Меню

Стабилизатор напряжения на крен все схемы с регулировкой напряжения



ПРОСТОЙ ВЫСОКОТОКОВЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ 3,6…22 В С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБЫЧНОЙ 5-ТИ ВОЛЬТОВОЙ КРЕН-ки

Пожалуй, самым популярным интегральным линейным стабилизатором с фиксируемым выходом является 5- вольтовая КРЕН (7805) , которая найдётся в запасах у каждого радиолюбителя. Если понадобится на скорую руку быстро спаять регулируемый стабилизатор напряжения, причём с довольно приличным выходным током, то можно воспользоваться схемой из этой статьи, где КР142ЕН5А используется не в совсем обычном для неё включении.

Принцип работы схемы довольно прост. В разрыв общего электрода стабилизатора DA1 включен транзистор VT1 структуры npn . Если ток протекающий через нагрузку увеличивается, а выходное напряжение падает, то это приводит к уменьшению проводимости (увеличению сопротивления) участка КЭ VT1 , в следствии уменьшения его тока базы. Т.е. сопротивление в цепи общего электрода DA1 возрастает, а значит увеличивается и его выходное напряжение. Выход DA1 управляет базой эмиттерного повторителя на составном транзисторе VT2 с номинально-максимальным током коллектора 8 А .

Ручная регулировка выходного напряжения осуществляется подстроечным резистором R1 . При указанных на схеме электронных компонентах и входном напряжение с выпрямителя 24 В соответствующей мощности, напряжение на выходе можно изменять от 3,5 до 22 В , максимальный ток при этом может быть до 8 А .

Для регулирующего транзистора должен быть предусмотрен теплоотвод площадью не менее 200 см2 . Максимальный ток нагрузки зависит от его типа. Кроме указанного на схеме, можно применить отечественный КТ829 . А если заменить VT2 более мощным, скажем КТ827 , то максимальное значение тока может достигать 20 А . Сама схема в наладке не нуждается и начинает работать сразу, при исправных деталях и правильном монтаже. Возможный вариант печатной платы для схемы показан на рисунке ниже.

Источник

Линейные стабилизаторы напряжения на транзисторах и интегральных
микросхемах.

Онлайн расчёт элементов схем линейных стабилизаторов с фиксированным и
регулируемым выходным напряжением.

Для поддержания стабильной работы и сохранения заявленных параметров электрооборудования его питание в большинстве случаев должно осуществляться постоянным и неподконтрольным никаким внешним воздействиям напряжением. Как правило, эта функция возлагается на устройства, называемые стабилизатором напряжения.
Стабилизатор напряжения — это преобразователь электрической энергии, предназначенный для поддержания уровня выходного напряжения в заданных пределах при изменениях следующих величин: входного напряжения, сопротивления нагрузки, а также в идеале — температуры и иных внешних воздействий.

Ещё не так давно подобные узлы строились на стабилитронах и транзисторах, однако с появлением специализированных микросхем, необходимость в самостоятельном конструировании подобных схем скоротечно отпочковалась, ввиду очевидной простоты реализации стабилизаторов, выполненных на интегральных микросхемах. А зря!

Там, где значения коэффициента стабилизации Кст допустимо исчислять десятками, а не сотнями-тысячами, простейший параметрический стабилизатор не только имеет право на существование, но и выигрывает у своих интегральных собратьев по такому важному параметру, как чистота выходного напряжения и отсутствие импульсных помех в момент резкого изменения тока нагрузки.
Давайте рассмотрим такие простейшие устройства стабилизаторов напряжения.

Рис.1 а) Простейшая схема б) С эмиттерным повторителем в) С регулируемым вых. напряжением

Схема стабилизатора напряжения, приведённая на Рис.1 а), используется в основном с устройствами, через которые не протекает существенных токов. От номинала резистора Rст зависит величина тока Iвх, протекающего как через стабилитрон, так и через нагрузку. Величина этого тока рассчитывается по формуле: Rст = (Uвх — Uст)/ Iвх ,
а Iвх должен удовлетворять условию Iвх ≥ Iн. макс + Iст. мин , где Iн. макс — максимальный ток в нагрузке при заданном выходном напряжении, а Iст. мин — минимальный ток стабилизации стабилитрона, указанный в характеристиках полупроводника. В стабилитронах отечественных производителей параметр Iст. мин , как правило, задан в явном виде, у зарубежных может быть не указан вообще. Куда податься бедному еврею? Я бы рекомендовал в этом случае ориентироваться на значение тока из datasheet-ов «Izk» (значение при котором стабилитрон обладает максимальным импедансом) и увеличить эту величину в 2. 3 раза. Хотя, по большому счёту, оптимальным (с точки зрения достижения максимальных параметров) током для стабилитрона является тестовый ток, при котором измеряются основные характеристики полупроводника.

Читайте также:  Как отрегулировать газовое оборудование для автомобилей газель

Для наиболее эффективного выполнения своих задач стабилитрону довольно важно, чтобы мощность нагрузки не превышала мощности, рассеиваемой на полупроводнике. Поэтому если возникает потребность стабилизации напряжения в нагрузках, потребляющих значительную мощность, используется дополнительный усилитель тока — эмиттерный повторитель (Рис.1 б)). В этом случае нагрузкой для стабилитрона является входное сопротивление повторителя Rвх ≈ Rн x (1 + β) , т.е. ток нагрузки можно увеличить в β раз. Тут важно учитывать падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора, в связи с чем напряжение на выходе стабилизатора будет на 0,6. 0,7 В (на 1,2. 1,4 В для составного транзистора) меньше напряжения стабилизации стабилитрона .

Установив параллельно стабилитрону переменный резистор (Рис.1 в)), возникает возможность изменять напряжение стабилизации в нагрузке от нуля почти до максимального значения напряжения стабилизации стабилитрона (за вычетом падения напряжения Uбэ на переходе транзистора). Естественно, что ток, протекающий через переменник, также необходимо учитывать, задаваясь его значением — не меньшим, чем входной ток эмиттерного повторителя.
Сдобрим пройденный материал калькулятором.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ ЛИНЕЙНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Схемы компенсационных линейных стабилизаторов являются основой большинства интегральных микросхем, выполняющих функцию стабилизации напряжений и токов, и в простейшем виде могут быть выполнены на стабилитроне и паре транзисторов (Рис.2).

Рис.2 Схемы компенсационных линейных стабилизаторов напряжения

Здесь стабилитрон является источником опорного напряжения, а транзистор Т2 — устройством сравнения выходного напряжения, поступающего через резистивный делитель на его базу, с опорным значением напряжения на его эмиттере. Повысилось выходное напряжение, а вместе с ним напряжение на базе Т2, транзистор приоткрывается и притягивает напряжение на базе регулирующего транзистора Т1 к минусовой (земляной) шине, тем самым, уменьшая напряжение на его эмиттере, а соответственно и на выходе схемы. Снизилось выходное напряжение — всё то же самое, только наоборот. Компенсационные стабилизаторы на транзисторах имеют более высокий коэффициент стабилизации по сравнению с устройствами, представленными на Рис.1, но в связи наличием обратной связи имеют и свои недостатки.
В связи с этим подробно останавливаться на них мы не будем, а перейдём сразу к интегральным стабилизаторам, имеющим похожий принцип действия, но значительно более сложным по структуре, обладающих более высокими характеристиками и при этом — очень простых и удобных в реализации.

Читайте также:  Регулировка фар соболь своими руками

Существует два типа подобных интегральных микросхем: регулируемые стабилизаторы напряжения и стабилизаторы с фиксированным значением выходного напряжения. Во втором случае схема стабилизатора приобретает неприлично примитивный вид, незаслуживающий какого-то серьёзного обсуждения.
В случае же стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением, схема всё ещё остаётся достаточно простой, но требует некоторых умственных манипуляций, связанных с расчётом резистивного делителя для получения требуемого выходного напряжения.

Типовая схема включения большинства регулируемых микросхем приведена на Рис.3.


Рис.3

Формула для расчёта выходного напряжения имеет вид Vout = Vref x (1+R2/R1) + Iadj x R2 ,
причём номинал сопротивления R1, как правило, задаётся производителем микросхемы для достижения наилучших параметров выходных характеристик.

Отдельные бойцы для снижения пульсаций ставят дополнительные электролиты значительных величин параллельно резистору R2. Оно, конечно, бойцы эти герои, но зачем же стулья ломать?
Любое резкое увеличение тока нагрузки, приводящее к снижению выходного напряжения, не сможет моментально отработаться схемой автоматической регулировки из-за задержки в цепи обратной связи, обусловленной данным конденсатором, а это в значительной степени снизит быстродействие устройства.
И если для статических нагрузок параметр быстродействия стабилизатора по барабану, то для динамических (к примеру, таких как УНЧ) — очень даже немаловажен. Поэтому — либо эти электролиты вообще не нужны, либо (если их настоятельно рекомендует Datasheet) ставить конденсаторы небольших номиналов в строгом соответствии с рекомендациями производителя.

Для начала — справочная таблица с основными техническими характеристиками наиболее часто используемых интегральных стабилизаторов с регулировкой выходного напряжения.

Тип U вх макс
В
І вых макс
А
І вых мин
мА
U вых мин
В
U вых макс
В
КР142ЕН11 -40 1,5 10 -1,2 -37
КР142ЕН12 40 1,5 10 1,2 37
КР142ЕН18 -40 1,5 10 -1,2 -37
КР142ЕН22 35 5 10 1,25 34
КР142ЕН22А 35 7,5 10 1,25 34
КР142ЕН22Б 35 10 10 1,25 34
LT1083 35 7,5 10 1,2 34
LT1084 35 5 10 1,2 34
LT1085 35 3 10 1,2 34
LM117 40 1,5 5 1,2 37
LM137 -40 1,5 10 -1,2 -37
LM138 35 5 10 1,2 32
LM150 35 5 10 1,2 33
LM217 40 1,5 5 1,2 37
LM317 40 1,5 5 1,2 37
LM317LZ 40 0,1 5 1,2 37
LM337 -40 1,5 10 -1,2 -37
LM337LZ -40 0,1 10 -1,2 -37
LM338 35 5 10 1,2 32
LM350 35 3 10 1,2 33
TL783 126 0,7 0,1 1,25 125

Приведённая ниже таблица позволяет рассчитать номиналы резисторов делителя некоторых популярных типов микросхем регулируемых стабилизаторов, представленных разными производителями.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ МИКРОСХЕМ — СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Если не хотите, чтобы вдруг «раздался мощный пук» — послеживайте за полярностью включения конденсатора С2. Она должна совпадать с полярностью входного (выходного) напряжения.

Отдельно хочу остановиться на МИКРОМОЩНЫХ СТАБИЛИЗАТОРАХ С МАЛЫМ СОБСТВЕННЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ.

Такого рода стабилизаторы окажутся совсем не лишними в хозяйстве, так как смогут обеспечить такой важнейший показатель радиоэлектронной аппаратуры с автономным питанием, как экономичность входящих в её состав узлов.

Здесь выбор интегральных микросхем заметно беднее, а цены, как правило, заметно ощутимей, чем на аналоги со стандартным потреблением, поэтому начну я с простой, но проверенной временем схемы на дискретных элементах.


Рис.2

Чем хорош КТ315 в данном включении?
На обратно смещённом переходе КТ315 при напряжении 6 — 7,5В, в зависимости от экземпляра транзистора, возникает электрический (не побоюсь этого слова) пробой, что позволяет использовать его в качестве стабилитрона на эту-же самую величину напряжения пробоя. При этом транзистор в таком включении, в отличие от многих промышленных стабилитронов, хорошо работает и при малых токах стабилизации, порядка 100 мкА.

Из относительно гуманных по цене интегральных стабилизаторов с малым собственным потреблением, могу порекомендовать LP2950, LP2951, LM2931, LM2936 и им подобные.

Источник

Стабилизаторы крен 142 — описание, характеристики и типовая схема

Трехвыводные стабилизаторы напряжения бывают фиксированные или регулируемые. Первые разработаны на конкретное выходное напряжение (в нашем случае 5 В). Вторые – регулируемые стабильники, которые позволяют установить необходимое напряжение в заявленных пределах.

Если вам не нужно ограничивать выходные параметры или настраивать сигнал на нестандартные параметры, то обратите внимание на стабилизатор с фиксированным напряжением КРЕН 142, который позволит использовать меньше деталей и поэтому станет лучшим выбором.

Схема КРЕН 142

Как выбрать стабилизатор по току? Устройство должно быть выбрано с номиналом, довольно близким к значению максимально возможного тока в цепи. Если стабилизатор будет слегка загружен, то со стабильностью часто бывает не всё в порядке. Однако схема должна быть подобрана оптимально и полезно во всех смыслах. То есть номинальный ток с большим запасом тоже ни к чему, поскольку ток короткого замыкания будет также слишком большим для того, чтобы защитить цепь.

Типовая схема включения КР142ен5а

Стабилизатор серии КР142ен5а с постоянным положительным напряжением на выходе в 5 В имеет широкое применение в самых различных электронных приборах. Сфера его использования – в качестве источника питания для логических систем, аппаратов высокоточного воспроизведения и других радиоэлектронных приборов. Электрическая схема КР142ЕН5А показана на рисунке ниже.

Емкости С1, С2 играют корректирующую роль. С2 предназначена для сглаживания пульсации, а С1 – для защиты от вероятного высокочастотного возбуждения микросхемы. Ток нагрузки стабилизатора рассчитан до 2 А.

Если добавить в схему вспомогательные детали можно преобразовать её в источник с регулированием напряжения. При удалённом расположении КРЕН 142 (с длиной соединительных проводов один метр и более) от фильтрующих конденсаторов выпрямителя, к его входу следует присоединить конденсатор. Для регулирования напряжения на выходе используется внешний делитель. Для правильной работы устройства потребуется применение дополнительного радиатора. Эти модели являются аналогами импортных регуляторов серии 78xx.

Цоколевка и схема включения

Микросхема КР142ен5а рассчитана на максимальный ток 5 А, и она может его обеспечить. Но превышение тока грозит выходом устройства из строя. Ниже приводится вариант включения микросхемы. Разрешается производить монтаж микросхемы два раза, демонтаж один раз.

Крепёж схемы к печатной плате выполняется методом распайки выводов корпуса, см. цоколевку микросхемы на рисунке.

Характеристики стабилизатора

Микросхема кр142ен5а представляет собой стабилизатор компенсационного типа с регулируемым выходным напряжением положительной полярности.

  • защита от перегрева;
  • ограничение по току КЗ;
  • масса не более 1,4 г;
  • габариты 14,48х15,75 мм.

Предельные значения параметров режима эксплуатации и условий окружающей среды:

  • Температура хранения -55 … +150 С;
  • Температур кристалла в рабочем режиме -45 … +125 С.

Источник

Регулировка и синхронизация © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Adblock
detector