Стабилизатор напряжения схема


Схема стабилизатора напряжения - простой расчёт

Чаще всего радиотехнические устройства для своего функционирования нуждаются в стабильном напряжении, не зависящем от изменений сетевого питания и от тока нагрузки. Для решения этих задач используются компенсационные и параметрические устройства стабилизации.

Параметрический стабилизатор

Его принцип работы заключается в свойствах полупроводниковых приборов. Вольтамперная характеристика полупроводника – стабилитрона показана на графике.

Во время включения стабилитрона свойства подобны характеристике простого диода на основе кремния. Если стабилитрон включить в обратном направлении, то электрический ток сначала будет расти медленно, но при достижении некоторой величины напряжения наступает пробой. Это режим, когда малый прирост напряжения создает большой ток стабилитрона. Пробойное напряжение называют напряжением стабилизации. Во избежание выхода из строя стабилитрона, течение тока ограничивают сопротивлением. При колебании тока стабилитрона от наименьшего до наибольшего значения, напряжение не изменяется.

На схеме показан делитель напряжения, который состоит из балластного сопротивления и стабилитрона. К нему параллельно подключена нагрузка. Во время изменения величины питания меняется и ток резистора. Стабилитрон берет изменения на себя: меняется ток, а напряжение остается постоянным. При изменении резистора нагрузки ток изменится, а напряжение останется постоянным.

Компенсационный стабилизатор

Прибор, рассмотренный ранее очень простой по конструкции, но дает возможность подключать питание прибора с током, который не превышает наибольшего тока стабилитрона. Вследствие этого используют приборы, стабилизирующие напряжение, и получившие название компенсационных. Они состоят из двух видов: параллельные и последовательные.

Называется прибор по методу подключения элементу регулировки. Обычно используются компенсационные стабилизаторы, относящиеся к последовательному виду. Его схема:

Элементом регулировки выступает транзистор, соединенный последовательно с нагрузкой. Напряжение выхода равняется разности значения стабилитрона и эмиттера, которое составляет несколько долей вольта, поэтому считается, что выходное напряжение равно стабилизирующему напряжению.

Рассмотренные приборы обоих типов имеют недостатки: невозможно получить точную величину напряжения выхода и производить регулировку во время работы. Если нужно создать возможность регулирования, то стабилизатор компенсационного вида изготавливают по схеме:

В этом приборе регулировка осуществляется транзистором. Основное напряжение выдает стабилитрон. Если напряжение выхода повышается, база транзистора получается отрицательной в отличие от эмиттера, транзистор откроется на большую величину и ток возрастет. Вследствие этого, напряжение отрицательного значения на коллекторе станет ниже, так же как и на транзисторе. Второй транзистор закроется, его сопротивление повысится, напряжение выводов повысится. Это приводит к снижению напряжения выхода и возвращению к бывшему значению.

При снижении напряжения выхода проходят подобные процессы. Отрегулировать точное напряжение выхода можно резистором настройки.

Стабилизаторы на микросхемах

Такие устройства в интегральном варианте имею повышенные характеристики параметров и свойств, которые отличаются от подобных приборов на полупроводниках. Также они обладают повышенной надежностью, небольшими габаритами и весом, а также небольшой стоимостью.

Последовательный стабилизатор

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 – Элемент регулировки;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – определитель напряжения выхода;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Элемент регулировки выступает в качестве изменяемого сопротивления, подключенного по последовательной схеме с нагрузкой. При колебании напряжения меняется сопротивление элемента регулировки так, что происходит компенсация таких колебаний. Воздействие на элемент регулировки производится по обратной связи, которая содержит элемент управления, источник основного напряжения и измеритель напряжения. Этот измеритель является потенциометром, с которого приходит часть напряжения выхода.

Обратная связь регулирует напряжение выхода, использующееся для нагрузки, напряжение выхода потенциометра становится равным основному напряжению. Колебания напряжения от основного создает некоторое падение напряжения на регулировке. Вследствие этого, измеряющим элементом в определенных границах можно осуществлять регулировку напряжения выхода. Если стабилизатор планируется изготовить на определенную величину напряжения, то измеряющий элемент создается внутри микросхемы с компенсацией температуры. При наличии большого интервала напряжения выхода, измеряющий элемент выполняется за микросхемой.

Параллельный стабилизатор

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 –элемент регулирующий;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – измерительный элемент;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Если сравнить схемы стабилизаторов, то прибор последовательного вида имеет повышенный КПД при неполной загрузке. Прибор параллельного вида расходует неизменную мощность от источника и выдает ее на элемент регулировки и нагрузку. Стабилизаторы параллельные рекомендуется использовать при неизменных нагрузках при полной загруженности. Стабилизатор параллельный не создает опасности при КЗ, последовательный вид при холостом ходе. При неизменной нагрузке оба прибора создают высокий КПД.

Стабилизатор на микросхеме с 3-мя выводами

Инновационные варианты схем стабилизаторов последовательного вида выполнены на 3-выводной микросхеме. Вследствие того, что есть всего лишь три вывода, их проще использовать в практическом применении, так как они вытесняют остальные виды стабилизаторов в интервале 0,1-3 ампера.

  1. U вх – необработанное напряжение входа;
  2. U вых –напряжение выхода.

Можно не использовать емкости С1 и С2, однако они позволяют оптимизировать свойства стабилизатора. Емкость С1 применяется для создание стабильности системы, емкость С2 нужна по той причине, что внезапное повышение нагрузки нельзя отследить стабилизатором. В таком случае поддержка тока осуществляется емкостью С2. Практически часто применяются микросхемы серии 7900 от компании Моторола, которые стабилизируют положительную величину напряжения, а 7900 – величину со знаком минус.

Микросхема имеет вид:

Для увеличения надежности и создания охлаждения стабилизатор монтируют на радиатор.

Стабилизаторы на транзисторах

На 1-м рисунке схема на транзисторе 2SC1061.

На выходе прибора получают 12 вольт, на напряжение выхода зависит прямо от напряжения стабилитрона. Наибольший допустимый ток 1 ампер.

При применении транзистора 2N 3055 наибольший допускаемый ток выхода можно повысить до 2 ампер. На 2-м рисунке схема стабилизатора на транзисторе 2N 3055, напряжение выхода, как и на рисунке 1 зависит от напряжения стабилитрона.

  • 6 В — напряжение выхода, R1=330, VD=6,6 вольт
  • 7,5 В — напряжение выхода, R1=270, VD = 8,2 вольт
  • 9 В — напряжение выхода, R1=180, Vd=10

На 3-м рисунке – адаптер для автомобиля – аккумуляторное напряжение в автомобиле равно 12 В. Для создания напряжения меньшего значения применяют такую схему.

Виды и схемы стабилизаторов напряжения

Автор: Александр Старченко

Приборы для стабилизации напряжения сети применяются уже не одно десятилетие. Многие модели давно не используются, а другие пока не нашли широкого распространения, несмотря на высокие характеристики. Схема стабилизатора напряжения не является чем-то слишком сложным. Принцип работы и основные параметры различных стабилизаторов следует знать тем, кто ещё не определился с выбором.

Содержание:

  1. Виды стабилизаторов напряжения

Виды стабилизаторов напряжения

В настоящее время применяются следующие виды стабилизаторов:

  • Феррорезонансные;
  • Сервоприводные;
  • Релейные;
  • Электронные;
  • Двойного преобразования.

Большой выбор стабилизаторов напряжения отечественного производства от компании «Энергия», вы найдете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

Феррорезонансные стабилизаторы конструктивно являются самыми простыми устройствами. Они состоят из двух дросселей и конденсатора и работают на принципе магнитного резонанса. Стабилизаторы такого типа отличаются высокой скоростью срабатывания, очень большим сроком эксплуатации и могут работать в широком диапазоне напряжения на входе. В настоящее время их можно встретить в медицинских учреждениях. В быту практически не применяются.

Принцип действия сервоприводного или электромеханического стабилизатора основан на изменении величины напряжения с помощью автотрансформатора. Устройство отличается исключительно высокой точностью установки напряжения. Вместе с тем скорость стабилизации самая низкая. Электромеханический стабилизатор может работать с очень большими нагрузками.

Релейный стабилизатор так же имеет в своей конструкции трансформатор с секционированной обмоткой. Выравнивание напряжения осуществляется с помощью группы реле, которые срабатывают по командам с платы контроля напряжения. Прибор имеет относительно высокую  скорость стабилизации, но точность установки заметно ниже за счёт дискретного переключения обмоток.

Электронный стабилизатор работает по такому же принципу, только секции обмотки регулирующего трансформатора переключаются не с помощью реле, а силовыми ключами на полупроводниковых приборах. Точность электронного и релейного стабилизатора приблизительно одинаковая, но скорость электронного устройства заметно выше.

Стабилизаторы двойного преобразования, в отличие  от других моделей, не имеют в своей конструкции силового трансформатора. Коррекция напряжения осуществляется на электронном уровне. Устройства этого типа отличаются высокой скоростью и точностью, но их стоимость намного выше, чем у других моделей. Стабилизатор напряжения 220 вольт своими руками, несмотря на кажущуюся сложность, может быть реализован именно на инверторном принципе.

Электромеханический стабилизатор

Сервоприводный стабилизатор состоит из следующих узлов:

  • Входной фильтр;
  • Плата измерения напряжения;
  • Автотрансформатор;
  • Серводвигатель;
  • Графитовый скользящий контакт;
  • Плата индикации.

 

В основе работы электромеханического стабилизатора лежит принцип регулировки напряжения путём изменения коэффициента трансформации. Это изменение осуществляется перемещением графитового контакта по свободной от изоляции обмотке трансформатора. Перемещение контакта осуществляется серводвигателем.

Напряжение сети поступает на фильтр, состоящий из конденсаторов и ферритовых дросселей. Его задача максимально очистить приходящее напряжение от высокочастотных и импульсных помех. В плате измерения напряжения заложен определённый допуск. Если напряжение сети в него укладывается, то оно сразу поступает на нагрузку.

При отклонении напряжения сверх допустимого, плата измерения напряжения подаёт команду на узел управления серводвигателем, который перемещает контакт в сторону увеличения или уменьшения напряжения. Как только величина напряжения придёт в норму, серводвигатель останавливается. Если напряжение сети нестабильно и часто изменяется, сервопривод может отрабатывать процесс регулирования практически постоянно.

Схема подключения стабилизатора напряжения малой мощности не представляет ничего сложного, поскольку на корпусе установлены розетки, а включение в сеть осуществляется шнуром с вилкой. На более мощных устройствах сеть и нагрузка подключаются с помощью винтовой колодки.

Большой выбор стабилизаторов напряжения отечественного производства от компании «Энергия», вы найдете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

Релейный стабилизатор

В релейном стабилизаторе имеется почти такой же набор основных узлов:

  • Сетевой фильтр;
  • Плата контроля и управления;
  • Трансформатор;
  • Блок электромеханических реле;
  • Устройство индикации.

 

В этой конструкции коррекция напряжения осуществляется ступенчато, с помощью  реле. Обмотка трансформатора разделена на несколько отдельных секций, каждая из которых  имеет отвод. Релейный стабилизатор напряжения имеет несколько ступеней регулирования, число которых определяется количеством установленных реле.

Подключение секций обмотки, а, следовательно, и изменение напряжения может осуществляться либо аналоговым, либо цифровым способом. Плата управления, в зависимости от изменения напряжения на входе, подключает необходимое количество реле для обеспечения напряжения на выходе, соответствующего допуску. Стабилизаторы релейного типа имеют самую низкую цену среди этих приборов.

Пример схемы релейного стабилизатора

Еще одна схема стабилизатора релейного типа

Электронный стабилизатор

Принципиальная схема стабилизатора напряжения этого типа имеет лишь небольшие отличия от конструкции с электромагнитными реле:

  • Фильтр сети;
  • Плата измерения напряжения и управления;
  • Трансформатор;
  • Блок силовых электронных ключей;
  • Плата индикации.

Большой выбор стабилизаторов напряжения отечественного производства от компании «Энергия», вы найдете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

 

Принцип работы электронного стабилизатора не отличается от принципа работы релейного устройства. Единственное отличие заключается в применении электронных ключей вместо реле. Ключи представляют собой управляемые полупроводниковые вентили – тиристоры и симисторы. Каждый из них имеет управляющий электрод, подачей напряжения на который вентиль можно открыть. В этот момент и происходит коммутация обмоток и изменение напряжения на выходе стабилизатора. Стабилизатор отличается хорошими параметрами и высокой надёжностью. Широкому распространению мешает высокая стоимость прибора.

Стабилизатор двойного преобразования

Это устройство, называемое так же инверторный стабилизатор, по своей конструкции и техническим решениям, полностью отличается от всех других моделей. В нем отсутствует  трансформатор и элементы коммутации. В основу его работы положен принцип двойного преобразования напряжения. Из переменного напряжения в постоянное, и обратно в переменное.

Схема инверторного стабилизатора напряжения 220в состоит из следующих узлов:

  • Фильтр сетевых помех;
  • Корректор мощности – выпрямитель;
  • Блок конденсаторов;
  • Инвертор;
  • Узел микропроцессора.

Напряжение сети, пройдя через фильтр, поступает на корректор – выпрямитель, где осуществляется первое преобразование. В блоке конденсаторов запасается энергия, которая будет необходима при пониженном напряжении.

Обычно инвертор выполняется по схеме с использованием ШИМ контроллера. Дополнительное питание необходимо для питания микропроцессора, который управляет всей работой стабилизатора.

Большой выбор стабилизаторов напряжения отечественного производства от компании «Энергия», вы найдете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

Это устройство отличается уникальными параметрами, поскольку инверторный стабилизатор не изменяет величину напряжения сети, а заново его генерирует. Это позволяет получить напряжение высокого качества со стабильной частотой.

На базе инверторного принципа может быть реализована схема регулируемого стабилизатора напряжения. В этом случае можно на схемном уровне рассчитать величину напряжения на входе, которая может быть практически любой, а стабилизатор будет выдавать 220В.

С этим читают:

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!

Принцип работы и типовые схемы компенсационных стабилизаторов напряжения на транзисторах

Наиболее широкое практическое применение находят компенсационные последовательные стабилизаторы напряжения. Типовая схема такого стабилизатора приведена на рис. 1. В зависимости от величины тока нагрузки регулирующий транзистор может быть составным (как показано на рис. 1) или одиночным.

Основными недостатками типовой схемы являются низкий коэффициент стабилизации и довольно большие пульсации на выходе стабилизатора.

Последнее особенно сильно проявляется при больших токах нагрузки. Это объясняется тем, что база регулирующего транзистора питается от нестабилизированного источника. Увеличение емкости конденсатора C1 уменьшает пульсации лишь тогда, когда эта емкость будет равна не скольким тысячам мкф, что практически трудно реализовать.

Качество стабилизатора существенно улучшится, если базовую цепь регулирующего транзистора питать от стабилизированного источника или источника с малым напряжением пульсаций переменного тока. Ниже рассматривается несколько вариантов улучшения стабилизатора по этому принципу.

На рис. 2 приведена схема стабилизатора со сглаживающим фильтром в базовой цени регулирующего транзистора. В этом стабилизаторе резистор R5 заменен двумя - R5`R5" добавлен конденсатор С2. Так как ток, протекающий через этот фильтр, весьма мал, то даже при емкости С2 в несколько десятков мкФ пульсации на базе регулирующего транзистора, а следовательно, и на выходе стабилизатора существенно уменьшаются. Следует иметь в виду, что сумма сопротивлений резисторов R5` и R5" должна быть равна сопротивлению резистора R5 на схеме рис. 1.

В стабилизаторе, схема которого показана на рис. 3, для питания цепей баз регулирующего транзистора и транзистора усилителя обратной связи применен стабилизирующий трехполюсник. Этот стабилизатор позволяет отказаться от применения составного регулирующего транзистора при значительных токах нагрузки. В стабилизирующем трехполюснике используется n-р-n транзистор, напряжение на базе которого стабилизировано с помощью диода Д2. В качестве диода Д2 могут быть использованы кремниевые стабилитроны, которые имеют напряжение стабилизации в прямом направлении порядка 0,5В. Поскольку напряжение перехода база — эмиттер транзистора стабилизировано, ток Iк2, коллектора транзистора Т2 не меняется при изменении входного напряжения Uвх и при наличии пульсаций на входе.

Базовые цепи регулирующего транзистора и транзистора усилителя обратной связи в стабилизаторе, схема которого дана на рис. 4, питаются от стабилизированного источника. При больших токах нагрузки мощность рассеяния на регулирующем транзисторе этого стабилизатора резко увеличивается. Поэтому применение его целесообразно лишь при сравнительно небольших токах нагрузки (до 0,3—0,5A).

На рис. 5 изображена схема стабилизатора, качество работы которого улучшено применением транзистора Т2 типа n-р-n взамен р-n-р в стабилизаторе по схеме рис. 1 и изменением места включения опорного стабилитрона. Нетрудно видеть, что колебания входного напряжения поступают на эмиттерные переходы всех транзисторов только через достаточно большие сопротивления коллекторных переходов, и таким образом, дестабилизирующее влияние источника питания на стабилизатор существенно уменьшается.

 


 

В стабилизаторе, схема которого приведена на рис. 6, применены регулирующий и усилительный транзисторы разных типов проводимости. Особенностью стабилизатора является то, что регулирующий транзистор подключен к положительному полюсу стабилизируемого напряжения. Так как коллекторный ток усилительного транзистора и базовый ток регулирующего транзистора направлены согласованно, отпадает необходимость в специальном нагрузочном резисторе и источнике вспомогательного напряжения, а также значительно упрощается согласование режимов транзисторов. Роль нагрузки усилительного каскада здесь играет весьма значительное по величине сопротивление коллекторного перехода регулирующего транзистора. При выполнении стабилизатора по этой схеме можно обойтись без применения в регулирующем элементе составного транзистора до токов нагрузки 300—500 мА.

Все стабилизаторы напряжения, описанные в статье, испытывались при токе нагрузки Iн—300 мА и выходном напряжении Uн=15 в. Во время испытаний стабилизаторы питались от выпрямителя, собранного по мостовой схеме без сглаживающего фильтра.

В заключение следует отметить, что коэффициент стабилизации всех схем, приведенных выше, можно повысить увеличением доли выходного напряжения, действующей на усилитель обратной связи стабилизатора. С этой целью необходимо увеличивать значение коэффициента n=R2/R1+R2 (для схемы рис. 1), что возможно путем выбора опорного напряжения, близкого к значению Uн. Другим путем является замена резистора R1 (см. рис. 1) таким стабилитроном (показан пунктиром), чтобы Uст. Д1+Uст.Д2≈Uн. Такая замена позволяет увеличить коэффициент стабилизации стабилизатора по схеме рис. 1 с 20 до 50.

 

 

Ознакомиться с основными характеристиками и цоколевкой интегральных микросхем стабилизаторов напряжения можно на страницах нашего сайта:

Справочная информация по интегральным стабилизаторам напряжения AN серии
Справочная информация по интегральным стабилизаторам напряжения MC серии
Справочная информация по интегральным стабилизаторам напряжения LM серии

Блок питания "Проще не бывает". Часть вторая

РадиоКот >Обучалка >Аналоговая техника >Собираем первые устройства >

Блок питания "Проще не бывает". Часть вторая

Ага, все-таки зашел? Что, любопытство замучило? Но я очень рад. Нет, правда. Располагайся поудобнее, сейчас мы вместе произведем некоторые нехитрые расчеты, которые нужны, чтобы сварганить тот блок питания, который мы уже сделали в первой части статьи. Хотя надо сказать, что эти расчеты могут пригодиться и в более сложных схемах.

Итак, наш блок питания состоит из двух основных узлов - это выпрямитель, состоящий из трансформатора, выпрямительных диодов и конденсатора и стабилизатор, состоящий из всего остального. Как настоящие индейцы, начнем, пожалуй, с конца и рассчитаем сначала стабилизатор.

Схема стабилизатора показана на рисунке.

Это, так называемый параметрический стабилизатор. Состоит он из двух частей:
1 - сам стабилизатор на стабилитроне D с балластным резистором Rб
2 - эмиттерный повторитель на транзисторе VT.

Непосредственно за тем, чтобы напряжение оставалось тем каким нам надо, следит стабилизатор, а эмиттерный повторитель позволяет подключать мощную нагрузку к стабилизатору. Он играет роль как бы усилителя или если угодно - умощителя.

Два основных параметра нашего блока питания - напряжение на выходе и максимальный ток нагрузки. Назовем их:
Uвых - это напряжение
и
Imax - это ток.

Для блока питания, который мы отгрохали в прошлой части, Uвых = 14 Вольт, а Imax = 1 Ампер.

Сначала нам необходимо определить какое напряжение Uвх мы должны подать на стабилизатор, чтобы на выходе получить необходимое Uвых.
Это напряжение определяется по формуле:

Uвх = Uвых + 3

Откуда взялась цифра 3? Это падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT. Таким образом, для работы нашего стабилизатора на его вход мы должны подать не менее 17 вольт.

Едем дальше.

Определим, какой нам нужен транзистор VT. Для этого нам надо определить, какую мощность он будет рассеивать.

Считаем:

Pmax=1.3(Uвх-Uвых)Imax

Тут надо учесть один момент. Для расчета мы взяли максимальное выходное напряжение блока питания. Однако, в данном расчете, надо наоборот брать минимальное напряжение, которое выдает БП. А оно, в нашем случае, составляет 1,5 вольта. Если этого не сделать, то транзистор может накрыться медным тазом, поскольку максимальная мощность будет рассчитана неверно.
Смотри сам:

Если мы берем Uвых=14 вольтам, то получаем Pmax=1.3*(17-14)*1=3.9 Вт.
А если мы примем Uвых=1.5 вольта, то Pmax=1.3*(17-1.5)*1=20,15 Вт

То есть, если бы не учли этого, то получилось бы, что расчетная мощность в ПЯТЬ раз меньше реальной. Разумеется, транзистору это сильно не понравилось бы.

Ну вот, теперь лезем в справочник и выбираем себе транзистор.
Помимо только что полученной мощности, надо учесть, что предельное напряжение между эмиттером и коллектором должно быть больше Uвх, а максимальный ток коллектора должен быть больше Imax. Я выбрал КТ817 - вполне приличный транзистор...

Фу, ну вроде с этим справились. Пошли дальше.

Сначала определим максимальный ток базы свежевыбранного транзистора ( а ты как думал? в нашем жестоком мире потребляют все - даже базы транзисторов).

Iб max=Imax / h31Э min

h31Э min - это минимальный коэффициент передачи тока транзистора и берется он из справочника Если там указаны пределы этого параметра - что то типа 30…40, то берется самый маленький. Ну, у меня в справочнике написано только одно число - 25, с ним и будем считать, а что еще остается?

Iб max=1/25=0.04 А (или 40 мА). Не мало.

Ну давайте будем теперь искать стабилитрон.
Искать его надо по двум параметрам - напряжению стабилизации и току стабилизации.

Напряжение стабилизации должно быть равно максимальному выходному напряжению блока питания, то есть 14 вольтам, а ток - не менее 40 мА, то есть тому, что мы посчитали.
Полезли опять в справочник...

По напряжению нам страшно подходит стабилитрон Д814Д, к тому же он у меня был под рукой. Но вот ток стабилизации… 5 мА нам никак не годится. Чего делать будем? Будем уменьшать ток базы выходного транзистора. А для этого добавим в схему еще один транзистор. Смотрим на рисунок. Мы добавили в схему транзистор VT2. Сия операция позволяет нам снизить нагрузку на стабилитрон в h31Э раз. h31Э, разумеется, того транзистора, который мы только что добавили в схему. Особо не думая, я взял из кучи железок КТ315. Его минимальный h31Э равен 30, то есть мы можем уменьшить ток до 40/30=1.33 мА, что нам вполне подходит.

Теперь посчитаем сопротивление и мощность балластного резистора Rб.

Rб=(Uвх-Uст)/(Iб max+Iст min)

где Uст - напряжение стабилизации стабилитрона,
Iст min - ток стабилизации стабилитрона.

Rб = (17-14)/((1.33+5)/1000) = 470 Ом.

Теперь определим мощность этого резистора

Prб=(Uвх-Uст)2/Rб.

То есть

Prб=(17-14)2/470=0,02 Вт.

Собственно и все. Таким образом, из исходных данных - выходного напряжения и тока, мы получили все элементы схемы и входное напряжение, которое должно быть подано на стабилизатор.

Однако не расслабляемся - нас еще ждет выпрямитель. Уж считать так считать, я так считаю (каламбур однако).

Итак, смотрим на схему выпрямителя.

Ну, тут все проще и почти на пальцах. Учитывая то, что мы знаем, какое напряжение нам надо подать на стабилизатор - 17 вольт, вычислим напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Для этого пойдем, как и в начале - с хвоста. Итак, после конденсатора фильтра мы должны иметь напряжение 17 вольт.

Учитывая то, что конденсатор фильтра увеличивает выпрямленное напряжение в 1,41 раза, получаем, что после выпрямительного моста у нас должно получиться 17/1,41=12 вольт.
Теперь учтем, что на выпрямительном мосту мы теряем порядка 1,5-2 вольт, следовательно, напряжение на вторичной обмотке должно быть 12+2=14 вольт. Вполне может случится так, что такого трансформатора не найдется, не страшно - в данном случае можно применить трансформатор с напряжением на вторичной обмотке от 13 до 16 вольт.

Едем дальше. Определим емкость конденсатора фильтра.

Cф=3200Iн/UнKн

где Iн - максимальный ток нагрузки,
Uн - напряжение на нагрузке,
Kн - коэффициент пульсаций.

В нашем случае
Iн = 1 Ампер,
Uн=17 вольтам,
Kн=0,01.

Cф=3200*1/14*0,01=18823.

Однако, поскольку за выпрямителем идет еще стабилизатор напряжения, мы можем уменьшить расчетную емкость в 5…10 раз. То есть 2000 мкФ будет вполне достаточно.

Осталось выбрать выпрямительные диоды или диодный мост.

Для этого нам надо знать два основных параметра - максимальный ток, текущий через один диод и максимальное обратное напряжение, так же через один диод.

Необходимое максимальное обратное напряжение считается так

Uобр max=2Uн, то есть Uобр max=2*17=34 Вольта.

А максимальный ток, для одного диода должен быть больше или равен току нагрузки блока питания. Ну а для диодных сборок в справочниках указывают общий максимальный ток, который может протекать через эту сборку.

Ну вот вроде бы и все про выпрямители и параметрические стабилизаторы.
Впереди у нас стабилизатор для самых ленивых - на интегральной микросхеме и стабилизатор для самых трудолюбивых - компенсационный стабилизатор.

<<--Часть 1----Часть 3-->>


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Стабилизаторы напряжения - Теоретические материалы - Теория

Стабилизатором напряжения (СТН) называют устройство, поддерживающее с определенной точностью неизменным напряжение на нагрузке. Другими словами, стабилизатор напряжения - это устройство, на выходе которого напряжение остается неизменным при воздействии дестабилизирующих факторов.

Стабилизаторы бывают параметрические (ПСН) и компенсационные (КСН). Параметрический стабилизатор наиболее простой. Его работа основана на свойствах полупроводникового диода, а точнее на одной из его разновидностей - стабилитрона. Типичная наипростейшая схема параметрического стабилизатора приведена на рисунке 1.

Рис. 1 - Параметрический стабилизатор напряжения

В стабилитронах используется явление электрического лавинного пробоя. При этом в широком диапазоне изменения тока через диод напряжение изменяется на нем очень незначительно. Входное напряжение через ограничительный резик Rбал подводится к параллельно включенным стабилитрону и сопротивлению нагрузки. Поскольку напряжение на стабилитроне меняется незначительно, то и на нагрузке оно будет иметь тот же характер. При увеличении входного напряжения практически все изменение Uвх передается на Rбал, что приводит к увеличению тока в нем. Увеличение этого тока происходит за счет увеличения тока стабилизации при почти неизменном токе нагрузки. Другими словами, все изменение входного напряжения поглощается в ограничительном (балластном) резике.

Часто стабилитрон работает в таком режиме, когда напряжение источника гуляет (т. е. нестабильно), а сопротивление нагрузки постоянно. Для нормального режима стабилизации сопротивление резика Rогр должно иметь определенное значение. Если напряжение Uвх гуляет от Umin до Umax, то для расчета Rогр можно воспользоваться формулой:

Rогр = (Uвх.ср - Uст)/(Iср + Iн),

где Uвх.ср = 0.5(Uвх.min + Uвх.max) - среднее значение напряжения источника, Iср. = 0.5(Imin + Imax) - средний ток стабилитрона, Iн = Uн/Rн - ток нагрузки. При изменении входного напряжения в ту или иную сторону будет изменяться ток стабилитрона, на напряжение на нем, следовательно и на нагрузке будет оставаться постоянным.

Коли все изменения напряжения источника гасятся в Rогр, то наибольшее изменение напряжения (Uвх. max - Uвх.min = ΔUвх) должно соответствовать наибольшему возможному изменению тока, при котором еще сохраняется стабилизация (Imax - Imin = ΔIст). Отсюда следует, что стабилизация будет осуществляться только при соблюдении условия:

ΔUвх ≦ ΔIстRогр

Бывает режим стабилизации, когда входное напряжение постоянно, а сопротивление нагрузки изменяется, т. е. гуляет от Rн.min до Rн.max. Для такого режима Rогр определяется по формуле:

Rогр = (Uвх - Uст)/(Iср + Iн.ср),

где Iн.ср = 0.5(Iн.min + Iн.max), причем Iн.min = Uст/Rн.max, а Iн.max = Uст/Rн.min.

Иногда необходимо получить такое напряжение, на которое стабилитрон не рассчитан. В этом случае применяют последовательное соединение стабилитронов. Тогда напряжение стабилизации будет соответствовать сумме напряжений стабилизаций последовательно включенных стабилитронов.

Помимо рассмотренной схемы применяют каскадное включение стабилитронов. Говоря проще, берут несколько вышерассмотренных схем и включают одну за другой. При этом напряжение стабилизации предыдущего стабилитрона должно быть больше, чем следующего. Такие схемы применяют для увеличения коэффициента стабилизации. Бывает еще и мостовая схема, называемая мостовой параметрический стабилизатор. Теоретически у такой схемы коэффициент стабилизации стремится к бесконечности (хотя в это верится с трудом).

К сожалению большой мощи с вышерассмотренной схемы не снять. Поэтому придумали ниже приведенную схемку, которая проста до безобразия.


Рис. 2 - Параметрический стабилизатор напряжения с усилителем мощности

Как видим, ничего сложного. Просто нагрузку воткнули через транзистор, включенный по схеме ОК, выполняющего роль усилителя мощности.

Ахтунг: Как-то один препод втулял на полном серьезе, что схема на рисунке 2 - компенсационный стабилизатор напряжения. Тогда меня чуть не вывернуло. Не ведитесь на такую фигню. Про КСН чуть ниже. Там и будет понятно отличие ПСН от КСН.

Такая схема при малых и средних токах нагрузки работает как стабилизатор, а при больших токах нагрузки - как транзисторный фильтр (если параллельно стабилитрону влепить кондер). Если параллельно стабилитрону влепить переменный (подстроечный) резик, то выходное напряжение становиться регулируемым. Можно также влепить параллельно нагрузке кондер. Кондеров вообще можно повтыкать несколько штук, не повредит. Для уменьшения высокочастотной (ВЧ) составляющей выходного напряжения параллельно нагрузке втыкают кондер емкостью 0,01...1 мкФ. Это касается любых источников питания. В умных книжках пишут, что кондер должен быть керамический, хотя и бумажные, слюдяные, пленочные и прочие работают ничтяково.

Тип транзистора в схеме на рисунке 2 выбирается из учета мощности нагрузки. Например, для питания усилка (особенно большой мощности), когда ток нагрузки велик, втыкают составной транзистор. Составной транзистор - это когда берут два (или больше) транзистора и коллектор или эмиттер одного подключают к базе другого, а оставшийся вывод первого транзистора соединяют с оставшимся выводом следующего. На рисунке ниже это намного понятнее:


Это составной транзистор

И это составной транзистор

Теперь ясно? Вся фишка в том, что у составного транзистора коэффициент передачи равен произведению коэффициентов передачи каждого транзистора. То есть берем два говяненьких транзистора с коэффициентом усиления, скажем, 100, делаем составной и получаем транзистор с коэффициентом передачи 10 000. Суть ясна?

Итак, для больших токов используют составные транзисторы, ну а для питания парочки микросхем подойдет транзистор средней и малой мощности. Даже 315-е работают вполне удовлетворительно.

Бывает ешчё куча всяких схем ПСН, но наиболее употребительные две вышерассмотренные. Ну понятно, наверное, чтобы получить напряжение обратной полярности, просто переворачиваем стабилитрон вверх ногами (на рис.1), а транзистор втыкаем другого типа проводимости (рис.2; был n-p-n, ставим p-n-p). Полярность кондеров тоже необходимо поменять, не забывая при этом поменять полярность входного напряжения.

Компенсационные стабилизаторы напряжения

Компенсационный стабилизатор напряжения (КСН) работает по иному принципу, нежели ПСН. Из названия видно, что КСН чего-то там компенсирует. В общем-то принцип действия КСН основан на изменении сопротивления регулирующего элемента в зависимости от управляющего сигнала. А вот и определение из книжки - КСН относятся к стабилизаторам непрерывного действия и представляют собой устройства автоматического регулирования, которые с заданной точностью поддерживают напряжение на нагрузке независимо от изменения входного напряжения и тока нагрузки. КСН бывают последовательного и параллельного типа. Для рывка рассмотрим структурную схему типичного КСН последовательного типа.

Рис. 3 - КСН последовательного типа

РЭ - это регулирующий элемент, в качестве которого чаще всего используется транзистор ( биполярный или полевой), СУ - схема управления - собственно управляет работой РЭ. Иногда вместо СУ изображают усилитель постоянного тока (УПТ). Его задача - усилить сигнал рассогласования и подать его на РЭ. Д - делитель напряжения, ИОН - источник опорного напряжения. В качестве ИОН применяют схему параметрического стабилизатора. Источник опорного напряжения и делитель объединяют в так называемый измерительный элемент (ИЭ). Из-за включения РЭ последовательно с нагрузкой схема так и называется - последовательная.

Итак, источник опорного напряжения (ИОН) задает опорное напряжение, поступающее на вход СУ. С делителя часть выходного напряжения (соизмеримого с напряжением ИОН) также подается на вход схемы управления (СУ). В результате сравнения выходного напряжения (или его части) с опорным СУ управляет РЭ, сопротивление которого меняется в ту или иную сторону. Короче, если, к примеру, напряжение на входе скакнуло, эта фигня, естественно, передается на выход. Сигнал с делителя напряжения подается на схему управления и та, в свою очередь, сравнивая напряжение с ИОН, дает команду РЭ увеличить (уменьшить) сопротивление. В результате на нагрузке напряжение остается постоянным. Кроме того, измерительный элемент выделяет пульсации выпрямленного напряжения, поступающие на РЭ, который достаточно хорошо сглаживает их. При рассмотрении принципиальной схемы все станет ясней.

Параллельную схему КСН рассмотрим только в структуре. Ее изображение приведено на рисунке 4.

Рис.4 - КСН параллельного типа

Принцип действия такого стабилизатора основан на изменении проводимости РЭ (опять же, в соответствии с управляющим сигналом), вызывающее изменение падения напряжения на балластом резике. Эта схема хорошо работает при небольшом импульсном изменении тока нагрузки. Её основное достоинство - при импульсном изменении тока нагрузки не происходит изменения тока, потребляемого от сети.

Ну а теперь перейдем к самому главному: к схемам. Очень простая и понятная, так сказать, типичная схема приведена на рисунке 5.

Рис.5 - Принципиальная схема КСН.

Итак, разберем все деталюшки. Функции РЭ выполняет транзистор VT1. ИОН образован резиком R1 и стабилитроном VD1 (как видим, это параметрический стабилизатор). Делитель, соответственно, состоит из резиков R2-R4. На транзисторе VT2 собран усилитель постоянного тока (УПТ). ИОН задает для УПТ образцовое напряжение, которое вводится в цепь эмиттера транзистора VT2. На базу транзистора поступает напряжение с делителя. Если изменяется выходное напряжение, а соответственно, и напряжение на базе транзистора VT2, который сравнивая это напряжение с напряжением на эмиттере, задает РЭ такой режим работы, что сопротивление его перехода изменяется, и напряжение на нагрузке остается постоянным. С помощью резика R3 можно регулировать выходное напряжение.

В качестве регулирующего элемента при малом токе нагрузки (не больше 0,1-0,2 А) используются одиночные транзисторы. При больших токах нагрузки ставят составные и так называемые тройные составные транзисторы.

Такая схема обладает защитой от короткого замыкания (КЗ). При КЗ обесточивается стабилитрон VD1 и транзисторы VT1, VT2 закрываются. Правда злоупотреблять этим не следует (т. е. ради интереса замыкать плюс с минусом). Защита от КЗ кратковременная. Но работает!

На практике один из вариантов такой схемы можно встретить с резиком между коллектором и эмиттером РЭ. Он необходим для нормальной работы стабилизатора при отрицательных температурах. Иногда пишут, что резик, шунтирующий переход коллектор-эмиттер РЭ, служит для запуска стабилизатора. Ну в принципе, наверное, понятно, что для смены полярности необходимо поменять тип транзисторов, направление включения стабилитрона и, соответственно, полярность включения кондеров (на схеме не показаны).

Итак, практическая схема вышеописанного стабилизатора приведена ниже:

Рис. 6 - КСН

Эта схема содрана с блока питания магнитофона приставки "Карат МП-201С" и, как видно, отличие состоит лишь в кондерах и резике R1. Резиком R4 подстраивают выходное напряжение. Подбирая стабилитрон VD1 можно изменять выходное напряжение ( при изменении входного, соответственно). При этом надо менять сопротивление резика R1. Две черточки на его корпусе обозначают мощность, т. е. 2 Вт. При больших токах нагрузки резик R1 греется. Естественно, транзистор VT1 необходимо установить на радиатор, площадью хотя бы 50 см2, т. к. и он может "пыхнуть".

Одной из разновидностей схем такого рода является так называемая схема с "холодным" коллектором. Её отличием является то, что регулирующий транзистор включается в цепь общего провода, а не "горячего". А это значит, что изолировать транзистор от радиатора или радиатор от корпуса устройства не надо, чего не скажешь о схемах на рисунках 5 и 6. В этих схемах транзисторы вылетают, как с добрым утром, если забыли изолировать коллектор (для тех, кто в танке, коллектор мощных транзисторов электрически соединен с корпусом транзистора или его частью для лучшего теплового контакта). На рисунке 7 эта схема и показана. Схема слизана с журнала Радио аж за 1984 год (Радио №12/1984).

Рис. 7 - КСН с "холодным" коллектором

Как видно, практически никаких отличий от предыдущей схемы. В качестве регулирующего использован составной транзистор КТ827А. Его можно легко заменить двумя - КТ815 и КТ819. Недостаток схемы - меньший ток нагрузки, нежели у схемы на рисунке 6. Да к тому же для такого стабилизатора необходим отдельный выпрямитель . Другими словами, если нужно несколько стабилизаторов, то для каждого придется забабахать свой выпрямитель. Зато все регулирующие транзисторы можно поставить на один теплоотвод, не изолируя их.

Стабилизаторы напряжения однофазные для домашней сети, как определить какой нужен для дачи, дома, коттеджа

Что такое стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения представляют собой устройство на выходе которого формируется стабильное напряжение. Скажем прямо, что это словосочетание часто было на слуху раньше в 50-х и 60-х годах прошлого столетия, когда большой ламповый телевизор подключался к сети через стабилизатор, т.к. возможности той прошлой сети были намного ниже, чем в последующие годы. Многие заводы Советского Союза в разных городах выпускали феррорезонансные стабилизаторы напряжения типа "СН - 315", от "С - 0,09 " до "С - 0,9 ".
Данные стабилизаторы напряжения "СН - 315", "Украина - 2", "Олень-10" входное напряжение однофазной сети 220В, 50гц рассчитаны на максимальную мощность потребляемой нагрузки 315ват являлись одними из самых надежных и долговечных приборов, обладали на тот момент наиболее стабильными параметрами стабилизации. Выпускались они на заводах ПО Запорожтрансформатор, Горьковским машиностроительным заводом и другими. Стабилизатор автоматически поддерживал выходное напряжение 220 в, при изменении входного напряжения от 110 до 253 в, при нагрузке до 250 вт. При нагрузке на стабилизатор 300...315 вт, нижний предел повышается от 154 до 253 в. Мощность потребляемая стабилизатором 50 Вт. Его габариты составляли 309х197х105 мм и вес 5,2 кг, цена стабилизатора составляла 35р.
Разными заводами выпускались практически типовые по конструкции и схеме стабилизаторы "СН-315" отличающиеся только названиями, а также отличием в оформлении внешних элементов корпуса.
Стабилизатор состоял из элементов:
Корпус;
Автотрансформатор;
Дроссель входной;
Дроссель фильтра;
Конденсатор;
Предохранитель;
Выключатель.
Трансформатор с тремя обмотками, в котором первичная обмотка L1 находится на ненасыщенной части магнитопровода, вторичная обмотка L2 на насыщенной части магнитопровода и включена ёмкость С, компенсационная обмотка LK на насыщенной части магнитопровода. Стабилизированное напряжение снимается с части вторичной обмотки и компенсационной, включенных встречно.
В инструкции на стабилизатор указывалось, что параметры нормировались для номинального неизменного сопротивления активной нагрузки. Изменение стабилизированного напряжения при меняющейся и реактивной нагрузке не нормируется.
Нормы параметров сети согласно ГОСТ 21128-83, ГОСТ Р 51317, ГОСТ Р 54149-2010 (взамен ГОСТ 13109-97)
1. Отклонение напряжения
Существуют следующие нормы отклонений:
нормально-допустимые (±5%)
предельно-допустимые (±10%)
Номинальное действующее напряжение однофазной бытовой сети должно составлять 220 В. Отсюда следует простой вывод, что пределы напряжений от 209 — 231 В является нормально-допустимым отклонением, а предел напряжений от 198 — 242 В — предельно-допустимым отклонением.
2. Провал напряжения
Провал напряжения — это падение напряжения ниже, чем 198 В длительностью более 30 секунд. Глубина провала напряжения может достигать до 100%, т.е до нуля.
3. Перенапряжение
Перенапряжение — это превышение амплитудного значения напряжения больше 339 В.
Из общих понятий: амплитудное значение 310 В соответствует действующему значению 220 В, т.е корень квадратный из 2.

ВОПРОС: Можно ли самому собрать стабилизатор напряжения используя три фазы? Подбирал себе стабилизатор, но на рынке в продаже имеются с параметрами: нижнее 110В вольт, верхнее 300В, мощность 12000Вт. Напряжение у нас "плавает", бывает что просаживается до 90 по фазе. Вот и пришла идея собрать трехфазный стабилизатор. То есть "выпрямив" все три фазы и объединив, запустить через инвертор.
ОТВЕТ: теоретически задумка хорошая , но 12квт достаточно большая мощность. Вытягивание напруги стабилизатором возможно до определенного нижнего порога. Я в гараже ставил Латр (лабораторный автотрансформатор) тяжелый такой, так при большой нагрузке ( сварочник полуавтомат или 2 компрессора ) смысла в этом нет - потери в подводящей линии бешеные и выигрыша не предвидится, увы.. . Андрей Лукин

Мощный линейный стабилизатор напряжения


Для питания различных электронных устройств и схем, сделанных своими руками нужен такой источник питания, напряжение на выходе которого можно регулировать в широких пределах. С его помощью можно наблюдать, как ведёт себя схема при том или ином напряжении питания. При этом он должен иметь возможность выдавать большой ток, чтобы питать мощную нагрузку, и минимальные пульсации на выходе. На роль такого источника питания отлично подойдёт линейный стабилизатор напряжения – микросхема LM338, она обеспечивает ток до 5 А, имеет защиту от перегрева и короткого замыкания на выходе. Схема её включения достаточно проста, она представлена ниже.

Схема



Микросхема LM338 имеет три вывода – вход (in), выход (out) и регулирующий (adj). На вход подаём постоянное напряжение определённой величины, а с выхода снимаем стабилизированное напряжение, величина которого задаётся переменным резистором Р2. Напряжение на выходе регулируется от 1,25 вольт до величины входного, с вычетом 1,5 вольт. Проще говоря, если на входе, например, 24 вольта, то на выходе напряжение будет меняться в пределах от 1,25 до 22,5 вольт. Подавать на вход более 30 вольт не следует, микросхема может уйти в защиту. Чем больше ёмкость конденсаторов на входе, тем лучше, ведь они сглаживают пульсации. Ёмкость конденсаторов на выходе микросхемы должна быть небольшой, иначе они будут долго сохранять заряд и напряжение на выходе будет регулироваться неверно. При этом каждый электролитический конденсатор должен быть зашунтирован плёночным или керамическим с малой ёмкостью (на схеме это С2 и С4). При использовании схемы с большими токами микросхему обязательно нужно установить на радиатор, ведь она будет рассеивать на себе всё падение напряжения. Если токи небольшие – до 100 мА, радиатор не потребуется.


Сборка стабилизатора


Вся схема собирается на небольшой печатной плате размерами 35 х 20 мм, изготовить которую можно методом ЛУТ. Печатная плата полностью готова к печати, отзеркаливать её не нужно. Ниже представлены несколько фотографий процесса.



Дорожки желательно залудить, это уменьшит их сопротивление и защитит от окисления. Когда печатная плата готова – начинаем запаивать детали. Микросхема запаиваться прямо на плату, спинкой в сторону края. Такое расположение позволяет закрепить на радиаторе всю плату с микросхемой. Переменный резистор выводится от платы на двух проводках. Можно использовать любой переменный резистор с линейной характеристикой. При этом средний его вывод соединяется с любым из крайних, полученные два контакта идут на плату, как видно на фото. Для подключения проводов входа и выхода удобнее всего использовать клеммник. После сборки необходимо проверить правильность монтажа.


Запуск и испытания


Когда плата собрана, можно переходить к испытаниям. Подключаем на выход маломощную нагрузку, например, светодиод с резистором и вольтметр для контроля напряжения. Подаём напряжение на вход и следим за показаниями вольтметра, напряжение должно меняться при вращении ручки от минимума до максимума. Светодиод при этом будет менять яркость. Если напряжение регулируется, значит схема собрана правильно, можно ставить микросхему на радиатор и тестировать с более мощной нагрузкой. Такой регулируемый стабилизатор идеально подойдёт для использовании в качестве лабораторного блока питания. Особое внимание стоит уделить выбору микросхемы, ведь её очень часто подделывают. Поддельные микросхемы стоят дёшево, но легко сгорают при токе уже 1 – 1,5 Ампера. Оригинальные стоят дороже, но зато честно обеспечивают заявленный ток до 5 Ампер. Удачной сборки.

Смотрите видео


На видео наглядно показана работа стабилизатора. При вращении переменного резистора напряжение плавно меняется от минимума к максимуму и наоборот, светодиод при этом меняет яркость.

Признаки поломки регулятора напряжения в генераторе

Хотя работа двигателя внутреннего сгорания основана на принципах механики, для его движения требуется электричество. Это означает, что водитель должен заботиться не только о состоянии аккумулятора, но и о генераторе и его аксессуарах. Каковы наиболее распространенные симптомы проблем с системой зарядки? Иногда ломается не сам генератор, а его элементы, например регулятор напряжения. Окружность, хотя и небольшая, имеет большое значение для эффективности двигателя.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения — это часть системы зарядки автомобиля, которая стабилизирует напряжение, вырабатываемое генератором. Эта задача чрезвычайно важна по двум причинам. Во-первых, напряжение при езде меняется довольно диаметрально - в немалой степени фактором, влияющим на это, является изменение частоты вращения двигателя. Во-вторых, пополнение запасов энергии батареи можно безопасно производить только в определенном диапазоне напряжений — обычно говорят о примерно 14 В, (+/- 0,5 В).Окончательное значение обычно указывается в сервисной книжке рассматриваемого автомобиля.

Концепция безопасной зарядки аккумулятора очень важна с точки зрения водителя. Слишком низкое напряжение может привести к разрядке аккумулятора. Слишком высокое может повредить его и потребовать замены. Как работает регулятор напряжения генератора? Поддерживать постоянное напряжение довольно просто. Речь идет о включении и выключении тока возбуждения в генераторе.О правильной работе схемы можно говорить только тогда, когда напряжение имеет постоянное значение - одинаковое при малых и высоких оборотах двигателя.

Неисправен регулятор напряжения генератора - признаки неисправности?

Система зарядки, как и любая другая в автомобиле, подвержена естественному износу. Это означает, что регулятор напряжения также со временем выйдет из строя. Симптомы его повреждения должны быть быстро выявлены механиком. Тем более, что они считаются характерными.Пример? На регулятор напряжения в генераторе указывает, например, ситуация, при которой после запуска двигателя начинает гореть контрольная лампа на приборной панели, информируя о выходе из строя системы зарядки. Этот, однако, будет освещать очень тускло - как будто до него доходит слишком слабый ток.

Кроме того, может потребоваться замена регулятора напряжения при появлении запаха сероводорода в салоне во время движения или после остановки . Специфический запах часто означает, что выходное напряжение не регулируется.Это перезаряжает батарею и испаряет кислоту из элементов. Ремонт все равно будет необходим, когда генератор перестанет пополнять запасы энергии автомобиля. Отсутствие зарядки также может быть постоянным и возникать, например, только тогда, когда привод работает на высокой скорости.

Симптомы поврежденного регулятора напряжения позволяют сделать один вывод – вскоре у автомобиля возникнет серьезная проблема с доступом к электричеству, результатом чего станет затрудненный запуск и невозможность продолжения движения.В чем причина неисправности? Иногда возникновение неисправностей вызвано ошибками сборки, допущенными на заводе. На данный момент речь идет о неправильно подключенных проводах. В результате сразу после запуска двигателя происходит внезапное короткое замыкание. В результате серьезно повреждается не только регулятор генератора, но и, например, выпрямительные диоды, непосредственно отвечающие за зарядку.

Наводнение? Каковы будут симптомы поврежденного регулятора напряжения?

Регулятор заряда автомобильного аккумулятора также можно залить .Это произойдет при попадании в электрическую цепь воды из, например, осадков или каких-либо рабочих жидкостей (например, моторного масла). В случае затопления требуется не только замена контура. Чтобы ремонт был на 100% успешным, механик должен одновременно выявить источник утечки. Без устранения утечки неисправность станет повторяющейся, и дальнейшая эффективность системы зарядки будет поставлена ​​под сомнение.

Как механик может убедиться, что регулятор напряжения генератора нуждается в замене? Для этого на самом деле нужен только работающий в машине двигатель и мультиметр . С его помощью он должен проверить, проходит ли ток между генератором и регулятором. Кроме того, контроль обязательно должен заключаться в проверке того, появляется ли на выходе регулятора правильное напряжение. После подтверждения повреждения регулятора мастерская должна заказать новую деталь, соответствующую модели автомобиля и двигателю, а затем спланировать замену элемента.

Заменить регулятор напряжения несложно. Его корпус крепится двумя или тремя винтами. Тем не менее сборка новой детали требует от механика времени. Это связано с тем, что для выполнения процедуры необходимо снять генератор , а значит, отстегнуть, например, внешний ремень. Затем нужно открутить корпус генератора и снять регулятор генератора. Ключевым моментом на этом этапе является правильное подключение новой цепи — чтобы не сжечь ее сразу после запуска приводного агрегата.

Сколько стоит замена регулятора напряжения?

Регулятор заряда автомобильного аккумулятора имеет очень разные цены. За устройства, предназначенные для Fiat старого типа и произведенные Magneti Marelli, вы должны заплатить уже 16,5 злотых. Самые дорогие схемы, посвященные новым типам двигателей, могут быть оценены в автомобильных магазинах до 570 злотых! В среднем новый контур стоит 120-150 злотых. Сколько стоит сборка? Замена регулятора напряжения должна быть оценена механиком на сумму от 50 до 150 злотых.Окончательная сумма во многом зависит от размера города, в котором будет проводиться ремонт.

Регулятор напряжения генератора представляет собой цепь, тщательно спрятанную в автомобиле. Эффект? Скорее всего, большинство водителей даже не знают о его существовании. Хотя схема небольшая и может иметь действительно символическую цену, ее выход из строя вызывает серьезные проблемы с работой системы зарядки. Батарея может быть слишком слабой или даже выйти из строя! Оптимистично, что симптомы поврежденного регулятора напряжения вполне очевидны для механиков.Это означает, что любые проблемы будут быстро устранены. Что немаловажно, цены на возможный ремонт также приемлемы.

.

РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Регуляторы выходного напряжения генератора

Электронные регуляторы напряжения

Предполагая знание действия электромеханические (вибрационные) регуляторы напряжения генераторов, указанные с исполнительным механизмом часть регулятора, элементом которой будут элементы принимает непосредственное участие в регулировании тока возбуждения генератора переменного тока.Эти предметы входящие в цепь возбуждения должны обладать свойствами, позволяющими изменять их сопротивления в очень широких пределах, теоретически от нуля до бесконечно. В виброрегуляторе элементами этой секции являются контакты и дополнительное сопротивление. Вы можете заменить их электронным элементом - транзистор.

Для определения необходимого дополнительно установить параметры транзистора исполнительного блока , в том числе:

  • стоит выпить регулируемый генератор,

  • максимальное значение тока возбуждение генератора,

  • рабочая схема транзистора,

  • тип регулирования напряжения (импульсное или импульсное управление),

  • стоит потраченной силы в транзистор в процессе настройки.

Выбран транзистор Chone (рис. 4.27) должны правильно управляться для выполнения роли контакты виброрегулятора, т.е. принимают два рабочих состояния: насыщение и отсечки (проводящие и непроводящие).

В регуляторе колебательный процесс замыкание и размыкание контактов управляется пружиной (с постоянным значением усилия струны) i напряжение обмотки электромагнита, развивающееся в зависимости от величины напряжение на клеммах генератора.Натяжение пружины обесточено регулятор вызывает короткое замыкание контактов, а направление его работы противоположно направление силы, создаваемой обмоткой напряжения.

В электронном регуляторе работает транзистора исполнительного механизма, управляющие электронные компоненты, входящие в состав усилитель и управляющий элемент регулятора. Усиливающая часть называется часть регулятора (рис. 4.28), вызывающая усиление сигнала управления (ток, получаемый от измерительной секции) до такого значения, чтобы необходимо управлять приводом, т.е.вызывать соответствующего протекания тока возбуждения Минимальное значение тока управления, н. на который реагирует контроллер (т.е. входной сигнал) есть разница между значениями регламентировано и задано.

Регулируемым значением является напряжение регулятор, а установленное значение – заданный уровень этого напряжения, определяемый предварительные условия. Таким образом, входной сигнал приводит к открытию транзистора. исполнительного органа, его следует укрепить.Для выполнения этого условия Усилитель Дарлингтона является наиболее часто используемым усилителем.

Цепь Дарлингтона это схема, в которой эмиттер управляющего транзистора Т3 подключен непосредственно к базы управляемого транзистора Т2 (рис. 4.29), а коллекторы обоих транзисторов - p подключены и работают на общую нагрузку. База управляющего транзистора Т3 это вход схемы усиления.

С измерительным звеном (рис.4.29) та часть контроллера, которая используется для сравнения уставки, была определена напряжение с регулируемым значением. Значение набора понимается как напряжение Зенера, регулируемое значение – это напряжение на клеммах генератора.

Для настройки любой части регулируемого напряжения использовался делитель напряжения (резисторы R1, R2 и R3). Выходной сигнал измерительного каскада является движущей силой действия. регулятора, процесс взаимодействия этого элемента с остальными следующий.Когда скорость генератора увеличивается от нуля до определенное значение, на выходных клеммах появляется напряжение в соответствии с Процесс возбуждения машины. Часть этого напряжения - определяется положением ползунка Потенциометр R3 сравнивается с пороговым напряжением стабилитрона.

Ток возбуждения генератора протекает при цепи, в которой находится транзистор Т1 исполнительного устройства, значение этого тока определяется величиной регулируемого напряжения и сопротивлением цепи.В этот период транзистор Т1 находится в состоянии насыщения , при этом транзисторы Т2 и Т3 усилительной секции отсечка и ток через них не течет. Это рабочее состояние регулятора сохраняется до тех пор, пока напряжение не упадет до Потенциометр R3 с напряжением Зенера. Напряжение на клеммах продолжает расти Генератор заставляет ток течь через стабилитроны и, таким образом, проходить транзисторов Т2 и Т3 усилительного каскада насыщенных и транзистора Т1 доб. состояние отсечки. Отныне в цепи возбуждения произошел сбой питания, и это z в свою очередь, это снизит значение напряжения на клеммах генератора. Этот процесс это будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на потенциометре не станет равным напряжению Зенера. Затем транзисторы схемы усилителя проходят через отрезать , а исполнительный транзистор насыщенный . Итак, напряжение генератора он колеблется вокруг среднего значения, установленного потенциометром R3.

На рис. 4.30 показана диаграмма невибрирующий регулятор напряжения, взаимодействующий с генератором. На на этой схеме отмечены и дополнительные элементы, а именно:

  • защита исполнительного органа от коммутационного перенапряжения (элемент D1),

  • отрицательные отзывы привод (элемент D2),

  • система разгона регулятор (элементы R4 и C2).

Анализ существующих конструкций электронных регуляторов, можно констатировать, что почти все решения - от первых пятидесятых до последних спектаклей - используют принцип импульсного регулирования тока возбуждения. Часть члена Исполнительным механизмом, регулирующим ток в цепи возбуждения, является транзистор или пара транзисторы, работающие в системе Дарлингтона.В системе регулятора возможно различает два характерных функциональных блока: исполнительный блок и блок контроль (станции, описанные в анализируемом виброрегуляторе, подключенные - усиливающие и измерительные). Эти блоки дополнительно соединены шлейфом обратная связь с элементами R и C. Функция петли обратной связи увеличение скорости переключения, ограничение максимальной частоты работы и снижения чувствительности к помехам.

Такое большое количество общих черт и склонность к использованию простейших решений для повышения надежности привели к тому, что индивидуальные решения регуляторов отличаются только немного.

Строительство и работа выбранного электронного контроллера

Регулятор описан ниже электронный на практике используется для генераторов в автомобилях компании Toyota и отмечен символом IC.Схема регулятора типа IC - схема интегрированная - представляет собой миниатюрную электронную систему, содержащую элементы полупроводниковые (транзисторы, диоды и др.). Элементы монтируются на плату. напечатаны и встроены в массу силикона. Этот регулятор характеризуется более точное регулирование напряжения с более коротким временем реакции (v по сравнению с регуляторами вибрации). Электрическая схема регулятора показано на рис. 4.31.

Принцип действия контроллер выглядит следующим образом:

Если напряжение на клеммах генератора меньше регулируемое напряжение, затем - по схеме на рис.4.31а - напряжение питание аккумулятора через базовый резистор транзистора Т1 (применительно к земля) вызывает протекание тока в цепи базы транзистора, включая транзистор ( насыщение ) для работы. Ток протекает в цепи: плюсовой полюс аккумулятора, Резистор R1 соединяет базу-эмиттер транзистора Tl с землей. При этом ток течет через обмотку возбуждения генератора, переход коллектор-эмиттер транзистора Т1 к масса. Напряжение на клеммах генератора увеличивается.Если напряжение повышается выше регулируемого напряжения ток будет протекать через стабилитрон, вызывая текущий поток

в базовой цепи транзистора Т2. Есть это эквивалентно отключению транзистора T1 и переходу в режим насыщения. (проводимость) транзистора Т2. Прохождение тока через обмотку возбуждения генератор отключается, напряжение на клеммах генератора уменьшается (рис.4.31б).

В цепи протекает ток: зажим положительный генератор (В), стабилитрон DZ, переход база-эмиттер транзистора Т2 на масса. При этом в цепи протекает ток: резистор перехода коллектор-эмиттер транзистора Т2 на землю.

Как следует из принципа работы регулятора импульсное регулирование напряжения заключается в включении и выключение транзисторов Т1 и Т2, что на практике сводится к включению и отключите ток, протекающий в цепи возбуждения генератора.На рисунке 4.32 осциллограммы выходного напряжения генератора, взаимодействующего с электронный регулятор типа IC.

источник: Jerzy Ocioszyski, Электротехника и электроника транспортных средств , WSiP, Варшава 1996

.

Схемы регулятора напряжения на транзисторе и стабилитроне

В этой статье мы подробно обсудим, как изготовить на заказ схемы транзисторного регулятора напряжения как в постоянном, так и в переменном режимах.


Все линейные силовые цепи, предназначенные для получения стабилизированного постоянного напряжения и выходного тока, как правило, включают каскады транзисторов и стабилитронов для обеспечения требуемых регулируемых выходов.

Эти схемы, использующие дискретные части, могут иметь постоянное или постоянное напряжение или регулируемое регулируемое выходное напряжение.



Простейший стабилизатор напряжения

Вероятно, простейшим типом стабилизатора напряжения является шунтирующий стабилизатор Зенера, который работает с использованием первичного стабилитрона для регулировки, как показано на рисунке ниже.

Стабилитроны имеют номинальное напряжение, соответствующее ожидаемому выходному напряжению, которое может быть точно согласовано с желаемым выходным значением.


Пока напряжение питания ниже номинального напряжения стабилитрона, максимальное сопротивление будет составлять несколько МОм, позволяя мощности течь неограниченно.

Однако в тот момент, когда напряжение питания поднимается выше номинального значения «напряжения стабилитрона», его сопротивление значительно падает, в результате чего перенапряжение шунтируется на землю до тех пор, пока уровень напряжения стабилитрона не упадет или не будет достигнут.

В результате этого внезапного шунта напряжение питания падает до значения стабилитрона, в результате чего сопротивление стабилитрона снова увеличивается. Затем цикл быстро продолжается, гарантируя, что питание стабилизируется на номинальном значении стабилитрона и никогда не должно превышаться.

Для достижения описанной выше стабилизации входное напряжение должно быть немного выше требуемого стабилизированного выходного напряжения.

Чрезмерное напряжение, превышающее значение стабилитрона, приводит к срабатыванию внутренней «лавинной» характеристики стабилитрона, вызывая немедленный эффект обхода и падение мощности до тех пор, пока не будет достигнуто значение стабилитрона.

Эта операция продолжается бесконечно, обеспечивая стабильное стабилизированное выходное напряжение, эквивалентное номиналу Зенера.

Преимущества стабилитрона напряжения Зенера

Зенеровские диоды очень полезны везде, где требуется слаботочная стабилизация постоянного напряжения.

Зенеровские диоды просты в настройке и могут использоваться для получения достаточно точного стабилизированного выходного сигнала при любых условиях.

Требуется только один резистор для настройки каскада стабилизатора напряжения на стабилитроне, и его можно быстро добавить в любую схему для достижения желаемых результатов.

Недостатки стабилизаторов Зенера

Несмотря на то, что источник питания со стабилитроном представляет собой быстрый, простой и эффективный способ получения стабилизированного питания, он имеет несколько серьезных недостатков.

  • Низкий выходной ток позволяет выдерживать высокие токовые нагрузки на выходе.
  • Стабилизация возможна только при малых разностях входа/выхода. Это означает, что входное напряжение не должно быть слишком большим, чем требуемое выходное напряжение. В противном случае сопротивление нагрузки может рассеивать огромное количество энергии, что делает систему очень неэффективной.
  • Работа стабилитрона обычно связана с генерацией шума, который может оказать критическое влияние на работу чувствительных схем, таких как конструкции усилителей Hi-Fi и других подобных чувствительных приложений.

Использование "улучшенного стабилитрона"

Это усиленная версия стабилитрона, в которой используется биполярный транзистор для создания переменного стабилитрона с повышенной пропускной способностью.

Представьте, что R1 и R2 имеют одинаковое значение, что создаст достаточный уровень смещения к основанию BJT и позволит BJT работать оптимально.Поскольку минимальное необходимое прямое напряжение для первичного эмиттера составляет 0,7 В, биполярный транзистор будет проводить и шунтировать любое значение выше 0,7 В или максимальное значение 1 В, в зависимости от конкретных характеристик используемого биполярного транзистора.

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

Однако это значение можно легко изменить или настроить на другой желаемый уровень, просто изменив значение R2.Или проще, заменив R2 пулом. Диапазон обоих потенциометров R1 и R2 может быть от 1K до 47K для достижения плавного изменения выходной мощности от 1V до уровня мощности (макс. 24V). Для большей точности можно использовать следующую формулу делителя напряжения:

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

Недостаток стабилитрона

увеличение разницы на входе и выходе.

Чтобы правильно установить значение нагрузочного резистора в зависимости от выходного тока и входной мощности, можно использовать следующие данные.

Допустим, требуемое выходное напряжение 5 В, требуемый ток 20 мА, а потребляемая мощность 12 В. Тогда по закону Ома имеем:

Нагрузочный резистор = (12 - 5) / 0,02 = 350 Ом (12 - 5) x 0,02 = 0,14 Вт или достаточно 1/4 Вт.

Схема последовательного транзисторного регулятора

По сути, последовательный регулятор, который также называют последовательным транзистором, представляет собой переменное сопротивление, образованное транзистором, соединенным последовательно с одной из линий питания и нагрузкой.

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

В схеме последовательного регулятора входной ток должен быть немного больше, чем выходной ток. Эта небольшая разница является единственной величиной тока, используемой схемой регулятора.

Преимущества последовательного регулятора

Основным преимуществом последовательного регулятора по сравнению с шунтовым регулятором является его лучшая производительность.

Это обеспечивает минимальное рассеивание мощности и потери тепла. Благодаря этому большому преимуществу, последовательные стабилизаторы на транзисторах очень популярны в приложениях с мощными регуляторами напряжения.

Однако этого можно избежать, если потребляемая мощность очень низкая или когда эффективность и тепловыделение не являются критическими.

В принципе, последовательный контроллер может просто включать стабилитрон, который нагружает буферную схему эмиттерного повторителя, как указано выше.

Единичный коэффициент усиления по напряжению определяется каждый раз, когда используется эмиттерный повторитель. Это означает, что при подаче на его базу стабилизированного входа мы, как правило, также получим стабилизированный выход с эмиттера.

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

Таким образом, даже если базовый ток составляет около 1 или 2 мА в каскаде стабилитронного шунта, который также становится потреблением тока покоя структуры, может быть обеспечен выходной ток 100 мА.

Входной ток добавляется к выходному току вместе с 1 или 2 мА, используемыми стабилитроном, так что достигается превосходный КПД.

Учитывая, что входная мощность схемы имеет достаточную номинальную мощность для достижения ожидаемого выходного напряжения, выход может быть практически независим от уровня входной мощности, поскольку он напрямую регулируется базовым потенциалом Tr1.

Стабилитрон и развязывающий конденсатор создают идеально чистое напряжение на базе транзистора, которое воспроизводится на выходе, генерируя практически бесшумное напряжение.

Это позволяет этим типам схем обеспечивать выходы с удивительно низкими пульсациями и шумом без использования больших сглаживающих конденсаторов и с диапазоном тока, который может составлять всего 1 ампер или даже больше.

Что касается уровня выходного напряжения, то он может не точно совпадать с напряжением подключенного стабилитрона. Это связано с тем, что между выводами базы и эмиттера транзистора существует падение напряжения примерно 0,65 В.

Следовательно, это падение необходимо вычесть из значения напряжения стабилитрона, чтобы получить минимальное выходное напряжение схемы.

Это означает, что если значение стабилитрона составляет 12,7 В, то выходная мощность на эмиттере транзистора может быть около 12 В или наоборот, если желаемое выходное напряжение составляет 12 В, тогда напряжение стабилитрона должно быть установлено на 12,7 В.

Регулирование Эта схема последовательного регулятора никогда не будет идентична схеме стабилитрона, потому что эмиттерный повторитель просто не может иметь нулевой выходной импеданс.

Падение напряжения на каскаде должно немного увеличиться в ответ на увеличение выходного тока.

С другой стороны, хорошее регулирование можно ожидать, когда ток стабилитрона, умноженный на коэффициент усиления по току транзистора, достигает как минимум 100-кратного максимального ожидаемого выходного тока.

Сильноточный последовательный стабилизатор на транзисторах Дарлингтона

Для достижения этой точности часто необходимо использовать несколько транзисторов, возможно, 2 или 3, чтобы мы могли получить удовлетворительное усиление на выходе.

Базовая двухтранзисторная схема с использованием эмиттерного повторителя Darlington Para, показанная на рисунках ниже, демонстрирует метод применения 3 биполярных транзисторов в схеме Дарлингтона с эмиттерным повторителем.

Обратите внимание, что включение пары транзисторов приводит к большему падению выходного напряжения, примерно на 1,3 В, через базу первого транзистора к выходу.

Это связано с тем, что с каждого из транзисторов срезается приблизительно 0,65 вольта. Если вы рассматриваете схему с тремя транзисторами, это может означать падение напряжения чуть менее 2 вольт на базе первого транзистора и на выходе и так далее.

Регулятор напряжения с отрицательной обратной связью с общим эмиттером

Хорошая установка иногда наблюдается в конкретных проектах, которые имеют несколько усилителей с общим эмиттером со 100-процентной чистой отрицательной обратной связью.

Эта конфигурация показана на рисунке ниже.

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

Это связано с тем, что 100% отрицательная обратная связь расположена на выходном коллекторе транзистора и эмиттере управляющего транзистора. Это облегчает усилителю достижение точного единства.

Преимущества регулятора с обратной связью с общим эмиттером

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

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

Выпрямитель батареи с использованием схемы последовательного регулятора

Указанная схема выпрямителя батареи представляет собой функциональную иллюстрацию конструкции, построенной с использованием базового последовательного регулятора.

Модель была разработана для всех приложений, работающих от 9 В постоянного тока с максимальным током, не превышающим 100 мА. Он не подходит для устройств, которым требуется относительно больший ток.

T1 to 12-0-12 представлял собой трансформатор на 100 мА, обеспечивающий изолированную защитную изоляцию и понижающий преобразователь, а его вторичная обмотка с отводом от середины служит первичному двухтактному выпрямителю с фильтрующим конденсатором.

Без нагрузки выходная мощность будет составлять около 18 В постоянного тока, которая может упасть примерно до 12 В при полной нагрузке.

Схема, действующая как стабилизатор напряжения, на самом деле представляет собой базовую последовательную схему, включающую R1, D3 и C2, для достижения регулируемого номинального выходного напряжения 10 В. Ток стабилитрона колеблется от примерно 8 мА при полная нагрузка. Рассеяние, создаваемое R1 и D3 в результате, минимально.

Эмиттерный повторитель пары Дарлингтона, образованный TR1 и TR2, можно рассматривать как сконфигурированный как выходной буферный усилитель, который обеспечивает усиление по току около 30 000 при полной выходной мощности, в то время как минимальное усиление составляет 10 000.

При этом уровне усиления, когда устройство работает при токе 3 мА при полном токе нагрузки, усиление минимально и почти не показывает изменения падения напряжения на усилителе даже при колебаниях тока нагрузки.

Фактическое падение напряжения на выходном усилителе составляет около 1,3 В, а при умеренном входном напряжении 10 В это дает выходное напряжение около 8,7 В.

Это выглядит почти равным заявленным 9 В, учитывая тот факт, что даже реальная батарея 9 В может колеблется от 9,5 В до 7,5 В в течение срока службы.

Добавление ограничения тока к последовательному контроллеру

Для описанных выше контроллеров обычно важно добавить на выход защиту от короткого замыкания.

Это может быть необходимо для обеспечения хорошего управления при низком выходном сопротивлении. Поскольку источник питания имеет очень низкий импеданс, в случае случайного короткого замыкания может протекать очень большой выходной ток.

Это может немедленно сжечь выходной транзистор вместе с некоторыми другими деталями.Типичный предохранитель может просто не обеспечивать достаточную защиту, поскольку отказ может произойти быстро, даже до того, как предохранитель сработает и перегорит.

Самый простой способ сделать это — добавить в схему ограничитель тока. Это включает в себя дополнительные электрические цепи, не влияющие напрямую на работу конструкции в нормальных условиях эксплуатации.

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

На самом деле выходное напряжение падает так быстро, что, несмотря на короткое замыкание на выходе, ток в цепи немного превышает указанные максимальные значения.

Результат работы схемы ограничения тока задокументирован в приведенных ниже данных, которые показывают выходное напряжение и ток в зависимости от постепенно уменьшающегося импеданса нагрузки, полученного от предложенного модуля выпрямителя батареи.

Файл схемы ограничения тока работает только с несколькими элементами R2 и Tr3.На самом деле его реакция настолько быстра, что просто устраняет любой возможный риск короткого замыкания на выходе, тем самым обеспечивая надежную защиту устройств вывода. Действие ограничения тока можно понять, как описано ниже.

R2 соединен последовательно с выходом, поэтому напряжение, генерируемое на R2, пропорционально выходному току. При потребляемой на выходе мощности до 100 мА напряжения, создаваемого на R2, будет недостаточно для срабатывания Tr3, так как это кремниевый транзистор, для включения которого требуется минимальный потенциал 0,65 В.

Однако, когда выходная нагрузка превышает предел в 100 мА, на T2 генерируется достаточный потенциал для правильного включения Tr3 вперед. TR3, в свою очередь, заставляет ток течь в направлении Tr1 через отрицательную шину питания через нагрузку.

Это приводит к некоторому падению выходного напряжения. Если нагрузка продолжает расти, это вызывает пропорциональное увеличение потенциала на R2, заставляя Tr3 включаться еще сильнее.

Следовательно, это позволяет смещать большее количество тока в сторону Tr1 и отрицательной линии через Tr3 и нагрузку.Это действие дополнительно приводит к пропорциональному увеличению падения выходного напряжения.

Даже в случае короткого замыкания на выходе Tr3, вероятно, будет сильно нагружен в проводимости, вызывая падение выходного напряжения до нуля, гарантируя, что выходной ток никогда не превысит отметку 100 мА.

Лабораторный источник питания с переменным регулированием

Источники питания со стабилизацией напряжения работают аналогично типам регуляторов напряжения постоянного тока, но имеют потенциометрическое управление, которое позволяет стабилизировать выходной сигнал в диапазоне переменного напряжения.

Эти схемы лучше всего подходят для настольных и стационарных источников питания, хотя их также можно использовать в приложениях, требующих различных регулируемых входов для анализа. В таких случаях потенциометр источника питания действует как предустановленный регулятор, который можно использовать для регулировки выходного напряжения источника питания до требуемых регулируемых уровней напряжения.

На рисунке выше показан классический пример схемы переменного регулятора напряжения, которая обеспечит плавную регулировку стабилизированного выхода от 0 до 12В.

Основные характеристики

  • Диапазон тока ограничен максимальным значением 500 мА, хотя его можно увеличить до более высоких уровней путем соответствующей модернизации транзисторов и трансформатора.
  • Конструкция обеспечивает очень хорошую регулировку шума и пульсаций, которые могут быть менее 1 мВ.
  • Максимальная разница между входной мощностью и регулируемой выходной мощностью не превышает 0,3 В даже при полной выходной нагрузке.
  • Регулируемый регулируемый источник питания
  • идеально подходит для тестирования практически любого электронного проекта, требующего высококачественных регулируемых источников питания.

Как это работает

В этой схеме мы видим схему делителя напряжения, включенную между выходным каскадом стабилитрона и входным буферным усилителем. Этот делитель потенциала образован VR1 и R5. Это позволяет регулировать плечо катушки VR1 от минимума 1,4 В, когда он находится у основания дорожки, до уровня Зенера 15 В, когда он находится в самой высокой точке диапазона регулировки.

В выходном буферном каскаде упало около 2 вольт, что позволяет установить выходное напряжение в диапазоне от 0 до 13 В.Тем не менее, диапазон высокого напряжения чувствителен к частичным допускам, как и допуск напряжения стабилитрона 5%. Поэтому оптимальное выходное напряжение может быть выше 12 вольт.

Несколько видов эффективных схем защиты от перегрузки могут быть очень важны для любого настольного источника питания. Это может быть важно, так как выход может быть подвержен случайным перегрузкам и коротким замыканиям.

В данном проекте мы применяем довольно простое ограничение тока, определяемое Trl и связанными с ним компонентами.Когда устройство работает в нормальных условиях, напряжение, создаваемое на резисторе R1, соединенном последовательно с выходом мощности, слишком мало, чтобы Tr1 работал.

В этом сценарии схема работает нормально, за исключением небольшого падения напряжения, создаваемого резистором R1. Это почти не влияет на эффективность настройки устройства.

Это связано с тем, что ступень R1 находится перед схемой регулятора. В случае перегрузки потенциал, наведенный на резисторе R1, резко возрастает примерно до 0,65 В, что приводит к включению транзистора Tr1 за счет базового тока, полученного из разности потенциалов, генерируемой на резисторе R2.

Это приводит к тому, что резисторы R3 и Tr 1 потребляют значительный ток, что приводит к значительному увеличению падения напряжения на резисторе R4 и уменьшению выходного напряжения.

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

Поскольку функция ограничения тока ограничивает выходное напряжение практически до 0 В.

R6 включен в качестве нагрузочного резистора, что в основном предотвращает слишком сильное падение выходного тока, и буферный усилитель не может нормально работать.C3 позволяет устройству получить идеальную переходную характеристику.

Недостатки

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

В самых суровых условиях на Tr4 может быть наведено напряжение 20 В, вызывающее протекание тока около 600 мА. Это приводит к потерям мощности примерно 12 Вт в транзисторе.

Чтобы иметь возможность терпеть это долгое время, устройство должно быть установлено на достаточно большом радиаторе. VR1 можно установить с большой ручкой управления, чтобы помочь вам откалибровать шкалу, которая отображает маркировку выходного напряжения.

Список деталей

  • Резисторы. (Все 1/3 Вт 5%).
  • R1 1.2 Ом
  • R2 100 Ом
  • R3 Ом
  • R3 Ом
  • R5 470 Ом
  • R6 10K
  • R6 10K
  • VR1 4,7K линейный углерод
  • конденсаторы
  • C1 2200 мкФ 40V
  • C2
  • C2 100 мкФ 25 В
  • C3 330 NF
  • Полупроводники
  • TR1 BC108
  • TR2 BC107
  • TR2 BFY51
  • TR3 TIP33A
  • TR4 TIP33A
  • DI до D4 1N4002 (4 шт.)
  • D5 BZY88C15V (15 В, 400 МВл ZENER)
  • Трансформатор
  • T1 Стандартный первичный, 17 или 18 В, 1А
  • Средний
  • Switch
  • S1 D.P.T.T. поворотный сетевой или переключаемый
  • Различные
  • Корпус, выходные разъемы, печатная плата, шнур питания, провода,
  • Feb и т.д. транзисторного типа, как пояснялось выше, они обычно сталкиваются с ситуацией, когда на транзисторе последовательного стабилизатора происходит очень большое рассеивание, когда выходное напряжение намного ниже входного.

    Всякий раз, когда большой выходной ток подается с низким напряжением (TTL), использование охлаждающего вентилятора на радиаторе может иметь решающее значение. Возможно, серьезной иллюстрацией послужил бы сценарий конкретного блока-источника, обеспечивающего мощность от 5 ампер до 5 и 50 вольт.

    Этот тип устройства может иметь обычно нерегулируемое питание 60 В. Представьте, что это конкретное устройство будет питать схемы ТТЛ всем своим номинальным током. Последовательный элемент в цепи должен будет рассеивать в этой ситуации 275 Вт!

    Кажется, что стоимость обеспечения достаточного охлаждения определяется только ценой последовательного транзистора.В случае, если падение напряжения на транзисторе регулятора можно было бы ограничить до 5,5 В, не завися от предпочтительного выходного напряжения, рассеяние можно было бы значительно уменьшить на рисунке выше, оно могло бы составить 10% от его начального значения.

    Этого можно добиться, используя три полупроводниковых элемента и несколько резисторов (рис. 1). Вот как это точно работает: Ваш тиристор может нормально проводить ток через R1.

    Однако, когда напряжение на Т2 падает - последовательный регулятор превышает 5,5 В, Т1 начинает проводить, вызывая ``открытие'' тиристора при следующем пересечении нуля на выходе мостового выпрямителя.

    Эта особая последовательность операций непрерывно регулирует заряд, подаваемый конденсатором фильтра C1, так что нерегулируемая мощность устанавливается на 5,5 В выше регулируемого выходного напряжения. Необходимое значение сопротивления для R1 определяется следующим образом:

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

    , где Vsec - среднеквадратичное напряжение вторичной обмотки трансформатора и Vmin – минимальное значение регулируемого выхода.

    Тиристор должен выдерживать пиковые пульсации тока, а его рабочее напряжение должно быть не менее 1,5 Всек.Транзистор последовательного стабилизатора должен быть рассчитан на максимальный выходной ток Imax и должен быть установлен на радиаторе, где он может рассеивать 5,5 Вт Isec.

    Применение

    В этом посте мы узнали, как построить простые схемы линейного регулятора напряжения, используя последовательные транзистор и стабилитрон. Линейные стабилизированные источники питания дают нам довольно простые возможности для создания постоянных стабилизированных выходов с использованием минимального количества компонентов.

    В таких конструкциях обычно NPN-транзистор подключается последовательно с положительной входной линией питания в режиме с общим эмиттером. Стабилизированный выходной сигнал получается на эмиттере транзистора и отрицательной линии питания.

    База транзистора оснащена стабилитроном или регулируемым делителем напряжения, что обеспечивает точное соответствие напряжения на эмиттерной стороне транзистора потенциалу базы на эмиттерном выходе транзистора.

    Если нагрузка является сильноточной нагрузкой, транзистор регулирует напряжение на нагрузке, вызывая увеличение ее сопротивления, таким образом обеспечивая, чтобы напряжение на нагрузке не превышало определенного фиксированного значения, указанного в базовой конфигурации.

    Предыдущая: Схема ультразвукового отпугивания вредителей Следующая: Регулятор напряжения IC 723 - работа, схема применения

    .

    Различные типы регуляторов напряжения с принципом действия

    Регуляторы напряжения играют ключевую роль в электроснабжении. Итак, прежде чем мы перейдем к регулятору напряжения, нам нужно знать, какова роль источника питания в конструкции системы? Например, в любой работающей системе, такой как смартфон, наручные часы, компьютер или ноутбук, блок питания является неотъемлемой частью работы системы owl, так как обеспечивает постоянное, надежное и непрерывное питание внутренних компонентов системы. В электронных устройствах источник питания обеспечивает стабильную, а также регулируемую мощность для правильной работы цепей.Источники питания бывают двух типов, например, адаптер переменного тока, который подключается к настенным розеткам, и адаптер постоянного тока, который подключается к батареям. Поэтому в этой статье обсуждаются различные типы регуляторов напряжения и принципы их работы.



    Что такое регулятор напряжения?

    Регулятор напряжения используется для регулировки уровня напряжения. Когда требуется стабильное, надежное напряжение, предпочтительным устройством является регулятор напряжения. Генерирует постоянное выходное напряжение, которое остается постоянным при любых изменениях входного напряжения или условий нагрузки.Он действует как буфер для защиты компонентов от повреждений. Регулятор напряжения представляет собой устройство с простой конструкцией обратной связи и с использованием контуров управления с отрицательной обратной связью.


    Регулятор напряжения


    В основном существует два типа регуляторов напряжения: линейные регуляторы напряжения и импульсные регуляторы напряжения, которые используются в более широких областях применения. Линейный регулятор напряжения — самый простой тип регулятора напряжения.Он поставляется в двух типах, которые являются компактными и используются в маломощных системах низкого напряжения. Давайте обсудим различные типы регуляторов напряжения.

    Файл Основные компоненты, используемые в регуляторе напряжения :



    • Цепь обратной связи
    • Стабильное опорное напряжение Первый элемент регулятора напряжения, такой как цепь обратной связи, используется для обнаружения изменений выходного напряжения постоянного тока.На основе опорного напряжения и обратной связи может быть сгенерирован управляющий сигнал, который заставляет проходной изолятор компенсировать изменения.

      Здесь переходным элементом является один из типов транзисторов, полупроводниковый прибор, аналогичный транзистору BJT, диоду с PN-переходом, иначе MOSFET. Теперь выходное напряжение постоянного тока можно поддерживать приблизительно стабильным.


      Работа регулятора напряжения

      Схема регулятора напряжения используется для создания и поддержания постоянного выходного напряжения, даже когда входное напряжение изменяется, иначе условия нагрузки.Регулятор напряжения берет напряжение от источника питания и может поддерживаться в пределах диапазона, который хорошо согласуется с остальными электрическими компонентами. Чаще всего эти регуляторы используются для преобразования мощности DC/DC, AC/AC или AC/DC.

      Типы регуляторов напряжения и их работа

      Эти регуляторы могут быть реализованы с помощью интегральных схем или схем с дискретными компонентами. Регуляторы напряжения делятся на два типа: линейный регулятор напряжения и импульсный регулятор напряжения.Эти регуляторы в основном используются для регулирования напряжения в системе, однако линейные регуляторы работают с низким КПД, а импульсные регуляторы работают за счет высокого КПД. В высокоэффективных коммутационных контроллерах большая часть мощности i/p может быть передана на o/p без рассеивания.

      Типы регуляторов напряжения

      Существует два основных типа регуляторов напряжения: линейный регулятор напряжения и импульсный регулятор напряжения.

      • Линейные регуляторы напряжения бывают двух типов: последовательные и шунтирующие.
      • Импульсные регуляторы напряжения бывают трех типов: повышающие, понижающие и инверторные.

      Линейные регуляторы напряжения

      Линейный регулятор действует как делитель напряжения. В омическом диапазоне используется полевой транзистор. Сопротивление регулятора напряжения изменяется в зависимости от нагрузки, что приводит к постоянному выходному напряжению. Линейные регуляторы напряжения — это оригинальный тип регуляторов, используемых для регулирования источников питания. В таком регуляторе переменная проводимость активного дросселя, такого как MOSFET или BJT, отвечает за изменение выходного напряжения.

      Когда нагрузка объединена, любой входной сигнал изменяется, в противном случае нагрузка вызовет разность токов на транзисторе, чтобы поддерживать постоянную выходную мощность. Для изменения тока транзистора он должен работать в активной омической области.

      В этой процедуре этот тип регулятора рассеивает много энергии, так как чистое напряжение на транзисторе падает, рассеиваясь подобно теплу. В целом, эти регуляторы делятся на разные категории.

      • Положительно регулируемый
      • Отрицательно регулируемый
      • Фиксированный выход
      • Отслеживание
      • Подвижный
      Преимущества

      Файл Линейный регулятор напряжения2 Преимущества включают следующие 90 позиций.

      • Обеспечивает низкое выходное напряжение пульсаций.
      • Быстрое время отклика на изменение нагрузки или линии.
      • Низкие электромагнитные помехи и меньший шум.
      Недостатки.

      • Очень низкая производительность
      • Требует много места - необходим радиатор
      • Невозможно повысить напряжение выше входного
      Серийные регуляторы напряжения

      Серийные регуляторы напряжения используют переменный элемент, включенный последовательно с нагрузкой. Изменяя сопротивление этого последовательного элемента, можно изменить падение напряжения на нем. А напряжение на нагрузке остается постоянным.

      Величина потребляемого тока эффективно используется нагрузкой - это главное преимущество последовательного регулятора напряжения.Даже когда нагрузка не требует тока, последовательный регулятор не потребляет полный ток. Следовательно, последовательный регулятор намного эффективнее шунтирующего регулятора напряжения.

      Шунтовые регуляторы напряжения

      Шунтовые регуляторы напряжения обеспечивают путь от напряжения питания к земле через переменное сопротивление. Ток, протекающий через шунтирующий регулятор, отклоняется от нагрузки и бесполезно течет на землю, что обычно делает эту форму менее эффективной, чем последовательный регулятор.Однако он проще, иногда состоит только из диода опорного напряжения и используется в цепях с очень малой мощностью, где потери тока слишком малы, чтобы о них беспокоиться. Эта форма очень распространена в цепях опорного напряжения. Обычно шунтирующий контроллер может только поглощать (поглощать) ток.

      Применение для шунтирующих регуляторов

      Шунтовые регуляторы используются в: мониторинг

    • Аналоговые и цифровые схемы, требующие точных эталонов
    • Прецизионные ограничители тока

    Импульсные регуляторы напряжения

    Коммутационный контроллер быстро включает и выключает последовательное устройство.Рабочий цикл коммутатора определяет величину нагрузки, передаваемой в нагрузку. Это контролируется механизмом обратной связи, подобным механизму линейного регулятора. Импульсные стабилизаторы эффективны, потому что последовательный компонент полностью проводящий или отключен, так как он практически не рассеивает мощность. Импульсные стабилизаторы способны генерировать выходные напряжения, которые выше входного напряжения или имеют противоположную полярность, в отличие от линейных стабилизаторов.

    Импульсный регулятор напряжения быстро включается и выключается для изменения выходной мощности.Требует рулевого генератора, а также загружает компоненты памяти.

    В импульсном контроллере с частотно-импульсной модуляцией переменной частоты, постоянным коэффициентом заполнения и спектром шума, налагаемым PRM, отфильтровать этот шум сложнее.

    Импульсный контроллер с широтно-импульсной модуляцией, фиксированной частотой, переменным рабочим циклом, эффективен и легко отфильтровывает шум.
    В переключающем контроллере непрерывный ток через катушку никогда не падает до нуля.Обеспечивает максимальную выходную мощность. Это дает лучшую производительность.

    В контроллере, переключающем ток в прерывистом режиме через катушку, он падает до нуля. Обеспечивает лучшую производительность при низком выходном токе.

    Топология коммутации

    Имеет два типа топологии: с диэлектрической изоляцией и без изоляции.

    Изолированный

    Основан на радиации и интенсивных условиях окружающей среды. Опять же, изолированные преобразователи подразделяются на два типа, которые включают следующее.

    • Преобразователи обратного хода
    • Преобразователи прямого хода

    О вышеупомянутых изолированных преобразователях см. Импульсные источники питания.

    Неизолированный

    Основано на небольших вариациях Vout/Vin. Примеры: Step Up (Boost) регулятор напряжения — увеличение входного напряжения Step Down (Buck) — понижение входного напряжения Step Up / Step Down (boost / buck) Регулятор напряжения — понижение, повышение или реверсирование входного напряжения в зависимости от драйвера Зарядка насос - Обеспечивает многократный ввод без использования индукционной катушки.

    Опять же, неизолированные преобразователи делятся на разные типы, однако наиболее важными из них являются

    • Понижающий преобразователь или понижающий регулятор напряжения
    • Повышающий преобразователь или повышающий регулятор напряжения
    • Понижающий или повышающий преобразователь

    Преимущества переключения топологии

    Основными преимуществами импульсного источника питания являются эффективность, размер и вес. Это также более сложная конструкция, способная обеспечить более высокую энергоэффективность.Импульсный регулятор напряжения может обеспечивать выходное напряжение, большее или меньшее, чем входное напряжение, или изменяющее его на противоположное.

    Недостатки Разъем Разъем

    • Высокая выходная пульсация напряжение
    • более медленное время восстановления преходящего времени
    • EMI производит очень шумный вывод
    • Очень дорогие

    Усилители напряжения, также называемые регуляторами коммутации более высокого уровня, обеспечивают более высокое выходное напряжение за счет увеличения входного напряжения.Выходное напряжение регулируется до тех пор, пока потребляемая мощность находится в пределах характеристик выходной мощности схемы. Регулятор напряжения Step Up Switching используется для управления цепочками светодиодов.

    Подтягивающие регуляторы напряжения

    Предположим, схема без потерь Pin = Pout (входная и выходная мощности одинаковы)

    Тогда V w I w = V снаружи I снаружи I out ,

    / JA w = (1-D)

    Из этого следует, что в этой схеме

    90 026
  • Право на участие остается прежним (Buck)

    Понижает входное напряжение.

    Понижающие контроллеры

    Если входная мощность равна выходной мощности, то

    P. Вт = P Out V W A W = V Outside

    I Out / JA Out = V W / V Out = 1 / D

    Понижающий преобразователь эквивалентен трансформатору постоянного тока с коэффициентом трансформации 0-1.

    Повышающий/понижающий (повышающий/понижающий)

    Также называется инвертором напряжения. Используя эту конфигурацию, вы можете повышать, понижать или реверсировать напряжение по мере необходимости.

    • Выходное напряжение имеет противоположную полярность на входе.
    • Это достигается за счет прямого смещения VL диода с обратным смещением в периоды отключения, генерирования тока и зарядки конденсатора для создания напряжения во время отключения.
    • С этим типом импульсного контроллера можно достичь КПД 90%.

    Повышающие/понижающие регуляторы напряжения

    Регуляторы напряжения генератора переменного тока

    Генераторы переменного тока производят ток, необходимый для удовлетворения электрических потребностей автомобиля при работающем двигателе. Он также восполняет энергию, необходимую для запуска автомобиля. Генератор переменного тока может производить больше тока на более низких скоростях, чем генераторы постоянного тока, которые когда-то использовались в большинстве автомобилей. Генератор состоит из двух частей

    Регулятор напряжения генератора

    Статор - Это неподвижная часть, которая не движется.Он содержит набор электрических проводников, намотанных в витках на железном сердечнике.
    Ротор/якорь - Это подвижный элемент, который создает вращающееся магнитное поле любым из следующих трех способов: (i) индукция (ii) постоянные магниты (iii) с помощью возбудителя.

    Электронный регулятор напряжения

    Простой регулятор напряжения может состоять из резистора, соединенного последовательно с диодом (или последовательностью диодов). Из-за логарифмической формы кривых V-I диода напряжение на диоде изменяется незначительно в результате изменений потребляемого тока или изменений на входе.Когда точный контроль напряжения и производительность не важны, эта конструкция может работать хорошо.

    Электронный регулятор напряжения

    Транзисторный регулятор напряжения

    Электронные регуляторы напряжения имеют источник стабильного опорного напряжения, обеспечиваемый стабилитроном, также известным как рабочий диод с обратным пробоем. Поддерживает постоянное выходное напряжение постоянного тока. Напряжение пульсаций переменного тока блокируется, но фильтр не может быть заблокирован.Регулятор напряжения также имеет вспомогательную схему защиты от короткого замыкания, схему ограничения тока, защиту от перенапряжения и термовыключатель.

    Основные параметры регуляторов напряжения

    • Основными параметрами, которые следует учитывать при эксплуатации регулятора напряжения, являются напряжение i/p, напряжение o/p и ток o/p Топология типа VR хорошо подходит или не очень подходит для ИС пользователя .
    • Другими параметрами данного регулятора являются частота коммутации, термостойкость обратного напряжения холостого хода может быть использована в зависимости от требований
    • Ток холостого хода имеет значение, когда основной проблемой является работоспособность в режиме ожидания или малой нагрузки.
    • Когда ключевая частота принимается в качестве параметра, использование ключевой частоты может привести к небольшим системным решениям. Кроме того, тепловое сопротивление может быть опасным для отвода тепла от устройства, а также отвода тепла от системы.
    • Если в контроллере установлен МОП-транзистор, то все кондуктивные и динамические потери будут рассеиваться в корпусе, и это следует учитывать при измерении максимальной температуры контроллера.
    • Наиболее важным параметром является напряжение обратной связи, так как оно определяет более низкое выходное напряжение, которое может удерживать микросхема. Это ограничивает более низкое напряжение O/p, а точность влияет на регулирование выходного напряжения.

    Как правильно выбрать регулятор напряжения?

    • Ключевые параметры играют ключевую роль в выборе разработчиком регулятора напряжения, такие как Vin, Vout, Iout, системные приоритеты и т. д.Некоторые дополнительные ключевые функции, такие как включение элементов управления или индикация хорошей мощности.
    • После того, как разработчик определил эти потребности, используйте параметрическую справочную таблицу, чтобы найти наилучшее устройство, отвечающее вашим предпочтительным потребностям.
    • Эта таблица очень ценна для проектировщиков, так как содержит несколько функций, а также пакеты, позволяющие выполнить необходимые параметры в соответствии с требованиями проектировщика.
    • Устройства MPS доступны с таблицами данных, в которых подробно описаны необходимые внешние детали, способы измерения их значений для стабильной, эффективной и высокопроизводительной конструкции.
    • Это техническое описание в основном помогает измерять значения компонентов, таких как выходная емкость, сопротивление обратной связи, индуктивность o/p и т. д.
    • Вы также можете использовать некоторые инструменты моделирования, такие как MPSmart / DC / DC Designer и т. д. MPS обеспечивает различное напряжение регуляторы компактные линейные, различных эффективных и импульсных типов, такие как семейство MP171x, семейство HF500-x, MPQ4572-AEC1, MP28310, MP20056 и MPQ2013-AEC1.

    Ограничения/недостатки

    Ограничения регуляторов напряжения включают следующее.

    • Одним из основных ограничений регулятора напряжения является то, что он неэффективен из-за рассеивания огромного тока в некоторых приложениях.
    • Падение напряжения на этой ИС аналогично падению напряжения на резисторе. Например, когда входное напряжение регулятора напряжения составляет 5 В и генерирует напряжение 3 В, падение напряжения между двумя клеммами составляет 2 В.
    • Эффективность регулятора может быть ограничена 3В или 5В, что означает, что эти регуляторы можно использовать с меньшими различиями Vin/Vout.
    • В любом приложении очень важно учитывать ожидаемое рассеивание мощности контроллера, поскольку при высоком входном напряжении рассеивание мощности будет высоким, что может привести к повреждению различных компонентов из-за перегрева.
    • Другим ограничением является то, что они просто способны преобразовывать buck по сравнению с переключающими типами, поскольку эти регуляторы обеспечивают buck и преобразование.
    • Регуляторы, такие как переключающие, очень эффективны, но имеют некоторые недостатки, такие как экономическая эффективность по сравнению с линейными регуляторами, более сложные, большие размеры и могут создавать больше шума, если их внешние компоненты не выбраны тщательно.

    Это разные типы файлов регуляторов напряжения и их принцип работы. Мы считаем, что информация в этой статье поможет вам лучше понять концепцию. Кроме того, если у вас есть какие-либо вопросы по этой статье или какая-либо помощь в реализации электрических и электронных конструкций, вы можете связаться с нами, оставив комментарий в разделе комментариев ниже.Вот вопрос к вам - Где мы собираемся использовать регулятор напряжения генератора?

    .

    Регулятор напряжения генератора – признаки повреждения и замена

    Генератор — один из важнейших компонентов электрической системы автомобиля. Он передает электричество, которое необходимо для функционирования двигателя и других узлов. Чтобы компонент работал, в вашем автомобиле должен быть исправный регулятор напряжения генератора. Как я узнаю, что он поврежден, и как я могу это исправить?

    Электричество требуется непосредственно перед запуском двигателя.Позже ваш автомобиль также использует его во время движения, поддерживая привод или другие системы. Аккумулятор не может удовлетворить потребность в электроэнергии и поэтому постоянно заряжается от генератора. Однако его работа должна быть стабилизирована, что и является целью регулятора напряжения генератора.

    Почему регулятор напряжения так важен?

    Во время вождения автомобиля напряжение электричества меняется в зависимости от потребляемой мощности и спроса или частоты вращения и оборотов двигателя.Такие большие скачки могут быть опасны для аккумулятора и всей электрической системы автомобиля.

    Представьте, что правильное напряжение 14В. В случае внезапных взлетов и падений вы даже рискуете получить короткое замыкание и самовозгорание. Регулятор напряжения генератора используется для стабилизации значения заряда и управления этой переменной.

    Регулятор генератора включает и выключает ток возбуждения. Таким образом, он стабилизирует напряжение на желаемом автомобилем уровне.

    Признаки выхода из строя регулятора напряжения генератора

    Эта машина является расходным материалом. Чем дольше он работает, тем больше он изнашивается. Через некоторое время его можно будет только заменить. Как вы узнаете, что пришло время вставить новый регулятор?

    Первым признаком может быть индикатор зарядки, который вы увидите во время запуска или вождения. Этот и другие индикаторы на приборной панели также могут время от времени очень тускло светиться, что свидетельствует об отключении электроэнергии.

    Симптомы неисправности регулятора напряжения генератора включают отсутствие электричества во время движения (слишком низкое зарядное напряжение) или характерный запах серы. Будь осторожен! Это происходит из-за перезарядки аккумулятора. Если вы чувствуете такой запах, подождите, а затем оставьте машину механику. Недооценивая проблему, можно серьезно повредить электросистему.

    Не каждый сразу распознает неисправный регулятор напряжения. Симптомы иногда похожи на поврежденный генератор. Так что ничего другого не остается, как проверить регулятор напряжения мультиметром.

    Как проверить и заменить регулятор напряжения?

    Для проверки устройства достаточно простого тестера напряжения. Во-первых, посмотрите, есть ли ток между генератором и регулятором. Затем после запуска двигателя проверьте напряжение на регуляторе и аккумуляторе. Попросите помощи у второго человека, который должен маневрировать на поворотах. Если данные различаются в зависимости от оборотов или нагрузки (включить кондиционер, магнитолу, свет), значит, требуется замена регулятора.

    Это не очень сложно. Сначала нужно снять генератор. Для этого снимаем хомуты с аккумулятора и ремень с генератора. После этого можно откручивать устройство от автомобиля.

    Следующим шагом является откручивание корпуса генератора. Здесь находится регулятор напряжения. Стоимость нового устройства обычно колеблется от 50 до 500 злотых - в зависимости от того, какой у вас автомобиль.

    Обратите внимание, что на более технически совершенных автомобилях может потребоваться больше навыков для снятия генератора.В этом случае сдайте автомобиль специалистам. Однако заранее проверьте признаки неисправности. Некоторые механики могут попытаться «пойти по легкому пути» и предложить сразу заменить весь генератор, хотя это не всегда будет необходимо.

    .

    генератор

    генератор

    Конструкция и работа генератора переменного тока.

    Рис. 1. Конструкция генератор:

    1-диод выпрямление тока, 2-массовый выпрямительный диод, теплоотвод, 3-контактное кольцо обмотки возбуждения, 4-х фазная обмотка статора, 5,6-опорная прокатные кольца магненика, 7-щетки, 8-ярмо статора, 9-кулачковый сердечник магненика, 10-вентиляторный

    Статор (также называемый статором) является неподвижной частью генератор.Он изготовлен из изолированного стального каркаса с намоткой 3 обмотки. Электрически эти обмотки разнесены на 120 градусов по окружности. статор.
    Ротор (также называемый ротором) представляет собой электромагнит, питаемый кольцами полозья и щетки. Когда магнитное поле, создаваемое ротором, заметает обмотки статора, в них индуцируется синусоидальный ток. В в результате получаем 3 переменных напряжения; каждый не в фазе на 120 градусов по отношению к своим соседям (т.е. 3-х фазное напряжение).
    Для преобразования синусоидального тока в постоянный, необходимый для подзарядки батарея, использовался выпрямительный мост Penwave. Он построен из 6 больших выпрямительных диодов - см. рис. 2.

    Рис. 2.

    Выходное напряжение есть равнодействующая переменного напряжения всех 3-х обмоток. Это очень аналогично напряжению постоянного тока.

    Когда ротор генератор не крутится, выпрямительные диоды препятствуют протеканию тока от аккумулятора к генератору. Поэтому реле не нужно запорное устройство при использовании генератора.

    ПРОСНУТЬСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Для контроля напряжения на выходе и поддержания его постоянным состояние заряда батареи, ток цепи возбуждения регулируется. Регулятор представляет собой проводящий датчик, который контролирует напряжение батарея. Когда он низкий, ток цепи возбуждения увеличивается.


    Напряжение возбуждение осуществляется обмотками статора, выпрямленными тремя диодами (это меньшие диоды на схеме). Они очень маленькие, потому что максимальный ток цепи возбуждения составляет примерно 2 ампера.Регулятор работает как элемент переменного сопротивления, управляющий протеканием тока от малых диоды в цепь возбуждения.


    Обмотка намагничивания используется для возбуждения генератора переменного тока, намотанная на кулачковый полюсный ротор. Возможны две цепи возбуждения генератора : самовозбуждение и самовозбуждение. Подавляющее большинство генераторов возбуждения, три дополнительных диода с малым прямым током (до 2А).. Расположение этих диодов создает линейный выпрямитель.

    Вт. начальный период под действием остаточного магнетизма ротора в обмотке Генератор индуцирует напряжение, которое при выпрямлении дополнительным диод протекает через обмотку, вызывая увеличение магнитного потока, и z это рост напряжения.В начальной фазе работы обмотки ротора также питается от аккумулятора через контрольную лампочку. Это исправляет это значительно пусковые характеристики генератора, а иногда даже возможные возбуждение генератора. Лампа контроль заряда всегда должен быть в рабочем состоянии.

    Рис. 4.

    Цепь тока возбуждения отмечена красным генератор.

    (Примечание: Нет на схеме показан генератор с внешним регулятором.Другие виды и устройства с внутренним регулятором могут иметь регулятор, расположенный на клемма DF или клемма D-. Принцип работы остается прежним. )

    Когда скорость вращение генератора увеличивается, напряжение статора увеличивается до тех пор, пока напряжение не станет равным 3 маленького диода недостаточно для питания схемы возбуждения. Когда это напряжение равно или больше напряжения аккумулятора. Когда ты пьешь от генератора идет нижняя (недостаточная) лампа светится или светится.

    ВИКСЗО НЕИСПРАВНОСТИ ГЕНЕРАТОРА БУДУТ ОБНАРУЖЕНЫ ПО ИНДИКАТОРУ!!!

    РЕГУЛИРОВКА Как регулятор проверяет напряжение аккумулятора, когда оно даже не связаны с ним? Ответ следующий: На клемме D+ есть напряжение почти идентично напряжению на клемме B+, так как падение напряжения на малых диоды почти такие же, как и на больших выпрямительных диодах.


    Если напряжение батарея садится, схема регулятора фиксирует этот факт (на клемме D+) и увеличивает ток жидкости через FP до тех пор, пока напряжение батареи не останется восстановлен. Большинство элементов управления также имеют встроенную систему температурная компенсация. Холодному аккумулятору нужно немного больше напряжения на полную зарядку. Датчик температуры в контроллере повышает напряжение Зарядка в условиях пониженной температуры окружающей среды.


    Ограничители тока не используются в регуляторах, так как имеют внутреннюю магнитную структуру Генератор ограничен максимальным током, который может быть сгенерирован.

    СИГЕ ЗАПУСК И ВЫКЛЮЧЕНИЕ ЦЕПИ РОТОРА ПРИЧИНЫ ПРОИСШЕСТВИЯ ЗНАЧИТЕЛЬНЫЙ СОН И НАКЧЕ!!!!. ОНИ ДОСТАТОЧНЫ КОМПЕНСАЦИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ.

    Пример схемы реле регулятор напряжения.

    Это двухступенчатый регулятор, в котором по сравнению с одноступенчатым регулятором сопротивление резистора ниже дополнительный, который уменьшает значение мощности, отключаемой контактами реле.Регулировка напряжения генератор имеет две ступени, ток течет только на первой ступени через дополнительный резистор. На втором этапе контакты замыкаются и шунтирование обмотки возбуждения.

    ПРИМЕЧАНИЕ !!! Напряжение генератора не должно превышать 14,6 В. Превышение этого значение приводит к тому, что активная масса сбрасывается с батарейных плат - коричневый цвет электролит. Правильное напряжение должно находиться в диапазоне от 13,5 В до 14,5 В.

    .

    Регулятор напряжения генератора - магазин: электрика на iParts.pl

    Недорогие регуляторы напряжения

    Для правильной работы каждого привода необходим ток и, прежде всего, эффективная система зарядки, одним из элементов которой является регулятор напряжения . Он определяет правильную стабилизацию напряжения, вырабатываемого генератором переменного тока, и, хотя это небольшая цепь, она играет ключевую роль в правильной работе привода.На случай проблем с регулятором мы подготовили широкий ассортимент данного типа элементов, поставляемых лучшими производителями автозапчастей. Регуляторы напряжения на iParts.pl являются гарантией бесперебойной работы и безопасности использования.

    Регулятор напряжения в автомобиле

    Регулятор напряжения генератора представляет собой электронную или электромеханическую систему, используемую в системе зарядки автомобильных аккумуляторов. В современных автомобилях регулятор напряжения вместе с держателями щеток составляют единое целое и входят в состав генератора.Основной целью регулятора является стабилизация напряжения, генерируемого генератором, по двум основным причинам. Во-первых, напряжение тока при движении автомобиля меняется радикально, что в основном связано с изменением частоты вращения приводного агрегата, Во-вторых, подзарядка аккумуляторной батареи может происходить только в определенном диапазоне напряжений.Обычно это 14 В (+/- 0,5 В). Обратите внимание, что слишком низкое напряжение может привести к разрядке аккумулятора, а слишком высокое напряжение может привести к повреждению аккумулятора и необходимости его замены.

    Как работает регулятор напряжения

    Как уже известно, регулятор генератора поддерживает постоянное напряжение. Исправно работающий регулятор способен поддерживать напряжение на одном уровне как при работе двигателя на низких, так и на высоких оборотах. В такой ситуации напряжение может колебаться лишь незначительно, так в пределах, не превышающих 0,5 В. Соответствующее напряжение поддерживается с помощью регулятора за счет изменения тока возбуждения генератора.В более старых электромеханических системах использовалось импульсное управление с тремя уровнями возбуждения — полным, частичным и выключенным. В электронных системах обычно применяют импульсное включение и выключение тока возбуждения в зависимости от напряжения на выходе генератора переменного тока.

    Общие неисправности регулятора напряжения

    Система зарядки, включая регулятор напряжения генератора , со временем изнашивается. Распространенной проблемой, влияющей на регулятор напряжения, является ситуация, когда напряжение стабилизируется только при малых оборотах приводного агрегата, а при увеличении скорости видно постепенное или быстрое снижение напряжения.Кроме того, при исправно функционирующем регуляторе напряжения не должно быть ситуаций, при которых зарядное напряжение в автомобиле начинает падать при дополнительной нагрузке, например, при включении фар дальнего света. Для проверки технического состояния и работоспособности регулятора напряжения стоит дотянуться до мультиметра. Благодаря этому устройству можно проверить, поступает ли ток генератора на регулятор и генерирует ли выход регулятора соответствующее зарядное напряжение. Помните, что такие замеры следует производить только при работающем двигателе.Запах сероводорода, поступающий в кабину автомобиля, также может свидетельствовать о том, что с регулятором напряжения происходит что-то нехорошее. Этот специфический запах может указывать на то, что выходное напряжение не отрегулировано должным образом, что приводит к перезарядке аккумулятора и испарению кислоты.

    Популярные производители регуляторов напряжения

    • Бош
    • Япониядетали
    • Феби Бильштайн
    • Валео
    • Топран
    • Хелла
    • SWAG
    • Магнети Марелли
    • Вемо
    • Мецгер
    • Беру
    • Мобилтрон

    Чтобы правильно подобрать регулятор напряжения для конкретного автомобиля, укажите марку вашего автомобиля из вышеприведенного списка, введите модель и год выпуска, а также вариант двигателя автомобиля.Наша система предоставит вам полный список доступных компонентов, предназначенных для вашего автомобиля, за несколько секунд.

    Связанные категории продуктов

    У нас вы найдете эффективный и в то же время недорогой регулятор напряжения для вашего автомобиля. Мы предлагаем только абсолютно новые элементы с гарантией производителя на 12 или 24 месяца. Мы работаем только с известными и проверенными производителями, что обеспечивает высокое качество всех деталей, доступных на iParts.pl.

    .

    Смотрите также