Микросхемы стабилизаторы напряжения — параметрические
Сегодня для подключения аппаратуры к питанию редко применяют транзисторные стабилизаторы напряжения. Это обуславливается широкой популярностью использования интегральных приборов стабилизации.
Использование микросхем
Рассмотрим свойства импортных и отечественных микросхем, которые выступают вместо стабилизаторов напряжения. Они имеют параметры по таблице.
Зарубежные стабилизаторы серии 78… служат для выравнивания положительного, а серии 79… — отрицательного потенциала напряжения. Типовые микросхемы с обозначением L – маломощные приборы. Они сделаны в небольших пластиковых корпусах ТО 26. Стабилизаторы мощнее изготавливают в корпусе типа ТОТ, по подобию транзисторов КТ 805, и монтируются на теплоотводящие радиаторы.
Схема соединений микросхемы КР 142 ЕН5
Такая микросхема служит для создания стабильного напряжения 5-6 В, при силе тока 2-3 А. Электрод 2 микросхемы подключен к металлической основе кристалла. Микросхему фиксируют сразу на корпусе без изоляционных прокладок. Величина емкости зависит от наибольшего тока, протекающего через стабилизатор и при наименьших токах нагрузки – величину емкости нужно увеличить – конденсатор на входе должен быть не меньше 1000 мкФ, а на выходе не менее 200 мкФ. Рабочее значение напряжения емкостей должно подходить выпрямителю с резервом в 20%.
Если в схему электрода микросхемы (2) подключить стабилитрон, то напряжение выхода повысится до величины напряжения микросхемы, и к этому значению прибавляется напряжение стабилитрона.
Сопротивление на 200 Ом предназначено для повышения тока, протекающего через стабилитрон. Это оптимизирует стабильность напряжения. В нашем случае напряжение будет 5 + 4,7 = 9,7 В. Слабые стабилитроны подключаются подобным образом. Для повышения силы тока выхода стабилизатора можно применить транзисторы.
Микросхемы 79 типа служат для выравнивания отрицательного значения и в цепь подключаются подобным образом.
В серии микросхем КР 142 есть прибор с изменяемым напряжением выхода – КР 142ЕН12 А:
Нужно учесть, что цоколевка ножек 79 типа микросхем и КР 142 ЕН 12 имеют отличия от типовой. Эта схема при напряжении входа 40 В может выдать напряжение 1,2-37 В при силе тока до 1,5 А.
Замена стабилитронам
Одними из основных компонентов электронной аппаратуры стали стабилизаторы напряжения. До недавнего времени такие компоненты включали в себя:
- Транзисторы различных серий.
- Стабилитроны.
- Трансформаторы.
Суммарное количество деталей стабилизатора было немалое, особенно регулируемого прибора. При возникновении специальных микросхем все изменилось. Новые микросхемы для стабилизаторов изготавливаются для большого интервала напряжений, со встроенными опциями защиты.
В таблице указан список популярных микросхем стабилизаторов с обозначениями.
Если нужно нестандартное напряжение с регулировкой, то применяют 3-выводные микросхемы с напряжением 1,25 вольт выхода и вывода управления.
Типовая схема работы микросхем на определенное напряжение показана на рисунке. Емкость С1 не ниже 2,2 микрофарад.
Регулируемые микросхемы в отличие от фиксированных приборов, без нагрузки работать не могут.
Наименьший ток регулируемых микросхем 2,5-5 миллиампер для слабых моделей, и до 10 миллиампер для мощных. Для уменьшения пульсаций напряжения при повышенных напряжениях целесообразно подключать выравнивающий конденсатор величиной 10 мкФ. Диод VD 1 служит защитой микросхемы, если нет входного напряжения и подачи ее выхода к питанию. Диод VD 2 предназначен для разряжания емкости С2 при замыкании цепи входа или выхода.
Недостатки микросхем
Свойства микросхем остаются на уровне большинства использования в практике радиолюбителей. Из недостатков микросхем можно отметить:
- Повышенное наименьшее напряжение между выходом и входом, составляющее 2-3 вольта.
- Ограничения на наибольшие параметры: напряжение входа, рассеиваемая мощность, ток выхода.
Указанные недостатки не слишком заметны и быстро окупаются простым использованием и малой стоимостью.
ostabilizatore.ru
Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе
Простая схема для регулировки и стабилизации напряжения показана на рисунке. Такую схему можно выполнить даже неопытному в электронике любителю. На вход подается 50 вольт, при этом на выходе получается 15,7 В.
Схема стабилизатора.
Главной деталью этого прибора стал полевой транзистор. В его качестве можно применять IRLZ 24 / 32 / 44 и аналогичные ему полупроводники. Чаще всего их изготавливают в корпусе ТО – 220 и D2 Pak. Его стоимость составляет менее одного доллара. Этот мощный полевик имеет 3 вывода. Он имеет внутреннее строение металл–изолятор–полупроводник.
Стабилизатор на микросхеме ТL 431 в корпусе ТО – 92 обеспечивает настраивание величины выходного напряжения. Мощный полевой транзистор мы оставили на охлаждающем радиаторе и проводами припаяли к монтажной плате.
Напряжение на входе для такой схемы 6-50 В. На выходе получаем от 3 до 27 В, с возможностью регулировки переменным сопротивлением на 33 кОм. Ток выхода большой, и составляет величину до 10 А, зависит от радиатора.
Выравнивающие конденсаторы С1, С2 емкостью от 10 до 22 мкФ, С2 – 4,7 мкФ. Без таких деталей схема будет функционировать, однако не с таким качеством, как необходимо. Нельзя забывать про допустимое напряжение электролитических конденсаторов, которые должны быть установлены на выходе и входе. Мы взяли емкости, которые выдерживают 50 В.
Такой стабилизатор способен рассеивать мощность не выше 50 Вт. Полевик необходимо монтировать на радиатор охлаждения. Его площадь целесообразно выполнять не меньше 200 см2. При установке полевика на радиатор нужно промазать место касания термопастой, для лучшего теплоотвода.
Можно применять переменный резистор на 33 кОм типа WH 06-1. Такие резисторы имеют возможность точной настройки сопротивления. Они бывают импортного и отечественного производства.
Для удобства монтажа на плату припаивают 2 колодки, вместо проводов. Так как провода быстро отрываются.
Вид платы дискретных компонентов и переменного сопротивления вида СП 5-2.
Стабильность напряжения в результате получается неплохой, а напряжение выхода колеблется на несколько долей вольта долгое время. Монтажная плата получается компактных размеров и удобна в работе. Дорожки платы окрашены зеленым цапонлаком.
Мощный стабилизатор на полевике
Рассмотрим сборку схемы стабилизатора, предназначенного для блока питания большой мощности. Здесь улучшены свойства прибора с помощью мощного электронного ключа в виде полевого транзистора.
При разработке мощных силовых стабилизаторов любители чаще всего применяют специальные серии микросхем 142, и ей подобные, которые усилены несколькими транзисторами, подключенными по параллельной схеме. Поэтому получается силовой стабилизатор.
Схема такой модели прибора изображена на рисунке. В нем использован мощный полевик IRLR 2905. Он служит для переключения, однако в этой схеме он применен в линейном режиме. Полупроводник имеет незначительное сопротивление и обеспечивает ток до 30 ампер при нагревании до 100 градусов. Он нуждается в напряжении на затворе до 3 вольт. Его мощность достигает 110 ватт.
Полевиком управляет микросхема TL 431. Стабилизатор имеет следующий принцип действия. При подсоединении трансформатора на вторичной обмотке возникает переменное напряжение 13 вольт, которое выпрямляется выпрямительным мостом. На выравнивающем конденсаторе значительной емкости появляется постоянное напряжение 16 вольт.
Это напряжение проходит на сток полевого транзистора и по сопротивлению R1 идет на затвор, при этом открывая транзистор. Часть напряжения на выходе через делитель попадает на микросхему, при этом замыкая цепь ООС. Напряжение прибора повышается до тех пор, пока входное напряжение микросхемы не дойдет границы 2,5 вольт. В это время микросхема открывается, уменьшая напряжение затвора полевика, то есть, немного закрывая его, и прибор работает в режиме стабилизации. Емкость С3 делает быстрее выход стабилизатора на номинальный режим.
Величина напряжения выхода устанавливается 2,5-30 вольт, путем выбора переменным сопротивлением R2, его величина может меняться в больших пределах. Емкости С1, С2, С4 дают возможность стабильному действию стабилизатора.
Для такого прибора наименьшее падение напряжения на транзисторе составляет до 3 вольт, хотя он способен работать при напряжении около нуля. Такой недостаток возникает поступлением напряжения на затвор. При малом падении напряжения полупроводник не будет открываться, так как на затворе должно быть плюсовое напряжение по отношению к истоку.
Для снижения падения напряжения цепь затвора рекомендуется подключать от отдельного выпрямителя на 5 вольт выше, чем напряжение выхода прибора.
Хорошие результаты можно получить при подключении диода VD 2 к мосту выпрямления. При этом напряжение на конденсаторе С5 повысится, так как падение напряжения на VD 2 станет ниже, чем на диодах выпрямителя. Для плавного регулирования напряжения выхода постоянное сопротивление R2 нужно заменить переменным резистором.
Величину выходного напряжения определяют по формуле: U вых = 2,5 (1+R2 / R3). Если применить транзистор IRF 840, то наименьшее значение напряжения управления на затворе станет 5 вольт. Емкости выбирают танталовые малогабаритные, сопротивления – МЛТ, С2, Р1. Выпрямительный диод с небольшим падением напряжения. Свойства трансформатора, моста выпрямления и емкости С1 подбирают по нужному напряжению выхода и тока.
Полевик рассчитан на значительные токи и мощность, для этого необходим хороший теплоотвод. Транзистор служит для монтажа на радиатор путем пайки с промежуточной пластиной из меди. К ней припаивают транзистор с остальными деталями. После монтажа пластину размещают на радиаторе. Для этого пайка не нужна, так как пластина имеет значительную площадь контакта с радиатором.
Если использовать для наружной установки микросхему П_431 С, сопротивления Р1, и чип-конденсаторы, то их располагают на печатной плате из текстолита. Плату паяют к транзистору. Настройка прибора сводится к монтажу нужного значения напряжения. Необходимо проконтролировать прибор и проверить его, имеется ли самовозбуждение на всех режимах.
ostabilizatore.ru
СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ
Несложная схема для регулирования, а также стабилизации напряжения представлена на картинке выше, её сможет собрать даже новичок в электронике. К примеру, на вход подано 50 вольт, а на выходе получаем 15,7 вольт или другое значение до 27V.
Схема регулируемого стабилизатора
Основной радиодеталью данного устройства является полевой (MOSFET) транзистор, в качестве которого можно использовать IRLZ24/32/44 и другие подобные. Наиболее часто они производятся компаниями IRF и Vishay в корпусах TO-220 и D2Pak. Стоит около 0.58$ грн в розницу, на ebay 10psc можно приобрести за 3$ (0,3 доллара за штуку). Такой мощный транзистор имеет три вывода: сток (drain), исток (source) и затвор (gate), он имеет такую структуру: металл-диэлектрик(диоксид кремния SiO2)-полупроводник. Микросхема-стабилизатор TL431 в корпусе TO-92 обеспечивает возможность настраивать значение выходного электрического напряжения. Сам транзистор я оставил на радиаторе и припаял его к плате с помощью проводков.
Входное напряжение для этой схемы может быть от 6 и до 50 вольт. На выходе же получаем 3-27V с возможностью регулирования подстрочным резистором 33k. Выходной ток довольно большой, до 10 Ампер, в зависимости от радиатора.
Сглаживающие конденсаторы C1,C2 могут иметь ёмкость 10-22 мкФ, C3 4,7 мкФ. Без них схема и так будет работать, но не так хорошо, как нужно. Не забываем про вольтаж электролитических конденсаторов на входе и выходе, мною были взяты все рассчитаны на 50 Вольт.
Мощность, которую сможет рассеять такой стабилизатор напряжения не может быть более 50 Ватт. Полевой транзистор обязательно устанавливается на радиатор, рекомендуемая площадь поверхности которого не менее 200 квадратных сантиметров (0,02 м2). Не забываем про термопасту или подложку-резинку, чтобы тепло лучше отдавалось.
Возможно использование подстрочного резистора 33k типа WH06-1, WH06-2 они имеют достаточно точную регулировку сопротивления, вот так они выглядят, импортный и советский.
Для удобства на плату лучше припаять две колодки, а не провода, которые легко отрываются.
Печатная плата для дискретных элементов и переменного резистора типа СП5-2 (3296).
Стабильность неплоха и напряжение изменяется только на доли вольта на протяжении длительного времени. Готовая платка получилась компактна и удобна. Так как я планирую длительное время использовать это устройство для защиты дорожек окрасил всё дно платы зеленым цапонлаком. Автор материала — Егор.
Форум по БП
Обсудить статью СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ
radioskot.ru
Как подключить стабилизатор напряжения однофазный
Электроэнергия, поступающая к нам в квартиры, имеет свои стандарты. Например, для сети питания 220 вольт отклонение не должно превышать 10% от номинала. Такой разбег в величине напряжения не всегда благотворно сказывается на функционировании чувствительных электрических устройств бытового назначения, приборов освещения. Организации, поставляющие электроэнергию, применяют трансформаторы для линий питания, по которым приходит электрический ток к домам.
При работе под нагрузкой линия выдает нижний предел напряжения. При дальнейшем возрастании нагрузки нормативный предел снижается, так как мощность подстанции исчерпывается. Также функционирует и сеть 380 В. Это объясняет режим работы установок в обычных условиях. Реально же снабжение электричеством домов зимой бывает намного хуже.
Эту ситуацию можно исправить, применяя приборы, которые стабилизируют основные параметры электрического тока. Стабилизаторы применяются в разных местах. Стоимость такого устройства небольшая, а его монтаж и подключение довольно простое, и позволяет произвести всю работу самостоятельно.
Определение типа защиты
В настоящее время имеются стационарные приборы, стабилизирующие напряжение, монтаж которых осуществляется на весь дом, а также переносные модели, которые могут обслужить всего несколько электрических устройств. Кроме этого, стационарные стабилизаторы бывают трехфазными, однофазными. Это зависит от условий использования. Подключения на 1-фазную и 3-фазную сеть имеют свои отличия.
В квартире или собственном доме лучше подключить 1-фазный стабилизатор возле распредщитка. Это дает возможность защиты всей сети от воздействия перегрузок. Поэтому, рассмотрим инструкцию по монтажу для 1-фазного устройства.
Выбор места монтажа
При самостоятельной установке вся ответственность ложится на вас, так как при неправильном монтаже прибор может выйти из строя, может произойти пожар и т. д.
Чтобы своими руками подключить стабилизатор напряжения в квартире, необходимо учесть некоторые советы:
- Помещение выбирается сухим, проветриваемым, так как основной причиной неисправности становится наличие влаги в корпусе прибора.
- При монтаже в нише, проверьте, насколько безопасны отделочные материалы на предмет горючести.
- Нужно обеспечивать зазор между стенками и стабилизатором. Необходимо отступать на 10 см.
- При настенном монтаже, проверьте, чтобы крепление выдержало массу настенного стабилизатора.
Подключение к сети
Самостоятельное подключение к сети стабилизатора не представляет большой сложности. На тыльной стороне устройства есть колодка с клеммами на пять разъемов. Чаще всего провода чередуются так: фаза и ноль, заземление, нагрузочные фаза и ноль.
Для подключения нужно всего лишь сделать правильный выбор сечения кабеля. Далее осуществляется самостоятельный монтаж. Схема подключения стабилизатора на 220 вольт:
Типы стабилизаторов
Когда вы решились установить стабилизатор, то необходимо выбрать и приобрести модель стабилизатора. Чтобы не запутаться с выбором оптимального варианта прибора, нужно знать, что все устройства выполняют подобную функцию, но имеют отличия по принципу действия. Для получения качественной энергии для дома подходят 2 типа приборов:
Сервоприводное устройство, которое имеет схему сравнения, служащую для управления небольшим моторчиком. Он вращается в разных направлениях, и двигает бегунок, снимающий ток. В итоге на выходе получается стабильная величина напряжения 220 вольт. Достоинством такого устройства является плавное регулирование. Это дает возможность получения напряжения без перепадов.
Релейное исполнение устройства стабилизации имеет свои отличия по принципу действия. В корпусе устройства находится трансформатор с клеммами. Напряжение входа умножается на коэффициент, и подводится для каждого вывода. Электронные элементы управляют действием релейного блока, переключающего при необходимости выводы трансформатора. За счет этого на выходе стабилизатора получается напряжение 220 вольт. Отрицательным фактором таких устройств является появление небольших скачков напряжения, когда происходит переключение ступеней.
Третьим типом стабилизаторов является электронный прибор. Он относится к дорогостоящим приборам, хотя его принцип действия мало чем отличается от релейного устройства. У него вместо реле работает электронный ключ, переключающий выводы трансформатора, на тиристорах.
Ступени стабилизатора
Все варианты стабилизаторов имеют несколько ступеней работы. От их числа зависит качество выдаваемого напряжения. Для понимания работы ступеней рассмотрим пример. Когда подается напряжение 220 вольт нормального значения, то прибор прогоняет его по схеме без изменений. Когда напряжение падает до предельных значений, то электронный ключ, либо реле подключают 1-ю ступень, а на выходе появляется стабильное напряжение 220 вольт.
Последующее падение напряжения принуждает стабилизатор переключиться на другие ступени, которые позволят ему выдать необходимые 220 вольт. Когда ступеней уже не хватает, то стабилизатор не сможет повысить напряжение. Чем больше число ступеней, тем шире его интервал регулировки напряжения.
Советы по подключению стабилизатора напряжения:
- Перед монтажом всегда отключайте питание сети в электрическом щите.
- Подключите вспомогательную защиту прибора в виде автоматического выключателя и устройства защитного отключения. Это продлевает срок его работы. Монтировать автоматику целесообразно за счетчиком, но перед защитой.
- Электрическая сеть бытового назначения должна иметь контур заземления. Монтаж стабилизатора без заземления запрещается согласно правилам электробезопасности.
- Монтаж стабилизирующего устройства в доме до счетчика запрещен. Оптимальным вариантом установки стабилизатора будет выполнение его по вышеуказанной схеме.
- Запрещается подключать стабилизатор сразу после заноса его с мороза в квартиру. Внутри корпуса скапливается конденсат, который может сильно повредить устройство при включении, и сократить срок службы. На улице также запрещается его установка.
- Стабилизатор небольшой мощности до 5 киловатт подсоединяется прямо к розетке. Этот способ приемлем для гаражных условий, дачного дома. Иногда осуществляют установку переносного стабилизатора отдельно для цифровой техники, например, на компьютер, телевизор и т. д.
Для трехфазной сети 380 вольт стабилизатор подключают на каждую фазу по одному устройству, соединяя их схемой «звезды». Этим способом достигается экономия денежных средств на покупке устройств, а также на его обслуживании и ремонте, так как 3-фазное устройство намного дороже.
- После монтажа нужно проконтролировать правильность соединений и монтажа. Для этого подключают автоматы ввода в распредщите. Треск, гудение, искрение не допускаются. Если таких признаков нет, то подключение стабилизатора напряжения выполнено правильно.
- Не допускается подключать стабилизатор на нагрузку, превышающую мощность прибора. Резерв его мощности должен быть не менее 30%.
- Правильная схема установки чаще всего изображается на корпусе устройства. Сначала нужно ориентироваться на эту схему. Если такой схемы нет, то оптимальным вариантом являются данные рекомендации. Популярные модели стабилизаторов подключают именно таким образом.
Каждый год необходимо осуществлять проверку надежности соединений проводки в клеммниках, при необходимости подтягивать их затяжку.
Пример подключения стабилизатора
Домашний счетчик, после него два автомата.
Верхний выключатель отключает фазу, другой – ноль. Один провод поступает на дом, а другой на летнюю кухню.
Схем подключения
Открываем крышку клеммника стабилизатора:
Выполняем подключение стабилизатора согласно схеме.
Стабилизатор стоит за стеной, поэтому имеется отверстие, через которое проходят четыре провода: фаза для стабилизатора, ноль для него же, ноль для квартиры, фаза тоже в квартиру.
Еще раз контролируем правильность соединений и включаем питание.
На дисплее показывается напряжение и ток на выходе.
Схемы 3-фазных нагрузок через 1-фазные стабилизаторы
Устройства, применяемые в быту, расходуют меньше энергии, чем промышленные образцы. Поэтому для нормальных свойств сети можно использовать три равных по характеристикам стабилизатора напряжения, которые соответствуют нагрузке для 1-фазной линии.
Если они применяют разделение нуля, то для их монтажа подходит такая схема:
По этой схеме для наглядности шина провода защиты РЕ не указана, а соединение стабилизаторов к ней выполнено упрощенно.
Рабочий нулевой провод после защит, находящихся в распредщитке дома, разделяется на клеммы вывода каждого стабилизатора. Его шина создается путем параллельного соединения клемм выхода всех трех устройств. Нули ко всем нагрузкам подходят жилами проводов от этой шины.
Клемма фазы, которая входит в каждый стабилизатор, подключается к своим клеммам защитного устройства, выходная клемма с группой автоматов, подающих питание на потребители.
Если объединить рабочие отходящие и входящие нули, то это делает схему проще. Но у отдельных моделей такой способ нарушает некоторые алгоритмы управления при возникновении аварии. Поэтому изготовители осуществляют такое разделение.
На схеме изображено подключение аналогичных стабилизаторов к 3-фазным нагрузкам.
Все схемы показаны для ознакомления с принципом действия стабилизаторов напряжения. Поэтому на схеме не изображаются устройства коммутации, распредкоробки и другие устройства.
ostabilizatore.ru
СХЕМА СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ С появлением микросхемных стабилизаторов, стало довольно легко получить стабильное напряжение блока питания, стандартного выходного значения. Но при конструировании радиосхем и просто в быту, часто нужно получить какое-либо нестандартное напряжение и тем более если ток выхода более двух ампер — тут уже КРЕНка не подходит, что можете видеть в таблице их параметров: _________________________________________________________________________________ К1278ЕН2.5 2% 0,8…5 2,5В Low Drop К1277ЕН3 4% 0,1 3 В Low Drop КР1170ЕН4 LM2931 5% 0,1 4 В Low Drop КР142ЕН17 (Б) 5% 0,04 5В Low Drop КР1157ЕН6 MC78L06 4% 0,1 6В КР1157ЕН8 MC78L08 4% 0,1 8В КР1157ЕН9 MC78L09 2%,4% 0,1 9В КР1170ЕН12 LM2931 5% 0,1 12В Low Drop КР1157ЕН15 MC78L15 2%,4% 0,25 15В КР1157ЕН18 MC78L18 2%,4% 0,25 18В _______________________________________________________________ Как видите, для питания усилителя или аппарата электролиза, или мощного зарядного устройства (типа импульсного восстановителя аккумуляторов из этой статьи) найти нужную микросхему непросто. Предлагаемая схема стабилизатора напряжения, может быть названа «универсальная КРЕНка», так как с ней при подборе номиналов резисторов и транзисторов я получаю диапазон напряжений от 5 до 50 В и ток до 20 А.
Схема стабилизатора напряжения имеет защиту от КЗ выхода и главное, мощный регулирующий транзистор крепится непосредственно к корпусу (минусу) без всяких изоляторов и прокладок, согласитесь это очень удобно! Вот фото моего источника питания 36 В 10 А:
Вопросы по схеме стабилизатора напряжения пишем на ФОРУМ Схемы блоков питания |
elwo.ru
Мощный стабилизатор напряжения своими руками
Опубликовал admin | Дата 13 марта, 2013Стабилизатор напряжения на ток 10А
Здравствуйте уважаемые читатели. Давно хотел опробовать схему мощного, регулируемого стабилизатора напряжения, схема которого представлена в книге «Микросхемы для линейных источников питания и их применение» издательство Додэка 1998г. Схема изображена на рисунке 1.
На рисунке2 изображена схема, которую собрал я. В ней отсутствуют диод, резистор 2 и конденсатор 2. Резистор R2 необходим для замыкания токов утечки мощных транзисторов. Об установке дополнительных элементов можно подробно ознакомиться в вышеупомянутой книге. Вот небольшая выдержка из данной книги.
Данные испытуемого стабилизатора
Напряжение на входе………………………. 22В
Напряжение на выходе……………………. 14,15В
Ток ……………………………………………………… 0… 5А
Провал напряжения на выходе………. 0,05В
Напряжение пульсаций не мерил, так как запитывал стабилизатор от БП постоянного тока.
И так на вход подал 22В, резистором R5 установил напряжение на выходе 14В – точнее было 14,15. При увеличении тока нагрузки до 5А напряжение на выходе уменьшилось до 14,1В, что соответствует провалу напряжения в 50млВ, что довольно не плохо.
При падении напряжения на самом стабилизаторе 10В и токе через мощные транзисторы 5А т.е. мощности, выделяемой на них в виде тепла в 50Вт, радиатор данных размеров нагревается до температуры 80 (на фото 1 правда 75 – потом температура поднялась) градусов.
Для кремния это, «как с добрым утром». Но после прогонки стабилизатора при этой температуре в течении примерно часа, скоропостижно умер один из КТ829А (пробой к-э, но при снижении температуры все свойства транзистора восстанавливались, для меня это совсем не единичный случай в моей практике, именно поэтому я всегда испытываю свои поделки при повышенной и пониженной температуре, если предполагается, что они будут работать с возможным изменением климатики), пришлось заменить. Транзисторы у меня все б\у, выпаяны из старых телевизоров. Резисторы, стоящие в эмиттерах мощных транзисторов, больше нужны для контроля коллекторных токов данных транзисторов, чем для их выравнивания. У меня разброс этих токов от транзистора к транзистору изменялся в разы, что потребовало подбора транзисторов. Например ток одного транзистора был 1,64А, а другого – 0,63А. Так, что эти яко бы уравнивающие резисторы в эмиттерных цепях можно после подборки транзисторов спокойно убрать. Стабилизатор собран навесным способом прямо на радиаторе (см. фото 2). При монтаже стабилизатора надо соблюдать некоторые условия.
1. Провод идущий от резистора R5 на землю, необходимо припаять непосредственно к выходной клемме блока.
2. Конденсаторы С1 и С2 устанавливаются в непосредственной близости с микросхемой стабилизатора.
3. Резистор R4 лучше всего припаивать непосредственно на соответствующие выводы микросхемы.
4. С1 и С2 лучше танталовые.
После сборки стабилизатора обязательно проверьте осциллографом выходное напряжение стабилизатора – возможно самовозбуждение оного. Если возникнет возбуд, то возможен сильный разогрев С1 и С2 вплоть до взрыва. При первом включении всегда быстренько пальчиками пощупайте электролиты на предмет повышения их температуры. Стабилизатор нормально работает при входном напряжении 34В, при этом выходное напряжение должно быть не более 24В (зависит от номинала резистора R5 и высчитывается с помощью формулы).
Ток может достигать 10А при условии использования двух вентиляторов для принудительного обдува. В общем я уже подумываю на базе этого стабилизатора сделать себе лабораторный БП, дополнив его системами защиты и индикации, ну и естественно вольтметром и амперметром. Успехов всем. До свидания К.В.Ю.
Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».
Просмотров:44 305
www.kondratev-v.ru
Параметрический стабилизатор — основные параметры
В маломощных схемах на нагрузку до 20 миллиампер применяется устройство с малым коэффициентом действия, и называется параметрическим стабилизатором. В устройстве таких приборов имеются транзисторы, стабилитроны и стабисторы. Они применяются в основном в компенсационных устройствах стабилизации в качестве опорных источников питания. Параметрические стабилизаторы в зависимости от технических данных могут быть 1-каскадными, мостовыми и многокаскадными.
Стабилитрон в устройстве прибора подобен подключенному диоду. Но обратный пробой напряжения больше подходит для стабилитрона и является базой его нормальной работы. Эта характеристика нашла популярность для разных схем, где необходимо создавать ограничение сигнала входа по напряжению.
Такие стабилизаторы являются быстродействующими приборами, и защищают участки с повышенной чувствительностью от импульсных помех. Применение таких элементов в новых схемах является показателем их повышенного качества, которое обеспечивает постоянное функционирование в разных режимах.
Схема стабилизатора
Базой этого прибора является схема подключения стабилитрона, применяющаяся и в других видах приборов вместо источника питания.
Схема включает в себя делитель напряжения из балластного сопротивления и стабилитрона, к которому параллельно подключена нагрузка. Устройство выравнивает напряжение на выходе при переменном питании и нагрузочном токе.
Действие схемы происходит следующим образом. Напряжение, повышающееся на входе прибора, вызывает повышение тока, который проходит через сопротивление R1 и стабилитрон VD. На стабилитроне напряжение остается постоянным из-за его вольтамперной характеристики. Поэтому не меняется и напряжение на нагрузке. В итоге все преобразованное напряжение будет приходить на сопротивление R1. Такой принцип действия схемы позволяет сделать расчет всех параметров.
Принцип действия стабилитрона
Если стабилитрон сравнивать с диодом, то при подключении диода в прямом направлении по нему может проходить обратный ток, который имеет незначительную величину в несколько микроампер. При повышении обратного напряжения до некоторой величины возникнет пробой электрический, а если ток очень велик, то произойдет и тепловой пробой, поэтому диод выйдет из строя. Конечно, диод может работать при электрическом пробое при снижении тока, проходящего через диод.
Стабилитрон спроектирован так, что его характеристика на участке пробоя имеет повышенную линейность, а разность потенциалов пробоя достаточно стабильна. Стабилизация напряжения с помощью стабилитрона выполняется при его функционировании на обратной ветви свойства тока и напряжения, а на прямой ветке графика стабилитрон работает как обычный диод. На схеме стабилитрон обозначается:
Параметры стабилитрона
Его главные параметры можно увидеть по характеристике напряжения и тока.
- Напряжение стабилизации является напряжением на стабилитроне при прохождении тока стабилизации. Сегодня производятся стабилитроны с таким параметром, равным 0,7-200 вольт.
- Наибольший допустимый ток стабилизации. Он ограничен величиной наибольшей допустимой мощности рассеивания, которая зависит от температуры внешней среды.
- Наименьший ток стабилизации, рассчитывается наименьшей величиной тока, протекающего через стабилитрон, при этом сохраняется действие стабилизатора.
- Дифференциальное сопротивление – это величина, равная отношению приращения напряжения к малому приращению тока.
Стабилитрон, подключенный в схеме как простой диод в прямом направлении, характеризуется величинами постоянного напряжения и наибольшим допустимым прямым током.
Расчет параметрического стабилизатора
Добротность функционирования прибора вычисляется по коэффициенту стабилизации, который вычисляется по формуле: Кст U = (ΔUвх / Uвх) / (ΔU вых / Uвых).
Далее расчет стабилизатора с применением стабилитрона производится в сочетании с балластным резистором в соответствии с типом применяемого стабилитрона. Для расчета используются рассмотренные ранее параметры стабилитрона.
Определим порядок расчета на примере. Возьмем исходные данные:
- U вых=9 В;
- I н =10мА;
- ΔI н = ±2мА;
- ΔU вх = ± 10% Uвх
По справочнику подбираем стабилитрон Д 814Б, свойства которого:
- U ст = 9 В;
- I ст. макс = 36 мА;
- I ст. мин = 3 мА;
- R д = 10 Ом.
Далее вычисляется входное напряжение: Uвх = nст *Uвых, где nст – коэффициент передачи. Функционирование стабилизатора станет эффективнее, если этот коэффициент будет в пределах 1,4-2. Если nст =1,6, то U вх= 1,6 * 9 = 14,4 В.
На следующем шаге производится расчет балластного резистора. Используется формула: R о = (U вх – U вых) / (I ст + I н). Величина тока I ст выбирается: I ст ≥ I н. При изменении U вх на величину Δ Uвх и Iн на ΔIн, не может быть больше тока стабилитрона величин I ст. макс и I ст. мин. Поэтому, I ст берется в качестве среднего допустимой величины в этом интервале и равно 0,015 ампер.
Значит, балластный резистор равен: R о = (14,4 – 9)/(0,015+0,01 )= 16 Ом. Ближнее стандартное значение составляет 220 Ом. Для выбора типа сопротивления, выполняется расчет рассеиваемой мощности на корпусе. Применяя формулу Р = I*2 R о, определяем величину Р = (25*10-3) * 2 * 220 = 0,138 ватт. Другими словами, стандартная мощность сопротивления равна 0,25 ватт.
Поэтому лучше подойдет сопротивление МЛТ — 0,25 — 220 Ом. После осуществления расчетов необходимо проверить правильность выбора режима действия стабилитрона в схеме параметрического прибора. В первую очередь определяется его наименьший ток: Iст. Мин = (U вх – ΔU вх – U вых) / Rо – (I н + ΔI н), с практическими параметрами определяется величина I ст.мин = (14,4–1,44–9) * 103 / 220–(10+2) = 6 миллиампер.
Такая же процедура производится для вычисления наибольшего тока: I ст. макс=(Uвх+ΔUвх–Uвых)/Rо–(Iн–ΔIн). По исходным параметрам, наибольший ток составит: Iст.макс=(14,4 + 1,44 – 9) * 103 / 220–(10 – 2)=23 миллиампер. Если в результате вычисленные значения наименьшего и наибольшего тока превосходят допустимые границы, то необходимо заменить I ст или резистор R о. Иногда требуется замена стабилитрона.
ostabilizatore.ru