простые самодельные схемы для повторения

В электрических схемах для изменения уровня выходного сигнала используется регулятор напряжения. Основное его назначение — изменять подаваемую на нагрузку мощность. C помощью устройства управляют оборотами электродвигателей, уровнем освещённости, громкостью звука, нагревом приборов. В радиомагазинах можно приобрести готовое изделие, но несложно изготовить регулятор напряжения своими руками.

Описание устройства

Регулятором напряжения называется электронный прибор, служащий для повышения или понижения уровня выходного сигнала, в зависимости от величины разности потенциалов на его входе. То есть это устройство, с помощью которого можно управлять значением мощности, подводимой к нагрузке. При этом регулировать подаваемый уровень энергии можно как на реактивной, так и активной нагрузке.

Самым простым устройством, с помощью которого можно изменять уровень сигнала, считается реостат. Он представляет собой резистор, имеющий два вывода, один из которых подвижный.

При перемещении ползункового вывода реостата изменяется сопротивление. Для этого он подключается параллельно нагрузке. Фактически это делитель напряжения, позволяющий регулировать величину разности потенциалов на нагрузке в пределах от нуля до значения, выдаваемого источником энергии.

Использование реостата ограничено мощностью, которую можно через него пропустить. Так как при больших значениях тока или напряжения он начинает сильно нагреваться и в итоге перегорает, поэтому на практике применение реостата ограничено. Его используют в параметрических стабилизаторах, элементах электрического фильтра, усилителях звука и регуляторах освещённости небольшой мощности.

Разновидности приборов

По виду выходного сигнала регуляторы разделяют на стабилизированные и нестабилизированные. Также они могут быть аналоговыми и цифровыми (интегральными). Первые строятся на основе тиристоров или операционных усилителей. Их управление осуществляется путём изменения параметров RC цепочки обратной связи. Совместно с ними для повышения мощности применяются биполярные или полевые транзисторы. Работа же интегральных устройств связана с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ), поэтому в цифровой схемотехнике используются микроконтроллеры и силовые транзисторы, работающие в ключевом режиме.

При изготовлении самодельного регулятора напряжения могут быть использованы следующие элементы:

• резисторы;
• тиристоры или транзисторы;
• цифровые или аналоговые интегральные микросхемы.

Первые два типа имеют несложные схемы и довольно просты к самостоятельной сборке. Их можно изготавливать без использования печатной платы с помощью навесного монтажа, в то время как импульсные регуляторы на основе микроконтроллеров требуют более обширных знаний в радиоэлектронике и программировании.

Характеристика регулятора

По своему виду приспособления могут изготавливаться в портативном или стационарном исполнении. Устанавливаются они в любом положении: вертикальном, потолочном, горизонтальном.

Устройства могут крепиться с использованием дин-рейки или встраиваться в различные блоки и приборы. Конструктивно регуляторы возможно изготовить как корпусными, так и без помещения в корпус.

К основным характеристикам устройств относят следующие параметры:

1. Плавность регулировки. Обозначает минимальный шаг, с которым происходит изменение величины разности потенциалов на выходе. Чем он плавнее, тем точнее можно выставить значение напряжения на выходе.
2. Рабочая мощность. Характеризуется значением силы тока, которое может пропускать через себя прибор продолжительное время без повреждения своих электронных связей.
3. Максимальная мощность. Пиковая величина, которую кратковременно выдерживает устройство с сохранением своей работоспособности.
4. Диапазон входного напряжения. Это значения входного сигнала, с которым устройство может работать.
5. Диапазон изменяемого сигнала на выходе устройства. Обозначает значения разности потенциалов, которое может обеспечить устройство на выходе.
6. Тип регулируемого сигнала. На вход устройства может подаваться как переменное, так и постоянное напряжение.
7. Условия эксплуатации. Обозначает условия, при которых характеристики регулятора не изменяются.
8. Способ управления. Выставление выходного уровня сигнала может осуществляться пользователем вручную или без его вмешательства.

Особенности изготовления

Изготовить регулирующее приспособление можно несколькими способами. Самый лёгкий -приобрести набор, содержащий уже готовую печатную плату и радиоэлементы, необходимые для сборки своими руками. Кроме них, набор содержит электрическую и принципиальную схему с описанием последовательности действий. Такие наборы называются KIT и предназначены для самых неопытных радиолюбителей.

Другой путь подразумевает самостоятельное приобретение радиокомпонентов и изготовление в случае необходимости печатной платы. Используя второй способ, можно будет сэкономить, но он занимает больше времени.

Существует множество схем разного уровня сложности для самостоятельного изготовления. Но чтобы сделать регулятор напряжения, кроме схемы, понадобится подготовить следующие инструменты, приборы и материалы:

• паяльник;
• мультиметр;
• припой;
• пинцет;
• кусачки;
• флюс;
• технический спирт;
• соединительные медные провода.

Если планируется собирать устройство, состоящее из 6 и более элементов, то целесообразно будет смастерить печатную плату. Для этого необходимо иметь фольгированный текстолит, хлорное железо и лазерный принтер.

Техника изготовления печатной платы в домашних условиях называется лазерно-утюжной (ЛУТ). Её суть заключается в распечатывании печатной платы на глянцевом листе бумаги, и переносом изображения на текстолит с помощью проглаживания утюгом.

Затем плату погружают в раствор хлорного железа. В нём открытые участки меди растворяются, а закрытые с переведённым изображением формируют необходимые соединения.

При самостоятельном изготовлении прибора важно соблюдать осторожность и помнить про электробезопасность, особенно при работе с сетью переменного тока 220 В. Обычно правильно собранный регулятор из исправных радиодеталей не нуждается в настройке и сразу начинает работать.

Простые схемы

Для управления величиной выходного напряжения для слабо мощных устройств можно собрать простой регулятор напряжения на 2 деталях. Понадобится лишь транзистор и переменный резистор. Работа схемы проста: с помощью переменного резистора происходит индуцирование (отпирание транзистора).

Если управляющий вывод резистора находится в нижнем положении, то напряжение на выходе схемы равно нулю. А если вывод перемещается в верхнее положение, то транзистор максимально становится открытым, а уровень выходного сигнала будет равен напряжению источника питания за вычетом падения разности потенциалов на транзисторе.

При изменении сопротивления регулируется величина напряжения на выходе. В зависимости от типа транзистора изменяется и схема включения. Чем номинал переменного резистора будет меньше, тем регулировка будет плавней. Недостатком схемы является чрезмерный нагрев транзистора, поэтому чем больше будет разница между Uвх и Uвых, тем он будет сильнее нагреваться.

Такую схему удобно применять для регулировки вращения компьютерных вентиляторов или других слабых двигателей, а также светодиодов.

Симисторный вид

Для регулировки переменного напряжения используются симисторные регуляторы, с помощью которых можно управлять мощностью паяльника или лампочки. Собрав схему на недорогом и доступном симисторе BT136, можно изменять мощность нагрузки в пределах 100 ватт.

Для сборки схемы понадобится:

Наименование	Номинал	Аналог
Резистор R1	470 кОм
Резистор R2	10 кОм
Конденсатор С1	0,1 мкФ х. 400 В
Диод D1	1N4007	1SR35–1000A
Светодиод D2	BL-B2134G	BL-B4541Q
Динистор DN1	DB3	HT-32
Симистор DN2	BT136	КУ 208

Принцип работы регулятора заключается в следующем: через цепочку, состоящую из динистора DN1, конденсатора C1 и диода D1, ток поступает на симистор DN2, что приводит к его открытию. Момент открытия зависит от ёмкости C1, которая заряжается через резисторы R1 и R2. Соответственно, изменением сопротивления R1 управляется скорость заряда C1.

Несмотря на простоту, такая схема отлично справляется с регулировкой вольтажа нагревательных устройств, использующих вольфрамовую нить. Но так как такая схема не имеет обратной связи, использовать её для управления оборотами коллекторного электродвигателя нельзя.

Реле напряжения

Для автолюбителей важным элементом является устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети в установленных пределах при изменении различных факторов, например, оборотов генератора, включении или выключении фар. Использующиеся для этого приборы работают по одинаковому принципу – стабилизация напряжения путём изменения тока возбуждения. Иными словами, если уровень сигнала на входе изменяется, то устройство уменьшает или увеличивает ток возбуждения.

Собранная схема своими руками реле-регулятора напряжения должна:

• работать в широком диапазоне температур;
• выдерживать скачки напряжения;
• иметь возможность отключения во время запуска мотора;
• обладать малым падением разности потенциалов.

Упрощённо принцип работы можно описать в следующем виде: при величине напряжения, превышающей установленное значение, ротор отключается, а при её нормализации запускается вновь. Основным элементом схемы является ШИМ стабилизатор LM 2576 ADJ.

Микросхема TC4420EPA предназначена для моментального переключения транзистора. С помощью резистора R3, конденсатора C1 и стабилитронов VD1, VD2 осуществляется защита микросхемы и полевого транзистора. Резисторы R1 и R2 задают опорное напряжение для стабилизатора. DD1 управляет работой полевого транзистора и ротора. Диод D2 используется для ограничения управляющего напряжения. Индуктивность L1 обеспечивает плавность разрядки ротора через диоды D4 и D5 при размыкании цепи.

Управляемый блок питания

Конструируя различные схемы, радиолюбители часто собирают источники напряжений. Спаяв регулятор постоянного напряжения своими руками, его можно будет использовать как управляемый блок питания в диапазоне от 0 до 12В.

Собираемый источник напряжения состоит из 2 частей: блока питания и параметрического регулятора напряжения. Первая часть изготавливается по классической схеме: понижающий трансформатор — выпрямительный блок. Типом используемого трансформатора, выпрямительных диодов и транзистора определяется мощность устройства. Переменное напряжение сети понижается в трансформаторе до 11 вольт, после чего попадает на диодный мост VD1, где становится постоянным. Конденсатор C1 используется как сглаживающий фильтр. Сигнал поступает на параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R1 и стабилитрона VD2.

Параллельно стабилитрону подключён резистор R2, которым и изменяется уровень выходного напряжения. Транзисторы включены по упрощённой схеме эмиттерного повторителя, и при появлении на их переходах напряжения начинают работать в режиме усиления тока. То есть сигнал, снятый с R2, поступает на выход прибора через транзисторы, которые снижают его значение на величину своего насыщения. Таким образом, чем больше подаётся на них напряжение, тем сильнее они открываются и больше мощности поступает на выход.

Этот регулируемый блок питания может работать с нагрузкой до трёх ампер, то есть обеспечивать мощность до 30 ватт. Если есть опыт, то схема паяется навесным монтажом с использованием проводов любого сечения.

Как сделать простую схему стабилизированного регулятора постоянного напряжения на 2-х транзисторах.

Достаточно часто возникает необходимость для какого-нибудь электротехнического устройства установить регулятор постоянного напряжения, которым можно было бы настраивать любую нужную величину напряжения. Помимо этого этот регулятор должен быть достаточно стабильный, то есть выдавать на выходе определенное напряжение с незначительными отклонениями. Одной из наиболее простых схем, собранная всего на двух биполярных транзисторах, является приведенных выше вариант. Схема содержит минимум компонентов, она достаточно стабильна и способна выдавать на своем выходе величину постоянного напряжения от нуля до почти подаваемого на ее вход напряжения. Давайте рассмотрим общий принцип действия данной схемы стабилизированного регулятора постоянного напряжения.

На входе схемы стабилизатора стоит входной электролитический конденсатор C1, роль которого сводится к дополнительной фильтрации входного напряжения. Он имеет емкость где-то от 1000 до 2200 микрофарад. Рассчитан он должен на напряжения не менее входного (даже процентов на 25 больше, чем то, что подается на вход схемы).

Далее на схеме стабилизированного регулятора постоянного напряжения можно увидеть цепочку, состоящую из резистора R1 и стабилитрона VD. Эта цепочка представляет собой простейший параметрический стабилизатор постоянного напряжения. R1 ограничивает силу тока, что протекает через стабилитрон. Этот резистор может иметь величину от 510 Ом до 1 кОм. Стабилитрон должен быть подобран таким образом, чтобы его напряжение стабилизации было на 1,2 вольта больше, чем максимальное выходное напряжение нашей схемы регулируемого стабилизатора напряжения. Это связано с тем, что на каждом транзисторном переходе эмиттер-база будет оседать примерно по 0,6 вольта (поскольку транзисторов два, то и напряжение на них осядет уже 1,2 вольта). Токи, что будут протекать через стабилитрон, будут незначительные (около 5-15 миллиампер). Следовательно стабилитроны подойдут любого типа.

Параллельно стабилитрону VD стоит переменный резистор R2, которым и осуществляется регулировка нужного постоянного напряжения на выходе схемы. Этот резистор является делителем напряжения, что плавно делит напряжение, осевшее на стабилитроне. Величина этого переменного резистора может колебаться в пределах от 10 до 22 кОм. В одной крайнем положении ползунка резистора R2 напряжение на входе схемы регулятора напряжения будет нулевым, в противоположном крайнем положении оно будет соответствовать максимуму (что может выдать сама схема). Тип переменного резистора может быть любым. Лучше брать более компактный и удобный.

Напряжение, что снимается со среднего вывода переменного резистора (делителя напряжения) подается на два последовательно соединенных каскадов транзисторных усилителей тока. Эти транзисторные усилители тока включены по схеме с общем эмиттером (данную схему включения еще называют эмиттерным повторителем). Суть такого подключения заключается в том, что на выходе транзисторного усилителя тока напряжение будет меньше где-то на 0,6 вольта, чем на его входе. То есть, усиления по напряжению не происходит. Зато оно происходит по току, и зависит от коэффициента усиления поставленных в схему транзисторов и количества каскадов таких усилителей.

В эту схему стабилизированного регулятора постоянного напряжения можно поставить обычные биполярные транзисторы с n-p-n проводимостью. В роли VT1 может выступать транзистор серии КТ315 или КТ3102. Второй транзистор VT2 может быть типа КТ815 (выходной ток до 1,5 ампера) или КТ817 (выходной ток до 3 ампера). Либо поставить любой аналогичный транзистор, рассчитанный на нужную силу тока на выходе схемы. Резисторы R3 и R4 являются нагрузкой для транзисторов, которые позволяют работать данным усилительный каскадам в нужном режиме. Величина этих резисторов 1 кОм.

Ну, и еще один электролитический конденсатор можно заменить на самом выходе схемы регулятора постоянного напряжения. Он также увеличивает фильтрацию выходного напряжения, что делает форму тока более ровной, постоянной. Его величина также может лежать в пределах от 1000 до 2200 мкф.

Приведенная схема уже неоднократно проверена. После пайки она сразу же начинает нормально работать. Как уже сказал выше, схема достаточно проста и имеет малое количество элементов. Если выходные токи будут больше 1 ампера, то к выходному транзистору VT2 нужно будет добавить радиатор, который будет рассеивать выделяемое тепло, образуемое на транзисторе. Это предотвратить чрезмерный перегрев выходного усилительного каскада, что в противном случае может попросту вывести транзистор из строя.

Видео по этой теме:

P.S. На выходе этой схемы стабилизированного регулятора постоянного напряжения можно получить любое максимальное значение напряжения. Это уже зависит от входного напряжения и от значения напряжения стабилизации стабилитрона. Также стоит учесть, что электролитические конденсаторы имеют полярность. Их нужно подключать строго плюс к плюсу, а минус к минусу, в противном случае они могут даже взорваться.

Электронные схемы — регуляторы — CoderLessons.com

Следующим и последним этапом перед нагрузкой в ​​системе электропитания является часть регулятора. Давайте теперь попробуем понять, что такое регулятор и что он делает.

Часть электроники, которая занимается управлением и преобразованием электроэнергии, может быть названа силовой электроникой . Регулятор является важным устройством, когда речь идет о силовой электронике, поскольку он контролирует выходную мощность.

Нужен регулятор

Для источника питания, обеспечивающего постоянное выходное напряжение, независимо от изменений входного напряжения или изменений тока нагрузки, необходим регулятор напряжения.

Регулятор напряжения — это такое устройство, которое поддерживает постоянное выходное напряжение вместо любых колебаний входного напряжения или любых изменений тока, потребляемых нагрузкой. Следующее изображение дает представление о том, как выглядит практический регулятор.

Типы регуляторов

Регуляторы могут быть классифицированы на различные категории, в зависимости от их работы и типа подключения.

В зависимости от типа регулирования регуляторы в основном делятся на два типа, а именно линейные и нагрузочные регуляторы.

• Линейный регулятор — Регулятор, который регулирует выходное напряжение, чтобы быть постоянным, несмотря на изменения входной линии, он называется Линейным регулятором .

• Регулятор нагрузки — Регулятор, который регулирует выходное напряжение, чтобы быть постоянным, несмотря на изменения нагрузки на выходе, он называется регулятором нагрузки .

Линейный регулятор — Регулятор, который регулирует выходное напряжение, чтобы быть постоянным, несмотря на изменения входной линии, он называется Линейным регулятором .

Регулятор нагрузки — Регулятор, который регулирует выходное напряжение, чтобы быть постоянным, несмотря на изменения нагрузки на выходе, он называется регулятором нагрузки .

В зависимости от типа подключения , существует два типа регуляторов напряжения. Они есть

• Серийный регулятор напряжения
• Шунтирующий регулятор напряжения

Расположение их в цепи будет таким же, как на следующих рисунках.

Давайте посмотрим на другие важные типы регуляторов.

Стабилизатор напряжения стабилитрона

Регулятор напряжения Зенера — это регулятор, который использует стабилитрон для регулирования выходного напряжения. Мы уже обсуждали детали, касающиеся стабилитрона, в руководстве по базовой электронике.

Когда стабилитрон работает в области пробоя или стабилитрона , напряжение на нем по существу постоянное для большого изменения тока через него. Эта характеристика делает стабилитрон хорошим стабилизатором напряжения .

На следующем рисунке показано изображение простого регулятора Зенера.

Приложенное входное напряжение Vi, когда оно превышает значение напряжения стабилитрона Vz, затем диод стабилитрона работает в области пробоя и поддерживает постоянное напряжение на нагрузке. Последовательный ограничивающий резистор Rs ограничивает входной ток.

Работа стабилизатора напряжения Зенера

Стабилитрон поддерживает постоянное напряжение на нем, несмотря на колебания нагрузки и колебания входного напряжения. Следовательно, мы можем рассмотреть 4 случая, чтобы понять работу стабилизатора напряжения Зенера.

Случай 1 — Если ток нагрузки IL увеличивается, то ток через стабилитрон IZ уменьшается, чтобы поддерживать ток через постоянный резистор RS постоянным. Выходное напряжение Vo зависит от входного напряжения Vi и напряжения на последовательном резисторе RS.

Это можно записать как

Vo=Vв−IRS

Где I постоянен. Следовательно, Vo также остается постоянным.

Случай 2 — Если ток нагрузки IL уменьшается, то ток через стабилитрон IZ увеличивается, так как ток через резистор серии RS I_S $ через резистор RS остается постоянным. Хотя ток IZ через стабилитрон увеличивается, он поддерживает постоянное выходное напряжение VZ, которое поддерживает постоянное напряжение нагрузки.

Случай 3 — Если входное напряжение Vi увеличивается, то ток IS через последовательный резистор RS увеличивается. Это увеличивает падение напряжения на резисторе, то есть увеличивается VS. Хотя ток через стабилитрон IZ увеличивается с этим, напряжение на стабилитроне VZ остается постоянным, сохраняя постоянное напряжение на выходе нагрузки.

Случай 4. Если входное напряжение уменьшается, ток через последовательный резистор уменьшается, что приводит к уменьшению тока через стабилитрон IZ. Но стабилитрон поддерживает постоянное выходное напряжение благодаря своему свойству.

Ограничения стабилитрона напряжения

Есть несколько ограничений для стабилизатора напряжения Зенера. Они —

• Он менее эффективен для токов большой нагрузки.
• Импеданс Зенера немного влияет на выходное напряжение.

Следовательно, стабилизатор напряжения Зенера считается эффективным для применений с низким напряжением. Теперь давайте рассмотрим другие типы регуляторов напряжения, которые сделаны с использованием транзисторов.

Регулятор напряжения серии транзистор

Этот регулятор имеет транзистор, последовательно соединенный с регулятором Зенера и оба параллельно нагрузке. Транзистор работает как переменный резистор, регулирующий напряжение эмиттера на коллекторе, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение. На рисунке ниже показан транзисторный последовательный регулятор напряжения.

При входных рабочих условиях ток через базу транзистора изменяется. Это влияет на напряжение на соединении базового эмиттера транзистора VBE. Выходное напряжение поддерживается постоянным напряжением стабилитрона VZ. Поскольку оба они поддерживаются равными, любое изменение входного питания указывается изменением базового напряжения эмиттера VBE.

Следовательно, выходное напряжение Vo можно понимать как

VO=VZ+VBE

Работа транзисторного стабилизатора напряжения серии

Работу последовательного стабилизатора напряжения следует учитывать при изменении входного напряжения и нагрузки. Если входное напряжение увеличивается, выходное напряжение также увеличивается. Но это, в свою очередь, приводит к уменьшению напряжения на базовом переходе коллектора VBE, так как напряжение Зенера VZ остается постоянным. Проводимость уменьшается по мере увеличения сопротивления в области коллектора эмиттера. Это дополнительно увеличивает напряжение на соединении эмиттера коллектора VCE, тем самым уменьшая выходное напряжение VO. Это будет похоже на уменьшение входного напряжения.

Когда происходят изменения нагрузки, что означает, что если сопротивление нагрузки уменьшается, увеличивая ток нагрузки IL, выходное напряжение VO уменьшается, увеличивая базовое напряжение эмиттера VBE.

С увеличением базового напряжения эмиттера VBE проводимость увеличивается, уменьшая сопротивление коллектора эмиттера. Это, в свою очередь, увеличивает входной ток, который компенсирует снижение сопротивления нагрузки. Это будет похоже на увеличение тока нагрузки.

Ограничения транзисторного стабилизатора напряжения серии

Регуляторы напряжения серии транзисторов имеют следующие ограничения —

• На напряжения VBE и VZ влияет повышение температуры.
• Хорошее регулирование для больших токов невозможно.
• Рассеиваемая мощность высокая.
• Рассеиваемая мощность высокая.
• Менее эффективны.

Чтобы минимизировать эти ограничения, используется транзисторный шунтирующий регулятор.

Транзисторный Шунт Регулятор Напряжения

Транзисторная схема шунтирующего регулятора формируется путем последовательного подключения резистора к входу и транзистора, база и коллектор которого соединены стабилитроном, который регулирует оба параллельно нагрузке. На рисунке ниже показана принципиальная схема транзисторного шунтирующего регулятора.

Работа транзисторного шунтирующего стабилизатора напряжения

Если входное напряжение увеличивается, VBE и VO также увеличиваются. Но это происходит изначально. На самом деле, когда Vin увеличивается, текущий Iin также увеличивается. Этот ток, когда протекает через RS, вызывает падение напряжения VS на последовательном резисторе, которое также увеличивается с Vin. Но это заставляет Vo уменьшаться. Теперь это уменьшение Vo компенсирует начальное увеличение, поддерживая его постоянным. Следовательно, Vo поддерживается постоянным. Если вместо этого уменьшается выходное напряжение, происходит обратное.

Если сопротивление нагрузки уменьшается, должно быть уменьшение выходного напряжения Vo. Ток через нагрузку увеличивается. Это приводит к уменьшению тока базы и тока коллектора транзистора. Напряжение на последовательном резисторе становится низким, так как ток течет интенсивно. Входной ток будет постоянным.

Появится выходное напряжение, которое будет представлять собой разницу между приложенным напряжением Vi и падением последовательного напряжения Vs. Следовательно, выходное напряжение будет увеличено для компенсации начального снижения и, следовательно, будет поддерживаться постоянным. Обратное происходит, если сопротивление нагрузки увеличивается.

IC Регуляторы

Регуляторы напряжения в настоящее время доступны в виде интегральных микросхем (ИС). Они вкратце называются регуляторами IC.

Наряду с функциями, подобными обычному регулятору, регулятор IC имеет такие свойства, как термокомпенсация, защита от короткого замыкания и защита от перенапряжения, которые встроены в устройство.

Типы регуляторов IC

Регуляторы IC могут быть следующих типов —

• Фиксированные положительные регуляторы напряжения
• Фиксированные отрицательные регуляторы напряжения
• Регулируемые регуляторы напряжения
• Регуляторы напряжения с двойным слежением

Давайте теперь обсудим их подробно.

Фиксированный положительный регулятор напряжения

Выход этих регуляторов фиксируется на определенном значении, и значения являются положительными, что означает, что выходное напряжение является положительным напряжением.

Наиболее используемая серия — это серии 7800, и ИС будут похожи на IC 7806, IC 7812, IC 7815 и т. Д., Которые обеспечивают + 6 В, + 12 В и + 15 В соответственно в качестве выходных напряжений. На рисунке ниже показана микросхема 7810, подключенная для обеспечения фиксированного 10 В положительного регулируемого выходного напряжения.

На приведенном выше рисунке входной конденсатор C1 используется для предотвращения нежелательных колебаний, а выходной конденсатор C2 действует как линейный фильтр для улучшения переходного процесса.

Регулятор Фиксированного Отрицательного Напряжения

Выход этих регуляторов фиксируется на определенном значении, и значения являются отрицательными, что означает, что выходное напряжение является отрицательным напряжением.

Наиболее используемая серия — это серия 7900, и микросхемы будут похожи на IC 7906, IC 7912, IC 7915 и т. Д., Которые обеспечивают -6 В, -12 В и -15 В соответственно в качестве выходных напряжений. На рисунке ниже показана ИС 7910, подключенная для обеспечения фиксированного 10В отрицательного регулируемого выходного напряжения.

На приведенном выше рисунке входной конденсатор C1 используется для предотвращения нежелательных колебаний, а выходной конденсатор C2 действует как линейный фильтр для улучшения переходного процесса.

Регулируемые регуляторы напряжения

Регулируемый регулятор напряжения имеет три клеммы IN, OUT и ADJ. Входные и выходные клеммы являются общими, тогда как регулируемая клемма снабжена переменным резистором, который позволяет варьировать выходной сигнал в широком диапазоне.

На приведенном выше рисунке показан нерегулируемый источник питания, приводящий в действие регулируемый регулятор IC 317, который обычно используется. LM 317 представляет собой трехполюсный положительный регулируемый регулятор напряжения и может подавать 1,5A тока нагрузки в регулируемом диапазоне выходных напряжений от 1,25 до 37 В.

Регуляторы напряжения с двойным слежением

Двойной регулятор слежения используется, когда необходимо разделить напряжение питания. Они обеспечивают равные положительные и отрицательные выходные напряжения. Например, микросхема RC4195 обеспечивает выходы постоянного тока + 15В и -15В. Для этого необходимо два нерегулируемых входных напряжения, например, положительный вход может варьироваться от + 18 В до + 30 В, а отрицательный вход может варьироваться от -18 В до -30 В.

На изображении выше показан регулятор RC4195 с двойным слежением. Также доступны регулируемые регуляторы двойного прихвата, выходы которых варьируются между двумя номинальными пределами.

Регуляторы напряжения.

Регулятор напряжения



Для чего генератору нужен регулятор?

Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования автомобиля, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля и работы двигателя не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи или ее перезаряд, а питание потребителей осуществлялось напряжением и током требуемой величины.
Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

ЭДС индукции в соответствии с законом Фарадея, зависит от скорости перемещения проводника в магнитном поле и величины магнитного потока:

Е = с×Ф×ω,

где с — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции генератора;
ω — угловая скорость ротора (якоря) генератора:
Ф — магнитный поток возбуждения.

Поэтому напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения его ротора и интенсивности магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. В свою очередь мощность магнитного потока зависит от величины тока возбуждения, который изменяется пропорционально частоте вращения ротора, поскольку ротор выполнен в виде вращающегося электромагнита.
Кроме того, ток, поступающий в обмотку возбуждения, зависит от величины нагрузки, отдаваемой в данный момент потребителям бортовой сети автомобиля. Чем больше частота вращения ротора и ток возбуждения, тем большее напряжение вырабатывает генератор, чем больше ток нагрузки, тем меньше генерируемое напряжение.

Пульсация напряжения на выходе из генератора недопустима, поскольку это может привести к выходу из строя потребителей бортовой электрической сети, а также перезаряду или недозаряду аккумулятора. Поэтому использование на автомобилях в качестве источника электроэнергии генераторных установок обусловило использование специальных устройств, поддерживающих генерируемое напряжение в приемлемом для работы потребителей диапазоне. Такие устройства называются реле-регуляторы напряжения.
Функцией регулятора напряжения является стабилизация вырабатываемого генератором напряжения при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в бортовой электросети.

Наиболее просто контролировать величину вырабатываемого генератором напряжения изменением величины тока в обмотке возбуждения, регулируя тем самым мощность создаваемого обмоткой магнитного поля. Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но управлять магнитным полем такого магнита сложно, поэтому в генераторных установках современных автомобилей применяются роторы с электромагнитами в виде обмотки возбуждения.

На автомобилях для регулирования напряжения генератора применяются регуляторы напряжения дискретного типа, в основу работы которых положен принцип действия различного рода реле. По мере развития электротехники и электроники, регуляторы генерируемого напряжения претерпели существенную эволюцию, от простых электромеханических реле, называемых вибрационными регуляторами напряжения, до бесконтактных интегральных регуляторов, в которых полностью отсутствуют подвижные механические элементы.

***



Вибрационный регулятор напряжения

Рассмотрим работу регулятора на примере простейшего вибрационного (электромагнитного) регулятора напряжения.
Вибрационный регулятор напряжения (рис. 1) имеет добавочный резистор R_о, который включается последовательно в обмотку возбуждения ОВ. Величина сопротивления резистора рассчитана так, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при максимальной частоте вращения. Обмотка регулятора ОР, намотанная на сердечнике 4, включена на полное напряжение генератора.

При неработающем генераторе пружина 1 оттягивает якорь 2 вверх, удерживая контакты 3 в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОВ через контакты 3 и якорь 2 подключена к генератору, минуя резистор R_о.

С увеличением частоты вращения ток возбуждения работающего генератора и его напряжение растут. При этом увеличивается сила тока в обмотке регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленного значения, силы магнитного притяжения якоря 2 к сердечнику 4 недостаточно для преодоления силы натяжения пружины 1 и контакты 3 регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

При достижении напряжения генератора значения размыкания U_р сила магнитноо притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора напряжения размыкаются. При этом в цепь обмотки возбуждения включится добавочный резистор, и ток возбуждения, достигший к моменту срабатывания реле значения I_р, начнет падать.
Уменьшение тока возбуждения влечет за собой уменьшение напряжения генератора, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока в обмотке ОР. Когда напряжение уменьшится до значения замыкания U_з, сила натяжения пружины преодолеет силу магнитного притяжения якоря к сердечнику, контакты вновь замкнутся, и ток возбуждения увеличится. При работающем двигателе и генераторе этот процесс периодически повторяется с большой частотой.
В результате происходит пульсация напряжения генератора и тока возбуждения. Среднее значение напряжения U_ср определяет напряжение генератора. Очевидно, что это напряжение зависит от силы натяжения пружины реле, поэтому изменяя натяжение пружины можно регулировать напряжение генератора.

В конструкцию вибрационных регуляторов (рис. 1, а) входит ряд дополнительных узлов и элементов, назначение которых — обеспечить повышение частоты колебания якоря с целью уменьшения пульсации напряжения (ускоряющие обмотки или резисторы), уменьшение влияния температуры на величину регулируемого напряжения (добавочные резисторы из тугоплавких металлов, биметаллические пластины, магнитные шунты), стабилизацию напряжения (выравнивающие обмотки).

Недостатком вибрационных регуляторов напряжения является наличие подвижных элементов, вибрирующих контактов, которые подвержены износу, и пружины, характеристики которой в процессе эксплуатации меняются.
Особенно сильно эти недостатки проявились в генераторах переменного тока, у которых ток возбуждения почти в два раза больше, чем в генераторах постоянного тока. Использование раздельных ветвей питания обмотки возбуждения и двухступенчатых регуляторов напряжения с двумя парами контактов не решали проблему полностью и приводили к усложнению конструкции регулятора, поэтому дальнейшее совершенствование шло, прежде всего, по пути широкого использования полупроводниковых приборов.
Сначала появились контактно-транзисторные конструкции, а затем и бесконтактные.

Контактно-транзисторные регуляторы напряжения являются переходной конструкцией от механических регуляторов к полупроводниковым. При этом транзистор выполнял функцию элемента, прерывающего ток в обмотку возбуждения, а электромеханическое реле с контактами управляло работой транзистора. В таких регуляторах напряжения сохранялись электромагнитные реле с подвижными контактами, однако, благодаря использованию транзистора ток, протекающий через эти контакты, удалось значительно уменьшить, увеличив тем самым срок службы контактов и надежность работы регулятора.

В полупроводниковых регуляторах ток возбуждения регулируется с помощью транзистора, эмиттерно-коллекторная цепь которого включена последовательно в обмотку возбуждения.
Транзистор работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор запирает цепь обмотки возбуждения, а при снижении уровня регулируемого напряжения транзистор переключается в открытое состояние.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов).
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается.
Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения.

Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора.
Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незначительны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Конструктивно регуляторы напряжения могут выполняться в виде отдельного прибора, устанавливаемого раздельно с генератором, или интегральными (интегрированными), устанавливаемыми в корпусе генератора. Интегральные регуляторы напряжения обычно объединяются с щеточным узлом генератора.

Ниже приведены принципиальные схемы подключения и работы полупроводниковых регуляторов напряжения различных типов и конструкций.

***

Определение неисправностей генератора и регулятора напряжения



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Как можно сделать простой регулятор напряжения на 12 вольт своими руками

5 частых вопросов, которые задают начинающие радиомеханики; 5 лучших транзисторов для регуляторов, тест на определение состава схемы

Регулятор электрического напряжения нужен для того, чтобы величина напряжения могла стабилизироваться. Он обеспечивает надежность работы и долговечность работы прибора.

Регулятор состоит из нескольких механизмов.

ТЕСТ:

Ответы на эти вопросы позволят узнать состав схемы регулятора напряжения 12 вольт и её сборку.

1. Какое сопротивление должно быть у переменного резистора?

a) 10 кОм

b) 500 кОм

1. Как нужно подключать провода?

a) 1 и 2 клемма – питание, 3 и 4 – нагрузка

b) 1 и 3 клемма – нагрузка, 2 и 4 — питание

1. Нужно ли устанавливать радиатор?

a) Да

b) Нет

1. Транзистор должен быть

a) КТ 815

b) Любой

Ответы:

Вариант 1. Сопротивление резистора 10 кОм – это стандарт для установки регулятора, провода в схеме подключаются по принципу: 1 и 2 клемма для питания, 3 и 4 для нагрузки – ток распределится правильно по нужным полюсам, радиатор устанавливать нужно – чтобы защитить от перегрева, транзистор использован КТ 815 – такой всегда подойдет. В таком варианте построенная схема сработает, регулятор станет работать.

Вариант 2. Сопротивление 500 кОм – слишком высокое, будет нарушена плавность звука в работе, а может не сработать вообще, 1 и 3 клемма это нагрузка, 2 и 4 питание, радиатор нужен , в схеме, где стоял минус будет плюс, транзистор любой – действительно можно использовать какой угодно.Регулятор не заработает из-за того, что схема собрана, будет неправильно.

Вариант 3. Сопротивление 10кОм, провода – 1 и 2 для нагрузки, 3 и 4 для питания, резистор имеет сопротивление 2кОм, транзистор КТ 815. Прибор не сможет заработать, так как он сильно перегреется без радиатора.

Как соединить 5 частей регулятора на 12 вольт.

Переменный резистор 10кОм.

Это переменный резистор 10ком. Изменяет силу тока или напряжений в электрической цепи, увеличивает сопротивление. Именно им регулируется напряжение.

Радиатор. Нужен для того, чтобы охладить приборы в случае их перегрева.

Резистор на 1 ком. Снижает нагрузку с основного резистора.

Транзистор. Прибор, увеличивает силу колебаний. В регуляторе он нужен, чтобы получить электрические колебания высокой частоты

2 проводка. Необходимы для того, чтобы по ним шел электрический ток.

Берем транзистор и резистор. У обоих есть 3 ответвления.

Проводятся две операции:

1. Левый конец транзистора (делаем это алюминиевой частью вниз) присоединяем к концу, который находится в середине резистора.
2. А ответвление середины транзистора соединяем с правым у резистора. Их необходимо припаять друг к другу.

Первый провод необходимо спаять с тем, что получилось во 2 операции.

Второй нужно спаять с оставшимся концом транзистора.

Прикручиваем к радиатору соединенный механизм.

Резистор на 1кОм припаиваем к крайним ножкам переменного резистора и транзистора.

Схема готова.

Как сделать диагностику без снятия?

Не рекомендуется проводить такую проверку, так как нет возможности оценить состояние щеточного узла. Но случаи бывают разные, поэтому даже такая диагностика может дать свои плоды. Для работы вам потребуется мультиметр или, если такового нет, лампа накаливания. Для вас главное – это провести замер напряжения в бортовой сети автомобиля, определить, нет ли скачков. Но их можно заметить и при езде. Например, мигание света при изменении оборотов коленчатого вала двигателя.

Но точнее окажутся измерения, проведенные с использованием мультиметра или вольтметра с растянутой шкалой. Заведите двигатель и включите ближний свет. Подключите мультиметр к клеммам аккумуляторной батареи. Напряжение не должно превышать 14,8 Вольт. Но и нельзя, чтобы оно опускалось ниже 12. Если оно находится не в дозволенном интервале, то имеется поломка регулятора напряжения. Не исключено, что нарушены контакты в местах соединения прибора с генератором, либо окислены контакты проводов.

Регулятор скорости двигателя постоянного тока с помощью 2 конденсаторов на 14 вольт.

Практичность таких двигателей доказана, они используются в механических игрушках, вентиляторах и др. У них малый ток потребления, поэтому требуется стабилизация напряжения. Часто возникает необходимость подстройки частоты вращения или изменения скорости двигателя для корректировки выполнения цели, представленной какому – либо типу электродвигателя любой модели.

Эту задачу выполнит регулятор напряжения, который совместим с любым типом блока питания.

Чтобы это осуществить, надо изменить выходное напряжение, не требующее большого тока нагрузки.

Необходимые детали:

1. 2 Конденсатора
2. 2 переменных резистора

Соединяем части:

1. Подключаем конденсаторы к самому регулятору.
2. Первый резистор подключается с минусом регулятора, второй на массу.

Теперь менять скорость двигателя у прибора по желанию пользователя.

Регулятор напряжения на 14 вольт готов.

Простой регулятор напряжения 12 вольт

lm317 калькулятор

Для упрощения расчета номинала резистора можно использовать несложный калькулятор, который поможет рассчитать необходимые номиналы не только для LM317, но и для L200, стабилитрона TL431, M5237, 78xx.

(319,9 Kb, скачано: 42 204)

Регулятор оборотов 12 вольт для двигателя с тормозом.

Состав:

• Реле – 12 вольт
• Теристор КУ201
• Трансформатор для запитки двигателя и реле
• Транзистор КТ 815
• Вентиль от дворников 2101
• Конденсатор

Используется для регулировки подачи проволоки, поэтому в ней присутсвует тормоз двигателя, реализованный с помощью реле.

К реле подключаем 2 провода от блока питания. На реле подается плюс.

Всё остально подключается по принципу обычного регулятора.

Схема полностью обеспечила 12 вольт для двигателя.

Схема номер 1

Имелся стабилизированный импульсный блок питания, дающий на выходе напряжение 17 вольт и ток 500 миллиампер. Требовалось периодическое изменение напряжения в пределе 11 – 13 вольт. И общеизвестная схема регулятора напряжения на одном транзисторе с этим прекрасно справлялась. От себя добавил к ней только светодиод индикации да ограничительный резистор. К слову, светодиод здесь это не только «светлячок» сигнализирующий о наличии выходного напряжения. При правильно подобранном номинале ограничительного резистора, даже небольшое изменение выходного напряжения отражается на яркости свечения светодиода, что даёт дополнительную информацию о его повышении или понижении. Напряжение на выходе можно было изменять от 1,3 до 16 вольт.

КТ829 — мощный низкочастотный кремниевый составной транзистор, был установлен на мощный металлический радиатор и казалось, что при необходимости он вполне может выдержать и большую нагрузку, но случилось короткое замыкание в схеме потребителя и он сгорел. Транзистор отличается высоким коэффициентом усиления и применяется в усилителях низкой частоты – видно действительно его место там а не в регуляторах напряжения.

Слева снятые электронные компоненты, справа приготовленные им на замену. Разница по количеству в два наименования, а по качеству схем, бывшей и той, что решено было собрать, она несопоставима. Напрашивается вопрос – «Стоит ли собирать схему с ограниченными возможностями, когда существует более продвинутый вариант «за те же деньги», в прямом и переносном смысле этого изречения?»

Регулятор мощности на симисторе BTA 12-600

Симистор – полупроводниковый аппарат, причисляется к разновидности тиристора и используется в целях коммутации тока. Он работает на переменном напряжении в отличие от динистора и обычного тиристора. От его параметра зависит вся мощность прибора.

Ответ на вопрос. Если схема собиралась бы на тиристоре, необходим был бы диод или диодный мост.

Для удобства схему можно собрать на печатной плате.

Плюс конденсатора нужно припаять к управляющему электроду симистора, он находится справа. Минус спаять с крайним третьим выводом, который находится слева.

К управляющему электроду симистора припаять резистор с номинальным сопротивлением 12 кОм. К этому резистору нужно присоединить подстрочный резистор. Оставшийся вывод нужно припаять к центральной ножке симистора.

К минусу конденсатора, который припаян к третьему выводу симистора необходимо прикрепить минус от выпрямительного моста.

Плюс выпрямительного моста к центральному выводу симистора и к той части, к которой симистор крепится на радиатор.

1 контакт от шнура с вилкой припаиваем к необходимому прибору. А 2 контакт к входу переменного напряжения на выпрямительном мосту.

Осталось припаять оставшийся контакт прибора с последним контактом выпрямительного моста.

Идет тестирование схемы.

Включаем схему в сеть. С помощью подстрочного резистора регулируется мощность прибора.

Мощность можно развить до 12 вольт для авто.

Разновидности 12В стабилизаторов

В зависимости от конструкции и способа поддержания 12-ти вольтного напряжения выделяют две разновидности стабилизаторов:

• Импульсные – стабилизаторы, состоящие из интегратора (аккумулятора, электролитического конденсатора большой емкости) и ключа (транзистора). Поддержание напряжения в заданном интервале значений происходит благодаря циклическому процессу накопления и быстрой отдачи заряда интегратором при открытом состоянии ключа. По конструктивным особенностям и способу управления такие стабилизаторы подразделяются на ключевые устройства с триггером Шмитта, выравниватели с широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляцией.
• Линейные – стабилизирующие напряжение устройства, в которых в качестве регулирующего устройства применяются подключаемые последовательно стабилитроны или специальные микросхемы.

Наиболее распространены и популярны среди автолюбителей линейные устройства, отличающиеся простотой самостоятельной сборки, надежностью и долговечностью. Импульсный вид используется значительно реже из-за дороговизны деталей и сложностей самостоятельного изготовления и ремонта.

Динистор и 4 типа проводимости.

Это устройство, называется тригерным диодом. Обладает небольшой мощностью. В его внутренности нет электродов.

Динистор открывается при наборе напряжения. Скорость набора напряжения определяется конденсатором и резисторами. Вся регулировка производится через него. Работает на постоянном и переменном токе. Его можно не покупать, он находится в энергосберегающих лампах и его легко оттуда достать.

В схемах используется не часто, но чтобы не затрачивать деньги на диоды, применяют динистор.

Он содержит 4 типа: P N P N. Это сама электрическая проводимость. Между 2 прилегающими друг к другу областями образуется электронно-дырочный переход. В динистре таких переходов 3.

Схема:

Подключаем конденсатор. Он начинает заряжаться с помощью 1 резистора, напряжение почти равно тому, что в сети. Когда напряжение в конденсаторе достигнет уровня динистора, он включится. Прибор начинает работать. Не забываем про радиатор, иначе всё перегреется.

Интегральный стабилизатор

Устройства собирают с использованием небольших по размерам микросхем, способных работать при входном напряжении до 26-30 В, выдавая постоянный 12-ти вольтный ток силой до 1 Ампер. Особенностью данных радиодеталей является наличие 3 ножек – «вход», «выход» и «регулировка». Последняя используется для подключения регулировочного резистора, который используется для настройки микросхемы и предотвращения ее перегрузок.

Более удобные и надежные, собранные на основе стабилизирующих микросхем выравниватели постепенно вытесняют собранные на дискретных элементах аналоги.

Топ 5 транзисторов

Разные виды транзисторов применяются для разных целей, и существует необходимость его выбирать.

• КТ 315. Поддерживает NPN структуру. Выпущен в 1967 году, но до сих пор используется. Работает в динамическом режиме, и в ключевом. Идеален для приборов малой мощности. Больше подходит для радиодеталей.
• 2N3055. Лучше всего подходит для звуковых механизмов, усилителей. Работает в динамическом режиме. Спокойно используется для регулятора 12 вольт. Удобно крепится на радиатор. Работает на частотах до 3 МГц. Хоть транзистор и выдерживает только до 7 ампер, он вытягивает мощные нагрузки.
• КП501. Производитель рассчитывал его на применение в телефонных аппаратах, механизмах связи и радиоэлектронике. Через него происходит управление приборами с минимальными затратами. Преобразует уровни сигнала.
• Irf3205. Пригоден для автомобилей, повышает высокочастотные инверторы. Поддерживает значительный уровень тока.
• KT 815. Биполярен. Имеет структуру NPN. Работает с усилителями низкой частоты. Состоит из пластмассового корпуса. Подходит для импульсных устройств. Используется часто в генераторных схемах. Транзистор сделан давно, по сей день работает. Даже есть шанс, что он находится в обычном доме, где лежат старые приборы, нужно только их разобрать и посмотреть, есть ли там.

Вступление.

Я много лет тому назад изготовил подобный регулятор, когда приходилось подрабатывать ремонтом р/а на дому у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я изготовил ещё один экземпляр, так как первый образец постоянно обосновался в качестве регулятора оборотов вытяжного вентилятора. https://oldoctober.com/

Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Описание конструкции >>> Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.

Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.

Что получилось

Сам процесс обновлённого монтажа занял времени ни сколько не больше чем предыдущий. При этом получен не простой регулятор напряжения, который подключается к блоку питания стабилизированного напряжения, собранная схема при подключении даже к сетевому понижающему трансформатору с выпрямителем на выходе сама даёт необходимое стабилизированное напряжение. Естественно, что выходное напряжение трансформатора должно соответствовать допустимым параметрам входного напряжения микросхемы КР142ЕН12А. Вместо неё можно использовать и импортный аналог интегральный стабилизатор LM317Т. Автор Babay iz Barnaula.

Обсудить статью ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Схема и фотографии мощнейшего ультразвукового отпугивателя.

Простейшая схема радиожучка на одном транзисторе, для работы в паре с ФМ приёмником.

В электрических схемах для изменения уровня выходного сигнала используется регулятор напряжения. Основное его назначение — изменять подаваемую на нагрузку мощность. C помощью устройства управляют оборотами электродвигателей, уровнем освещённости, громкостью звука, нагревом приборов. В радиомагазинах можно приобрести готовое изделие, но несложно изготовить регулятор напряжения своими руками.

Схемы регуляторов напряжения — Энциклопедия по машиностроению XXL

На рис. 112 изображена схема регулятора напряжения с ускоряющей УО и выравнивающей ВО обмотками.  [c.200]

Рис. 141. Принципиальные схемы регулятора напряжения генератора Г-66 при замкнутых (а) и разомкнутых 6 контактах.

Рассмотрим простейшую схему регулятора напряжения с использованием Транзистора типа п—р—п (обратной проводимости) (рис. 2.12). В данной схеме обмотка возбуждения включена между коллектором транзистора УТ2 и положительным выводом ге-  [c.47]

Изображения отдельных изделий на принципиальной схеме осуществляют в виде развернутых условных графических обозначений, раскрывающих внутреннюю схему соединений элементов. Изделия со сложными внутренними схемами (регуляторы напряжения, электронные блоки, радиоприемники и т. п.), а также изделия, функциональное назначение которых четко определено (контрольно-измерительные приборы, звуковой сигнал и т. п.), могут изображаться без указания внутренней схемы соединений.  [c.244]

Возможность возникновения ряда аварийных режимов предотвращают схемными методами. Например, в схеме, приведенной на рис. 11, б, это обеспечивается подсоединением двух выводов обмотки возбуждения к регулятору напряжения, что делает безопасным обрыв провода между выводами + генератора и регулятора напряжения. Однако, как правило, в схемы регуляторов напряжения включают специальные элементы защиты полупроводников от перегрузок.  [c.34] На рис. 19 изображена схема регулятора напряжения 13.3702,  [c.39]

После срабатывания предохранителей, установленных в цепях защиты генераторной установки и в том числе в схеме регулятора напряжения, следует прежде всего устранить причину, вызвавшую это срабатывание, а уже потом заменить предохранитель.  [c.45]

Схема регулятора напряжения (рис. 10.9, г) может быть условно разделена на две части измерительную (/), включающую транзистор УТ1, стабилитрон УД1, дроссель Др, резисторы Я1, Н2, R3, Р4, Н5 и к усилительную часть II), включающую транзисторы УТ2 а УТЗ, резисторы Я6, / 7, Р8, диоды УД2, УДЗ.  [c.108]

Рис. 115. Схема регулятора напряжения с угольным столбиком

Фиг. 39. Схема регулятора напряжения с ускоряющим сопротивлением и выравнивающей обмоткой.

Фиг. 40. Схема регулятора напряжения с ускоряющим и выравнивающим сопротивлениями.

Регулятор напряжения служит для поддержания постоянства напряжения генератора при изменении оборотов якоря и нагрузки генератора. На рис. 29 приведена схема регулятора напряжения генератора Г-66.  [c.93]

В схеме регулятора напряжения генератора Г-66 (см. рис. 29) ускоряющая обмотка включена параллельно обмотке возбуждения генератора.  [c.96]

Рис. 22. Схема регулятора напряжения с ускоряющим резистором

Рис. 117. Принципиальная схема регулятора напряжения БРН-ЗВ и его подключение в схему тепловоза

Схема регулятора напряжения состоит из двух основных частей измерительного и регулирующего органов. Измерительный орган (стабилитроны ДЗ (Д6). Д4, Д5. резисторы Р1—Н5. транзисторы Т1, Т2, ТЗ, диоды Д1. Д2. Д7, конденсатор С/) собран по мостовой схеме. Перед пуском дизеля тепловоза, когда вспо-  [c.190] Блок-схема регулятора напряжения дуги (рис. 8-22) состоит  [c.399]

Рис. 8-23. Схема регулятора напряжения дуги в сварочной головке АДС-1000-2

Прибор имеет настольное оформление. Внутри его корпуса, на двух выдвижных панелях, смонтированы узлы электроизмерительной схемы, регулятор напряжения питания нагревателя и распределительная система водяного охлаждения. На лицевую панель прибора вынесены рукоятки управления, кнопки включения и выключения прибора, тумблер включения нагревателя, переключатели масштаба записи сигналов термопар и режима работы, контрольный манометр системы охлаждения и контрольные амперметр и вольтметр нагревательной цепи. В комплект прибора входит шеститочечный электронный потенциометр типа ЭПП-09.  [c.63]
Приведенная ниже схема регулятора напряжения Я 112А работает следующим образом. Выходная цепь регулятора напряжения состоит из транзисторов VT2 и VT3, переключаюгцихся с помощью управляющего транзистора VT1. Роль чувствительного элемента выполняет стабилитрон VD1, подключенный к входному высокоомному делителю напряжения R1, R2.  [c.14]

Как только напряжение достигнет заданного уровня, стабилитрон VD1 пробивается и транзистор VT1 отпирается. Сопротивление этого транзистора становится минимальным и шунтирует эмитгерно-базовый переход транзисторов VT2 и VT3, что приводит к их запиранию. Схема регулятора напряжения переключается в состояние, при котором VT1 открыт, а VT2 и VT3 заперты. Ток возбуждения генератора и выпрямленное напряжение начинают падать. При этом стабилитрон VD1 и транзистор VT1 запираются, фанзисторы VT2 и VT3 отпираются, и процесс повторяется.  [c.15]

Па рис. 110 приведена схема регулятора напряжения, в котором часть тока размыкания направляется в обмотку регулятора напряжения ОРН с целью повышения частоты колебаний вибратора. Из схемы следует, что обмотка регулятора напряжения ОРН включена между щеткой и щеткой — через ус1 оряющее сопротивление УС, которое является частью добавочного сопротивления ДС, т. е. сопротивление ДС = ДС, -f- УС.  [c.197]

Германиевые транзисторы, применяющиеся в схемах регуляторов напряжения, принадлежат к типу р—п—р. Кремниевые транзисторы регулятора РР356 относятся к типу п—р—п. Это обстоятельство отражается на схеме как регулятора, так и генератора. У отечественных автомобильных генераторов, кроме Г272, присоединение обмотки возбуждения на массу осуществляется внутри генератора, а соединение другого конца обмотки возбуждения с выводом генератора — — производится через регулятор напряже-  [c.161]

Для изделий со сложной внутренней схемой (регулятор напряжения, радиоприемник, электронный блок и т. д.), а также для изделий с общеизвестными электрическими схемами (звуковые сигналы, контрольно-измерительные приборы и т. д.) доиускается не указывать внутреннюю схему соединений, а сами изделия показывать в виде прямоугольника или условного графического обозначения.  [c.11]

Интегральные регуляторы напряжения (ИРН). Малогабаритные неразборные ИРН встраиваются в генератор и ремонту не подлежат. На рис. 4.16 представлены схемы регуляторов напряжения Я112А1 (А2), Я112В1 (В2), Я120М1 (М2).  [c.101]

Схема регулятора напряжения РР350 с генератором постоянного тока.  [c.22]

Схема регулятора напряжения показана на рис. 14, б. Магнитный щунт МШ с помощью винта, имеющего рукоятку Р, можно плавно перемещать в направлении, перпендикулярном к плоскости окна магнитопровода 7 (сердечник).  [c.57]

---

Схема регулятора напряжения

Схема регулятора напряжения предназначается для автоматического поддержания в четко обозначенных пределах напряжения генератора автотранспортного средства, функционирующего в обширном интервале изменения тока нагрузки, скорости, набранной ротором.

Разнообразие схем регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения практически не используются в сетях постоянного тока. Но многие производители мощных электроприборов занимаются производством подобных регуляторов. Электрическая схема регулятора напряжения бортовой сети автомобиля, скутеравоплощается в жизнь своими руками. Необходимое руководство, рекомендации касаемо проверки самодельного прибора целесообразнее искать на специализированных форумах. В системах переменного тока прибегают к использованию автоматических регуляторов. Простая эл. схема подключения тиристорного регулятора напряжения применяется пользователями для контроля показателя напряжения при индуктивной и активной нагрузке, подпитываемой сетью переменного тока 127, 220в. Регуляторы на тиристоре 12в используются для регулировки температуры нагревания паяльника. Подобный трехфазный регулятор электронного типа включения предотвращает перегорание нагревательного элемента устройства. Принципиальные схемы, реализованные на семисторе импортного происхождения, пригодны для коммутирования мощного напряжения 220-600в. Применение на борту автотранспортного средства схемы трехуровневого регулятора устраняет неисправности зарядки аккумулятора, заметно продлевая срок эксплуатации прибора.

 

Решив купить регулятор напряжения, покупатель найдет в ассортименте специализированного магазина:

• китайский интегральный стабилизатор напряжения lm317;
• реле-регулятор напряжения на транзисторе 121.3702;
• симисторный стабилизатор асн-600с;
• тиристорный регулятор напряжения 67.3702 12 вольт;
• автомобильный регулятор напряжения на полевом транзисторе 7n60b;
• автоматический стабилизатор напряжения avr eeg;
• регулятор напряжения генератора ВАЗ 2106.

Особенности проверки схем с регулятором напряжения

Перед началом проверки схемы, работоспособности самого регулятора, следует подтвердить наличие проблемы. Сначала проверьте генератор. Если есть необходимость продолжать проверку, снимите регулятор напряжения. Все регуляторы проверяются в комплекте со щеткодержателями, ведь обрыв щеток регуляторов будет заметен сразу. Оцените состояние щеток (элементы подлежат замене при наличии облома, неподвижности, отсутствии пружинности). Для проверки используют провода, аккумуляторную батарею, лампочку 1-3вт, пару пальчиковых батареек. Непосредственно проверка подразумевает подключение двух схем, описание которых можно найти в интернете.

Что такое цепь регулятора постоянного напряжения?

Схема регулятора напряжения постоянного тока , используемая во многих электронных устройствах. Регулятор постоянного тока может находиться внутри и снаружи устройства, а именно внутренние и внешние регуляторы. Оба функционируют как источник питания, обеспечивающий входное напряжение устройства для работы. Регулятор постоянного тока полезен для стабилизации выходного напряжения постоянного тока из-за изменений входного напряжения и тока нагрузки. На определенное оборудование иногда требуются строгие спецификации регулятора для правильной работы.

Что такое простая схема регулятора напряжения постоянного тока?
В простом блоке питания постоянного тока обычно используется трансформатор в качестве входа источника переменного напряжения. Для преобразования переменного напряжения в постоянное понадобились всего лишь диодный выпрямитель, электролитический конденсатор и резисторы. Выходное напряжение простой схемы имеет тенденцию быть нестабильным. Это происходит из-за колебаний переменного напряжения, температуры и тока нагрузки. Для получения стабильного выходного напряжения требуется схема регулятора постоянного напряжения.
Построить простой стабилизатор постоянного тока можно с помощью стабилитрона.Его очень легко собрать, добавив диодный выпрямитель и электролитический конденсатор. Допустимый ток нагрузки стабилитрона зависит от типа каждого из них. Однако использование стабилитрона в качестве стабилизатора напряжения имеет ограничение, поскольку напряжение стабилитрона будет дрейфовать с температурой.

Схема встроенного регулятора постоянного напряжения
В соответствии с технологическими разработками схема регулятора напряжения выполнена в виде интегральных схем (ИС). ИС терминального регулятора типа 3, очень популярная в настоящее время, одна из них — серия 78 / 79xx.«78/79» показывает положительное / отрицательное положение регулятора, а «xx» — фиксированное выходное напряжение.
Трехконтактные регуляторы напряжения обеспечивают номинальное напряжение 5–24 В. Эта ИС упрощает схему в трех конфигурациях контактов: вход, земля и выход. Регуляторы IC имеют встроенную защиту от перегрузки по току и тепловую защиту. Эту ИС можно использовать в устройствах, которым требуются токи нагрузки около 1–1,5 А. Для больших нагрузок ток может быть изменен с помощью твердотельного транзистора. ИС регулятора

проста в использовании, но имеет ряд недостатков по сравнению с импульсным стабилизатором напряжения.IC доступен только с фиксированным выходным напряжением и током. Чтобы получить большую токоподъемность и отрегулированное выходное напряжение, вы можете использовать тип LM723 / LM117 в качестве опции.

Есть много других вариантов, если вы хотите построить хорошую схему стабилизатора постоянного напряжения . Но вы должны учитывать потребности уровней тока нагрузки и другие необходимые требования. Надеюсь, это объяснение дает представление о , как построить схему регулируемого регулятора напряжения. находится в приложении.

Схема высокого напряжения, сильноточного регулятора постоянного тока

Все мы хорошо знакомы с ИС регулятора напряжения 78XX или регулируемыми типами, такими как LM317, LM338 и т. Д. недостаток …. они не контролируют ничего выше 35V.

Работа схемы

Схема, представленная в следующей статье, представляет собой конструкцию регулятора постоянного тока, которая эффективно противодействует вышеуказанной проблеме и способна выдерживать напряжение до 100 В.

Я большой поклонник вышеупомянутых типов ИС просто потому, что они просты для понимания, просты в настройке и требуют минимального количества компонентов, а также относительно дешевы в сборке.

Однако в областях, где входное напряжение может быть выше 35 или 40 вольт, с этими микросхемами становится сложно.

При разработке солнечного контроллера для панелей, которые вырабатывают более 40 вольт, я много искал в сети какую-то схему, которая управляла бы 40+ вольтами от панели до желаемых выходных уровней, скажем, до 14 В, но была довольно разочарован, так как я не смог найти ни одной схемы, которая могла бы соответствовать требуемым спецификациям.

Все, что я смог найти, это схема регулятора 2N3055, которая не могла обеспечить даже ток в 1 ампер.

Не найдя подходящего совпадения, мне пришлось посоветовать покупателю выбрать панель, которая не будет генерировать ничего выше 30 вольт … это компромисс, на который клиент должен был пойти, используя стабилизатор зарядного устройства LM338.

Однако, немного подумав, я наконец смог придумать дизайн, который способен выдерживать высокие входные напряжения (DC) и намного лучше, чем аналоги LM338 / LM317.

Давайте попробуем разобраться в моей конструкции в деталях со следующими пунктами:

Ссылаясь на принципиальную схему, IC 741 становится сердцем всей цепи регулятора.

В основном он настроен как компаратор.

На контакт №2 подается фиксированное опорное напряжение, определяемое значением стабилитрона.

Контакт № 3 зажат с помощью схемы делителя потенциала, которая рассчитана соответствующим образом для измерения напряжений, превышающих указанный выходной предел схемы.

Первоначально, когда питание включено, R1 запускает силовой транзистор, который пытается передать напряжение на своем источнике (входное напряжение) через другую сторону его вывода стока.

В тот момент, когда напряжение попадает в сеть Rb / Rc, он определяет условия нарастания напряжения, и в течение доли секунды ситуация запускает ИС, выход которой мгновенно становится высоким, отключая силовой транзистор.

Это мгновенно приводит к отключению напряжения на выходе, уменьшая напряжение на Rb / Rc, побуждая выход IC снова перейти на низкий уровень, включая транзистор питания, так что цикл блокируется и повторяется, инициируя выходной уровень, который просто точно равно желаемому значению, установленному пользователем.

Принципиальная схема

Значения неопределенных компонентов в цепи могут быть рассчитаны по следующим формулам, а желаемые выходные напряжения могут быть зафиксированы и установлены:

R1 = 0,2 x R2 (кОм)

R2 = ( Выход V — напряжение D1) x 1 кОм

R3 = напряжение D1 x 1 кОм.

Силовой транзистор — это PNP, должен быть выбран подходящим образом, который может обрабатывать требуемое высокое напряжение и высокий ток, чтобы регулировать и преобразовывать входной источник до желаемых уровней.

Вы также можете попробовать заменить силовой транзистор на полевой МОП-транзистор с P-каналом, чтобы получить еще более высокую выходную мощность.

Максимальное выходное напряжение не должно быть выше 20 вольт, если используется 741 IC. С 1/4 IC 324 максимальное выходное напряжение может быть превышено до 30 вольт.

Регулятор напряжения постоянного тока серии

| Стабилизатор напряжения

Регулятор напряжения постоянного тока серии

:

Выходное напряжение постоянного тока. источник, будь то выпрямитель или любая другая машина, изменяется в зависимости от тока нагрузки, а также от изменений входного напряжения.Чтобы поддерживать постоянное напряжение на клеммах нагрузки, важно иметь схему последовательного регулятора напряжения постоянного тока, которая корректирует изменение напряжения. Важно, чтобы изменение напряжения составляло от ± 0,1% до ± 0,001% в зависимости от области применения.

А постоянного тока Регулятор напряжения состоит из детектирующих элементов, которые определяют изменение напряжения от желаемого значения, и управляющих элементов, приводимых в действие детектором таким образом, чтобы скорректировать изменения. Серийные регуляторы напряжения постоянного тока обычно бывают двух типов

(a) Серийный тип и

(b) Шунтирующий или параллельный тип.

Если ΔE ₀ — это изменение E ₀ в результате изменения AE _i в E _i , то коэффициент стабилизации S определяется как

Второй параметр R ₀ вводится для полного определения функциональных характеристик регулятора. R ₀ — эффективное внутреннее сопротивление регулятора со стороны выходных клемм.

, где ΔE ₀ — это изменение выходного напряжения, вызванное изменением тока нагрузки ΔI ₀ , при постоянном входном напряжении.

Регламент R определяется как,

, где R _L — сопротивление нагрузки.

Типовой регулятор последовательного типа и система дегенеративной обратной связи для регулирования напряжения показаны на рисунках 6.9a и b соответственно.

На рис. 6.9а показана упрощенная схема регулятора напряжения последовательного типа. Здесь газовая трубка V ₃ обеспечивает опорное напряжение, которое поддерживает постоянным потенциал катода трубки V ₂ .Когда выходное напряжение E ₀ изменяется, ток через делитель R ₂ , R ₄ и R ₅ изменяется, и, следовательно, напряжение смещения трубки V ₂ относительно ее катода изменяется в наоборот (уменьшается при увеличении выходного напряжения и наоборот). Таким образом, потенциал сетки V ₁ изменяется таким образом, чтобы противодействовать изменению выходного напряжения E ₀ ; то есть падение напряжения на трубке V ₁ уменьшается, если выходное напряжение уменьшается, и наоборот.

Сопротивление R ₆ вместе с R ₅ обеспечивает вход напряжения для постоянного тока. усилитель (детектор) пропорционально колебаниям входного напряжения таким образом, чтобы уменьшить влияние этих изменений выходного напряжения.

Удобный метод регулирования высокого постоянного тока. напряжения — это дегенеративная система обратной связи, показанная на рис. 6.9b. Колебания выходного напряжения измеряются детектирующим устройством, усиленным постоянным током.усилитель и подается обратно в набор высокого напряжения, чтобы скорректировать исходные колебания. Детектирующим устройством в приведенной выше схеме является делитель потенциала с коэффициентом β = R ₁ / (R ₁ + R ₂ ). Усилитель подключен напрямую, и разница потенциалов между ответвлениями на делителе и напряжением сетки усилителя компенсируется напряжением батареи V.

Выходное напряжение E ₀ задается следующим образом:

Где

N = соотношение выходного напряжения h.v. набор и основное напряжение питания, E _i ,

I ₁ = ток нагрузки,

R _i = внутреннее сопротивление ВН. комплект,

A = коэффициент усиления усилителя обратной связи,

e = входное напряжение усилителя.

Для больших значений A

Коэффициент стабилизации

На практике обычно используются значения Aβ порядка 1000.Видно, что для данного значения A коэффициент стабилизации можно увеличить, сделав β как можно большим.

Стабильность примерно до 2 частей на 10 ⁴ высокого напряжения легко достигается этим методом, если изменения нагрузки сохраняются небольшими.

Анализ цепей регулятора напряжения постоянного тока с защитой от короткого замыкания для увеличения тока нагрузки системы Мунми Бора, Мукунда Мадхаб Датта :: SSRN

Международный журнал перспективных исследований в области техники и технологий, 11 (6), 2020, стр.866-876.

11 стр. Добавлено: 29 авг.2020 г.

См. Все статьи Мунми Бора.

Департамент электроники и коммуникационных технологий, Университет Гаухати, Гувахати, Индия

Департамент электроники и коммуникационных технологий, Университет Гаухати, Гувахати, Индия

Дата написания: 2020

Аннотация

В этой работе мы разработали схему регулятора напряжения для защиты от короткого замыкания и для увеличения номинального тока нагрузки схемы.Платформа Pspice развернута для выполнения моделирования, а оценка проводится для изучения аспектов конструкции схемы. Из анализа предложенной схемы регулятора видно, что по мере постепенного увеличения значения сопротивления нагрузки выход регулятора дает более постоянное напряжение.

Ключевые слова: ток нагрузки, короткое замыкание, моделирование, регулятор напряжения

Рекомендуемое цитирование: Предлагаемая ссылка

Бора, Манми и Датта, Мукунда Мадхаб, Анализ цепей регулятора напряжения постоянного тока с защитой от короткого замыкания для увеличения тока нагрузки системы (2020).International Journal of Advanced Research in Engineering and Technology, 11 (6), 2020, pp. 866-876., Доступно в SSRN: https://ssrn.com/abstract=3658038 Регуляторы напряжения

— Основы схемотехники

Стабилизатор напряжения — это устройство, используемое для изменения колеблющегося напряжения на его входе до определенного и стабильного на его выходе. Регуляторы напряжения могут быть механическими, переменного, постоянного и электронного. В этой статье мы рассмотрим электронные линейные регуляторы постоянного тока.

Применение регуляторов

Для большинства схем требуется постоянное напряжение питания, не зависящее от потребляемого тока. Даже небольшое перенапряжение может оказаться разрушительным, поэтому следует использовать регуляторы. Но регуляторы также очень помогают в устранении сетевого гула в аудиоусилителях. В генераторах сигналов или генераторах выходная частота будет изменяться в зависимости от напряжения питания и также должна хорошо регулироваться, чтобы поддерживать это значение постоянной.

Типы регуляторов

Существует три основных класса или типа регуляторов: положительных регуляторов , где входящее напряжение положительное, отрицательных регуляторов, , где входящее напряжение отрицательное, двойных регуляторов напряжения, , которые представляют собой наборы обоих, e.g., схема операционного усилителя и, наконец, регулируемые регуляторы , в которых может присутствовать любое из вышеперечисленных, но есть ручка управления для изменения выходного напряжения по запросу.

Простой стабилитрон r

Стабилитрон — это тип диода, который при подключении в его конфигурации обратного смещения (см. Ниже) начинает «пробиваться» или проводить при определенном напряжении, называемом его напряжением Зенера. Как только он начинает проводить, ток не останавливается, поэтому резистор (R1, показанный ниже) должен ограничивать ток до безопасного значения.

В приведенном выше простом регуляторе Vin — 12 В, Vout — 5 В, а I — 10 мА. Без стабилитрона R1 было бы R = V / I = 12-5 / 0,01 = 700 Ом. Однако не было бы никакого регулирования, так как стабилитрон не проводил бы. Используя практическое правило, стабилитрон должен проводить ток нагрузки в два-пять раз больше, например, 50 мА. Учитывая это, должно быть I = 50 + 10 = 60 мА, поэтому R1 = 7 / 0,06 = 116 Ом.

Проблема, однако, в том, что рассеиваемая мощность в R1 и D1 для больших токов нагрузки будет чрезмерной.Но это вполне подходящая схема для преобразования уровней сигналов, скажем, с 5В в модули 3,3В.

Стабилитрон

в качестве эталона и транзистор Q1

Здесь мы использовали стабилитрон в качестве эталона и транзистор Q1 в качестве последовательного стабилизатора, выполняющего тяжелую работу. R2 обеспечивает смещение для включения Q1 и подачи гораздо меньшего тока через стабилитрон D2. Если Vout составляет 5 В, к этому должно быть добавлено падение напряжения база-эмиттер на 0,6 В, поэтому D2 должен быть 5,6 В (обычно доступен), а R2 теперь должен будет обеспечивать ток коллектора / hfe транзистора (скажем, 1000).Для источника питания 1 А, 1/1000 10 мА, R2 = 12-5,6 / 0,01 = 640 Ом плюс небольшой ток для стабилитрона, скажем, 560 Ом.

Но это все равно большой ток, потраченный на нагрев стабилитрона. Итак, теперь мы добавили Q5 и сеть обратной связи от Vout, чтобы обеспечить полезную схему. D4 больше не является критическим и может быть любым в диапазоне от 1 В до 4 В и может регулироваться. Поскольку Vout пытается превысить напряжение базы / эмиттера Q5 +0,6 + D4, он начинает отбирать ток от базы Q4, стабилизируя напряжение. R6 теперь может иметь более важное значение и не критично, так как 1k вполне подойдет.R7 и R8 также дадут более легкую регулировку.

Давайте сделаем еще один шаг и добавим защиту от перегрузки по току.

Падение напряжения на D6 и D7 всегда будет 0,6 + 0,6 = 1,2 В, а Vbe Q6 также будет 0,6 В. Например, если мы тщательно выбираем R14, чтобы соответствовать точке, в которой мы хотим предотвратить перегрузку по току, скажем, 2A, как только V на R14 = 1,2 В, D6 и D7 будут отбирать ток от базы Q6, позволяя больше не ток питания превышать 2A. .

Следовательно, R14 = 1.2/2 = 0,6 Ом. Но есть еще одно усовершенствование, которое мы можем сделать, чтобы предотвратить большие токи в диодах.

Заменили диоды на Q9. Все, что ему нужно, это 0,6, чтобы включить его и вызвать ограничение тока. Для 2А это будет R19 = 0,6 / 2 = 0,3 Ом.

Трехконтактный стабилизатор постоянного напряжения

Здесь перед нами простота трехконтактного стабилизатора с фиксированным напряжением. Они бывают разных напряжений: 7805 = 5 В, 7809 = 9 В и т. Д., Включая 7812, 7815, 7824 и отрицательные версии; 7905 7909 и др.C4 и C10 не следует путать со сглаживающими конденсаторами. Они предназначены для снижения шума и стабильности и должны иметь низкое последовательное сопротивление ESR (эквивалентное последовательное сопротивление). C4 обычно составляет 10 мкФ, а C10 — 1 мкФ. Обратите внимание, что D9 должен разряжать любую большую емкость в нагрузке в обратном направлении, чтобы предотвратить обратное смещение регулятора, когда входной сигнал становится низким.

Регулируемый трехконтактный регулятор

И, наконец, мы подошли к концу эволюции с регулируемым трехполюсным стабилизатором — знаменитым LM317 и отрицательным аналогом LM337.C2 предназначен для шума и может составлять 1 мкФ. Соотношение R20 и R23 задает выходное напряжение. Это могут быть два фиксированных резистора или регулируемый потенциометр. R20 показан в справочнике как нестандартное 240 Ом, но если вы сделаете его стандартным 220 Ом, то для любого напряжения между V _max и V _min R7 = (176 * V _из ) — 220.

Итак, если вы хотите 9 В, R23 может быть фиксированным значением, то есть 176 * 9 — 220 = 1k4. Обратите внимание, что, поскольку внутреннее опорное напряжение составляет 1,25 В как самое низкое значение, которое может быть у регулятора, ему также требуется не менее 2 В между входом и выходом и максимальное напряжение 32 В, поэтому он может обеспечивать регулировку от 1.От 2 до 30 В. Сделайте R23 10к.

Мощность, рассеиваемая в регуляторе, составляет (Vin-Vout) * Iout. Таким образом, для 12 В на входе и 5 В на выходе при 1 А мощность составляет (12-5) * 1 = 7 Вт. Это нелогично, но это означает, что регулятор рассеивает большую часть мощности, когда он установлен на самое низкое выходное напряжение.

Если вы возьмете регулятор тока силой более 1 А или слишком горячий, чтобы удерживать его пальцами, ему понадобится радиатор. Вы можете попробовать установить его на кожух используемого вами алюминиевого корпуса или установить на кусок плоского алюминия или, что еще лучше, на подходящий радиатор и угадать размер.Вы должны иметь возможность удобно держать регулятор, не обжигая руки или пальцы. Подробнее об этом в следующий раз!

Стабилизаторы напряжения постоянного тока

— серия, шунт, серия операционных усилителей, блок выборки, опорное напряжение, элемент управления, детектор ошибок

Основным свойством регулятора напряжения постоянного тока является, O / P регулятора напряжения будет постоянным. Кроме того, мы можем регулировать напряжение O / P в соответствии с нашими требованиями.

Существует два основных типа регуляторов постоянного напряжения.

1. Регулятор напряжения серии
2. Шунтирующий регулятор напряжения

1. Регулятор напряжения серии

Блок-схема регулятора постоянного напряжения базовой серии представлена ​​на рисунке, который состоит из четырех ступеней.

Стабилизатор напряжения серии

a) Блок отбора проб:

Блок выборки берет образец из напряжения o / p и подает на каскад детектора ошибок.На этапе детектора ошибок сравните напряжения включения / выключения с опорными напряжениями и подайте сигнал ошибки на элемент управления, который контролирует напряжение включения / выключения.

б) Опорное напряжение

Этот каскад подает опорные напряжения на каскад детектора ошибок для сравнения. В каскаде опорного напряжения обычно используются зенаровые диоды, потому что, если есть какое-либо изменение в i / p, o / p будет постоянным.

c) Элемент управления

Управляющий элемент последовательного регулятора напряжения используется и усиливает сигналы, чтобы поддерживать постоянное напряжение o / p.

г) Детектор ошибок

Этот каскад получает образец от блока выборки, сравнивает его с опорным напряжением и передает сигнал ошибки на элемент управления для управления напряжением o / p.

Работа основного регулятора напряжения серии ОУ

На рисунке основного регулятора напряжения серии операционного усилителя операционный усилитель используется в качестве компаратора. Резисторы R1 и R2 — это цепь делителя напряжения, которая используется для определения любых изменений в точке переключения. Изменение, воспринимаемое цепью делителя, применяется к инвертирующему i / p компаратора, в то время как опорное напряжение, удерживаемое зенаровым диодом, прикладывается к неинвертирующему i / p компаратора, прикладывается к базе транзистора «Q». ».

Базовый регулятор серии OP-AMP

Когда напряжение o / p уменьшается из-за уменьшения напряжения i / p, падение напряжения на R1, R2 уменьшается, и, таким образом, это напряжение ошибки (-ve) обнаруживается цепью делителя, которая подается на инвертирующий i / p компаратора. Компаратор сравнивает опорное постоянное напряжение и напряжение ошибки –ve и выдает разность (+ ve) двух напряжений на o / p как i / p на базе транзистора. Транзистор проводит ток в соответствии с напряжением прямого смещения на базе, и поэтому напряжение o / p остается постоянным.Когда напряжение o / p пытается увеличиться, напряжение, измеряемое цепью делителя, увеличивается. Это применяется к инвертирующему i / p компаратора. Компаратор обеспечивает разность (-ve) двух напряжений на i / p Q1, и, таким образом, проводимость транзистора уменьшается до постоянного (необходимого) уровня напряжения.

2. Шунтирующий регулятор напряжения

Шунтирующий регулятор напряжения подключается параллельно нагрузке. В шунтирующем регуляторе напряжения блок опорного напряжения выдает постоянное напряжение на каскад детектора ошибок.Блок выборки принимает часть напряжения O / P и подает на детектор ошибок, где оно сравнивается с опорным напряжением. Если есть какое-либо изменение в напряжении O / P, блок выборки обнаруживает это изменение в напряжении O / P и подает на каскад детектора ошибок чистое изменение, которое передается на элемент управления, который контролирует напряжение O / P почти на уровне постоянный уровень.

Принципиальная схема шунтирующего регулятора напряжения

Второй основной тип линейного регулятора напряжения — это шунтирующий регулятор напряжения.В последовательном регуляторе напряжения управляющий элемент (Q) включен последовательно, а в шунтирующем регуляторе транзистор включен параллельно. Опорное напряжение прикладывается к инвертирующему I / P операционного усилителя, а O / P блока выборки применяется к неинвертирующему I / P операционного усилителя, как показано на рисунке.

Транзистор включается параллельно нагрузке, когда напряжение O / P пытается уменьшиться из-за изменения напряжения I / P или тока нагрузки. Это уменьшение напряжения O / P, измеряемого резисторами R3, R4 и прикладываемого к напряжению на неинвертирующем I / P операционного усилителя, в результате чего коэффициент сопротивления операционного усилителя уменьшается, а также уменьшается базовый ток транзистора. из-за чего ток коллектора также уменьшается, что увеличивает сопротивление коллектора к эмиттеру (RCE), и напряжение o / p возвращается к своему нормальному уровню.

Когда напряжение o / p увеличивается, он также увеличивает сигнал, который подается на неинвертирующий I / P операционного усилителя, из-за чего увеличивается напряжение вспышки, сопротивление эмиттера к коллектору уменьшается, и поэтому транзистор проводит проводимость в соответствии с к базовому напряжению пламени. Таким образом, возрастающие напряжения заземляются через транзистор и поддерживают постоянное напряжение o / p.

Изменение напряжения o / p контролируется проводимостью транзистора, через который напряжение заземлено.

OP-AMP Shunt Regulator

На рисунке показана схема регулятора напряжения постоянного тока с физикой стабилитрона класса 12 CBSE

Совет: для расчета максимального тока стабилитрона нам нужна только помощь закона Ома. При номинальном напряжении мы можем найти значение тока стабилитрона, используя значение сопротивления нагрузки и применяя закон Ома.
Используемая формула:
$ V = IR $

Полный пошаговый ответ:
Стабилитрон — это своего рода полупроводниковый диод, в котором может протекать большой ток при критическом обратном напряжении.Стабилитроны широко используются в качестве стабилизаторов напряжения и шунтирующих стабилизаторов для регулирования напряжения в небольших цепях. При обратном смещении стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода. Они специально разработаны для работы в режиме обратного смещения. Напряжение на стабилитроне в режиме обратного смещения почти не меняется, а ток стабилитрона остается между током пробоя, $ {{I} _ {Z \ text {(min)}}} $ и максимальным током стабилитрона $ {{I} _ {Z \ text {(max)}}} $.

Для вычисления значения и $ {{I} _ {Z \ text {(max)}}} $ нам нужно применить в схеме закон Ома.
Максимальный ток будет течь от стабилитрона, если входное напряжение максимальное.
Когда стабилитрон работает в состоянии пробоя, напряжение на стабилитроне остается прежним.
То есть
\ [{V} _ {Z}} = 6V \]
Ток через резистор $ 4K \ Omega $,
$ {{I} _ {L}} = \ dfrac {6} {4000} = 1,5 мА $
Теперь входное напряжение указано как $ 16V $
Потенциал на резисторе $ 2K \ Omega $,
$ {{V} _ {S}} = 10V $
Ток через резистор $ 2K \ Omega $,
$ {{I} _ {S}} = \ dfrac {10} {2} = 5 мА $

Теперь,
Общий ток в цепи составляет 5 мА $
Ток через нагрузку составляет 1 доллар США.5 мА $
Следовательно,
Максимальный ток через стабилитрон равен
$ {{I} _ {{Z} _ {\ max}}}} = 5-1,5 = 3,5 мА $
Максимальный ток стабилитрона в цепи составляет 3,5 доллара США. мА $.
Следовательно, правильный вариант — B.

Дополнительная информация:
Пробой Зенера или эффект Зенера происходит из-за наличия высокой плотности электрического поля в обедненной области. Он разрывает некоторые ковалентные связи, что приводит к высвобождению большого количества неосновных носителей. Эффект Зенера преобладает до 5 долларов.6V $ для кремниевых диодов и имеет отрицательный температурный коэффициент.

Лавинный пробой отличается от пробоя стабилитрона. Это вызвано столкновением между носителями. Неосновные носители в обедненной области ускоряются обратным смещенным электрическим полем. Преобладает лавинный пробой кремниевых диодов при напряжении выше 5,6 В $ и имеет положительный температурный коэффициент.

Примечание:
Студенты должны иметь в виду, что в случае нерегулируемого напряжения питания мы берем момент времени, в котором напряжение регулируется, и находим значение тока через стабилитрон в этот момент.