии весьма малое сопротивление канала (0,008 Ом), обеспечивает ток до 74 А при температуре корпуса 100 °С, отличается высокой крутизной характеристики (59 А/В). Для управления им требуется небольшое напряжение на затворе (2,5…3 В). Предельное напряжение сток—исток — 55 В, затвор—исток — ±16 В, мощность, рассеиваемая транзистором, может достигать 200 Вт.

      Подобно современным микросхемным стабилизаторам, предлагаемый модуль имеет три вывода: 1 — вход, 2 — общий, 3 — выход. В качестве управляющего элемента применена микросхема DA1 — параллельный стабилизатор напряжения КР142ЕН19 (TL431). Транзистор VT1 выполняет функцию согласующего элемента, а стабилитрон VD1 обеспечивает стабильное напряжение для его базовой цепи. Значение выходного напряжения можно рассчитать по формуле
Uвых=2,5(1+R5/R6).
      Выходное напряжение регулируют, изменяя сопротивление резистора R6. Конденсаторы обеспечивают устойчивую работу стабилизатора. Устройство работает следующим образом. При увеличении выходного напряжения повышается напряжение на управляющем входе микросхемы DA1, в результате чего ток через нее увеличивается. Напряжение на резисторе R2 увеличивается, а ток через транзистор VT1 уменьшается. Соответственно напряжение затвор—исток транзистора VT2 уменьшается, вследствие чего сопротивление его канала возрастает. Поэтому выходное напряжение уменьшается, восстанавливаясь до прежнего значения.

      Регулирующий полевой транзистор VT2 включен в минусовый провод, а управляющее напряжение поступает на него с плюсового провода. Благодаря такому решению стабилизатор способен обеспечить ток нагрузки 20…30 А, при этом входное напряжение может быть всего на 0,5 В больше выходного. Если предполагается использовать модуль при входном напряжении более 16 В, то транзистор VT2 необходимо защитить от пробоя с помощью маломощного стабилитрона с напряжением стабилизации 10…12 В, катод которого подключают к затвору, анод — к истоку.

      В устройстве можно применить любой n-канальный полевой транзистор (VT2), подходящий по току и напряжению из списка, приведенного в [1], желательно выделенный желтым цветом. VT1 — КТ502, КТ3108, КТ361 с любыми буквенными индексами. Микросхему КР142ЕН19 (DA1) допустимо заменить на TL431. Конденсаторы — К10-17, резисторы — Р1-4, МЛТ, С2-33.
      Схема подключения модуля стабилизатора приведена на рис. 2.

      При большом токе нагрузки на транзисторе VT2 рассеивается большая мощность, поэтому необходим эффективный теплоотвод. Транзисторы этой серии с буквенными индексами L и S устанавливают на теплоотвод с помощью пайки. В авторском варианте в качестве теплоотвода и одновременно несущей конструкции применен корпус от неисправного транзистора КТ912, КП904. Этот корпус разобран, удалена его верхняя часть так, что осталась позолоченная керамическая шайба с кристаллом транзистора и выводами-стойками. Кристалл аккуратно удален, покрытие облужено, после чего к нему припаян транзистор VT2. К покрытию шайбы и выводам транзистора VT2 припаяна печатная плата из двусторонне фольгированного стеклотекстолита (рис. 3). Фольга на обратной стороне платы целиком сохранена и соединена с металлизацией шайбы (стоком транзистора VT2) После налаживания и проверки модуля стабилизатора плата приклеена к корпусу. Выводы 1 и 2 — площадки на печатной плате, а вывод 3 (сток транзистора VT2) — металлический вывод-стойка на керамической шайбе.

      Если применить детали для поверхностного монтажа: микросхему TL431CD (рис. 4), транзистор VT1 КТ3129А-9, транзистор VT2 IRLR2905S, резисторы Р1-12, то часть их можно разместить на печатной плате, а другую часть — навесным монтажом непосредственно на керамической шайбе корпуса. Внешний вид собранного устройства показан на рис. 5. Модуль стабилизатора напряжения не имеет гальванической связи с основанием (винтом) корпуса, поэтому его можно непосредственно разместить на теплоотводе, даже если он соединен с общим проводом питаемого устройства.

      Также допустимо использовать корпус от неисправных транзисторов серий КТ825, КТ827. В таком корпусе кристаллы транзистора прикреплены не к керамической, а к металлической шайбе. Именно к ней, предварительно удалив кристалл, припаивают транзистор VT2. Остальные детали устанавливают аналогично. Сток транзистора VT2 в этом случае соединен с корпусом, поэтому модуль можно непосредственно установить на теплоотвод, соединенный с минусовым проводом питания нагрузки.
      Налаживание устройства сводится к установке требуемого выходного напряжения подстроечным резистором R6 и к проверке отсутствия самовозбуждения во всем интервале выходного тока. Если оно возникнет, его нужно устранить увеличением емкости конденсаторов.

ЛИТЕРАТУРА
1. Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier. — Радио, 2001, № 5, с. 45.
2. Нечеев И. Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе. — Радио, 2003, № 8. с. 53, 54.

И. НЕЧАЕВ, г. Курск
«Радио» №2 2005г.

Похожие статьи:
ПОВЫШАЮЩИЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Импульсный источник питания на однопереходном транзисторе
Регулируемый стабилизатор напряжения с ограничением по току
Мощный стабилизатор двухполярного напряжения для УМЗЧ

Post Views: 7 363

Стабилизаторы напряжения на полевых транзисторах: схема включения и регулировки

Этот стабилизатор обладает неплохими характеристиками, имеет плавную регулировку тока и напряжения, хорошую стабилизацию, без проблем терпит короткие замыкания, относительно простой и не требует больших финансовых затрат.

  Он обладает высоким кпд за счет импульсного принципа работы, выходной ток может доходить до 15 ампер, что позволит построить мощное зарядное устройство и блок питания с регулировкой тока и напряжения.

При желании можно увеличить выходной ток до 20-и и более ампер.

В интернете подобных устройств, каждое имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы у них одинаковый. Предлагаемый вариант — это попытка создания простого и достаточно мощного стабилизатора.

За счет применения полевых ключей удалось значительно увеличить нагрузочную способность источника и снизить нагрев на силовых ключах. При выходном токе  до 4-х ампер транзисторы и силовой диод можно не устанавливать на радиаторы.

Номиналы некоторых компонентов на схеме могут отличаться от номиналов на плате, т.к. плату разрабатывал для своих нужд.

Диапазон регулировки выходного напряжения от 2-х до 28 вольт, в моем случае максимальное напряжение 22 вольта, т.к.

я использовал низковольтные ключи и поднять напряжение выше этого значения было рискованно, а так при входном напряжении около 30 Вольт, на выходе спокойно можно получить до 28-и Вольт.

  Диапазон регулировки выходного тока от 60mA до 15A Ампер, зависит от сопротивления датчика тока и силовых элементов схемы.

  • Устройство не боится коротких замыканий, просто сработает ограничение тока.
  • Собран источник на базе ШИМ контроллера TL494, выход микросхемы дополнен драйвером для управления силовыми ключами.

Хочу обратить ваше внимание на батарею конденсаторов установленных на выходе. Следует использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением на 40-50 вольт, с суммарной емкостью от 3000 до 5000мкФ.

Нагрузочный резистор на выходе применен для быстрого разряда выходных конденсаторов, без него измерительный вольтметр на выходе будет работать с запаздыванием, т.к.

при уменьшении выходного напряжения конденсаторам нужно время, для разрядки, а этот резистор быстро их разрядит. Сопротивление этого резистора нужно пересчитать, если на вход схемы подается напряжение больше 24-х вольт.

Резистор двух ваттный, рассчитан с запасом по мощности, в ходе работы может греться, это нормально.

Как это работает:

ШИМ контроллер формирует управляющие импульсы для силовых ключей. При наличии управляющего импульса транзистор,  и питание по открытому каналу транзистора через дроссель поступает на накопительный конденсатор. Не забываем, что дроссель является индуктивной нагрузкой, которым свойственно накапливание энергии и отдача за счет самоиндукции.

Когда транзистор закрывается накопленный в дросселе заряд через диод шоттки продолжит подпитывать нагрузку. Диод в данном случае откроется, т.к. напряжение с дросселя имеет обратную полярность. Этот процесс будет повторяться десятки тысяч раз в секунду, в зависимости от рабочей частоты микросхемы ШИМ.

По факту ШИМ контроллер всегда отслеживает напряжение на выходном конденсаторе.

Стабилизация выходного напряжения происходит следующим образом. На неинвертирующий вход первого усилителя ошибки микросхемы (вывод 1) поступает выходное напряжение стабилизатора, где оно сравнивается с опорным напряжением, которое присутствует на инверсном входе усилителя ошибки.

 При снижении выходного напряжения будет снижаться и напряжение на выводе 1, и если оно будет меньше опорного напряжения, ШИМ контроллер будет увеличивать длительности импульсов, следовательно транзисторы больше времени будут находиться в открытом состоянии и больше тока будет накачиваться в дроссель, если же выходное напряжение больше опорного, произойдет обратное — микросхема уменьшит длительность управляющих импульсов. Указанным делителем можно принудительно менять напряжение на неинвертирующщем входе усилителя ошибки, этим увеличивая или уменьшая выходное напряжение стабилизатора в целом. Для наиболее точной регулировки напряжения применён подстроечный многооборотный резистор, хотя можно использовать обычный.

Минимальное выходное напряжение составляет порядка 2 вольт, задается указанным делителем, при желании можно поиграться с сопротивлением резисторов для получения приемлемых для вас значений, не советуется снижать минимальное напряжение ниже 1 вольта.

Для отслеживания потребляемого нагрузкой тока установлен шунт. Для организации функции ограничения тока задействован второй усилитель ошибки в составе ШИМ контроллера тл494.

Падение напряжения на шунте поступает на неинвертирующий вход второго усилителя ошибки, опять сравнивается с опорным, а дальше происходит точно тоже самое, что и в случае стабилизации напряжения.

Указанным резистором можно регулировать выходной ток.

  1. Токовый шунт изготовлен из двух параллельно соединённых низкоомных резисторов с сопротивлением 0,05Ом.
  2. Накопительный дроссель намотан на желто белом кольце от фильтра групповой стабилизации компьютерного блока питания.

Так как схема планировалась на довольно большой входной ток, целесообразно использовать два сложенных вместе кольца. Обмотка дросселя содержит 20 витков  намотанных двумя жилами провода диаметром 1,25мм в лаковой изоляции, индуктивность около 80-90 микрогенри.

  • Диод желательно использовать с барьером Шоттки и обратным напряжением 100-200 вольт, в моем случае применена мощная диодная сборка MBR4060 на 60 вольт 40 Ампер.

Силовые ключи вместе с диодом устанавливают на общий радиатор, притом изолировать подложки компонентов от радиатора не нужно, т.к. они общие.

  1. Подробное описание и испытания блока можно посмотреть в видео

Печатная плата тут 

Источник: https://www. vip-cxema.org/index.php/home/bloki-pitaniya/422-impulsnyj-stabilizator-toka-i-napryazheniya

MOSFET: простые конструкции

ПРОЕКТ №33: Простые конструкции на MOSFET-транзисторах

  • 1. Регулятор напряжения
  • 2. Симметричный мультивибратор
  • 3. Стабилизатор напряжения
  • 4. Усилитель НЧ

Возникла идея выполнить несколько опытов по реализации простых конструкций на MOSFET-транзисторах с индуцированным каналом N-типа. Попробую. Возможно, что-то станет основой для будущих проектов моих студентов.

  • 1. Регулятор напряжения
  • или

на биполярном транзисторе:

Средний угол поворота:

Максимальный угол поворота: Регулятор работает вполне нормально. Правда, никакого выигрыша по сравнению с регулятором на биполярном транзисторе, не получится. Закон Ома никто не отменил и на кривой кобыле не объехал. Закон Джоуля-Ленца – аналогично.

Поэтому нагрев будет тем больше, чем больше разница между Uвх и Uвых, и чем больше ток. Величина тока зависит от мощности трансформатора и параметров вторичной обмотки.

Короче: детка за репку, бабка за детку и далее по тексту (в том смысле, что одно цепляется за друное).

  1. 2. Симметричный мультивибратор

Когда-то я посвятил небольшой цикл мультивибратору на биполярных транзисторах (см. «Мультивибратор» в разделе РАДИОбиблиотека). Напомню стандартную схему симметричного мультивибратора:

Там же приводится пример мультивибратора на ПОЛЕВЫХ транзисторах: ВНИМАНИЕ! В данном случае НЕТ ПРЯМОЙ ЗАМЕНЫ биполярных транзисторов полевыми. Частотозадающие цепочки и нагрузка ВКЛЮЧАЮТСЯ ИНАЧЕ!

  • Далее цитата:
  • Конец цитаты.

В данном мультивибраторе использованы отечественные полевые n-канальные транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом. Внутри корпуса между выводами затвора и истока стоит защитный стабилитрон, который защищает транзистор при неумелом обращении. Конечно, не на 100%.  Частота переключения мультивибратора 2 Гц. Она задаётся, как обычно, С1, С2, R1, R2. Нагрузка — лампы накаливания EL1, EL2. Резисторы, включенные между стоком и затвором транзисторов, обеспечивают «мягкий» пуск мультивибратора, но, одновременно, несколько «затягивают» выключение транзисторов. Вместо ламп накаливания нагрузкой в цепях стоков могут служить светодиоды с дополнительными резисторами или телефоны типа ТК-47. В этом случае, разумеется, мультивибратор должен работать в области звуковых частот. Если используется один капсюль, то в цепь стока другого транзистора надо включить резистор сопротивлением 100-200 Ом. Резисторы R1 и R2 можно составить из нескольких, соединённых последовательно, или, если таковых не найдётся, использовать конденсаторы большей ёмкости. Конденсаторы могут быть неполярные керамические, либо плёночные, например, серий КМ-5, КМ-6, К73-17. Лампы накаливания на напряжение 6В и ток до 100 мА. Вместо транзисторов указанной серии, которые рассчитаны на постоянный ток до 180 мА, можно применить более мощные ключи КР1064КТ1 или КР1014КТ1. В случае использования более мощной нагрузки, например, автомобильных ламп, следует применить другие транзисторы, например, КП744Г, рассчитанные на ток до 9А. В этом случае между затвором и истоком следует установить защитные стабилитроны на напряжение 8-10В (катодом — к затвору) — КС191Ж или аналогичные. При больших токах стока транзисторы придётся установить на теплоотводы. Налаживание мультивибратора сводится к подбору конденсаторов для получения желаемой частоты. Для работы на звуковых частотах ёмкости должны быть в пределах 300-600 пФ. Если же оставить конденсаторы указанной на схеме ёмкости, то сопротивление резисторов придётся значительно уменьшить, вплоть до 40-50 кОм. При использовании мультивибратора в качестве узла в разрабатываемой конструкции, между проводами питания следует включить блокировочный конденсатор 0,1-100 мкФ. Мультивибратор работоспособен при напряжении питания 3-10В (с соответствующей нагрузкой). У меня нет отечественных полевых КП501А, в которых имеется встроенный стабилитрон между Истоком и Затвором. Да и нагрузкой моего мультивибратора будут автомобильные лампы. В следующей схеме применены буржуйские МДП-транзисторы:

При указанных номиналах С и R частота мультивибратора около 1 Гц. При использовании переменных резисторов (нужен ОДИН сдвоенный!) частота регулируется в широких пределах.

Если лампы заменить динамиками, а ёмкости С1 и С2 уменьшить в десятки раз, то можно получить колебания звуковой частоты. Стабилитроны (любые на 8-10 В) служат для предотвращения пробоя транзисторов.

Если нужна только одна нагрузка, то лампу EL1, например, нужно заменить резистором на 100-500 Ом. Транзисторы – любые аналогичные. При мощной нагрузке их надо ставить на радиаторы.

Я применю МОП-транзисторы FS10UM-5: .

Тип транзистора: MOSFET с индуцированным каналом N-типа Максимальная рассеиваемая мощность (Pd): 90 W Предельно допустимое напряжение сток-исток (Uds): 250 V Предельно допустимое напряжение затвор-исток (Ugs): 30 V Максимально допустимый постоянный ток стока (Id): 10 A Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0. 4 Ohm Тип корпуса: TO-220 Как видно из фрагмента Datasheet’а, этот транзистор не имеет встроенного стабилитрона.

  1. Мои детальки: лампочки 12В х 5Вт, конденсаторы 1мкФ, резисторы 820к, стабилитроны Д814В:
  2. Мультивибратор спаян «IN STEREO»:

Подал напряжение непосредственно с диодного моста – загорелась EL1 и всё. Никаких пульсаций. Схема спаяна верно, обрывов, замыканий нет, все детали исправны.

В чём дело? Я даже хотел заменить FS10UM-5 на К1808 и отсоединил радиаторы, но возникли мысли: 1) ежели сгладить пульсации после моста? 2) так ли уж нужны стабилитроны при напряжении питания около ±14В? Я удалил стабилитроны и подключил параллельно ± диодного моста электролит 1000мк Х 40В:

  • Включил трансформатор в сеть и мультивибратор тут же заработал:

Пульсации действительно происходят с частотой ≈1 Гц. Чтобы прояснить ситуацию, решил вернуть стабилитроны на место и тут обнаружил, что один из них был Д818В (это хорошо видно на 2-м фото), а у них, по сравнению с Д814В, анод и катод – наоборот. Надо быть внимательнее! Я впаял ОБА стабилитрона Д814Б:

Без сглаживающего конденсатора в момент включения может быть: или т.е. один транзистор открывается, и лампа EL2 светится ярко, а второй – частично, нить накала EL1 еле тлеет; или наоборот, это уж как повезёт. Но мультивибратор НЕ ЗАПУСКАЕТСЯ.

Вывод: питать мультивибратор на MOSFET’ах надо от батареек, аккумуляторов или от блока питания с простейшим сглаживающим фильтром. И тут я подумал: а может и на биролярных будет то же самое?! Но проверять не стал.

К сожалению, я не нашёл у себя сдвоенного переменника даже на 100 кОм, поэтому оперативно порегулировать частоту не получилось. Но цель опыта достигнута: мультивибратор на MOSFET’ах с индуцированным каналом N-типа РАБОТАЕТ.

Кстати, 40-минутное «моргание» лампочек никак не сказалось на температуре транзисторов, хотя они без радиаторов. Значит 5 Вт для этих транзисторов – мелочь. И ещё одно. Я не применял никаких особых мер при пайке полевых транзисторов, но, не смотря на это, ни один из них статикой пробит не был.

  1. 3. Стабилизатор напряжения
  2. Начало цитаты:

Сначала процитирую источник, слегка подкорректировав текст (ПТ – полевой транзистор, БП – блок питания). В литературе неоднократно описывались различные схемы стабилизаторов к БП. В этой статье автор приводит описание аналогового стабилизатора напряжения для БП повышенной мощности. В схеме стабилизатора напряжения удалось значительно улучшить параметры, применив в качестве силового элемента мощный переключающий ПТ. В основном, при построении сильноточных стабилизаторов напряжения, радиолюбители используют специализированные микросхемы серии 142 и аналогичные, «усиленные» одним или несколькими биполярными транзисторами. Если для этих целей применить мощный переключающий ПТ, то удастся собрать более простой сильноточный стабилизатор. Схема одного из вариантов такого стабилизатора: В нём применен мощный ПТ IRLR2905. Хотя он и предназначен для работы в ключевом режиме, в данном стабилизаторе он используется в линейном. Транзистор имеет в открытом состоянии весьма малое сопротивление канала (0,027 Ом), обеспечивает ток до 30А при температуре корпуса до 100°С, обладает высокой крутизной и требует для управления напряжения на затворе всего 2,5…3 В. Мощность, рассеиваемая транзистором, может достигать 110 Вт. Микросхема параллельного стабилизатора напряжения КР142ЕН19 (TL431) управляет ПТ. Работает стабилизатор следующим образом. При подключении сетевого трансформатора Т1 к сети на его вторичной обмотке появляется переменное напряжение около 13 В (эффективное значение). Оно выпрямляется диодным мостом VD1, и на сглаживающем конденсаторе С1 большой емкости (обычно несколько десятков тысяч мкФ) выделяется постоянное напряжение около 16 В. Оно поступает на сток мощного транзистора VT1 и через резистор R1 на затвор, открывая транзистор. Часть выходного напряжения через делитель R2R3 подается на вход микросхемы DA1, замыкая цепь ООС. Напряжение на выходе стабилизатора возрастает вплоть до того момента, пока напряжение на входе управления «ву» микросхемы DA1 не достигнет порогового – около 2,5 В. В этот момент микросхема открывается, понижая напряжение на затворе мощного транзистора, т. е. частично закрывая его, и устройство входит в режим стабилизации. Конденсатор СЗ ускоряет выход стабилизатора на рабочий режим. Значение выходного напряжения можно установить в пределах от 2,5 до 30 В подбором резистора R2, значение которого может изменяться в широких пределах. Конденсаторы С1, С2 и С4 обеспечивают устойчивую работу стабилизатора. Для описанного варианта стабилизатора минимальное падение напряжения на регулирующем мощном транзисторе VT1 составляет 2,5…3 В, хотя потенциально этот транзистор может работать при напряжении сток-исток, близком к нулю. Обусловлен данный недостаток тем, что управляющее напряжение на затвор поступает из цепи стока, поэтому при меньшем значении падения напряжения на нём транзистор открываться не будет, ведь на затворе открытого транзистора должно быть положительное напряжение относительно истока. Чтобы уменьшить падение напряжения на регулирующем транзисторе, цепь его затвора целесообразно питать от отдельного выпрямителя с напряжением на 5… 7 В больше, чем выходное напряжение стабилизатора. Если нет возможности сделать дополнительный выпрямитель, то в устройство можно ввести дополнительный диод и конденсатор:

Эффект от такой простой доработки может быть большим. Дело в том, что напряжение, поступающее на сток транзистора, является пульсирующим, имеет значительную переменную составляющую, которая увеличивается при увеличении потребляемого тока.

Благодаря диоду VD2 и конденсатору С5 напряжение на затворе будет примерно равно пиковому значению пульсирующего, т.е. может быть на несколько вольт больше, чем среднее или минимальное. Поэтому стабилизатор оказывается работоспособным при меньшем среднем напряжении сток-исток.

Лучшие результаты удастся получить, если диод VD2 подключить к выпрямительному мосту:

 В этом случае напряжение на конденсаторе С5 увеличится, поскольку падение напряжения на диоде VD2 будет меньше, чем падение напряжения на диодах моста, особенно при максимальном токе. При необходимости плавной регулировки выходного напряжения постоянный резистор R2 следует заменить переменным или подстроечным.

Значение выходного напряжения можно определить по формуле: Uвых=2,5(1+R2/R3). Детали В устройстве допустимо применитьлюбой подходящий транзистор. Если использовать, к примеру, IRF840, то минимальное значение управляющего напряжения на затворе будет составлять 4,5… 5В.

Конденсаторы — малогабаритные танталовые, резисторы — МЛТ, С2-33, Р1-4. Диод VD2 — выпрямительный с малым падением напряжения (германиевый, диод Шоттки). Параметры трансформатора, диодного моста и конденсатора С1 выбирают исходя из необходимого выходного напряжения и тока.

Хотя транзистор и рассчитан на большие токи и большую рассеиваемую мощность, для реализации всех его возможностей необходимо обеспечить эффективный теплоотвод. Примененный транзистор предназначен для установки на радиатор с помощью пайки.

В этом случае целесообразно использовать промежуточную медную пластину толщиной несколько миллиметров, к которой припаивают транзистор и на которой можно установить остальные детали. Затем, после окончания монтажа, пластину можно разместить на радиаторе.

Пайки при этом уже не требуется, поскольку пластина будет иметь большую площадь теплового контакта с радиатором. Если применить для поверхностного монтажа микросхему DA1 типа TL431С, резисторы типа Р1-12 и соответствующие чип-конденсаторы, то их можно разместить на печатной плате:

  • Настройка
  • Конец цитаты.

из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Плату припаивают к выводам транзистора и приклеивают к упомянутой медной пластине клеем. В качестве такой пластины можно использовать, например, корпус с фланцем от испорченного мощного биполярного транзистора, скажем, КТ827, применив при этом навесной монтаж. Налаживание стабилизатора сводится к установке требуемого значения выходного напряжения. Надо обязательно проверить устройство на отсутствие самовозбуждения во всем диапазоне рабочих токов. Для этого напряжения в различных точках устройства контролируют с помощью осциллографа. Если самовозбуждение возникает, то параллельно конденсаторам С1, С2 и С4 следует подключить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ с выводами минимальной длины. Размещаются эти конденсаторы как можно ближе к транзистору VT1 и микросхеме DA1. И. Нечаев Литература: 1. Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы InternationalRectifier. — Радио, 2001, №5, с. 45. 2.И. Нечаев. Необычное применение микросхемы КР142ЕН19А. — Радио, 2003, № 5, с. 53,54. Я буду делать стабилизатор по схеме: Поставлю мост VD1 D5SBA60 600В/6А; диод VD2 RGP15J; транзистор VT1 K1531; DA1 (регулируемый стабилитрон) TL431C; конденсаторы С1 1000мк Х 50В, С2 здесь совершенно ни к чему, С3 4,7мк Х 50В, С4 680мк Х 35В, С5 100мк Х 30В; резисторы R1 470 Ом, R2 переменный 20к, R3 3,6к.

Детали: Стабилизатор буду делать на плате (без макетирования) старым способом – прорезыванием изолирующих дорожек между полигонами. Преимущество этого способа при изготовлении простых плат – быстрота. И экологичность:-)) разумеется. Эскиз платы:

  1. Кстати нашёлся подходящий кусок двухстороннего фольгированного текстолита:
  2. С одной стороны фольгу пришлось просто содрать:
  3. Дорожки прорезаны:
  4. Плата залужена:
  5. Детали распаяны:
  6. В качестве нагрузки использую мультивибратор. Напряжение на выходе стабилизатора минимально:
  7. Среднее:
  8. Максимальное:

Стабилизатор на MOSFET-транзисторе работает, причём я не подбирал транзистор по каким-то параметрам.

При переменном напряжении на выходе трансформатора около 13 В диапазон регулировки Uвых стабилизатора составляет 2,6…12,5 В. Это нормально.

Мой транзистор не установлен на радиатор, но это весьма желательно, поскольку пальцем ощутим его нагрев. После установки на теплоотвод  транзистор стал чувствовать себя гораздо комфортнее:

  • 4. Усилитель НЧ
  • 1-ый по адресу: http://amplif.ru/publ/usilitel_na_polevom_tranzistore_klass_a/1-1-0-119

На вход моста я подал ~30 В, что позволило повысить Uвых и регулировать его в более широком диапазоне. Следуя принципу «от простого», я не буду пытаться собрать УНЧ на MOSFET’ах мощностью в десятки и сотни Ватт. В сети я быстро нашёл два, подходящих для моих опытов, варианта:

2-ой по адресу: https://www.youtube.com/watch?v=nhTzc8eSNRY

IRF511 у меня нет, зато в достаточном количестве имеются IRF630, и я решил попробовать 2-й вариант. Хотя, вполне возможно, что и в 1-м варианте IRF630 тоже будет работать. Однако я не провожу тут научное исследование, а просто пробую МОСФЕТы в несложных конструкциях. Детальки:

    Транзистор IRFS630; резисторы МЛТ-1 Вт: 1,3к+1к=2,3к; 470 Ом; 1 Ом; конденсаторы 100мк Х25В, 2200мк Х 35В, 470мк Х 25В. УНЧ распаян в пространстве (в 3D, в STEREO):

    Подан ВХОДной сигнал с нетбука, ВЫХОД на отечественный динамик 10ГДШ-2 4 Ом, питание от стабилизатора на МОСФЕТе: Усилитель работает.

    Звук не очень громкий (на слух 300-400 мВт), но особых искажений не слышно. Опыт успешно завершён. Итак, простые конструкции на MOSFET’ах оказались вполне рабочими.

    Возможно, что несколько позже я сделаю кое-что не совсем простое, но это будет другой проект и другая история.

    ©SEkorp, 20 октябрь 2017

    Источник: http://radiomurlo.narod.ru/HTMLs_3/PROJECT_33.html

    Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств

    • Мы уже рассматривали много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, сегодня же я вам покажу три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так как они универсальны и могут быть использованы не только в зарядных устройствах, но и во многих самодельных конструкциях, включая и лабораторные блоки питания.
    • Регулятор тока по идее не многим отличается от регулятора напряжения, стоит заметить, что есть понятие стабилизатор тока.
    • В отличие от регулятора он поддерживает стабильный выходной ток независимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.
    • Сегодня мы рассмотрим пару вариантов стабилизатора и один регулятор общего применения, стабилизатор тока неотъемлемая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого в нагрузку.
    • Важный момент… во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованны шунты, по сути это низкоомные резисторы, для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта экспериментальным образом.

    Кстати ссылки на все печатные платы найдёте в конце статьи. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора.

    Все три варианта которые мы сегодня рассмотрим работают в линейном режиме, а значит силовой элемент — транзистор. При больших нагрузках будет нагреваться и нуждается в охлаждении.

    Постараюсь пояснить принцип работы схем максимально простыми словами…

    Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов, всего два транзистора, один из них управляющий, второй же является силовым, по которому протекает основной ток.Датчик тока или шунт представляет из себя низкоомный проволочный резистор, при подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение.

    Такого падения напряжения достаточно для срабатывания управляющего транзистора, чем больше падение, тем больше приоткрыт этот транзистор.

    Резистор R1 задаёт напряжение смещения для силового транзистора, именно благодаря ему основной транзистор находится в открытом состоянии.

    Ограничение тока происходит за счет того, что напряжение на базе силового транзистора, которое было образовано резистором R1, грубо говоря затухается или замыкается на плюс питания через открытый переход маломощного транзистора. Этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

    Резистор R2 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытости управляющего транзистора, а следовательно управлять и силовым транзистором, ограничивая ток протекающий по нему.Увеличить общий ток коммутации этой схемы, можно дополнительными силовыми транзисторами, подключенных параллельно. Так как характеристики даже одинаковых транзисторов будут отличаться, в их коллекторную цепь добавлены резисторы, они предназначены для выравнивания токов через транзисторы, чтобы последние были нагружены равномерно.

    Вторая схема построена на базе операционного усилителя, её неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, в отличие от первого варианта эта схема является именно стабилизатором тока.Как и в первой схеме, тут также имеется датчик тока или шунт, операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, всё по уже знакомой нам схеме.

    Усилитель сравнивает напряжение на шунте с опорным, которое задается стабилитроном. Переменным резистором мы искусственно меняем опорное напряжение, операционный усилитель в свою очередь постарается сбалансировать напряжение на входах, путём изменения выходного напряжения.

    1. Выход операционного усилителя управляется мощным полевым транзистором.
    2. То есть, принцип работы мало, чем отличается от первой схемы за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения в лице стабилитрона.
    3. Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться и ему необходим радиатор, кстати возможно применение биполярных транзисторов.

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

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

    Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

    • Максимально допустимый ток для микросхема LM317 составляет около полтора ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором, в этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, следовательно нагреваться она не будет.
    • Взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.
    • Архив к статье; скачать…
    • Автор; АКА Касьян

    Источник: https://xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai/tri-prostye-sxemy-regulyatora-toka-dlya-zaryadnyx-ustrojstv/

    Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе

    В статье описан аналоговый стабилизатор напряжения для блока питания повышенной мощности. Автору удалось значительно улучшить параметры стабилизатора, применив в качестве силового элемента мощный переключательный полевой транзистор.

    При построении сильноточных стабилизаторов напряжения радиолюбители обычно используют специализированные микросхемы серии 142 и аналогичные, «усиленные» одним или несколькими, включенными параллельно, биполярными транзисторами.

    Если для этих целей применить мощный переключательный полевой транзистор, то удастся собрать более простой сильноточный стабилизатор.

    Схема одного из вариантов такого стабилизатора приведена на рис.1. В нем в качестве силового применен мощный полевой транзистор IRLR2905. Хотя он и предназначен для работы в ключевом (переключательном) режиме, в данном стабилизаторе он используется в линейном режиме.

    Транзистор имеет в открытом состоянии весьма малое сопротивление канала (0,027 Ом), обеспечиваетток до 30 А при температуре корпуса до 100 °С, обладает высокой крутизной и требует для управления напряжения на затворе всего 2,5…3 В [1].

    Мощность, рассеиваемая транзистором, может достигать 110 Вт.

    Полевым транзистором управляет микросхема параллельного стабилизатора напряжения КР142ЕН19 (TL431). Ее назначение, устройство и параметры подробно описаны в статье [2]. Работает стабилизатор (рис. 1) следующим образом.

    При подключении сетевого трансформатора Т1 к сети на его вторичной обмотке появляется переменное напряжение около 13 В (эффективное значение).

    Оно выпрямляется диодным мостом VD1, и на сглаживающем конденсаторе большой емкости (обычно несколько десятков тысяч микрофарад) выделяется постоянное напряжение около 16 В.

    Оно поступает на сток мощного транзистора VT1 и через резистор R1 на затвор, открывая транзистор. Часть выходного напряжения через делитель R2R3 подается на вход микросхемы DA1, замыкая цепь ООС.

    Напряжение на выходе стабилизатора возрастает вплоть до того момента, пока напряжение на входе управления ву микросхемы DA1 не достигнет порогового, около 2,5 В. В этот момент микросхема открывается, понижая напряжение на затворе мощного транзистора, т. е.

    частично закрывая его, и устройство входит в режим стабилизации. Конденсатор СЗ ускоряет выход стабилизатора на рабочий режим.

    Значение выходного напряжения можно установить в пределах от 2,5 до 30 В подбором резистора R2, его значение может изменяться в широких пределах. Конденсаторы С1, С2 и С4 обеспечивают устойчивую работу стабилизатора.

    Для описанного варианта стабилизатора минимальное падение напряжения на регулирующем мощном транзисторе VT1 составляет 2,5…3 В, хотя потенциально этот транзистор может работать при напряжении сток-исток, близком к нулю.

    Обусловлен данный недостаток тем, что управляющее напряжение на затвор поступает из цепи стока, поэтому при меньшем значении падения напряжения на нем транзистор открываться не будет, ведь на затворе открытого транзистора должно быть положительное напряжение относительно истока.

    Чтобы уменьшить падение напряжения на регулирующем транзисторе, цепь его затвора целесообразно питать от отдельного выпрямителя с напряжением на 5…7 В больше, чем выходное напряжение стабилизатора.

    Если нет возможности сделать дополнительный выпрямитель, то в устройство можно ввести дополнительный диод и конденсатор (рис. 2). Эффект от такой простой доработки может быть большим.

    Дело в том, что напряжение, поступающее на сток транзистора, является пульсирующим, имеет значительную переменную составляющую, которая увеличивается при увеличении потребляемого тока.

    Благодаря диоду VD2 и конденсатору С5 напряжение на затворе будет примерно равно пиковому значению пульсирующего, т.е. может быть на несколько вольт больше, чем среднее или минимальное. Поэтому стабилизатор оказывается работоспособным при меньшем среднем напряжении сток-исток.

    Лучшие результаты удастся получить, если диод VD2 подключить к выпрямительному мосту (рис. 3). В этом случае напряжение на конденсаторе С5 увеличится, поскольку падение напряжения на диоде VD2 будет меньше, чем падение напряжения на диодах моста, особенно при максимальном токе.

    При необходимости плавной регулировки выходного напряжения постоянный резистор R2 следует заменить переменным или подстроечным резистором. Значение выходного напряжения можно определить по формуле Uвых = 2,5(1+R2/R3).

    В устройстве допустимо применить подходящий транзистор из списка в вышеприведенном справочном листке, желательно выделенный желтым цветом. Если использовать, к примеру, IRF840, то минимальное значение управляющего напряжения на затворе будет составлять 4,5…5 В. Конденсаторы — малогабаритные танталовые, резисторы — МЛТ, С2-33, Р1-4.

    Диод VD2 — выпрямительный с малым падением напряжения (германиевый, диод Шоттки). Параметры трансформатора, диодного моста и конденсатора С1 выбирают исходя из необходимого выходного напряжения и тока.

    Хотя транзистор и рассчитан на большие токи и большую рассеиваемую мощность, для реализации всех его возможностей необходимо обеспечить эффективный теплоотвод. Примененный транзистор предназначен для установки на радиатор с помощью пайки.

    В этом случае целесообразно использовать промежуточную медную пластину толщиной несколько миллиметров, к которой припаивают транзистор и на которой можно установить остальные детали (рис. 4). Затем, после окончания монтажа, пластину можно разместить на радиаторе.

    Пайки при этом уже не требуется, поскольку пластина будет иметь большую площадь теплового контакта с радиатором.

    Если применить для поверхностного монтажа микросхему DA1 типа~П_431С, резисторы типа Р1 -12 и соответствующие чип-конденсаторы, то их можно разместить на печатной плате (рис. 5) из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

    Плату припаивают к выводам транзистора и приклеивают к упомянутой медной пластине клеем.

    В качестве такой пластины можно использовать, например, корпус с фланцем от испорченного мощного биполярного транзистора, скажем, КТ827, применив при этом навесной монтаж.

    Налаживание стабилизатора сводится к установке требуемого значения выходного напряжения. Надо обязательно проверить устройство на отсутствие самовозбуждения во всем диапазоне рабочих токов.

    Для этого напряжения в различных точках устройства контролируют с помощью осциллографа. Если самовозбуждение возникает, то параллельно конденсаторам С1, С2 и С4 следует подключить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ с выводами минимальной длины.

    Размещаются эти конденсаторы как можно ближе к транзистору VT1 и микросхеме DA1.

    ЛИТЕРАТУРА

    1. Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier. — Радио, 2001, № 5, с. 45.
    2. И. Нечаев. Необычное применение микросхемы КР142ЕН19А. — Радио, 2003, № 5, с. 53,54.

    Источник: https://www.radio-schemy.ru/supply/common-supply/515-stabilizator-napryajeniya-na-mownom-polevom-tranzistore.html

    Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе 13В (IRLR2905)

       При построении сильноточных стабилизаторов напряжения радиолюбители обычно используют специализированные микросхемы серии 142 и аналогичные, «усиленные» одним или несколькими, включенными параллельно, биполярными транзисторами. Если для этих целей применить мощный переключательный полевой транзистор, то удастся собрать более простой сильноточный стабилизатор,

       Схема одного из вариантов такого стабилизатора приведена на рис. 3.28.0. Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение около 13 В (эффективное значение) поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр. На конденсаторах фильтра оно равно 16 В. Это напряжение поступает на сток мощного транзистора VT1 и через резистор R1 на затвор, открывая транзистор.

       Часть выходного напряжения через делитель R2, R3 подается на вход микросхемы DA1, замыкая цепь ООС. Напряжение на выходе стабилизатора возрастает вплоть до того момента, пока напряжение на входе управления микросхемы DA1 не достигнет порогового, около 2,5 В. В этот момент микросхема открывается, понижая напряжение на затворе мощного транзистора, т.е.

    частично закрывая его, и, таким образом, устройство входит в режим стабилизации. Лучшие результаты удастся получить, если диод VD2 подключить к выпрямительному мосту (рис. 3.28.6).

    В этом случае напряжение на конденсаторе С5 увеличится, поскольку падение напряжения на диоде VD2 будет меньше, чем падение напряжения на диодах моста, особенно при максимальном токе.

       При необходимости плавной регулировки выходного напряжения постоянный резистор R2 следует заменить переменным или подстроенным резистором.

       В стабилизаторе в качестве регулирующего элемента применен мощный полевой транзистор IRLR2905. Хотя он и предназначен для работы в ключевом (переключательном) режиме, в данном стабилизаторе он используется в линейном режиме.

    Транзистор имеет в открытом состоянии весьма малое сопротивление канала (0,027 Ом), обеспечивает ток до 30 А при температуре корпуса до 100°С, обладает высокой крутизной и требует для управления напряжения на затворе всего 2,5…3 В.

    Мощность, рассеиваемая транзистором, может достигать 110 Вт.

       Полевым транзистором управляет микросхема параллельного стабилизатора напряжения КР142ЕН19 (импортный аналог TL431). Конденсаторы — малогабаритные танталовые, резисторы — MJ1T, С2-33, диод VD2 — выпрямительный с малым падением напряжения (германиевый, диод Шоттки).

    Параметры трансформатора, диодного моста и конденсатора С1 выбирают исходя из необходимого выходного напряжения и тока.

    Хотя транзистор и рассчитан на большие токи и большую рассеиваемую мощность, для реализации всех его возможностей необходимо обеспечить эффективный теплоотвод.

       Налаживание стабилизатора сводится к установке требуемого значения выходного напряжения. Надо обязательно проверить устройство на отсутствие самовозбуждения во всем диапазоне рабочих токов. Для этого напряжения в различных точках устройства контролируют с помощью осциллографа. Если самовоз

       буждение возникает, то параллельно конденсаторам CI, С2 и С4 следует подключить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ с выводами минимальной длины. Размещаются эти конденсаторы как можно ближе к транзистору VT1 и микросхеме DA1.

       Печатная плата устройства приведена на рис. 3.29. Эта плата рассчитана на установку малогабаритных деталей в корпусах для поверхностного монтажа, в том чис

       ле и микросхема КР142ЕН19 требует замены на импортный аналог в корпусе SO-8.

       В случае, если полевой транзистор найти не удалось, стабилизатор можно выполнить по другой схеме (рис. 3.30), на мощных биполярных транзисторах, с использованием той же микросхемы. Правда, максимальный ток нагрузки у этого варианта стабилизатора не более 3…4 А.

    Для повышения коэффициента стабилизации применен стабилизатор тока на полевом транзисторе, в качестве регулирующего элемента применен мощный составной транзистор.

    Трансформатор должен обеспечивать на вторичной обмотке напряжение не менее 15 В при максимальном токе нагрузки.

    Источник: http://nauchebe.net/2010/10/stabilizator-napryazheniya-na-moshhnom-polevom-tranzistore-13v-irlr2905/

    Мощный стабилизатор двухполярного напряжения для УМЗЧ

    Электропитание

    Главная  Радиолюбителю  Электропитание

      

    Автор предлагает двухполярныи стабилизатор напряжения питания, пригодный для усилителей мощностью до 50- 100 Вт на канал.

    Устройство выполнено на мощных полевых транзисторах, способных работать при многократных кратковременных перегрузках по току.

    Применение таких стабилизаторов в значительной степени оправдано в усилителях с высокой чувствительностью к изменению и пульсациям питающего напряжения, что особенно присуще несложным усилителям без общей обратной связи.

    Как известно, для питания мощного выходного каскада УМЗЧ в ряде конструкций используется отдельный источник питания, а остальная часть усилителя питается от стабилизатора напряжения.

    Большинство таких источников питания — нестабилизированные и представляют собой два двухполупе-риодных выпрямителя (на напряжения положительной и отрицательной полярности) со средней точкой со сглаживающими конденсаторами.

    Это нестабили-зированное напряжение не используется остальной частью усилителя, если в нём есть дополнительные узлы и коммутатор источников сигнала (полный, «интегральный» усилитель).

    Кроме того, общая обратная связь, применяемая в большинстве УМЗЧ, существенно снижает чувствительность к пульсациям напряжения питания. А если глубина общей ООС невелика или её совсем нет, пульсации питающего напряжения могут прослушиваться через акустические системы.

    Кардинальным способом подавления пульсации и нестабильности является питание выходных каскадов усилителя стабилизированным напряжением, однако применение интегральных стабилизаторов тоже наталкивается на ряд проблем. Дело в том, что такие стабилизаторы имеют относительно большое падение напряжения.

    Кроме того, в них, как правило, встроены ограничители по току и мощности, которые вообще могут свести на нет достоинства стабилизатора. Можно, конечно, применить интегральный стабилизатор большой мощности (например, с выходным током в 10 А), однако его стоимость, на мой взгляд, неприемлема.

    Альтернативой при решении этой задачи может быть использование в стабилизаторе напряжения питания мощных полевых транзисторов. Эти транзисторы, кстати, недороги и имеют малое сопротивление открытого канала (сотые доли ома) и максимальный ток до 70…

    100 А, что позволяет конструировать стабилизаторы с очень малым падением напряжения (не более 0,25 В) при токе до 20 А. Параметры описываемого стабилизатора следующие. При выходном напряжении в 27 В его максимальный ток достигает 4,5 А. При таком токе нагрузки минимальное рабочее напряжение между входом и выходом не превышает 0,25 В.

    Разница между выходным напряжением стабилизатора без нагрузки и напряжением при токе нагрузки в 4,5 А составляет не более 0,15 В, при токе в 6 А эта разница не превышает 0,16 В.

    Такие параметры стабилизатора обеспечивают применённые в нём мощные полевые транзисторы — IRF4905 (р-канальный) с максимальным током стока 74 А и сопротивлением открытого канала в 0,02 Ом и IRL2505 (п-канальный), с соответствующими током 104 А и сопротивлением 0,008 Ом.

    Рис. 1

    Источник: http://www.radioradar.net/radiofan/power_supply/powerful_regulator_bipolar_voltage.html

    Конструкция и принцип действия классических автомобильных регуляторов напряжения

    АВТО ТЕОРИЯ

    Регуляторы напряжения

    Как вы, возможно, помните из статьи прошлого месяца о функциях генераторов в вашем классическом автомобиле, нет никаких средств внутреннего контроля их мощности. Другими словами, чем быстрее он вращается, тем больше напряжения поступает в электрическую систему автомобиля. Если бы это не контролировалось, генератор повредил бы аккумулятор и сгорел бы фары автомобиля.Кроме того, если генератор не был отключен от схемы автомобиля, когда он не работает, аккумулятор разрядился бы через его корпус.



    Вот где появляется РЕГУЛЯТОР (обычно называемый регулятором напряжения, но это только один компонент системы). За прошедшие десятилетия регуляторы претерпели множество конструктивных улучшений, но наиболее часто используемый электромеханический регулятор — это три блока управления в один тип коробки. Давайте посмотрим, как это работает …

    Реле отключения

    Это устройство, которое иногда называют автоматическим выключателем, представляет собой магнитный выключатель.Он подключает генератор к цепи батареи (и, следовательно, остальной части автомобиля), когда напряжение генератора достигает желаемого значения. Он отключает генератор, когда он замедляется или останавливается.

    Реле имеет железный сердечник, намагниченный для опускания шарнирного якоря. Когда якорь опускается, набор точек контакта замыкается, и цепь замыкается. Когда магнитное поле нарушается (например, когда генератор замедляется или останавливается), пружина тянет якорь вверх, нарушая точки контакта.



    Очевидным видом отказа являются контактные точки. Когда они открываются и закрываются, возникает небольшая искра, которая в конечном итоге разъедает материал на точках, пока они либо не «свариваются» вместе, либо не приобретут такое высокое сопротивление, что не будут проводить ток при замыкании. В первом случае батарея разряжается через генератор за ночь, а во втором случае система не заряжается.

    Регулятор напряжения

    Другой набор контактных точек с железным сердечником используется для постоянного регулирования максимального и минимального напряжения.Эта схема также имеет шунтирующую цепь (шунт перенаправляет электрический поток), которая заземляется через резистор и размещается непосредственно перед (электрически) точками. Когда точки замкнуты, цепь возбуждения идет «легким» путем к земле, но когда точки разомкнуты, цепь возбуждения должна проходить через резистор, чтобы добраться до земли.

    Катушка возбуждения генератора подключена к одной из точек контакта регулятора напряжения. Другая точка ведет прямо к земле.

    Когда генератор работает (батарея разряжена или работает несколько устройств), его напряжение может оставаться ниже того, на которое установлено управление.Поскольку ток будет слишком слабым, чтобы тянуть якорь вниз, поле генератора будет уходить на землю через точки. Однако, если система полностью заряжена, напряжение генератора будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет максимального предела, и ток, протекающий через шунтирующую катушку, будет достаточно высоким, чтобы опустить якорь и разделить точки.

    Этот цикл повторяется снова и снова в реальном времени. Точки открываются и закрываются примерно от 50 до 200 раз в секунду, поддерживая постоянное напряжение в системе.

    Регулятор тока

    Даже если напряжение генератора регулируется, его ток может стать слишком большим. Это приведет к перегреву генератора, поэтому для предотвращения преждевременного отказа встроен регулятор тока.

    Внешне похожий на железный сердечник регулятора напряжения, сердечник регулятора тока намотан несколькими витками толстого провода и соединен последовательно с якорем генератора.



    Во время работы текущий расход увеличивается до предварительно определенного значения установки.В это время ток, протекающий через обмотки тяжелого провода, заставит сердечник опускать якорь, открывая точки регулятора тока. Чтобы замкнуть цепь, цепь возбуждения должна пройти через резистор. Это снижает текущий выход, указывает на закрытие, вывод увеличивается, указывает на открытие, вывод вниз, указывает на закрытие и т. Д. Следовательно, точки колеблются при открытии и закрытии так же, как и точки регулятора напряжения, много раз в секунду.

    Хорошие и плохие новости

    Поскольку регуляторы напряжения являются механическими, их легко устранить.Если вы изучите функцию каждой из трех частей и то, как они взаимосвязаны, станет очевидно, какая часть неисправна, в зависимости от симптомов. Это означает, что любой, кто понимает, как все работает, может легко устранить проблемы. Это хорошие новости.

    Плохая новость заключается в том, что зазоры между остриями и давление пружин определяют пределы напряжения / тока, и их чрезвычайно трудно отрегулировать. Иногда это можно сделать на автомобиле с помощью вольтметра, но обычно лучше заменить весь блок регулятора, когда какая-то его часть выходит из строя.Заводская сборка регуляторов требовала относительно сложных измерительных приборов. Регулировка их «наощупь» — дело удачи и часто может привести к повреждению.

    В целом, хорошая новость заключается в том, что регуляторы недороги и их относительно легко найти. Замена — всегда хорошая идея.

    А как насчет регуляторов генератора?

    Регулятор того же типа изначально использовался в автомобилях с генераторами переменного тока, и они работают примерно так же. Однако, поскольку в некоторых автомобилях использовались амперметры, регулятор тока не понадобился.Поэтому для включения обмоток статора генератора был использован «единичный» регулятор. Это был просто регулятор без секции регулятора тока.

    Вскоре после этого автомобильные компании перешли на транзисторные регуляторы напряжения. Используя стабилитроны, транзисторы, резисторы, конденсатор и термистор, эти регуляторы поддерживают надлежащее напряжение и ток в системе. Их схемы работают со скоростью 2000 раз в секунду, и они чрезвычайно надежны.С другой стороны, эти регуляторы непросто ремонтировать. Их можно выбросить и заменить.

    Многие «твердотельные» регуляторы устанавливаются внутри генератора и не подлежат обслуживанию, кроме возможности устанавливать пределы напряжения. Это нормально, потому что они работают очень хорошо в течение длительного времени. Чтобы проверить их работу, просто измерьте напряжение аккумулятора при выключенном двигателе, а затем при работающем. Во время работы вы должны увидеть что-то между 13 и 15 вольт. Отсутствие изменения напряжения означает, что либо регулятор, либо генератор переменного тока не работают, в то время как более высокое напряжение означает, что регулятор «не регулируется должным образом».«

    А как насчет перехода с генераторов на генераторы переменного тока?

    Ну, это двусторонний вопрос. Мы считаем, что такие переоборудование необходимо производить, если при ремонте или капитальном обновлении автомобиля были установлены дополнительные электрические устройства. Кондиционер, электрические вентиляторы охлаждения и т. Д. Потребляют много тока, с которым не справляются старые генераторы. Генераторы обеспечивают в три раза больший ток и весят намного меньше, чем их старые аналоги.

    С другой стороны, переход на генератор переменного тока повлияет на внешний вид автомобиля.Это, конечно, личный выбор, но его стоит задуматься. Очень скоро мы напишем статью о конверсии.

    data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

    Как подключить регулятор напряжения трактора

    by Ryan Hotchkiss

    Hemera Technologies / PhotoObjects. net / Getty Images

    Регулятор напряжения принимает ток от батареи с колеблющимся напряжением и выдает постоянное напряжение. Генераторы на шесть вольт и генераторы переменного тока на 12 вольт требуют напряжения при напряжении. Колебания напряжения могут повредить эти электрические механизмы. Регулятор трактора принимает напряжение, обеспечиваемое аккумулятором, регулирует его, уменьшая его, и отправляет его на генератор переменного тока с постоянным объемом, который генератор передает на катушку. К правильной клемме регулятора необходимо подключить три провода.

    Шаг 1

    Приварите опору регулятора к раме трактора. Приварите опору между генератором или опорой генератора и корпусом катушки. Следуйте инструкциям по установке регулятора, чтобы правильно расположить крепление. Некоторые рекомендуют вертикальное крепление, а другие требуют горизонтального размещения.

    Шаг 2

    Прикрепите регулятор к креплению. Прикрутите или прикрутите четыре угла регулятора к креплению. Обычно для этого требуется четыре винта или болта и четыре шайбы и гайки.Не затягивайте болты слишком сильно, иначе вы повредите корпус регулятора, особенно если корпус пластиковый.

    Шаг 3

    Подсоедините положительный провод кабеля аккумуляторной батареи — обычно красный — к регулятору. Подключите провод к клемме с маркировкой «B» (иногда эта клемма обозначается «BATT»). Подключите генератор или провод генератора к регулятору. Соответствующая клемма для провода генератора / генератора помечена буквой «A» или «G» (иногда «ARM» или «GEN»). Подключите провод возбуждения — провод катушки возбуждения — к клемме возбуждения на регуляторе.Буквы «F» или «FIE» обозначают полевой терминал.

    Поляризуйте генератор или генератор переменного тока с помощью регулятора. Коснитесь одним концом перемычки клеммой аккумулятора на регуляторе. Коснитесь другим концом провода полевого терминала. Подержите его на терминале в течение одной секунды, затем снимите. Вы можете повредить регулятор, если будете удерживать перемычку между аккумуляторной батареей и полевыми клеммами более секунды.

    Ссылки

    Вещи, которые вам понадобятся

    • Регулятор
    • Крепление регулятора
    • Сварщик
    • Отвертка с плоской головкой
    • Набор головок
    • Перемычка
    Другие статьи

    Органы управления генератором (часть вторая)

    Элементы управления генератором для генераторов с малой выходной мощностью

    Типичная схема управления генератором для генераторов с низкой выходной мощностью изменяет ток в поле генератора для управления выходной мощностью генератора.При изменении параметров полета и электрических нагрузок блок GCU должен контролировать электрическую систему и вносить соответствующие корректировки для обеспечения надлежащего напряжения и тока системы. Типичное устройство управления генератором называется регулятором напряжения или GCU.

    Поскольку большинство генераторов с малой мощностью используется на старых самолетах, системами управления для этих систем являются электромеханические устройства. (Твердотельные блоки можно найти на более современных самолетах, в которых используются генераторы постоянного тока, а не генераторы постоянного тока.) Двумя наиболее распространенными типами регуляторов напряжения являются регулятор с угольным стержнем и трехступенчатый регулятор.Каждый из этих блоков управляет током возбуждения с помощью переменного резистора. Затем управление током возбуждения регулирует выходную мощность генератора. Упрощенная схема управления генератором показана на Рисунке 9-57.

    Рисунок 9-57. Регулятор напряжения для маломощного генератора.

    Регуляторы углеродного сваи

    Регулятор углеродного сваи управляет выходной мощностью генератора постоянного тока, направляя ток возбуждения через стопку углеродных дисков (углеродную кучу). Углеродные диски включены последовательно с генератором поля.Если сопротивление дисков увеличивается, ток возбуждения уменьшается и мощность генератора падает. Если сопротивление дисков уменьшается, ток возбуждения увеличивается и выходная мощность генератора возрастает. Как видно на рис. 9-58, катушка напряжения установлена ​​параллельно выходным выводам генератора. Катушка напряжения действует как электромагнит, который увеличивает или уменьшает силу при изменении выходного напряжения генератора. Магнетизм катушки напряжения контролирует давление на угольную стопку. Давление на углеродный пакет контролирует сопротивление углерода; сопротивление углерода контролирует ток возбуждения, а ток возбуждения контролирует выходную мощность генератора.

    Рисунок 9-58. Углеродный регулятор ворса.

    Регуляторы с угольными сваями требуют регулярного технического обслуживания для обеспечения точного регулирования напряжения; поэтому большинство из них было заменено на самолетах более современными системами.

    Трехуровневые регуляторы

    Трехуровневый регулятор, используемый с системами генераторов постоянного тока, состоит из трех отдельных узлов. Каждый из этих блоков выполняет определенную функцию, жизненно важную для правильной работы электрической системы. Типичный трехкомпонентный регулятор состоит из трех реле, установленных в одном корпусе.Каждое из трех реле контролирует выходы генератора и размыкает или замыкает точки контакта реле в соответствии с потребностями системы. Типичный трехблочный регулятор показан на Рисунке 9-59.

    Рисунок 9-59. Три реле этого регулятора используются для регулирования напряжения, ограничения тока и предотвращения обратного тока.

    Регулятор напряжения

    Секция регулятора напряжения трехзвенного регулятора используется для управления выходным напряжением генератора. Регулятор напряжения контролирует выходную мощность генератора и при необходимости регулирует ток возбуждения генератора.Если регулятор определяет, что напряжение в системе слишком высокое, точки реле размыкаются, и ток в цепи возбуждения должен проходить через резистор. Этот резистор снижает ток возбуждения и, следовательно, снижает выходную мощность генератора. Помните, что мощность генератора падает всякий раз, когда падает ток возбуждения генератора.

    Как видно на рисунке 9-60, катушка напряжения подключена параллельно с выходом генератора, и поэтому она измеряет напряжение в системе. Если напряжение выходит за пределы заданного предела, катушка напряжения становится сильным магнитом и размыкает точки контакта.Если точки контакта разомкнуты, ток возбуждения должен проходить через резистор, и, следовательно, ток возбуждения уменьшается. Пунктирная стрелка показывает ток, протекающий через регулятор напряжения, когда точки реле разомкнуты.

    Рисунок 9-60. Регулятор напряжения.

    Поскольку этот регулятор напряжения имеет только два положения (точки разомкнуты и точки замкнуты), устройство должно постоянно регулироваться, чтобы поддерживать точный контроль напряжения. Во время нормальной работы системы точки открываются и закрываются через равные промежутки времени.По сути, точки вибрируют. Этот тип регулятора иногда называют регулятором вибрирующего типа. По мере того, как точки вибрируют, ток возбуждения повышается и понижается, а магнетизм поля в среднем достигает уровня, который поддерживает правильное выходное напряжение генератора. Если системе требуется большая мощность генератора, точки остаются закрытыми дольше и наоборот.

    Ограничитель тока

    Секция ограничителя тока трехзвенного регулятора предназначена для ограничения выходного тока генератора.Этот блок содержит реле с катушкой, включенной последовательно по отношению к выходу генератора. Как видно на рис. 9-61, весь выходной ток генератора должен проходить через токовую катушку реле. Это создает реле, чувствительное к токовому выходу генератора. То есть, если выходной ток генератора увеличивается, точки реле размыкаются, и наоборот. Пунктирная линия показывает ток, протекающий в поле генератора, когда точки ограничителя тока открыты. Следует отметить, что, в отличие от реле регулятора напряжения, ограничитель тока обычно замкнут во время нормального полета.Только при экстремальных токовых нагрузках точки ограничителя тока должны открываться; в это время ток возбуждения снижается, а выходная мощность генератора поддерживается в установленных пределах.

    Рисунок 9-61. Ограничитель тока.

    Реле обратного тока

    Третий блок трехзвенного регулятора используется для предотвращения выхода тока из батареи и питания генератора. Этот тип протекания тока приведет к разрядке аккумулятора и противоположен нормальному режиму работы. Это можно рассматривать как ситуацию с обратным током и известно как реле обратного тока.Простое реле обратного тока, показанное на рис. 9-62, содержит как катушку напряжения, так и катушку тока.

    Рисунок 9-62. Реле обратного тока.

    Катушка напряжения подключена параллельно выходу генератора и запитывается каждый раз, когда выход генератора достигает своего рабочего напряжения. Когда катушка напряжения находится под напряжением, точки контакта замыкаются, и ток пропускается к электрическим нагрузкам самолета, как показано пунктирными линиями. На схеме показано реле обратного тока в его нормальном рабочем положении; точки замкнуты, и ток течет от генератора к электрическим нагрузкам самолета.Когда ток течет к нагрузкам, токовая катушка находится под напряжением, а точки остаются закрытыми. Если нет выхода генератора из-за сбоя системы, контактные точки размыкаются из-за потери магнетизма в реле. При разомкнутых точках контакта генератор автоматически отключается от бортовой сети, что предотвращает обратный поток от шины нагрузки к генератору. Типичный трехступенчатый регулятор для авиационных генераторов показан на рис. 9-63.

    Рисунок 9-63. Трехступенчатый регулятор для генераторов с регулируемой скоростью.[щелкните изображение, чтобы увеличить] Как видно на Рисунке 9-63, все три блока регулятора работают вместе, чтобы управлять выходной мощностью генератора. Регулятор контролирует выходную мощность генератора и регулирует мощность нагрузки самолета по мере необходимости для переменных полета. Обратите внимание, что только что описанный вибрационный регулятор был упрощен для объяснения. Типичный регулятор вибрации, установленный на самолете, вероятно, будет более сложным.

    Бортовой механик рекомендует

    Технология регулирования напряжения Balmar — BalmarBalmar

    Balmar Voltage Regulation Technology
    Генераторы с высокой выходной мощностью — важная часть вашей системы по уходу за батареями, но определенно не единственная ее часть.Без надлежащего регулирования напряжения зарядка аккумулятора может быть медленным процессом или, что еще хуже, идеальным рецептом для раннего выхода аккумулятора из строя.

    Все коммерческие генераторы переменного тока поставляются с внутренней схемой выпрямителя / регулятора, которая:

    (1) Преобразует переменный ток, генерируемый генератором переменного тока, в постоянный, и (2) Фиксирует выходное напряжение на статическом уровне — обычно 14,6 вольт.

    Есть несколько недостатков с внутренними регуляторами:

    (1) Не все аккумуляторные технологии хотят получать 14.6 вольт. (2) Все типы аккумуляторов имеют оптимальный «профиль» зарядки, что означает, что им нужны разные напряжения и токи на разных этапах цикла зарядки, а также изменения при изменении температуры аккумулятора. (3) После полной зарядки батареи могут перегреться, если на них подается постоянный ток при фиксированном напряжении заряда.

    Запатентованные Balmar регуляторы напряжения Max Charge и ARS-5 обеспечивают динамический метод мониторинга состояния батареи и применяют правильный уровень управления генератором (напряжение и ток), чтобы гарантировать, что ваши батареи заряжаются быстро и безопасно.Во время работы двигателя регуляторы Balmar проходят следующие этапы для обеспечения надлежащей зарядки аккумулятора:

    Этап 1: Задержка пуска —

    После запуска двигателя регулятор ожидает в течение нескольких секунд перед подачей тока возбуждения на генератор. Это позволяет двигателю и ремням прогреться перед приложением нагрузки генератора.

    Этап 2: Мягкая рампа —

    Регулятор медленно увеличивает возбуждение генератора, чтобы уменьшить нагрузку на ремень.

    Этап 3: Зарядка навалом —

    Регулятор увеличивает выходную мощность возбуждения до максимально безопасного уровня, позволяя генератору достичь максимальной выходной силы тока на основе целевых пределов заряжаемого типа батареи. Целевое напряжение колеблется от 14,1 В до 14,6 В в зависимости от выбранного типа батареи (напряжение объемной зарядки 24 В находится в диапазоне от 28,2 В до 29,2 В). Заводская установка времени заполнения составляет 18 минут, и ее можно полностью настроить в режиме расширенного программирования.

    Этап 4: Расчетный объем

    В конце установленного периода времени большой емкости регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генераторов переменного тока достигать и поддерживать заданное напряжение, а также процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения.На этом этапе будет поддерживаться объемная зарядка до тех пор, пока не будут выполнены все критерии, после чего регулятор снизится до напряжения поглощения.

    Этап 5: Напряжение абсорбции —

    Обычно на две десятых вольта ниже основного целевого напряжения, абсорбционное напряжение позволяет генератору подавать ток в почти полностью заряженные батареи без перезарядки. Время абсорбции предварительно установлено на 18 минут и регулируется в расширенном режиме программирования регулятора.

    Этап 6: Расчетное поглощение —

    В конце установленного периода времени поглощения регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генератора переменного тока достигать и поддерживать заданное напряжение и процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения.На этом этапе будет поддерживаться напряжение абсорбционной зарядки до тех пор, пока не будут выполнены все критерии, после чего регулятор снизится до напряжения холостого хода.

    Этап 7: Напряжение холостого хода —

    Обычно напряжение холостого хода на вольт ниже основного целевого напряжения позволяет генератору подавать ток в полностью заряженные батареи, достаточный для замены любой емкости батареи, используемой во время движения. Время плавания предварительно установлено на 18 минут и регулируется в режиме программирования регуляторов.

    Этап 8: Расчетное число с плавающей запятой —

    В конце установленного периода времени плавающего режима регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генератора переменного тока поддерживать заданное напряжение плавающего режима и процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения. Если все критерии расчета соблюдены, регулятор продолжит поддерживать напряжение холостого хода. Если расчет показывает, что генератор не поддерживает напряжение батареи, регулятор вернется к напряжению поглощения.

    Многоступенчатый регулятор Balmar: дополнительные характеристики

    Выбираемые пользователем предустановленные программы батарей

    Balmar предоставляет несколько профилей зарядки для обеспечения оптимальной зарядки. Просто выберите программу аккумуляторов, соответствующую вашей технологии аккумуляторов. Семейство регуляторов Max Charge содержит 8 предустановленных профилей заряда. ARS-5 содержит 5 предустановленных профилей.

    Расширенные режимы программирования

    Многоступенчатые регуляторы

    Balmar обладают широким набором расширенных настроек регулятора.Получив доступ к расширенной функции программирования, пользователь может изменять время зарядки и напряжения на всех этапах зарядки, настраивать время задержки запуска, пределы температурной компенсации, крутизны температурной компенсации и изменять уставки для реакции генератора на перегрев.

    Датчик и контроль температуры генератора и аккумулятора

    Многоступенчатые регуляторы

    Balmar обладают способностью автоматически корректировать мощность зарядки, чтобы гарантировать правильную зарядку аккумуляторов независимо от температуры окружающей среды.Если температура батареи превышает безопасный рабочий уровень, регуляторы максимального заряда и напряжения ARS-5 автоматически уменьшают выходную мощность зарядки, чтобы избежать опасных условий теплового разгона.

    Управление нагрузкой на ремень

    Многоступенчатые регуляторы

    Balmar могут защитить двигатель и ремень, позволяя пользователю снижать выходную мощность генератора с небольшими приращениями, регулируя диспетчер нагрузки на ремень. Регулируемый с шагом 4%, диспетчер нагрузки на ремень расширяет полосу пропускания импульсов поля регулятора, тем самым снижая нагрузку на приводной ремень.Диспетчер нагрузки на ремень также можно использовать для защиты генератора переменного тока в приложениях, где емкость аккумулятора превышает идеальные коэффициенты зарядки.

    Выбор подходящего многоступенчатого регулятора Balmar для ваших нужд может вызвать затруднения. В следующей таблице указаны соответствующие регуляторы Balmar для каждого применения и серии генераторов Balmar. Щелкните номер детали, чтобы получить лист технических данных.

    Регуляторы Balmar Digital Duo Charge Центральное поле со сдвоенным двигателем
    12 В 24 В
    Предустановленные многоступенчатые программы работы с батареями Номер детали: АРС-5 МС-614 MC-612-DUAL МС-624 DDC-12/24 CFII-12/24
    Универсальная заводская программа, заливка глубоким циклом, гелевая ячейка, мат из абсорбированного стекла (AGM) и заливка спиральной намоткой (Optima) Есть Есть Есть Есть Есть Есть
    Стандартные затопленные, чувствительные к напряжению галогенные системы, литиевые Есть Есть Есть Есть Есть
    Модели генератора переменного тока Balmar
    Генераторы 6-й серии (70A-120A) Есть Есть Есть Есть Есть Есть
    Генераторы переменного тока серии AT (165A-200A) Есть Есть Есть Есть
    Генераторы переменного тока с большим корпусом серии 9 (140A-310A) Есть Есть Есть Есть Есть
    Несколько конфигураций генератора / двигателя
    Двойной двигатель, по одному генератору на каждый Да (требуется 2) Да (требуется 2) Есть Есть
    Один двигатель, два генератора Есть Да (требуется 2) Есть Есть

    ПОЛОЖЕНИЕ

    РЕГУЛИРОВАНИЕ
    РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА

    Эффективная работа электрооборудования в самолете зависит от постоянное напряжение питания от генератора.Среди факторов, определяющих выходное напряжение генератора, только один, напряженность поля ток, можно удобно контролировать. Чтобы проиллюстрировать этот элемент управления, см. к схеме на рисунке 9-22, показывающей простой генератор с реостатом в полевой цепи. Если реостат настроен на увеличение сопротивления в цепи возбуждения меньше тока протекает через обмотку возбуждения и сила магнитного поля, в котором вращается якорь, уменьшается.Следовательно, выходное напряжение генератора уменьшается. Если сопротивление в цепи возбуждения уменьшается с реостатом, протекает больше тока через обмотки возбуждения магнитное поле становится сильнее, и генератор выдает большее напряжение.

    Когда генератор работает с нормальной скоростью и выключатель K разомкнут (рисунок 9-23) полевой реостат настраивают так, чтобы напряжение на клеммах составляет около 60 процентов от нормы. Соленоид S слаб и контакт B удерживается закрывается к весне.Когда K замкнут, происходит короткое замыкание через полевой реостат. Это действие вызывает увеличение тока возбуждения и напряжение на клеммах должно возрасти.

    Когда напряжение на клеммах поднимается выше определенного критического значения, тяга соленоида вниз превышает натяжение пружины, и контакт B размыкается, таким образом повторно вставляя полевой реостат в цепь возбуждения и уменьшая ток возбуждения и напряжение на клеммах.

    Когда напряжение на клеммах падает ниже определенного критического напряжения, контакт якоря соленоида B снова замыкается пружиной, реостат возбуждения закорочен, и напряжение на клеммах начинает расти. Цикл повторяется с быстрым, непрерывным действием. Таким образом поддерживается среднее напряжение с изменением нагрузки или без нее.

    Панель управления P обеспечивает более плавную работу, действуя как демпфер для предотвращения охота. Конденсатор C на контакте B исключает искрение.Добавлена ​​нагрузка вызывает короткое замыкание полевого реостата на более длительный период времени и, таким образом, якорь соленоида вибрирует медленнее. Если нагрузка снижена и напряжение на зажимах возрастает, якорь вибрирует быстрее и регулятор поддерживает постоянное значение напряжения на клеммах при любых изменениях. под нагрузкой, от холостого хода до полной нагрузки, на генераторе.

    Регуляторы вибрационного типа нельзя использовать с генераторами, требующими высокий ток возбуждения, так как контакты будут рыть или гореть.Генератор для тяжелых условий эксплуатации системы требуют другого типа регулятора, такого как угольный ворс регулятор напряжения.

    Регулятор напряжения угольной сваи

    Регулятор напряжения углеродного ворса зависит от сопротивления ряда углеродных дисков, собранных в стопку или стопку. Сопротивление углерода стек изменяется обратно пропорционально приложенному давлению. Когда стек сжимается при значительном давлении сопротивление в стопке меньше.Когда давление уменьшается, сопротивление углеродного стека увеличивается, потому что между дисками больше воздушного пространства, и воздух имеет высокое сопротивление. Давление на угольную сваю зависит от двух противодействующих сил: пружины. и электромагнит. Пружина сжимает углеродный ворс, а электромагнит оказывает давление, которое снижает давление. Катушка электромагнита, как показано на диаграмме на рисунке 9-24, подключен через клемму B генератора и через реостат (регулируемый ручку) и резистор (угольные диски) на массу.

    При изменении напряжения генератора изменяется тяговое усилие электромагнита. Если напряжение генератора поднимается выше определенного значения, тяговое усилие электромагнит увеличивается, уменьшая давление, оказываемое на углерод ворс и повышение его сопротивления. Поскольку это сопротивление последовательно с полем через обмотку возбуждения протекает меньше тока, есть соответствующее уменьшение напряженности поля, и напряжение генератора падает. С другой стороны, если выходная мощность генератора упадет ниже указанного значения, тяга электромагнита уменьшается, и углеродный ворс размещается меньше сопротивление в цепи обмотки возбуждения.Кроме того, напряженность поля увеличивается, а мощность генератора увеличивается. Небольшой реостат обеспечивает средство регулирования тока, протекающего через катушку электромагнита. Фигура 9-25 показан типичный регулятор напряжения на 24 В с его внутренними цепями.

    Трехступенчатые регуляторы

    Многие легкие самолеты используют трехступенчатый регулятор для генератора. системы. Этот тип регулятора включает в себя ограничитель тока и реверсивный отключение тока в дополнение к регулятору напряжения.

    Действие блока регулятора напряжения аналогично вибрационному. регулятор, описанный ранее. Второй из трех блоков — ток регулятор для ограничения выходного тока генератора. Третий блок выключатель обратного тока, отключающий аккумулятор от генератора. Если аккумулятор не отсоединить, он разрядится через генератор. якорь, когда напряжение генератора падает ниже напряжения батареи, таким образом привод генератора как двигателя.Это действие называется «движение» на автомобиле. генератор и, если это не предотвратить, разрядит аккумулятор в короткое время.

    Работа трехступенчатого регулятора описана ниже. абзацы. (См. Рисунок 9-26.)

    Действие вибрирующего контакта C1 в блоке регулятора напряжения вызывает периодическое короткое замыкание между точками R1 и L2. Когда генератор не работает, пружина S1 удерживает C1 в закрытом состоянии; C2 также замыкается S2.В поле шунта подключается непосредственно через якорь.

    Когда генератор запускается, напряжение на его клеммах будет увеличиваться по мере того, как генератор набирает обороты, а якорь будет снабжать поле энергией. ток через замкнутые контакты C2 и C1.

    По мере увеличения напряжения на клеммах ток через L1 увеличивается. и железный сердечник намагничивается сильнее. С определенной скоростью и напряжение, когда магнитное притяжение на подвижной руке становится сильным достаточно, чтобы преодолеть натяжение пружины S1, точки контакта C1 разделены.Теперь ток возбуждения протекает через R1 и L2. Потому что сопротивление добавлено к цепи возбуждения, поле на мгновение ослабевает и рост напряжение на клеммах проверяется. Кроме того, поскольку обмотка L2 противоположна Обмотка L1, магнитное притяжение L1 к S1 частично нейтрализуется, и пружина S1 замыкает контакт C1. Следовательно, R1 и L2 снова закорочены. вне цепи, и ток возбуждения снова увеличивается; выходное напряжение увеличивается, а C1 открывается из-за действия L1.Цикл быстрый и происходит много раз в секунду. Напряжение на клеммах генератора изменяется незначительно, но быстро, выше и ниже среднего определяемого значения натяжением пружины S1, которое можно регулировать.

    Ограничитель тока вибрационного типа предназначен для ограничения выходной мощности. ток генератора автоматически до максимального номинального значения, чтобы для защиты генератора. Как показано на рисунке 9-26, L3 последовательно с основная линия и нагрузка.Таким образом, величина тока, протекающего в линии определяет, когда C2 будет открыт, а R2 будет установлен последовательно с генератором поле. Напротив, регулятор напряжения приводится в действие линейным напряжением, тогда как ограничитель тока приводится в действие линейным током. Пружина S2 держит контакт C2 замкнут до тех пор, пока ток через основную линию и L3 не превысит определенное значение, определяемое натяжением пружины S2, и вызывает C2 должен быть открыт. Увеличение тока связано с увеличением нагрузки.Это действие вставляет R2 в цепь возбуждения генератора и уменьшает ток возбуждения и генерируемое напряжение. Когда генерируемое напряжение уменьшается, ток генератора уменьшается. Ядро L3 частично размагничивается, и пружина замыкает точки контакта. Это вызывает напряжение и ток генератора повышаются, пока ток не достигнет значения достаточно, чтобы снова запустить цикл. Определенное минимальное значение тока нагрузки необходимо, чтобы ограничитель тока завибрировал.

    Реле отключения обратного тока предназначено для автоматического отключите аккумулятор от генератора, когда напряжение генератора меньше напряжения аккумулятора. Если это устройство не использовалось в генераторе В цепи аккумулятор разрядился бы через генератор. Это бы имеют тенденцию заставлять генератор работать как двигатель, но поскольку генератор соединен с двигателем, он не мог вращать такую ​​большую нагрузку. Под В этом состоянии обмотки генератора могут быть серьезно повреждены чрезмерным Текущий.

    На сердечнике из мягкого железа расположены две обмотки, L4 и L5. Электрический ток обмотка L4, состоящая из нескольких витков тяжелого провода, соединена последовательно с линия и переносит весь линейный ток. Обмотка напряжения, L5, состоящий из большого количества витков тонкой проволоки, шунтируется через клеммы генератора.

    Когда генератор не работает, контакты C3 остаются разомкнутыми к весне S3. По мере роста напряжения генератора L5 намагничивает железное ядро.Когда ток (в результате генерируемого напряжения) производит достаточный магнетизм в железном сердечнике, контакт C3 замкнут, как показано. Затем аккумулятор получает зарядный ток. Винтовая пружина S3 так отрегулировано, чтобы обмотка напряжения не замыкала точки контакта до тех пор, пока напряжение генератора превышает нормальное напряжение аккумулятор. Зарядный ток, проходящий через L4, помогает току в L5. держать контакты плотно закрытыми. В отличие от C1 и C2, контакт C3 делает не вибрировать.Когда генератор замедляется или, по любой другой причине, напряжение генератора снижается до определенного значения ниже, чем у аккумулятора, ток через L4 меняется на противоположный, а амперные витки L4 противостоят тем L5. Таким образом, мгновенный ток разряда от аккумулятора снижает магнетизм сердечника и C3 открывается, предотвращая разряд аккумулятора в генератор и двигать его. C3 не закроется снова, пока генератор напряжение на клеммах превышает напряжение аккумулятора на заданное значение.

    регулятор напряжения | Определение, типы и факты

    Регулятор напряжения , любое электрическое или электронное устройство, поддерживающее напряжение источника питания в допустимых пределах. Стабилизатор напряжения необходим для поддержания напряжения в предписанном диапазоне, который может выдерживать электрическое оборудование, использующее это напряжение. Такое устройство широко используется в автомобилях всех типов для согласования выходного напряжения генератора с электрической нагрузкой и с требованиями к зарядке аккумулятора.Регуляторы напряжения также используются в электронном оборудовании, в котором чрезмерные колебания напряжения могут быть вредными.

    В автомобилях регуляторы напряжения быстро переключаются с одного на другое из трех состояний цепи с помощью подпружиненного двухполюсного переключателя. На низких скоростях некоторый ток от генератора используется для усиления магнитного поля генератора, тем самым увеличивая выходное напряжение. На более высоких скоростях в цепь возбуждения генератора вводится сопротивление, так что его напряжение и ток уменьшаются.На еще более высоких скоростях цепь отключается, уменьшая магнитное поле. Скорость переключения регулятора обычно составляет от 50 до 200 раз в секунду.

    В электронных регуляторах напряжения используются твердотельные полупроводниковые устройства для сглаживания колебаний тока. В большинстве случаев они работают как переменные сопротивления; то есть сопротивление уменьшается, когда электрическая нагрузка велика, и увеличивается, когда нагрузка меньше.

    Регуляторы напряжения выполняют те же функции в крупных системах распределения электроэнергии, что и в автомобилях и других машинах; они минимизируют колебания напряжения, чтобы защитить оборудование, использующее электричество.В системах распределения электроэнергии регуляторы находятся либо на подстанциях, либо на самих фидерных линиях. Используются два типа регуляторов: ступенчатые регуляторы, в которых переключатели регулируют подачу тока, и индукционные регуляторы, в которых асинхронный двигатель подает вторичное, постоянно регулируемое напряжение для выравнивания колебаний тока в фидерной линии.

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас Редакция Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Адамом Августином, управляющим редактором, справочное содержание.

    Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

    Заменить регулятор напряжения | Услуги генератора

    Замена регулятора напряжения

    Основы работы с генератором Генератор вырабатывает напряжение за счет электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция возникает, когда проводник проходит через магнитное поле.Когда проводник проходит через магнитное поле, магнитные силовые линии (поток) обрезаются. Между двумя концами проводника индуцируется напряжение. Если проводник подключен к замкнутой электрической цепи, течет ток.

    Напряжение, индуцированное в проводнике, определяется количеством линий отсечки магнитного потока с учетом количества времени, необходимого для отсечения линий. Проводник скорости движется через магнитное поле, и сила магнитного поля определяет выходное напряжение.

    Рабочая скорость двигателя и генератора постоянна для поддержания частоты.Это означает, что для управления напряжением необходимо контролировать величину магнитного поля.

    Регулятор напряжения Каждая система выработки электроэнергии требует средств управления напряжением и / или током, вырабатываемым генератором. Возможны различные конфигурации системы возбуждения, включая измерение и управление мощностью генератора.
    Генераторы, вырабатывающие переменный ток, обычно используют систему регулирования напряжения возбудителя. Эта конфигурация поддерживает ток возбуждения генератора при переменных электрических нагрузках.

    Обычно используется система обратной связи с обратной связью. Выходное напряжение сравнивается с опорным напряжением. Сигнал ошибки используется для изменения возбуждения генератора.

    Регуляторы напряжения (рис. 1) бывают разных исполнений. Генераторы меньшего размера могут располагать регулятор напряжения на стороне генератора. По мере увеличения размера генератора изменяется стиль и расположение регулятора напряжения.

    Опытный персонал Generator Source заменил регуляторы напряжения на генераторах от самых маленьких до самых больших из имеющихся.Мы можем назначить время для проверки и / или замены вашего регулятора напряжения.

    .

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *