Регулировка напряжения с помощью транзистора: Фазовый регулятор мощности на полевом транзисторе — Ваша техника

Каталог радиолюбительских схем. БЕСПОМЕХОВЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Каталог радиолюбительских схем. БЕСПОМЕХОВЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

БЕСПОМЕХОВЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

А ЧЕКАРОВ, г. Златоуст Челябинской обл.

Большинство регуляторов напряжения (мощности) выполнено на тиристорах по схеме с фазоимпульсным управлением. Как известно, подобные устройства создают заметный уровень радиопомех. Предлагаемый автором статьи регулятор свободен от этого недостатка.

Особенность предлагаемого регулятора (см. схему) — управление амплитудой переменного напряжения, при котором не искажается форма выходного сигнала, в отличие от фазоимпульсного управления. Регулирующий элемент -мощный транзистор VT1 в диагонали диодного моста VD1-VD4, включенного последовательно с нагрузкой. Основной недостаток устройства — его низкий КПД.

Когда транзистор закрыт, ток через выпрямитель и нагрузку не проходит. Если на базу транзистора подать напряжение управления, он открывается, через его участок коллектор—эмиттер, диодный мост и нагрузку начинает проходить ток. Напряжение на выходе регулятора (на нагрузке) увеличивается. Когда транзистор открыт и находится в режиме насыщения, к нагрузке приложено практически все сетевое (входное) напряжение.

Управляющий сигнал формирует маломощный блок питания, собранный на трансформаторе Т1, выпрямителе VD5 и сглаживающем конденсаторе С1. Переменным резистором R1 регулируют ток базы транзистора, а следовательно, и амплитуду выходного напряжения. При перемещении движка переменного резистора в верхнее по схеме положение напряжение на выходе уменьшается, в нижнее — увеличивается. Резистор R2 ограничивает максимальное значение тока управления.

Диод VD6 защищает узел управления при пробое коллекторного перехода транзистора.

Регулятор напряжения смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2,5 мм. Транзистор VT1 следует установить на теплоот-вод площадью не менее 200 см2. При необходимости диоды VD1-VD4 заменяют более мощными, например Д245А, и также размещают на теплоот-воде.

Если устройство собрано без ошибок, оно начинает работать сразу и практически не требует налаживания.

Необходимо лишь подобрать резистор R2.

С регулирующим транзистором КТ840Б мощность нагрузки не должна превышать 60 Вт. Его можно заменить приборами: КТ812Б, КТ824А, КТ824Б, КТ828А, КТ828Б с допустимой рассеиваемой мощностью 50 Вт; КТ856А -75 Вт; КТ834А, КТ834Б — 100 Вт; КТ847А-125ВТ.

Мощность нагрузки допустимо увеличить, если регулирующие транзисторы одного типа включить параллельно: коллекторы и эмиттеры соединить между собой, а базы через отдельные диоды и резисторы подключить к движку переменного резистора.

В устройстве применим малогабаритный трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 5…8 В. Выпрямительный блок КЦ405Е можно заменить любым другим или собрать из отдельных диодов с допустимым прямым током не менее необходимого тока базы регулирующего транзистора. Эти же требования относятся и к диоду VD6.

Конденсатор С1 — оксидный, например, К50-6, К50-16 и т. д., на номинальное напряжение не менее 15 В. Переменный резистор R1 — любой с номинальной мощностью рассеяния 2 Вт.

При монтаже и налаживании устройства следует соблюдать меры предосторожности: элементы регулятора находятся под напряжением сети.

От редакции. Для уменьшения искажения синусоидальной формы выходного напряжения попробуйте исключить конденсатор С1.

Радио №11,1999, с.40.

Тиристорные регуляторы напряжения

С амплитуднофазовым управлением
В регуляторе, схема которого показана на рис. 1, использованы два тринистора, открывающиеся один в положительный, а другой — в отрицательный полуперноды сетевого напряжения. Действующее напряжение на нагрузке Rн регулируют переменным резистором R3.

Рисунок 1 — Тиристорный регулятор напряжения

Регулятор работает следующим образом. В начале положительного полупериода (плюс на верхнем по схеме проводе) тринисторы закрыты. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор. С1 заряжается через резисторы R2 и R3. Увеличение напряжения на конденсаторе отстает (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов R2 и R3 и емкости конденсатора С1. Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет порога открывания тринистора Д1. Когда тринистор откроется, через нагрузку Rн потечет ток, определяемый суммарным сопротивлением открытого тринистора и Rн. Тринистор Д1 остается открытым до конца полупериода. Подбором резистора R1 устанавливают желаемые пределы регулирования. При указанных на схеме номиналах резисторов и конденсаторов напряжение на нагрузке можно изменять в пределах 40- 220 В.

В течение отрицательного полупериода аналогично работает тринистор Д4. Однако, конденсатор С2, частично заряженный в течение положительного полупериода (через резисторы R4 и R5 и диод Д6), должен перезаряжаться, а значит и время задержки включения тринистора должно быть большим. Чем дольше был закрыт тринистор Д1 в течение положительного полупериода, тем большее напряжение будет на конденсаторе С2 к началу отрицательного и тем дольше будет закрыт тринистор Д4.

Синфазность работы тринисторов зависит от правильного подбора номиналов элементов R4, R5, С2. Мощность нагрузки может быть любой в пределах от 50 до 1000 Вт.

И.ЧУШАНОК г. Гродно

С фазоимпульсным управлением
Регулятор, схема которого показана на рис. 2, управляется автоматически сигналом Uynp. В регуляторе использованы два тиристора — тринистор Д5 и динистор Д7. Тринистор открывается импульсами, которые формируются цепочкой, состоящей из динистора Д7 и конденсатора С1. В начале каждого полупериода тринистор и динистор закрыты и конденсатор С1 заряжается током коллектора транзистора Т1. Когда напряжение на конденсаторе достигнет порога открывания динистора, он откроется и конденсатор быстро разрядится через резистор R2 и первичную обмотку трансформатора Тр1. Импульс тока со вторичной обмотки трансформатора откроет тринистор. При этом управляющее устройство будет обесточено (так как падение напряжения на открытом тринисторе очень мало), динистор закроется. По окончании полупериода триннстор выключится и с началом следующего полупериода начнется новый цикл работы регулятора.

Рисунок 2 — Тиристорный регулятор напряжения с фазоимпульсным управлением

Время задержки импульса, открывающего тринистор, относительно начала полупериода определяется скоростью заряда конденсатора С1, которая пропорциональна току коллектора транзистора Т1. Изменяя управляющее напряжение Uynp, можно управлять этим током и, в конечном итоге, регулировать напряжение на нагрузке. Источником сигнала Uynp может быть полосовой фильтр (с выпрямителем) цветомузыкальнои установки, программное устройство. В системах автоматического регулирования в качестве Uупр используют напряжение обратной связи.

Резистор R5 необходимо подобрать таким, чтобы при Uynp=0 тринистор открывался в каждый полупериод в момент времени, близкий к окончанию полупериода.

Для того, чтобы перейти на ручное регулирование, достаточно заменить резистор R5 последовательной цепочкой из переменного резистора и постоянного сопротивлением 10- 12 кОм.

Напряжение стабилизации стабилитрона Д6 должно быть на 5-10 В больше максимального напряжения включения динистора.

Транзистор Т1. может быть любым из серий МП21, МП25, МП26. Динистор можно применить типов КН102Б, Д227А, Д227Б, Д228А, Д228Б. Резистор R1 составлен из двух мощностью по 2 Вт.

Импульсный трансформатор Тр1 намотан на кольцевом сердечнике, имеющем размеры 26Х18Х4 мм, из пермаллоя 79НМА (или такого же сечения из феррита М2000НМ1). Обмотка I содержит 70 витков, а обмотка II — 50 витков провода ПЭВ-2 0,33 мм. Межобмоточная изоляция должна выдерживать напряжение, близкое к сетевому.

Вместо динистора в регуляторе можно использовать транзистор, работающий в лавинном режиме. О работе транзисторов, в этом режиме подробно рассказывалось в «Радио», 1974, № 5, С. 38-41. Схема одного из таких регуляторов показана на рис. 3.

Рисунок 3 — Транзисторный регулятор напряжения

По принципу работы регулятор с транзистором, работающим в лавинном режиме, не отличается от предыдущего. Используемый транзистор типа ГТ311И имеет напряжение лавинного пробоя около 30 В (при сопротивлении резистора R3 равном 1 кОм). В случае применения других транзисторов — номиналы элементов R4, R5, С1 потребуется изменить.

В регуляторе (рис. 3) могут быть использованы и другие транзисторы, в том числе и структуры р-п-р, например П416. В этом случае нужно у транзистора Т1 (см. рис. 3) поменять местами выводы эмиттера и коллектора. Резистор R3 во всех случаях должен быть включен между базой и эмиттером. Напряжение на нагрузке регулируют переменным резистором R4.

Инж. Е. ФУРМАНСКИЙ Москва

С аналогом однопереходного транзистора
В регуляторе, схема которого показана на рис. 4, применен фазоимпульсный метод управления тринистором. В управляющем устройстве регулятора использован транзисторный аналог однопереходного транзистора (двухбазового диода). О работе однопереходных транзисторов можно прочитать в «Радио», 1972, № 7, с. 56.

Рисунок 4 — Тиристорный регулятор напряжения

Силовая цепь регулятора построена так же, как у регулятора, опубликованного в «Радио», 1972, № 9, с. 55. При разомкнутых контактах выключателя В’2 действующее значение напряжения на нагрузке можно изменять в пределах от нескольких вольт до 110 В, а при замкнутых — от 110 до 220 В.

По принципу работы управляющее устройство описываемого регулятора не отличается от устройств на динисторе или лавинном транзисторе (рис. 2 и 3). Мощность, подводимую к нагрузке, регулируют переменным резистором R5.

Тринистор ДЗ и диод Д1 установлены на общем радиаторе площадью 50-80 см2. Резистор R1 составлен из двух резисторов мощностью 2 Вт.

Инж. В. ПОПОВИЧ г. Ижевск.

На симисторе
Описываемый регулятор построен по схеме фазоимпульсного регулирования с использованием симистора (симметричного тирнстора). Схема регулятора показана на рис. 5. В управляющем устройстве применен транзисторный аналог однопереходного транзистора n-типа.

Рисунок 5 — Регулятор напряжения на симисторе

При включении регулятора (выключателем В1) транзисторы Т1 ч Т2 закрыты и конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R4 (с помощью которого регулируют мощность, выделяемую на нагрузке Rн). Заряд продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не превысит порог открывания транзистора Т1. В этот момент транзисторы открываются и переходят в режим насыщения. Конденсатор быстро разряжается через них на первичную обмотку импульсного трансформатора Тр1. Импульс тока со вторичной обмотки открывает симистор Д5. Порог открывания транзисторов определяется сопротивлениями резисторов делителя R2R3.

Импульсный трансформатор Тр1 намотан на кольце из феррита М2000НМ1-15 типоразмера К20х 12х6. Обмотка I содержит 50 витков, а II — 30 витков провода ПЭЛШО 0,25 мм. Конденсатор С1 — МБМ с рабочим напряжением 160 В.

Максимально допустимый ток нагрузки регулятора 5 А. Пределы регулирования напряжения от нескольких вольт до 215 В.

Инж. В. ПОНОМАРЕНКО. инж. В. ФРОЛОВ г. Воронеж

C улучшенной регулировочной характеристикой
В тиристорных регуляторах с фазоимпульсным управлением напряжение на конденсаторе RС-цепи во время его заряда увеличивается по экспоненциальному закону. При синусоидальной форме сетевого напряжения регулировочная характеристика, выражающая зависимость напряжения на нагрузке от сопротивления переменного резистора, оказывается резко нелинейной, что затрудняет плавную регулировку напряжения на нагрузке.

Рисунок 6 — Тиристорный регулятор напряжения

Тиристорный регулятор, схема которого показана на рис. 6, в значительной степени свободен от этого недостатка. В регуляторе использован однопереходный транзистор. Улучшение линейности регулировочной характеристики достигается тем, что конденсатор С1 заряжается от напряжения сети (через резистор R4) и одновременно от источника постоянного стабилизированного напряжения (через делитель R5R6 и диод Д6}. Изменяя резистором R6 уровень постоянного напряжения, можно управлять моментом открывания тринистора и, следовательно, напряжением на нагрузке. Диод Д6 исключает возможность разряда конденсатора через резистор R6.

Сопротивление резистора R4 выбирают таким, чтобы при замкнутом накоротко резисторе R6 напряжение на нагрузке было минимальным. Тогда при крайнем нижнем (по схеме) положении движка резистора R6 напряжение на нагрузке будет максимальным.

Со стабилизацией выходного напряжения
Особенностью описываемого регулятора является способность стабилизировать напряжение на нагрузке при изменении напряжения питающей сети. Управляющее устройство построено на однопереходном транзисторе по схеме фазоимпульсного регулирования (см. рис. 7).

Рисунок 7 — Тиристорный регулятор напряжения со стабилизацией выходного напряжения

Регулирование напряжения переменного тока одно транзистора. Регулятор напряжения на одном транзисторе

Транзисторный регулятор напряжения

В нескольких номерах журнала «Радиоаматор» были напечатаны схемы регуляторов сетевого напряжения на тиристорах, но такие устройства имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением (электролампой, нагревательным элементом) и нельзя использовать одновременно с нагрузкой индуктивного характера (электродвигателем, трансформатором).

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор. Такую конструкцию я и предлагаю, причем ее может повторить любой, даже неопытный радиолюбитель, затратив при этом минимум времени и средств. Транзисторный регулятор напряжения содержит мало радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и с индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, электрокамина, скорости вращения электродвигателя, вентилятора, электродрели или напряжения на обмотке трансформатора.

Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки зависит от используемого транзистора и может составлять 500 Вт и более. Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1 (см. рисунок).

Диодный блок VD1-VD4 в зависимости от фазы сетевого напряжения направляет это напряжение на коллектор или эмиттер VT1. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220. В до 5-8 В. которое выпрямляется диодным блоком VD6-VD9 и сглаживается конденсатором С1. Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора.

Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки. Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1. При этом выпрямитель, состоящий из диодного блока VD6-VD9, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его.

Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD1-коллектор-эмиттер VT1-VD4. Вращая движок R1 и изменяя управляющее напряжение, можно управлять величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего и наоборот. При крайнем правом по схеме положении движка R1 транзистор окажется полностью открыт, и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым, и ток через нагрузку не потечет. Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тиристорный устройствам.

Конструкция . Диодный блок, диоды, конденсатор и резистор R2 устанавливают на монтажной плате размером 55×35 мм, выполненной из фольгированного текстолита толщиной 1-2 мм.

В устройстве можно использовать следующие детали: транзисторы КТ840А,Б (Р=100 Вт), КТ856А (Р=150 Вт), КТ834А,Б,В (Р=200 Вт), КТ847А (Р=250 Вт).

Если мощность регулятора требуется увеличить еще больше, то необходимо использовать несколько транзисторов, соединив их соответствующие выводы. Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов.

Диоды VD1-VD4 типа КД202Р, КД206Б или любые другие малогабаритные на напряжение более 250 В и ток в соответствии с током, потребляемым нагрузкой.

Диодный блок VD6-VD9 типа КЦ405, КЦ407 с любым буквенным индексом. Диод VD5 — Д229Б,К,Л или любой другой на ток до 1 А. Переменный резистор R1 типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт. Постоянный резистор R2 типа ВС, МЛТ, ОМПТ, С2-23 мощностью не менее 2 Вт. Оксидный конденсатор типа К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор типа ТВЗ-1-6 — от ламповых радиоприемников и усилителей, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность», но с успехом можно применить и любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5-8 В. Предохранитель FU1 на напряжение 250 В и ток в соответствии с максимально допустимой мощностью транзистора. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3-5 мм.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работу сразу после включения в сеть.

Регулятор напряжения служит для автоматического поддержания в заданных пределах напряжения автомобильного генератора, работающего в широком диапазоне изменения скоростей вращения ротора и тока нагрузки. Основным техническим требованием в регулирующим устройством является поддержание в весьма узких пределах выходного напряжения генератора, что в свою очередь диктуется надежностью работы и долговечность различных потребителей.

Регулирование напряжения до недавнего времени осуществляли вибрационные регуляторы. В последние годы на автомобилях устанавливают контактно-транзисторные и бесконтактные регуляторы, выполненные как на дискетных элементах, так и по интегральной технологии.

В контактно-транзисторных регуляторах напряжения функцию регулирующего элемента, включенного в цепь обмотки возбуждения генератора, выполняет транзистор, а управляющего и измерительного – вибрационное реле. Бесконтактные регуляторы в дискретном и интегральном исполнении в качестве регулирующего и управляющего элементов используют транзисторы и тиристора, а измерительного – стабилизаторы. Замена вибрационных регуляторов напряжения транзисторными позволила удовлетворить требования, предъявляемые к электрооборудованию.

Стало возможным увеличить возбуждение генераторов до 3 А и более; достичь высокой точности и стабильности регулируемого напряжения; повысить срок службы регулятора напряжения; упростить техническое обслуживание системы электропитания автомобиля. В настоящее время применяют транзисторные реле – регуляторы напряжения РР-362 и РР-350 в схемах с генераторами типа Г 250. Транзисторный регулятор напряжения РР-356 предназначен для работы с генератором Г272. Интегральные регуляторы напряжения Я 112А предназначены для работы с 14 – вольтовым генератором.

Интегральный регулятор напряжения Я 120 предназначен к генератору Г272 большегрузных автомобилей. На рис. 1 показан схема контактно-транзисторного регулятора. Регулятор состоит из транзистора Т (регулирующий элемент), вибрационного реле-регулятора напряжения РН (управляющий элемент) и реле защиты РЗ. Реле-регулятор имеет одну шунтовую обмотку РНо, включенную на выпрямленное напряжение генератора через запирающий диод Д2, ускоряющий резистор Rу и резистор термокомпенсации Rт. Реле имеет нормально разомкнутые контакты, включенные в цепь управления транзистора. Когда скорость вращения ротора генератора не велика и напряжение генератора еще не достигло заданной величины, контакты РН разомкнуты, транзистор Т отперт. База транзистора соединяется с полюсом источника питания и транзистор запирается. В этом случае ток возбуждения проходит через добавочный Rд и ускоряющий Rу резисторы, шунтирующие транзистор, что вызывает снижение тока возбуждения и, следовательно, напряжение генератора.

Рис.1.

Контакты реле-регулятора снова размыкаются и транзистор отпирается. Далее процесс повторяется с определенной частотой. Rу – позволяет увеличить частоту срабатывания и отпускания реле-регулятора напряжения РН из-за изменения падения напряжения на резисторе при отпертом и запертом состоянии транзистора, приводящее к более резкому изменению напряжения на обмотке РНо. Диод Д2, включенный в цепь эмиттера транзистора Т, служит для активного запирания выходного транзистора, которое необходимо для обеспечения надежной работы транзистора при повышенной температуре.

Запирание осуществляется за счет того, что падение напряжения на Д2 от тока, протекающего через Rу и Rд, когда транзистор заперт, приложено к переходу эмиттер – база транзистора в запирающем направлении. Термокомпенсационный резистор Рт необходим для поддержания напряжения на заданном уровне в условиях широкого изменения температуры. Диод Дг служит для гашения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения и защиты транзистора от перенапряжения в момент его запирания. Реле защиты РЗ предназначено для защиты транзистора от больших токов, возникающих в случае короткого замыкания зажима Ш на корпус генератора или регулятора. Реле имеет основную обмотку РЗо, включенную последовательно с ОВГ, вспомогательную РЗв, включенную параллельно ОВГ и удерживающую РЗу, РЗо и РЗв включены встречно.

При КЗ ток через РЗо увеличивается, одновременно шунтируется РЗв, замыкаются контакты РЗ, запирается транзистор и включается удерживающая обмотка РЗу. Резисторы Rу и Rд, ограничивают ток короткого замыкания до 0.3 А. Только после устранения короткого замыкания и отключения АБ РЗу отключит РЗ. Диод Д1 применен для исключения срабатывания РЗ при замыкании контактов регулятора напряжения РН, так как при отсутствии этого диода РЗу будет включена на напряжение генератора. Надежность регулятора обусловлена снижением разрывной мощности контактов. Однако износ, подгар и эррозия контактов, наличие пружинной и колебательных систем часто служит причиной выхода их строя. На рис. 2 показан бесконтактный регулятор напряжения типа РР-350, который применяется в автомобилей ГАЗ «Волга».

Рис. 2.

Бесконтактный регулятор напряжения состоит из транзисторов Т2 и Т3 – германиевых; Т1 – кремниевого, резисторов R6 – R9 и диодов Д2 и Д3, стабилитрона Д1, входного делителя напряжения R1, R2, R3, Rт и дросселя Др. Если выпрямленное напряжение генератора, приложенное к входному делителю, меньше величины, на которую настроен регулятор, то стабилитрон Д1 запер, а транзисторы Т2 и Т3 отперты и по цепи (+) выпрямителя – диод Д3 – переход эмиттер – коллектор транзистора ТЗ – обмотка возбуждения ОВГ – (—) протекает максимальный ток возбуждения. Как только выпрямленное напряжение достигает заданного уровня, стабилитрон «пробивается» и транзистор Т1 отпирается. Сопротивление этого транзистора становится минимальным и шунтирует эммитерно-базовые переходы транзисторов Т2 и Т3, что приводит к их запиранию. Ток ОВГ начинает спадать. Переключение схемы производится с определенной частотой и создается такая величина тока возбуждения, при которой средняя величина регулируемого напряжения поддерживается на заданном уровне.

Для повышения четкости переключения транзисторов и уменьшения времени перехода схемы из одного состояния в другое в ней предусмотрена цепочка обратной связи, включающая резистор R4. При повышении входного напряжения, то (+) выпрямителя – диод Д3 – переход эмиттер – база транзистора Т3 – диод Д2 – переход эмиттер – коллектор транзистора Т2 – резистор R4 – обмотка дросселя Др – (-), уменьшается, что приводит к уменьшению падения напряжения на Др. В этом случае падение напряжения на стабилитроне Д1 увеличивается, вызывая возрастания базового тока Т1 и более быстрое переключение этого транзистора. При понижении входного напряжения цепочка обратной связи способствует быстрому запиранию транзистора Т1.

Для активного запирания выходного транзистора Т3 и надежной работы при повышенной окружающей температуре в эммитерную цепь транзистора Т3 включен диод Д3. Падение напряжения на диоде выбирается с помощь резистора R9. Диод Д2 служит для улучшения запирания транзистора Т2 при отпертом транзисторе Т1 благодаря дополнительному падению напряжения на этом диоде. Для фильтрации входного напряжения применен дроссель Др. Терморезистор Rт компенсирует изменение падения напряжения на переходе эмиттер – база транзистора Т1 и стабилизатора Д1 от температуры окружающей среды. Регулятор напряжения для большегрузных автомобилей МАЗ, КамАЗ, КрАЗ выполняется на кремниевых транзисторах (рис. 3).

Рис. 3.

Схема регулятора упрощена по сравнению с РР-350, уменьшено количество транзисторов. Диоды Д2 и Д3, включенные в базовую цепь транзистора Т2, делают возможным применение транзисторов с более широкими допусками на параметры, в частности на величину напряжения насыщения Т1. При питании 24 В предусмотрено применение в делителе напряжения дополнительной цепочки включающей термистор Rт и резистор R7. На рис. 4 представлена схема регулятора напряжения РР132А, применяемых на УАЗ.

Рис. 4. Схема регулятора напряжения РР 132А:

1 – дроссель; 2, 3, 4, 5, 6, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 22, 23, 24 – резисторы; 7 – диод; 8, 9, 17 – транзисторы; 10, 11, 12, 19 – стабилитроны. Данная схема является бесконтактным транзисторным регулятором напряжения, который имеет три диапазона настройки регулируемого напряжения. Изменение диапазонов регулируемого напряжения осуществляется переключением 25, расположенным на верхней части корпуса регулятора. Регулируемое напряжение при частоте вращения ротора генератора — 35 мин-1, нагрузке 14 А, температуре 20 o

Для регулировки в широких приделах мощности удобно использовать широтно импульсную модуляцию (ШИМ ).

Схема в пояснениях не нуждается. Это драйвер с развязкой, для управление IGBT транзистором. Само управление реализовано программно. Однако — КТ940 не лучший выбор. Но что было у меня под рукой — то и поставил. Работает, 2 Квт электрическую плитку тянет, транзистор 40N60 холодный. Что и требовалось.

На схемах выше 3 варианта. Самый правый мне нравится больше. И тот и другой проверил, разница между ними в управлении и надежности. У левого — при подаче логической 1 (с порта, на анод оптопары, не забудьте поставить токоограничивающий резистор! скажем в 500ом) 40n60 закрывается . В схеме регулятора который посередине переменного напряжения — наоборот, открывается. Еще форма импульса получше. Q? — практически любой полевой, с током не менее 50ма. D1 — светодиод. То же желательно с током не менее 50ма. Еще вариант — зашунтировать его резистором, 20-50ом. Транзисторы КТ940 — даалеко не лучший выбор, в этой схеме работают практически на пределе. Желательно поставить КТ815, КТ817. Ну у меня их нет..

Самый правый вариант схемы — уменьшена задержка в переходных процессах. Из за ПОС. Так же добавлены защитные диоды. Хоть и в самом IGBT стоит диод, но веры ему нет. Продублировал на всякий.

Для питания схемы используется внешний источник (у меня 16в, переделанная зарядка от мобильника).

Ниже фотографии устройства с работой на 30 ом нагрузку (при 300в. на мосту это, 3Квт мощности). То же работает и почти не греется.

А можно обойтись простейшей схемой, с симистором и оптопарой. Например такой:

В качестве оптического симистора подойдет: MOC3023, MOC3042, MOC3043, MOC3052, MOC3062, MOC3083 и т.п. Но на всякий случай ознакомтесь с даташитом. Управляемый симистор: например из серии BT138-600, BT136-600 и т.д.

При применении симистора нужно быть готовым к появлению значительных помех (если нагрузка будет мощная, индуктивная и управляющий элемент (MOC xxxx) без Zero Crossing ). Еще, желательно триак держать включенным четное число полу-периодов. Иначе он начинает «выпрямлять» ток в сети. А это недопустимо (см. ГОСТы).

Сам ШИМ сделан программно, управление LPT-порт, потом гальваническая развязка с помощью оптопары (на схеме 4N25, а по факту 4N33). На схеме не показан резистор, между оптопарой и выходом LPT порта 510 ом.

Часть индо-кода в С++ :

A_tm_pow=(y_tm_pow*pow_shim)/100; b_tm_pow=y_tm_pow-a_tm_pow; // главный цикл ШИМ for (i=0; i

Во многих самодельных блоках питания схемы регуляторов напряжения представлены в тиристорном исполнение, но такие устройства имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением и нельзя использовать одновременно с нагрузкой индуктивного характера.

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав регулятор напряжения, в котором основную роль играл бы не тиристор, а мощный транзистор. Транзисторный регулятор содержит мало радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и с индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для настройки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, электрокамина, скорости вращения электродвигателя, вентилятора, электродрели или напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки зависит от используемого транзистора и может составлять 500 Вт и более.

Диодный блок VD1-VD4 в зависимости от фазы направляет полупериод синусоидального тока на коллектор или эмиттер VT1. Трансформатор понижает его с уровня 220 до 5-8 Вольт, которое выпрямляется и сглаживается конденсатором С1. Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 в момент отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

После включения питания тумблером S1 вольты поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора. При этом выпрямитель, состоящий из диодного блока VD6-VD9, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющий сигнал, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения схемы в сети оказался полупериод отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD1-коллектор-эмиттер VT1-VD4. Вращая движок R1 , можно управлять величиной тока коллектора VT1.

Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего и наоборот. При крайнем правом по схеме положении движка R1 транзистор окажется полностью открыт, и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым, и ток через нагрузку не потечет. Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду значений, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тиристорным устройствам.

Регулятор напряжения конструкция схемы. Диодный блок, диоды, конденсатор и резистор R2 устанавливают на монтажной плате размером 55х35 мм, выполненной из фольгированного текстолита толщиной 1-2 мм. В устройстве можно использовать следующие детали: транзисторы КТ840А,Б (Р=100 Вт), КТ856А (Р=150 Вт), КТ834А,Б,В (Р=200 Вт), КТ847А (Р=250 Вт). Если мощность регулятора требуется увеличить еще больше, то необходимо использовать несколько транзисторов, соединив их соответствующие выводы.

Вероятно, в этом случаерегулятор напряжения придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов. Диоды VD1-VD4 типа КД202Р, КД206Б или любые другие малогабаритные. Диодный блок VD6-VD9 типа КЦ405, КЦ407 с любым буквенным индексом. Диод VD5 — Д229Б,К,Л или любой другой на ток до 1 А. Переменный резистор R1 типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт. Постоянный резистор R2 типа ВС, МЛТ, ОМПТ, С2-23 мощностью не менее 2 Вт. Оксидный конденсатор типа К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор типа ТВ3-1-6 — от ламповых радиоприемников и усилителей, ТС-25, ТС- 27 — от телевизора «Юность», но с успехом можно применить и любой другой маломощный. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3-5 мм. Регулятор напряжения не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работу сразу после включения в сеть.

В предлагаемом для сборки устройстве имеется возможность осуществлять регулировку вольт в диапазоне от 110 до 215.

Если тиристор VS1 заперт, то через диод VD1 к нагрузке будет приходить один полупериод. Тиристором управляет генератор коротких импульсов, собранный на полевом транзисторе. Из-за пульсации питания на транзисторе, осуществляется синхронизация импульсов генератора. Кроме того, импульсы имеют смещение по фазе в момент прохождения сетевого питания через точку нуля.

Характер сдвига задается номиналом конденсатора С1 и резисторами R5, R6. Изменяя сопротивление R6, регулируем время включения тиристора, а следовательно и выходные вольты с выхода схемы тиристорного регулятора напряжения.

В некоторых случаях при настройке устройства, требуется подобрать сопротивление R5, так чтобы при минимальном значении резистора R6 на выходе был максимум напряжения.

Схемы симисторных регуляторов мощности хорошо подойдут для продление срока эксплуатации ламп накаливания и для регулировки их яркости свечения. Или для питания нестандартной аппаратуры, например на 110 вольт.

В быту, дома и на работе часто возникает необходимость в регулировки яркости свечения ламп накаливания или светодиодных, к сожалению яркость свечения люминесцентных ламп регулировать не получится

К атегория:

1Отечественные автомобили

Устройство и работа контактно-транзисторного регулятора напряжения РР-362

Рост количества и мощности потребителей электроэнергии на современных автомобилях привел к увеличению мощности генератора. С увеличением мощности генератора растет величина тока его возбуждения, который должен разрываться контактами регулятора напряжения. Однако контакты при повышении мощности разрываемого тока начинают сильнее подгорать и быстро выходят из строя. Поэтому были разработаны контактно-транзисторные регуляторы, в которых роль контактов, разрывающих ток возбуждения, выполняет транзистор, а контакты регулятора напряжения только управляют его работой.

Наиболее распространенным контактно-транзисторным регулятором является реле-регулятор РР-362, применяемый с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях «Москвич», ГАЗ -5ЭА и их модификациях.

Контактно-транзисторный реле-ре гул я тор РР-362 состоит из регулятора напряжения РН и реле защиты РЗ, которые имеют аналогичную конструкцию и представляют собой реле с одной парой замыкающих контактов. Подвижный контакт обоих реле (контакт якоря) электрически соединен с корпусом (магнитопроводом) реле. В отсеке, отделенном от электромагнитных реле перегородкой, имеющейся на внутренней части крышки, расположены транзистор Г, крепящийся на теплоотводе — латунной (или алюминиевой) пластине, и два диода Д, и Д2.

Рис. 1. Общий вид контактно-транзисторного реле-регулятора РР-362 со снятой крышкой: РН — регулятор напряжения, РЗ — реле защиты, Др- разделительный диод, Т—транзистор, Ш, ВЗ и М — выводные клеммы для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора

В блоке электромагнитных реле под панелью расположены резисторы. Реле-регуля-тор имеет три выводные клеммы Ш, ВЗ, /И для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора. Для ускорения замыкания контактов регулятора напряжения служит ускоряющий резистор Ry.

Регулятор напряжения включает в себя транзистор Т, электромагнитное реле регулятора напряжения РН, полупроводниковые диоды Д, и Дг; резисторы Ry, Ra, Rтк. Лб- Электромагнитное реле РН управляет транзистором. Его обмотка РН0 является чувствительным элементом схемы регулятора, а замыкающие контакты РН, включенные между плюсовой клеммой регулятора ВЗ и базой транзистора, управляют транзистором.

Ток управления транзистора (ток базы) незначителен и меньше тока возбуждения генератора на величину коэффициента усиления транзистора (в 15 раз). Напряжение на контактах также незначительно — 1,5-2,5 В. Поэтому контакты регулятора напряжения при длительной работе практически не имеют износа. Термокомпенсация регулятора напряжения осуществляется резистором RTK и подвеской якоря на термобиметаллической пластине.

Для защиты транзистора Т от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения генератора служит реле защиты РЗ, которое имеет три обмотки: основную РЗо, встречную РЗВ , магнитный поток которой направлен навстречу основной обмотке, и удерживающую РЗу. Замыкающие контакты РЗ включены через разделительный диод Др параллельно контактам РН.

Рис. 2. Схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР-362: а — полумонтажная, 6 — развернутая; РН — регулятор напряжения, РЗ — реле защиты, Т — транзистор П217В, Э, К, Б — выводы транзистора; эмиттер, коллектор, база; Дг — гасящий диод Д242, Д, — запирающий диод Д242, Др — разделительный диод Д7Ж; Яу и Яд- ускоряющий и добавочный резисторы 4,5 и 62 Ом, Rg — резистор базы транзистора 42 Ом; RTK- резистор температурной компенсации 12,5 Ом; РН0 — обмотка регулятора напря-жения, 1240 витков, 17 Ом; Р30-основная обмотка реле защиты, 75 витков; РЗу — удерживающая обмотка реле защиты, 950 витков, 42 Ом; РЗщ — встречная обмотка реле защиты, 1350 витков, 76 Ом; ОВ — обмотка возбуждения генератора; S3, Ш, М — выводные клеммы

Работа регулятора напряжения. Когда обороты ротора генератора молы и Ur

При замыкании контактов РН и запирании транзистора Т ток возбуждения падает, уменьшается напряжение генератора и контакты РН размыкаются. Затем весь процесс повторяется. Диод Дг служит для шунтирования токов самоиндукции обмотки возбуждения гене1 ратора, возникающих при переключении транзистора Т. Тем самым исключаются опасные для транзистора перенапряжения.

Работа реле защиты. При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения генератора на «массу» встречная обмотка РЗ в закорачивается. Ее магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку основной обмотки РЗ о, исчезает, и магнитный поток основной обмотки, притягивая якорь реле, замыкает контакты РЗ (при токе через основную обмотку Р30, равном 3,2-3,6 А). При этом на базу транзистора подается «+» (аналогично замыканию контактов РН), транзистор запирается, чем и защищается от повреждения.

Одновременно через замкнутые контакты реле защиты получает питание удерживающая обмотка РЗу, которая удерживает контакты РЗ замкнутыми до тех пор, пока выключатель зажигания не будет выключен, и короткое замыкание устранено. Реле-регулятор будет готов к работе только после устранения короткого замыкания и повторного включения выключателя зажигания ВЗ. Разделительный диод Др служит для исключения ложного срабатывания реле защиты при замыкании контактов РН.

Контактно-транзисторный реле-регулятор имеет более высокий срок службы и меньшую разрегулировку в процессе эксплуатации, чем вибрационные реле-регуляторы. Однако наличие механической системы разрыва электрической цепи (контакты, пружина, подвеска якоря реле) и наличие воздушных зазоров между якорем и сердечником реле требуют во время эксплуатации систематической проверки и регулировки регулятора. Указанные недостатки отсутствуют в бесконтактных транзисторных регуляторах напряжения, применяемых с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях ЗИЛ -130 и ГАЗ -24 «Волга».

К атегория: — 1Отечественные автомобили

Регулятор мощности на MOSFETах

электроника для дома

Регуляторы мощности переменного тока с фазоимпульсным управлением получили широкое распространение как в устройствах промышленной автоматики, так и в радиолюбительских конструкциях. Регулирующим элементом таких устройств является триодный тиристор, момент (угол) открывания которого регулируется подачей импульса или уровня напряжения на управляющий электрод,

а закрывание происходит в момент уменьшения тока, протекающего через тиристор, до нуля (при активной нагрузке — в момент перехода сетевого напряжения через ноль). Такое управление называется неполным, поскольку можно регулировать только угол открывания тиристора, а момент закрывания не регулируется. Разработанные в последние годы мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) позволяют построить несложный ключ для коммутации переменного тока с полным управлением, т.е. открыванием и закрыванием ключа.

Схема регулятора мощности представлена на рис.1. Силовой ключ выполнен на транзисторах VT1, VT2, включенных встречно-последовательно. Наличие в каждом транзисторе внутреннего защитного диода, включенного параллельно каналу в обратной полярности (анодом к истоку, катодом к стоку), позволяет обеспечивать протекание тока в нагрузке при положительных и отрицательных полупериодах сетевого напряжения.

На трех логических элементах микросхемы DD1 выполнен генератор импульсов с регулируемой скважностью. Частота импульсов — около 2 кГц (значительно выше частоты сетевого напряжения). При наличии высокого уровня на выходе инвертора DD1.3 транзисторный ключ открыт, и ток протекает через нагрузку. При этом в положительный полупериод ток протекает через открытый канал транзистора VT1 и защитный диод транзистора VT2, а в отрицательный полупериод — наоборот, через защитный диод транзистора VT1 и открытый канал транзистора VT2. Если же на выходе DD1.3 — низкий уровень, то оба транзистора закрыты, и нагрузка обесточена. Временные диаграммы работы регулятора показаны на рис.2. Очевидно, что изменение скважности импульсов позволяет изменять мощность нагрузки от нуля до максимального значения, соответствующего полному напряжению сети.

Питание микросхемы DD1 производится от однополупериодного выпрямителя с параметрическим стабилизатором, собранным на элементах R2 VD3, VD4, С2 Следует обратить внимание, что стабилизатора напряжения соединен с истоками полевых транзисторов и с общим проводом микросхемы, поэтому напряжение на затворы транзисторов подается относительно их истоков

Преимущество данного способа регулирования мощности перед фазоимпульсным состоит в том, что коммутация нагрузки происходит со значительно большей частотой, чем в регуляторах на тиристорах, это позволяет регулировать мощность для малоинерционных нагрузок.

Указанные на схеме полевые транзисторы IRF840 имеют следующие параметры: ток стока — 8 А, максимальное напряжение между стоком и истоком — 500 В, сопротивление канала в открытом состоянии — 0,85 Ом, рассеиваемая мощность — 125 Вт. Эти транзисторы можно заменить на IRF740, IRFP450, IRFP460, IRFPC50, IRFPC60, IRFP350, IRFP360 BUZ80. Перед установкой в устройство следует убедиться, что транзистор имеет защитный диод (это легко сделать с помощью омметра). Максимальная мощность нагрузки определяется предельным током открытого транзистора, при этом мощность, выделяющаяся на открытом канале, не должна превышать предельно допустимую Частота генератора в случае необходимости может быть изменена подбором емкости С1.

 

Литература

1. Колдунов А Транзисторы MOSFET. — Радиомир, 2004, N4 С 26

2 Семенов Б.Ю Силовая электроника для любителеи и профессионалов — М. СОЛОН-Р 2001

А.ЕВСЕЕВ,

г.Тула.

Является ли регулятор напряжения транзистором?

Вопрос задан: Твила Пагач
Оценка: 4,7/5 (48 голосов)

Регулятор напряжения — это, по сути, интегральная схема с несколькими транзисторами , а MOSFET — это ровно один транзистор. МОП-транзистор — это одиночный транзистор, который сможет обеспечить регулируемое напряжение, если он используется внутри всей схемы регулятора напряжения (или ИС).

В чем разница между транзистором и регулятором?

Регуляторы напряжения отличаются от транзисторов конструкцией, хотя транзистор можно использовать для регулирования напряжения в сочетании с резисторами и конденсаторами.Регуляторы дают постоянное выходное напряжение в цепи и ничего более, в то время как транзисторы действуют как переключатели. Вход усилителей и сигналов с фазовым сдвигом.

Используется ли транзистор для стабилизации напряжения?

Современные конструкции теперь используют твердотельную технологию (транзисторы) для выполнения той же функции, что и реле в электромеханических регуляторах. Электромеханические регуляторы используются для стабилизации сетевого напряжения — см. Стабилизаторы переменного напряжения ниже.

Что такое устройство регулятора напряжения?

Регулятор напряжения, любое электрическое или электронное устройство, поддерживающее напряжение источника питания в допустимых пределах .Регулятор напряжения необходим для поддержания напряжения в заданном диапазоне, который может быть допущен электрооборудованием, использующим это напряжение.

Что используется в качестве регулятора напряжения?

Стабилитрон используется в качестве стабилизатора напряжения.

Найдено 17 связанных вопросов

Какова основная функция регулятора напряжения?

Регулятор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки.Регуляторы напряжения бывают двух типов: линейные и импульсные.

Регуляторы напряжения тратят энергию впустую?

КПД можно рассчитать, разделив выходную мощность на входную мощность. Таким образом, если выходная мощность такая же, как и входная мощность, тогда КПД равен 100% и регулятор не тратит энергию впустую . Это идеальный, но недостижимый сценарий. Большинство импульсных стабилизаторов имеют КПД 80-90%.

Нужен ли регулятор напряжения?

Если вы не можете работать напрямую от аккумулятора или от внешнего адаптера переменного/постоянного тока, требуется регулятор напряжения . Скорее всего, потребуется несколько регуляторов напряжения.

Сколько существует типов регуляторов?

В основном существует два типа регуляторов напряжения: линейный регулятор напряжения и импульсный регулятор напряжения.Существует два типа линейных регуляторов напряжения: последовательные и шунтовые. Импульсные регуляторы напряжения бывают трех типов: повышающие, понижающие и инверторные.

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Стабилизатор напряжения: это устройство или схема, предназначенная для подачи на выход постоянного напряжения без изменений входного напряжения.Регулятор напряжения: это устройство или схема, предназначенная для подачи постоянного напряжения на выход без изменения тока нагрузки.

Является ли стабилитрон транзистором?

Транзистор , используемый в качестве стабилитрона. На рис. 9 показан транзистор, используемый в качестве простого электронного переключателя или цифрового инвертора. …При нулевом входном напряжении транзистор закрывается и через нагрузку протекает нулевой ток, поэтому между коллектором и эмиттером появляется полное напряжение питания.

Стабилизатор повышает напряжение?

Работа стабилизатора напряжения

Набор реле подключен таким образом, что они отключают цепь нагрузки при более высоких и низких напряжениях отсечки, а также переключают понижающее и повышающее напряжения на цепь нагрузки. … Таким образом, стабилизатор работает при различных условиях напряжения.

Как сделать транзистор PNP?

Транзистор PNP представляет собой тип транзистора, в котором один материал n-типа легирован двумя материалами p-типа…. Когда через базу PNP-транзистора протекает небольшой ток, он включается. Ток в транзисторе PNP течет от эмиттера к коллектору.

Какие существуют 2 типа регуляторов?

Существует два основных типа регуляторов напряжения: линейный и импульсный . Оба типа регулируют напряжение системы, но линейные регуляторы работают с низким КПД, а импульсные регуляторы работают с высоким КПД.

Как можно использовать стабилитрон в качестве регулятора напряжения?

Эксперимент

1. Установка напряжения Зенера (V _Z )
2. Установите значение последовательного сопротивления (R _S ).
3. Установите значение сопротивления нагрузки (R _L ).
4. Изменение напряжения постоянного тока.
5. Вольтметр устанавливается параллельно нагрузочному резистору, а амперметр — последовательно с последовательным резистором.
6. Выберите соответствующее напряжение постоянного тока, чтобы стабилитрон был включен.

В чем разница между buck и LDO?

Конструкции

LDO (Low Dropout) просты и экономичны, они используются для получения регулируемого выходного напряжения из более высокого входного напряжения. LDO имеет очень низкое падение напряжения на нем при регулировании выходного напряжения. … Понижающий преобразователь, или понижающий преобразователь, обеспечивает более низкое напряжение.

Какое регулирование напряжения лучше?

• Идеальное регулирование напряжения должно быть нулевым.
• Регулировка нулевого напряжения указывает на отсутствие разницы между напряжением холостого хода и полной нагрузкой.
• Это практически невозможно и допустимо только теоретически для идеальных устройств.

Как вы регулируете напряжение?

Для поддержания постоянного уровня напряжения независимо от величины тока, потребляемого от источника питания, источник питания может включать схему регулятора напряжения .Регулятор напряжения контролирует ток, потребляемый нагрузкой, и соответственно увеличивает или уменьшает напряжение, чтобы поддерживать постоянный уровень напряжения.

Какие бывают типы напряжения?

Существует два типа напряжения: напряжение постоянного тока и напряжение переменного тока . Напряжение постоянного тока (напряжение постоянного тока) всегда имеет одну и ту же полярность (положительную или отрицательную), например, в батарее. Напряжение переменного тока (напряжение переменного тока) чередуется между положительным и отрицательным.

Как выбрать регулятор напряжения?

Трехфазный размер

1. Определите входное напряжение для защищаемого оборудования или цепи.
2. Определите номинальную силу тока для защищаемого оборудования или цепи.
3. Умножьте напряжение на силу тока на 1,732 и разделите на 1000, чтобы получить номинал в кВА.

Каковы симптомы неисправного регулятора напряжения?

Неисправный регулятор напряжения может повлиять даже на двигатель вашего автомобиля.Например, когда эта часть автомобиля перестает работать должным образом, вы можете заметить, что двигатель вашего автомобиля время от времени глохнет или глохнет. У также могут быть проблемы с ускорением, когда вы ведете .

Сколько энергии потребляет регулятор напряжения?

Потребление электроэнергии стабилизаторами напряжения зависит от КПД стабилизатора. Обычно они имеют КПД 95-98%.А значит потребляют примерно 2-5% от максимальной нагрузки . Таким образом, если у вас есть стабилизатор на 1 кВА (или 1000 ВА), он будет потреблять около 50 Вт (при пиковой нагрузке).

Почему мы рассчитываем регулирование напряжения?

Регулирование напряжения (нагрузки) для поддержания фиксированного напряжения при различной нагрузке . Регулирование напряжения является ограничивающим фактором для определения размера проводника или типа изоляции.Ток в цепи должен быть меньше этого, чтобы удерживать падение напряжения в допустимых пределах.

Какие импульсные стабилизаторы низкого напряжения используются чаще всего?

12. Какие импульсные стабилизаторы низкого напряжения используются чаще всего? Объяснение: Стыковой пакет EI из кремнистой стали обладает высокой проницаемостью, высокой плотностью потока и простотой конструкции и монтажа, поэтому он чаще всего используется в импульсных регуляторах низкого напряжения.

Регулирование напряжения генераторов

Проблема регулирования напряжения в сети переменного тока принципиально не отличается от таковой в системе постоянного тока. В В каждом случае функция регуляторной системы заключается в контроле напряжения, поддерживать баланс циркулирующего тока во всей системе и исключить внезапные изменения напряжения (анти-рычаги) при приложении нагрузки к система. Однако есть одно важное отличие между системой регулятора генераторов постоянного тока и генераторы работают в параллельной конфигурации. нагрузка, которую несет какой-либо конкретный генератор постоянного тока в любом система с двумя или четырьмя генераторами зависит от ее напряжения по сравнению с напряжением на шине, а деление нагрузка между генераторами зависит от регулировок их регуляторов скорости, которые контролируются частотные схемы и схемы спада, обсуждавшиеся в предыдущем раздел о системах привода генератора с постоянной скоростью.

Когда генераторы переменного тока работают параллельно, частота и напряжение должны быть равны.Где синхронизация усилие требуется только для выравнивания напряжения между Генераторы постоянного тока, синхронизирующие силы необходимы для уравнять как напряжение, так и скорость (частоту) между Генераторы переменного тока. Для сравнения, синхронизация силы для генераторов переменного тока намного больше, чем для генераторов постоянного тока. Когда генераторы переменного тока достаточно размера и работают на неравных частотах напряжения на клеммах, возможны серьезные повреждения, если они внезапно соединяются друг с другом через общий автобус.Чтобы избежать этого, генераторы должны быть максимально точно синхронизированы перед подключением их вместе.

Регулирование выходного напряжения возбудителя постоянного тока, которое подает ток на поле ротора генератора, лучшее управление выходное напряжение генератора. Это выполнено регулированием 28-вольтовой системы, подключенной в цепи возбуждения возбудителя. Регулятор контролирует ток поля возбудителя и, таким образом, регулирует возбудитель выходное напряжение, подаваемое на поле генератора.

Транзисторные регуляторы генератора

Во многих авиационных генераторах используется транзисторный регулятор напряжения для управления выходной мощностью генератора. Перед изучением этого раздела обзор транзисторных принципы могут быть полезными.

Транзисторный регулятор напряжения состоит в основном из транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и, как правило, термистор. При работе ток течет через диод. и транзисторный тракт к полю генератора.Когда достигается надлежащий уровень напряжения, регулирующие компоненты заставить транзистор отключать проводимость для управления напряженность поля генератора. Регулятор, работающий диапазон обычно регулируется через узкий диапазон. термистор обеспечивает температурную компенсацию схема. Показан транзисторный стабилизатор напряжения на рисунке 10-323 будет упоминаться при объяснении работы этого типа регулятора.

На выход переменного тока генератора подается напряжение регулятор, где он сравнивается с эталонным напряжением, а разница подается на усилитель управления секция регулятора.Если выход слишком низкий, поле мощность возбудителя переменного тока увеличивается на схема в регуляторе. Если выход слишком высок, напряженность поля уменьшается.

Источник питания для мостовой схемы — CR1, который обеспечивает двухполупериодное выпрямление трехфазного выход трансформатора Т1. Выходные напряжения постоянного тока CR1 пропорциональны средним фазным напряжениям. Питание подается с отрицательного конца питания питание через точку B, R2, точку C, стабилитрон (CR5), точка D, и к параллельному соединению V1 и Р1.Точка взлета С моста расположена между резистор R2 и стабилитрон. В другой ноге опорный мост, резисторы R9, R7 и датчик температуры компенсационный резистор RT1 включен последовательно с V1 и R1 через точки B, A и D. Выход эта ножка моста находится на рычаге стеклоочистителя R7.

При изменении напряжения генератора, например, если напряжение падает, напряжение на R1 и V1 (как только V2 начнет проводить) останется постоянным. полное изменение напряжения будет происходить через мостовую схему. Поскольку напряжение на стабилитроне остается постоянное (как только он начинает проводить), полное напряжение изменение, происходящее на этом отрезке моста, будет через резистор R2. На другом плече моста напряжение изменение на резисторах будет пропорционально их значения сопротивления. Поэтому изменение напряжения на R2 будет больше, чем изменение напряжения на R9. к рычагу стеклоочистителя R7.Если выходное напряжение генератора падает, точка C будет отрицательной по отношению к рычаг стеклоочистителя R7. И наоборот, если напряжение генератора выход увеличивается, полярность напряжения между две точки поменяются местами.

Выход моста между точками C и A равен между эмиттером и базой транзистора Q1. При низком выходном напряжении генератора напряжение от моста будет отрицательным к эмиттеру и положительный к основанию.Это сигнал прямого смещения к транзистору, а эмиттер к коллектору ток поэтому будет увеличиваться. С увеличением тока, напряжение на эмиттерном резисторе R11 увеличится.

Это, в свою очередь, подаст положительный сигнал на базу транзистора Q4, увеличивая его эмиттерный ток до коллекторного и увеличивая падение напряжения на эмиттере резистор R10.

Это даст положительное смещение к основанию Q2, которое увеличит ток эмиттера к току коллектора и увеличить падение напряжения на его эмиттерном резисторе R4.Этот положительный сигнал будет управлять выходным транзистором Q3. Положительный сигнал на основании Q3 увеличит эмиттер-коллекторный ток.

Поле управления генератора возбуждения находится в коллекторная цепь. Увеличение мощности возбудителя генератор увеличит напряженность поля переменного тока генератор, что увеличит мощность генератора.

Для предотвращения возбуждения генератора, когда частота имеет низкое значение, рядом с клеммой F+ находится переключатель пониженной скорости.Когда генератор достигает подходящей рабочей частоты, переключатель замкнется и дайте генератору возбудиться.

Другим интересным элементом является линейка, содержащая резисторы. R27, R28 и R29 последовательно с нормально замкнутые контакты реле К1. Рабочая катушка это реле находится в нижней левой части схематический. Реле К1 подключено поперек питания питания (CR4) для транзисторного усилителя. Когда генератор запускается, электроэнергия подается от 28-вольтовая шина постоянного тока к полю генератора возбудителя, к flash the field» для начального возбуждения.Когда поле генератора возбудителя включено, переменный ток генератор начинает вырабатывать, а по мере нарастания реле K1 находится под напряжением, размыкая цепь полевой вспышки».

Как сделать схемы регулятора напряжения

Регулятор напряжения — это устройство, используемое для преобразования колеблющегося напряжения на его входе в определенное и стабильное напряжение на его выходе. Регуляторы напряжения могут быть механическими, электрическими, переменного или постоянного тока. В этой статье мы рассмотрим электронные линейные регуляторы постоянного тока.

Применение регуляторов

Для большинства цепей 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 шума в аудиоусилителях. В генераторах сигналов или генераторах выходная частота зависит от напряжения питания и также должна быть хорошо отрегулирована, чтобы поддерживать ее постоянной.

Типы регуляторов

Существует три основных класса или типа регуляторов: положительные регуляторы с положительным входным напряжением, отрицательные регуляторы с отрицательным входным напряжением, двойные регуляторы напряжения, , которые представляют собой наборы обоих, например.g., схема операционного усилителя и, наконец, регулируемые регуляторы , где может присутствовать любой из вышеперечисленных, но иметь ручку управления для изменения выходного напряжения по требованию.

Простой регулятор Зенера r

Зенеровский диод — это тип диода, который при подключении в конфигурации с обратным смещением (см. ниже) начинает «пробиваться» или проводить ток при определенном напряжении, называемом напряжением Зенера. Как только он начинает проводить, ток не останавливается, поэтому резистор (R1 показан ниже) должен ограничивать ток до безопасного значения.

В приведенном выше простом регуляторе Vin равно 12 В, Vout равно 5 В, а I равно 10 мА. Без стабилитрона R1 это было бы R=V/I = 12-5/0,01 = 700 Ом. Однако регулирования не будет, так как Зенер не будет дирижировать. Используя эмпирическое правило, стабилитрон должен проводить в два-пять раз больше тока нагрузки, скажем, 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 на резисторах R1 и D1 при больших токах нагрузки будет чрезмерной.Но это вполне подходящая схема для преобразования уровней сигналов, скажем, 5В вниз, в 3,3В модули.

Стабилитрон в качестве эталона и транзистор Q1

Здесь мы использовали стабилитрон в качестве эталона и транзистор Q1 в качестве последовательного стабилизатора, выполняющего тяжелую работу. Резистор R2 обеспечивает смещение для включения транзистора Q1 и подачи гораздо меньшего тока через стабилитрон D2. Если Vout равно 5 В, к этому добавляется падение напряжения база-эмиттер 0,6 В, поэтому D2 должен быть равен 5,6 В (обычно доступно), а R2 теперь должен 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 немного тока для стабилитрона, скажем, 560 Ом.

Но это все равно много тока тратится на нагрев стабилитрона. Итак, теперь мы добавили Q5 и сеть обратной связи от Vout, чтобы обеспечить полезную схему:

D4 больше не критичен и может быть любым в диапазоне от 1В до 4В и регулируемым. Поскольку Vout пытается превысить напряжение базы/эмиттера Q5 +0,6 + D4, он начинает отбирать ток у базы Q4, стабилизируя напряжение.R6 теперь может быть более значительным значением и не критично, так как 1k подойдет. R7 и R8 также обеспечивают более легкую регулировку.

Давайте сделаем еще один шаг вперед 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 равно 0,6 В. Например, если мы тщательно выбираем R14, чтобы он соответствовал точке, в которой мы хотим предотвратить перегрузку по току, скажем, 2 А, как только V на R14 = 1,2 В, D6 и D7 отнимут ток у базы Q6, не допуская дальнейшего тока питания более 2 А. .

Следовательно, R14 = 1,2/2 = 0,6 Ом. Но есть еще одно улучшение, которое мы можем сделать, чтобы предотвратить большие токи в диодах.

Заменены 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.

Регулятор постоянного напряжения

Здесь у нас есть простой трехвыводной стабилизатор с фиксированным напряжением. ИС стабилизаторов напряжения серии LM78xx выпускаются с несколькими различными напряжениями.Например, LM7812 выдает 12 В, LM7809 выдает 9 В, а LM7805 выдает 5 В.

C4 и C10 не следует путать со сглаживающими конденсаторами. Они предназначены для шума и стабильности и должны иметь низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление). C4 обычно 10 мкФ, а C10 1 мкФ. Обратите внимание, что диод D9 должен разряжать любую большую емкость нагрузки в обратном направлении, чтобы предотвратить обратное смещение регулятора, когда вход становится низким.

Регулируемый регулятор напряжения

И, наконец, мы подошли к концу эволюции с регулируемым трехвыводным стабилизатором — знаменитым стабилизатором напряжения LM317 и его отрицательным аналогом — отрицательным стабилизатором напряжения LM337.

C2 для шума и может быть 1 мкФ. Соотношение R20 и R23 задает выходное напряжение. Это могут быть два постоянных резистора или регулируемый потенциометр. R20 указано в техническом описании как нестандартное 240 Ом, но если сделать его стандартным 220 Ом, то для любого напряжения между V _max и V _min, R7 = (176*V _out ) – 220.

Так что, если вы хотите 9 В, R23 может быть фиксированным значением, то есть 176 * 9 — 220 = 1 кОм. Обратите внимание, что, поскольку внутреннее опорное напряжение составляет 1,25 В, что является самым низким значением, которое может обеспечить регулятор, ему также требуется не менее 2 В между входом и выходом, а максимальное напряжение составляет 32 В, поэтому он может обеспечивать регулировку от 1.от 2В до 30В. Сделать R23 10k.

Мощность, рассеиваемая регулятором, составляет (Vin-Vout )* Iout. Таким образом, для входа 12 В и выхода 5 В 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 будете брать с регулятора более 1А или он слишком горячий, чтобы его можно было держать пальцами, ему нужен радиатор. Вы можете попробовать установить его на корпус алюминиевой коробки, которую вы используете, или установить на кусок плоского алюминия или, что еще лучше, на подходящий радиатор и угадать размер.Вы должны быть в состоянии удобно держать регулятор, не обжигая при этом руку или пальцы.

Не забудьте оставить комментарий ниже, если у вас есть какие-либо вопросы!

Учебное пособие по регулятору напряжения

и основы

Принципиально регуляторы напряжения бывают двух типов: линейные и импульсные. Названия происходят от того, как они работают и как они достигают регулирования напряжения. Линейные регуляторы, как правило, немного дешевле в реализации, но они не так эффективны, как их более сложные переключающие варианты.

Существуют также некоторые «дешевые и грязные» методы, используемые в некоторых проектах. Ниже приводится краткое описание и пример каждого из них.

Линейный

Простой способ представить себе линейный регулятор — представить его как активный последовательный резистор. Он будет изменять свое эффективное сопротивление так, чтобы выходное напряжение оставалось неизменным. Преимущество такого дизайна в том, что он дешев, прост в реализации и обеспечивает относительно чистый вывод. Недостатком является то, что регулятор рассеивает относительно большое количество энергии.

Если вы рассматриваете линейный регулятор как последовательный резистор, вы можете понять, как он рассеивает мощность. Падение напряжения на регуляторе похоже на падение напряжения на резисторе: разница между входом и выходом. Таким образом, если на вход подается номинальное напряжение 9 В, а на выходе — номинальное значение 5 В, происходит номинальное падение на 4 В. Используя уравнение Мощность = Ток * Напряжение, вы можете увидеть, что даже 100 мА тока вызывают 400 мВт рассеивания тепла. Только что потеряно 400 мВт мощности!

Типовая линейная схема

Большинство микросхем линейного регулятора работают только с собой, входным конденсатором и выходным конденсатором.Хотя вы должны следовать рекомендациям в таблице данных, значение, которое вы выбираете для этих колпачков, обычно не так уж важно. Наиболее распространенным линейным регулятором является LM7805. Эта конструкция существует уже много лет и обычно используется в корпусе TO-220.

Выбор конденсаторов

Страница 22 таблицы данных Fairchild LM78xx показывает, что входной конденсатор должен быть не менее 0,33 мкФ, а выходной конденсатор — 0,1 мкФ. Многие люди предпочитают использовать гораздо большие значения. Однако в этом редко возникает необходимость.Так что возьмите пару керамических конденсаторов, и все готово!

Следите за входным напряжением

Имейте в виду, что линейные регуляторы, такие как серия LM78xx (где XX — выходное напряжение), для работы требуют на Vin примерно на 2 В больше, чем ожидаемое Vout. Например, на плате Arduino подача 5 вольт на Vin приведет только к 3,5 вольтам на 5-вольтовом узле. Таким образом, чтобы использовать LM7805 для получения 5 В, вам понадобится источник с напряжением не менее 7 В. Если только вы не используете регулятор Low Drop Out.

Регулятор с малым падением напряжения (LDO)

Существует один вариант линейного регулятора, называемый регулятором с малым падением напряжения или, чаще, LDO.Эти стабилизаторы предназначены для работы с входным напряжением, которое намного ближе к выходному напряжению по сравнению с традиционными линейными регуляторами.

LDO LP2985 [техническое описание] от Texas Instruments (National) является популярным LDO. Этот LDO хорош только для слаботочных приложений, так как он ограничен примерно 150 мА. Однако при использовании версии микросхемы на 5 В входное напряжение может составлять около 4,7 В и все еще оставаться в стабилизаторе, что отлично подходит для приложений с питанием от батареи!

При использовании LDO важно выбрать правильные значения ограничения, поскольку они гораздо более чувствительны к изменениям выходного сигнала по сравнению с их «большими» традиционными линейными аналогами.Например, в даташите на LP2985 написано:

.

Как и для любого регулятора с малым падением напряжения, для стабильности регулятора LP2985 требуются внешние конденсаторы. Эти конденсаторы должны быть правильно подобраны для обеспечения хорошей производительности.

Потом почти целая страница посвящена обсуждению, какие конденсаторы выбрать.

LDO

имеют преимущество перед традиционными линейными стабилизаторами, но они немного сложнее. По сути, они по-прежнему работают так же и могут сжигать довольно много энергии.Для экономии энергии используется совершенно другой тип схемы регулятора.

Импульсные регуляторы

Пример схемы переключения

Ключ к пониманию того, как работает импульсный источник питания, основан на двух принципах: как работают транзисторы и как накапливать энергию в катушках индуктивности и конденсаторах.

Транзисторы

Теоретически, когда транзистор работает как переключатель, он не падает напряжения, в то время как когда он включен и блокирует весь ток, когда он выключен .Если нет падения напряжения или тока, то мощность не тратится впустую в виде тепла. К сожалению, это происходит только в теории. На практике также имеет место небольшое падение напряжения или протекание тока, что приводит к потере некоторой мощности .

Катушки индуктивности и конденсаторы

Индукторы (катушки) накапливают энергию в магнитном поле, когда в них пропускают ток. Конденсаторы действительно работают как фильтры напряжения. Глядя на схему ниже, вы заметите, что помимо выходного конденсатора в микросхеме есть катушка индуктивности.

Катушки индуктивности не любят, когда их ток меняется, поэтому они стараются поддерживать ток таким же. В то время как конденсаторы не любят изменения напряжения, поэтому они используют свою энергию для поддержания постоянного напряжения.

Переключение

Когда транзистор включается, он заряжает катушку. Когда катушка имеет достаточный заряд, транзистор выключается. Затем катушка отдает свою энергию в виде тока в нагрузку. Выходной конденсатор работает с катушкой индуктивности, чтобы поддерживать постоянное напряжение.Транзистор внутри импульсного стабилизатора IC будет изменять скорость переключения (или рабочий цикл), чтобы также помочь управлять выходным напряжением.

Эта связь — очень сложная операция, но она дает огромное преимущество. Несмотря на то, что в реальных деталях происходит потеря энергии, импульсный источник питания очень эффективен. Компромиссы:  1) используемые компоненты немного больше, особенно катушка. 2) Расположение компонентов имеет решающее значение для минимизации электрических помех.3) Правильный выбор компонентов также важен. Если конструкция требует определенной емкости или размера катушки, эти значения необходимо выбирать тщательно.

Понижение и усиление

Существует несколько различных типов коммутационных блоков. Два наиболее важных, которые нужно знать, — это «понижающее» предложение и «повышенное» предложение. «Понижающий» источник питания будет потреблять большее напряжение и «понижать его» до более низкого выходного напряжения. Например, он может принимать питание 7 В и создавать выходное напряжение 5 В. В то время как «подталкивающий» источник работает в обратном направлении.Например, ячейка батареи AA 1,5 В может быть «повышена» до 5 В.

И, наконец, их можно объединить в «Усилитель-бакс», который делает и то, и другое. Возьмем пример, когда вам нужно 5 вольт при работе от 6-вольтовой батареи (4 AA последовательно). Понижающая часть будет работать до тех пор, пока батареи не разрядятся примерно до 5 В, а затем повышающая часть будет работать до тех пор, пока батареи полностью не разрядятся.

Альтернативные «Регуляторы»

При рассмотрении альтернатив регуляторам напряжения возникают три распространенных метода:  1) делитель напряжения, 2) стабилитрон и 3) без регулятора.Давайте посмотрим, как работает каждый из них.

Делитель напряжения

Новички в области электроники часто спрашивают, могут ли они использовать делитель напряжения в качестве регулятора. Подход кажется простым на первый взгляд, рассчитайте резистор, который обеспечивает необходимое Vout.

Худший способ сделать регулировку напряжения!

В этом слишком простом понимании есть две проблемы. Во-первых, не учитывается изменение Вин. Когда изменится Вин, изменится и Воут. Что еще более важно, это делает неверное предположение, что нагрузка (или устройство, подключенное к Vout) имеет постоянное И очень низкое потребление тока.Нагрузка параллельна Z2, то есть является частью общего делителя.

Почти невозможно рассчитать делитель для ИС, такой как микропроцессор, потому что он постоянно меняет свое текущее использование, что постоянно меняет Vout. Так что никакого регулирования не происходит.

Существуют никогда ситуации, когда вместо регулятора следует использовать делитель напряжения.

Ознакомьтесь с видеоуроком AddOhms по делителям напряжения, чтобы получить дополнительную информацию о том, как они работают.

Стабилитрон

Диоды Зенера

являются уникальными диодами, потому что они проводят ток как в прямом, так и в обратном направлении. Они проводят в обратном направлении при определенном напряжении.

Если источник превышает обратное напряжение пробоя стабилитрона, он проводит ток, поддерживая напряжение, видимое нагрузкой, «в режиме регулирования». Для этого необходим последовательный резистор, обозначенный как R1. Он не дает стабилитрону сгореть, когда он начинает проводить ток.Это также означает, что R1 потребляет энергию независимо от того, проводит стабилитрон или нет.

Зенеры

в качестве регуляторов работают нормально, когда у вас очень маломощная схема с питанием от батареи. Однако, если вам нужно больше, чем несколько десятков мА тока, они, вероятно, не являются разумным решением. Иногда люди будут использовать их с датчиками для защиты от скачков напряжения от повреждения датчика.

Без регулятора

Иногда обсуждается идея вообще не использовать регулятор.Или только конденсатор используется для сглаживания какой-то шумной подачи. Можно утверждать, что если напряжение остается выше минимума микросхемы и ниже максимального входа, то его не нужно будет регулировать. Во многих случаях это может быть правдой. Однако если микросхема имеет какие-либо аналоговые функции, например, аналого-цифровой преобразователь, то этот метод становится весьма проблематичным.

Типичным примером являются проекты Arduino, работающие от 4 аккумуляторов типа АА. Эти элементы имеют номинальное напряжение 1,2 В, поэтому 4 последовательных элемента обеспечивают 4.8В. Поскольку они не могут превысить это значение, возможно, вообще не потребуется использовать регулятор. Однако, если был использован импульсный источник питания, можно было бы получить больше жизни от этих ячеек.

Регуляторы напряжения

поддерживают напряжение на стабильном уровне, чтобы цепи могли работать предсказуемым образом. Выбор типа регулятора зависит от того, как используется схема. Для большинства хобби-проектов я бы порекомендовал использовать относительно простой линейный регулятор и рассматривать LDO только в случае необходимости. Такие варианты, как диод Зенера в качестве стабилизатора, могут быть хороши только для самых минималистичных конструкций, особенно с учетом того, насколько дешевы детали серии LM78xx. .Делитель напряжения никогда не должен использоваться в качестве источника питания.

Вопросы о том, чем отличаются регуляторы или что выбрать для вашего приложения? Оставляйте комментарии ниже.

%PDF-1.4 % 1 0 объект >поток 2019-11-27T13:25:37+08:002022-04-24T13:35:33-07:002022-04-24T13:35:33-07:00iText 4.2.0 от 1T3XTuuid:182cce10-c1a1-49ac-817f -c0077f81c6c3xmp.did: 3FA86E3D911CEA11A1BCD1374568ADDDxmp.did: 3FA86E3D911CEA11A1BCD1374568ADDD

savedxmp.iid: 3FA86E3D911CEA11A1BCD1374568ADDD2019-12-12T09: 11: 12 + 05: 30Adobe Bridge CS6 (Windows) / метаданных

заявка/pdf

С.А. З. Мурад

А. Харун

М. Н. М. Иса

С. Н. Мохьяр

Р. Сапави

Дж. Карим

конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект >поток xXKo6ϯXE»b{+bO-K»(Kckn{$DL>L>^ct,QCqXçg3LQ`$^+QW%:hz)]*LOOa4-qOQa0

Упрощенный трехфазный стабилизатор переменного напряжения на основе транзисторов

Контекст 1

… Государственный технический университет, Новосибирск, Россия I. ВВЕДЕНИЕ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ Устройства плавного пуска асинхронного двигателя, содержащие встречно-параллельные тиристоры в каждой фазе, характеризуются двумя общими недостатками [1]. Во-первых, это низкие показатели качества энергии во время пуска, что, в частности, выражается в несинусоидальности выходных напряжений и выходных и входных токов, а также фазовом сдвиге между основными входными напряжениями и токами. Второй учитывает коэффициент преобразования, ограниченный единицей.Этот недостаток делает невозможным поддержание выходного напряжения на номинальном значении при уменьшении входного напряжения. Многозонные тиристорные регуляторы переменного напряжения (РАВ) были предложены в [2, 3] в качестве преобразователей, позволяющих выявить некоторые недостатки традиционных регуляторов. Новые регуляторы, в частности, позволяют улучшить показатели качества электроэнергии, но также имеют коэффициент преобразования напряжения, ограниченный единицей. II. БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПОВЫШАЮЩИЙ РАВ В статье рассматриваются новые бестрансформаторные регуляторы переменного напряжения, свободные от указанных ограничений.Они характеризуются синусоидальными формами входных и выходных токов и способностью повышать напряжение. Новые регуляторы могут быть использованы для улучшения качества энергии устройств плавного пуска асинхронных двигателей. Схема предлагаемого базового трехфазного транзисторного регулятора переменного напряжения представлена ​​на рис. 1. Двунаправленный переключатель переменного тока, используемый в регуляторе, изображен на рис. 2. Показана векторная диаграмма, поясняющая принцип работы регулятора. на рис.3. На рис. 4 представлены результаты моделирования, полученные программой PSIM для базового РАВ. Также показаны входное напряжение и ток, управляющие сигналы для двунаправленного переключателя конденсаторной ветви и выходное напряжение с током. Регулятор работает следующим образом. Управляющие импульсы переключателей S 1 и S 2 включают их поочередно, тем самым замыкая и размыкая цепь, содержащую либо дроссель L 1 , либо конденсатор С 1 . Происходит переключение между векторами основных напряжений V 1C и V 1L .Эти векторы характеризуют напряжение нагрузки при включенной ветви с конденсатором С 1 или катушкой индуктивности L 1 . Становится возможным получить требуемое напряжение нагрузки V 1 , так как результирующий вектор выходного напряжения будет характеризоваться суммой векторов qV 1C и (1–q) V 1L и зависеть от относительного времени q длительности их переключений. Конденсатор С 2 необходим для приема энергии, запасенной в катушке индуктивности, при разрыве соответствующей ветви. Упрощенный регулятор с уменьшенным вдвое числом переключателей показан на рис.5. Осциллограммы его токов и напряжений показаны на рис. 6. Резистор R необходим для демпфирования. Дальнейшее уменьшение количества переключателей в регуляторе может быть достигнуто в регуляторе, где предусмотрена возможность подключения к обеим клеммам фаз источника питания, что может иметь место в автономной системе электроснабжения. Схема простого регулятора для этого случая показана на рис. 7, а те же осциллограммы показаны на рис. 8. Включение транзистора Т последовательно с источником питания и нагрузкой заставляет конденсаторы С 1 переключаться через диоды трехфазных транзисторов. фазный мост М 1 , при последовательном включении транзистора Т 2 с источником питания и нагрузкой катушки индуктивности L 1 переключаются через диоды трехфазного моста М 2 .Таким образом, режим работы этой схемы аналогичен режиму работы регулятора на рис. 1, но в этой схеме только два транзистора вместо двенадцати в первой схеме при одинаковом количестве диодов в обеих топологиях, т.е. тоже двенадцать. Характер переходного процесса в регуляторе при линейном увеличении напряжения нагрузки показан на рис. 9 (нагрузка — асинхронный двигатель А02-52-4 с P л =10кВт, η =88,5%, n=1450об/мин и cos φ =0,87), где: а) основные значения тока нагрузки и среднеквадратичных значений напряжения, б) напряжение нагрузки и частота вращения двигателя.Для построения математической модели регулятора на гладкой составляющей (фундаментальной) используется прямой метод расчета (ПРД2) [4]. Эквивалентная схема одной фазы регулятора показана на рис. 10. Дифференциальные уравнения схемы для обоих ее состояний можно записать …

Регулятор напряжения серии

и шунтирующий регулятор напряжения

(Последнее обновление: 17 апреля 2022 г.)

Описание:

Регулятор напряжения серии и шунтирующий регулятор напряжения — . В этой статье мы подробно обсудим серийные и шунтовые регуляторы напряжения.

Регулятор напряжения

Образцовый источник питания всегда имеет постоянное напряжение на выходных клеммах, независимо от значений принимаемого тока (или в пределах его номинального тока, независимо от величины нагрузки, к которой он подключен). Однако выходные напряжения в практическом источнике питания изменяются в зависимости от величины тока его нагрузки (обычно с увеличением тока нагрузки напряжения источника питания уменьшаются или падают). Спецификации источника питания также содержат номинальный ток при полной нагрузке (I _FL ), который является максимальным током, проходящим через источник питания.Когда достигается полный ток нагрузки, в этот момент напряжения на клеммах источника питания называются напряжениями полной нагрузки (V _FL ). Напряжения холостого хода (V _NL ) представляют собой напряжения на клеммах разомкнутой цепи, т. е. когда от источника питания не поступает ток (нулевой ток), напряжения на клеммах источника питания в это время называются напряжениями без нагрузки. На рисунке 1 показаны режимы питания без нагрузки и при полной нагрузке.

Измерение эффективности источника питания, с помощью которого можно установить, насколько лучше источник питания, позволяет источнику питания поддерживать постоянное напряжение между состояниями без нагрузки и полной нагрузкой.Его процентное напряжение называется регулированием. (Процентное значение регулирования напряжения правильного источника питания равно нулю), т.е.

Фигура 1

Регуляторы напряжения

Регулятор напряжения представляет собой устройство или набор устройств, сконструированных таким образом, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение источника питания в максимально возможной степени. Ее также называют системой управления с обратной связью, поскольку она обеспечивает обратную связь посредством проверки выходных напряжений. Он компенсирует любую тенденцию выходного напряжения и автоматически увеличивает или уменьшает напряжение питания в соответствии с требованиями.Таким образом, задача регулятора состоит в устранении любых изменений выходного напряжения (которые могут возникнуть в результате изменения нагрузки, изменения входного напряжения или изменения температуры). Существует два типа регуляторов напряжения.

Регулятор напряжения серии
2. Шунтирующий регулятор напряжения

Регулятор напряжения серии

Регулятор, управляющий элемент (обычно транзистор), который монтируется в ряд входного и выходного напряжения, известен как последовательный регулятор напряжения.

На рисунке 2 показана функциональная блок-схема регулятора последовательного типа. Функциональная схема работает как полезная модель, чтобы можно было легко понять принципы модели последовательного регулятора. Выход определяет изменения в простой цепи, выходное напряжение, детектор ошибок сравнивает простое напряжение с эталонным напряжением и, таким образом, подает сигналы на управляющий элемент для поддержания постоянного выходного напряжения. Наряду с фильтрующим конденсатором нестабилизированный вход постоянного тока, подаваемый через выпрямитель (обозначенный на схеме как V _на ), передается на управляющий элемент, установленный в регуляторе, через выход которого, регулируемые выходные напряжения ( V ₀ ).Элемент управления представляет собой устройство, с помощью которого получают постоянное выходное напряжение, регулируя его рабочее состояние в соответствии с потребностями. Поскольку управляющий элемент устанавливается последовательно между (V _в ) и (V ₀ ), поэтому такой тип регулятора также называют регулятором напряжения последовательного типа. Схема дискретизации создает обратную связь, пропорциональную выходному напряжению (V ₀ ). Эти обратные связи принимаются схемой компаратора в виде сигнала, который путем взаимного сравнения опорного сигнала и сигнала обратной связи выдает свой выход на управляющий элемент в виде управляющего сигнала.Этот управляющий сигнал регулирует рабочее состояние управляющего элемента.

Например, если V ₀ уменьшается из-за увеличения нагрузки, компаратор выдает такой выход (или выдает такой управляющий сигнал), за счет которого увеличивается управляющий элемент (V ₀ ). Другими словами, Vo автоматически увеличивается до тех пор, пока схема компаратора, обнаруживая новые изменения между сигналом обратной связи и опорным напряжением, не начнет подавать новый управляющий сигнал на управляющий элемент.Точно так же схема компаратора пропускает такой управляющий сигнал на управляющий элемент в результате увеличения V ₀ (за счет снижения нагрузки), в результате чего V ₀ уменьшается. Для дальнейшего пояснения блок-схема последовательного регулятора напряжения показана на рисунке 3

.

 

Рисунок 2

 

Рисунок 3

Регулятор напряжения серии транзисторов

На рис. 4 показан простой последовательный регулятор напряжения, состоящий из транзистора.Здесь в качестве управляющего элемента выступает резистор NPN, который часто называют проходным транзистором, так как благодаря проводимости он пропускает через регулятор весь ток нагрузки. Обычно это силовой транзистор, установленный на радиаторе. Стабилитрон обеспечивает опорное напряжение. Поскольку все выходное напряжение (V0) используется для обратной связи в таких типах схем, следовательно, он не содержит какой-либо схемы дискретизации.

Рисунок 4

Как видно из схемы, стабилитрон обратного смещения, и обратный ток на него подается через сопротивление R.Хотя (Vin) не регулируется, его значения поддерживаются максимальными в разумной степени, а значение R поддерживается низким в приемлемой степени, чтобы Зенер мог сохраняться в области обратного пробоя. Таким образом, Vz остается постоянным, несмотря на изменение входного напряжения, (V _z ) остается неизменным. Если к выходному контуру применить закон Кирхгофа, мы получим следующее уравнение

В _БЭ = В _z – В ₀

Согласно уравнению, если (V _z ) является постоянным, изменение (V _BF ) происходит из-за любого изменения (V ₀ ).Например, если V ₀ уменьшается, (V _BE ) обязательно должно увеличиваться (поскольку V _z постоянны). Точно так же, если V ₀ увеличивается, (V _BE ) должно уменьшаться.

При уменьшении V ₀ (V _BE ) имеет тенденцию к увеличению, за счет чего увеличивается и проводимость NPN-транзистора. Таким образом, увеличивается ток нагрузки, за счет чего происходит увеличение V0 (из-за того, что V ₀ = IL RL). Наоборот, при увеличении V ₀ (V _BE ) уменьшается, за счет чего снижается и проводимость транзистора (т.е. через него проходит малый ток), поэтому ток нагрузки уменьшается, и, как следствие, (V ₀ ) также уменьшается.

Шунтирующий регулятор напряжения

Регулятор, управляющий элемент которого расположен параллельно нагрузке, называется шунтирующим регулятором (рис. 5). Для дальнейшего пояснения была показана функциональная блок-схема регулятора шунтового типа на рисунке 6. Компоненты на блок-схеме выполняют те же функции, что и компоненты последовательного регулятора.Однако следует помнить, что управляющий элемент в шунтирующем регуляторе напряжения расположен параллельно нагрузке, поэтому он называется шунтирующим регулятором. Управляющий элемент в случае изменения тока нагрузки (IL) поддерживает постоянное напряжение нагрузки на нагрузке, пропуская из себя низкий или высокий шунтирующий ток (I SB).

Figure5

Если элемент управления считать переменным сопротивлением согласно схеме, процесс элемента управления становится легко понять. Например, при уменьшении напряжения нагрузки сопротивление управляющего элемента автоматически увеличивается, поэтому в сторону управляющего элемента течет небольшой ток, и напряжения на нагрузке возрастают.И наоборот, если напряжение нагрузки увеличивается, сопротивление элемента управления становится низким, поэтому напряжение нагрузки уменьшается из-за прохождения большего тока через элемент управления.

Другими словами, сопротивление источника (R _s ) на входной или нерегулируемой стороне диаграммы; принимает форму делителя напряжения, за счет параллельного монтажа элемента управления и (R _L ) (т.е. работает как делитель напряжения). Таким образом, когда сопротивление управляющего элемента увеличивается, сопротивление параллельной комбинации увеличивается, а напряжение нагрузки также увеличивается вследствие действия делителя напряжения.

Дискретный шунтирующий регулятор напряжения

На рис. 6 показан индивидуальный или дискретный (состоящий из изолированных или отдельных частей) шунтирующий регулятор напряжения, в котором транзистор Q ₁ выполняет функцию шунтирующего управляющего элемента. Поскольку напряжения Зенера (V _z ) постоянны, поэтому любые изменения выходного напряжения вызывают пропорциональное изменение напряжения, параллельное (RL). Таким образом, если (V ₀ ) уменьшается, напряжение, параллельное (R _L ), также уменьшается.Поскольку напряжения, параллельные (R _L ), также являются базовыми напряжениями Q ₂ , следовательно, базовые напряжения Q ₂ также уменьшаются. Таким образом, уменьшается проводимость Q ₂ , за счет чего уменьшается и базовый ток Q ₁ . Таким образом, проводимость Q ₁ также уменьшается из-за низкого тока базы и, таким образом, шунтирует малый ток через нагрузку (через нее проходит малый ток), в результате напряжение на нагрузке увеличивается. Наоборот, проводимость Q ₁ и Q ₂ увеличивается из-за увеличения V0, таким образом, очень низкий ток проходит в сторону нагрузки (другими словами, более высокий ток проходит через Q ₁ в результате увеличения в его проведении), вследствие чего (V ₀ ) автоматически уменьшаются.

цифра 6

Для проектов, связанных с электроникой и программированием, посетите мой канал YouTube.