+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Стабилизаторы постоянного напряжения и тока

4.4. Стабилизаторы постоянного напряжения и тока

 

Для питания низковольтных устройств широко используются полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения. Стабилизаторы делятся на два основных класса: параллельного и последовательного типов. Наибольшее распространение получили стабилизаторы последовательного типа.

К основным параметрам стабилизаторов напряжения относятся: выходное сопротивление, коэффициент стабилизации, коэффициент полезного действия стабилизатора.

Выходное сопротивление стабилизатора напряжения равно отношению изменения выходного напряжения к соответствующему изменению тока нагрузки.

Коэффициент стабилизации равен отношению относительного изменения входного напряжения к относительному изменению выходного напряжения:

Коэффициент полезного действия – это отношение номинальной мощности в нагрузке к номинальной входной мощности.

На рисунке 4.18 приведена схема параметрического стабилизатора постоянного напряжения. Рассмотрим случай идеального стабилитрона. Рабочая ветвь вольтамперной характеристики идеального стабилитрона может быть представлена в виде двух отрезков прямых. Дифференциальное сопротивление такого стабилитрона равно бесконечности при напряжениях меньших напряжения стабилизации и равно нулю при напряжении равном напряжению стабилизации. На рисунке 4.19а показана зависимость выходного напряжения параметрического стабилизатора напряжения с идеальным стабилитроном от напряжения, подаваемого на вход стабилизатора. На рисунке

4.19б показана зависимость выходного напряжения этого же стабилизатора от силы тока нагрузки. Пунктиром показана зависимость выходного напряжения этого стабилизатора от тока нагрузки при отключенном стабилитроне.

На рисунке 4.20 приведена схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения. Рассмотрим принцип работы этого стабилизатора напряжения как системы автоматического регулирования. Учтем, что при входных напряжениях, которые больше напряжения стабилизации стабилитрона VD1, напряжение на стабилитроне не зависит от входного напряжения. Нестабильность выходного напряжения может быть обусловлена как изменением сопротивления нагрузки, так и изменением входного напряжения.

Предположим, что сопротивление нагрузки не изменяется, а входное напряжение увеличивается (уменьшается). Если бы никаких изменений с транзистором VT1 не происходило, то напряжение на нагрузке Rн увеличилось (уменьшилось) бы. Напряжение на стабилитроне равно сумме напряжения на переходе база-эмиттер транзистора и напряжения на нагрузке.  При увеличении   напряжения на нагрузке напряжение база-эмиттер транзистора уменьшается.  В результате ток коллектора транзистора уменьшается и напряжение на нагрузке уменьшается, стремясь к своему первоначальному значению (никогда его не достигая).

Теперь рассмотрим случай, когда входное напряжение неизменно, а изменяется сопротивление нагрузки. Пусть сопротивление нагрузки уменьшается. Если бы при этом не происходило никаких изменений с транзистором, то напряжение на нагрузке уменьшилось бы. Уменьшение напряжения на нагрузке при неизменном напряжении на стабилитроне приведет к увеличению напряжения база-эмиттер транзистора VT1, в результате чего увеличится ток коллектора и напряжение на нагрузке тоже будет увеличиваться. Своего первоначального значения напряжение на нагрузке, конечно, не достигнет.

На рисунке 4.21 приведена схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения, в котором имеется возможность плавно регулировать величину выходного напряжения. Однако в таком стабилизаторе напряжения выходное напряжения будет изменяться при изменении сопротивления нагрузки. Это обусловлено тем, что при изменении сопротивления нагрузки изменяется сила тока, протекающего через верхнюю часть переменного резистора R2. Существенно уменьшить влияние сопротивления нагрузки на выходное напряжение позволяет стабилизатор, собранный по схеме рисунка

4.22.

 Стабилизатор, собранный по схеме рисунка 4.23, имеет электронный предохранитель, ток срабатывания которого регулируется резистором R2. После устранения короткого замыкания в нагрузке, или перегрузки по току предохранитель возвращают в рабочее состояние с помощью кнопки Sb1. Светодиод HL1 является индикатором срабатывания предохранителя.  Если ток нагрузки превысит номинальный ток срабатывания предохранителя, то начнет увеличиваться напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT2. Транзистор VT1 начнет открываться, закрывая транзистор VT2. Транзисторы VT1, VT2 будут переходить из одного состояния в другое лавинообразно, подгоняя друг друга. При срабатывании электронного предохранителя ток короткого замыкания в нагрузке  очень мал, так как он протекает через резисторы R5, R8, а транзистор VT2 закрыт.

Наличие конденсатора С1 позволяет нажимать кнопку Sb1 даже при коротком замыкании в нагрузке. Резистор R1 обеспечивает разрядку конденсатора C1. При отсутствии электронного предохранителя и коротком замыкании в нагрузке очень велика вероятность выхода из строя транзисторов VT3, VT4.

Имеется достаточно широкий ассортимент микросхемных стабилизаторов напряжения. На рисунке 4.24а

приведена схема стабилизатора напряжения на микросхеме КР142ЕН12А. Микросхемы КР142ЕН12А и КР142ЕН12Б представляют собой регулируемые стабилизаторы напряжения компенсационного типа с защитой от короткого замыкания. Масса микросхемы не более 2,5г. Вид микросхемы показан на рисунке 4.24б. Внешний делитель напряжения на резисторах R1, R2 позволяет регулировать выходное напряжение от 1,3 до 37В. Максимально допустимое входное напряжение 45В, выходное напряжение 37В, ток нагрузки 1А. Максимальная мощность, рассеиваемая микросхемой без теплоотвода, при температуре окружающей среды от -10°С до +40°С равна 1Вт.
Мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводом, не должна превышать 10 Вт. Микросхема имеет защиту от перегрузки по выходному току.

На рисунке 4.25 показана схема стабилизатора тока на биполярном транзисторе, а на рисунке 4.26 – на полевом транзисторе. Резистор R3 и стабилитрон VD1 образуют параметрический стабилизатор постоянного напряжения.

Рассмотрим принцип работы стабилизатора тока. К нестабильности тока через нагрузку может приводить как изменение сопротивления нагрузки, так и изменение входного напряжения. Предположим, что сопротивление нагрузки остается неизменным, а увеличивается входное напряжение. Если бы никаких изменений не происходило с транзистором, то ток через R

н увеличился бы. В результате этого увеличится ток, протекающий через резисторы R1, R2, а, следовательно, и напряжение на этих резисторах. Напряжение на стабилитроне равно сумме напряжений на резисторах R1, R2 и на переходе база-эмиттер транзистора (переход база-эмиттер транзистора включен в прямом направлении). Напряжение на стабилитроне при изменении входного напряжения остается практически неизменным, значит, напряжение на переходе база-эмиттер транзистора уменьшится и увеличится сопротивление между выводами эмиттер-коллектор транзистора. Ток, протекающий через коллектор-эмиттер транзистора и резистор нагрузки, будет уменьшаться, стремясь к своему первоначальному значению. Таким образом, будет обеспечиваться стабилизация тока.

Пусть теперь остается неизменным входное напряжение, а увеличивается  сопротивление нагрузки. Если бы никаких изменений в этом случае не происходило с транзистором, то ток нагрузки уменьшился бы. При уменьшении тока нагрузки уменьшится ток, протекающий через резисторы R1, R2 и напряжение на этих резисторах уменьшится. В результате увеличится напряжение между базой и эмиттером транзистора и ток коллектора транзистора увеличится. Ток нагрузки будет стремиться к своему первоначальному значению, никогда его не достигая. Для увеличения стабильности тока в качестве транзистора VT1 используют составной транзистор.

Очень простыми получаются стабилизаторы постоянного тока с использованием полевых транзисторов (рис. 4.26). Ток нагрузки протекает через резистор R1. Ток, протекающий в цепи: плюс источника, сток-затвор полевого транзистора, резистор Rн, минус источника питания, очень мал, так как переход сток – затвор транзистора смещен в обратном направлении. Напряжение на резисторе R1 имеет полярность плюс слева, минус справа. Потенциал затвора равен потенциалу правого вывода резистора R1, следовательно, потенциал затвора относительно истока будет отрицательным. При уменьшении сопротивления нагрузки ток через резистор R1 стремится увеличиться, в результате чего потенциал затвора относительно истока становится более отрицательным и транзистор закрывается в большей степени. При большем закрытии транзистора VT1 ток через нагрузку уменьшается, стремясь к своему первоначальному значению.

 

Военно-техническая подготовка

1.

8. Стабилизаторы

Стабилизатор напряжения — электромеханическое или электрическое (электронное) устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки.


1.8.1. Стабилизатор постоянного тока.

Линейный стабилизатор

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности Pрасс = (Uin — Uout) * It рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, то есть должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.

В зависимости от расположения элемента с изменяемым сопротивлением:

Последовательный : регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой.

Параллельный : регулирующий элемент включен параллельно нагрузке.

В зависимости от способа стабилизации:

Параметрический : в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну.

Компенсационный : имеет обратную связь. В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента.

Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне

Рис 1.

Применяется для стабилизации напряжения в слаботочных схемах, так как для нормальной работы схемы ток через стабилитрон D1 должен в несколько раз (3-10) превышать ток в стабилизируемой нагрузке RL. Часто такая схема линейного стабилизатора применяется как источник опорного напряжения в более сложных схемах стабилизаторов. Для снижения нестабильности выходного напряжения, вызванной изменениями входного напряжения, вместо резистора RV применяется источник тока. Однако эта мера не уменьшает нестабильность выходного напряжения, вызванную изменением сопротивления нагрузки.

Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе

Рис 2.

Uout = Uz — Ube.

По сути, это рассмотренный выше параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключённый ко входу эмиттерного повторителя. В нём нет цепей обратной связи, обеспечивающих компенсацию изменений выходного напряжения.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона на величину Ube, которая практически не зависит от величины тока, протекающего через p-n переход, и для приборов на основе кремния приблизительно составляет 0,6В. Зависимость Ube от величины тока и температуры ухудшает стабильность выходного напряжения, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне.

Эмиттерный повторитель (усилитель тока) позволяет увеличить максимальный выходной ток стабилизатора, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне, в β раз (где β — коэффициент усиления по току данного экземпляра транзистора). Если этого недостаточно, применяется составной транзистор.

При отсутствии сопротивления нагрузки (или при токах нагрузки микроамперного диапазона), выходное напряжение такого стабилизатора (напряжение холостого хода) возрастает на 0,6В за счёт того, что Ube в области микротоков становится близким к нулю. Для преодоления этой особенности, к выходу стабилизатора подключают балластный нагрузочный резистор, обеспечивающий ток нагрузки в несколько мА.

Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя

Рис 3.

Часть выходного напряжения Uout, снимаемая с потенциометра R2, сравнивается с опорным напряжением Uz на стабилитроне D1. Разность напряжений усиливается операционным усилителем U1 и подаётся на базу регулирующего транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя. Для устойчивой работы схемы петлевой сдвиг фазы должен быть близок к 180°+n*360°. Так как часть выходного напряжения Uout подаётся на инвертирующий вход операционного усилителя U1, то операционный усилитель U1 сдвигает фазу на 180°, регулирующий транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, который фазу не сдвигает. Петлевой сдвиг фазы равен 180°, условие устойчивости по фазе соблюдается.

Опорное напряжение Uz практически не зависит от величины тока, протекающего через стабилитрон, и равно напряжению стабилизации стабилитрона. Для повышения его стабильности при изменениях Uin, вместо резистора RV применяется источник тока.

В данном стабилизаторе, операционный усилитель фактически включён по схеме неинвертирующего усилителя (с эмиттерным повторителем, для увеличения выходного тока). Соотношение резисторов в цепи обратной связи задают его коэффициент усиления, который определяет, во сколько раз выходное напряжение будет выше входного (то есть опорного, поданного на неинвертирующий вход ОУ). Поскольку коэффициент усиления неинвертирующего усилителя всегда больше единицы, величина опорного напряжения Uz (напряжение стабилизации стабилитрона) должна быть выбрана меньше , чем Uout.

Нестабильность выходного напряжения такого стабилизатора практически полностью определяется нестабильностью опорного напряжения, за счёт большого коэффициента петлевого усиления современных ОУ ( G openloop = 105 ÷ 106).

Для исключения влияния нестабильности входного напряжения на режим работы самого ОУ, он может запитываться стабилизированным напряжением (от дополнительных параметрических стабилизаторов на стабилитроне).

Импульсный стабилизатор

В импульсном стабилизаторе ток от нестабилизированного внешнего источника подаётся на накопитель (обычно конденсатор или дроссель) короткими импульсами; при этом запасается энергия, которая затем высвобождается в нагрузку в виде электрической энергии, но, в случае дросселя, уже с другим напряжением. Стабилизация осуществляется за счёт управления длительностью импульсов и пауз между ними — широтно-импульсной модуляции. Импульсный стабилизатор, по сравнению с линейным, обладает значительно более высоким КПД. Недостатком импульсного стабилизатора является наличие импульсных помех в выходном напряжении.

В отличие от линейного стабилизатора, импульсный стабилизатор может преобразовывать входное напряжение произвольным образом (зависит от схемы стабилизатора):

Понижающий стабилизатор : выходное стабилизированное напряжение всегда ниже входного и имеет ту же полярность.

Повышающий стабилизатор : выходное стабилизированное напряжение всегда выше входного и имеет ту же полярность.

Повышающе-понижающий стабилизатор : выходное напряжение стабилизировано, может быть как выше, так и ниже входного и имеет ту же полярность. Такой стабилизатор применяется в случаях, когда входное напряжение незначительно отличается от требуемого и может изменяться, принимая значение как выше, так и ниже необходимого.

Инвертирующий стабилизатор : выходное стабилизированное напряжение имеет обратную полярность относительно входного, абсолютное значение выходного напряжения может быть любым.


1.8.2. Стабилизатор переменного тока.

Ферромагнитные стабилизаторы

Во времена СССР получили широкое распространение бытовые феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Обычно через них подключали телевизоры. В телевизорах первых поколений применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров 4УПИЦТ и УСЦТ, имевших импульсные блоки питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из двух дросселей: с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и насыщенным, а также конденсатора. Особенность ВАХ насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов можно обеспечить стабилизацию напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Регулировка напряжения в электромеханических (электродинамических) стабилизаторах осуществляется автоматически, путём перемещения токосъёмного узла по обмотке трансформатора, что обеспечивает плавное изменение коэффициента его трансформации до достижения заданной величины выходного напряжения.

Это единственный тип стабилизаторов, обеспечивающий плавную регулировку напряжения не внося при этом искажений в форму синусоиды. Стабилизаторы этого типа обладают достаточно высокой точностью удержания выходного напряжения (2..3 %) и обеспечивают наиболее комфортный режим питания бытовой техники. Они успешно используются как в быту так и на производствах.

Однако, существует несколько ограничений области их применения: первое — невозможность работы при отрицательных температурах (в силу наличия открытых токоведущих поверхностей и опасности короткого замыкания из-за выпадения конденсата). Кроме этого, электромеханические стабилизаторы обладают сравнительно узким диапазоном входных напряжений (как правило, 150—260 Вольт) и невысокой скоростью регулировки, ограниченной скоростью перемещения сервоприводом токосъёмного узла.

В качестве токосъёмного элемента используются графитовые щётки или ролики с графитовым напылением. Роликовый токосъёмный узел менее капризен по отношению к запылению, однако требует проведения профилактических работ направленных на предотвращение заклинивания, поэтому такая конструкция используется, как правило, в промышленных стабилизаторах, а щёточный узел устанавливается в бытовых моделях. Скорость износа токосъёмных элементов обоих типов примерно одинакова и, в зависимости от интенсивности использования, через 7-11 лет требуется его замена.

Электронные стабилизаторы напряжения

Делятся на ступенчатые и непрерывного действия. Электронные ступенчатые стабилизаторы регулируют напряжение, переключая обмотки специального трансформатора посредством электронных ключей. Ключи управляются процессором по специальной программе.

В настоящее время существует два типа электронных стабилизаторов напряжения: с полупроводниковыми и релейными ключами. Последние было бы правильнее отнести к электронно-механическим, так как реле является электромеханическим элементом.

Стабилизаторы имеют большое быстродействие, поэтому применяются в комплексе с дорогостоящим оборудованием, требующем защиты от всех аномалий сети. Их также используют в жилых домах и на производствах. К преимуществам электронных стабилизаторов напряжения можно отнести их возможность работы при отрицательных температурах окружающей среды.

Электронные стабилизаторы непрерывного действия регулируют напряжение, изменяя либо сопротивление регулирующего элемента, как правило — транзистора, либо включая и выключая регулирующий элемент с высокой частотой (десятки килогерц), и управляя временем включенного и выключенного состояния регулирующего элемента (чаще всего IGBT транзистор). Такой метод регулирования называется ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Стабилизаторы, использующие высокочастотную ШИМ, на данный момент являются наиболее совершенной реализацией стабилизатора переменного напряжения, и при правильном исполнении ближе всего к понятию «идеальный стабилизатор». В отличие от стабилизаторов инверторного типа, в них не происходит предварительного преобразования переменного напряжения в постоянное, а преобразованию подвергается непосредственно входное переменное напряжение, что обеспечивает им высокий КПД и приемлемую стоимость.

Стабилизатор напряжения — это… Что такое Стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.

По типу выходного напряжения стабилизаторы делятся на стабилизаторы постоянного тока и переменного тока. Как правило, тип питания (постоянный либо переменный ток) такой же, как и выходное напряжение, хотя возможны исключения.

Стабилизаторы постоянного тока

Микросхема линейного стабилизатора КР1170ЕН8

Линейный стабилизатор

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности Pрасс = (Uin — Uout) * It рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, т. е. должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.

В зависимости от расположения элемента с изменяемым сопротивлением линейные стабилизаторы делятся на два типа:

  • Последовательный: регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой.
  • Параллельный: регулирующий элемент включен параллельно нагрузке.

В зависимости от способа стабилизации:

  • Параметрический: в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну.
  • Компенсационный: имеет обратную связь. В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента.
Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне

Применяется для стабилизации напряжения в слаботочных схемах, так как для нормальной работы схемы ток через стабилитрон D1 должен в несколько раз (3-10) превышать ток в стабилизируемой нагрузке RL. Часто такая схема линейного стабилизатора применяется как источник опорного напряжения в более сложных схемах стабилизаторов. Для снижения нестабильности выходного напряжения, вызванной изменениями входного напряжения, вместо резистора RV применяется источник тока. Однако эта мера не уменьшает нестабильность выходного напряжения, вызванную изменением сопротивления нагрузки.

Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе

Uout = Uz — Ube.


По сути, это рассмотренный выше параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключённый ко входу эмиттерного повторителя. В нём нет цепей обратной связи, обеспечивающих компенсацию изменений выходного напряжения.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона на величину Ube, которая практически не зависит от величины тока, протекающего через p-n переход, и для приборов на основе кремния приблизительно составляет 0,6В. Зависимость Ube от величины тока и температуры ухудшает стабильность выходного напряжения, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне.

Эмиттерный повторитель (усилитель тока) позволяет увеличить максимальный выходной ток стабилизатора, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне, в β раз (где β — коэффициент усиления по току данного экземпляра транзистора). Если этого недостаточно, применяется составной транзистор.

При отсутствии сопротивления нагрузки (или при токах нагрузки микроамперного диапазона), выходное напряжение такого стабилизатора (напряжение холостого хода) возрастает на 0,6В за счёт того, что Ube в области микротоков становится близким к нулю. Для преодоления этой особенности, к выходу стабилизатора подключают балластный нагрузочный резистор, обеспечивающий ток нагрузки в несколько мА.

Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя

Часть выходного напряжения Uout, снимаемая с потенциометра R2, сравнивается с опорным напряжением Uz на стабилитроне D1. Разность напряжений усиливается операционным усилителем U1 и подаётся на базу регулирующего транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя[1]. Для устойчивой работы схемы петлевой сдвиг фазы должен быть близок к 180°+n*360°. Так как часть выходного напряжения Uout подаётся на инвертирующий вход операционного усилителя U1, то операционный усилитель U1 сдвигает фазу на 180°, регулирующий транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, который фазу не сдвигает. Петлевой сдвиг фазы равен 180°, условие устойчивости по фазе соблюдается.

Опорное напряжение Uz практически не зависит от величины тока, протекающего через стабилитрон, и равно напряжению стабилизации стабилитрона. Для повышения его стабильности при изменениях Uin, вместо резистора RV применяется источник тока.

В данном стабилизаторе, операционный усилитель фактически включён по схеме неинвертирующего усилителя (с эмиттерным повторителем, для увеличения выходного тока). Соотношение резисторов в цепи обратной связи задают его коэффициент усиления, который определяет, во сколько раз выходное напряжение будет выше входного (т.е. опорного, поданного на неинвертирующий вход ОУ). Поскольку коэффициент усиления неинвертирующего усилителя всегда больше единицы, величина опорного напряжения (напряжение стабилизации стабилитрона) должна быть выбрана меньше требуемого минимального выходного напряжения.

Нестабильность выходного напряжения такого стабилизатора практически полностью определяется нестабильностью опорного напряжения, за счёт большого коэффициента петлевого усиления современных ОУ (Gopenloop = 105 ÷ 106).

Для исключения влияния нестабильности входного напряжения на режим работы самого ОУ, он может запитываться стабилизированным напряжением (от дополнительных параметрических стабилизаторов на стабилитроне).

Импульсный стабилизатор

В импульсном стабилизаторе ток от нестабилизированного внешнего источника подаётся на накопитель (обычно конденсатор или дроссель) короткими импульсами; при этом запасается энергия, которая затем высвобождается в нагрузку в виде электрической энергии, но, в случае дросселя, уже с другим напряжением. Стабилизация осуществляется за счёт управления длительностью импульсов и пауз между ними — широтно-импульсной модуляции. Импульсный стабилизатор, по сравнению с линейным, обладает значительно более высоким КПД. Недостатком импульсного стабилизатора является наличие импульсных помех в выходном напряжении.

В отличие от линейного стабилизатора, импульсный стабилизатор может преобразовывать входное напряжение произвольным образом (зависит от схемы стабилизатора):

  • Понижающий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение всегда ниже входного и имеет ту же полярность.
  • Повышающий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение всегда выше входного и имеет ту же полярность.
  • Повышающе-понижающий стабилизатор: выходное напряжение стабилизировано, может быть как выше, так и ниже входного и имеет ту же полярность. Такой стабилизатор применяется в случаях, когда входное напряжение незначительно отличается от требуемого и может изменяться, принимая значение как выше, так и ниже необходимого.
  • Инвертирующий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение имеет обратную полярность относительно входного, абсолютное значение выходного напряжения может быть любым.

Стабилизаторы переменного напряжения

Феррорезонансные стабилизаторы

Во времена СССР получили широкое распространение бытовые феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Обычно через них подключали телевизоры. В телевизорах первых поколений применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а в некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров 4УПИЦТ и УСЦТ, имевших импульсные блоки питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из двух дросселей: с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и насыщенным, а также конденсатора. Особенность ВАХ насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов можно обеспечить стабилизацию напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.

Современные стабилизаторы

В настоящее время основными типами стабилизаторов являются:

  • электродинамические сервоприводные (механические)
  • статические (электронные переключаемые)
  • релейные
  • компенсационные (электронные плавные)

Модели производятся как в однофазном (220/230 В), так и трёхфазном (380/400 В) исполнении, мощность их от нескольких сотен ватт до нескольких мегаватт. Трёхфазные модели выпускаются двух модификаций: с независимой регулировкой по каждой фазе или с регулировкой по среднефазному напряжению на входе стабилизатора.

Выпускаемые модели также различаются по допустимому диапазону изменения входного напряжения, который может быть, например, таким: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, -25%/+15%, -35%/+15% или -45%/+15%. Чем шире диапазон (особенно в отрицательную сторону), тем больше габариты стабилизатора и выше его стоимость при той же выходной мощности.

Важной характеристикой стабилизатора напряжения является его быстродействие, то есть чем выше быстродействие, тем быстрее стабилизатор отреагирует на изменения входного напряжения. Быстродействие это промежуток времени (миллисекунды) за которое стабилизатор способен изменить напряжение на один вольт. У разного типа стабилизаторов разная скорость быстродействия, например у электродинамических быстродействие 12…18 мс/В, статические стабилизаторы обеспечат 2 мс/В, а вот у электронных, компенсационного типа этот параметр 0,75 мс/В. [источник не указан 943 дня]

Ещё одним важным параметром является точность стабилизации выходного напряжения. Согласно ГОСТ 13109-97 предельно допустимое отклонение напряжения питания ±10% от номинального. Точность современных стабилизаторов напряжения колеблется в диапазоне от 1% до 8%. Точности в 8% вполне хватает для обеспечения исправной работы абсолютного большинства бытовой и промышленной электротехники. Более жесткие требования (1%) обычно предъявляются для питания сложного оборудования (медицинское, высокотехнологичное и подобное). Важным потребительским параметром является способность стабилизатора работать на заявленной мощности во всем диапазоне входного напряжения, но далеко не все стабилизаторы соответствуют этому параметру. Некоторые стабилизаторы выдерживают десятикратные перегрузки, при покупке такого стабилизатора запас по мощности не требуется.

См. также

Литература

  • Вересов Г.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры.  — М.: Радио и связь, 1983. — 128 с.
  • В.В. Китаев и др Электропитание устройств связи. — М.: Связь, 1975. — 328 с. — 24 000 экз.
  • Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов. — 2. — М.: Горячая линия — Телеком, 2001. — 344 с. — 3000 экз. — ISBN 5-93517-052-3
  • Штильман В. И. Микроэлектронные стабилизаторы напряжения. — Киев: Технiка, 1976.

Ссылки

Примечания

Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения — Radio это просто

 

Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения при построении высококачественных высоковольтных стабилизаторов напряжения, например, для питания ламповых каскадов, приходиться применять специальные схемы включения регулировочных элементов, что усложняет схемотехнику таких стабилизаторов [1]. Между тем, существуют интегральные микросхемы, применяя которые можно создавать простые высоковольтные стабилизаторы напряжения компенсационного типа на выходное напряжение от 70 до 140 В. Это микросхемы типов SE070N, SE080N, SE090N, SE105N, SE110N, SE120N, SE125N, SE130N, SE135N, SE140N. Эти микросхемы предназначены для контроля и регулировки напряжения постоянного тока. Как нетрудно догадаться, цифровое обозначение в маркировке микросхемы будет соответствовать рабочему напряжению микросхемы в вольтах.

Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения на рис.

показан один из возможных вариантов линейного стабилизатора на выходное напряжение 115 В постоянного тока. Источником напряжения для стабилизатора служит сеть переменного тока 220 В. В других конструкциях источником напряжения может быть, например, вторичная обмотка силового трансформатора, выход выпрямителя преобразователя напряжения. Стабилизатор выполнен на интегральной микросхеме SE115N, представляющей собой детектор напряжения на 115 В.

Контролируемое напряжение с выхода стабилизатора поступает на вход DA1 — вывод 1. Если напряжение на выходе стабилизатора стремится увеличиться свыше рабочего напряжения DA1, то открывается выходной п-р-п транзистор микросхемы, коллектор которого выведен на вывод 2 DA1. Это приводит к тому, что понижается напряжение затвор-исток VT1, что приводит к понижению выходного напряжения стабилизатора. На мощном высоковольтном полевом n-канальном транзисторе VT1 выполнен истоковый повторитель напряжения.

Сетевое напряжение переменного тока поступает на мостовой диодный выпрямитель VD1 – VD4. Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Резистор R1 уменьшает бросок тока через выпрямительные диоды и разряженный конденсатор С1, возникающий при включении устройства в сеть. Стабилитрон VD5 защищает полевой транзистор от пробоя высоким напряжением затвор-исток. Светящийся светодиод HL1 сигнализирует о наличии выходного напряжения, кроме того, цепь R3HL1 разряжает оксидные конденсаторы при отключенной нагрузке.

Резистор R1 должен быть проволочным. Его сопротивление и мощность выбирают исходя из параметров подключенной к стабилизатору нагрузки. Остальные резисторы любые из С2-33, МЛТ, РПМ соответствующей мощности. Сопротивление резистора R2 выбирают исходя из входного напряжения стабилизатора, при этом следует учитывать, что максимальный втекающий ток DA1 по выводу 2 не должен превышать 20 мА. Конденсаторы типа К50-68 или импортные аналоги. Если в вашей конструкции С1 будет, как и по схеме рис. 1, подключен к выходу мостового выпрямителя напряжения переменного тока 50 Гц, то его ёмкость следует выбирать исходя из 4 мкФ на каждый 1 Вт нагрузки. В общем случае, ёмкость конденсатора С2 должна быть равна ёмкости конденсатора С1. Выпрямительные диоды 1 N4007 можно заменить, например, на 1N4006, UF4006, RL105, КД234Д. Вместо стабилитрона BZV55C-12 подойдёт BZV55C-13, 1N4743A, 2С212Ц, КС212Ц. Светодиод подойдёт любого типа непрерывного свечения, желательно с повышенной светоотдачей. Полевой МДП транзистор HV82 рассчитан на максимальный ток стока 6,5 А, напряжение сток-исток 800 В и максимальную рассеиваемую мощность 150 Вт (с теплоотводом).

В высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения его можно заменить, например, на IRF350, IRF352 или другой, подходящий по параметрам к подключенной нагрузке [2, 3]. Следует учитывать, что если, например, к выходу стабилизатора подключена нагрузка мощностью 30 Вт, то при питании устройства от сети 220 В, на транзисторе VT1 будет рассеиваться мощность около 80 Вт. Если же входным напряжением для стабилизатора будет, например, напряжение +180 В (выход выпрямителя «лампового» трансформатора), то при выходном напряжении 115 В и токе нагрузки 0,5 А установленный на теплоотвод транзистор будет рассеивать около 33 Вт тепловой мощности. Это немало, поэтому, линейные высоковольтные стабилизаторы напряжения целесообразно применять для питания слаботочной нагрузки, например, лампового активного щупа для осциллографа и в других местах, где применение импульсных высоковольтных стабилизаторов напряжения нежелательно.

Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения может быть смонтировано на печатной плате размерами 105×50 мм, эскиз которой показан на рис.

Ток потребления микросхемы SE115N по выв. 1 около 3 мА. Для увеличения выходного напряжения стабилизатора в цепь вывода 3 DA1 можно включить стабилитрон. Например, если у вас имеется микросхема SE140N «на 140 В», а вам нужен стабилизатор на выходное напряжение 180 В, то нужно последовательно с выв. 3 включить стабилитрон 1N4755A или два последовательно включенных стабилитрона КС520В. Через стабилитрон будет протекать сумма токов через выв. 1 и 2 DA1.

Кроме высоковольтных интегральных микросхем SE***N существуют также и низковольтные SE005N, SE012N, SE024N, SE034N, SE040N, на которых также можно изготавливать компенсационные стабилизаторы напряжения. Стабилизатор напряжения, изготовленный по тому же принципу, который показан на рис. 1, должен иметь входное напряжение постоянного тока (на обкладках С1), превышающее выходное не менее чем на 8 В. При изготовлении конструкции, собранной по рис. 1, учитывайте, что все её элементы находятся под напряжением сети.

СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ — Энциклопедия по машиностроению XXL

СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ  [c.58]

Блок состоит из понижающих трансформаторов, схем выпрямления с фильтрами, стабилизатора постоянного напряжения последовательного типа непрерывного регулирования, схем защит, сигнализации и контроля.[c.86]


Источники электропитания. По функциональному назначению источники питания можно разделить на следующие группы нестабилизированные источники питания постоянного тока, выпрямители стабилизированные источники питания постоянного тока, стабилизированные выпрямители, стабилизаторы напряжения постоянного тока, стабилизаторы тока преобразователи постоянного напряжения в переменное нестабилизированное, преобразователи постоянного напряжения в переменное стабилизированное.  [c.257]

Помимо параметров, характеризующих качество стабилизации, стабилизаторы постоянного тока (или напряжения) оцениваются по основному энергетическому показателю — коэффициенту полезного действия.  [c.258]

Приставка состоит из стабилизатора переменного напряжения, двух стабилизированных источников постоянного напряжения (10 и 500 В) и трехэлектродной ячейки. Измерительное напряжение через коммутирующее устройство подается на ячейку, в которой помещается измеряемый образец. Ток, протекающий через образец, измеряется электрометром ЭМ-1 или ИТН-7. В приставке предусмотрены три типоразмера электродов с диаметром измерительных электродов 10, 25 и 50 мм. Электроды выполнены из эластичной токопроводящей резины.  [c.367]

Газовый стабилизатор поддерживает постоянным напряжение на экранной сетке этой лампы, благодаря чему ее ток незначительно изменяется при изменении напряжения на ее аноде. Выходной ток усилителя, равный разности токов ламп Л и Лу, изменяется за счет изменения тока лампы Л . При равенстве токов этих ламп напряжение на выходе усилителя равно нулю.  [c.144]

Блок стабилизатора-генератора (фиг. 36) осуществляет питание индуктивных датчиков стабилизированным переменным напряжением частотой 1600 гц и усилительных схем стабилизированным постоянным напряжением.  [c.58]

Питание прибора от сети переменного тока осуществляется с помощью выпрямителя, дающего на выходе постоянное напряжение 18 в, и стабилизатора напряжения, питаемого от выпрямителя и дающего на выходе стабильное напряжение 12 в.[c.477]

Для поддержания постоянства питающего напряжения копировальный прибор снабжается стабилизатором напряжения. Постоянное напряжение может также поддерживаться с помощью авто- трансформатора и вольтметра или реостата и вольтметра. На качество цветопередачи большое влияние оказывает точность отсчета выдержки. Поэтому при цветной фотопечати в комплекте с копировальным прибором следует пользоваться экспозиционными часами или электронным реле времени,  [c.253]


Питание всех цепей постоянного тока производится от выпрямителя с газоразрядным стабилизатором напряжения. Заряд измеряемой емкости производится постоянным напряжением 350 450 в. Переключение на заряд и разряд осуществляет поляризованное реле РП. Для облегчения работы контактов реле в цепи заряда имеется огранич . вающее сопротивление. При работе ва частоте 50 гц одна из обмоток реле включается через добавочное сопротивление Rз на сеть и якорь реле начинает колебать-  [c. 335]

Необходимость в преобразователе вызвана тем, что для измерения напряжения на растянутой шкале в пределах от 9 до 14 в опорное напряжение, равное нижнему пределу шкалы 9 в, должно оставаться постоянным при падении напряжения аккумулятора ниже этого предела, а для этого необходимо к стабилизатору подводить напряжение, превышающее напряжение аккумулятора.  [c.59]

На рис. 2.1, а показан стабилизатор напряжения постоянного тока. Можно также применить стабилизатор переменного напряжения, ко-  [c.36]

Стабилизатор будет нормально работать, когда фаза управления рабочим током /р дросселя (см. п. 4.1) будет такая, как показано на рис. 4.4, б (кривая 3), т. е. увеличению тока управления /у будет соответствовать уменьшение тока /р. Тогда будет реализован стабилизатор с управлением с выхода. Такое управление достигается с помош,ыо обмотки смещения рис. 4.5, аи б, которая в стабилизаторах называется эталонной и питается от вспомогательного источника стабильного постоянного напряжения Уэт (рис. 9.4, а).  [c.319]

На рис. 9.4, б приведена схема трехфазного стабилизатора напряжения с дросселем насыщения ДН. Здесь В1 — главный выпрямитель В2 — выпрямитель, создающий постоянное напряжение для питания обмоток управления ДН и обратной связи магнитного усилителя ВЗ — выпрямитель для питания эталонной обмотки. Вспомогательный стабилизатор одновременно питает выпрямители В2 и ВЗ. МУ — магнитный  [c.319]

Управляющим элементом регулятора Р является операционный усилитель DA1, источником питания которого является стабилизатор напряжения СГ, поддерживающий постоянным напряжение между  [c.65]

Стабилитрон — прибор, включаемый в параметрических стабилизаторах напряжения параллельно нагрузке и поддерживающий на последней напряжение постоянным за счет постоянства напряжения на приборе при изменении тока в пределах его рабочего диапазона стабилитрон подсоединяют к источнику тока через добавочное сопротивление, роль которого в отдельных случаях может играть внутреннее сопротивление источника, если оно достаточно велико при изменении  [c. 153]

В качестве источника питания в приборе использован компенса-ционно-параметрический стабилизатор по рассмотренной схеме. При этом магнитный преобразователь (Тр1, Т5, Тб) питает измеритель перемещений и переключает транзисторы Т10-Т15 магнитных усилителей. Одновременно мультивибратор обеспечивает и питание широтно-импульсного модулятора импульсного стабилизатора, к выходу которого он подключен. В качестве сравнивающего устройства использован усилитель постоянного тока (Т8, T9) с температурной компенсацией [1]. Источником опорного напряжения служит стабилитрон Ст.  [c.343]

Основные узлы дифрактометра и их технические характеристики. Генераторное устройство, размещенное в оперативном столе, собрано по с.хеме удвоения и обеспечивает постоянное выпрямленное напряжение до 50 кВ при токе до 30 мА, либо до 25 кВ при токе до 60 мА с максимальной пульсацией 4%. Напряжение на входе аппарата стабилизировано электронным стабилизатором с точностью до 0,25% по эффективному значению. Стабилизация анодного тока 0,5%, результирующая стабилизация рентгеновского излучения 1%. Используемые рентгеновские трубки БСВ-8, БСВ-9 могут устанавливаться в двух различных положениях для изменения эффективного сечения проекции фокуса.  [c.9]

Фотоумножитель необходимо выбирать с малыми флуктуа-ционными шумами и питать хорошо стабилизированным с помощью электронного стабилизатора постоянным напряжением. Сигнал от фотоумножителя необходимо подавать на усилитель. При этом усилитель должен быть таким, чтобы его выходное сопротивление, с которого снимается напряжение на потенциометр, не превышало 100 ом. Это обстоятельство необходимо строго соблюдать, так как при больших выходных сопротивлениях усилителя увеличивается инерционность самописца. В настоящее время имеется ряд схем усилителей, специально разработанных для сочленения с само-  [c.412]


Усилитель снабжен электронным стабилизатором постоянного напряжения. Стабилизированное анодное напря-  [c.122]

Питание постоянным током и заряд аккумуляторных батарей После пуска фазорасщепителя головных вагонов на первичной обмотке разделительного трансформатора ТрР (обеспечивает гальваническую развязку) появляется напряжение 220 В 50 Ш. Предохранитель ПрЮ защищает первичную обмотку ТрР от короткого замыкания или перегрузки по току. Вторичная обмотка состоит из трех секций 71Д-71А, 71Б-71Д, 71Т-71Б, соединенных последовательно. После появления напряжения на вторичной обмотке ТрР блок стабилизатора постоянного напряжения включает контактор трансформатора КТ Диоды ВК1-ВК4, подключенные к вторичной обмотке ТрР, образуют несимметричный двухполупериодный выпрямитель. Стабилизация выходного напряжения выпрямителя обеспечивается тиристором Тг2, который через главный контакт контактора КТ 71 Г-71 В подключает плюс выпрямителя к выводу ТрР 71 Г. Цепи управления тиристоров подключены к блоку стабилизации.  [c.43]

Стабилизаторы постоянного напряжения непрерывного действия получили наибольшее pa пpo тpaнeнlie в источниках вторичного электропитания стационарной и бортовой аппаратуры. Невысокий КПД этих схем ком пенсируется простотой надежностью, высоким коэффициентом стабилизации и сглаживания пульсацкй.  [c.58]

Для стабилизации выходного напряжения преобразователя амплитудным методом используют стабилизаторы постоянного напряжения параметрического и компенсационного типов импульсного либо непрерывного действия, переключающие транзисторы преобразователя в режиме неполностью открывающегося ключа, регул нруе але вольтодобавочные устройства.  [c.126]

Для преобразователей мощностью менее 100 Вт рационально использовать схемы стабилизации способом широтно-импульсной модуляции с помощью модуляторов длительности. Эти схемы прн мощности 12…20 Вт строят по схемам с независимым возбуждением. При напряжении первичного источника до 30 В целесообразно использовать двухтактные схемы задающего генератора и усилителя мощности, при более высоких напряжениях — мостовые схемы. В стабилизированных преобразователях, мощность которых равна единицам ватт, а величина КПД не имеет большого значения, предпочтительнее применение схем амплитудного метода стабилизации с помопц ю стабилизаторов постоянного напряжения илн переключающих транзисторов преобразователя в режиме неполностью открывающегося ключа.[c.128]

Коммутируемый переключателем датчик ФЭ перемагничи-вается до насыщения переменным магнитным полем, создаваемым синусоидальным током // высо ой частоты(50 кГц), протекающим по обмотке возбуждения и поступающим от генератора возбуждения 12. Полосовым фильтром 3 из выходного напряжения ФЭ М2 выделяется напряжение второй гармоиики 2/, пропорциональное измеряемому магнитному полю. После усиления усилителем 4 напряжение u f суммируется с опорным напряжением первой гармоники Uf, поступающим от генератора возбуждения 12. Из суммарного напряжения + ihf с помощью симметричного усилителя-ограничителя 5 формируются напряжения прямоугольной формы и , разность длительности полуволн которых t — t» пропорциональна измеряемому магнитному полю. Формирователем импульсов 6 осуществляется преобразование напряжения прямоугольной формы и в импульсы напряжения н. п, разность длительности полупериодов которых At = магнитному полю. Импульсы и. п детектируются ключевым фазочувствительным детектором 7, на который от генератора возбуждения 12 поступает прямоугольное опорное напряжение п. о- При изменении направления измеряемого магнитного поля на противоположное меняется полярность выпрямленного напряжения фд на выходе детектора 7. Для сглаживания пульсаций /о используется фильтр нижних частот 8. Пропорциональный измеряемому магнитному полю постоянный ток /пр поступает на переключатель пределов измерения 9 и измерительный прибор 10, шкала которого отградуирована в единицах напряженности магнитного поля. Током /о. с осуществляется глубокая отрицательная обратная связь, позволяющая значительно снизить действующее на ФЭ измеряемое магнитное поле. Значение постоянного тока /к (компенсационного) регулируется устройствами блока компенсации МПЗ 11. Питание прибора осуществляется от блока стабилизаторов 13, преобразующих ток сети в постоянное напряжение и = 20 В -f 10%.  [c.148]

Световой поток осветителя собирается линзой (рис. 6.3,б) и падает на образец под углом 45°. Отраженные от измеряемой поверхности лучи падают через диафрагму на селеновый фотоэлемент с помощью систем линз. Фотоэлемент помещается в боковой тубус для замера блеска (зеркальной составляющей отраженного потока) и в средний тубус —для замера рассеянного света. Постоянное напряжение, подаваемое на осветитель, поддерживается трансформатором с ферромагнитным стабилизатором, вмонтированным в футляр прибора. Это устройство обеспечивает воспроиз-  [c.193]

В квантовом магнитометре приращения магнитного потока, пронизывающего сверхпроводящий контур, осуществлялись ступеньками строго определенного значения — квантами потока. В рассматриваемом сэндвиче» четкими ступеньками — квантами потенциала — изменяется постоянное напряжение на переходе при плавном изменении амплитуды тока. Но даже при некотором дрейфе амплитуды тока можно заставить переход работать только на одной ступеньке вольт-амперной характеристики. Для этого достаточно облучать переход внешним электромагнитным полем на частоте, близкой к собственной частоте перехода. Джозефсоновское излучение как бы гипнотизируется излучением внешнего генератора, становится стабильным, а переход при этом выполняет функцию самого совершенного стабилизатора напряжения (разности потенциалов).[c.43]


ВЫПРЯМИТЕЛЬ (электрический)— устройство для преобразования переменного тока в постоянный. Основные части В. силовой трансформатор, электрический вентиль, сглаживающий фильтр, стабилизатор напряжения. Силовой трансформатор служит для получения перемеи-ных напряжений необходимой величины. Электрический вентиль обеспочииает прохождение тока только в одном направлении. Сглаживающий фильтр уменьшает пульсацию выпрямленного тока. Стабилизатор поддерживает постоянное напряжение на выходе В. Различают механические, кенотронные, полупроводниковые, ртутные, газотронные В. В сварочном производстве используются главным образом полупроводниковые В. селеновые и кремниевые.  [c.27]

Более высокую степень С. т. к 10 — 10 ) обеспечивают стабилизаторы с отрицат. обратной ссявью (рис. 3), Пад(Ч1ие напряжения на соиротивленни И, пропорциональное /, подается па вход усилителя постоянного напряжения, выход к-рого соединяется с сеткой стабилизирующей лампы Л. Ири увеличении I напряженно на сетке Л уменьшается так, что 1 практически не изменяется при изменении и Дд. Усилитель  [c.63]

Блок опорного напряженя предназначен для питания схемы сравнения в зарядном устройстве стабилизированным постоянным напряжением. Блок состоит из двух компенсационных стабилизаторов по 100 В каждый, соединенных последовательно, и обеспечивает стабилизацию» выходного напряжения 200 В с точностью не хуже 1 %.  [c.84]

Одновременно размыкаются контакты 7, 8 реле РЗ в цеп я питания 1ермореле. Включаются контакты 2, 5 5, 6 реле Р2, через которые постоянное напряжение 60 В после выпрямления и сглаживания фильтром подается и а стабилизатор напряжения. Только после этого включается преобразователь Напряжения, который н обеспечивает выходные напряжения блока.  [c.183]

В учебном пособии рассмотрены источники первичного и вторичного электропитания, выпрямители, сглаживающие фильтры, полупроводниковые инверторы, преобразователи постоянного напряжения, регуляторы напряжения, стабилизаторы, источники питания электроакустической и кинотехнической аппаратуры, специализированные микросхемы. Согласно действующим государственным стандартам приводятся соответствующие термины и определения, а также классификация основных электропитающих устройств  [c.7]

Электродвигатель постоянного тока типа ПБСТ-22 питается от сети 220 В через стабилизатор напряжения (9) и выпрямительный, мост. Число оборотов двигателя регулируется ЛАТРом (10). Количество циклов отсчитывается счетчиком циклов (11). Образец после разрушения под действием груза (6) падает на микровыключатель (12) и отключает электродвигатель.  [c.63]

Электролизер-калибратор предназначен для генерирования водорода (путем электролиза анализируемой воды), используемого для градуировки водородомера по приращению концентрации водорода (номограмма расход пробы — ток электролизера -концентрация водорода прилагается к инструкции по эксплуатации водородомера АВ-201). Электролизер питается от блока питания -стабилизатора напряжения постоянного тока. Ток, проходящий через электролизер, измеряется узкопрофильным микроамперметром М-1730А.  [c.26]

Для обеспечения питания усилителей У1 У6 стабильными напряжениями 15 В в преобразователе предусмотрен стабилизатор напряжения, на вход которого поступают нестаби-лизированные напряжения постоянного тока 24 В.  [c.439]


принцип работы, схемы и т.д.

Стабилизатор напряжения — прибор, который обеспечивает стабильный уровень напряжения, автоматически компенсируя изменения напряжения источника и сопротивления нагрузки. Существует два основных типа стабилизаторов напряжения: параллельные стабилизаторы и последовательные стабилизаторы.

Стабилизация — термин, применяемый для выражения того, насколько хорошо источник электропитания поддерживает постоянное напряжение, подаваемое к нагрузке, независимо от изменений напряжения на входе источника и сопротивления нагрузки. Многие типы электронного оборудования для нормальной работы требуют стабильного уровня напряжения.

Стабилизатор напряжения
Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Параллельный стабилизатор напряжения

Стабилизатор, установленный параллельно нагрузке. Параллельный стабилизатор состоит из стабилитрона (VR1), ограничивающего ток сопротивления (R1) и сопротивления нагрузки (RL). Сопротивление нагрузки установлено параллельно стабилитрону.

Схема параллельного стабилизатора, соединённого с мостовым выпрямителем

Стабилитрон предназначен для работы с конкретным напряжением, известным как напряжение туннельного пробоя p-n-перехода. Поскольку стабилитрон — активный элемент, он может менять своё внутреннее сопротивление. Изменения в прохождении тока через стабилитрон не изменяют падение напряжения в нём. Ограничивающее ток сопротивление, установленное в последовательности со стабилитроном, ограничивает величину тока, которое протекает через стабилитрон, и предохраняет его от повреждений. Падение напряжения в стабилитроне фиксируется посредством самой конструкции стабилитрона и остаётся относительно постоянным. Часть напряжения от источника, которая не снижается стабилитроном, снижается ограничивающим сопротивлением. Поскольку стабилитрон установлен параллельно сопротивлению нагрузки, напряжение через RL будет равно падению напряжения на стабилитроне.

Последовательный стабилизатор

Это стабилизатор, установленный последовательно по отношению к нагрузке. Последовательный стабилизатор состоит из стабилитрона (VR1), ограничивающего ток сопротивления (R1), и сопротивления нагрузки (RL).

Стабилитрон и ограничивающее ток сопротивление соединены последовательно, чтобы образовался делитель напряжения. База транзистора подсоединена к делителю напряжения. Контур транзистора «эмиттер-коллектор» соединён последовательно с сопротивлением нагрузки.

Схема последовательного стабилизатора, соединённого с мостовым выпрямителем

Поскольку транзистор в последовательном стабилизаторе напряжение, воздействующее на базу транзистора, равно падению напряжения в стабилитроне. Этот потенциал положителен относительно эмиттера транзистора. Так как стабилитрон поддерживает падение напряжения на постоянном уровне, потенциал, воздействующий на базу транзистора, будет оставаться постоянным.

Последовательный стабилизатор поддерживает постоянный уровень напряжения, подаваемого на нагрузку, изменяя величину падения напряжения в транзисторе. Возрастание тока через нагрузку может быть вызвано либо повышением напряжения источника питания, либо снижением сопротивления нагрузки. Когда ток возрастает, возрастает также и падение напряжения на нагрузке. В результате, напряжение, приложенное к эмиттеру транзистора, возрастает, делая его более положительным. Это означает, что разность электрических потенциалов между эмиттером и базой становится меньше, поэтому возрастает внутреннее сопротивление транзистора.

Схема простого стабилизатора постоянного напряжения на опорном стабилитроне и транзисторе.

Для некоторых электрических цепей и схем вполне хватает обычного блока питания, не имеющего стабилизации. Источники тока такого типа обычно состоят из понижающего трансформатора, выпрямительного диодного моста и фильтрующего конденсатора. Выходное напряжение блока питания зависит от количества витков вторичной обмотки на понижающем трансформаторе. Но как известно сетевое напряжение 220 вольт нестабильно. Оно может колебаться в некоторых пределах (200-235 вольт). Следовательно и выходное напряжение на трансформаторе тоже будет «плавать» (в место допустим 12 вольт будет 10-14, или около того).

Электротехника, которая особо не капризна к небольшим изменения питающего постоянного напряжения может обойтись таким вот простым блоком питания. Но вот более чувствительная электроника уже это не терпит, она от этого даже может выйти из строя. Так что возникает необходимость в дополнительный схеме стабилизации постоянного выходного напряжения. В этой статье я привожу электрическую схему достаточно простого стабилизатора постоянного напряжения, который имеет стабилитрон и транзистор. Именно стабилитрон выступает в роли опорного элемента, который определяет и стабилизирует выходное напряжения блока питания.

Теперь давайте перейдем к непосредственному разбору электрической схемы простого стабилизатора постоянного напряжения. Итак, к примеру у нас имеется понижающий трансформатор с выходным переменным напряжением в 12 вольт. Эти самые 12 вольт мы подаем на вход нашей схемы, а именно на диодный мост и фильтрующий конденсатор. Диодный выпрямитель VD1 из переменного тока делает постоянный (но скачкообразный). Его диоды должны быть рассчитаны на ту максимальную силу тока (с небольшим запасом где-то 25%), который может выдавать блок питания. Ну, и напряжение их (обратное) должно быть не ниже выходного.

Фильтрующий конденсатор C1 сглаживает эти скачки напряжения, делая форму постоянного напряжения более ровной (хотя и не идеальной). Его емкость должна быть от 1000 мкф до 10 000 мкф. Напряжение, также больше выходного. Учтите, что есть такой вот эффект — переменное напряжение после диодного моста и фильтрующего конденсатора электролита увеличивается примерно на 18%. Следовательно в итоге мы уже получим на выходе не 12 вольт, а где-то 14,5.

Теперь начинается часть стабилизатора постоянного напряжения. Основным функциональным элементом тут является сам стабилитрон. Напомню, что стабилитроны имеют способность в некоторых пределах стабильно держать на себе определенное постоянное напряжение (напряжение стабилизации) при обратном своем включении. При подачи на стабилитрон напряжения от 0 до напряжения стабилизации оно просто будет увеличиваться (на концах стабилитрона). Дойдя до уровня стабилизации напряжение будет оставаться неизменным (с незначительным ростом), а расти начнет сила тока, протекающего через него.

В нашей схеме простого стабилизатора, который на выходе должен выдавать 12 вольт, стабилитрон VD2 рассчитан на напряжение 12,6 (поставим стабилитрон на 13 вольт, это соответствует Д814Д). Почему 12,6 вольт? Потому, что 0,6 вольт осядут на транзисторном переходе эмиттер-база. А на выходе получится ровно 12 вольт. Ну, а поскольку мы ставим стабилитрон на 13 вольт, то на выходе БП будет где-то 12,4 В.

Стабилитрон VD2 (создающим место опорного постоянного напряжения) нуждается в ограничителе тока, который будет предохранять его от чрезмерного перегрева. На схеме эту роль выполняет резистор R1. Как видно он подключен последовательно стабилитрону VD2. Еще один фильтрующий конденсатор электролит C2 стоит параллельно стабилитрону. Его задача также сглаживать излишки пульсаций напряжения. Можно обойтись и без него, но все же лучше будет с ним!

Далее на схеме мы видим биполярный транзистор VT1, который подключен по схеме общий коллектором. Напомню, схемы подключения биполярных транзисторов по типу общий коллектор (это еще называется эмиттерный повторитель) характеризуются тем, что они значительно усиливают силу тока, но при этом нет никакого усиления по напряжению (даже оно немного меньше входного, именно на те самые 0,6 вольт). Следовательно мы на выходе транзистора получаем то постоянное напряжение, которое имеется на его входе (а именно напряжение опорного стабилитрона, равное 13 вольтам). И поскольку эмиттерный переход на себе оставляет 0,6 вольта, то и на выходе транзистора уже будет не 13, а 12,4 вольта

Как вы должны знать, чтобы транзистор начал открываться (пропускать через себя управляемые токи по цепи коллектор-эмиттер) ему нужен резистор для создания смещения. Эту задачу выполняет все тот же резистор R1. Изменяя его номинал (в определенных пределах) можно менять силу тока на выходе транзистора, а значит и на выходе нашего стабилизированного блока питания. Тем, кто желает с этим поэкспериментировать советую на место R1 поставить подстроечное сопротивление номиналом около 47 ком. Подстраивая его смотрите, как будет изменяться сила тока на выходе блока питания.

Ну, и на выходе схемы простого стабилизатора постоянного напряжения стоит еще один небольшой фильтрующий конденсатор электролит C3, сглаживающий пульсации на выходе стабилизированного блока питания. Параллельно ему припаян резистор нагрузки R2. Он замыкает эмиттер транзистора VT1 на минус схемы. Как видим схема достаточно проста. Содержит минимум компонентов. Она обеспечивает вполне стабильное напряжение на своем выходе. Для питания многой электротехники данного стабилизированного блока питания будет вполне хватать. Данный транзистор рассчитан на максимальную силу тока в 8 ампер. Следовательно для такого тока нужен радиатор, который будет отводить излишек тепла от транзистора.

P.S. Если параллельно стабилитрону поставить еще переменный резистор номиналом 10 ком (средний вывод подсоединяем к базе транзистора), то в итоге мы получим уже регулируемый блок питания. На нем можно плавно изменять выходное напряжение от 0 до максимума (напряжение стабилитрона минус те самые 0,6 вольт). Думаю такая схема уже будет более востребована.

Регулятор напряжения | Трехфазный | Регулятор мощности

Типоразмеры 15, 30, 50, 75 и * 100 кВА
Входное напряжение ** 208 или 480 В перем. Тока
Выходное напряжение ** 208Y / 120 или 480Y / 277 В перем. Тока
Частота * 60 Гц.± 5%
Время отклика 1 цикл типичный
Гармонические искажения Максимум 1% добавляется при переключении ответвлений
Слышимый шум Отвечает стандартам NEMA или превосходит их
синфазный -120 дБ
Нормальный режим -40 дБ / декада
Перегрузка (бросок) 200% полной нагрузки за 10 секунд 1000% полной нагрузки за 1 цикл
Диапазон регулирования входного напряжения + 10% до -26% от номинала
Диапазон регулирования выходного напряжения ± 3% типично, ± 4%
КПД 96% при полной нагрузке; 98.5% при малой нагрузке
Коэффициент мощности нагрузки 0,3 с опережением или отставанием от единицы
Трансформатор Трехфазный компьютерный, с двойным экраном, с медной обмоткой, изолирующий трансформатор
Импеданс трансформатора от 3 до 5%
Охлаждение Конвекция
* 100 кВА доступно только при входном напряжении 480 В
** Доступны другие напряжения и частоты.Связаться с заводом

Acme Electric T169439 Регулятор постоянного напряжения

Только указанная сумма на складе доступна для покупки

Предметы на распродаже не подлежат возврату

/ {{vm.product.multipleSaleQty}} {{vm.product.unitOfMeasureDescription || vm.product.unitOfMeasureDisplay}} ($ {{vm.product.pricing.unitRegularPrice / vm.product.multipleSaleQty | число: 2}} / 1) ($ {{vm.product.basicSalePrice / vm.product.multipleSaleQty | число: 2}} / 1)

{{раздел.sectionName}} Выберите {{section.sectionName}}

.

{{styleTrait.nameDisplay}} {{styleTrait.unselectedValue? «»: «Выбрать»}} {{styleTrait.unselectedValue? styleTrait.unselectedValue: styleTrait.nameDisplay}}

недоступно для этого варианта.

{{section.sectionName}}:

{{option.description}}

Описание

Предупреждение: {{vm.product.properties.prop65DisplayMessage}}

  • Характеристики
  • ресурсов
  • Функции {{спецификация.nameDisplay}}
  • Характеристики
  • Ресурсы
Марка
{{attributeValue.valueDisplay}} {{$ last? »: ‘,’}}
UNSPSC {{vm.product.unspsc}}
UPC {{vm.product.upcCode}}
Марка
{{attributeValue.valueDisplay}} {{$ last? »: ‘,’}}
UNSPSC {{vm.product.unspsc}}
UPC {{vm.product.upcCode}}

Закрывать Делиться

Электронное письмо было успешно отправлено.Электронное письмо не было отправлено, проверьте данные формы.

×

Регулятор постоянного напряжения

Регулятор постоянного напряжения

Регуляторы постоянного напряжения

29 января 2005 г. — Требования к радиатору вынесены на отдельную страницу.

Эти конструкции были добавлены по просьбе «Ace» из списка электрических рейсов. Они есть предназначен для использования в качестве регуляторов BEC (Battery Eliminator Circuit). Входное напряжение на устройство может иметь напряжение до 25 вольт и выдерживать постоянный ток в 1 А.Однако сделайте так, чтобы тепло, выделяемое при использовании высоких напряжений выше 15 В, может вызвать перегрев (за исключением подходящих радиатор установлен).

Первая конструкция представляет собой простой регулятор на 5 В. Он использует только 3 компонента, которые являются регулятор и 2 конденсатора для сглаживания питания. Он показан построенным на куске veroboard, но в равной степени может быть изготовлен путем пайки конденсаторов и выводов непосредственно к штифты регулятора.

Вторая конструкция позволяет изменять выходное напряжение, изменяя значение в комплекте резистор.Опять же, его можно построить прямо на регуляторе, но это немного сложнее. Регулировка этой конструкции не так хороша, как у приведенного выше устройства, но более чем достаточно для наших нужд.

Теперь перейдем к сложному вопросу, значение R. Уравнение для значения Vout = Vreg + I’R. Для регулятора 7805 значение параметра I ‘составляет примерно 4,5 мА (0,0045 А). Следовательно, R = (Vout — Vreg) / I ‘, а в следующей таблице приведены примерные значения.

Желаемое
Напряжение
(В)
Требуется
Значение
R (Ом)
Ближайшее стандартное значение сопротивления резистора

(Ом)
Приблизительное выходное напряжение
при использовании стандартного резистора
(В)
5.5 111,1 110 5,50
6.0 222,2 220 5,99
6,5 333,3 330 6,49
7,0 444,4 430 6,94
7,5 555,6 560 7,52

Очевидно, что чем точнее значение резистора, тем точнее будет выходной сигнал.Однако из-за различий в величине I ‘между регуляторами важно, чтобы выходное напряжение проверяется перед подключением к любой системе.

Чтобы определить, нужен ли вам радиатор, нажмите здесь

Вернуться к планам и проектам Страница

Адаптер постоянного тока (CC) для понижающего регулятора постоянного напряжения (CV)

У меня есть отличная коллекция дешевых китайских модулей понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный, которые я использую в повседневных целях в своей лаборатории.Большинство из них — старые добрые, но все еще популярные модули LM2596S, доступные по цене менее 1 доллара в большинстве интернет-магазинов. Модуль представляет собой импульсный источник питания понижающего (понижающего) преобразователя постоянного напряжения (CV), в котором выходное напряжение устанавливается многооборотным подстроечным резистором.

На прошлой неделе я хотел использовать один из этих модулей LM2596S для управления некоторыми низковольтными светодиодами и лазерными диодами с использованием источников питания 9–12 В постоянного тока. Конкретный модуль можно использовать только в режиме CV, но мне также нужна функция ограничения тока / постоянного тока (CC) по определенным причинам.После тщательного поиска в Google я обнаружил, что для этого есть несколько уловок. Для взлома требуется одна внешняя схема датчика выходного тока / тока нагрузки. Итак, я быстро собрал небольшую схему, чтобы поиграть с идеей CC. Это основная принципиальная схема этого адаптера постоянного тока (может быть изменена).

Как видите, это очень простой элемент электроники, сконфигурированный для размещения в середине всей установки. Это означает, что нагрузка (OUT) получает питание от модуля LM2596S (IN) через схему адаптера.Затем адаптер контролирует ток нагрузки и выдает обратную связь (FB) на вход обратной связи (вывод 4 микросхемы LM2596S), чтобы управлять током нагрузки в заранее определенных пределах.

Действительно, очень просто и удобно! Но как это работает? В таблице данных LM2596-ADj вы можете увидеть его типичный пример применения (см. Ниже). В примере приложения R1 и R2 образуют делитель для передачи напряжения обратной связи на вывод обратной связи LM2596. Если напряжение обратной связи> 1,23 В, выходной сигнал слишком высокий, и LM2596 понижает выходной сигнал до тех пор, пока опорное напряжение обратной связи не вернется к 1.23V. Итак, мы можем проделать хитрость, просто подавая туда ток, чтобы уменьшить выходную мощность до предела перегрузки по току. Если это так, LM2596 сочтет выходное напряжение слишком высоким и немедленно снизит выходное напряжение.

Хотя модуль LM2596S точно соответствует тому же примеру приложения, есть некоторые явные отклонения — вы можете увидеть их все на схематической диаграмме китайского модуля LM2596S, приведенной ниже.

Возвращаясь к моей конструкции адаптера, ключевым компонентом является резистор R1 для измерения тока.Вставив резистор для измерения тока между нагрузкой и выходом модуля, мы можем измерить ток, подаваемый на нагрузку. Резистор 2,2 Ом установит на нем около 700 мВ при токе 330 мА. Когда значение тока больше порогового уровня, транзистор T1 будет направлять управляющее напряжение, чтобы установить контакт обратной связи выше его опорного напряжения. Светодиод LED1 на схеме является простым индикатором системы, а конденсаторы C1 и C2 являются выборочными стабилизаторами.

Схема с одним транзистором S8550 может эффективно справиться с поставленной задачей.При входе 3,0 В анод диода 1N4148 (D1) может видеть около 2,3 В, а на конечном конце резистора 2K (или 2K2) R3 будет видеть около 1,6 В, что выше опорного напряжения 1,23 В, таким образом, LM259S в модуле снижает выходное напряжение, что также снижает ток. Эта грубая идея была успешно протестирована с различными модулями LM2596S, изготовленными Chinamen.

Итак, теперь у вас тоже есть небольшая схема для добавления функции ограничения тока в модуль импульсного регулятора понижающего преобразователя LM2596S.Мой первый тест проводился со стандартным белым светодиодом мощностью 1 Вт на макетной плате, и он работал, как ожидалось.

Остальное — это просто размещение электроники на подходящей макетной плате, уж точно не на макетной плате! Я предпочитаю размещать модуль LM2596S на той же прототипной плате, а не подвешивать его в эфире. У меня также есть план по усовершенствованию моего рудиментарного дизайна (представленного здесь) с помощью одного операционного усилителя и нескольких других вспомогательных деталей. Я ожидаю, что в будущем опубликую обновленный проект, и то, что он находится на специальной печатной плате, все упрощает.Я надеюсь, что этот обмен мнениями будет вам полезен. Я также надеюсь узнать о вашем опыте и комментариях!

Коды модуля

LM2596S!

Если вам посчастливилось иметь под рукой один осциллограф, проверьте свой модуль LM2596S, чтобы проверить его частоту переключения. Вероятно, вы получите шокирующие показания около 50 кГц с вывода 2 микросхемы LM2596S!

Ничего необычного — китайские производители используют поддельные ИС, помеченные просто как LM2596S! Возможно, ваш клон LM2576-ADJ, переименованный в LM2596S -ADJ.Частота переключения LM2576 составляет около 50 кГц по сравнению с 150 кГц у LM2596, что позволяет легко уловить его на вашем осциллографе. Следующая заметная вещь — это значение индуктивности, 47 мкГн вместо рекомендуемых 33 мкГн. Теперь я вижу, что здесь есть много вариантов модуля. Я видел как минимум три разные доски. Кроме того, у меня нет конденсатора прямой связи (CFF), который может потребоваться параллельно с верхним резистором обратной связи, если выходное напряжение превышает 10 В для обеспечения стабильности (см. Техническое описание TI).Я бы не рекомендовал использовать эти поддельные модули LM2596S с непрерывной нагрузкой более 1 А, а также для нагрузок, требующих более 9 В.

Наконец, чтобы использовать схему адаптера в реальном мире, сначала вычислите необходимый ток нагрузки, чтобы установить значение резистора считывания тока, используя закон Ома. Затем включите всю вашу установку, не подключая нагрузку, и отрегулируйте выходное напряжение до необходимого значения с помощью подстроечного регулятора модуля LM2596S. Наконец, подключите нагрузку и сделайте пробный запуск.Обратите внимание на собственное падение напряжения на резисторе считывания тока. Вы можете рассмотреть возможность установки входного напряжения немного выше, чтобы компенсировать это, но большинство нагрузок нормально работают с немного более низким напряжением.

И вот оно! Вы можете попробовать эту схему адаптера вместе со своим модулем LM2596S для управления маломощными светодиодами, зарядки небольших батарей и суперконденсаторов и т. Д. Странные вещи, в хороших руках, часто приводят производителя к вершине!

Принцип работы стабилизатора постоянного напряжения

Я люблю разучивать блок питания.Сегодня позвольте мне поделиться, схема регулятора напряжения очень полезна. Кроме того, интересно узнать, как это работает, принцип работы, дизайн и множество примеров схем.

Если вы новичок. Вы должны посмотреть на: Работу нерегулируемого источника питания.

Что такое регулятор?

Представьте, что вы закончили нерегулируемый блок питания 12 В. Но для цифровой нагрузки нужен блок питания 5В. Как делать?

Снизьте напряжение до 5В. И еще должно быть постоянное напряжение.Даже при любых нагрузках пульсация остается низкой.

Схема может выполнять это под названием «Регулятор».

Типы регуляторов напряжения

Обычно мы используем электронные устройства для создания регуляторов напряжения. У них много видов. Но мы можем поместить все в базовые 2 типа регуляторов напряжения:

  1. Шунтирующий регулятор напряжения
  2. Последовательный регулятор напряжения

Шунтирующий регулятор напряжения — мы разместим их параллельно с нагрузкой. Часто используют резистор, чтобы уменьшить ток вообще.

С другой стороны, регулятор напряжения серии . Разместим его последовательно с грузом.

Смотрите на изображении для сравнения.

Также иногда мы можем разделить его на 2 типа в зависимости от выходного напряжения.

  1. Низкое напряжение —Выход ниже 50 В. Используйте только стабилитрон или стабилитрон с транзистором.
    Мы назвали это транзисторным блоком питания. Он может дать только низкое напряжение стабилизации. Потому что безопасное значение VCE составляет около 50 В.А при слишком большом напряжении может произойти пробой перехода в транзисторе.
  2. Высокое напряжение — в целом мы не используем этот уровень. Это напряжение более 50 В. Часто используется для накаливания ламп в сочетании с ламповыми усилителями.

Марка: Регулируемый стабилизатор 0-50 В, 3 А Источник питания

Возможно, вы не догадались. Постепенно объясню, не волнуйтесь.

Есть много способов построить регулятор.Начнем с «диода».

Cr: Я люблю изучать английский с помощью блогов по электронике и электронных книг. Я часто захожу на http://www.talkingelectronics.com/ Мистер Колин Митчелл — великий электронщик. Хотя я использую английский как второй язык, но я легко могу читать и понимать его содержание. Я в восторге от этого знания. В детстве я учился у учителя. У кого мои учителя берут этот контент?

Диодный регулятор напряжения

Диод — самый простой регулятор.

См. Изображение ниже. На выходе слишком низкое напряжение. Резистор (R) пропускает ток на диод (D). Резистор понижает напряжение.

Основная идея, если мы измеряем выходное напряжение, всегда будет 0,65 В. Даже входное напряжение от выпрямителя меняет любые напряжения. Может быть 6 В, 12 В или 24 В.

Мы назвали эту форму «Шунтирующий регулятор».

Напряжение между диодом и входом на резисторе упадет. Если больше напряжения, это очень расточительная схема.

Почему? Я вам еще покажу.

Предположим, что входное напряжение 12 В. А ток все 1А. Итак…

Напряжение на резисторе 11,35В. А мощность составляет 11,35 В x 1 А = 11,35 Вт. Слишком расточительно.

Выходная мощность составляет 0,65 В x 1 А = 0,65 Вт.

Итак, большая часть мощности потеряна.

Затем мы пробуем использовать 0,2А. И выходное напряжение по-прежнему составляет 0,65 В. Но мощность на резисторе снизится только до 11,35 x 0,2 = 2,27 Вт.

Как работает диод

Далее мы узнаем больше о работе диодной схемы.Какое сопротивление резистора? Я перерисовал диодную схему, как показано ниже.

Нам нужен ток 1А в диоде. (I = 1А)

Итак, нам нужно использовать резистор на 11,35 Ом.

Потому что…

Это значение получается из закона Ома:

Напряжение на R = 12 В — 0,65 В = 11,35 В
R = V / I
= 11,35 В / 1 А
= 11,35 Ом

Тестирование разностной нагрузки

Затем мы добавляем потенциометр 1K (VR1) через диод (D1). VR1 похож на груз.Ток также будет проходить через VR1. И напряжение на D1 и VR1 по-прежнему составляет 0,65 В.

См. Схему ниже.

В то время как первый ток VR1 будет 0,001А или 1 мА. Это означает, что ток через D1 составляет 0,999 А или 999 мА.

Далее начинаем настраивать VR1. Больше тока через VR1. Он тянет ток от D1. Наконец, ток через VR1 составляет 0,999 А, а D1 — всего 0,001 А.

Как только VR1 пропускает ток 1.001A. Но ток не проходит D1, и регулировка будет потеряна.

Выходное напряжение упадет до 0,64 В или ниже.

Итак, диод будет поддерживать фиксированное напряжение (0,65 В) при токе от нескольких миллиампер до 1 А.

Нам нужны 2 функции диодного регулятора:

  1. Сглаживание напряжения — минимальное уменьшение пульсаций.
  2. Стабильное напряжение — поддерживайте напряжение на уровне 0,65 В даже при разнице нагрузки.

Как увеличить выходное напряжение

Мы можем подключить большое количество диодов последовательно, как показано на рисунке.

Они дают большее напряжение. Это 0,65 В на каждый диод.

Если не понятно. Смотри эти:

Стабилитрон

А вот это совсем не удобно. Представьте, что вам нужен регулятор на 12 В. Вам нужно еще 20 диодов. Как сделать это проще?

Используйте стабилитрон. Это один из видов диодов. Мы всегда используем обратный способ диода. Стабилитрон работает с пробоем при заданном напряжении.

Например, напряжение стабилитрона 12В, 5.6В. Диапазон напряжения от 2 до 68 В. Но вы подключаете его в том же направлении, что и обычный диод. Он упадет всего на 0,65 В.

Рекомендуется: Принцип работы стабилитрона, пример использования схемы

Эти схемы подходят для небольшой нагрузки, использующей слабый ток.

Если вы хотите научиться , как это проектировать . Подробнее 2 схемы ниже.

Но эти схемы очень тратят энергию. Особенно в ограничивающем резисторе тока (R1).Значит, КПД у них невысокий.

Мы можем решить эти проблемы…

  • Регулирование — Поддерживайте постоянное напряжение.
  • Сглаживание — уменьшение пульсации
  • Эффективность — снижение потерь тепла
  • Сохранение низкого веса
  • Снижение затрат.
  • Уменьшить размер.

… с использованием электронного фильтра.

Стабилизатор напряжения серии транзисторов

Как указано выше, стабилитроны семейства хорошо работают при подходящем токе. В норме они любят слабый ток.

Представьте, если бы мы могли увеличить ток большей нагрузки. Это будет очень эффективно.

В этом транзистор — хороший помощник.

Низкая пульсация с транзисторным фильтром питания

Вот пример электронного фильтра в отрицательном источнике питания, 9В. Это старая трасса. Мы не можем его использовать. Но хороший учитель.

Отличие другое, в нем нет стабилитрона. Хотя это нерегулируемая цепь питания. Но это более низкая пульсация, более низкий уровень шума, чем у другого.

Смотрите в схеме.

Входной конденсатор C2 поддерживает стабильное напряжение на базе Q1. Если транзистор имеет много коэффициентов усиления, таких как 50. Это может снизить частоту пульсации до минимума.

Транзистор увеличивает высокий ток на выходе в его эмиттере.

Выход полный на 1А. Из-за:

  • трансформатор 1A на 2A, 6,3V SEC.
  • И C1-1000uF 25V Электролитический конденсатор, вы можете заменить его на 2200uF 25V или добавить еще один параллельно.

Но эта схема также имеет пульсации напряжения и небольшой шум. Мы должны улучшить его с помощью стабилитрона и транзистора.

Работа последовательного регулятора напряжения

Кстати, вернемся посмотреть на схему.

Это простой последовательный стабилизатор напряжения, использующий транзистор и стабилитрон. Производят электронный фильтр. Потому что ток нагрузки проходит через последовательный транзистор Q1.

Сначала подайте нерегулируемый источник постоянного тока на входную клемму.Регулируемый выход находится под нагрузкой. Стабилитрон дает опорное напряжение.

И стабилитрон поддерживает относительно постоянное напряжение при базовом напряжении транзистора Q1.

Есть два интересных состояния:

  • Если выходное напряжение низкое. Затем напряжение база-эмиттер возрастает. Это заставляет транзистор Q1 проводить больше тока. Значит, возрастает и выходное напряжение. В результате выходное напряжение остается на постоянном уровне.
  • Если выходное напряжение увеличивается.Затем напряжение база-эмиттер уменьшается. Это заставляет транзистор Q1 проводить меньше. Итак, выходное напряжение низкое. Следовательно, выходное напряжение все еще остается на постоянном уровне.

Преимущество данной схемы. Мы можем изменить ток стабилитрона на коэффициент β или коэффициент усиления транзистора.

И, влияние импеданса стабилитрона значительно уменьшится. Итак, выход более стабилизировался.

Фото Тима Гоу на Unsplash

Это сложно? Я не хочу видеть тебя такой.

Выбор деталей

Снова посмотрите на простой транзисторный регулятор напряжения.

Мы увидим, что…

  • R1 и ZD1 — это шунтирующий регулятор. Это просто
  • Нагрузке требуется питание 12 В на 1 А.
  • ZD1 — стабилитрон 12 В. — Поскольку для нагрузки требуется питание 12 В
  • Почему на выходе 11,4 В? Q1 имеет падение напряжения 0,6 В от базы к эмиттеру.
    Итак, если напряжение стабилитрона составляет 12 В, выходное напряжение будет Vout = VZD — VBE
    12 В — 0.6V = 11,4V
  • Транзистор-Q1 пропускает ток 1А в нагрузку через коллектор-эмиттер. Некоторые называют форму последователя эмитента NPN. Мы должны выбрать транзистор с IC (ток коллектора) более 1А.
  • Мы знаем, что ток стабилитрона должен быть низким, около 1 мА. И резистор-R1 пропускает к нему ток. Кроме того, R1 подает базовый ток смещения на Q1.
  • Читаем даташит. Например, TIP41, 2SC1061 и т. Д. Q1 должен иметь прирост в 100 раз. Итак, базовый ток составляет 10 мА.ИЛИ, 10 мА x 100 = 1000 мА = 1 А. Таким образом, регулятор будет подавать на нагрузку 1А.

См. В этом блоке питания. Мы используем диодный ток всего 10 мА. Но он может подавать нагрузку 1А. Потому что транзистор усиливает ток диода в 100 раз. Таким образом, это более эффективно, чем использование только одного стабилитрона.

Мы должны это сделать.

  • Выберите подходящее значение стабилитрона.
  • Транзистор хорошо работает, когда напряжение на коллектор-эмиттер должно упасть минимум на 4-5 вольт.
  • Подробнее об улучшении схемы с помощью средства проверки напряжения.

Мой отец однажды сказал, что если мы не понимаем. Мы должны это сделать. Это правда. У меня есть много схем регуляторов напряжения серии транзисторов ниже.

Регулятор серии

с регулируемым выходным напряжением

Если нам нужен источник питания 15 В. Что мы можем сделать?
Во-первых, в предыдущей схеме мы можем изменить напряжение стабилитрона на 15 В. Это просто. Но иногда мы не можем его найти.

Во-вторых, используйте переменный источник питания 0-20 В.Он использует тот же принцип. Только добавление транзисторов и устройств.

ИЛИ, попробуйте переменный источник питания 2 А с защитой от перегрузки. Пожалуйста, не нажимайте на нее, если вам нужна сложная схема .. Ха..га…

В этих схемах мы можем регулировать выходное напряжение.

Также мы можем изменить предыдущую схему, чтобы отрегулировать выходное напряжение. Учиться — это хорошо.

Некоторые называют регулятор напряжения обратной связи серии .

Часы в цепи.

Устройств конечно побольше.Конечно, устройств больше. Ты не беспокоишься. Медленно и медленно учись вместе с нами.

Во-первых, в цепь попадает вход 20 В. Как указано выше, R5 и ZD1 представляют собой шунтирующий регулятор. Он поддерживает постоянное напряжение 12 В на ZD1.

В то же время

Мы назвали Q1 проходным транзистором. Потому что весь ток нагрузки проходит через него.

R4 передает ток на базу Q2 с почти полным входным напряжением, чтобы включить его. Затем мощность может перетекать от коллектора к эмиттеру. Итак, выходное напряжение растет.

Тогда R1, R2 и R3 представляют собой сеть делителя напряжения. Они получают выходное напряжение. Затем они создают напряжение на базе Q2. Q2 включается.

Q2 полностью включит коллектор, напряжение 12,7В. (Это напряжение стабилитрона плюс падение напряжения коллектор-эмиттер) И выход Q1 составляет 12,1 В. (Из-за падения на 0,6 В база-эмиттер).

Мы можем настроить R2 для управления выходным напряжением от 12,1 В до 16 В.

Транзистор Q2 может питать выходной ток от 0 до 1 А.так же, как и в предыдущей схеме. Но Q1 и сеть резисторов обратной связи помогают лучше регулировать.

Также ознакомьтесь с этими статьями:

Как это работает

Он использует принципы отрицательной обратной связи для поддержания почти постоянного выходного напряжения. Он даже изменяет напряжение и ток нагрузки.

Почему это возможно? Есть два интересных случая.

  • Во-первых, предположим, что выходное напряжение увеличивается по какой-либо причине. Это вызывает большее напряжение на R2 и R1.Потому что это часть выходной цепи. И большее напряжение между базой и землей Q2. Q2 еще работает. Тогда больше всего тока течет R3. Таким образом, Q2 снизил напряжение коллектор-эмиттер. Это приводит к снижению базового напряжения Q1. И, Q1 сокращается. Затем он может поддерживать постоянное выходное напряжение. Потому что напряжение смещено в сторону меньшего.
  • Секунда Аналогично, если выходное напряжение пытается уменьшиться. Напряжение обратной связи или база-земля Q2 также уменьшается. Это уменьшает ток через Q2 и R4.Это означает большее базовое напряжение на Q1 и большее выходное напряжение. Таким образом, он может поддерживать выходное напряжение на исходном уровне.

Хотя сейчас он более эффективен, чем был раньше. Но все же есть больше развития. Чтобы уменьшить различные недостатки.

Загрузить этот

Все полноразмерные изображения ЭТОГО ЗАПИСИ в формате PDF в электронной книге. Спасибо, поддержите меня. 🙂

И еще…

Что еще?

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Техника управления | Преобразование мощности с регулятором постоянного напряжения

Автор: Джилл Нормандин, директор по маркетингу Sola / Hevi-Duty, Скоки, Иллинойс. 5 июня 2002 г.

E лектронные системы разработаны для работы на чистой, хорошо регулируемой и свободной от искажений мощности. Тяжелая техника, ураганы, проблемы с электроснабжением, переключение конденсаторов для коррекции коэффициента мощности и электроника, генерирующая гармоники, добавят искажения напряжения в энергосистемы.Незначительное нарушение питания, продолжающееся всего долю секунды, может испортить или полностью испортить данные, на замену которых могут уйти дни или недели. Весь процесс может быть остановлен из-за сбоев или перебоев в работе, что может привести к потере производства и доходов. Серьезные нарушения в работе линии могут сократить срок службы, повредить или полностью разрушить дорогостоящее оборудование. Стабилизаторы мощности обычно используются для устранения проблем с линией переменного тока и защиты чувствительной или дорогой электроники на выходе.

В последние годы регулирование мощности приобрело множество значений. В этой статье основное внимание уделяется применению одной из самых испытанных и надежных форм регулирования мощности: феррорезонансного регулятора напряжения или трансформатора постоянного напряжения (CVT).

IEEE определяет стабилизатор линии питания как объединение одного или нескольких атрибутов повышения мощности для помощи в защите питания и улучшении качества электроэнергии. Применимые технологии включают электронные регуляторы напряжения, устройства с переключением ответвлений, повышающие и понижающие топологии и вариаторы, которые являются одними из самых надежных подходов, используемых на промышленном рынке.Эта феррорезонансная технология обеспечивает наиболее полную защиту питания и качество в одном продукте.

Вариаторы

разработаны с насыщающим трансформатором, в котором используется резонансный или баковый контур. Реактивное сопротивление трансформатора и конденсатор образуют эту резервуарную цепь, которая обеспечивает «пул мощности», который обеспечивает постоянное чистое выходное напряжение, свободное от большинства типов нарушений питания и без учета времени отклика. Часть насыщения этого трансформатора придает ему необычное качество — он менее эффективен при более легких нагрузках.При полной нагрузке КПД вариаторов может составлять более 90%.

Простота способствует надежности, защите

Надежность вариаторов основана на простой конструкции. Без механических или активных компонентов, таких как вентиляторы или переключатели, феррорезонансные трансформаторы использовались десятилетиями. Поскольку вариаторы на самом деле являются трансформаторами, их можно приобрести для обеспечения дополнительных функций, таких как понижающее изменение напряжения, например, с 480 до 120 В переменного тока.

Вариаторы

обеспечивают превосходное регулирование колебаний входного напряжения от 20 до 40% и более, если пользователь не работает при максимальной нагрузке.Они также обеспечивают задержку в течение 3 мс и обеспечивают подавление скачков напряжения и шумоподавление в нормальном и синфазном режимах. Пониженное напряжение, повышенное напряжение, всплески и некоторые типы провалов могут быть изолированы от чувствительных нагрузок. Гармоники уменьшаются до 3% THD. Этот не требующий обслуживания блок, на который некоторые производители дают гарантию более 10 лет, обеспечивает одно из наиболее эффективных устройств защиты и обеспечения качества электроэнергии без батареи, доступное в настоящее время.

CVT

также действуют как предохранители от перегрузки, потому что выходная мощность CVT ограничена в пределах 150-200% от максимального тока.Несмотря на то, что это обеспечивает защиту нагрузки, правильный выбор размера важен при рассмотрении любого высокого броска тока или пикового тока от этих нагрузок.

Выбирать с умом

При выборе вариатора в качестве устройства контроля качества электроэнергии необходимо учитывать множество факторов. Обычно доступные в настенном шасси, вариаторы бывают напольными конфигурациями для более мощных приложений. При принятии решения о размещении этих устройств необходимо учитывать тепло. Другие критерии выбора вариаторов включают:

  • Входное напряжение: Часто это просто — от 120 до 120 В переменного тока или от 480 до 480 В переменного тока, но вариаторы могут также обеспечивать «понижение» или повышение напряжения, чтобы исключить необходимость в другом управляющем или распределительном трансформаторе.

  • Входная частота: из-за своей резонансной природы CVT не являются преобразователями частоты и не способствуют резкому изменению частоты. Это особенно важно для пользователей с частотно-чувствительным оборудованием. Большинство электронных продуктов, таких как компьютеры и ПЛК, нечувствительны к изменениям частоты благодаря использованию импульсных источников питания.

  • Мощность нагрузки: выбор правильного вариатора имеет решающее значение для его правильного применения. CVT обычно могут выдержать 150-200% перегрузки, прежде чем они начнут отключаться.Хорошая новость заключается в том, что вариаторы обычно действуют как чрезвычайно быстрое устройство перегрузки по току для защиты оборудования от перегрузок. Однако пользователи должны быть осторожны и должны определять как пиковую мощность — учитывайте пик-фактор в любых продуктах переключаемого типа, таких как источники питания, так и мощность в установившемся режиме.

Как всегда, хорошая конструкция системы распределения электроэнергии, правильные методы заземления и полное понимание вашей электрической среды — это первый шаг в любом приложении для обеспечения качества электроэнергии.Если вам нужно практически бесплатное обслуживание в течение многих лет и защита от широкого спектра проблем с питанием, правильно установленный вариатор по-прежнему остается одной из лучших форм стабилизации полной мощности.

Джилл Нормандин, директор по маркетингу Sola / Hevi-Duty, Скоки, Иллинойс.

Toshiba начинает массовое производство микросхем стабилизаторов постоянного напряжения на 5 В для автомобильной промышленности

TOKYO — (БИЗНЕС-ПРОВОД) — Toshiba Корпорация (TOKYO: 6502) Semiconductor & Storage Products Company сегодня объявлено о начале серийного производства «TB9005FNG» и «TB9021FNG», регуляторы постоянного напряжения 5 В для применения в автомобильные системы.

«TB9005FNG» поддерживает выходной ток 1 А или выше в сочетании с внешние силовые транзисторы, позволяющие использовать в автомобильных приложениях, требуется высокий выходной ток. «TB9021FNG» включает выходной транзистор. и поддерживает выходной ток 0,2 А и способствует снижению внешние ИС и упрощение системы. Обе микросхемы также включают систему функции сброса для сброса микроконтроллеров, что способствует повышенная безопасность автомобильных систем.

Основные характеристики

  • Изготовлен с использованием процесса BiCD с низким энергопотреблением и мелким шагом.
  • Включите функции сброса системы для сброса микроконтроллеров, когда обнаружено ненормальное состояние.
  • «TB9021FNG» обеспечивает низкий ток в режиме ожидания 30 мкА (тип.).
  • Выход «TB9021FNG» сбрасывается, когда тактовые сигналы очень быстрые.

Характеристики

номер части TB9005FNG TB9021FNG
Выходное напряжение 5.0 В ± 0,15 В 5,0 В ± 0,1 В
Выходной ток В зависимости от внешней Тр-способности 200 мА
Ограничитель тока Регулируется с помощью внешнего резистора 300 мА
Резервный ток 90 мкА (тип.) 30 мкА (тип.)
Защита Ограничитель тока перегрузки Обнаружение перегрева IC

Ограничитель тока перегрузки

Устойчив к обратному подключению Vcc и GND

Обнаружение низкого напряжения На выбор 4.25 В (тип.) Или 4,75 В (тип.) По выбору: 4,2 В (тип.) Или 4,7 В (тип.)
Сброс при включении Время выдержки регулируется значением внешнего конденсатора.
Сторожевой таймер Обнаружение низкой частоты:
Ширина тактового импульса
Обнаружение ОКНА:
1 мс <ширина тактового импульса
Контроль удержания сторожевого пса Работа и удержание могут быть изменены выбором сторожевого таймера. Терминал
Диапазон рабочего напряжения источника питания От 6 до 18 В
Диапазон рабочих температур От -40 до 125 ° C
Упаковка ССОП-20-П-225-0.65A HTSSOP16
Размер корпуса: 5,0 мм × 4,4 мм (шаг 0,65 мм)

Для получения дополнительной информации об этих продуктах посетите:
TB9005FNG
http://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TB9005FNG&region=apc&lang=en
TB9021FNG
http://toshiba.semicon-storage .com / info / lookup.jsp? pid = TB9021FNG & region = apc & lang = en.

Запросы клиентов
Отдел продаж и маркетинга автомобилей
Тел: + 81-3-3457-3428
http: // toshiba.semicon-storage.com/ap-en/contact.html

* Информация в этом документе, включая цены на продукты и спецификации, содержание услуг и контактная информация актуальны на дату объявления, но может быть изменено без предварительного уведомление.

О Toshiba

Корпорация Toshiba, компания из списка Fortune Global 500, каналы мирового уровня возможности в передовых электронных и электрических продуктах и ​​системах в пять стратегических сфер бизнеса: Энергия и инфраструктура, Сообщество Решения, Системы и услуги здравоохранения, Электронные устройства и Компоненты и продукты и услуги стиля жизни.Руководствуясь принципами основных обязательств группы компаний Toshiba: «Перед людьми, Стремясь к будущему », Toshiba продвигает глобальные операции в направлении обеспечивает «рост через творчество и инновации» и вносит свой вклад к достижению мира, в котором люди повсюду живут в безопасности, безопасное и комфортное общество.

Стабилизат

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *