Стабилизаторы напряжения микросхемы импортные: Зарубежные интегральные стабилизаторы | Микросхема

1. Тороидальные силовые трансформаторы HR. — Радиоконструктор, 2011, № 6, № 9.
2. Бутов А.Л. Стабилизаторы на микросхемах AMS1117- хх. — Радиоконструктор, 2008, № 6, с. 24, 25.
3. Бутов А.Л. Стабилизаторы напряжения на ИМС L88MS33T. — Радиоконструктор, 2011, №11, с. 14-16.
4. Бутов А.Л. Мощный низковольтный регулируемый блок питания на LX8384-00CP. —

Радиоконструктор, 2012, №11, с. 13- 16.

Ниже приведены сразу две схемы 3-х Вольтовых блоков питания .
Они собраны на разных элементах, а конкретную вы сможете выбрать сами, познакомившись с их особенностями и исходя из своих потребностей м возможностей.
На первом рисунке приведена простая схема блока питания на 3 В (ток в нагрузкеке 200 мА) с электронной защитой от перегрузки (Iз = 250 мА). Уровень пульсации выходного напряжения не превышает 8 мВ.

Для нормальной работы стабилизатора напряжение после выпрямителя (на диодах VD1…VD4) может быть от 4,5 до 10 В, но лучше, если оно будет 5…6 В, ≈ меньшая мощность источника теряется на тепловыделение транзистором VT1 при работе стабилизатора. В схеме в качестве источника опорного напряжения используется светодиод HL1 и диоды VD5, VD6. Светодиод является одновременно и индикатором работы блока питания.

Транзистор VT1 крепится на теплорассеивающей пластине. Как рассчитать размер теплоотводящего радиатора можно более подробно посмотреть .
Трансформатор Т1 можно приобрести из унифицированной серии ТН любой, но лучше использовать самые малогабаритные ТИ1-127/220-50 или ТН2-127/220-50. Подойдут также и многие другие типы трансформаторов со вторичной обмоткой на 5…6 В. Конденсаторы С1…СЗ типа К50-35.

Вторая схема использует интегральный стабилизатор DA1, но в отличие от транзисторного стабилизатора, приведенного на первом рисунке, для нормальной работы микросхемы необходимо, чтобы входное напряжение превышало выходное не менее чем на 3,5 В. Это снижает КПД стабилизатора за счет тепловыделения на микросхеме.

При низком выходном напряжении мощность, теряемая в блоке питания, будет превышать отдаваемую в нагрузку. Необходимое выходное напряжение устанавливается подстроечным резистором R2. Микросхема устанавливается на радиатор. Интегральный стабилизатор обеспечивает меньший уровень пульсации выходного напряжения (1 мВ), а также позволяет использовать емкости меньшего номинала.

В настоящее время множество домашних устройств требуют подключения напряжения стабильной величины на 3 вольта, и нагрузочный ток 0,5 ампер. К ним могут относиться:

• Плееры.
• Фотоаппараты.
• Телефоны.
• Видеорегистраторы.
• Навигаторы.

Эти устройства объединены видом источника питания в виде аккумулятора или батареек на 3 вольта.

Как создать питание от бытовой сети дома, не тратя деньги на аккумуляторы или батарейки? Для этих целей не нужно проектировать многоэлементный блок питания, так как в продаже имеются специальные микросхемы в виде стабилизаторов на низкие напряжения.

Схема стабилизатора на 3 вольта

Изображенная схема выполнена в виде регулируемого стабилизатора, и дает возможность создания напряжения на выходе от 1 до 30В. Следовательно, можно применять этот прибор для питания различных устройств для питания 1,5 В, а также для подключения устройств на 3 вольта. В нашем случае устройство применяется для плеера, напряжение на выходе настроено на 3 В.

Работа схемы

С помощью изменяемого сопротивления устанавливается необходимое напряжение на выходе, которое рассчитывается по формуле: U вых=1.25*(1 + R2 / R1). Вместо регулятора напряжение применяется микросхема SD1083 / 1084. Без изменений применяются отечественные подобные микросхемы 22А / 142КРЕН 22, которые различаются током выхода, что является незначительным фактором.

Для нормального режима микросхемы необходимо смонтировать для нее маленький радиатор. В противном случае при малом напряжении выхода регулятор функционирует в токовом режиме, и значительно нагревается даже без нагрузки.

Монтаж стабилизатора

Прибор собирается на монтажной плате с габаритами 20 на 40 мм. Схема довольно простая. Есть возможность собрать стабилизатор без использования платы, путем навесного монтажа.

Выполненная готовая плата может разместиться в отдельной коробочке, либо прямо в корпусе самого блока. Необходимо в первую очередь настроить рабочее напряжение стабилизатора на его выходе, с помощью регулятора в виде резистора, а потом подсоединять нагрузку потребителя.

Переключаемый стабилизатор на микросхеме

Такая схема является наиболее легкой и простой. Ее можно смонтировать самостоятельно на обычной микросхеме LZ. С помощью отключения и включения сопротивления в цепи обратной связи образуется два различных напряжения на выходе. в этом случае нагрузочный ток может возрасти до 100 миллиампер.

Нельзя забывать про цоколевку микросхемы, так как она имеет отличие от обычных стабилизаторов.

Стабилизатор на микросхеме AMS 1117

Это элементарный стабилизатор с множественными фиксированными положениями регулировки напряжения 1,5-5 В, током до 1 ампера. Его можно монтировать самостоятельно на сериях — X.X (CX 1117 — X.X) (где XX — напряжение на выходе).

Есть образцы микросхем на 1,5 – 5 В, с регулируемым выходом. Они применялись раньше на старых компьютерах. Их преимуществом является малое падение напряжения и небольшие габариты. Для выполнения монтажа необходимы две емкости. Чтобы хорошо отводилось тепло, устанавливают радиатор возле выхода.

Стабилизированный регулируемый блок питания с защитой от перегрузок

   Множество радиолюбительских блоков питания (БП) выполнено на микросхемах КР142ЕН12, КР142ЕН22А, КР142ЕН24 и т.п. Нижний предел регулировки этих микросхем составляет 1,2…1,3 В, но иногда необходимо напряжение 0,5…1 В. Автор предлагает несколько технических решений БП на базе данных микросхем.

   Интегральная микросхема (ИМС) КР142ЕН12А (рис.1) представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения компенсационного типа в корпусе КТ-28-2, который позволяет питать устройства током до 1,5 А в диапазоне напряжений 1,2…37 В. Этот интегральный стабилизатор имеет термостабильную защиту по току и защиту выхода от короткого замыкания.

Рис.1. ИМС КР142ЕН12А

   На основе ИМС КР142ЕН12А можно построить регулируемый блок питания, схема которого (без трансформатора и диодного моста) показана на рис.2. Выпрямленное входное напряжение подается с диодного моста на конденсатор С1. Транзистор VT2 и микросхема DA1 должны располагаться на радиаторе. Теплоотводящий фланец DA1 электрически соединен с выводом 2, поэтому если DA1 и транзистор VD2 расположены на одном радиаторе, то их нужно изолировать друг от друга. В авторском варианте DA1 установлена на отдельном небольшом радиаторе, который гальванически не связан с радиатором и транзистором VT2.

Рис.2. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН12А

   Мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводом, не должна превышать 10 Вт. Резисторы R3 и R5 образуют делитель напряжения, входящий в измерительный элемент стабилизатора, и подбираются согласно формуле:

   На конденсатор С2 и резистор R2 (служит для подбора термостабильной точки VD1) подается стабилизированное отрицательное напряжение -5 В. В авторском варианте напряжение подается от диодного моста КЦ407А и стабилизатора 79L05, питающихся от отдельной обмотки силового трансформатора.

   Для защиты от замыкания выходной цепи стабилизатора достаточно подключить параллельно резистору R3 электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ, а резистор R5 зашунтировать диодом КД521А. Расположение деталей некритично, но для хорошей температурной стабильности необходимо применить соответствующие типы резисторов. Их надо располагать как можно дальше от источников тепла. Общая стабильность выходного напряжения складывается из многих факторов и обычно не превышает 0,25% после прогрева.

   После включения и прогрева устройства минимальное выходное напряжение 0 В устанавливают резистором Rдоб. Резисторы R2 (рис.2) и резистор Rдоб (рис.3) должны быть многооборотными подстроечными из серии СП5.

Рис.3. Схема включения Rдоб

   Возможности по току у микросхемы КР142ЕН12А ограничены 1,5 А. В настоящее время в продаже имеются микросхемы с аналогичными параметрами, но рассчитанные на больший ток в нагрузке, например LM350 — на ток 3 A, LM338 — на ток 5 А. Данные по этим микросхемам можно найти на сайте National Semiconductor [1].

   В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до 1…1,3 В) и обеспечивают на выходе стабилизированное напряжение в диапазоне 1,25…30 В при токе в нагрузке 7,5/5/3 А соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 7,5 А.

   При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при напряжении вход-выход не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от перегрева корпуса.

   Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения 0,05%/В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1 %/В.

   На рис.4 показана схема БП для домашней лаборатории, позволяющая обойтись без транзисторов VT1 и VT2, показанных на рис.2. Вместо микросхемы DA1 КР142ЕН12А применена микросхема КР142ЕН22А. Это регулируемый стабилизатор с малым падением напряжения, позволяющий получить в нагрузке ток до 7,5 А.

Рис.4. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН22А

   Максимально рассеиваемую мощность на выходе стабилизатора Рmax можно рассчитать по формуле:

   Например, входное напряжение, подаваемое на микросхему, U_вх=39 В, выходное напряжение на нагрузке U_вых=30 В, ток на нагрузке I_вых=5 А, тогда максимальная рассеиваемая микросхемой мощность на нагрузке составляет 45 Вт.

   Электролитический конденсатор С7 применяется для снижения выходного импеданса на высоких частотах, а также понижает уровень напряжения шумов и улучшает сглаживание пульсаций. Если этот конденсатор танталовый, то его номинальная емкость должна быть не менее 22 мкФ, если алюминиевый — не менее 150 мкФ. При необходимости емкость конденсатора С7 можно увеличить.

   Если электролитический конденсатор С7 расположен на расстоянии более 155 мм и соединен с БП проводом сечением менее 1 мм, тогда на плате параллельно конденсатору С7, ближе к самой микросхеме, устанавливают дополнительный электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ.

   Емкость конденсатора фильтра С1 можно определить приближенно, из расчета 2000 мкФ на 1 А выходного тока (при напряжении не менее 50 В). Для снижения температурного дрейфа выходного напряжения резистор R8 должен быть либо проволочный, либо металло-фольгированный с погрешностью не хуже 1 %. Резистор R7 того же типа, что и R8. Если стабилитрона КС113А в наличии нет, можно применить узел, показанный на рис.3. Схемное решение защиты, приведенное в [2], автора вполне устраивает, так как работает безотказно и проверено на практике. Можно использовать любые схемные решения защиты БП, например предложенные в [3]. В авторском варианте при срабатывании реле К1 замыкаются контакты К1.1, закорачивая резистор R7, и напряжение на выходе БП становится равным 0 В.

   Печатная плата БП и расположение элементов показаны на рис.5, внешний вид БП — на рис.6. Размеры печатной платы 112×75 мм. Радиатор выбран игольчатый. Микросхема DA3 изолирована от радиатора прокладкой и прикреплена к нему с помощью стальной пружинящей пластины, прижимающей микросхему к радиатору.

Рис.5. Печатная плата БП и расположение элементов

   Конденсатор С1 типа К50-24 составлен из двух параллельно соединенных конденсаторов емкостью 4700 мкФх50 В. Можно применить импортный аналог конденсатора типа К50-6 емкостью 10000 мкФх50 В. Конденсатор должен располагаться как можно ближе к плате, а проводники, соединяющие его с платой, должны быть как можно короче. Конденсатор С7 производства Weston емкостью 1000 мкФх50 В. Конденсатор С8 на схеме не показан, но отверстия на печатной плате под него есть. Можно применить конденсатор номиналом 0,01…0,1 мкФ на напряжение не менее 10…15 В.

Рис.6. Внешний вид БП

   Диоды VD1-VD4 представляют собой импортную диодную микросборку RS602, рассчитанную на максимальный ток 6 А (рис.4). В схеме защиты БП применено реле РЭС10 (паспорт РС4524302). В авторском варианте применен резистор R7 типа СПП-ЗА с разбросом параметров не более 5%. Резистор R8 (рис.4) должен иметь разброс от заданного номинала не более 1 %.

   Блок питания обычно настройки не требует и начинает работать сразу после сборки. После прогрева блока резистором R6 (рис.4) или резистором Rдоп (рис.3) выставляют 0 В при номинальной величине R7.

   В данной конструкции применен силовой трансформатор марки ОСМ-0,1УЗ мощностью 100 Вт. Магнитопровод ШЛ25/40-25. Первичная обмотка содержит 734 витка провода ПЭВ 0,6 мм, обмотка II — 90 витков провода ПЭВ 1,6 мм, обмотка III — 46 витков провода ПЭВ 0,4 мм с отводом от середины.

   Диодную сборку RS602 можно заменить диодами, рассчитанными на ток не менее 10 А, например, КД203А, В, Д или КД210 А-Г (если не размещать диоды отдельно, придется переделать печатную плату). В качестве транзистора VT1 можно применить транзистор КТ361Г.

Источники

1. http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-StandardNPN_PositiveVoltageAdjutable.html
2. Морохин Л. Лабораторный источник питания//Радио. — 1999 — №2
3. Нечаев И. Защита малогабаритных сетевых блоков питания от перегрузок//Радио. — 1996.-№12

Автор: А.Н. Патрин, г.Кирсанов

Стабилизаторы напряжения в блоках питания • Начинающим

Стабилизаторы напряжения в блоках питания при конструировании стабилизированных блоков питания различной аппаратуры, как правило, используют микросхемы стабилизаторов напряжения. Большая номенклатура таких микросхем предоставляет конструкторам широкую возможность их выбора для создания стабилизатора с требуемыми параметрами. В некоторых случаях, однако, для построения относительно мощных стабилизаторов вполне применимы маломощные микросхемы. Примером в этом отношении может служить построение стабилизатора напряжения, встраиваемого в сетевой адаптер.

В большинстве случаев, как известно, такие адаптеры, особенно импортные, обеспечивают выходной ток до 0,5 А и не содержат стабилизатора напряжения. Если для повышения “качества” выпрямленного напряжения необходим стабилизатор, можно использовать микросхемы ИМС. Из-за доступности микросхем серии КР142. Для получения выходного напряжения 9В обычно выбирают КР142ЕН8А, КР142ЕН8Г. Однако они обеспечивают ток нагрузки до 1 …1,5А при еще большем токе короткого замыкания (КЗ). Из-за этого при возникновении аварийной ситуации могут выйти из строя трансформатор и выпрямительные диоды адаптера. Чтобы избежать этого, нужен стабилизатор с током нагрузки до 0,5 А и током КЗ не более 0,6 А. Но найти микросхемы с такими параметрами и с выходным напряжением 9 В затруднительно.

Стабилизаторы напряжения в блоках питания выход из положения есть. Нужно использовать маломощную микросхему и “умощнить” ее с помощью транзистора (на рисунке выше в статье). В таком устройстве при токе нагрузки более 20 мА падения напряжения на резисторе R1 окажется достаточно для открывания транзистора VT1. Ток потечет “в обход” DA1, выходное напряжение будет определяться ее параметрами, а ток нагрузки может превысить допустимый выходной ток микросхемы во много раз. Правда, ток КЗ достигнет 1…1.5А, что чревато вышеуказанными последствиями.

Ограничить ток КЗ нетрудно введением еще одного транзистора (VT2 на рисунке).

Тогда при токе нагрузки до 20 мА по-прежнему будет работать только DA1, а транзисторы окажутся закрытыми. Когда ток превысит указанное значение, откроется транзистор VT1 и ток потечет через него. Как только ток достигнет значения 400…500 мА либо в цепи нагрузки возникнет КЗ, на резисторе R1 появится такое напряжение, которое откроет транзистор VT2. Теперь оба транзистора начнут работать в режиме стабилизатора тока.

Резистором R1 задают ориентировочное значение тока стабилизации: lCT = 0,6/R1. При этом ток КЗ составит: lK3 = lCT + 1КЗ.МС, где кз.мс ток КЗ микросхемы. В обоих устройствах транзисторы VT1 — любые из серий КТ814, КТ816. Транзистор VT2 должен быть с малым напряжением насыщения коллектор—эмиттер, поэтому желательно применить, кроме указанного на схеме, транзисторы КТ208А—КТ208М, КТ209А—КТ209М, КТ3107А-КТ3107И, КТ3108А— КТ3108В. Конденсатор С1 — конденсатор фильтра адаптера.

По материалам журнала “Радио”

Микросхемы импульсных понижающих стабилизаторов. Эволюция схемотехники — Компоненты и технологии

Рассмотрим схемотехнику и функциональные возможности микросхем понижающих импульсных стабилизаторов в их развитии.

Схема импульсного понижающего стабилизатора напряжения изображена на рис. 1. Детальное рассмотрение процесса работы стабилизатора можно найти в специальной литературе, например в [1]. Напомним только, что без учета потерь в элементах схемы выходное напряжение определяется следующим образом:

где t_on — время открытого состояния ключа, T — период следования импульсов.

Это позволяет путем изменения соотношения времени открытого состояния ключа и периода следования импульсов регулировать выходное напряжение, а при наличии цепи отрицательной обратной связи и стабилизировать его.

В качестве ключа VT используются как биполярные, так и полевые транзисторы, а вместо диода VD в стабилизаторах с синхронным выпрямлением применяется полевой транзистор.

Первой реализацией импульсного понижающего стабилизатора напряжения был релейный (гистерезисный) импульсный преобразователь, имеющий очень простое схемотехническое решение.

Если для большинства схем импульсных преобразователей практически неизбежно наличие пульсаций выходного напряжения, то для релейного преобразователя наличие пульсаций, приведенных к входу обратной связи, равных напряжению гистерезиса компаратора, — обязательное условие нормальной работы.

Упрощенная схема релейного преобразователя показана на рис. 2. Характерная и «малоприятная» особенность схемы — зависимость частоты преобразования от параметров элементов схемы и режима работы стабилизатора:

Как следует из вышеприведенной формулы, частота зависит от входного и выходного напряжений, эквивалентного последовательного сопротивления выходного конденсатора, индуктивности дросселя и напряжения гистерезиса компаратора. Изменение частоты вшироких пределах не позволяет оптимизировать по габаритам дроссель и выходной конденсатор, усложняет борьбу с излучаемыми помехами.

На рис. 3 изображена практическая схема релейного преобразователя, в которую входит микросхема линейного стабилизатора LM317. Такое решение — использование недорогих интегральных схем линейных стабилизаторов — применялось на первых порах при отсутствии специализированных микросхем импульсных стабилизаторов.

Хотя в настоящее время релейный способ регулирования в чистом виде практически не применяется, такие несомненные его достоинства, как малое время переходного процесса и отсутствие элементов коррекции частотной характеристики в цепи обратной связи, заставляют разработчиков искать новые конструктивные решения с его использованием.

На рис. 4 изображена схема стабилизатора с популярной микросхемой MC34063 фирмы Motorola. Частота собственных колебаний генератора задается емкостью конденсатора С2, частота вынужденных колебаний генератора выше и зависит от максимального тока ключа, устанавливаемого резистором ограничения тока R1. Поскольку скорость нарастания тока в индуктивности зависит от разности входного и выходного напряжений, частота преобразования увеличивается с ростом входного напряжения. Когда напряжение на выводе обратной связи 5 становится равным опорному напряжению, компаратор через логический элемент и триггер запрещает управление выходным ключом на один или несколько периодов частоты генератора. Таким образом, стабилизатор работает в режиме генерации пакетов импульсов. Коэффициент полезного действия стабилизатора не превышает 70%, основные потери — изза большого падения напряжения на составном транзисторе ключа и резисторе ограничения тока.

Обновленная версия MC34063 — микросхема NCP3063 фирмы ON Semiconductor — имеет более совершенную схему ограничения максимального тока ключа, работающую только в переходных и аварийных режимах, и дополнена температурной защитой.

Температурная защита, предусматриваемая во многих современных микросхемах, предназначенных для силовой электроники, переводит мощные выходные каскады в выключенное состояние при незначительном превышении температуры кристалла относительно максимально допустимой. Тем самым существенно повышается эксплуатационная надежность аппаратуры.

В микросхеме ADP1111 (схема, в состав которой она включена, показана на рис. 5) частота генератора фиксирована и равна 72 кГц. Регулирование выходного напряжения обеспечивается остановкой генератора по достижении выходным напряжением номинального значения, то есть, как и в предыдущей схеме, стабилизатор работает в режиме генерации пакетов импульсов. При остановленном генераторе собственное потребление микросхемы составляет всего 300 мкА, что делает работу схемы весьма эффективной. Дополнительный усилитель предназначен для построения схем детектора напряжения, усилителя ошибки, либо дополнительного линейного стабилизатора. Версии микросхемы с фиксированным выходным напряжением имеют встроенный делитель в цепи отрицательной обратной связи. У микросхемы есть встроенная защита по току ключа с возможностью уменьшения тока срабатывания защиты внешним резистором R_LIM, чем обеспечивается регулировка максимального выходного тока стабилизатора.

Ограничение максимального выходного тока стабилизатора установкой пользователем максимального тока ключа допускает ограниченная номенклатура микросхем. При необходимости можно воспользоваться техническим решением с применением микросхемы — измерителя тока, предлагаемым в [2].

Используя современные конденсаторы на выходе стабилизатора, пульсации на частоте работы генератора можно сделать весьма малыми. Пульсации же, вызванные прекращением работы выходного ключа, не могут быть меньше гистерезиса компаратора, типовое значение которого равно 2 мВ для MC34063 и 8 мВ для ADP1111, умноженного на отношение выходного напряжения к опорному напряжению.

Модифицированный релейный метод управления используется в одном из последних семейств от National Semiconductor — LM5007, LM5008, LM5010. Схема импульсного стабилизатора на LM5007 показана на рис. 6. В этой схеме время открытого состояния ключа, обратно пропорциональное входному напряжению, устанавливается резистором R1. При выходном токе более 50 мА стабилизатор работает в режиме с непрерывным током дросселя и постоянной частотой переключения, определяемой по формуле:

Частота преобразования не зависит от входного напряжения и нагрузки.

При низком выходном токе преобразователь работает в режиме прерывистого тока дросселя и на пониженных частотах, что позволяет минимизировать потери. Рабочая частота в этом режиме определяется выражением:

Чтобы гарантированно обеспечить нормальную работу стабилизатора с современными конденсаторами, имеющими, как правило, низкие значения эквивалентного последовательного сопротивления, последовательно с конденсатором С2 включают резистор R6. Пульсации выходного напряжения велики, поскольку для работы стабилизатора рекомендуется напряжение пульсации на выводе обратной связи в пределах 25ч50 мВ. При необходимости более низкого уровня пульсации выходного напряжения нагрузку можно подключать параллельно конденсатору С2, либо потребуется включение на выходе стабилизатора дополнительного LC-фильтра, не охваченного цепью отрицательной обратной связи.

Для питания затвора n-канального МОП-транзистора использована схема «зарядового насоса». Конденсатор С4, подключенный к выводу BST, на этапе закрытого состояния ключа заряжается через встроенный диод. На этапе открытого состояния ключа напряжение на конденсаторе суммируется с входным напряжением, что и обеспечивает большее напряжение на затворе транзистора, чем на его стоке.

Как видно из функциональной схемы LM5007, микросхема существенно сложнее рассмотренных выше, и включает в себя узлы, повышающие надежность работы. Защита от пониженного входного напряжения предотвращает отпирание выходного транзистора при входном напряжении менее 6,3 В, когда схема управления уже не способна к адекватным действиям. Тем самым предотвращается выход микросхемы из строя в аварийной ситуации. Защита от повышения выходного напряжения немедленно запирает выходной ключ, если напряжение на выводе FB превысит порог в 2,875 В при внезапном увеличении входного напряжения или отключении нагрузки. Схема ограничения тока устанавливает максимальный ток ключа на уровне 0,725 А и, кроме того, регулирует время открытого состояния ключа, устанавливаемое резистором R2, при включении и перегрузке. При замыкании вывода SD/R_on на «землю» стабилизатор можно выключить, при этом ток, потребляемый от источника питания, равен сумме тока собственного потребления микросхемы 100 мкА и тока через резистор R1.

Более высокие качественные характеристики преобразования обеспечивает техника ШИМ-регулирования, используемая в подавляющем большинстве микросхем понижающих стабилизаторов. Частота преобразования, как правило, постоянна, что позволяет оптимизировать параметры дросселя и конденсатора выходного фильтра и упрощает задачу фильтрации помех на частоте преобразования. Величина пульсаций выходного напряжения существенно меньше, чем в релейных стабилизаторах, но реакция на скачкообразное изменение нагрузки или входного напряжения заметно хуже. Для обеспечения устойчивости обязательна частотная коррекция в цепи отрицательной обратной связи.

Рис. 7 поясняет принцип ШИМ-регулирования с управлением по напряжению. Выходное напряжение или его часть поступает на вход усилителя ошибки, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения V_ref. Усиленная разность напряжений подается на вход ШИМ-компаратора, на другой вход которого поступает пилообразное напряжение с частотой задающего генератора. Сравнивая эти два напряжения, компаратор модулирует длительность импульсов, управляющих ключом S. Цепи частотной коррекции условно показаны в виде комплексных сопротивлений Z1 и Z2.

Практическая схема ШИМ-стабилизатора с применением микросхемы TPS5430 из серии Swift™ от Texas Instruments показана на рис. 8. Благодаря высокой частоте задающего генератора — 500 кГц, корректирующие конденсаторы имеют небольшие номиналы, и элементы частотной коррекции интегрированы в микросхему. Использована наиболее сложная из применяемых частотная коррекция типа 3, подробнее о которой можно узнать из публикации [3], посвященной частотной коррекции импульсных стабилизаторов. На рис. 9 схема изображена с керамическим выходным конденсатором С3. При использовании электролитических конденсаторов элементы коррекции С4, С6, С7, R3 не нужны, достаточно внутренней коррекции.

Микросхема включает в себя схему формирования повышенного напряжения питания драйвера n-канального МОП-транзистора, защиту от пониженного входного напряжения, защиту от повышенного выходного напряжения и тепловую защиту. В качестве датчика тока в схеме ограничения максимального тока ключа используется сопротивление канала открытого МОП-транзистора. При достижении током стока порогового значения ключ выключается до конца текущего периода тактовой частоты. В случае серьезной перегрузки, например, при коротком замыкании на выходе, по сигналу HICCUP источник опорного напряжения закорачивается на «землю» на 10–20 мс с последующим плавным пуском стабилизатора и повторением цикла до устранения перегрузки. Схема плавного пуска обеспечивает линейное нарастание напряжения на входе усилителя ошибки от нуля до величины опорного напряжения за 8 мс. При замыкании вывода ENA на «землю» стабилизатор можно выключить, при этом потребляемый ток не превышает 50 мкА.

Изменение амплитуды пилообразного напряжения обратно пропорционально изменению входного напряжения, что обеспечивает лучшую стабильность и меньшее время реакции на возмущение в виде изменения входного напряжения.

На рис. 9 изображена схема стабилизатора на микросхеме NCV8842 фирмы ON Semiconductor, в которой использована патентованная технология V² управления.

Обычная, относительно медленная, отрицательная обратная связь через усилитель ошибки обеспечивает высокую точность поддержания выходного напряжения в статическом режиме. Частотную коррекцию обеспечивает фильтр нижних частот, образованный большим выходным сопротивлением усилителя ошибки, около 8 МОм, и внешним конденсатором C4. Отсутствие усилителя в цепи быстрой отрицательной обратной связи обеспечивает ей широкую полосу пропускания, что существенно улучшает динамические характеристики стабилизатора.

Драйвер биполярного транзистора-ключа питается повышенным напряжением, что позволяет поддерживать транзистор при открытом состоянии выходного ключа в насыщении. Ключевой транзистор двухэмиттерный, ко второму эмиттеру меньшей площади подключен резистор — датчик тока.

Частота преобразования фиксирована и равна 170 кГц. При помощи импульсов внешней синхронизации, подаваемых на вывод SYNC, можно повысить частоту преобразования до 355 кГц и синхронизировать работу нескольких микросхем в устройстве. При этом можно организовать работу двух или более стабилизаторов со сдвигом фазы для уменьшения импульсного тока через конденсатор на входе стабилизатора, что снижает требования к конденсатору и упрощает его выбор.

Особенность микросхемы — в уменьшении тактовой частоты генератора до четверти от номинального значения, с одновременным уменьшением порога срабатывания защиты по току до 40% от номинального значения, пока напряжение обратной связи не достигнет порога срабатывания в цепи обратной связи по частоте, что обеспечивает уменьшение рассеиваемой мощности в микросхеме и внешних компонентах во время включения и при перегрузках.

Более совершенные динамические характеристики по сравнению со стабилизаторами с управлением по напряжению имеют ШИМ-стабилизаторы с управлением по току, обладающие к тому же лучшей устойчивостью. В дополнение к отрицательной обратной связи по напряжению их схема включает в себя быстродействующую цепь обратной связи по току, как показано на рис. 10. Сигнал обратной связи по току поступает с датчика тока ключа, выделяется на токоизмерительном резисторе R_I и суммируется с сигналом обратной связи по напряжению.

Практическая схема стабилизатора с управлением по току на микросхеме SC4518H фирмы Semtech изображена на рис. 11. Частота преобразования фиксированная — 600 кГц, в режиме с внешней синхронизацией — до 1,2 МГц.

Сигнал обратной связи по току снимается с датчика тока, резистора 0,04 Ом, включенного в коллектор ключевого транзистора. Падение напряжения на токоизмерительном резисторе увеличивается усилителем тока, суммируется с пилообразным напряжением, формируемым задающим генератором, и поступает на вход ШИМ-компаратора, становясь опорным сигналом для сигнала обратной связи по напряжению, поступающего с выхода усилителя ошибки. Сигнал с усилителя тока поступает также в схему ограничения тока при перегрузке.

Устойчивость стабилизатора обеспечивается внешними элементами коррекции R3, C4, C5. Схема коррекции наклона пилообразного напряжения устраняет возможность самовозбуждения стабилизатора на субгармониках при коэффициенте заполнения более 50%, к чему склонны стабилизаторы с обратной связью по току. Подробнее о сути явления и способе его устранения — в [4].

Максимальный ток ключа ограничен схемой защиты от перегрузки по току на уровне 2 А. При длительной перегрузке или коротком замыкании на выходе предпринимаются периодические попытки плавного пуска

В микросхеме LM25005 использовано так называемое «квазитоковое» управление. Как видно из функциональной схемы LM25005 на рис. 12, сигнал обратной связи по току снимается с резистора, включенного последовательно с диодом VD1. Микросхема имеет широкий диапазон входного напряжения — 7–42 В и оптимизирована для применений с высоким входным напряжением. При большом отношении входного напряжения к выходному коэффициент заполнения становится очень мал, и неизбежные из-за наличия паразитных элементов в схеме искажения формы тока ключа на датчике тока ухудшают характеристики регулирования. Напротив, длительность импульса тока через диод в таком случае составляет значительную часть периода, и искажения на фронтах импульса сказываются в меньшей степени. Схема выборки и хранения формирует на выходе постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде тока через токоизмерительный резистор, а в сумматоре восстанавливается пилообразная составляющая. Ток, заряжающий конденсатор С3, на котором формируется пилообразный сигнал, зависит от входного и выходного напряжений, а для устранения колебаний на субгармониках в зарядном токе присутствует постоянная составляющая, корректирующая наклон «пилы».

Уникальна схема контроля тока ключа и защиты от перегрузки. При корректной работе восстановленный сигнал пропорционален току ключа и, если его амплитуда превышает порог компаратора ограничения тока (1,75 В), ключ немедленно запирается. При малой индуктивности дросселя или высоком входном напряжении ток через ключ может превысить допустимую величину изза задержки распространения в компараторе. При подобной перегрузке схема выборки/хранения детектирует чрезмерное значение тока на этапе открытого состояния ключа, ключ запирается, и пропускается несколько импульсов, пока напряжение на выходе сумматора не станет меньше 1,75 В.

Еще одна особенность микросхемы — в гарантированной зарядке конденсатора вольтодобавки С7 при малой нагрузке через ключ, подключенный к выводу PRE, открывающийся на 250 нс в каждом цикле на этапе закрытого состояния выходного ключа.

Частота задающего генератора устанавливается резистором R3 в пределах 50–500 кГц, подачей синхронизирующих импульсов на вывод SYNC генератор можно заставить работать на частоте более высокой, чем частота собственных колебаний.

Плавный пуск обеспечивается зарядкой до опорного напряжения конденсатора С4, подключенного к выводу SS, а в итоге — к неинвертирующему входу усилителя ошибки, при постоянном токе 10 мкА. Изменяя емкость конденсатора, можно изменить время задержки выхода стабилизатора в номинальный режим.

На рис. 13 показана схема стабилизатора с синхронным выпрямлением и управлением по среднему току дросселя с применением микросхемы контроллера MAX5061 фирмы Maxim. Управление по среднему току дросселя свободно от проблем, связанных с усилением коротких импульсов тока, маскированием помех на их фронтах, задержками распространения сигнала, присущих методу управления по максимальному току ключа.

Поскольку стабилизатор рассчитан на большой выходной ток, мощные выходные транзисторы — внешние. Энергия передается в нагрузку и запасается в индуктивности, когда открыт транзистор верхнего плеча. В это время транзистор нижнего плеча закрыт. И, наоборот, при открытом транзисторе нижнего плеча, транзистор верхнего плеча закрыт, а энергия, запасенная в индуктивности, ретранслируется в нагрузку. Схемы с синхронным выпрямлением особенно эффективны при низких выходных напряжениях. Потери в транзисторе нижнего плеча многократно меньше, чем в диоде, который он заменяет.

Цепь обратной связи по току состоит из резистора датчика тока R1, включенного последовательно с дросселем, прецизионного дифференциального усилителя тока, усилителя ошибки по току и ШИМ-компаратора. Выходное напряжение усилителя ошибки по току представляет собой усиленную разность между выходным напряжением усилителя ошибки по напряжению и усилителя тока. Этим обеспечивается регулировка тока дросселя в соответствии с выходным напряжением. Частотная характеристика усилителя ошибки по току имеет спад на высоких частотах, что ослабляет влияние шумов и помех в сигнале с датчика тока. Внешние элементы коррекции частотной характеристики, требующие тщательного расчета, подключены к выводу CLP, соединенному с выходом усилителя ошибки по току.

Плавный пуск организован подачей линейно нарастающего напряжения 0–0,7 В с 5-разрядного ЦАП на третий (неинвертирующий) вход усилителя ошибки по напряжению. Пока напряжение на выходе ЦАП меньше опорного напряжения 0,6 В, схема работает под управлением ЦАП, далее переходит в режим работы с опорным напряжением.

Частота преобразования устанавливается в пределах от 125 кГц до 1,5 МГц внешним резистором R_T, подключенным к многофункциональному выводу RT/SYNC/EN. Соответствующими сигналами, подаваемыми на этот вывод, стабилизатор можно синхронизировать от внешнего генератора или выключить.

При максимально допустимом входном напряжении 27 В выходное напряжение не может превышать 5,5 В, максимального входного синфазного напряжения усилителя тока, ограниченного напряжением встроенного стабилизатора, питающего все узлы микросхемы.

Еще один пример стабилизатора с синхронным выпрямлением с использованием микросхемы MIC2285 фирмы Micrel, работающей с частотой преобразования 8 МГц, изображен на рис. 14. Коэффициент полезного действия конкретной схемы стабилизатора достигает 90%. Транзистор верхнего плеча p-канальный, соответственно отсутствует схема вольтодобавки для питания его драйвера.

При выходном токе, не превышающем 60 мА, при подаче высокого логического уровня на вывод LOWQ схему можно перевести в режим LDO-стабилизатора, что позволит уменьшить собственное потребление схемы и снизить уровень шумов в выходном напряжении.

Похожими возможностями обладает микросхема NCP1500, которая работает в качестве понижающего стабилизатора с синхронным выпрямлением при наличии импульсов синхронизации, автоматически переключаясь в режим с пропусками импульсов при малой нагрузке, а при отсутствии импульсов синхронизации схема переключается в режим линейного LDO-стабилизатора.

Микросхемы импульсных преобразователей, предназначенные для применения в компьютерах и портативной аппаратуре, имеют сложные функциональные схемы, включают в себя по несколько каналов импульсных и линейных стабилизаторов с управляемым по цифровым входам выходным напряжением, определенным порядком их включения и другими дополнительными функциями. Пример подобной микросхемы — MPC18730 от Freescale Semiconductor, управляемая микроконтроллером по трехпроводному интерфейсу и включающая в себя два понижающих импульсных стабилизатора с синхронным выпрямлением, один повышающий импульсный преобразователь и три линейных LDO-стабилизатора.

Производители микросхем стремятся максимально интегрировать в кристалл компоненты и функции стабилизатора, но не все возможно. Мала номенклатура микросхем со встроенным диодом, технология быстродействующих диодов плохо сочетается с технологией интегральных микросхем, да и площадь, занимаемая диодом на кристалле, слишком велика. В их числе одна из первых микросхем импульсного стабилизатора фирмы Motorola — μA78S40, медленный встроенный диод которой сам производитель рекомендует заменять внешним быстродействующим, и LT1572 от Linear Technology со встроенным диодом Шоттки (1 А, 20 В). Экзотикой остается и микросхема MIC33050 от Micrel, 0,5-А стабилизатор с интегрированным дросселем, работающий на частоте 4МГц.

Облегчают выбор подходящей микросхемы интерактивные таблицы, размещенные на сайтах производителей, позволяющие осуществлять сортировку по выбранным параметрам. Бесплатные программы, такие как Webench от National Semiconductor, Swift Designer Tool и SwitcherPro™ от Texas Instruments, LTSpice/SwitcherCAD III от Linear Technology, содержат большое количество примеров схем преобразователей различной конфигурации, позволяют рассчитать параметры внешних компонентов, моделировать схему стабилизатора и наблюдать сигналы в различных цепях схемы.

1. Мелешин В. И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера, 2005.
2. Maxim/Dallas. Application Note 478. Current-Limit Circuit for Buck Regulator.
3. A General Approach for Optimizing Dynamic Response for Buck Converter. Application Note AN8143/D, ON Semiconductor.
4. Modelling, Analysis and Compensating of the Current Mode Controller. Application Note U-97, Unitrode. slua101.pdf. Texas Instruments.

Стабилизатор 5 вольт для цифровых схем. Регуляторы напряжения

Подборка любительских радиосхем и конструкций регуляторов напряжения, собранных своими руками. Некоторые схемы рассматривают стабилизатор без защиты от КЗ в нагрузке; другие рассматривают возможность плавного регулирования напряжения от 0 до 20 вольт. Ну а отличительной особенностью индивидуальных схем является возможность защиты от короткого замыкания в нагрузке.

5 очень простых схем в основном на транзисторах, одна из них с защитой от короткого замыкания

Это часто случается, когда для питания вашего нового самодельного электронного устройства требуется стабильное напряжение, которое не меняется в зависимости от нагрузки, например, 5 или 12 вольт для питания автомобильного радиоприемника.А чтобы сильно не заморачиваться с конструкцией самодельного блока питания на транзисторах используются так называемые стабилизаторы напряжения. На выходе такого элемента мы получаем напряжение, на которое рассчитано это устройство.

Многие радиолюбители неоднократно собирали схемы регуляторов напряжения на специализированных микросхемах серий 78xx, 78Мхх, 78Lxx. Например, на микросхеме KIA7805 можно собрать самодельную схему, рассчитанную на выходное напряжение +5 В и максимальный ток нагрузки 1 А.Но мало кто знает, что существуют узкоспециализированные микросхемы серии 78Rxx, сочетающие стабилизаторы напряжения положительной полярности с низким напряжением насыщения, которое не превышает 0,5 В при токе нагрузки 1 А. Одну из этих схем мы рассмотрим подробнее.

Трехконтактный стабилизатор положительного напряжения LM317 обеспечивает ток нагрузки 100 мА в диапазоне выходного напряжения от 1,2 до 37 В. Стабилизатор очень прост в использовании и требует всего двух внешних резисторов для обеспечения выходного напряжения.Кроме того, по нестабильности напряжения и тока нагрузки стабилизатор LM317L имеет лучшие характеристики, чем традиционные стабилизаторы с фиксированным значением выходного напряжения.

Для стабилизации напряжения постоянного тока достаточно большой мощности, в том числе используются компенсирующие стабилизаторы постоянного действия. Принцип работы такого стабилизатора заключается в поддержании выходного напряжения на заданном уровне за счет изменения падения напряжения на регулирующем элементе. Величина управляющего сигнала, подаваемого на регулирующий элемент, зависит от разницы между заданным и выходным напряжением стабилизатора.

При стационарной работе оборудования, CD и музыкальных проигрывателей возникают проблемы с БП. Большинство серийно выпускаемых отечественным производителем блоков питания (а точнее) практически все не могут удовлетворить потребителя, так как содержат упрощенные схемы. Если говорить об импортных китайских и аналогичных блоках питания, то в целом они представляют собой интересный набор запчастей «купи и выбрось». Эти и многие другие проблемы заставляют радиолюбителей производить блоки питания. Но даже на этом этапе любители сталкиваются с проблемой выбора: многие дизайны опубликованы, но не все работают.Эта радиолюбительская разработка представлена ​​как вариант нестандартного включения операционного усилителя, ранее опубликованный и вскоре забытый.

Практически все радиолюбители и радиолюбители имеют стабилизированный источник питания. А если ваша конструкция работает от напряжения до пяти вольт, то лучшим вариантом будет трехконтактный интегральный стабилизатор 78L05

Регулятор напряжения на 5 вольт, о котором пойдет речь в этой статье, имеет защиту от коротких замыканий.Он предназначен для питания схем с микроконтроллерами при их разработке. Стабилизатор предназначен для установки на макетную плату без пайки. Стабилизатор малой мощности и максимальный ток нагрузки 0,15 А. Для разработки этой небольшой и простой схемы произвел очередной прогар контроллера во время экспериментов. Эта схема является дополнением к источнику питания лабораторного блока. Схема стабилизатора представлена ​​на рисунке 1.

В основе схемы лежит незаслуженно забытая и недорогая микросхема K157HP2 , в которой находится стабилизатор напряжения с функцией включения / выключения.Это 14-контактный чип, предназначенный для бытового оборудования для магнитной записи. Итак, схема работает следующим образом. При подаче питания на вывод 10 стабилизатора DA1 через защитный диод VD1 с барьером Шоттки появляется напряжение. Выходное напряжение появится только в том случае, если на вывод 9 DA1 будет подано положительное напряжение не менее двух вольт. В первый момент это коммутационное напряжение формируется цепочкой R1 и конденсатором C2, при этом течет ток его заряда. За это время на выходе стабилизатора появляется напряжение пять вольт, часть которого через резисторную обратную связь R2, также подается на вывод 9 DA1.Это удерживающее напряжение, необходимое для нормальной работы стабилизатора. Для удобства работы с этим устройством в схему введены две кнопки, с помощью которых можно быстро включать и выключать напряжение питания тестируемой схемы. При нажатии кнопки «Стоп» вывод 9 DA1 шунтируется на общий провод — стабилизатор отключается, когда исчезает напряжение размыкания. Когда вы отпустите эту кнопку, стабилизатор останется в замкнутом состоянии, потому что конденсатор С2 уже заряжен и для постоянного тока его сопротивление очень велико.То же самое произойдет при условии, что выход стабилизатора находится в режиме короткого замыкания. Те. напряжение удержания пропадает и стабилизатор выключается. Итак, стабилизатор в выключенном состоянии, для его включения необходимо нажать на кнопку «Пуск». В этом случае выходное напряжение через кнопку и резистор R1 снова поступает на вывод 9 DA1, стабилизатор включается. При нажатии этой кнопки напряжение для поддержания рабочего режима стабилизатора будет подаваться через резистор R2.

На схеме не указаны выходные конденсаторы фильтра. Если входные конденсаторы присутствуют в проверяемой цепи, их не нужно устанавливать, но если их нет, то выход этого стабилизатора необходимо перемыть с помощью керамического конденсатора на 0,1 В и электролитического конденсатора на 10 В. Вывод 8 микросхемы, это выход источника опорного напряжения 1,3 вольта. Конденсатор С3 — фильтрующий, при этом от емкости зависит время работы стабилизатора.Для нашего случая емкости, указанной на схеме, вполне хватит. Резистор R4 используется для регулировки выходного напряжения. В принципе, с таким же успехом можно изменить выходное напряжение с помощью резистора R3. У меня этот стабилизатор собран прямо на макетной плате, но хотелось бы иметь отдельную косынку, вроде той, о которой я писал в статье

Хороших новогодних праздников!
Давным-давно, когда мы обсуждали, куда уходят вольты в питании датчиков от ЭБУ, мне предложили сделать стабилизатор на 5в и подключать датчики от него.
Нашел схему стабилизатора, купил комплектующие и спаял. Ранее консультировался с McSystem.

Схема стабилизатора:

Ic1 — стабилизатор 7805 (импортозамещение КРЕН5). Учтем, что 7805 высокофонитный и необходимо изготавливать простейшие фильтры керамических конденсаторов на входе и выходе:
Аналоги: LT1083, LT1084 — более эффективные и точные стабилизаторы. И в идеале — специально для ЭБУ разработан TLE 4267.
LM317 — он красивее и стабильнее и позволяет точно восстанавливать напряжение.
R1 — резистор 10-20 Ом для дополнительной фильтрации.
C1 — полярный электролитический конденсатор емкостью 100 мкФ 16В. Это минимальные параметры конденсатора, можно брать большей емкости, но не более 25В.
C2 — керамический конденсатор емкостью 0,33 мкм. Минимальная емкость такого конденсатора должна составлять 0,22 мкФ.
C3 — керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ.
С4 — полярный электролитический конденсатор емкостью 680 мкФ 6,3В.Емкость можно и взять другую, но не увеличивайте и не понижайте напряжение.
В идеале вместо керамических лучше использовать танталовые конденсаторы, которые лучше повлияют на стабилизацию тока.

Припаивается к плате. У меня остался корпус от реле, из которого я вытащил катушку для экспериментов. Плата сделала так, чтобы могла поместиться в корпус реле.

Крышки реле сгнили себе следующие функции: 85 фут — питание стабилизатора + 12в, 86 фут — вес, 87 фут — выход + 5в .

Тестировал от блоков питания. при + 13,2В дано 4,94В, при + 12В на выходе — 4,94В, при + 11В на выходе — 4,94В.
Осталось поставить стабилизатор в цепь питания датчика, т.е. отрезать провод от ЭБУ и обжать клеммы, чтобы стабилизатор можно было снять или поставить в любой момент.
Все-таки стабилизатор на базе 7805 не нравится, поищу LM317 и немного доработаю схему, если будут сильные помехи от 7805.

Эта небольшая статья о трехходовом стабилизаторе. напряжение L7805 . Микросхема изготавливается двух типов: из пластика — ТО-220 и из металла — ТО-3. Три выхода, смотрите слева направо — вход, минус, выход.

Последние две цифры указывают на стабилизированное напряжение. микросхемы — 7805-5 вольт, соответственно 7806-6в …. 7824 — наверное уже догадываюсь сколько.
Вот схема подключения Стабилизатор который подходит ко всем микросхемам этой серии:

На малогабаритные конденсаторы не смотрим, желательно поставить побольше.
Ну это же стабилизатор изнутри:

Бля, да? И все это размещено …. .Чудо техники.

Итак, нас интересуют эти характеристики. Выходное напряжение — выходное напряжение. Входное напряжение — входное напряжение. Ищем наш 7805. Он дает нам выходное напряжение 5 вольт. Изготовители желаемого входного напряжения отметили напряжение 10 вольт. Но бывает, что выходное стабилизированное напряжение иногда либо немного занижено, либо немного завышено.Для электронных безделушек вольт на вольт не прощупываются, а вот для предложной (точной) аппаратуры схемы лучше собирать своими руками. Здесь мы видим, что стабилизатор 7805 может выдать нам одно из напряжений в диапазоне 4,75 — 5,25 Вольт, но должны быть выполнены условия, чтобы выходной ток в нагрузке не превышал одного Ампера. Нестабилизированное постоянное давление может «качаться» в диапазоне от 7,5 до 20 Вольт, при этом всегда выходное напряжение 5 Вольт. Это большой плюс стабилизаторов.
При большой нагрузке, а эта микросхема способна отдать мощность аж 15 Вт, лучше предусмотреть заглушку с радиатором и по возможности или желанию для большего и более быстрого охлаждения прикрутить к нему кулер, как в компьютер.
Вот схема штатного стабилизатора:

Технические характеристики

Корпус … к-220
Максимальный ток нагрузки, А … 1,5
Диапазон допустимых входных напряжений, В … 40
Выходное напряжение, В … 5
в справку.

Чтобы не перегреть стабилизатор, нужно придерживаться желаемого минимального напряжения на входе микросхемы, то есть если у нас L7805, то на вход пускаем 7-8 вольт, если 12 — 14- 15 вольт.
Это связано с тем, что стабилизатор рассеивает на себе чрезмерную мощность. Как вы помните, формула мощности P = IU, где U — напряжение, а I — сила тока. Следовательно, чем больше входное напряжение стабилизатора, тем больше потребляемая им мощность. И чрезмерная мощность греется. В результате нагрева такой стабилизатор может перегреться и перейти в состояние защиты, при котором дальнейшая работа стабилизатора прекращается.

Введение в стабилизатор напряжения — Utmel

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое стабилизирует выходное напряжение.Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки стабилизатора напряжения. Соотношение витков катушки регулируется автоматически, чтобы поддерживать стабильное выходное напряжение.

Каталог

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое стабилизирует выходное напряжение.Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки стабилизатора напряжения. Соотношение витков катушки регулируется автоматически, чтобы поддерживать стабильное выходное напряжение.

Поскольку некоторые электрические приборы содержат компоненты катушки, вихревые токи, которые препятствуют току, будут генерироваться на начальной стадии подачи питания.Вихревые токи не только ослабят мгновенное напряжение при запуске прибора, что приведет к медленному запуску, но также усилит мгновенное напряжение, генерируемое после разрыва цепи, что может вызвать искру, которая повредит цепь. В это время необходим регулятор напряжения для защиты нормальной работы схемы.

Стабилизатор напряжения состоит из схемы регулирования напряжения , схемы управления и серводвигателя .При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки регулятора напряжения. Автоматически регулируя соотношение витков катушки, мы можем поддерживать стабильное выходное напряжение. Регулятор напряжения большей емкости также работает по принципу компенсации напряжения.

1. Диапазон адаптации входного напряжения

Согласно стандарту IEC входное напряжение изменяется в пределах ± 20 от номинального значения.Если значение превышает диапазон, автоматически включается звуковая и световая сигнализация, и выходное напряжение не может быть стабилизировано в пределах необходимого диапазона.

2. Скорость стабилизации выходного напряжения

Это эффект изменения входного напряжения, вызванный изменением выходного. При номинальной нагрузке отрегулируйте входное напряжение от номинального значения до верхнего предела и нижнего предела в соответствии с диапазоном источника напряжения, затем измерьте максимальное изменение выходного напряжения (±).

Чем меньше значение, тем лучше. Это важный показатель для измерения характеристик стабилизатора переменного напряжения.

3. Скорость регулирования нагрузки

Это эффект изменения выходной мощности, вызванный изменением нагрузки. Измените ток нагрузки и измерьте изменение выходного напряжения (& plusmn;). Чем меньше значение, тем лучше. Это также важный индикатор для измерения производительности регулятора переменного тока.

4. Относительное содержание гармоник выходного напряжения

Его также называют искажением выходного напряжения , обычно выраженным в THD, который представляет собой отношение общего эффективного значения гармонического содержания к действующему значению основной волны. .Когда нагрузка номинальная и искажение входного напряжения соответствует базовым условиям (обычно менее 3), измерьте искажение выходного напряжения, когда входное напряжение имеет наименьшее, номинальное и наибольшее значение, и возьмите максимальное значение. Чем меньше значение, тем лучше.

5. КПД

КПД регулятора напряжения отношение выходной активной мощности P0 к входной активной мощности Pi (в процентах),

6. Коэффициент мощности нагрузки

Емкость стабилизатора напряжения выражается в вольт-амперах (ВА) или киловольт-амперах (кВА).Помимо чисто резистивной нагрузки, существуют также индуктивные и емкостные нагрузки. Помимо активной мощности есть реактивная мощность. Этот показатель отражает способность регулятора переменного тока выдерживать индуктивные и емкостные нагрузки.

В обычных источниках питания со стабилизированным переменным током коэффициент мощности нагрузки cosφ равен 0,8. Когда продукт составляет 1 кВт, максимальная выходная активная мощность (то есть способность выдерживать резистивную нагрузку) составляет 800 Вт. Если продукт составляет 1 кВт (cosφ все еще равен 0,8), выходная активная мощность составляет 1 кВт, а выходная мощность S = 1000/0.8 = 1250 ВА в это время. Когда значение коэффициента мощности нагрузки невелико, это означает, что оборудование источника питания имеет сильную способность адаптироваться к реактивным нагрузкам.

7. Другие параметры

Другие параметры стабилизатора переменного напряжения включают выходную мощность, входную частоту, влияние частоты источника, случайное отклонение (временной дрейф), входную мощность без нагрузки, коэффициент мощности источника (это значение отличается от коэффициент мощности нагрузки. Чем больше значение, тем лучше. Максимальное значение 1), относительная гармоническая составляющая тока источника, звуковой шум и т. д., трехфазный источник питания переменного тока, асимметрия трехфазного выходного напряжения и т.д. и медицинское оборудование. Существуют также небольшие стабилизаторы переменного тока мощностью от нескольких ватт до нескольких киловатт, которые обеспечивают качественные источники питания для небольших лабораторий или бытовой техники.

В соответствии с различными выходными свойствами стабилизатора напряжения, стабилизатор напряжения обычно делится на две категории: стабилизатор напряжения переменного тока (источник питания, стабилизированный переменным током) и стабилизатор напряжения постоянного тока (источник питания, стабилизированный постоянным током).Ниже рассматривается стабилизированный источник питания постоянного тока.

В зависимости от рабочего состояния трубки регулятора стабилизированный источник питания часто делится на две категории: линейный стабилизированный источник питания и импульсный стабилизированный источник питания. Также есть небольшой блок питания, в котором используется стабилизатор напряжения.

1.

Рис. 1. Стабилизатор коммутируемого напряжения

Импульсный стабилизатор использует выходной каскад для многократного включения и выключения состояний и создания выходного напряжения с компоненты накопителей энергии (конденсаторы и катушки индуктивности).Он регулирует время переключения в соответствии с образцом обратной связи выходного напряжения.

В регуляторе с фиксированной частотой синхронизация регулируется путем регулировки ширины импульса коммутируемого напряжения. Это так называемое управление ШИМ. В стробируемом генераторе или импульсном регуляторе ширина и частота переключающего импульса остаются постоянными, но включение или выключение выходного переключателя контролируется обратной связью.

В соответствии с расположением переключателей и компонентов накопителя энергии генерируемое выходное напряжение может быть больше или меньше входного напряжения, и для генерации нескольких выходных напряжений можно использовать регулятор напряжения.

В большинстве случаев при одинаковых требованиях к входному и выходному напряжению импульсные (понижающие) импульсные стабилизаторы более эффективны, чем линейные регуляторы для преобразования мощности. Тип компенсации — высокоточный регулируемый источник питания с компенсацией переменного тока (однофазный 0,5 кВА и выше, трехфазный 1,5 кВА и выше), имеет компенсационный трансформатор и выход 110 В.

2. Параметр

LDO (регулятор с низким падением напряжения) — это своего рода линейный регулятор.В линейном регуляторе используется транзистор или полевой транзистор, работающий в его линейной области, чтобы вычесть избыточное напряжение из входного напряжения для получения регулируемого напряжения. Так называемое падение напряжения относится к минимальной разнице между входным напряжением и выходным напряжением, необходимой для поддержания выходного напряжения в пределах ± 100 мВ от его номинального значения.

LDO с положительным выходным напряжением обычно использует силовые транзисторы (также называемые передаточными устройствами) в качестве PNP. Этот тип транзистора допускает насыщение, поэтому регулятор может иметь очень низкое падение напряжения, обычно около 200 мВ.Для сравнения, падение напряжения традиционного линейного регулятора, использующего композитные силовые транзисторы NPN, составляет около 2 В. Отрицательный выход LDO использует NPN в качестве устройства передачи, и его режим работы аналогичен режиму работы устройства LDO PNP с положительным выходом.

В более новых разработках используются силовые КМОП-транзисторы, обеспечивающие наименьшее падение напряжения. При использовании CMOS единственное падение напряжения на регуляторе вызвано сопротивлением включения тока нагрузки источника питания. Если нагрузка небольшая, падение напряжения, создаваемое этим методом, составляет всего десятки милливольт.

3. Стабилизатор напряжения

Когда напряжение источника питания распределительной сети колеблется или изменяется нагрузка, он может автоматически обеспечивать стабильность выходного напряжения. Он должен иметь большую емкость, высокую эффективность, широкий диапазон регулирования напряжения, отсутствие дополнительных искажений формы сигнала и фазового сдвига, быстрое время деформации и стабильность. Кроме того, он также имеет отличные функции защиты от аварийных сигналов, таких как короткое замыкание и механический отказ, а его объем должен быть как можно более компактным и простым в использовании.

Применение и функция стабилизатора напряжения

1. Применение стабилизатора напряжения

Стабилизаторы напряжения могут широко использоваться на промышленных и горнодобывающих предприятиях, нефтяных месторождениях, железных дорогах, строительных площадках, школах, больницах, почтовых службах и телекоммуникациях , гостиницы, электронные компьютеры, прецизионные станки, компьютерная томография (КТ), прецизионные инструменты, испытательные устройства для научных исследований, освещение лифтов, импортное оборудование, производственные линии и другие места, требующие стабильного напряжения питания .

Рисунок 2. Стабилизатор напряжения компьютера

Он также подходит для пользователей в конце низковольтной распределительной сети, где напряжение источника питания слишком низкое или слишком высокое, а диапазон колебаний велик, что это электрооборудование с большими колебаниями нагрузки. Мощный компенсирующий стабилизатор мощности можно подключать к тепловым, гидравлическим и малогабаритным генераторам.

2.

Стабилизатор напряжения — это цепь источника питания или устройство источника питания, которое может автоматически регулировать выходное напряжение.Его функция заключается в стабилизации напряжения источника питания, которое сильно колеблется и не соответствует требованиям электрического оборудования в пределах установленного диапазона значений, чтобы различные цепи или электрические устройства могли нормально работать при номинальном рабочем напряжении.

Первоначальный регулятор мощности полагался на скачок реле для стабилизации напряжения. Когда напряжение в сети колеблется, активируется схема автоматической коррекции стабилизатора мощности, чтобы запустить внутреннее реле, заставляя выходное напряжение оставаться близким к установленному значению.Эта схема проста, но точность регулирования напряжения невысока, и каждый раз, когда реле прыгает и смещается, это вызывает мгновенное прерывание подачи питания, вызывая искровые помехи.

Это сильно мешает чтению и записи компьютерного оборудования, и очень легко вызвать неправильные сигналы на компьютере, а в серьезных случаях это приведет к повреждению жесткого диска.

В высококачественных малогабаритных стабилизаторах напряжения в основном используется двигатель для приведения в действие угольных щеток для стабилизации напряжения.Этот тип стабилизатора напряжения имеет мало помех для электрического оборудования и имеет относительно высокую точность стабилизации напряжения.

1.

(1) Избегайте сильной вибрации и не допускайте попадания агрессивных газов и жидкости внутрь; предохранять от полива и помещать в проветриваемое и сухое место; не накрывайте тканью, чтобы затруднить вентиляцию и отвод тепла.

(2) Используйте трехконтактную розетку (заземленную), и винт заземления на машине должен быть правильно заземлен, в противном случае мы обнаружим, что корпус заряжен при тестировании.Это нормальное явление, вызванное электричеством, индуцированным распределенной емкостью, и его можно устранить после подключения к заземляющему проводу.

Если в корпусе имеется серьезная утечка тока и измеренное сопротивление изоляции меньше 2 МОм, слой изоляции может быть влажным или цепь и корпус закорочены. Перед использованием следует выяснить причину и устранить неисправность.

(3) В стабилизаторе напряжения малой мощности 0,5–1,5 кВА используется предохранитель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания, а стабилизатор напряжения 2–40 кВА работает как автоматический выключатель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания.Если предохранитель часто перегорает или автоматический выключатель часто срабатывает, проверьте, не слишком ли велик потребление электроэнергии.

(4) Когда выходное напряжение превышает значение защиты (значение защиты фазного напряжения установлено на заводе на 250 В ± 5 В), автоматически включается стабилизированный источник питания. Если выходное напряжение стабилизированного источника питания отключено, а индикатор перенапряжения все еще горит, пользователь должен немедленно выключить устройство и проверить сетевое напряжение или стабилизатор напряжения.Если стабилизатор напряжения автоматически отключается (с входом, но без выхода), проверьте, не превышает ли напряжение сети 280 В. Если оно ниже 280 В, проверьте, исправен ли регулятор. Используйте после выяснения причины.

(5) Если выходное напряжение стабилизатора напряжения сильно отличается от 220 В, отрегулируйте потенциометр на панели управления до тех пор, пока выходное напряжение не станет нормальным (если входное напряжение не достигает диапазона регулирования напряжения, это не может быть скорректировано).

(6) Когда сетевое напряжение часто находится на нижнем пределе (<150 В) или верхнем пределе (> 260 В) входного напряжения стабилизатора напряжения, предельный микровыключатель легко затрагивается, и возможен сбой управления. . В это время регулятор напряжения не может регулировать напряжение или его можно только отрегулировать (или можно только отрегулировать), и сначала следует проверить микровыключатель.

(7) Пожалуйста, содержите внутреннюю часть машины в чистоте, пыль будет препятствовать вращению шестерни и влиять на точность выходного напряжения.Пожалуйста, очищайте и своевременно поддерживайте в чистоте контактную поверхность змеевика. Когда угольная щетка сильно изношена, давление следует отрегулировать, чтобы избежать пробоя на контактной поверхности угольной щетки и катушки. Угольную щетку следует заменить, если ее длина меньше 2 мм. А когда плоскость катушки обожжена черным, следует ее отполировать мелкой наждачной бумагой.

(8) Входной конец 3-фазного стабилизатора напряжения должен быть подключен к нейтральной линии , в противном случае стабилизатор напряжения не сможет нормально работать с нагрузкой, и стабилизатор напряжения и электрооборудование будут повреждены.Не используйте заземляющий провод для замены нейтрального провода (но нейтральный и заземляющий провода можно подключать параллельно), а нейтральный провод нельзя подключать к предохранителю.

Рисунок 3. Трехфазный стабилизатор напряжения

(9) Когда выходное напряжение регулятора ниже номинального напряжения (220 В или трехфазное 380 В), проверьте, не слишком ли низкое входное напряжение . Когда номинальное напряжение достигается без нагрузки, а выходное напряжение ниже номинального напряжения под нагрузкой, это происходит из-за того, что поверхность нагрузки входной линии слишком мала, или конец нагрузки превышает диапазон номинальной мощности регулятора, линейное напряжение падение слишком велико, когда используется нагрузка, а входное напряжение ниже, чем нижний предел диапазона регулировки регулятора, в это время вам следует заменить более толстый входной провод или увеличить емкость продукта.

(10) Когда одна нагрузка имеет большую мощность (например, кондиционер и т. Д.), Входная линия длинная, а поверхность нагрузки недостаточна, напряжение значительно снижается, когда нагрузка работает, и загрузка может быть затруднена. Когда нагрузка временно останавливается во время работы, в выходной момент произойдет сбой питания из-за перенапряжения. Если такое явление происходит, это не неисправность регулятора напряжения, и входная линия должна быть улучшена (линия должна быть утолщена, а длина входной линии должна быть сокращена как можно больше, чтобы уменьшить падение напряжения в линии) .

(11) Если выходное напряжение стабилизатора напряжения серьезно отклоняется от 220 В, проверьте

①, находится ли входное напряжение в пределах диапазона стабилизации напряжения;

② сильно ли изношена зубчатая передача мотора и можно ли его вращать;

③ не поврежден ли концевой выключатель;

④ гладкая ли плоскость катушки;

⑤ не повреждена ли плата управления.

(1) При включении стабилизированного источника питания не разбирайте стабилизированный источник питания и не тяните входные и выходные линии стабилизированного источника питания по своему желанию, чтобы предотвратить поражение электрическим током. или другие несчастные случаи, связанные с электробезопасностью.

(2) Входные и выходные линии стабилизированного источника питания должны быть расположены разумно, чтобы предотвратить вытаскивание и износ, которые могут привести к утечкам.

(3) Стабилизированный источник питания должен быть надежно заземлен, и пользователь несет ответственность за поражение электрическим током или травмы людей, вызванные срабатыванием незаземленного провода.

(4) Заземляющий провод стабилизированного источника питания нельзя подключать к объектам общего пользования, таким как трубопроводы отопления, водопроводы, газопроводы и т. Д., чтобы избежать нарушения прав третьих лиц или причинения вреда.

(5) Входные и выходные линии стабилизированного источника питания следует регулярно проверять, чтобы избежать ослабления или падения, что может повлиять на нормальное использование и безопасность стабилизированного источника питания.

(6) Выбор соединительного провода стабилизатора напряжения должен обеспечивать достаточную допустимую нагрузку по току.

(7) Со стабилизатором напряжения следует обращаться осторожно, чтобы избежать сильной вибрации при работе;

(8) Убедитесь, что пружина угольной щетки стабилизатора напряжения имеет достаточное давление, чтобы избежать пробоя на контактной поверхности угольной щетки и катушки;

(9) Непрофессионалы не могут разобрать или отремонтировать стабилизированный блок питания.

Дружеское напоминание: Если стабилизатор напряжения выходит из строя, и вы не можете с этим справиться или прекратите подавать питание на внутреннее оборудование, обратитесь в профессиональную компанию.

Рекомендуемые статьи:

Мультивибратор: схемы, типы и применение

Драйвер светодиода : функции, типы и применение

Что такое цифровая интегральная схема и как ее использовать?

Введение в фотонные интегральные схемы и технологию PIC

режимов стабилизированного тока и напряжения

Давно известно, что внутреннее оборудование автомобиля не полностью заряжает аккумулятор.Для подзарядки используется специальное устройство. Его выбор требует определенных знаний.
Автомобилистам, разбирающимся в радиотехнике, будет интересен простой стабилизатор напряжения, который успешно используется в качестве зарядного устройства.

Выбор зарядного устройства

Для качественной зарядки АКБ требуется стабильное напряжение и сила тока.

Типичное зарядное устройство включает:

Силовой узел. Предназначен для получения постоянного напряжения.Для этого используется понижающий трансформатор или импульсное устройство с выпрямителем;
узел стабилизации тока. Предназначен для поддержания заданного значения зарядного тока с высокой точностью.
По рекомендациям производителей зарядка производится током 1/10 емкости аккумулятора. Например, зарядный ток 6 А при емкости аккумулятора 60 А / ч;
узел стабилизации напряжения. Предназначен для формирования стабилизированного и регулируемого напряжения.
Такое напряжение необходимо на завершающей стадии зарядки.
Рекомендуется начинать зарядку током до 50% от емкости аккумулятора, а затем выставлять напряжение 14,5 В. Автомобильный аккумулятор заряжается до 14,4 В.

Популярны среди автолюбителей, прежде всего, простые схемы стабилизации напряжения.

Выбор схемы регулятора напряжения

Устройство собрано на полевом транзисторе (MOSFET) Q1, который служит регулирующим силовым элементом.Схема предназначена для работы с полупроводником IRLZ44N в ключевом режиме.
Устройство в зависимости от установленного излучателя полевого транзистора переключает токи до 10 А.

В качестве регулируемого стабилитрона U1 используется микросхема TL431.
Вместе с переменным резистором RV1 настраивается схема выходного напряжения. Стабилитрон КР142ЕН19А считается отечественным аналогом микросхемы.

Электролиты C1 C2 C3 50 V являются сглаживающими элементами.Они обеспечивают стабильную работу схемы.

На вход схемы подается напряжение от 6 до 50 В, а на выходе формируется выходное напряжение от 3 до 27 В.
Минимальное напряжение 3 В определяется управляющим напряжением полевого транзистора.

Рассеиваемая мощность устройства не более 50 Вт.
Для отвода тепла полевой транзистор установлен на радиаторе площадью эквивалентной 0,02 м2.
Термопаста или резиновая основа используются для улучшения теплоотвода.

Соединительные провода подключаются к устройству с помощью биполярных контактных площадок.

Печатная плата имеет следующий вид:

Устройство в сборе, получается такого типа:

В целом из недорогих и доступных радиодеталей собрано компактное устройство с большими возможностями.
Кстати, некоторые детали взяты из блока питания компьютера.
Желаем удачной сборки.

Недавно у меня возникла необходимость собрать быстрое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с током зарядки примерно до 3-4 ампер. Не было большого желания для всей мудрости времени, да и вообще желания. Поэтому из закромов вышла старая, но проверенная временем схема регулятора зарядного тока. Обсуждение преимуществ — опасностей стабильного тока заряда аккумулятора оставим за пределами этого поста. Могу только сказать, что схема простая, надежная, проверенная временем. И больше от нее ничего не требуется.

Схема зарядного устройства следующая (для увеличения — кликните по картинке):

Микросхема (К553УД2) была установлена ​​древняя, но так как она была доступна именно там, и тратить время на эксперименты с прочей, более современной, ленью было лень, установили. В качестве резистора R3 использовался шунт от старого тестера.

Может быть из нихрома, но нужно помнить, что его сечения должно быть достаточно.пропускать зарядный ток и при этом не нагреваться.

Шунт, устанавливаемый параллельно амперметру, выбирается исходя из параметров имеющейся измерительной головки. Устанавливается прямо на головные клеммы.

Печатная плата стабилизатора тока зарядного устройства:

В качестве трансформатора подойдет любой от 85 вольт и выше. Напряжение вторичной обмотки 15 вольт. Сечение провода (диаметр меди) от 1,8 мм.

Установлен выпрямительный мост 26МБ120А.Он, конечно, большой мощности для этой конструкции, но монтировать его до боли удобно — прикрутил к радиатору, прикрутил клеммы и все. Спокойно заменяем на любой диодный мост. Главное сохранить необходимый ток (про радиатор тоже не забываем).

За дело подвернулась коробка от старой магнитолы. В верхней плоскости просверлено несколько отверстий для лучшей вентиляции.

Лицевая панель изготовлена ​​из листового текстолита. На амперметр устанавливается шунт, который необходимо регулировать по показаниям тестового амперметра.

Транзистор на радиаторе прикреплен к задней части корпуса.

После сборки устройства проверяем стабилизатор тока, просто закорачивая между (+) и (-). Регулятор должен обеспечивать плавную регулировку во всем диапазоне зарядного тока. При необходимости подбираем резистор R1.

Не забываем, что при этом ВСЕ падение напряжения приходится на регулировочный транзистор! Из-за этого он сильно нагревается! Быстро после проверки снимаем перемычку !!!

Теперь можно использовать зарядное устройство.Он будет стабильно поддерживать зарядный ток во всем диапазоне зарядки. Поскольку устройство не имеет автоматического отключения после зарядки, уровень напряжения на аккумуляторе контролируется по показаниям вольтметра.

Попался в интернете схему двухканального зарядного устройства. Сразу на двух каналах не стал, так как в этом не было необходимости — собрал один. Схема вполне рабочая и заряжается отлично.

Схема накопителя для автомобильных аккумуляторов

Характеристики зарядного устройства

• Напряжение 220 В.
• Выходное напряжение 2 x 16 В.
• Ток заряда 1-10 А.
• Ток разряда 0,1 — 1 А.
• Зарядный ток представляет собой однополупериодный выпрямитель.
• Емкость аккумулятора 10 — 100 А / ч.
• Напряжение аккумуляторных батарей 3,6 — 12 В.

Описание работы: представляет собой зарядно-разрядное устройство на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и тока разряда, что очень удобно и позволяет выбрать оптимальные режимы восстановления пластин аккумулятора исходя из их технического состояния.Использование режима циклического восстановления приводит к значительному снижению выхода сероводородных газов и кислорода за счет их полноценного использования в химической реакции, внутреннее сопротивление и емкость быстро восстанавливаются до рабочего состояния, нет перегрева корпуса. и коробление пластин.

Ток разряда при зарядке асимметричным током должен быть не более 1/5 тока заряда. В инструкции производителя перед зарядкой АКБ необходимо разрядить, то есть перед зарядкой сформировать пластины.Нет необходимости искать подходящую битовую нагрузку, достаточно произвести соответствующее переключение в устройстве. Контрольный разряд желательно проводить током 0,05 ° С от емкости аккумулятора в течение 20 часов. Схема позволяет формировать пластины двух аккумуляторов одновременно с раздельной установкой разрядного и зарядного тока.

Регуляторы тока являются ключевыми регуляторами для мощных полевых транзисторов VT1, VT2.
Оптопары, установленные в цепях обратной связи, необходимы для защиты транзисторов от перегрузки.При больших токах заряда действие конденсаторов С3, С4 минимальным и почти полуволновым током 5 мс с паузой 5 мс ускоряет восстановление пластин аккумулятора, за счет паузы в цикле восстановления отсутствует перегрев пластины и электролиз, рекомбинация ионов электролита с полноценным использованием в химических реакциях атомов водорода и кислорода.

Конденсаторы С2, С3, работающие в режиме умножения напряжения, при переключении диодов VD1, VD2 создают дополнительный импульс для плавления крупнокристаллического сульфата и преобразования оксида свинца в аморфный свинец.Регуляторы тока обоих каналов R2, R5 питаются от параметрических регуляторов напряжения на стабилитронах VD3, VD4. Резисторы R7, R8 в цепях затвора полевых транзисторов VT1, VT2 ограничивают ток затвора до безопасного значения.

Транзисторы оптопары U1, U2 предназначены для обхода напряжения затвора полевых транзисторов при перегрузке токами заряда или разряда. Управляющее напряжение снимается с резисторов R13, R14 в цепях стока, через подстроечные резисторы R11, R12 и через ограничивающие резисторы R9, R10 на светодиоды оптопаров.При повышении напряжения на резисторах R13, R14 открываются транзисторы оптопары и снижается управляющее напряжение на затворах полевых транзисторов, уменьшаются токи в цепи сток-исток.

Обсудить статью ЛЕГКАЯ РЕГУЛИРУЕМАЯ ЗАРЯДКА АВТОМОБИЛЯ

Бывают случаи, когда необходимо пропустить через светодиоды стабильный ток, ограничить ток зарядки аккумуляторов или проверить источник питания, но под рукой реостата нет.В этом и не только случае специальные схемные решения помогут ограничить, отрегулировать и стабилизировать ток. Далее подробно рассматриваются схемы стабилизаторов и регуляторов тока.

Источники тока, в отличие от источников напряжения, стабилизируют выходной ток, изменяя выходное напряжение, так что ток через нагрузку всегда остается неизменным.
Таким образом, источник тока отличается от источника напряжения, как вода отличается от земли. Типичное применение источников тока — питание светодиодов, зарядка аккумуляторов и т. Д.
Внимание! Не путайте стабилизатор тока со стабилизатором напряжения! Это может плохо кончиться =)

Стабилизатор тока простой на КРЕНке

Для этого стабилизатора тока достаточно применить КР142ЕН12 или ЛМ317. Это регулируемые стабилизаторы напряжения, способные работать с токами до 1,5 А, входными напряжениями до 40 В и рассеивать мощность до 10 Вт (в зависимости от теплового режима).
Схема и применение показаны на рисунках ниже.

Собственное потребление этих микросхем относительно невелико — около 8мА и это потребление практически не меняется при изменении тока, протекающего по рулону, или входного напряжения.Как видите, на приведенных схемах стабилизатор LM317 работает как стабилизатор напряжения, удерживая на резисторе R3 постоянное давление, которое можно регулировать в определенных пределах с помощью конструктивного резистора R2. В этом случае R3 называется резистором, генерирующим ток. Поскольку сопротивление R3 постоянно, ток через него будет стабильным. Текущий входной валок будет примерно на 8 мА больше.

Таким образом, мы получили простой, как веник, стабилизатор тока, который можно использовать как электронную нагрузку, источник тока для зарядки аккумуляторов и т. Д.

Встроенные стабилизаторы довольно быстро реагируют на изменение входного напряжения. Недостатком такого регулятора тока является очень большое сопротивление резистора питания R3 и, как следствие, необходимость использования более мощных и дорогих резисторов.

Стабилизатор тока простой на двух транзисторах

Широкое распространение получили простенькие стабилизаторы тока на двух транзисторах. Главный недостаток этой схемы — не очень хорошая стабильность тока в нагрузке при изменении напряжения питания.Однако для многих приложений подходят и такие характеристики.

На следующей схеме показан стабилизатор тока на транзисторе. В этой схеме резистор подачи тока — R2. С увеличением тока через VT2 увеличивается напряжение на токоподводящем резисторе R2, который при значении примерно 0,5 … 0,6 В начинает открывать транзистор VT1. Открытие транзистора VT1 начинает закрывать транзистор VT2 и ток через VT2 уменьшается.

Вместо биполярного транзистора VT2 можно применить — полевой транзистор.

Стабилитрон VD1 выбран на напряжение 8 … 15 В и необходим в случаях, когда напряжение источника питания достаточно высокое и может пробить затвор полевого транзистора. Для мощного полевого МОП-транзистора это напряжение составляет около 20 В. Ниже приведена схема стабилизатора тока, использующего полевой МОП-транзистор.

Следует иметь в виду, что полевые МОП-транзисторы открываются при напряжении затвора не менее 2В, соответственно, напряжение, необходимое для нормальной работы схемы стабилизатора тока, также увеличивается.При зарядке аккумуляторов и некоторых других задачах достаточно будет включить транзистор VT1 с резистором R1 непосредственно на источник питания как показано на рисунке:

В схемах стабилизаторов тока на транзисторах необходимое значение токонесущего резистора при заданном значении тока примерно в два раза меньше, чем в схемах со стабилизатором в КР142ЕН12 или LM317. Это позволяет применить токоведущий резистор меньшей мощности.

Стабилизатор тока на операционном усилителе (на ОУ)

Если необходимо собрать стабилизатор тока с широкой регулировкой или стабилизатор тока с резистором, задающим ток на порядок или даже на два меньше, чем на схемах, показанных ранее, можно применить схему усилителя ошибки на операционном усилителе ( операционный усилитель).Схема такого стабилизатора тока представлена ​​на рисунке:

В этой схеме токоподводящий резистор R7. ОУ DA2.2 усиливает напряжение токоподводящего резистора R7 — это усиленное напряжение ошибки. OA DA2.1 сравнивает опорное напряжение и напряжение ошибки и регулирует состояние полевого транзистора VT1.

Обратите внимание, что для схемы требуется отдельное питание, подаваемое на разъем XP2. Напряжение питания должно быть достаточным для работы компонентов схемы и не превышать значения напряжения пробоя затвора MOSFET VT1.

В качестве генератора опорного напряжения на схеме на рис. 7 применена микросхема DA1 REF198 с выходным напряжением 4,096В. Это довольно дорогая микросхема, поэтому можно заменить ее штатной накаткой, а если напряжение питания схемы (+ U) стабильно, то можно обойтись без регулятора напряжения в этой схеме. В этом случае переменный резистор R подключается не к REF, а к + U. В случае электронной схемы управления выход 3 DA2.1 может быть подключен непосредственно к выходу ЦАП.

Для настройки схемы нужно установить ползунок переменного резистора R1 в верхнее положение на схеме, подстроечным резистором R3 установить необходимое значение тока — это значение будет максимальным. Теперь резистор R1 может регулировать ток через VT1 от 0 до максимального тока, установленного при настройке. Элементы R2, C2, R4 необходимы для предотвращения возбуждения цепи. Из-за этих элементов временные характеристики не идеальны, как видно из формы волны.

На осциллограмме луч 1 (желтый) показывает напряжение нагруженного ИП (источника питания), луч 2 (синий) показывает напряжение на токоведущем резисторе R7.Как видите, за 80 мкс по цепи протекает ток в несколько раз больше установленного.

Стабилизатор тока на микросхеме импульсного регулятора напряжения

Иногда стабилизатор тока требуется не только для работы в широком диапазоне напряжений питания и нагрузок, но и для обеспечения высокого КПД. В этих случаях компенсирующие стабилизаторы не подходят и их заменяют импульсные стабилизаторы (ключ). Кроме того, импульсные стабилизаторы с малым входным напряжением могут получать высокое напряжение на нагрузку.

• Электропитание 2 … 16,5 В
• Собственное потребление 110uA
• Выходная мощность до 15 Вт
• КПД при токе нагрузки 10 мА … 1 А достигает 90%
• Опорное напряжение 1,5 В

На рисунке показан один из вариантов включения микросхемы, и мы возьмем его за основу нашей схемы.

Упрощенный процесс стабилизации выглядит следующим образом. Резисторы R1 и R2 являются делителями выходного напряжения микросхемы, как только напряжение деления, подаваемое на вывод FB микросхемы MAX771, превышает опорное напряжение (1.5V) микросхема снижает выходное напряжение и наоборот — если напряжение на выводе FB меньше 1,5В, микросхема увеличивает входное напряжение.

Очевидно, что если схемы управления модифицированы так, что MAX771 реагирует (и соответственно регулирует) выходной ток, то мы получим стабилизированный источник тока.
Ниже показана модифицированная схема с ограничением выходного напряжения и вариант нагрузки.

При небольшой нагрузке, при падении напряжения на резисторе измерения тока R3 меньше 1.5V, схема на рис. 10а работает как стабилизатор напряжения, стабилизируя напряжение на уровне стабилитрона VD2 + 1,5В. Как только ток нагрузки становится достаточно большим, падение напряжения на R3 увеличивается и схема переходит в режим стабилизации тока.

Резистор R8 устанавливается на тот случай, если напряжение стабилизации может быть большим — более 16,5В. Резистор R3 токогенераторный и рассчитывается по формуле: R3 = 1,5 / Iст.
Недостатком схемы является достаточно большое падение напряжения на резисторе измерения тока R3.Этот недостаток устраняется использованием операционного усилителя (ОУ) для усиления сигнала с резистора R3. Например, если требуется уменьшить сопротивление резистора в 10 раз при заданном токе, тогда усилитель на операционном усилителе должен усилить напряжение, падающее на R3, также в 10 раз.

Заключение

Итак, было рассмотрено несколько схем, выполняющих функцию стабилизации тока. Конечно, эти схемы можно улучшить за счет увеличения скорости, точности и т. Д. В качестве датчика тока можно использовать специализированные микросхемы и делать сверхмощные регулирующие элементы, но эти схемы идеальны, когда нужно быстро создать инструмент, облегчающий вашу работу. или решить определенный круг задач.

Данные об импорте и цена микросхем в соответствии с кодом ГС 85423900

97 901 Ноя 21 год 2016

Регулируемый стабилизатор ШИМ.Особенности применения импульсного регулятора напряжения. Цены в Китае

новости

Добавлена ​​новая категория товаров — «Стойки коммутационные»
13 июля 2016, 22:40

Бесплатно

Бесплатная доставка по Москве при заказе от 10 000 руб.

В настоящее время на рынке широко представлены микросхемы (отечественные и импортные), реализующие другой набор функций ШИМ-управления для импульсных источников питания. Среди микросхем этого типа весьма популярен КР1114ЕУ4 (производитель. ЗАО «Силикон-Маркетинг», Россия). Его импортный аналог — TL494CN (Texas Instrument). Кроме того, он выпускается рядом компаний под разными названиями. Например, (Япония) производит микросхему IR3M02, (Корея) — КА7500, ф.Fujitsu (Япония) MB3759.

Микросхема КР1114ЕУ4 (TL494) представляет собой ШИМ-контроллер для импульсного блока питания, работающего на фиксированной частоте. Структура микросхемы представлена ​​на рис. 1.

На основе данной микросхемы можно разработать схемы управления двухтактными и несимметричными импульсными источниками питания. В микросхеме реализован полный набор функций управления ШИМ: формирование опорного напряжения, усиление сигнала ошибки, формирование пилообразного напряжения, модуляция ШИМ, формирование 2-тактного выхода, защита от сквозных токов и др.Выпускается в 16-выводном корпусе, распиновка показана на рис. 2.

Встроенный генератор пилообразного напряжения требует только двух внешних компонентов для установки частоты, Rt и Ct. Частота генератора определяется по формуле:

Чтобы выключить генератор удаленно, вы можете использовать внешний ключ, чтобы замкнуть вход RT (контакт 6) на выход ION (контакт 14) или замкнуть вход CT (контакт 5) на общий провод.

Микросхема имеет встроенный источник опорного напряжения (Uref = 5.0 В), обеспечивающий ток утечки до 10 мА для смещения компонентов внешней цепи. Опорное напряжение имеет погрешность 5% в диапазоне рабочих температур от 0 до + 70 ° C.

Блок-схема импульсного понижающего регулятора показана на рис. 3.

Регулирующий элемент OM преобразует входное постоянное напряжение UBX в последовательность импульсов определенной длительности и частоты, а сглаживающий фильтр (дроссель L1 и конденсатор C1 снова преобразует их в выходное постоянное напряжение.Диод VD1 замыкает токовую цепь через дроссель при выключении ОМ. обратная связь Схема управления КС управляет регулирующим элементом таким образом, что в результате достигается заданная стабильность выходного напряжения Uн.

Стабилизаторы, в зависимости от метода стабилизации, могут быть релейными, с частотно-импульсной модуляцией (PFM) и с широтно-импульсной модуляцией (PWM). В стабилизаторах с ШИМ частота (период) импульсов является постоянной величиной, а их длительность обратно пропорциональна величине выходного напряжения.На рисунке 4 показаны импульсы с различным коэффициентом заполнения Ks.

ШИМ имеют следующие преимущества перед стабилизаторами других типов:

Частота преобразования оптимальна (по КПД), определяется внутренним генератором схемы управления и не зависит от других факторов; частота пульсаций при нагрузке постоянна, что удобно для построения фильтров подавления; Возможна синхронизация частот преобразования неограниченного количества стабилизаторов, что исключает возникновение биений при питании нескольких стабилизаторов от общего первичного источника постоянного тока.

Единственное, что схемы ШИМ отличаются относительно сложной схемой управления. Но разработка интегральных схем типа КР1114ЕУ4, содержащих большую часть блоков управления с ШИМ внутри, позволяет значительно упростить импульсные стабилизаторы.

Схема импульсного понижающего стабилизатора на базе КР1114ЕУ4 представлена ​​на рис. 5.

Максимальное входное напряжение стабилизатора составляет 30 В, оно ограничено максимально допустимым напряжением сток-исток p-канального полевого транзистора VT1 (RFP60P03).Резистор R3 и конденсатор С5 задают частоту генератора пилообразного напряжения, которая определяется по формуле (1). С источника опорного напряжения (вывод 14) D1 через резистивный делитель R6-R7 часть опорного напряжения поступает на инвертирующий вход первого усилителя ошибки (вывод 2). Сигнал обратной связи через делитель R8-R9 поступает на неинвертирующий вход первого усилителя ошибки (вывод 1) микросхемы. Выходное напряжение регулируется резистором R7. Резистор R5 и конденсатор C6 выполняют частотную коррекцию первого усилителя.

Следует отметить, что независимые выходные драйверы микросхемы обеспечивают работу выходного каскада как в двухтактном, так и в однотактном режимах. В стабилизаторе выходной драйвер микросхемы включен в однотактном режиме. Для этого к общему проводу подключают вывод 13. Два выходных транзистора (их коллекторы — выводы 8, 11, эмиттеры — выводы 9, 10) соединены по схеме с общим эмиттером и работают параллельно. В этом случае выходная частота равна частоте генератора.Выходной каскад микросхемы через резистивный делитель

R1-R2 управляет регулирующим элементом стабилизатора — полевым транзистором VT1. Для более стабильной работы стабилизатора питания микросхемы (вывод 12) в комплект входит LC-фильтр L1-C2-C3. Как видно из схемы, при использовании КР1114ЕУ4 относительно небольшое количество внешних элементов … Снизить коммутационные потери и повысить КПД стабилизатора удалось благодаря применению диода Шоттки (VD2) КД2998Б ( Unp = 0.54 В, Urev = 30 В, lpr = 30 A, fmax = 200 кГц).

Самовосстанавливающийся предохранитель FU1 MF-R400 используется для защиты стабилизатора от перегрузки по току. Принцип действия таких предохранителей основан на свойстве резко увеличивать свое сопротивление под воздействием определенного значения тока или температуры окружающей среды и автоматически восстанавливать свои свойства при устранении этих причин.

Стабилизатор имеет максимальный КПД (около 90%) на частоте 12 кГц, а КПД при выходной мощности до 10 Вт (Uout = 10 В) достигает 93%.

Детали и конструкция. Постоянные резисторы — типа С2-ЗЗН, переменные — СП5-3 или СП5-2ВА. Конденсаторы С1 С3, С5-К50-35; C4, C6, C7 -K10-17. Диод VD2 можно заменить любым другим диодом Шоттки с параметрами не хуже указанных, например, 20TQ045. Микросхема КР1114ЕУ4 заменена на TL494LN или TL494CN. Дроссель L1 — ДМ-0,1-80 (0,1 А, 80 мкГн). Дроссель L2 с индуктивностью около 220 мкГн выполнен на двух кольцевых магнитопроводах, сложенных вместе. МП-140 К24х13х6,5 и содержит 45 витков провода ПЭТВ-2 01.1 мм, уложить равномерно в два слоя по всему периметру кольца. Между слоями укладываются два слоя лакированной ткани. ЛШМС-105-0.06 ГОСТ 2214-78. Самовосстанавливающийся предохранитель типа MF-RXXX можно выбрать для каждого конкретного применения.

Стабилизатор выполнен на макете размером 55х55 мм. Транзистор устанавливается на радиатор площадью не менее 110 см2. При установке желательно разделить общий провод силовой части и общий провод микросхемы, а также минимизировать длину жил (особенно силовой части).Стабилизатор при правильной установке в регулировке не нуждается.

Общая стоимость закупленных радиоэлементов стабилизатора составила около 10 долларов, а стоимость транзистора VT1 — 3 … 4. Для удешевления вместо транзистора RFP60P03 можно использовать более дешевый RFP10P03, но, конечно, это несколько ухудшит характеристики стабилизатора.

Блок-схема импульсного параллельного импульсного регулятора вольтодобавочного типа представлена ​​на рис. 6.

В этом стабилизаторе регулирующий элемент RE, работающий в импульсном режиме, включен параллельно нагрузке Rh.Когда RE открыт, ток от входного источника (Ubx) протекает через дроссель L1, накапливая в нем энергию. При этом диод VD1 отключает нагрузку и не дает разрядиться конденсатору С1 через открытый ОМ. Ток в нагрузку в этот период времени идет только от конденсатора С1. В следующий момент при замыкании УЭ к входному напряжению добавляется ЭДС самоиндукции дросселя L1, и энергия дросселя передается нагрузке. В этом случае выходное напряжение будет больше входного.В отличие от понижающего стабилизатора (рис.1), здесь дроссель не является фильтрующим элементом, и выходное напряжение становится выше входного на величину, которая определяется индуктивностью дросселя L1 и скважностью. управляющего элемента регулирующего элемента.

Принципиальная схема импульсного повышающего регулятора показана на рисунке 7.

В нем используются в основном те же электронные компоненты, что и в схеме понижающего стабилизатора (рис. 5).

Можно уменьшить пульсации, увеличив пропускную способность выходного фильтра. Для более «мягкого» пуска конденсатор C9 подключается между общим проводом и неинвертирующим входом первого усилителя ошибки (вывод 1).

Постоянные резисторы — С2-ЗЗН, переменные — СП5-3 или СП5-2ВА.

Конденсаторы С1 С3, С5, С6, С9 — К50-35; C4, C7, C8 — K10-17. Транзистор VT1 — IRF540 (n-канальный полевой транзистор с Usi = 100 В, lc = 28 А, Rsi = 0,077 Ом) — установлен на радиаторе с эффективной площадью поверхности не менее 100 см2.Дроссель L2 такой же, как и в предыдущей схеме.

Первый раз включать стабилизатор лучше при малой нагрузке (0,1 … 0,2 А) и минимальном выходном напряжении. Затем медленно увеличивайте выходное напряжение и ток нагрузки до максимальных значений.

Если повышающий и понижающий стабилизаторы работают при одном и том же входном напряжении Uin, то их частота преобразования может быть синхронизирована. Для этого (если понижающий стабилизатор — ведущий, а повышающий — ведомый) в повышающем стабилизаторе необходимо снять резистор R3 и конденсатор С7, выводы 6 и 14 микросхемы D1 должен быть замкнут, а выход 5 D1 должен быть подключен к выходу 5 D1 понижающего стабилизатора.

В повышающем стабилизаторе дроссель L2 не участвует в сглаживании пульсаций выходного постоянного напряжения, поэтому для качественной фильтрации выходного напряжения необходимо использовать фильтры с достаточно большими значениями L и C. Это, соответственно, приводит к увеличению массы и габаритов фильтра и устройства в целом. Следовательно, удельная мощность понижающего регулятора больше, чем у повышающего регулятора.

Мне понадобилось изготовить регулятор скорости для пропеллера.Чтобы сдуть дым от паяльника, и проветрить лицевую часть лица. Ну и ради интереса выложить все по минимальной стоимости. Самый простой способ — это, конечно, регулировать маломощный двигатель постоянного тока с помощью переменного резистора, но найти резистор на такое маленькое номинальное значение и даже на требуемую мощность будет очень сложно, и он, очевидно, будет стоимость более десяти рублей. Поэтому наш выбор — PWM + MOSFET.

Я взял ключ IRF630 … Почему именно этот MOSFET ? Да, я их откуда-то взял около десяти.Я использую его, чтобы можно было поставить что-то менее габаритное и маломощное. Потому что ток здесь вряд ли будет больше ампера, а IRF630 сможет протянуть через себя под 9А. Зато можно будет сделать целый каскад вентиляторов, подключив их к одному спиннеру — мощности хватит 🙂

А теперь пора подумать, что будем делать PWM … Сразу напрашивается мысль сам по себе — микроконтроллер. Возьми немного Tiny12 и приготовь на нем.Я сразу отбросил эту мысль.

1. Тратить такую ​​ценную и дорогую деталь на какой-нибудь вентилятор — это большое дело для меня. Я найду более интересную задачу для микроконтроллера
2. Еще софт для этого написать, вдвойне западло.
3. Напряжение питания там 12 вольт, понижать его для питания МК до 5 вольт вообще уже лень
4. IRF630 не откроется с 5 вольт, так что еще надо было бы установить транзистор, чтобы он питал высокий потенциал ворот полевого работника.Нафиг нафиг.

Операционные усилители можно сразу отказаться. Дело в том, что ОУ общего назначения после 8-10 кГц, как правило, предельное выходное напряжение начинает резко падать, и нам нужно дергать полевого работника. Причем на сверхзвуковой частоте, чтобы не пищать.

Компараторы остались, у них нет возможности операционного усилителя плавно изменять выходное напряжение, они могут сравнивать только две пружины и закрывать выходной транзистор по результатам сравнения, но делают это быстро и без падения характеристик. Пошарил дно бочки и компараторов не нашел.Засада! Точнее, это был LM339 , но он был в большом корпусе, и религия не позволяет мне спаять микросхему больше 8 футов для такой несложной задачи. Также было сломано, чтобы тащиться в сарай для хранения. Что делать?

И тут я вспомнил о такой замечательной штуке, как аналоговый таймер — NE555 … Это своего рода генератор, в котором можно задавать частоту, а также длительность импульса и паузы комбинацией резисторов и конденсатора. Сколько разной чепухи было сделано на этом таймере за его более чем тридцатилетнюю историю… До сих пор эта микросхема, несмотря на почтенный возраст, штампуется миллионными тиражами и есть практически в каждом магазине по цене в несколько рублей. Вот, например, он стоит около 5 рублей. Я порылся на дне бочки и нашел пару штук. О! Щас замутим.

Как это работает
Если не углубляться в устройство таймера 555, то это несложно.Грубо говоря, таймер отслеживает напряжение на конденсаторе С1, которое он снимает с выхода THR (THRESHOLD — порог). Как только он достигает максимума (конденсатор заряжается), так открывается внутренний транзистор. Которая замыкает вывод DIS (DISCHARGE — разряд) на землю. При этом на выходе OUT появляется логический ноль. Конденсатор начинает разряжаться через DIS и когда напряжение на нем становится равным нулю (полный разряд), система переходит в противоположное состояние — на выходе 1 транзистор закрывается.Конденсатор снова начинает заряжаться, и все повторяется снова.
Заряд конденсатора С1 идет по пути: « R4-> верхнее плечо R1 -> D2 », а разряд по ходу: D1 -> нижнее плечо R1 -> DIS … При повороте переменным резистором R1 изменяется соотношение сопротивлений верхнего и нижнего плеча. Это, соответственно, изменяет отношение длительности импульса к паузе.
Частота задается в основном конденсатором C1 и все же немного зависит от значения сопротивления R1.
Резистор R3 подтягивает выход к высокому уровню — выход с открытым коллектором. Которая не способна самостоятельно установить высокий уровень.

Диоды можно устанавливать абсолютно любые, конденсаторы примерно одинакового номинала, отклонения в пределах одного порядка особо не влияют на качество работы. При 4,7 нофарад, установленной в C1, например, частота снижается до 18 кГц, но вы ее почти не слышите, мой слух уже не идеален 🙁

Покопался в бинке, который сам рассчитывает параметры таймера NE555 и собрал оттуда схему, для нестабильного режима с скважностью менее 50%, и вкрутил переменный резистор вместо R1 и R2, который изменил скважность выходного сигнала.Просто нужно обратить внимание на то, что выход DIS (РАЗРЯД) через ключ внутреннего таймера соединен с землей, поэтому нельзя было посадить его напрямую на потенциометр , так как при повороте регулятора в крайнее положение это штифт приземлится на Vcc. А при открытии транзистора произойдет естественное короткое замыкание и таймер с красивой затяжкой испустит волшебный дым, на котором, как известно, работает вся электроника. Как только дым выходит из микросхемы, она перестает работать.Итак, это все. Поэтому берем и добавляем еще один килоомный резистор. Никакую погоду в норме он не сделает, но защитит от выгорания.

Сказано — сделано. Протравил плату, припаял компоненты:

Снизу все просто.
Вот и прикрепляю уплотнитель, в родном Sprint Layout —

А это натяжение двигателя. Виден небольшой переходный процесс. Надо параллельно кондерчик поставить на микрофарадный пол и разгладить.

Как видите, частота плавающая — это понятно, потому что у нас рабочая частота зависит от резисторов и конденсатора, а поскольку они меняются, то и частота плавает, но это не имеет значения. Во всем диапазоне регулирования он никогда не попадает в слышимый диапазон. И вся конструкция обошлась в 35 рублей, не считая корпуса. Итак — прибыль!

При работе с множеством различных технологий часто возникает вопрос, как управлять имеющейся мощностью? Что делать, если его нужно опустить или поднять? Ответ на эти вопросы — ШИМ-контроллер.Какой он? Где это применяется? А как самому собрать такой прибор?

Что такое широтно-импульсная модуляция?

Нет смысла продолжать без разъяснения значения этого термина. Итак, широтно-импульсная модуляция — это процесс управления мощностью, подаваемой на нагрузку, осуществляемый путем изменения рабочего цикла импульсов, который выполняется с постоянной частотой. Существует несколько типов широтно-импульсной модуляции:

1. Аналоговая.

2.Цифровой.

3. Бинарный (двухуровневый).

4. Тройной (трехуровневый).

Что такое ШИМ-контроллер?

Теперь, когда мы знаем, что такое широтно-импульсная модуляция, мы можем поговорить об основной теме статьи. Регулятор PWM используется для регулирования напряжения питания и предотвращения мощных инерционных нагрузок в автомобилях и транспортных средствах. Это может показаться слишком сложным, и его лучше всего проиллюстрировать на примере. Например, необходимо сделать так, чтобы лампы внутреннего освещения меняли яркость не сразу, а постепенно.То же самое касается габаритных огней, автомобильных фар или вентиляторов. Это желание можно реализовать, установив транзисторный регулятор напряжения (параметрический или компенсационный). Но при большом токе он будет чрезвычайно мощным и потребует установки дополнительных больших радиаторов или дополнения в виде системы принудительного охлаждения с использованием небольшого вентилятора, снятого с компьютерного устройства. Как видите, данный путь влечет за собой множество последствий, которые необходимо преодолеть.

Настоящим спасением от этой ситуации стал ШИМ-контроллер, работающий на мощных полевых силовых транзисторах… Они могут коммутировать большие токи (которые достигают 160 ампер) при напряжении всего 12-15В на затворе. Следует отметить, что сопротивление открытого транзистора довольно низкое, и за счет этого уровень рассеиваемой мощности может быть значительно снижен. Для создания собственного ШИМ-регулятора вам понадобится схема управления, которая может обеспечить разность напряжений между истоком и затвором в диапазоне 12-15В. Если этого добиться не удастся, сопротивление канала значительно увеличится, а рассеиваемая мощность значительно увеличится.А это, в свою очередь, может привести к тому, что транзистор перегреется и выйдет из строя.

Выпускается ряд микросхем для ШИМ-регуляторов, которые выдерживают повышение входного напряжения до уровня 25-30В, при этом напряжение питания будет всего 7-14В. Это включит выходной транзистор в схеме вместе с общим стоком. Это, в свою очередь, необходимо для подключения нагрузки к общему минусу. Примеры включают следующие образцы: L9610, L9611, U6080B … U6084B.Большинство нагрузок потребляют не более 10 ампер, поэтому они не могут вызвать провалов напряжения. И в результате можно использовать простые схемы без доработки в виде дополнительного блока, который будет увеличивать напряжение. И именно такие образцы ШИМ-контроллеров и будут рассмотрены в статье. Они могут быть построены на базе асимметричного или ждущего мультивибратора. Отдельно стоит сказать о ШИМ-регуляторе оборотов двигателя. Подробнее об этом позже.

Схема №1

Данная схема ШИМ-регулятора собрана на КМОП инверторах.Это генератор прямоугольных импульсов, который работает на 2 логических элементах. Благодаря диодам постоянная времени разряда и заряда частотно-регулирующего конденсатора здесь изменяется отдельно. Это позволяет изменять рабочий цикл, который имеют выходные импульсы, и, как следствие, значение действующего напряжения на нагрузке. В этой схеме можно использовать любые инвертирующие КМОП-элементы, а также ИЛИ-НЕ и I. В качестве примеров подойдут К176ПУ2, К561ЛН1, К561ЛА7, К561ЛЕ5.Вы можете использовать другие типы, но перед этим вы должны хорошо подумать о том, как правильно сгруппировать их входные данные, чтобы они могли выполнять назначенные функции. Достоинства схемы — доступность и простота элементов. Недостатки — сложность (практически невозможность) доработки и несовершенство в части изменения диапазона выходного напряжения.

Схема №2

Обладает лучшими характеристиками, чем первый образец, но труднее в исполнении.Он может регулировать эффективное напряжение на нагрузке в диапазоне 0-12 В, до которого оно изменяется от начального значения 8-12 В. Максимальный ток зависит от типа полевого транзистора и может достигать значительных значений. Учитывая, что выходное напряжение пропорционально входному управляющему напряжению, эту схему можно использовать как часть системы управления (для поддержания уровня температуры).

Причины разброса

Чем привлекает автолюбителей ШИМ-контроллер? Следует отметить стремление к повышению эффективности при конструировании вторичной обмотки электронного оборудования… Благодаря этому свойству эта технология также может использоваться при производстве компьютерных мониторов, дисплеев в телефонах, ноутбуках, планшетах и ​​подобном оборудовании, а не только в автомобилях. Также следует отметить, что эта технология значительно дешевле при ее использовании. Также, если вы решили не покупать, а собрать ШИМ-контроллер самостоятельно, то вы сможете сэкономить при улучшении собственной машины.

Заключение

Ну теперь вы знаете, что такое ШИМ-регулятор мощности, как он работает, да еще и сами можете собрать такие устройства.Поэтому, если есть желание поэкспериментировать с возможностями своего автомобиля, можно сказать по этому поводу только одно — делайте это. Более того, вы можете не только использовать представленные здесь схемы, но и существенно модифицировать их, обладая соответствующими знаниями и опытом. Но даже если с первого раза не все получится, то можно получить очень ценную вещь — опыт. Кто знает, где это может пригодиться в следующий раз и насколько это будет важно.

За последние 10-20 лет количество бытовой электроники выросло в геометрической прогрессии.Существует огромное количество разнообразных электронных компонентов и готовых модулей. Требования к питанию также увеличились, многие из них требуют стабилизированного напряжения или стабильного тока.

Драйвер чаще всего используется в качестве стабилизатора тока для светодиодов и зарядки автомобильного аккумулятора. Такой источник теперь можно найти в каждом светодиодном прожекторе, лампе или светильнике. Рассмотрим все варианты стабилизации, начиная от старых и простых до самых эффективных и современных. Их еще называют светодиодными драйверами.

• 1.Типы стабилизаторов
• 2. Популярные модели
• 3. Стабилизатор для светодиодов
• 4. Драйвер на 220 В
• 5. Стабилизатор тока, схема
• 6. LM317
• 7. Регулируемый стабилизатор тока
• 8. Цены в Китай

Типы стабилизаторов

Импульсный регулируемый постоянный ток

15 лет назад на первом году обучения я сдал тесты по предмету «Блоки питания» для радиоэлектронной техники. С тех пор и по сегодняшний день самой популярной и популярной является микросхема LM317 и ее аналоги, относящаяся к классу линейных стабилизаторов.

На данный момент существует несколько типов стабилизаторов напряжения и тока:

1. линейные до 10А и входное напряжение до 40В;
2. импульсный с высоким входным напряжением, понижающий;
3. импульсный с низким входным напряжением, повышающий.

На импульсном ШИМ контроллере обычно от 3 до 7 ампер в характеристиках. На самом деле это зависит от системы охлаждения и эффективности в том или ином режиме. Повышение от низкого входного напряжения к выходному дает более высокое.Этот вариант используется для блоков питания с небольшим количеством вольт. Например, в автомобиле, когда от 12В нужно сделать 19В или 45В. С баком проще, кайф снижен до желаемого уровня.

Обо всех способах питания светодиодов читайте в статье «на 12 и 220В». Отдельно описаны схемы подключения от самых простых за 20 рублей до полноценных блоков с хорошим функционалом.

По функциональности делятся на специализированные и универсальные. Универсальные модули обычно имеют 2 переменных сопротивления для установки Вольт и Ампера на выходе.Специализированные чаще всего не имеют строительных элементов, а выходные значения фиксированы. Среди специализированных широко распространены стабилизаторы тока для светодиодов; в Интернете существует большое количество схем.

Популярные модели

Lm2596

Среди импульсных стал популярным LM2596, но по современным меркам он имеет невысокий КПД. Если больше 1 ампера, то потребуется радиатор. Небольшой список похожих:

1. LM317
2. LM2576
3. LM2577
4. LM2596
5. MC34063

Добавлю современный китайский ассортимент, который хорош по характеристикам, но встречается гораздо реже.На Алиэкпресс помогает поиск по маркировке. Список собран по интернет-магазинам:

• MP2307DN
• XL4015
• MP1584EN
• XL6009
• XL6019
• XL4016
• XL4005
• L7986A

Также подходит для китайских ДХО дневных ходовых огней. Благодаря невысокой стоимости светодиоды подключаются через резистор к автомобильному аккумулятору или автомобильной сети. Но напряжение скачками до 30 вольт импульсами. Некачественные светодиоды не выдерживают таких скачков и начинают гаснуть.Скорее всего, вы видели мигающие ДХО или ходовые огни, у которых не работают некоторые светодиоды.

Собрать схему своими руками по этим элементам будет несложно. В основном это стабилизаторы напряжения, которые включаются в режиме стабилизации тока.

Не путайте максимальное напряжение всего блока и максимальное напряжение ШИМ-контроллера. На блок можно установить низковольтные конденсаторы на 20В, когда импульсная микросхема имеет на входе до 35В.

Стабилизатор для светодиодов

Стабилизатор тока для светодиодов сделать своими руками проще всего на LM317, достаточно рассчитать резистор для светодиода на онлайн-калькуляторе. Питание можно использовать под рукой, например:

1. Блок питания для ноутбука 19В;
2. от принтера на 24В и 32В;
3. от бытовой электроники на 12 вольт, 9В.

Преимущества такого преобразователя: низкая цена, простота покупки, минимум деталей, высокая надежность.Если схема стабилизатора тока более сложная, то собрать ее своими руками становится не рационально. Если вы не радиолюбитель, то импульсный стабилизатор тока купить проще и быстрее. В дальнейшем его можно модифицировать до требуемых параметров. Подробнее читайте в разделе «Готовые модули».

Драйвер 220 В

Если вас интересует драйвер для светодиода 220 В, то лучше заказать или купить. У них средняя сложность изготовления, но настройка займет больше времени и потребует опыта настройки.

Драйвер светодиодов 220 может быть восстановлен от неисправных светодиодных ламп, ламп и прожекторов, имеющих неисправную светодиодную цепь. Кроме того, можно модифицировать практически любой существующий драйвер. Для этого узнайте модель ШИМ-контроллера, на котором собран преобразователь. Обычно выходные параметры задаются резистором или несколькими. В таблице данных посмотрите, какое сопротивление должно быть, чтобы получить требуемые Ампера.

Если поставить регулируемый резистор рассчитанного номинала, то количество Ампера на выходе будет регулируемым.Только не превышайте указанную номинальную мощность.

Стабилизатор тока, схема

Мне часто приходится просматривать ассортимент на Алиэкспресс в поисках недорогих, но качественных модулей. Разница в стоимости может быть в 2-3 раза, нужно время на поиск минимальной цены … Но благодаря этому я размещаю заказ на 2-3 штуки на тесты. Покупаю по отзывам и советам производителей, покупающих комплектующие в Китае.

Июнь 2016 Оптимальным выбором стал универсальный модуль на XL4015, цена которого 110 руб. С бесплатной доставкой… Его характеристики подходят для подключения мощных светодиодов до 100 Вт.

Схема находится в режиме драйвера.

Стандартно корпус XL4015 припаян к плате, которая служит радиатором. Для улучшения охлаждения на корпус XL4015 необходимо установить радиатор. Большинство ставят его сверху, но эффективность такой установки невысока. Лучше систему охлаждения поставить на нижнюю часть платы, напротив точки пайки микросхемы.В идеале лучше распаять и поставить на полноценный радиатор через термопасту. Ноги, скорее всего, придется удлинить проволокой. Если для контроллера требуется такое серьезное охлаждение, то диод Шоттки тоже понадобится. Придется также надеть его на радиатор. Такая доработка значительно повысит надежность всей схемы.

В основном модули не защищены от неправильного питания. Это мгновенно отключит их, будьте осторожны.

LM317

Применение (рулон) даже не требует каких-либо навыков и знаний в области электроники. Количество внешних элементов в схемах минимально, поэтому это доступный вариант для всех. Его цена очень низкая, его возможности и приложения проверены и проверены много раз. Только она требует хорошего охлаждения, это ее главный недостаток. Единственное, чего стоит опасаться, — это некачественные китайские микросхемы LM317, имеющие худшие параметры.

Из-за отсутствия лишних шумов на выходе для питания качественных Hi-Fi и Hi-End ЦАП были использованы микросхемы линейной стабилизации. Для ЦАП чистота играет огромную роль, поэтому некоторые используют для этого батарейки.

Максимальная мощность для LM317 составляет 1,5 Ампера. Для увеличения количества ампер в схему можно добавить полевой транзистор или обычный. На выходе можно будет получить до 10А, он задается низкоомным сопротивлением.На этой схеме основную нагрузку берет на себя транзистор КТ825.

Другой вариант — поставить аналог с более высокими техническими характеристиками на большую систему охлаждения.

Стабилизатор тока регулируемый

Как радиолюбитель с 20-летним стажем доволен ассортиментом готовых блоков и модулей, выставленных на продажу. Теперь любое устройство можно собрать из готовых блоков в кратчайшие сроки.

Я начал терять доверие к китайской продукции после того, как увидел колесо лучшего китайского танка в Танковом биатлоне.

Китайские интернет-магазины стали лидером в ассортименте блоков питания, преобразователей постоянного тока в постоянный, драйверов. В их свободной продаже можно найти практически любые модули, если присмотреться, то узкоспециализированные. Например, за 10 000 тысяч рублей можно собрать спектрометр стоимостью 100 000 рублей. Где 90% цены — это наценка на бренд и немного доработанный китайский софт.

Цена от 35 руб. для преобразователя напряжения DC-DC драйвер стоит дороже и отличается двумя-тремя подстроечными резисторами вместо одного.

Для более универсального использования лучше подходит регулируемый драйвер. Основное отличие — установка в схему переменного резистора, задающего амперы на выходе. Эти характеристики могут быть указаны в типовых схемах, включениях в спецификации на микросхему, даташит, даташит.

Слабыми местами таких драйверов является нагрев дросселя и диода Шоттки. В зависимости от модели ШИМ-контроллера выдерживают от 1А до 3А без дополнительного охлаждения микросхемы.Если выше 3А, то требуется охлаждение ШИМ и мощного диода Шоттки. Дроссель перематывают более толстой проволокой или заменяют на подходящий.

КПД зависит от режима работы, разницы напряжений между входом и выходом. Чем выше КПД, тем меньше нагрев стабилизатора.

Цены в Китае

Стоимость очень низкая, учитывая, что доставка включена в цену. Раньше думала, что из-за товаров за 30-50 рублей китайцы даже не испачкаются, много работы с невысоким доходом.Но как показала практика, я ошибался. Они пакуют и отправляют всякую чепуху за копейки. Приходит в 98% случаев, а на Алиэкспресс покупаю уже более 7 лет и на большие суммы, наверное уже около 1 млн руб.

Поэтому заказываю заранее, обычно 2-3 одноименных штуки. Ненужное продаю на местном форуме или авито, все проходит как горячие пирожки.

В настоящее время на рынке широко представлены микросхемы (отечественные и импортные), реализующие другой набор функций ШИМ-управления для импульсных источников питания.Среди микросхем этого типа весьма популярен КР1114ЕУ4 (производитель. ЗАО «Силикон-Маркетинг», Россия). Его импортный аналог — TL494CN (Texas Instrument). Кроме того, он выпускается рядом компаний под разными названиями. Например, (Япония) производит микросхему IR3M02, (Корея) — КА7500, ф. Fujitsu (Япония) MB3759.

Микросхема КР1114ЕУ4 (TL494) представляет собой ШИМ-контроллер для импульсного блока питания, работающего на фиксированной частоте. Структура микросхемы представлена ​​на рис.1.

На основе данной микросхемы можно разработать схемы управления двухтактными и несимметричными импульсными источниками питания. В микросхеме реализован полный набор функций управления ШИМ: формирование опорного напряжения, усиление сигнала ошибки, формирование пилообразного напряжения, модуляция ШИМ, формирование 2-тактного выхода, защита от сквозных токов и др. Он выполнен в 16-выводном корпусе, распиновка показана на рис.2.

Встроенный генератор пилообразного напряжения требует только двух внешних компонентов для установки частоты, Rt и Ct. Частота генератора определяется по формуле:

Чтобы выключить генератор удаленно, вы можете использовать внешний ключ, чтобы замкнуть вход RT (контакт 6) на выход ION (контакт 14) или замкнуть вход CT (контакт 5) на общий провод.

Микросхема имеет встроенный источник опорного напряжения (Uref = 5,0 В), способный обеспечить ток утечки до 10 мА для смещения компонентов внешней цепи.Опорное напряжение имеет погрешность 5% в диапазоне рабочих температур от 0 до + 70 ° C.

Блок-схема импульсного понижающего регулятора показана на рис. 3.

Регулирующий элемент OM преобразует входное постоянное напряжение UBX в последовательность импульсов определенной длительности и частоты, а сглаживающий фильтр (дроссель L1 и конденсатор C1 снова преобразует их в выходное постоянное напряжение. Диод VD1 замыкает токовую цепь через дроссель при выключенном ОМ.управляет регулирующим элементом таким образом, чтобы в результате была получена заданная стабильность выходного напряжения Uн.

Стабилизаторы, в зависимости от метода стабилизации, могут быть релейными, с частотно-импульсной модуляцией (PFM) и с широтно-импульсной модуляцией (PWM). В стабилизаторах с ШИМ частота (период) импульсов является постоянной величиной, а их длительность обратно пропорциональна величине выходного напряжения. На рисунке 4 показаны импульсы с различным коэффициентом заполнения Ks.

ШИМ имеют следующие преимущества перед другими типами стабилизаторов:

• частота преобразования оптимальна (с точки зрения КПД), определяется внутренним генератором схемы управления и не зависит от других факторов;
• частота пульсаций при нагрузке постоянна, что удобно для построения фильтров подавления;
• возможна синхронизация частот преобразования неограниченного количества стабилизаторов, что исключает возникновение биений при питании нескольких стабилизаторов от общего первичного источника постоянного тока.

Единственное, что схемы ШИМ отличаются относительно сложной схемой управления. Но разработка интегральных схем типа КР1114ЕУ4, содержащих большую часть блоков управления с ШИМ внутри, позволяет значительно упростить импульсные стабилизаторы.

Схема импульсного понижающего стабилизатора на базе КР1114ЕУ4 представлена ​​на рис. 5.

Максимальное входное напряжение стабилизатора составляет 30 В, оно ограничено максимально допустимым напряжением сток-исток p-канального полевого транзистора VT1 (RFP60P03).Резистор R3 и конденсатор С5 задают частоту генератора пилообразного напряжения, которая определяется по формуле (1). С источника опорного напряжения (вывод 14) D1 через резистивный делитель R6-R7 часть опорного напряжения поступает на инвертирующий вход первого усилителя ошибки (вывод 2). Сигнал обратной связи через делитель R8-R9 поступает на неинвертирующий вход первого усилителя ошибки (вывод 1) микросхемы. Выходное напряжение регулируется резистором R7. Резистор R5 и конденсатор C6 выполняют частотную коррекцию первого усилителя.

Следует отметить, что независимые выходные драйверы микросхемы обеспечивают работу выходного каскада как в двухтактном, так и в однотактном режимах. В стабилизаторе выходной драйвер микросхемы включен в однотактном режиме. Для этого к общему проводу подключают вывод 13. Два выходных транзистора (их коллекторы — выводы 8, 11, эмиттеры — выводы 9, 10) соединены по схеме с общим эмиттером и работают параллельно. В этом случае выходная частота равна частоте генератора.Выходной каскад микросхемы через резистивный делитель

R1-R2 управляет регулирующим элементом стабилизатора — полевым транзистором VT1. Для более стабильной работы стабилизатора питания микросхемы (вывод 12) в комплект входит LC-фильтр L1-C2-C3. Как видно из схемы, при использовании КР1114ЕУ4 требуется относительно небольшое количество внешних элементов. Снизить коммутационные потери и повысить КПД стабилизатора удалось благодаря применению диода Шоттки (VD2) КД2998Б (Unp = 0.54 В, Urev = 30 В, lpr = 30 A, fmax = 200 кГц).

Самовосстанавливающийся предохранитель FU1 MF-R400 используется для защиты стабилизатора от перегрузки по току. Принцип действия таких предохранителей основан на свойстве резко увеличивать свое сопротивление под воздействием определенного значения тока или температуры окружающей среды и автоматически восстанавливать свои свойства при устранении этих причин.

Стабилизатор имеет максимальный КПД (около 90%) на частоте 12 кГц, а КПД при выходной мощности до 10 Вт (Uout = 10 В) достигает 93%.

Детали и конструкция. Постоянные резисторы — типа С2-ЗЗН, переменные — СП5-3 или СП5-2ВА. Конденсаторы С1 С3, С5-К50-35; C4, C6, C7 -K10-17. Диод VD2 можно заменить любым другим диодом Шоттки с параметрами не хуже указанных, например, 20TQ045. Микросхема КР1114ЕУ4 заменена на TL494LN или TL494CN. Дроссель L1 — ДМ-0,1-80 (0,1 А, 80 мкГн). Дроссель L2 с индуктивностью около 220 мкГн выполнен на двух кольцевых магнитопроводах, сложенных вместе. МП-140 К24х13х6,5 и содержит 45 витков провода ПЭТВ-2 01.1 мм, уложить равномерно в два слоя по всему периметру кольца. Между слоями укладываются два слоя лакированной ткани. ЛШМС-105-0.06 ГОСТ 2214-78. Самовосстанавливающийся предохранитель типа MF-RXXX можно выбрать для каждого конкретного применения.

Стабилизатор выполнен на макете размером 55х55 мм. Транзистор устанавливается на радиатор площадью не менее 110 см2. При установке желательно разделить общий провод силовой части и общий провод микросхемы, а также минимизировать длину жил (особенно силовой части).Стабилизатор при правильной установке в регулировке не нуждается.

Общая стоимость закупленных радиоэлементов стабилизатора составила около 10 долларов, а стоимость транзистора VT1 — 3 … 4. Для удешевления вместо транзистора RFP60P03 можно использовать более дешевый RFP10P03, но, конечно, это несколько ухудшит технические характеристики стабилизатора.

Блок-схема импульсного параллельного импульсного регулятора вольтодобавочного типа представлена ​​на рис. 6.

В этом стабилизаторе регулирующий элемент RE, работающий в импульсном режиме, включен параллельно нагрузке Rh.Когда RE открыт, ток от входного источника (Ubx) протекает через дроссель L1, накапливая в нем энергию. При этом диод VD1 отключает нагрузку и не дает разрядиться конденсатору С1 через открытый ОМ. Ток в нагрузку в этот период времени идет только от конденсатора С1. В следующий момент при замыкании УЭ к входному напряжению добавляется ЭДС самоиндукции дросселя L1, и энергия дросселя передается нагрузке. В этом случае выходное напряжение будет больше входного.В отличие от понижающего стабилизатора (рис.1), здесь дроссель не является фильтрующим элементом, и выходное напряжение становится выше входного на величину, которая определяется индуктивностью дросселя L1 и скважностью. управляющего элемента регулирующего элемента.

Принципиальная схема импульсного повышающего регулятора показана на рисунке 7.

В нем используются в основном те же электронные компоненты, что и в схеме понижающего стабилизатора (рис. 5).

Можно уменьшить пульсации, увеличив пропускную способность выходного фильтра. Для более «мягкого» пуска конденсатор C9 подключается между общим проводом и неинвертирующим входом первого усилителя ошибки (вывод 1).

Постоянные резисторы — С2-ЗЗН, переменные — СП5-3 или СП5-2ВА.

Конденсаторы С1 С3, С5, С6, С9 — К50-35; C4, C7, C8 — K10-17. Транзистор VT1 — IRF540 (n-канальный полевой транзистор с Usi = 100 В, lc = 28 А, Rci = 0,077 Ом) — устанавливается на радиатор с эффективной площадью поверхности не менее 100 см2.Дроссель L2 такой же, как и в предыдущей схеме.

Первый раз включать стабилизатор лучше при малой нагрузке (0,1 … 0,2 А) и минимальном выходном напряжении. Затем медленно увеличивайте выходное напряжение и ток нагрузки до максимальных значений.

Если повышающий и понижающий стабилизаторы работают при одном и том же входном напряжении Uin, то их частота преобразования может быть синхронизирована. Для этого (если понижающий стабилизатор — ведущий, а повышающий — ведомый) в повышающем стабилизаторе необходимо снять резистор R3 и конденсатор С7, выводы 6 и 14 микросхемы D1 должен быть замкнут, а выход 5 D1 должен быть подключен к выходу 5 D1 понижающего стабилизатора.

В повышающем стабилизаторе дроссель L2 не участвует в сглаживании пульсаций выходного постоянного напряжения, поэтому для качественной фильтрации выходного напряжения необходимо использовать фильтры с достаточно большими значениями L и C. Это, соответственно, приводит к увеличению массы и габаритов фильтра и устройства в целом. Следовательно, удельная мощность понижающего регулятора больше, чем у повышающего регулятора.

Импульсный регулируемый стабилизатор напряжения.Импульсный регулируемый стабилизатор на микросхеме. Стабилизатор Concept

Для нормального функционирования бытовой техники требуется стабильное напряжение. Как правило, в сети могут возникать различные сбои. Напряжение от 220 В может отклоняться, и в устройстве возникают сбои. В первую очередь под удар попадают лампы. Если рассматривать бытовую технику в доме, то могут пострадать телевизоры, аудиотехника и другие устройства, которые работают от электросети.

В этой ситуации на помощь людям приходит импульсный стабилизатор напряжения.Он полностью способен справиться с ежедневными скачками. Заодно вопрос, как появляются разности напряжений, и с чем они связаны. В основном они зависят от нагрузки трансформатора. На сегодняшний день количество электроприборов в жилых домах постоянно увеличивается. В результате потребности в электроэнергии, безусловно, растут.

Также следует учитывать, что можно прокладывать давно устаревшие для жилого дома кабели. В свою очередь, квартирная электропроводка в большинстве случаев не рассчитана на большие нагрузки.Чтобы обезопасить свою технику в доме, стоит подробнее ознакомиться со стабилизаторами устройства, а также с принципом их работы.

Какие функции выполняет стабилизатор?

В основном импульсный стабилизатор напряжения выполняет роль контроллера сети. Все прыжки одновременно отслеживаются и устраняются. В результате техника получает устойчивое напряжение. Также учитываются электромагнитные помехи в стабилизаторе, и устройства не могут повлиять на него.Таким образом, сеть избавляется от перегрузок, и случаи практически исключаются.

Простое устройство стабилизатора

Если рассматривать стандартное импульсное напряжение, то в нем установлен единственный транзистор. Как правило, они используются исключительно коммутируемого типа, поскольку сегодня считаются более эффективными. В результате эффективность устройства может быть значительно повышена.

Вторым по важности элементом стабилизатора импульсного напряжения следует назвать диоды. В обычной схеме их можно найти не более трех единиц.Они связаны между собой дроссельной заслонкой. Для нормальной работы важными фильтрами являются транзисторы. Их устанавливают как в начале, так и в конце цепочки. При этом за работу конденсатора отвечает блок управления. Его составной частью считается резисторный делитель.

Как это работает?

В зависимости от типа устройства принцип действия импульсного стабилизатора напряжения может отличаться. Рассматривая стандартную модель, можно сказать, что сначала на транзистор подается ток.На этом этапе он конвертируется. Далее в работу включаются диоды, в обязанности которых входит передача сигнала на конденсатор. С помощью фильтров отсеивают электромагнитные помехи. Конденсатор в этой точке сглаживает колебания напряжения, и дросселирование тока через резистивный делитель снова возвращается к транзисторам для преобразования.

Самоделки

Сделайте импульсный стабилизатор напряжения своими руками, но они будут иметь небольшую мощность.В этом случае резисторы ставятся самые обычные. Если использовать в устройстве более одного транзистора, можно добиться высокого КПД. Важной задачей в связи с этим является установка фильтров. Именно они влияют на чувствительность устройства. В свою очередь габариты устройства совершенно не важны.

Стабилизаторы с одним транзистором

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения данного типа может похвастаться КПД на уровне 80%. Как правило, он работает только в одном режиме и справляется только с небольшими помехами в сети.

Обратная связь в этом случае полностью отсутствует. Транзистор в штатной схеме импульсного стабилизатора напряжения функционирует без коллектора. В результате на конденсатор сразу подается большое напряжение. Еще одной отличительной особенностью этого типа приборов можно назвать слабый сигнал. Решить эту проблему смогут различные усилители.

В результате можно добиться лучших характеристик транзисторов. Резистор устройства в цепи должен быть в этом случае в этом случае можно будет добиться лучшей работы устройства.В качестве контроллера в схеме импульсный стабилизатор постоянного напряжения имеет блок управления. Этот элемент способен как ослаблять, так и увеличивать мощность транзистора. Это происходит с дросселями, подключенными к диодам в системе. Нагрузка на ручку регулируется фильтрами.

Основные стабилизаторы напряжения

Зачем устанавливать компенсаторы?

Компенсаторы в большинстве случаев играют второстепенную роль стабилизатора. Это связано с регулировкой импульсов.В основном с этим справляются транзисторы. Однако у компенсаторов все же есть свои преимущества. В этом случае многое зависит от того, какие устройства подключены к источнику питания.

Если говорить о радиооборудовании, то нужен особый подход. Это связано с различными колебаниями, которые воспринимает такой прибор. В этом случае компенсаторы способны помочь транзисторам в стабилизации напряжения. Установка дополнительных фильтров в цепочку, как правило, не улучшает ситуацию.В то же время они сильно влияют на КПД.

Недостатки гальванических переходов

Гальванические переходы предназначены для передачи сигнала между важными элементами системы. Основной их проблемой можно назвать неверную оценку входного напряжения. Чаще всего это случается с устаревшими моделями стабилизаторов. Контроллеры в них не умеют быстро обрабатывать информацию и подключать конденсаторы для работы. В первую очередь страдают результаты диодов. Если в системе фильтрации установлены резисторы в электрической цепи, то они просто горят.

Из этой статьи вы узнаете о:

Каждый из нас в своей жизни использует большое количество различных электроприборов. Очень большое их количество нуждается в низковольтном питании. Другими словами, они потребляют электричество, для которого не характерно напряжение 220 вольт, а должно быть от одного до 25 вольт.

Конечно, для подачи электричества с таким большим напряжением используются специальные приборы. Однако проблема возникает не в понижении напряжения, а в соблюдении его стабильного уровня.

Для этого можно использовать устройства линейной стабилизации. Однако такое решение будет очень громоздким. Эту задачу в идеале выполнит любой импульсный стабилизатор напряжения.

Импульсный стабилизатор в разобранном виде

Если сравнивать устройства импульсной и линейной стабилизации, то основное отличие заключается в работе регулирующего элемента. В инструментах первого типа этот элемент работает как ключ. Другими словами, он находится либо в закрытом, либо в открытом состоянии.

Основными элементами устройств импульсной стабилизации являются регулирующие и интегрирующие элементы.Первый обеспечивает подачу и прерывание подачи электрического тока. Задача второго — накопление электроэнергии и постепенный возврат ее в нагрузку.

Принцип работы импульсных преобразователей

Принцип работы импульсного стабилизатора

Основной принцип работы заключается в том, что при закрытом регулирующем элементе электричество накапливается в интегрирующем элементе. Это накопление наблюдается при увеличении напряжения.После того, как элемент управления выключен, т.е. разблокирует линию подачи электричества, интегрирующий компонент подает электричество, постепенно уменьшая значение напряжения. Благодаря такому способу работы устройство импульсной стабилизации не расходует большое количество энергии и может иметь небольшие габариты.

Управляющим элементом может быть тиристор, биполярный переходный процесс или полевой транзистор. В качестве интегрирующих элементов можно использовать дроссели, батареи или конденсаторы.

Обратите внимание, что устройства импульсной стабилизации могут работать двумя разными способами.Первый подразумевает использование импульсной модуляции (ШИМ). Второй — Триггер Шмитта. Подобно ШИМ и триггеру Шмитта используются для управления клавишами устройства стабилизации.

Стабилизатор с ШИМ

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, работающий на основе ШИМ, кроме ключа и интегратора в своем составе имеет:

генератор
1. ;
Операционный усилитель
2. ;
3. модулятор

Работа ключа напрямую зависит от уровня напряжения на входе и пластичности импульсов.Влияние на последнюю характеристику осуществляется частотой генератора и емкостью интегратора. При открытии ключа начинается процесс сброса электричества от интегратора в нагрузку.

Принципиальная схема Прокладка стабилизатора

В этом случае операционный усилитель сравнивает выходное напряжение и уровни сравнительного напряжения, определяет разницу и передает желаемое значение усиления на модулятор. Этот модулятор преобразует импульсы, которые генерирует генератор, в прямоугольные импульсы.

Конечные импульсы характеризуются одинаковым отклонением скважины, которое пропорционально разнице выходного напряжения и напряжения сравнения. Именно эти импульсы определяют поведение ключа.

То есть при определенном долге ключ может закрываться или проглатываться. Оказывается, главную роль в этих стабилизаторах играют импульсы. Собственно от этого и произошло название этих устройств.

Преобразователь триггера Шмитта

В тех устройствах импульсной стабилизации, которые используют триггер Шмитта, нет такого большого количества компонентов, как в устройствах предыдущего типа.Здесь основным элементом является триггер Шмитта, в состав которого входит компаратор. Задача компаратора — сравнить уровень напряжения на выходе и предельно допустимый уровень.

Стабилизатор с триггером Schmitt

Когда выходное напряжение превышает максимальный уровень, триггер переключается в нулевое положение и приводит к открытию ключа. В это время разряжается дроссель или конденсатор. Конечно, вышеупомянутый компаратор постоянно отслеживает характеристики электрического тока.

А затем, когда напряжение падает ниже необходимого уровня, фаза «0» меняется на фазу «1». Далее ключ замыкается, и электрический ток поступает в интегратор.

Преимущество такого импульсного стабилизатора напряжения в том, что его схема и конструкция достаточно просты. Однако его нельзя применять во всех случаях.

Следует отметить, что устройства импульсной стабилизации могут работать только в отдельных направлениях. Здесь имеется в виду, что они могут быть как чисто нисходящими, так и чисто восходящими.Также выделяют еще два типа таких устройств, а именно инвертирующие и устройства, способные произвольно изменять напряжение.

Схема устройства стабилизации убывающего импульса

В дальнейшем рассмотрим схему устройства стабилизации убывающего импульса. В его состав входят:

1. Регулирующий транзистор или любой другой тип ключа.
2. Катушки индуктивности.
3. Конденсатор.
4. Диод.
5. Нагрузка.
6. Устройства управления.

Узел, в котором будет аккумулироваться блок питания, состоит из катушки (дросселя) и конденсатора.

В момент, когда ключ (в нашем случае транзистор) подключен, ток течет к катушке и конденсатору. Диод в закрытом состоянии. То есть он не может пропустить ток.

По источнику энергии контролируется управляющее устройство, которое в нужный момент отключает ключ, то есть переводит его в состояние отключения. Когда ключ находится в этом состоянии, уменьшается ток, который проходит через дроссель.

Пониженный импульсный стабилизатор

В этом случае направление изменения напряжения и результат тока получается, получается напряжение, значение которого представляет собой разницу между электродвижущей силой самоиндукции катушка и количество вольт на входе.В это время открывается диод и через него дроссель подает ток на нагрузку.

При исчерпании БП подключается ключ, замыкание диодов и зарядка дросселя. То есть все повторяется.
Повышающий импульсный стабилизатор напряжения работает аналогично, как и понижающий. Подобный алгоритм работы характеризуется инвертирующим устройством стабилизации. Конечно, в его творчестве есть свои отличия.

Основное отличие импульсного повышающего устройства состоит в том, что в нем одинаковое направление входного напряжения и напряжения катушки.В итоге они суммируются. В импульсном стабилизаторе сначала ставится дроссель, затем транзистор и диод.

В инвертирующем устройстве стабилизации направление самоиндукции катушки такое же, как в пониженном. В момент, когда ключ соединяется и диод закрыт, в блоке питания предусмотрен конденсатор. Любые подобные устройства можно забрать лично.

Полезный совет: Вместо диодов можно использовать ключи (тиристорные или транзисторные). Однако они должны выполнять операции, противоположные основному ключу.Другими словами, при замыкании основного ключа должен открываться ключ, а не диод. Наоборот.

Исходя из описанной выше структуры стабилизаторов напряжения с импульсным регулированием, можно определить те особенности, которые относятся к достоинствам, а какие — к недостаткам.

Преимущества

Преимущества этих устройств:

1. Достаточно простое достижение такой стабилизации, которая отличается очень высоким коэффициентом.
2. Высокая эффективность.Из-за того, что транзистор работает по ключевому алгоритму, происходит рассеяние мощности. Это рассеяние значительно меньше, чем в устройствах линейной стабилизации.
3. Возможность выравнивания напряжения, которое может плавно проходить на входе в очень большом диапазоне. Если ток постоянный, то этот диапазон может составлять от одного до 75 вольт. Если ток переменный, то этот диапазон может варьироваться в пределах 90-260 вольт.
4. Отсутствует чувствительность к частоте напряжения на входе и качеству питания.
5. Конечные параметры на выходе достаточно стабильны, даже если происходят очень большие изменения тока.
6. Пульсация напряжения, выходящего из импульсного устройства, всегда находится в пределах допустимого диапазона и не зависит от того, какая мощность подключила электроприборы или их элементы.
7. Стабилизатор всегда мягкий. Это означает, что токовый выход не характеризуется скачками. Хотя следует отметить, что при первом включении ток эмиссии высокий.Однако для нивелирования этого явления используются термисторы с отрицательным ТКС.
8. Малые величины массы и размеров.

недостатки

1. Если говорить о недостатках данных устройств стабилизации, то они заключаются в сложности самого устройства. Из-за множества различных компонентов, которые могут довольно быстро выйти из строя, и специфики работы, устройство не может похвастаться высоким уровнем надежности.
2. Он постоянно находится под высоким напряжением. В процессе работы часто происходит переключение и соблюдаются сложные температурные условия для кристалла диода.Это определенно влияет на пригодность для выпрямления тока.
3. Частое переключение создает частотные помехи. Их очень много, и это негативный фактор.

Полезный совет: Для устранения этого недостатка нужно использовать специальные фильтры.

1. Устанавливаются как на входе, так и на выходе. В случае, когда необходимо произвести ремонт, это тоже сопровождается сложностями. Здесь стоит отметить, что устранить поломку неспециалисту не удастся.
2. Ремонтные работы сможет выполнить тот, кто хорошо разбирается в подобных преобразователях тока и имеет необходимое количество навыков. Другими словами, если такое устройство сгорело и его пользователь не знает об особенностях устройства, его лучше отремонтировать для ремонта в специализированных компаниях.
3. Также неспециалистам сложно настроить импульсные стабилизаторы напряжения, в которые можно включить 12 вольт или другие вольт.
4. В случае выхода из строя тиристора или любого другого ключа на выходе могут возникнуть очень сложные последствия.
5. Потребление приборов, которые будут компенсировать коэффициент мощности, включает потребление. Также некоторые специалисты отмечают, что такие устройства стабилизации дороги и не могут похвастаться большим количеством моделей.

Область применения

Но, несмотря на это, такие стабилизаторы могут применяться во многих сферах. Однако чаще всего они используются в радионавигационном оборудовании и электронике.

Кроме того, их часто используют для телевизоров с жидкокристаллическим дисплеем и жидкокристаллических мониторов, источников питания.цифровые системы, а также для промышленного оборудования, которому необходим ток с низким напряжением.

Полезный совет: В сетях переменного тока часто используются устройства импульсной стабилизации. Сами устройства превращают такой ток в постоянный и если нужно подключить пользователей, которым нужен переменный ток, нужно на входе подключить сглаживание и выпрямитель.

Стоит отметить, что любое низковольтное устройство требует использования таких стабилизаторов. Их также можно использовать для прямой подзарядки различных аккумуляторов и питания мощных светодиодов.

Внешний вид

Как отмечалось выше, преобразователи тока импульсного типа отличаются небольшими размерами. В зависимости от того, в каком диапазоне входных вольт они рассчитаны, зависит их размер и внешний вид.

Если они предназначены для работы с очень малой величиной входного напряжения, это может быть небольшая пластиковая коробочка, из которой уходит определенное количество проводов.

Стабилизаторы, рассчитанные на большое количество входных вольт, представляют собой микросхему, в которой расположены все провода и к которой подключены все компоненты.Вы о них уже узнали.

Внешний вид этих устройств стабилизации также зависит от функционального назначения. Если они обеспечивают выход регулируемого (переменного) напряжения, то делитель марсохода размещается вне интегральной схемы. В том случае, если из устройства будет выходить фиксированное количество вольт, значит этот делитель уже находится в самой микросхеме.

Важные характеристики

При выборе импульсного стабилизатора напряжения, который может выдавать постоянное напряжение 5 В или другое, обратите внимание на ряд характеристик.

Первая и самая важная характеристика — это величины минимального и максимального напряжения, которые будут заложены в самом стабилизаторе. О верхней и нижней границах этой характеристики уже отмечалось.

Второй важный параметр — это самый высокий уровень тока на выходе.

Третья важная характеристика — номинальный уровень выходного напряжения. Другими словами, спектр величины, в которой он может быть. Стоит отметить, что многие специалисты утверждают, что максимальное входное и выходное напряжение равно.

Однако на самом деле это не так. Причина этого в том, что входное напряжение на ключевом транзисторе уменьшается. В результате на выходе получается чуть меньшее вольт. Равенство может быть только при очень малом токе нагрузки. То же касается и минимальных значений.

Важной характеристикой любого импульсного преобразователя является точность выходного напряжения.

Полезный совет: следует платить за этот индикатор, когда устройство стабилизации выдает фиксированное количество вольт.

Причина этого в том, что резистор находится посередине преобразователя и точная работа определяется при производстве. Когда количество выходных вольт регулируется пользователем, точность регулируется.

есть общий недостаток — это небольшой КПД и большое тепловыделение. Мощные устройства, создающие ток нагрузки, имеют значительные габариты и вес. Для компенсации этих недостатков разработаны и применяются импульсные стабилизаторы.

Устройство, в котором поддерживается постоянное напряжение на потребителе тока путем регулировки электронного элемента, действующего в ключевом режиме. Стабилизатор напряжения импульсный, как и линейный, существует в последовательном и параллельном видах. Ключевую роль в таких моделях выполняют транзисторы.

Поскольку активная точка стабилизирующего устройства практически постоянно находится в зоне отсечки или насыщения, проходя через активную область, то в транзисторе выделяется немного тепла, следовательно, импульсный стабилизатор имеет высокий эффективность.

Стабилизация осуществляется изменением длительности импульсов, а также управлением их частотой. В результате различается частотно-импульсная, то есть широтная регуляция. Импульсные стабилизаторы работают в комбинированном импульсном режиме.

В устройствах стабилизации с широтно-импульсной регулировкой частота импульсов имеет постоянное значение, а длительность значений импульсов — непостоянное значение. В приборах с регулировкой частота-импульс длительность импульсов не меняется, меняется только частота.

На выходе устройства напряжение представлено в виде пульсаций, соответственно для питания потребителя не подходит. Перед обслуживанием нагрузки потребителя ее необходимо выровнять. Для этого на выходе импульсных стабилизаторов монтируются настраивающие емкостные фильтры. Они многолюдны, мистер и другие.

Среднее значение напряжения, подаваемого на нагрузку, рассчитывается по формуле:

• TI — длительность периода.
• tI — длительность импульса.
• РН — величина сопротивления потребителя, Ом.
• I (t) — значение тока, проходящего через нагрузку, ампер.

Ток может перестать течь по фильтру к началу следующего импульса, в зависимости от индуктивности. В данном случае речь идет о работе с переменным током. Ток также может протекать дальше, а затем поддерживать работу с постоянным током.

При повышенной чувствительности нагрузки к импульсам мощности режим постоянного тока работает, несмотря на значительные потери в дроссельной заслонке и обмотке провода.Если величина импульсов на выходе устройства незначительна, то рекомендуется работать на переменном токе.

Принцип действия

В общем, импульсный стабилизатор включает в себя преобразователь импульсов с устройством регулировки, генератор выравнивающего фильтра, который уменьшает импульсы выходного напряжения, сравнивая устройство, которое подает сигнал разности входного и выходного напряжения.

Схема основных частей стабилизатора напряжения представлена ​​на рисунке.

Напряжение на выходе устройства поступает на устройство сравнения с базовым напряжением. В результате получите пропорциональный сигнал. Он подается на генератор, предварительно настроенный на него.

При настройке в генераторе разностный аналоговый сигнал изменяется в виде пульсаций с постоянной частотой и переменной длительностью. При настройке длительность частотно-импульсных импульсов имеет постоянное значение. Он изменяет частоту импульсов генератора в зависимости от свойств сигнала.

Управляющие импульсы, формируемые генератором, проходят по элементам преобразователя. Регулирующий транзистор действует в ключевом режиме. Изменяя частоту или интервал импульсов генератора, можно изменять напряжение нагрузки. Преобразователь изменяет значение напряжения на выходе в зависимости от свойств управляющих импульсов. По теории в приборах с частотной и широтной регулировкой импульсы напряжения на потребителе могут отсутствовать.

При релейном принципе действия сигнал, которым управляет стабилизатор, формируется с помощью триггера.Когда на прибор поступает постоянное напряжение, транзистор, работающий как ключ, открывается и увеличивает выходное напряжение. Устройство сравнения определяет, по разнице сигналов, что достижение определенного верхнего предела изменит состояние триггера, и управляющий транзистор переключается на отсечку.

Выходное напряжение уменьшится. Когда напряжение падает до нижнего предела, устройство сравнения определяет разностный сигнал, снова переключая триггер, и транзистор будет продолжать насыщаться.Разница потенциалов на нагрузке устройства увеличится. Следовательно, с релейной формой стабилизации выходное напряжение увеличивается, тем самым выравниваясь. Предел срабатывания триггера устанавливается путем регулировки значений амплитудного напряжения на сравнительном устройстве.

имеют повышенную скорость реакции, в отличие от частотных и широтных приборов. В этом их преимущество. По идее при релейной форме стабилизации на выходе устройства импульсы будут всегда.Это их недостаток.

Усилитель стабилизатора

Стабилизаторы импульсные повышающие используются с нагрузками, разность потенциалов выше напряжения на входе прибора. В стабилизаторе нет гальванической развязки источника питания и нагрузки. Импортируемые восходящие стабилизаторы называются Boost Converter. Основные детали такого инструмента:

Транзистор переходит в насыщение, и ток проходит по цепи от положительного полюса по накопительному дросселю — транзистору.При этом накапливается энергия в магнитном поле дросселя. Ток нагрузки может создать только разряд емкости С1.

Отключить коммутируемое напряжение на транзисторе. При этом он войдет в положение отсечки, а значит на дросселе появится ЭДС самоиндукции. Он будет переключаться последовательно с входным напряжением и подключен по диоду к потребителю. Ток будет идти по цепи от положительного полюса к дросселю, по диоду и нагрузке.

В этот момент магнитное поле индуктивного дросселя вырабатывает энергию, а контейнер C1 резервирует энергию для поддержания напряжения на потребителе после перехода транзистора в режим насыщения. Дроссельная заслонка предназначена для запаса энергии и не работает в фильтре питания. Когда напряжение повторно используется на транзисторе, он открывается, и весь процесс повторяется снова.

Стабилизаторы с курком Schmitt

Этот тип импульсного устройства имеет свои особенности наименьшего набора компонентов.Спусковой крючок играет главную роль в дизайне. Включает компаратор. Основная задача компаратора — сравнить величину выходной разности потенциалов с максимально допустимой.

Принцип действия аппарата с триггером Шмитта заключается в том, что при увеличении наибольшего напряжения триггер переключается в нулевое положение при открытии электронного ключа. При этом разряжается дроссель. Когда напряжение доходит до наименьшего значения, то переключение производится на единицу.Это обеспечивает замыкание ключа и прохождение тока к интергратору.

Такие устройства имеют отличия упрощенной схемой, но могут применяться в особых случаях, так как импульсные стабилизаторы только повышающие и понижающие.

Опускание стабилизатора

Стабилизаторы импульсного типа, работающие с понижением напряжения, представляют собой компактные и мощные устройства питания. При этом у них низкая чувствительность к потребителям с постоянным напряжением одного значения.Гальваническая развязка входа и выхода в устройствах вниз отсутствует. Импортные устройства получили название Chopper. Выходная мощность в таких устройствах постоянно меньше входного напряжения. Схема импульсного стабилизатора понижающего типа представлена ​​на рисунке.

Подключаем напряжение для управления истоком и затвором транзистора, который войдет в положение насыщения. Он будет пропускать ток по цепи от положительного полюса в соответствии с выравнивающим дросселем и нагрузкой.В прямом направлении ток на диоде не течет.

Отключить управляющее напряжение, отключающее ключевой транзистор. После этого он будет в положении отсечки. Индукция ЭДС центрирующего дросселя перекроет путь для изменения тока, который пойдет по цепи через нагрузку от дросселя, по общему проводнику, диоду, и снова пойдет на дроссель. Емкость С1 разряжается и удерживает выходное напряжение.

Когда применяется приостановка разности потенциалов между источником и затвором транзистора, он переключается в режим насыщения, и вся цепочка повторяется снова.

Стабилизатор инвертирующий

Импульсные стабилизаторы инвертирующего типа предназначены для подключения потребителей с постоянным напряжением, полюс которых имеет направление, противоположное разности полюсов потенциалов на выходе устройства. Его значение может быть как выше, чем у блока питания, так и ниже сетевого, в зависимости от настройки стабилизатора. Гальваническая развязка источника питания и нагрузки отсутствует. Импортные инвертирующие инструменты называются BUCK-Boost Converter. На выходе таких устройств напряжение всегда ниже.

Подключаем управляющую разность потенциалов, которая откроет транзистор между истоком и затвором. Он откроется, и ток пойдет по цепочке от плюса на транзисторе, дроссельной заслонки к минусу. При этом дроссельная заслонка резервирует энергию, используя свое магнитное поле. Отключаем разность ключевых управляющих потенциалов на транзисторе, он закрывается. Ток пойдет от дросселя на нагрузку, диод, и вернется в исходное положение.Резервная энергия на конденсаторе и магнитное поле расходуются на нагрузку. Снова подадим питание на транзисторе к истоку и затвору. Транзистор снова станет насыщенным, и процесс повторится.

Преимущества и недостатки

Как и все устройства, модульный импульсный стабилизатор не идеален. Поэтому ему присущи свои минусы и достоинства. Разберем основные достоинства:

• Простое выравнивание.
• Плавное соединение.
• Компактные размеры.
• Стабильность выходного напряжения.
• Большой интервал стабилизации.
• Повышенная эффективность.

Недостатки аппарата:

• Комплексное проектирование.
• Множество специфических компонентов, снижающих надежность устройства.
• Необходимость использования компенсирующих силовых устройств.
• Сложность работ по ремонту.
• Формирование большого количества частотных помех.

Допустимая частота

Функционирование импульсного стабилизатора возможно при значительной частоте преобразования. Это главное отличие от устройств, имеющих сетевой трансформатор. Увеличение этого параметра позволяет получить наименьшие габариты.

Для большинства устройств частотный интервал будет равен 20-80 килогерц. Но при выборе ШИМ и ключевых устройств необходимо учитывать высшие гармоники токов.Верхний предел параметра ограничен определенными требованиями, которые предъявляются к радиочастотным приборам.

Регулируемый импульсный стабилизатор напряжения предназначен для установки в радиолюбительские устройства с фиксированным выходным напряжением, а также для лабораторных блоков питания с регулируемым выходным напряжением. Поскольку стабилизатор работает в импульсном режиме, он имеет высокий КПД и, в отличие от линейных стабилизаторов, не требует большого радиатора. Модуль выполнен на плате с алюминиевой подложкой, что позволяет на длительное время снимать выходной ток до 2 А без установки дополнительного радиатора.На токи более 2 А к задней части модуля необходимо прикрепить радиатор площадью не менее 145 кв. См. Радиатор можно крепить саморезами, для этого в модуле предусмотрено два отверстия, для максимальной теплоотдачи используйте пасту СРТ-8. При невозможности использования крепежных винтов модуль можно прикрепить к радиатору / металлической части устройства с помощью автокостюма. Для этого нужно нанести герметик по центру задней части модуля, приподнять поверхности так, чтобы зазор между ними был минимальным и прижать 24 часа.Устройство имеет тепловую защиту и ограничение на выход от 3 до 4 А. Выходное напряжение не может превышать входное. Для начала эксплуатации стабилизатора необходимо к контактам на плате R1 припаять переменный резистор от 47 до 68 кОм. Переменный резистор нельзя подключать на длинных проводах. Чтобы установить устройство с фиксированным выходным напряжением на место R1, нужно установить постоянный резистор по формуле R1 = 1210 (UR / 1.23-1), где требуются Us — желаемое выходное напряжение.Модуль может работать в режиме стабилизатора тока, для этого вместо R2 необходимо установить внешний резистор, рассчитываемый по формуле R = 1,23 / I, где i — желаемый выходной ток. Резистор должен быть подходящим. При питании модуля от выходного трансформатора и диодного моста на выходе диодного моста необходимо установить фильтрующий конденсатор не менее 2200 мкФ. Технические характеристики Параметр Значение Входное напряжение, не более 40 В выходное напряжение 1.2..37 по выходному току во всем диапазоне напряжений, не более 3 А Ограничение по выходному току 3..4 А Частота преобразования 150 кГц Температура модуля без излучателя при Tocr = 25 ° C, UVH = 25 V, UV = 12 В без вых. Сила тока 0,5 и 36 ° C без выхода. Tock 1 A 47 ° C без изн. Tok 2 при 65 ° C без изн. ток 3 а 115 ° С КПД при УХ = 25 В, Up = 12 В, iV = 3A 90% Диапазон рабочих температур -40..85 ° С Защита от реверсирования Нет габаритов модуля 43 х 40 х 12 мм масса модуля 15 г Включение вольтметром SVH0043 Включение стабилизатора тока 1.6 и габаритные размеры

LM2596 понижает входное (до 40 в) напряжение — выход регулируется, ток 3 А. идеален для светодиодов в автомобиле. Очень дешевые модули — около 40 рублей в Китае.

Texas Instruments производит качественные, надежные, доступные и дешевые, удобные контроллеры DC-DC LM2596. Китайские заводы выпускают на его основе суперзаместители импульсных понижающих преобразователей (Stepdown): цена модуля на LM2596 около 35 рублей (вместе с доставкой). Советую покупать сразу партию по 10 штук — на них всегда есть заявка, при этом цена снижается до 32 рублей, и меньше 30 рублей при заказе 50 штук.Узнайте больше о расчете стружки, регулировке тока и напряжения, его применении и о некоторых конвертерных шахтах.

Типичный метод использования — стабилизированный источник напряжения. На основе этого стабилизатора легко сделать импульсный блок питания, я использую его как простой и надежный лабораторный источник питания, выдерживающий короткое замыкание. Их привлекает неизменность качества (кажется, что все они изготавливаются на одном заводе — а ошибиться в пяти деталях сложно), и полное соответствие даташета заявленным характеристикам.

Еще одна область применения — импульсный стабилизатор тока для питания мощных светодиодов . Модуль на этой микросхеме позволит подключить автомобильную светодиодную матрицу мощностью 10 Вт, дополнительно обеспечив защиту от КЗ.

Существенно рекомендую покупать их штук десяток — обязательно воспользуйтесь. Они по-своему уникальны — входное напряжение до 40 вольт, требуется всего 5 внешних компонентов. Это удобно — можно поднять напряжение на шине питания умного дома до 36 вольт, уменьшив сечение кабелей.В точках потребления ставим такой модуль и настраиваем на нужные 12, 9, 5 вольт или сколько будет нужно.

Рассмотрим их подробнее.

Характеристики микросхемы:

• Входное напряжение — от 2,4 до 40 вольт (до 60 вольт в версии HV)
• Выходное напряжение — фиксированное или регулируемое (от 1,2 до 37 В)
• Выходной ток — до 3 А (при хорошем охлаждении — до 4,5 А)
• Частота преобразования — 150 кГц
• Корпус — то220-5 (установка в отверстия) или Д2ПАК-5 (установка на поверхность)
• КПД — 70-75% при низких напряжениях, до 95% при высоких

1. Источник стабилизированного напряжения
2. Схема преобразователя
3. Даташите
4. Зарядное устройство USB на базе LM2596
5. Стабилизатор Tok.
6. Применение в самоделках
7. Регулировка выходного тока и напряжения
8. Аналоги улучшенные LM2596

История — линейные стабилизаторы

Для начала объясню плохие стандартные линейные преобразователи напряжения типа LM78XX (например 7805) или LM317. Вот его упрощенная схема.

Основным элементом такого преобразователя является мощный биполярный транзистор, включенный в свое «исходное» значение — как управляемый резистор. Этот транзистор входит в пару Дарлингтона (для увеличения коэффициента передачи тока и уменьшения мощности, необходимой для работы схемы).Базовый ток задается операционным усилителем, который увеличивает разницу между выходным напряжением и Ion (источником опорного напряжения), т.е. активируется по классической схеме усилителя ошибки.

Таким образом, преобразователь просто включает резистор последовательно с нагрузкой и регулирует его до сопротивления так, чтобы нагрузка гасилась, например, ровно на 5 вольт. Нетрудно подсчитать, что при понижении напряжения с 12 вольт до 5 (очень часто бывает случай применения микросхемы 7805) входные 12 вольт распределяются между стабилизатором и нагрузкой относительно «7 вольт». на стабилизаторе + 5 вольт ».На нагрузку на нагрузку на нагрузку выделяется 2,5 ватта, а у 7805 — целых 3,5 ватта.

Получается, что на стабилизаторе просто тушатся «лишние» 7 вольт, переходя в тепло. Во-первых, из-за этого возникают проблемы с охлаждением, во-вторых, от блока питания уходит много энергии. При питании от розетки это не очень страшно (хотя экология у всех равная), а при питании от батареи или аккумулятора не вспомнить невозможно.

Еще одна проблема — этим методом вообще невозможно сделать увеличение преобразователя.Часто такая необходимость возникает, и попытки решить этот вопрос двадцать тридцать лет назад поражают — насколько сложным был синтез и расчет таких схем. Одна из простейших схем такого рода — двухтактный преобразователь 5В-> 15В.

Следует признать, что он обеспечивает гальванический переход, но неэффективно с использованием трансформатора — задействована только половина первичной обмотки.

Забудьте об этом как о страшном сне и обратитесь к современной схемотехнике.

Источник напряжения

Схема

Микросхему удобно использовать в качестве понижающего преобразователя: внутри мощный биполярный ключ, осталось добавить остальные компоненты регулятора — быстрый диод, индуктивность и выходной конденсатор, также можно поставить входной конденсатор. — всего 5 частей.

Версия LM2596ADJ также требует схемы задания выходного напряжения, это два резистора или один переменный резистор.

Схема понижающего преобразователя напряжения на базе LM2596:

Вся схема вместе:

Здесь вы можете скачать Datashet / Datasheet на LM2596 .

Принцип работы: Мощный ключ, управляемый ключом, внутри устройства посылает импульсы напряжения на индуктивность. В какой-то момент x% времени есть полное напряжение, а (1-x)% времени напряжение равно нулю. LC-фильтр сглаживает эти колебания, выделяя постоянную составляющую, равную x * напряжению питания. Диод замыкает цепь при выключении транзистора.

Подробное описание должности

Индуктивность сопротивляется изменению тока через нее. Когда в точке появляется напряжение, дроссель создает большое отрицательное напряжение самоиндукции, и напряжение на нагрузке становится равным разнице в напряжении питания и напряжении самоиндукции.Индуктивность тока и нагрузка на нагрузку постепенно растут.

После потери напряжения в точке дроссель стремится сохранить прежний ток, ток от нагрузки и конденсатора, и замыкает его через диод на землю — постепенно падает. Таким образом, нагрузка на нагрузку всегда меньше входного напряжения и зависит от силы импульсов.

Выходное напряжение

Модуль выпускается в четырех исполнениях: с напряжением 3,3В (индекс -3,3), 5В (индекс -5.0), 12 В (индекс -12) и регулируемая версия LM2596ADJ. Применять нестандартную версию имеет смысл везде, так как она в больших количествах находится на складах электронных компаний и вы вряд ли столкнетесь с ее дефицитом — а для этого требуется дополнительно всего два копейных резистора. Ну и конечно же версия на 5 вольт тоже популярна.

В последнем столбце указано количество на складе.

Вы можете указать выходное напряжение в виде DIP-переключателя, хороший пример этого показан здесь или в виде поворотного переключателя.В обоих случаях потребуется батарея точных резисторов — но вы можете настроить напряжение без вольтметра.

Корпус

Есть два варианта корпусов: корпус для планарного монтажа на-263 (модель LM2596S) и корпус для монтажа в отверстия Т-220 (модель LM2596T). Я предпочитаю использовать планарную версию LM2596S, потому что в этом случае радиатор — это сама плата, и нет необходимости покупать дополнительный внешний радиатор. К тому же механическая стойкость у него намного выше, в отличие от ТО-220, который нужно к чему-то прикрутить, хотя бы к плате — но тогда проще установить планарный вариант.Я рекомендую использовать микросхему LM2596T-ADJ, потому что с ее корпуса легче отводить большое количество тепла.

Сглаживание пульсаций входного напряжения

Можно использовать как эффективный «интеллектуальный» стабилизатор после выпрямления тока. Поскольку микросхема контролируется непосредственно по значению выходного напряжения, колебания входного напряжения вызовут обратно пропорциональное изменение коэффициента преобразования микросхемы, и выходное напряжение останется нормальным.

Из этого следует, что при использовании LM2596 в качестве понижающего преобразователя после трансформатора и выпрямителя входной конденсатор (то есть тот, который стоит сразу после диодного моста) может иметь небольшую емкость (порядка 50-100мкФ).

Выходной конденсатор

Из-за высокой частоты преобразования выходной конденсатор также не должен иметь большую емкость. Даже мощный потребитель не успеет за один цикл существенно посадить этот конденсатор. Проводим расчет: берем конденсатор на 100мкФ, выходное напряжение 5В и нагрузку, потребляющую 3 ампера. Полный заряд конденсатора Q = C * U = 100E-6 мкФ * 5 В = 500E-6 мкКл.

За один цикл преобразования нагрузка примет нагрузку от конденсатора Dq = I * T = 3 A * 6.7 мкс = 20 мкл (это всего лишь 4% от общего заряда конденсатора), и новый цикл начнется сразу, а преобразователь уйдет на конденсатор новой порции энергии.

Самое главное — не использовать танталовые конденсаторы в качестве входного и выходного конденсатора. Они пишут прямо в даташитах — «не использовать в цепях поставок», потому что они равномерно переносят даже кратковременное превышение напряжения и не любят больших импульсных токов. Используйте обычные алюминиевые электролитические конденсаторы.

КПД, КПД и тепловые потери

КПД не такой высокий, как у мощного ключа на биполярном транзисторе — и он имеет ненулевое падение напряжения, около 1,2 В. Отсюда падение КПД при малых напряжениях.

Как видим, максимальный КПД достигается при разнице входных и выходных напряжений порядка 12 вольт. То есть, если нужно снизить напряжение на 12 вольт — на нагрев уйдет минимум энергии.

Какова эффективность преобразователя? Это величина, которая характеризует текущие потери — для выделения тепла на полностью открытом мощном ключе согласно закону Джоуля-Ленца и на аналогичных потерях в переходных процессах — когда ключ открыт, например, только наполовину.Эффекты от обоих механизмов могут быть сопоставимы по величине, поэтому вам не нужно забывать об обоих путях потерь. Небольшая мощность идет и на питание «мозгов» преобразователя.

В идеальном случае при преобразовании напряжения из U1 в U2 и выходного тока I2 выходная мощность равна P2 = U2 * i2, входная мощность ей равна (iodel). Итак, входной ток будет I1 = U2 / U1 * I2.

В нашем случае трансформация имеет эффективность ниже единицы, поэтому часть энергии останется внутри инструмента.Например, при эффективном η выходная мощность будет p_out = η * p_in, а потери p_loss = p_in-p_out = p_in * (1-η) = p_out * (1-η) / η. Конечно, преобразователь будет вынужден увеличивать входной ток, чтобы поддерживать заданные выходной ток и напряжение.

Можно предположить, что при преобразовании 12В -> 5В и выходном токе 1а потери в микросхеме составят 1,3 Вт, а входной ток будет 0,52а. В любом случае он лучше любого линейного преобразователя, который даст минимум 7 Вт потерь, а потребляет из входной сети (включая бесполезное дело) 1 ампер — вдвое больше.

Кстати, микросхема LM2577 имеет в три раза меньшую частоту работы, а эффективность чуть выше, т. К. Меньше потерь в переходных процессах. Однако для этого требуются в три раза более высокие номиналы дросселей и выходных конденсаторов, а также дополнительные деньги и размер платы.

Увеличить выходной ток

Несмотря на довольно большой выходной ток микросхемы, иногда требуется еще больший ток. Как выйти из этой ситуации?

1. Вы можете запарковать несколько конвертеров.Конечно, они должны быть настроены точно на одинаковое выходное напряжение. В этом случае простыми резисторами SMD в цепи напряжения обратной связи не обойтись, нужно использовать либо резисторы с точностью до 1%, либо вручную выставлять напряжение переменным резистором.

Зарядное устройство USB на lm2596

Можно сделать очень удобную походную USB зарядку.Для этого необходимо настроить регулятор на напряжение 5 В, снабдить его портом USB и подать питание на зарядное устройство. Я использую купленную в Китае радиомодель литий-полимерную батарею, обеспечивающую 5 ампер-часов при напряжении 11,1 вольт. Это много — хватит на 8 раз Зарядите обычный смартфон (без учета КПД). С учетом эффективности получится минимум 6 раз.

Не забудьте замкнуть контакты D + и USB DB, чтобы сообщить телефону, что он подключен к зарядному устройству, и передаваемый ток неограничен.Без этого события телефон будет думать, что он подключен к компьютеру, и будет заряжаться током 500 мА — очень долго. Причем такой ток может даже не компенсировать ток потребления, и аккумулятор вообще не будет заряжаться.

Также можно предусмотреть отдельный вход 12 В от автомобильного аккумулятора с помощью разъема прикуривателя — и переключать источники каким-либо переключателем. Советую установить светодиод, который будет сигнализировать о том, что устройство включено, чтобы не забыть выключить аккумулятор после полной зарядки — иначе пропадание в преобразователе полностью разрядит резервную батарею за несколько дней.

Такой аккумулятор не слишком подходит, так как он рассчитан на большие токи — можно попробовать найти менее значительный аккумулятор, и он будет иметь меньшие размеры и вес.

Стабилизатор Ток.

Регулировка выходного тока

Возможно только в версии с регулируемым выходным напряжением (LM2596ADJ). Кстати, китайцы делают такой вариант платы, с регулировкой напряжения, тока и всякой индикацией — готовый модуль стабилизатора тока на LM2596 с защитой от КЗ можно купить под названием XW026FR4.

Если вы не хотите использовать готовый модуль, а хотите сделать эту схему самостоятельно — ничего сложного, за одним исключением: в микросхемах нет текущего контроля, но его можно добавить. Я объясню, как это сделать, и расскажу о сложных моментах.

Приложение

Стабилизатор тока — штука необходимая для питания мощных светодиодов (кстати — мой проект микроконтроллера , драйверов мощного светодиода ), лазерных диодов, гальваники, заряда аккумуляторов.Как и в случае со стабилизаторами напряжения, есть два типа таких устройств — линейные и импульсные.

Классический линейный стабилизатор тока — LM317, и он неплох в своем классе — но его предела 1.5a для многих мощных светодиодов мало. Даже если почувствовать этот стабилизатор внешним транзистором — потери на нем просто недопустимы. Весь мир накатывает бочку на энергопотребление фонарей дежурного питания, а здесь LM317 работает с КПД 30%. Это не наш метод.

Но наша микросхема представляет собой удобный драйвер передатчика напряжения, имеющий множество режимов работы. Потери минимальны, потому что никаких линейных режимов транзисторов не используется, только ключевые.

Изначально предназначался для схем стабилизации, но несколько элементов превращают его в стабилизатор тока. Дело в том, что микросхема целиком и полностью полагается на сигнал «обратной связи» как на обратную связь, а вот что ей обслуживать — наше дело.

В штатной схеме включения на эту ножку подается напряжение с резистивного делителя выходного напряжения.1.2В — это равновесие, если обратная связь меньше — драйвер увеличивает разнесение импульсов, если больше — уменьшает. Но на этот вход можно подавать напряжение с токового шунта!

Шунт

Например на ток 3а нужно взять шунт с номиналом не более 0,1. На этом сопротивлении этот ток будет выделять около 1Вт, то есть много. Лучше поставить три таких шунта, получив сопротивление 0,033, падение напряжения 0,1В и тепловую селекцию 0.3Вт.

Однако для входа обратной связи требуется напряжение 1,2 В, а у нас только 0,1 В. Ставить большее сопротивление нерационально (тепла будет выделяться в 150 раз больше), поэтому остается как-то увеличить это напряжение. Делается это с помощью операционного усилителя.

Усилитель неконвертирующий по ОУ

Классическая схема, что может быть проще?

Совмещаем

Теперь объедините обычную схему преобразователя напряжения и усилителя в ОУ LM358, к которому на вход подключен токовый шунт.

Мощный резистор 0,033 Ом является шунтирующим. Его можно сделать из трех резисторов 0,1 Ом, соединенных параллельно, а для увеличения допустимой рассеиваемой мощности — используйте резисторы SMD в корпусе 1206, поставьте их с небольшим зазором (не закрытым) и постарайтесь оставить медный слой вокруг резисторов и под ними. К выходу Feedback подключен небольшой конденсатор, чтобы исключить возможный переход в генераторный режим.

Регулировка тока и напряжения

Начнем на входе Feedback оба сигнала — и ток, и напряжение.Для объединения этих сигналов воспользуемся стандартной схемой сборки «и» на диодах. Если сигнал тока выше сигнала напряжения — он будет преобладать, и наоборот.

Несколько слов о применимости схемы

Нельзя регулировать выходное напряжение. Хотя нельзя регулировать и выходной ток, и напряжение — они пропорциональны друг другу, с коэффициентом «сопротивления нагрузки». И если блок питания реализует сценарий типа «постоянное выходное напряжение, но при превышении тока мы начинаем снижать напряжение, т.е.е. CC / CV — это уже зарядное устройство.

Максимальное напряжение питания схемы составляет 30 В, так как это предел для LM358. Вы можете расширить этот предел до 40 В (или 60 В для версии LM2596-HV), если вы запитываете OU от Stabilon.

В последнем варианте в качестве суммирующих диодов следует использовать диодную сборку, поскольку оба диода изготавливаются в рамках единого технологического процесса и на одной кремниевой пластине. Разброс их параметров будет намного меньше, чем разброс параметров отдельных дискретных диодов — благодаря этому мы получим высокую точность отслеживания значений.

Также необходимо внимательно следить, чтобы схема не заряжалась на OU и не переходила в режим генерации. Для этого постарайтесь уменьшить длину всех проводников, а особенно дорожек, подключенных к 2 выходу LM2596. Не размещайте OLE возле этого пути, а диод SS36 и конденсатор фильтра располагайте ближе к корпусу LM2596, и обеспечивайте минимальную площадь заземляющего шлейфа, подключенного к этим элементам — необходимо обеспечить минимальную длину путь возврата тока «LM2596 -> VD / C -> LM2596».

Применение LM2596 в устройствах и независимая разводка платы

Об использовании микросхемы в своих устройствах не в виде готового модуля я подробно описал в другую статью , где выбор диода, конденсаторов, параметров дроссельной заслонки, а также рассказал о правильной разводке и нескольких дополнительных трюки.

Возможности дальнейшего развития

Аналоги улучшенные LM2596

Проще всего после этой микросхемы Перейти на LM2678.. По сути, это тот же понижающий преобразователь, только с полевым транзистором, благодаря которому КПД повышается до 92%. Правда, у него 7 ножек вместо 5, и он не совместим по выводам. Тем не менее, эта микросхема очень похожа, и это будет простой и удобный вариант с повышенным КПД.

L5973D. — Довольно старый чип, обеспечивающий до 2.5a и чуть более высокий КПД. Кроме того, она почти в два раза выше, чем частота преобразования (250 кГц) — следовательно, требуются меньшие номиналы индуктивности и конденсатора.Однако видел, что с ней бывает, если поставить ее прямо в автомобильную сеть — довольно часто вышибает помехи.

ST1S10 — Высокоэффективный (КПД 90%) DC-DC понижающий преобразователь.

• Требуется 5-6 внешних компонентов;

СТ1С14. — Высоковольтный (до 48 вольт) контроллер. Большая частота работы (850 кГц), выходной ток до 4А, выходная мощность Power Good, высокий КПД (не хуже 85%) и схема защиты от тока нагрузки делают его, пожалуй, лучшим преобразователем для питания сервер от источника 36 вольт.

Если требуется максимальная эффективность — вам необходимо получить доступ к неинтегрированным контроллерам Stepdown DC-DC. Проблема интегрированных контроллеров в том, что в них никогда не бывает холодных силовых транзисторов — типичное сопротивление канала не более 200м. Однако если взять контроллер без встроенного транзистора — можно выбрать любой транзистор, даже AuIRFS8409-7P с сопротивлением канала в полмиллиарда

Преобразователи постоянного тока в постоянный с внешним транзистором

Следующая часть

Описание микросхемы К155ЛА3.Принципиальные схемы генераторов на микросхеме К155ЛА3 светодиодный индикатор для мс К155ЛА3

Эта ошибка не требует кропотливой настройки. прибор собрал на многие известные микросхемы k155la3

Дальность действия жука на открытой местности, где он отчетливо слышен и различим, составляет 120 метров. для начинающего радиолюбителя своими руками. И не требует больших денег.

В схеме используется цифровой генератор несущей частоты.Обычно жук состоит из трех частей : микрофон, усилитель и модулятор. В этой схеме используется простейший усилитель , на один транзистор КТ315 .

Принцип работы. Благодаря вашему разговору микрофон начинает пропускать через себя ток, идущий на базу транзистора. Транзистор, благодаря поступающему напряжению, начинает открываться — пропускать ток от эмиттера к коллектору пропорционально току на базе.Чем громче вы кричите, тем больше тока течет в модулятор. Подключаем микрофон к осциллографу и видим, что выходное напряжение не превышает 0,5В, а иногда становится отрицательным (т.е. есть отрицательная волна, где U

Для генерации пористой частоты инвертор замкнут на себя через переменный резистор. В генераторе нет ни одного конденсатора. Где же тогда задержка по частоте? Дело в том, что у микросхем есть так называемая задержка срабатывания.Именно благодаря ему мы получаем частоту 100 МГц и такой небольшой размер схемы.

Собрать жука по частям. … Т.е. собрал блок — проверил; собрал следующий, проверил и тд. Также мы не рекомендуем делать все на картоне или печатных платах.

После сборки FM-приемник настроен на 100 МГц. Скажите что-то. Если вы это слышите, значит все нормально, баг исправен. Если вы слышите только слабые помехи или даже тишину, то попробуйте переключить приемник на другие частоты.Также жутко ловится на китайских ресиверах с автосканированием.

Микросхема К155ЛА3, как и ее импортный аналог SN7400 (или просто -7400, без SN), содержит четыре логических элемента (затвора) 2I — НЕ. Микросхемы К155ЛА3 и 7400 — аналоги с полным совпадением цоколя и очень близкими рабочими параметрами. Питание подается через клеммы 7 (минус) и 14 (плюс), стабилизированное напряжение от 4,75 до 5,25 вольт.

Микросхемы К155ЛА3 и 7400 созданы на основе ТТЛ, следовательно — напряжение 7 вольт для них абсолютно максимальное … При превышении этого значения устройство очень быстро сгорает.
Схема расположения выводов и входов логических элементов (распиновка) К155ЛА3 выглядит так.

На рисунке ниже представлена ​​электронная схема отдельного элемента 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3.

Параметры К155ЛА3.

1 Номинальное напряжение питания 5 В
2 Выходное напряжение низкого уровня не более 0,4 В
3 Выходное напряжение высокого уровня не менее 2,4 В
4 Входной ток низкого уровня не более -1.6 мА
5 Высокий уровень входного тока не более 0,04 мА
6 Входной ток пробоя не более 1 мА
7 Ток короткого замыкания -18 …- 55 мА
8 Ток потребления при низком уровне выходного напряжения не более не более 22 мА
9 Потребление тока при высоком уровне выходного напряжения не более 8 мА
10 Потребление статической мощности на один логический элемент не более 19,7 мВт
11 Время задержки распространения при включении не более 15 нс
12 Время задержки распространения при выключении не более 22 нс

Схема гетератора прямоугольных импульсов на К155ЛА3.

Собрать генератор прямоугольных импульсов на К155ЛА3 очень просто. Для этого можно использовать любые два его элемента. Схема может выглядеть так.

Импульсы удаляются между 6 и 7 (без питания) выводов микросхемы.
Для этого генератора частоту (f) в герцах можно рассчитать по формуле f = 1/2 (R1 * C1). Значения подставляются в Ом и Фарады.

Использование любых материалов на этой странице разрешено при наличии ссылки на сайт.

4. Считайте расположение ножек относительно ключа:

Паять микросхему нужно очень аккуратно, не нагревая (можно сжечь).

Вход может быть до 23В. Вместо транзистора P213 можно поставить КТ814, но тогда придется поставить радиатор, так как при большой нагрузке он может перегреться.
Печатная плата:

Другой вариант регулятора напряжения (мощный):

2. Индикатор заряда аккумулятора автомобиля.
Вот схема:

3. Тестер любых транзисторов.
Вот схема:

Вместо диодов D9 можно поставить d18, d10.
Кнопки SA1 и SA2 имеют переключатели для проверки транзисторов прямого и обратного направления.

4. Два варианта отпугивателя грызунов.
Вот первая диаграмма:

C1 — 2200 мкФ, C2 — 4,7 мкФ, C3 — 47 — 100 мкФ, R1-R2 — 430 Ом, R3 — 1 кОм, V1 — KT315, V2 — KT361. Также можно поставить транзисторы серии МП.Динамический напор — 8 … 10 Ом. Электропитание 5В.

Второй вариант:

C1 — 2200 мкФ, C2 — 4,7 мкФ, C3 — 47-200 мкФ, R1-R2 — 430 Ом, R3 — 1 кОм, R4 — 4,7 кОм, R5 — 220 Ом, V1 — КТ361 (МП 26, МП 42, кт 203 и др.), V2 — GT404 (КТ815, КТ817), V3 — GT402 (КТ814, КТ816, P213). Динамическая голова 8 … 10 Ом.
Блок питания 5В.

Знакомство с цифровой микросхемой

Во второй части статьи рассказывалось об условных графических обозначениях логических элементов и о функциях, выполняемых этими элементами.

Для пояснения принципа действия приведены контактные схемы, выполняющие логические функции И, ИЛИ, НЕ и И-НЕ. Теперь можно приступить к практическому знакомству с микросхемами серии К155.

Внешний вид и конструкция

Базовым элементом 155-й серии является микросхема К155ЛА3. Он представляет собой пластиковый корпус с 14 выводами, на верхней стороне которого нанесена маркировка и клавиша, указывающая на первый вывод микросхемы.

Ключ представляет собой маленькую круглую метку.Если смотреть на микросхему сверху (со стороны корпуса), то штыри следует считать против часовой стрелки, а если снизу, то по часовой.

Чертеж корпуса микросхемы представлен на рисунке 1. Такой корпус называется ДИП-14, что в переводе с английского означает пластиковый корпус с двумя расположенными в линию контактами. Многие микросхемы имеют большее количество выводов, поэтому корпуса могут быть ДИП-16, ДИП-20, ДИП-24 и даже ДИП-40.

Рис. 1. Корпус ДИП-14.

Что содержится в этом корпусе

Корпус ДИП-14 микросхемы К155ЛА3 содержит 4 независимых элемента 2И-НЕ.Единственное, что их объединяет, — это только общие выводы питания: вывод 14 микросхемы — это + питание, а вывод 7 — отрицательный полюс источника.

Чтобы не загромождать схемы лишними элементами, силовые линии, как правило, не показываются. Этого также не делается, потому что каждый из четырех элементов 2И-НЕ может располагаться в разных местах схемы. Обычно на схемах просто пишут: «Подайте + 5В на контакты 14 DD1, DD2, DD3 … DDN. -5В довести до выводов 07 DD1, DD2, DD3… DDN. ». отдельно расположенные элементы обозначены как DD1.1, DD1.2, DD1.3, DD1.4. На рисунке 2 видно, что микросхема К155ЛА3 состоит из четырех элементов 2И-НЕ. Как уже было сказано во второй части статьи, входные контакты расположены слева, а выходы — справа.

Зарубежным аналогом К155ЛА3 является микросхема SN7400 и его можно смело использовать для всех описанных ниже экспериментов. Если быть более точным, вся серия микросхем К155 аналогична зарубежной серии SN74, поэтому продавцы на радиорынках предлагают именно ее.

Рисунок 2. Распиновка микросхемы К155ЛА3.

Для проведения экспериментов с микросхемой потребуется напряжение 5В. Проще всего сделать такой источник — использовать микросхему стабилизатора К142ЕН5А или ее импортный вариант, который называется 7805. При этом вовсе не обязательно наматывать трансформатор, паять мост, устанавливать конденсаторы. Ведь всегда будет какой-то китайский сетевой адаптер с напряжением 12В, к которому достаточно подключить 7805, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Простой блок питания для экспериментов.

Для проведения экспериментов с микросхемой потребуется изготовить небольшой макет. Это кусок гетинакса, стекловолокна или другого подобного изоляционного материала размером 100 * 70 мм. Для таких целей подойдет даже простая фанера или плотный картон.

По длинным сторонам платы следует укрепить луженые проводники толщиной около 1,5 мм, по которым будет подаваться питание на микросхемы (силовые шины).Просверлите отверстия диаметром не более 1 мм между проводниками по всей площади макета.

При проведении экспериментов в них можно будет вставить отрезки луженой проволоки, к которой будут припаиваться конденсаторы, резисторы и другие радиодетали. По углам доски следует сделать низкие ножки, это даст возможность разместить провода снизу. Макетная плата показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Макетная плата.

После того, как макет будет готов, можно приступать к экспериментам. Для этого следует установить на нее хотя бы одну микросхему К155ЛА3: припаять выводы 14 и 7 к шинам питания, а остальные выводы загнуть так, чтобы они прилегали к плате.

Перед началом экспериментов следует проверить надежность пайки, правильность подключения питающего напряжения (подключение питающего напряжения обратной полярностью может повредить микросхему), а также проверить, нет ли короткого замыкания между соседними выводами.После этой проверки можно включать питание и начинать эксперименты.

Для измерений лучше всего подходит, входной импеданс которого не менее 10К / В. Любой тестер, даже дешевый китайский, полностью удовлетворяет этому требованию.

Почему стрелка лучше? Потому что, наблюдая за колебаниями стрелки, можно заметить импульсы напряжения, конечно, довольно низкой частоты. Цифровой мультиметр не имеет такой возможности. Все замеры следует производить относительно «минуса» блока питания.

После включения питания измерить напряжение на всех выводах микросхемы: на входных выводах 1 и 2, 4 и 5, 9 и 10, 12 и 13 напряжение должно быть 1,4В. А на выводах 3, 6, 8, 11 около 0,3В. Если все напряжения находятся в заданных пределах, значит микросхема исправна.

Рисунок 5. Простые эксперименты с логическим элементом.

Проверка работы логического элемента 2I-NOT может быть запущена, например, с первого элемента.Его входные контакты — 1 и 2, а выход — 3. Чтобы подать на вход сигнал логического нуля, достаточно просто подключить этот вход к отрицательному (общему) проводу источника питания. Если на входе требуется логическая единица, то этот вход следует подключить к шине + 5В, но не напрямую, а через ограничительный резистор сопротивлением 1 … 1,5 кОм.

Предположим, что мы соединили вход 2 общим проводом — тем самым подав на него логический ноль, а на вход 1 была подана логическая единица, как только что было указано через ограничивающий резистор R1.Это соединение показано на рисунке 5a. Если при таком подключении измерить напряжение на выходе элемента, то вольтметр покажет 3,5 … 4,5В, что соответствует логической единице. Логическая единица выдаст измерение напряжения на выводе 1.

Это полностью совпадает с тем, что было показано во второй части статьи на примере релейно-контактной схемы 2И-НЕ. По результатам измерений можно сделать следующий вывод: когда один из входов элемента 2I-NOT высокий, а другой низкий, на выходе обязательно присутствует высокий уровень.

Далее мы проведем следующий эксперимент — мы подадим блок на оба входа сразу, как показано на рисунке 5b, но мы подключим один из входов, например 2, к общему проводу с помощью перемычки. (Для таких целей лучше всего использовать обычную швейную иглу, припаянную к гибкой проволоке). Если сейчас замерить напряжение на выходе элемента, то, как и в предыдущем случае, будет логическая единица.

Не прерывая измерения снимите перемычку — вольтметр покажет высокий уровень на выходе элемента.Это полностью соответствует логике работы элемента 2I-NOT, в чем можно убедиться, обратившись к схеме контактов во второй части статьи, а также посмотрев на приведенную там таблицу истинности.

Если теперь эту перемычку периодически замкнуть на общий провод любого из входов, имитируя подачу низкого и высокого уровней, то с помощью вольтметра на выходе можно обнаружить импульсы напряжения — стрелка будет колебаться в такт перемычке касается входа микросхемы.

Из проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы: низкое напряжение на выходе появится только при наличии высокого уровня на обоих входах, то есть на входах выполняется условие 2I. Если хотя бы один из входов имеет логический ноль, выход имеет логическую единицу, можно повторить, что логика микросхемы полностью соответствует логике работы контактной схемы 2И-НЕ, рассмотренной в.

Здесь уместно провести еще один эксперимент.Его смысл — отключить все входные контакты, просто оставить их в «воздухе» и измерить выходное напряжение элемента. Что там будет? Правильно, будет напряжение логического нуля. Это указывает на то, что неподключенные входы логических вентилей эквивалентны входам с примененной к ним логической единицей. Не стоит забывать об этой особенности, хотя неиспользуемые входы, как правило, рекомендуется куда-то подключать.

На рисунке 5c показано, как логический вентиль 2I-NOT можно просто превратить в инвертор.Для этого достаточно соединить оба его входа вместе. (Даже если входов четыре или восемь, такое подключение вполне приемлемо).

Чтобы убедиться, что сигнал на выходе имеет значение, противоположное сигналу на входе, достаточно соединить входы проволочной перемычкой с общим проводом, то есть подать на вход логический ноль. В этом случае вольтметр, подключенный к выходу элемента, покажет логическую единицу. Если перемычка разомкнута, то на выходе появится напряжение низкого уровня, которое прямо противоположно входу.

Этот опыт подсказывает, что работа инвертора полностью эквивалентна работе контактной цепи НЕ, обсуждаемой во второй части статьи. Это вообще замечательные свойства микросхемы 2И-НЕ. Чтобы ответить на вопрос, как все это происходит, следует рассмотреть электрическую схему элемента 2И-НЕ.

Внутренняя структура элемента 2И-НЕ

До сих пор мы рассматривали логический элемент на уровне его графического обозначения, принимая его, как говорят в математике, за «черный ящик»: не вдаваясь в детали внутреннего строения элемента, мы исследовали его реакция на входные сигналы.Пришло время изучить внутреннюю структуру нашего логического элемента, показанного на рисунке 6.

Рисунок 6. Электрическая схема логического элемента 2И-НЕ.

Схема содержит четыре транзистора структуры n-p-n, три диода и пять резисторов. Между транзисторами имеется прямое соединение (без разделительных конденсаторов), что позволяет им работать с постоянными напряжениями. Выходная нагрузка микросхемы условно изображена в виде резистора Rн.По сути, это чаще всего вход или несколько входов одной и той же цифровой микросхемы.

Первый транзистор многоэмиттерный. Именно он выполняет входную логическую операцию 2I, а следующие транзисторы выполняют усиление и инверсию сигнала. Микросхемы, выполненные по аналогичной схеме, называются транзисторно-транзисторной логикой, сокращенно ТТЛ.

Это сокращение отражает тот факт, что логические операции входа и последующее усиление и инверсия выполняются транзисторными элементами схемы.Кроме ТТЛ есть еще диодно-транзисторная логика (ДТЛ), входные логические каскады которой выполнены на диодах, расположенных, естественно, внутри микросхемы.

Рисунок 7.

На входах логического элемента 2И-НЕ между эмиттерами входного транзистора и общим проводом установлены диоды VD1 и VD2. Их назначение — защита входа от напряжения отрицательной полярности, которое может возникнуть в результате самоиндукции монтажных элементов при работе схемы на высоких частотах или просто ошибочно запитано от внешних источников.

Входной транзистор VT1 включен по схеме с общей базой, а его нагрузка — транзистор VT2, имеющий две нагрузки. В эмиттере это резистор R3, а в коллекторе R2. Таким образом получается фазоинвертор для выходного каскада на транзисторах VT3 и VT4, что заставляет их работать в противофазе: при закрытом VT3 VT4 открыт и наоборот.

Предположим, что низкий уровень применяется к обоим входам элемента 2I-NOT. Для этого просто подключите эти входы к общему проводу.В этом случае транзистор VT1 будет открыт, что повлечет за собой закрытие транзисторов VT2 и VT4. Транзистор VT3 будет в открытом состоянии, а через него и диод VD3 ток течет в нагрузку — на выходе элемента состояние высокого уровня (логическая единица).

В случае подачи логической единицы на оба входа транзистор VT1 закроется, что приведет к открытию транзисторов VT2 и VT4. Из-за их открытия транзистор VT3 закроется и ток через нагрузку прекратится.На выходе элемента устанавливается нулевое состояние или напряжение низкого уровня.

Низкий уровень напряжения обусловлен падением напряжения на переходе коллектор-эмиттер открытого транзистора VT4 и по техническим условиям не превышает 0,4В.

Напряжение высокого уровня на выходе элемента меньше напряжения питания на величину падения напряжения на открытом транзисторе VT3 и диоде VD3 в случае, когда транзистор VT4 закрыт. Напряжение высокого уровня на выходе элемента зависит от нагрузки, но не должно быть меньше 2.4В.

Если на входы элемента, соединенные вместе, подать очень медленно меняющееся напряжение в диапазоне 0 … 5 В, то можно проследить, что переход элемента с высокого уровня на низкий уровень происходит скачкообразно. Этот переход осуществляется в тот момент, когда напряжение на входах достигает уровня примерно 1,2В. Такое напряжение для 155-й серии микросхем называется пороговым.

Борис Алалдышкин

Продолжение статьи:

Электронная книга —

Основная особенность этого радиобаги — это схема , так что это тот факт, что он использует цифровую микросхему в качестве генератора несущей частоты K155LA3 .

Схема представляет собой простой микрофонный усилитель на транзисторе КТ135 (в принципе возможен любой импортный с аналогичными параметрами. Кстати, на нашем сайте есть программа для транзисторов! Причем совершенно бесплатно! Если кому интересно , потом подробности) далее идет модулятор-генератор собранный по схеме логического мультивибратора, ну а сама антенна представляет собой кусок проволоки, скрученный в спираль для компактности.

Интересная особенность данной схемы: в модуляторе (мультивибраторе на логической микросхеме) отсутствует конденсатор частотной установки.Вся особенность в том, что элементы микросхемы имеют собственную задержку срабатывания, которая является настройкой частоты. С введением конденсатора мы потеряем максимальную частоту генерации (а при напряжении питания 5В она будет около 100 МГц).
Однако здесь есть интересный недостаток: при разряде аккумулятора частота модулятора будет уменьшаться: так сказать окупаемость для простоты.
Но есть еще и существенный «плюс» — в схеме нет ни одной катушки!

Дальность действия передатчика может быть разной, но по отзывам до 50 метров работает стабильно.
Рабочая частота находится в районе 88 … 100 МГц, поэтому подойдет любое радиоприемное устройство, работающее в диапазоне FM — китайское радио, автомобильное радио, мобильный телефон и даже китайский радиосканер.

Напоследок: рассуждая логически, для компактности вместо микросхемы К155ЛА3 можно было бы установить микросхему К133ЛА3 в SMD корпусе, но сложно сказать, какой будет результат, пока не попробуешь … Так что если захочешь экспериментируйте, вы можете сообщить об этом на нашем ФОРУМЕ, будет интересно узнать, что из этого вышло…