Принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения: Стабилизатор напряжения 220в схема электрическая принципиальная. Схема стабилизатора напряжения сети. Упрощенные электронные стабилизаторы напряжения

электронных, релейных, электромеханических и инверторных

Любое электрооборудование проектируется с расчётом на стабильные параметры сетевого напряжения. Это необходимо по двум причинам:

1. Подключённое к сети устройство должно обеспечивать стабильные параметры тока на выходе в соответствии со своим целевым предназначением;
2. Электрическая схема оборудования нуждается в защите от аномалий входного тока, которые являются основной причиной сбоев в работе и выходе из строя потребителей электроэнергии вследствие перегорания их токопроводящих контактов и элементов.

Чтобы питающее сетевое напряжение оставалось неизменным, используется специальное устройство – стабилизатор напряжения. Он осуществляет выравнивание характеристик входного тока и обеспечивает отключение потребителей в случае возникновения короткого замыкания или других критических сетевых аномалий.

Виды стабилизаторов напряжения

Принципиальная схема стабилизатора напряжения включает 2 основных элемента, функции которых заключаются в сравнении входных параметров тока с требуемыми и регулировкой выходных характеристик. При выборе стабилизатора необходимо учитывать его основные параметры, которые должны соответствовать свойствам электросети и особенностям питающихся от неё потребителей.

В список главных характеристик любого стабилизирующего устройства входят:

• Точность стабилизации;
• Скорость реакции на изменения параметров входного тока;
• Эксплуатационная надёжность;
• Защищённость от помех;
• Срок эксплуатации;
• Стоимость.

Существует несколько технических решений, позволяющих обеспечить стабильные параметры тока в сетях электропитания различного назначения. Наиболее широкое применение получили следующие виды стабилизаторов напряжения:

Сервоприводные. Обеспечивают высокую точность стабилизации и обладают неплохой устойчивостью к сетевым перегрузкам, включая короткое замыкание. Схема стабилизатора напряжения сервоприводного типа имеет существенный недостаток – низкую скорость реакции на изменения характеристик входного тока, вследствие их целесообразно использовать для защиты потребителей, питающихся от сетей, исключающих резкие скачки напряжения на входе.

Релейные. Характеризуются завидным быстродействием, однако не способны обеспечить высокую точность и качество выравнивания выходного напряжения, вследствие чего применяются для защиты электрооборудования малой мощности.

Электронные. Работают по тому же принципу, что и релейные, но вместо коммутационных реле функцию регулировки выходного напряжения выполняют электронные ключи – симисторы или тиристоры.

Устройства этого типа отличаются высокой скоростью стабилизации и надёжной защитой от резких скачков входного напряжения. К недостаткам можно отнести сравнительно большую погрешность при выравнивании выходного тока и высокую стоимость.

Электромеханические. Представляют собой разновидность сервоприводных стабилизаторов. В отличии от последних, в оборудовании этого класса вместо графитовых щёток используются ролики, обеспечивающие защиту от перегрева, высокую перегрузочную способность и продолжительный срок службы системы. Главным минусом электромеханического стабилизатора является сравнительно высокая стоимость.

В продаже встречаются гибридные (с двойной релейной схемой), а также инверторные и широтно-импульсные (ШИМ) стабилизаторы. Они обеспечивают высокую скорость выравнивания выходного тока с небольшой погрешностью и могут работать с широким диапазоном входных параметров напряжения. Стабилизаторы с подмагничиванием и дискретным высокочастотным регулированием являются узкоспециализированными, вследствие чего широкого применения на практике не получили.

Сервоприводные стабилизаторы

Схема стабилизатора напряжения сервоприводного типа включает:

• Блок защиты от перегрузки;
• Автотрансформатор;
• Серводвигатель с редуктором;
• Блок управления

Сервоприводные стабилизаторы напряжения осуществляют выравнивание выходного тока посредством сервопривода, который приводит в движение коммутационные контакты – графитовые щётки. Перемещение последних в нужную позицию обмотки трансформатора осуществляется плавно без прерывания фазы и искажений синусоиды выходного напряжения. При скачках или проседаниях входного тока в пределах 10 В блок управления выдаёт команду серводвигателю, который двигает коммутационные контакты до достижения требуемых на выходе 220 В.

Схема регулируемого стабилизатора напряжения сервоприводного типа включает подвижные элементы, что снижает его надёжность и долговечность. Кроме того, устройства этого класса поддерживают достаточно узкий диапазон входного напряжения (150-260 В) и допустимой нагрузки (в пределах 250-500 Вт). В то же время, работают они практически бесшумно и обеспечивают погрешность выравнивания параметров тока не более 2-3%.

Стабилизаторы релейного типа

Принцип работы устройств стабилизации релейного типа основан на ступенчатом регулировании напряжения. Осуществляется оно посредством силовых реле, которые выполняют коммутацию секций на вторичной обмотке автотрансформатора после вычисления необходимого числа трансформации контролирующим входные и выходные параметры тока процессором.

К основным достоинствам релейных стабилизаторов относят:

1. Компактные габариты и небольшой вес;
2. Широкий диапазон выравнивания;
3. Возможность применения при температурном режиме -20…+40°C;
4. Низкую стоимость.

Главные минусы этого оборудования – малая перегрузочная способность и снижение скорости стабилизации при увеличении точности последней.

Электронные стабилизаторы напряжения

Электронные устройства стабилизации работают по принципу ступенчатого регулирования напряжения посредством автоматической коммутации участков вторичной обмотки трансформатора, которая осуществляется силовыми электронными ключами, управляемыми процессорным блоком.

Отсутствие открытой коммутации исключает возникновение искр и окисление токопроводящих контактов схемы стабилизатора при избыточном токе на входе. Кроме того, оборудование этого класса обеспечивает малую инерционность срабатывания, отличается высокой конструктивной надёжностью и полностью бесшумной работой.

Можно собрать электронный стабилизатор напряжения 220В своими руками. Стоимость такое устройство будет иметь гораздо меньшую, чем произведённое на заводе, обеспечивая простоту в обслуживании. Основным недостатком самодельных решений является их низкая надёжность.

Инверторные стабилизирующие устройства

Всё более популярными становятся устройства стабилизации, работающие по принципу двойного преобразования напряжения. Они не имеют подвижных элементов и обеспечивают куда более высокое качество выравнивания тока, чем классические сервоприводные, релейные и электронные.

Схема инверторного стабилизатора напряжения 220В включает:

• Входной частотный фильтр;
• Выпрямитель напряжения;
• Корректор коэффициента мощности;
• Накопительный конденсатор;
• Преобразователь постоянного напряжения в переменное (инвертор) с требуемыми на выходе устройства характеристиками.
• Микроконтроллер.

Входной ток проходит частотную фильтрацию, после чего выпрямитель превращает его в постоянный с правильной синусоидой. В результате значительно возрастает коэффициент мощности. Постоянное напряжение заряжает конденсаторы, с которых ток поступает на инвертор, где выравниваются его частота и напряжение до требуемых 50 Гц и 220 В соответственно.

Инверторные устройства стабилизации обеспечивают КПД выше 90% и практически нулевую инерционность, поддерживая широкий спектр входных параметров тока.

Схема подключения стабилизатора напряжения не представляет особой сложности.

Очень важно при этом грамотно выбрать сечение кабеля:

• Чем выше мощность устройства, тем большей должна быть площадь сечения;
• При низком уровне входного напряжения сила тока будет большой, поэтому для сетей с преобладающими проседаниями напряжения следует выбирать сечение кабеля с запасом.

И главное: при подключении стабилизатора любого типа требуется неукоснительно соблюдать правила электробезопасности и рекомендации производителя, указанные в паспорте устройства.

Сетевой стабилизатор напряжения | Микросхема

Поводом для публикации статьи про сетевые стабилизаторы напряжения послужил комментарий одного из наших уважаемых радиолюбителей в заметке про мощные стабилизаторы напряжения, обеспечивающие ток нагрузки до 3 ампер.

Здесь рассмотрим именно сетевые стабилизаторы напряжения бытового назначения, т.е. которые обеспечивают на выходе стандартное для многих стран (хотя далеко не всегда оно таковое – прим. AndReas) потребительское напряжение 220 вольт. Так вот, при девиации сетевого напряжения на входе такого стабилизатора они призваны приводить его к номиналу 220 вольт на выходе. Таким образом, обеспечивается стабильное и бесперебойное питание бытовых приборов или оргтехники, что способствует значительному продлению срока эксплуатации бытовой техники.

Не буду загружать вас, уважаемые радиолюбители, теоретическим материалом, поскольку здесь и так все ясно. Схем различных сетевых стабилизаторов напряжения масса. Большинство из них также уже содержат фильтры от ВЧ помех и прочие «навороты». Но фирмы при покупке у них готового сетевого стабилизатора напряжения всегда «до кучи» пытаются «навалить» «левого», уже ненужного товара, например, сетевые фильтры. А цена на данные устройства порой доходит до абсурда.

Для начала небольшая ремарка. Если вы зашли на эту страничку, чтобы просто найти подходящий стабилизатор для себя, то можете поискать, например, здесь. Некоторые модели вполне заслуживают внимания.

Поскольку речь в комментарии зашла про сетевые стабилизаторы напряжения торговой марки Defender, то остановлюсь на них чуточку подробнее. Если изучить номенклатуру предлагаемых ими стабилизаторов, то в описании практически каждого устройства написано одно и то же назначение, а именно: предназначен для защиты электропитания бытовой аудио- и видеотехники, компьютеров, периферии и другой электронной аппаратуры от длительного повышения или понижения напряжения в сети, импульсных помех, а также для защиты от высокого напряжения.

Лично я для компьютера и другой маломощной цифровой электроники, вместо каких бы то ни было сетевых стабилизаторов, использую источник бесперебойного питания (или инвертор или преобразователь — кому как нравится). Вот это крайне полезное устройство во всех отношениях. Оно и от девиации напряжения спасает (кстати, в некоторые современные модели таких инверторов уже встроены стабилизаторы), и от его совершенного падения до нуля, да и от помех защищает.

А сетевые стабилизаторы напряжения не то чтобы необходимы, но рекомендованы приборам с электродвигателями и низкочастотными трансформаторами. А действительно необходимы они этим самым приборам за городом, на даче, т.е. там, где на выделенной вам электролинии напряжение много меньше даже 180 вольт.

Ну да ладно, лирику в сторону, продолжаем по существу. Как мне стало известно, в сетевых стабилизаторах напряжения Defender AVR применяется автотрансформаторная схема с цифровым управлением, а раньше использовалась схема с аналоговым управлением. Пример схемы с аналоговым управлением:

Более про бытовые стабилизаторы Defender никаких данных, к сожалению, найти не удалось. Вообще подобные фирмы неохотно раскрывают, так сказать, коммерческую тайну. Хотя, было бы что скрывать, если подобных разработок полно в общем доступе (прим. авт. AndReas). Но мы подготовили ещё несколько схем сетевых преобразователей напряжения. Не думаю, что все производители подобных устройств могут предложить что-то кардинально новое. Все их, так называемые, разработки основаны на общедоступных схемотехнических решениях. Вот один из них:

Сетевой стабилизатор напряжения, схема которого представлена чуть выше, включает последовательно с нагрузкой одну, две или три дополнительных обмотки трансформатора при девиации сетевого напряжения. Если сетевое напряжение ниже необходимого, то дополнительные обмотки включаются синфазно с сетью, и напряжение на нагрузке становится больше сетевого. Если напряжение сети становится выше нормы, то обмотки включаются в противофазе с сетевым напряжением, приводя к уменьшению напряжения на нагрузке. Трансформатор на схеме обозначен Т1, а дополнительные обмотки римскими цифрами IV, V, VI. Компараторы DA3…DA8 настроены на срабатывание в зависимости от уровней сетевого напряжения 250 В, 240 В, 230 В, 210 В, 200 В и 190 вольт соответственно. Если напряжение сети превышает указанные уровни, то на выходах (вывод 9) тех компараторов, для которых выполняется указанное условие, действует напряжение высокого логического уровня (логической 1), составляющее около 12 В. Таким образом, разница уровней срабатывания компараторов составляет 10 В, или примерно 5 % сетевого напряжения. Уровни срабатывания компараторов DA5 и DA6 отличаются на 20 вольт. Это соответствует зоне регулирования 220 В ± 5%. Следует заметить, что государственными стандартами установлено допустимое сетевое напряжение от 187 В до 242 В. Данный же стабилизатор, как видно, обеспечивает более высокую точность поддержания величины сетевого напряжения. Это можно отразить так:

Вместо указанных на схеме компараторов можно применить микросхему К1401СА1. В качестве стабилизаторов применены КР142ЕН8Б. Диодные мостики VD1 и VD2 можно заменить на КЦ402…КЦ405, КЦ409, КЦ410, КЦ412. VD4…VD7 – любые с допустимым обратным напряжением более 15 В и прямым током более 100 мА. Оксидные конденсаторы — К50-16, К50-29 или К50-35; остальные— КМ-6, К10-17, К73-17. Реле К1 — К5 — зарубежного производства Bestar BS-902CS. Реле этого типа имеют обмотку сопротивлением 150 Ом, рассчитанную на рабочее напряжение 12 В, и контактную группу переключающего типа, рассчитанную на коммутацию напряжения 240 В при токе 15 А. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ШЛ50х40. Обмотка I намотана проводом ПЭВ-2 0,9 и содержит 300 витков; обмотка II —21 виток провода ПЭВ-2 0,45; обмотка III — 14 витков провода ПЭВ-2 0.45; обмотки IV, V, VI содержат по 14 витков провода ПБД 2.64. Удобно использовать стандартный трансформатор типа ОСМ1-0.63, у которого все обмотки, кроме первичной (она содержит 300 витков), удалены, а вторичные обмотки намотаны в соответствии с приведенными выше данными. При изготовлении трансформатора одноименные выводы обмоток I, IV, V, VI следует пометить (на схеме обозначены точками). Номинальная мощность такого трансформатора составляет 630 Вт. К данному сетевому стабилизатору напряжения можно подключить нагрузку до 3 киловатт. Если точность поддержания выходного напряжения нужна ниже, то число вторичных обмоток трансформатора Т2 можно снизить до двух, а их напряжение увеличить с 10 вольт до 15 вольт. При этом число компараторов также уменьшится, а пороги их срабатывания следует установить соответственно напряжениям вторичных обмоток Т2.

Настройка этого сетевого стабилизатора следующая:

Самыми простыми в схемотехническом отношении являются электромеханические сетевые стабилизаторы напряжения. Основными компонентами такого типа приборов являются автотрансформатор и электродвигатель, например, РД-09 со встроенным редуктором, который вращает движок автотрансформатора.

Все очень просто. Контроль сетевого напряжения осуществляет электронная схема, которая при его девиации подает сигналы электродвигателю на вращение ротора по часовой или против часовой стрелки. Вращаясь, ротор перемещает движок автотрансформатора, обеспечивая тем самым стабильное выходное напряжение. Вот несколько схем электромеханических сетевых стабилизаторов:

Ещё одной разновидностью сетевых стабилизаторов напряжения являются релейные. Они обеспечивают более высокую выходную мощность вплоть до нескольких киловатт. Мощность нагрузки даже может превосходить мощность самого трансформатора. При выборе мощности трансформатора учитывается минимально возможное напряжение в электрической сети. Если, например, минимальное напряжение сети не менее 180 вольт, то от трансформатора требуется вольтодобавка 40 вольт, т.е. в 5,5 раз меньше сетевого напряжения. Во столько же раз выходная мощность всего стабилизатора будет больше мощности силового трансформатора. Количество ступеней регулирования напряжения обычно не превышает 3…6, что обеспечивает достаточную точность поддержания выходного напряжения. Вот некоторые схемы стабилизаторов релейного типа:

Дополнительно можете ознакомиться со следующими схемами, описанием работы и конструкциями сетевых стабилизаторов напряжения:

Скачать схему сетевого стабилизатора на 6 киловатт

Скачать схему сетевого стабилизатора с микроконтроллерным управлением

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Метки: полезно собрать

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

Стабилизатор сетевого напряжения
Мощный стабилизатор напряжения

Принципиальная Схема Ресанта Асн 10000

Я бы не стал ремонтировать реле вообще. Зная характерные неисправности стабилизатора напряжения Ресанта , можно с легкостью восстановить работоспособность выпрямителя, сократив расходы на ремонт оборудования.


В дальнейшем этот негативный эффект будет лавинообразно увеличиваться, и если не принять меры, достигнет необратимых пределов, когда чистка уже не поможет. Пускатель контрольной цепи Этот пускатель необходим для защиты отключения стабилизатора и нагрузки в случае неготовности, неисправности или перегрева.

Итак, как я уже говорил в предыдущей статье про трехфазные стабилизаторы, трехфазный стабилизатор — это три однофазных. Все наши действия будут сводиться к следующему: Отключаем двигатель с сервоприводом от общей конструкции.
ПЛАТА СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛИМ-УКРАИНА (универсальная)

Потом мотать либо изолентой, либо размыкать обмотку и одевать термоусадку.

Также причиной поломки электрических выпрямителей может стать эксплуатация в условиях повышенной влажности. Вашей задачей является подача на его выходы тока с постоянным напряжением в 5 вольт.

Коммутация отводов автотрансформатора производится скачкообразно с помощью мощных электрических реле, управляемых транзисторными ключами.

Но, сначала расскажем об общем строении и принципе работы устройств этой марки.

После вскрытия корпуса, можно было услышать, что трансформатор жужжит. То, что написано на шильдике корпуса, справедливо для входного напряжения В, в реальности для заниженного — В мощность должна быть в 2 раза меньше.

Стабилизатор напряжения Ресанта АСН 10000

Сайт Мастеров

Сильное загрязнение контактирующих витков автотрансформатора Таким образом, ускорение загрязнения набирает лавинообразный характер, что приводит к быстрому износу контактов автотрансформатора и выгоранию контактной щетки, после чего стабилизатор перестанет выдавать напряжение. Стало быть, проблема не в силовой части, а в цепях управления.

Но по неисправностям и ремонту — в конце статьи. И, конечно, ремонт каждого из них имеет свои особенности.

На прежних релейных стабилизаторах Ресанта со стрелочными индикаторами можно было видеть изменение выходного напряжения в пределах — В при переключении ступеней. Рассмотрим устройство стабилизатора на следующей фотографии: Устройство стабилизатора с пояснениями Первое, что надо усвоить — автотрансформатор состоит из двух равноценных частей, соединенных параллельно для увеличения мощности.

Схема электрическая стабилизатора напряжения Ресанта-АСНэм Для удобства восприятия я отметил на схеме основные структурные части.

Конструкция выпрямителей Ресанта включает следующие элементы: Электронный блок.

Понятно, что из-за этого не будет нормально работать U2 маркировка заклеена этикеткой.

Обмотки трансформатора намотаны все тем же алюминиевым проводом. И это — после промывки спиртом.
Самый важный совет при покупке стабилизатора напряжения

Читайте дополнительно: Петля фаза ноль что это

Принцип работы

Постоянное движение сервопривода и является главной слабостью электромеханического устройства.

Ну это не суть.

На конце хода щёток, соответствующему наименьшему напряжению В установлены концевые выключатели, останавливающие двигатель. В это же время наблюдалась хаотическое включение реле. Разница в цене с Самсунговскими — копеечная, а вот из-за одной такой детали ломаются и телевизоры, и стиралки и утюги.

Привод включает маломощный двигатель, на котором располагается щётка контакта. Схема электрическая стабилизатора напряжения Ресанта-АСНэм Для удобства восприятия я отметил на схеме основные структурные части. Соответственно, ремонт их будет несколько иным. Если понадобится, заменить транзисторы на новые.

О них мы отметим несколько ниже, а именно тогда, когда будем рассматривать особенности работы и ремонта каждого вида нормализатора от латвийского производителя. Ремонт электромеханических стабилизаторов напряжения Самая главная проблема таких стабилизаторов — перегрев. Поскольку щётка — это контакт, причём довольно плохой, то она греется.

Об этой проблеме я также пишу к дому через АВР. Также на плате был обнаружен операционный усилитель HA от Hitachi Semiconductor.

Оба стабилизатора отличаются принципом работы, имеют свои сильные и слабые стороны. Чистить надо по ходу щётки, потом промыть тщательно спиртом и вытереть насухо чистой тряпкой. Если напряжение понижается и дальше, то автотрансформатор уже не справляется, и весь стабилизатор отключается. Подобная нестабильная работа может приводить к выходу из строя данного устройства.

В завершение очистить все контакты специальным бензином и собрать реле в обратном порядке. При нормальной работе при включении стабилизатора можно услышать, как собирается КЦ — примерно через 10 секунд щелчок на одной из электронных плат , потом ещё один, и третий щелчок запускает контактор и весь стабилизатор. Стоит обратить внимание на тот факт, что общее строение всех нормализаторов этого типа является похожим.
Стабилизатор напряжения для дома и tokzamer.ru АСН-5000/1Ц

Добро пожаловать в блог сисадмина-паяльщика

Из этой толщины вычтем изоляцию 0,1 мм, и у нас остается 1,1 мм.

Итак, как я уже говорил в предыдущей статье про трехфазные стабилизаторы, трехфазный стабилизатор — это три однофазных.

В конечном итоге каждый домашний электроприбор работает в течение долгого времени и очень редко требует ремонта. Электронная плата Что же заставляет двигаться двигатель автотрансформатора? Даташит документацию на транзисторы можно скачать в конце статьи.

Эти конденсаторы не характеризуются высоким качеством. Сам сервопривод состоит из двигателя, на котором располагается электрический контакт щетка.

Ремонт электромеханического стабилизатора АСН-10000/1-ЭМ

Сильное загрязнение контактирующих витков автотрансформатора Таким образом, ускорение загрязнения набирает лавинообразный характер, что приводит к быстрому износу контактов автотрансформатора и выгоранию контактной щетки, после чего стабилизатор перестанет выдавать напряжение. Сердцем аппарата является повышающий автотрансформатор.

Так, появляется вероятность выхода из строя выходного каскада управления двигателем. В его конструкции присутствует сервопривод, который и осуществляет запуск и отключение обмоток в устройстве. С чего вдруг ему снесло голову…….

Рекомендую статьи по теме:

Ремонт стабилизаторов Ресанта может выполняться как в домашних условиях, так и в специализированной мастерской. Попытаться произвести ремонт поврежденного. Кроме этих транзисторов от перегрева выгорают резисторы R45 и R46, включенные в их коллекторную цепь. В электросетях, где отмечаются частые скачки напряжения, электродвигатель может сломаться уже через год после начала использования оборудования. Что такое контрольная цепь, её отличие от аварийной и тепловой цепей, и почему ремонт любой серьезной автоматики надо начинать с проверки контрольной цепи — подробно расписано , очень рекомендую, если дочитали до этого места Второе — отсутствие вентилятора охлаждения, в данном случае охлаждение естественное.

Осуществляем данную манипуляции для обоих контактов — верхнего и нижнего. Нужно осуществить подачу на выходы двигателя тока мощностью в 5 В. Это происходит за счет размыкания контактов реле KL см.
Стабилизатор напряжения. Ресанта, отзыв пользователя.

напряжение, которое должен выдавать стабилизатор! Схема, устройство и принцип работы.

---

---

Содержание (кликабельно):

1. Строение стабилизаторов.
2. Схема электромеханического стабилизатора.
3. Характеристики электромеханического стабилизатора.
4. Проблемные места и ремонт электромеханического стабилизатора.
5. Какой является схема релейного преобразователя?
6. Характерные особенности релейных стабилизаторов.
7. Какие слабые места релейных стабилизационных приборов.
8. Схема симисторного стабилизационного устройства.
9. Двухкаскадные симисторные устройства.

В современной жизни ни один человек не может обойтись без использования различных электроприборов. Они сумели стать нашими лучшими помощниками, ведь дают возможность развлекаться, готовить различные вкусные блюда, продолжат пригодность различных продуктов, облегчают уборку и различные ремонтные работы.

Большинство из таких приборов разрабатывается с учетом того, что напряжение в домашней электрической сети должно равняться 220-ти вольтам, или же оно не будет характеризоваться различными колебаниями.

Для самых электроприборов стабильность напряжения является нужной для того, чтобы каждый его элемент выполнял свои функции на том уровне, который определил сам производитель. Также стабильность в электросети является необходимой и для устранения возможности перегорания отдельных элементов электроприборов.

И для того чтобы каждый электроприбор и его комплектующие могли выполнять свои целевые функции, владельцам домов или квартир необходимо использовать стабилизационные устройства. Они могут обеспечить не только оптимальную работу любимого прибора, но и уберечь его от сгорания.

Стабилизатор Энергия

Стоит отметить, что в быту можно использовать стабилизационные приборы постоянного и переменного напряжения. В тех случаях, когда количество вольт в сети колеблется на величину, большую на 10 процентов от номинальной величины (220 В), на свое вооружение нужно брать или делать самому стабилизатор переменного напряжения.

Как правило, в современных электронных приборах для подачи электричества со стабильным уровнем применяют импульсные блоки питания.

Однако, если нужно стабилизировать электричество для холодильников, микроволновых печей, насосов и кондиционеров, то импульсные приборы стабилизации тока уже не подойдут.

Причина этого кроется в том, что существует потребность во внешней стабилизации переменного напряжения. Здесь на помощь придут бытовые стабилизаторы напряжения, которые на выходе способны обеспечить постоянные 220 вольт.

Учитывая тот факт, что такие устройства имеют много разновидностей, в дальнейшем будет рассмотрен каждая разновидность в отдельности. При этом вы сможете заглянуть и под корпус каждого вида стабилизационного устройства.

Общее строение стабилизационных устройств

Бытовые стабилизаторы могут быть электромеханическими, релейно-трансформаторными и электронными. Также на рынке еще можно встретить феррорезонансные стабилизационные приборы. Они пользовались большой популярностью в прошлом, однако их сегодня практически не используют.

Люди отказываются от них через большое количество недостатков.

Стоит отметить, что независимо от вида стабилизаторы работают по похожей схеме. Эта схема предусматривает наличие:

1. — трансформатора;
2. — регулирующего элемента;
3. — управляющего элемента.

Данную схему можно увидеть на рисунке, который приводится ниже.

рис.1 схема стабилизатора

На этой схеме трансформатор обозначен, как Т1. Регулирующий элемент обозначается РЭ, управляющий элемент — УЭ. Задачей трансформатора является либо повышение, либо понижение напряжения, если оно не является равным 220-ти вольтам.

Для того, чтобы он мог выполнять эту цель, производители монтируют регулирующий элемент. Именно он управляет работой трансформатора. Чтобы этот регулирующий компонент «знал», как управлять трансформатором, в стабилизатор монтируют управляющий элемент.

Он осуществляет измерение напряжения на входе, сравнивает его с оптимальным напряжением и дает необходимую команду регулирующему элементу.
Каждый стабилизационный прибор работает по такой схеме.
Разница между ними заключается в строении регулирующих элементов и особенностях трансформатора.

Схема электромеханического стабилизатора

---

---

Наиболее простым по своему строению является электромеханическое стабилизационное устройство. Оно предусматривает наличие:

1. Регулируемого автотрансформатора или ЛАТРа.
2. Сервопривода с редуктором и щеткой.
3. Электронной схемы.

Основным его элементом является лабораторный ЛАТР или бытовой регулирующий автоматический трансформатор. Благодаря применению последнего компонента этот прибор может похвастаться КПД высокого уровня. Сверху над этим трансформатором монтируется двигатель, который имеет малые размеры.

Схема стабилизатора

Этот двигатель имеет в себе редуктор. Двигатель имеет достаточную мощность, чтобы поворачивать бегунок в трансформаторе. Оптимальным условием работы этого двигателя является обеспечение одного полного оборота бегунка в течение десяти-двадцати секунд.

В конце бегунка находится щетка, которая в среднем превышает в 2,2 раза диаметр провода обмотки трансформатора. Собственно до этих проводов и прикасается сама щетка.
Конечно, работа двигателя зависит от команд электронной схемы. В тех случаях, когда происходят изменения в токе на входе, электронная схема обнаруживает их и дает указание двигателю сместить бегунок на определенную величину, в результате чего на выходе получаются желаемые 220 вольт.

Характеристики электромеханического преобразователя

Такая простая конструкция этого типа стабилизатора напряжения, который на выходе выдает 220 вольт и который часто выпускается под маркой «Ресанта», является его преимуществом. В список преимуществ входит и возможность обеспечения высокой точности уровня выходного напряжения.

Эта точность равняется ±3 процентам. Что касается диапазона входных вольт, то он довольно большой. Так для некоторых моделей он колеблется в пределах 130-260-ти вольт.

Простая конструкция является причиной и некоторых недостатков. Так при перемещении щетки (бегунка) слышно гул. При этом места контакта могут искриться.

Полезный совет: такая щетка довольно быстро изнашивается. Потому за ее состоянием нужно следить каждый год. Как показывает практика, каждые три года нужно осуществлять замену щетки.

Главная слабость и ремонт

Главной слабостью этого стабилизатора является сервопривод (он же двигатель). Во время работы устройства этот двигатель постоянно работает. Его ротор не перестает крутиться ни на минуту. Конечно, следствием этого является быстрый износ и преждевременный выход из строя.Выходом из этой ситуации будет замена изношенного двигателя.

Полезный совет: двигатель можно не заменять, а попробовать отреставрировать. Для этого его нужно провести его отключение от схемы устройства и подсоединить к мощному источнику питания. На выводы сервопривода подают 5 ватт, проводя смену полярности.

В конечном итоге весь «мусор», который накопился на щетке, отжигается. После этого двигатель может работать еще некоторое время.

Один из самых главных недостатков кроется в медленной реакции. Поэтому, сфера применения таких стабилизаторов с выходным напряжением 220 вольт является несколько ограниченной.
В частности, их не следует применять для электроприборов, которые могут быстро сгореть от высокого напряжения. В основном этими электроприборами являются различные электронные устройства и высокотехнологичные установки.

Схема релейных стабилизационных устройств

Что касается релейно-трансформаторных и электронных стабилизаторов напряжения, то они имеют одинаковую схему построения. Главная разница заключается в том, что в первых в качестве регулирующего элемента используется реле, в других — симисторы или тиристоры.

Эти типы стабилизационных устройств называются еще ступенчатыми. Это означает то, что выравнивание тока происходит ступенями.

Регулирующий элемент также называют еще ключом. Количество таких ключей зависит от модели. В наиболее дешевых моделях находится пять таких ключей. Каждый ключ может подключаться к определенной обмотке автоматического трансформатора.

В результате замыкания им определенной части обмотки происходит изменение выходного количества вольт.

Общая схема таких стабилизационных устройств подается на рис. 2:

Релейные стабилизаторы могут изменять количество выходных вольт в 3-6 ступеней. Главным коммутирующим элементом этих устройств являются электромагнитные реле, которые подключают определенные обмотки трансформатора.

Количество обмоток, которое является необходимым для выравнивания тока, определяется микропроцессором. Он передает команды преходящим ключам, которые и управляют электрическим реле.
Подытоживая, можно отметить, что схема релейного стабилизатора переменного напряжения, который на выходе выдает 220 вольт, также является простой.

Характерные особенности релейных приборов

Эти стабилизационные приборы характеризуются точностью напряжения на выходе, которая составляет ±8 процента. Конечно, этот показатель хуже, чем показатель выше описанного типа стабилизатора. Однако он находится в пределах требований, установленных государством.

Особенностью работы этих стабилизационных устройств является то, что когда в них входит 195 вольт, то на выходе будет 233 вольта. Когда количество входных вольт увеличится на 3 вольта. То на выходе уже будет 236.

Релейный стабилизатор разобранный

Однако, когда входное напряжение будет равно 200 вольтам, состоится переключение реле и на выходе уже будет 218 вольт. Таким образом устройство работает и при понижении количества вольт на входе.

Проблему с точностью отлично компенсирует скорость реакции на изменения в токе. По словам производителей на изменение тока нужно от 20 миллисекунд. Практика показывает, что это происходит в течение 100-150 миллисекунд.
Релейные стабилизационные приборы могут выравнивать входной ток, минимальное напряжение которого может равняться 140 вольтам, максимальное — 270 вольтам. Допустимой является и перегрузка на 10 процентов от нагрузки, которую рекомендует сам производитель.

Проблемные места и их ремонт

Во время процесса коммутации на контактах реле постоянно образуется дуга. Ее образование приводит к разрушению контактов. Именно контакты являются слабым местом этих стабилизационных устройств.

Контакты могут или обгорать, или залипать. Соответственно, главное внимание во время любого обслуживания должно направляться на состояние контактов.
В том случае, когда реле выходят из строя, ломаются и транзисторные ключи. В случае поломки реле проводят их полную замену.

Полезный совет: реле можно отреставрировать. Данный процесс заключается в снятии их крышки, освобождении их от пружины и очистке. Для очистки берут наждачную бумагу «нулевка». Очистить нужно как нижний, так и верхний, так и подвижный контакты. После этого проводят очистку бензином и собирают реле.

Во время ремонтных работ также следует провести проверку кварцевого резонатора и каждого электролитического конденсатора, который находится на плате контроллера.

Полезный совет: во время проверочных или диагностических работ входной ток нужно подавать сразу на ЛАТР. Благодаря этому входной ток можно будет изменять в больших величинах. Роль нагрузки должна выполнять 220-вольтная лампа накаливания.

Чтобы сохранить технический ресурс релейного стабилизатора и любого другого стабилизационного устройства, нужно раз в шесть месяцев проводить его техобслуживание.

Симисторные приборы

Кроме вышеупомянутых стабилизаторов, очень применяемым в быту является симисторный электронный стабилизатор. Схема такого стабилизатора напряжения, который способен быстро обеспечить на выходе 220 вольт, является почти такой, как и релейного.

Однако вместо реле уже используются симисторы. Симисторы являются достаточно сложными в управлении. Они должны всегда включаться, когда синусоида напряжения находится в нулевой точке. Это дает возможность избежать искажения самой синусоиды.

Симисторный стабилизатор. Внешний вид

Конечно, определением момента для их включения занимается сам процессор. Включение симистора осуществляется благодаря подаче на него сильного импульса. Кроме замера напряжения и определения момента включения симистора, процессор также проверяет состояние симистора, то есть является ли он включенным или выключенным.

После выполнения этих операций процессор дает команду на включение симистора. Выполнение этой совокупности действий длится не более одной микросекунды. Также очень быстро включается и симистор. В общем, время реакции не превышает десяти миллисекунд.

Благодаря таким особенностям изменение напряжения происходит очень быстро. Также электронные стабилизационные приборы вместо симистора могут иметь тиристоры. При этом тиристоры часто применяются в тех стабилизаторах напряжения, которые превращают 220 вольт в 110 вольт.

Большие скорости работы процессора и симисторов позволяют также создавать и двухкаскадные электронные стабилизационные устройства. Это означает, что выравнивание напряжения происходит в два этапа.
Во время первого этапа первый каскад делает грубое выравнивание тока. Во время второго этапа проводится идеальное выравнивание.

Двухкаскадные симисторные устройства

Преимуществом использования двух каскадов является то, что появляется возможность в использовании небольшого количества симисторов. Так, на каждом каскаде можно использовать по четыре симистора. В результате это дает возможность выбирать между 16-ю способами комбинации обмоток трансформатора.

Схема двухкаскадного стабилизатора

Если на обоих каскадах используется по шесть симисторов, то количество комбинаций подключения обмоток уже будет равняться 36-ти.
Использование каскадов несколько снижает скорость реакции трансформатора.

В общем, время реакции занимает 20 миллисекунд. Такая скорость выравнивания тока для бытовой техники является более чем приемлемой.

Такие стабилизаторы можно применять не только в быту, но и многих промышленных сферах. Они способны обеспечить выходные 220 вольт при условии, если на входе будет не менее 140 и не более 270 вольт.

---

---

Как выбрать стабилизатор напряжения для дома Тиристорный стабилизатор — плюсы и минусы устройства Стабилизатор Эра STA 3000 — устройство для дома Удобный, надежный, недорогой Штиль R600ST

Ремонт стабилизаторов напряжения Ресанта — несложное дело при наличии оригинальных запчастей

---

---

Эта статья расскажет о таких вопросах:

1. Основной принцип работы стабилизаторов «Ресанта».
2. Особенности работы электромеханического прибора.
3. Его основные неисправности.
4. Ремонт сервопривода.
5. Как работают релейные нормализаторы?
6. Ремонт реле.
7. Проведение диагностики отремонтированного стабилизатора.
8. Другие неисправности релейных приборов.

В очень многих домах и квартирах используются те стабилизаторы напряжения, которые были сделаны в стенах компании «Ресанта». Благодаря использованию этих приборов владельцы обеспечивают стабильную работу и защищают «здоровье» всех своих домашних электроприборов.

В конечном итоге каждый домашний электроприбор работает в течение долгого времени и очень редко требует ремонта.

Хотим отметить, что стабилизатор также является домашним прибором, который требует надлежащего ухода и соблюдения необходимых условий эксплуатации. В противном случае стабилизатор напряжения, который выпустила компания «Ресанта», может выйти из строя и будет нуждаться в ремонте.

Кроме этого он может выходить из строя после долгих лет эксплуатации. Другими словами он также обладает способностью ломаться.

Смотря на эту способность, мы решили посвятить статью слабым местам стабилизаторов марки «Ресанта» и рассмотреть, каким образом можно отремонтировать поврежденные элементы, а также восстановить полную работоспособность этого востребованного устройства.

Но, сначала расскажем об общем строении и принципе работы устройств этой марки.

Принцип работы

Как и все стабилизаторы напряжения, так и нормализаторы марки «Ресанта» состоят из:

1. автоматического трансформатора.
2. электронного блока.
3. вольтметра.
4. элемента, который осуществляет подключение/отключение определенных обмоток.

Учитывая то, что производитель осуществляет выпуск различных видов стабилизаторов, элементы для подключения обмоток являются разными. О них мы отметим несколько ниже, а именно тогда, когда будем рассматривать особенности работы и ремонта каждого вида нормализатора от латвийского производителя.

Электронный блок любого стабилизатора компании «Ресанта» осуществляет управление всей работой устройства. Он управляет работой вольтметра и получает данные об уровне входного напряжения. Дальше он сравнивает это напряжение с нормированным и определяет, сколько вольт нужно добавить или отнять.

После этого определяется то, какие обмотки стабилизатора нужно подключить или же отключить. Когда известна эта информация электронный блок подключает/отключает необходимые обмотки с помощью реле или сервопривода и наши электроприборы получают нормализованный ток.

Такой принцип стабилизации тока присущ каждому стабилизатору напряжения от компании «Ресанта». Однако процесс стабилизации в различных моделях компании имеет отличия. Они обусловлены тем, что по-разному происходит подключение/отключение обмоток трансформатора.

В стенах компании выпускается два типа стабилизаторов:

1. Электромеханические.
2. Релейные.

И, конечно, ремонт каждого из них имеет свои особенности.

Особенности работы электромеханического прибора

---

---

Сначала мы рассмотрим электромеханический нормализатор. Устройство этого стабилизатора напряжения от компании «Ресанта» предусматривает наличие такого элемента как сервопривод. Собственно благодаря ему осуществляется переключение различных обмоток автоматического трансформатора.

Переключение этих обмоток осуществляется плавно и в результате обеспечивается точная регулировка напряжения на выходе.

Каким же образом происходит это плавная регулировка? Сервопривод представляет собой двигатель и щетку (электрический контакт), которая прикреплена к якорю двигателя. Когда этот якорь крутится, то движется и щетка. Она постоянно контактирует с медными обмотками трансформатора.

По сути дела она скользит по ним. Она имеет такую ширину, которая позволяет соединять две обмотки одновременно. В результате на выходе не пропадает фаза.

Для того, чтобы щетка двигалась в определенном направлении и на определенную величину, в нормализаторе создается напряжение ошибки. Далее благодаря операционному усилителю и транзисторному выходному каскаду (он представляет собой усилитель мощности) это напряжение усиливается.

После этого оно подается на двигатель и заставляет крутиться якорь в определенном направлении.

В таком направлении движется и щетка, которая контактирует с обмотками. Напряжение ошибки является пропорциональным величине, которая является разницей между количеством вольт на входе и необходимым количеством вольт.

Сигнал ошибки может иметь одну из двух полярностей и в результате каждая полярность заставляет ось двигателя крутиться в определенном направлении. Такими являются особенности работы электромеханического нормализатора.

Отметим, что очень многие люди покупают 10-киловольт-амперный электромеханический стабилизатор. Поэтому возможные неисправности и поломки этого типа стабилизатора напряжения от компании «Ресанта» будут рассмотрены на этой модели. Ниже приводится его электросхема.

Рис. 1. Электросхема стабилизатора АСН-10000/1-ЭМ.

Стоит обратить внимание на тот факт, что общее строение всех нормализаторов этого типа является похожим. Различия заключаются в отдельных элементах моделей с разными уровнями мощности.

Основные неисправности

Из вышеописанного принципа работы электромеханического стабилизатора становится понятно, что когда происходит изменение тока в электросети, происходит одновременное вращение якоря двигателя и движение графитовой щетки.

Постоянное движение сервопривода и является главной слабостью электромеханического устройства. Почему? Потому, что в результате трения щетки о витки катушки происходит чрезмерное нагревание как щетки, так и витков под ней.

Кроме этого, трение вызывает износ щетки и загрязнение медных проводов. Последняя причина обусловливает появление искр.

Учитывая тот факт, что в наших электролиниях ток меняется очень часто, то с такой же частотой происходит движение сервопривода. Такое частое вращение становится причиной выхода из строя самого двигателя.

Примечательной особенностью является то, что поломка двигателя вызывает выход из строя других деталей. Так, появляется вероятность выхода из строя выходного каскада управления двигателем.

Специалисты компании «Ресанта» собирают этот каскад на основе пары транзисторов Q2 TIP41C и Q1 TIP42C. Когда происходит сгорание этих транзисторов, то сгорают и резисторы R45 и R46.

Они являются составляющими коллекторной цепи вышеуказанных транзисторов. R45 и R46 характеризуются сопротивлением в 10 Ом и мощностью в 2 ватта.

Когда есть такие неисправности, то надо провести проверку линейного стабилизатора. Его латвийские специалисты собирают на базе стабилитрона DM4 и транзистора Q3 TIP41C.

Если все эти составляющие электросхемы стабилизатора напряжения электромеханического типа, изготовленного компанией «Ресанта», сгорели, то их в любом случае нужно купить и заменить.

Ремонт двигателя сервопривода

Когда сгорел сам двигатель, то есть два варианта:

1. Покупка нового и его установка.
2. Попытка реставрации старого двигателя.

Второй вариант дает возможность реанимировать двигатель собственными силами, однако, на не долгое время. Для реанимации нужно произвести отключение двигателя от общей схемы. После этого его нужно подключить к мощному источнику питания.

Вашей задачей является подача на его выходы тока с постоянным напряжением в 5 вольт. Ток при этом должен иметь силу от 90 до 160 мА. При подаче такого тока на щетках двигателя сгорает каждая мелкая частица «мусора».

Полезный совет: поскольку двигатель относится к реверсивному типу, то при подаче напряжения нужно менять полярность. Эта процедура проводится два раза.

После таких действий двигатель сможет снова работать, и стабилизатор будет выполнять свою основную функцию. Далее по несложной схеме можно проводить процедуру подключения стабилизатора напряжения, выпущенного компанией «Ресанта».

Эта схема предусматривает подключение входного фазного и нейтрального кабелей к входной фазной и нейтральной клеммам соответственно. Аналогичным является подключение выходных проводов. Также обязательно подключают заземляющий провод.

Как работают релейные стабилизаторы?

Что касается релейных стабилизаторов от латвийской компании, то во время их эксплуатации возникают другие неисправности. Соответственно, их ремонт представляет собой иную процедуру.

Перед тем, как рассмотреть особенности ремонта релейного нормализатора «Ресанта», обратим внимание на особенности его работы. Релейное устройство выравнивает ток скачкообразно.

Это происходит потому, что одно реле подключает/отключает определенное количество витков второй обмотки. Если сравнить электромеханический стабилизатор, то его щетка постепенно контактирует с большим количеством витков.

Иными словами она постепенно подключает промежуточные витки и останавливается на нужном витке. В релейных приборах от «Ресанта» все витки будто поделены на группы и от каждой из них отходит вывод. Собственно на этот вывод и подается ток при включении реле.

Электрическая схема каждого релейного стабилизатора напряжения от компании «Ресанта» предусматривает наличие четырех реле, а это означает, что количество выводов второй обмотки также равняется цифре четыре.

Исключение составляют модели серии СПН. Число реле равняется цифре пять.

Полезный совет: когда включается или отключается определенное реле, напряжение на выходе меняется на 15-20 вольт, то есть происходят минискачки напряжения. Эти минипрыжки хорошо заметны на лампах освещения.

Для большинства электроприборов они не являются страшными. Однако сложная электронная и измерительная техника требуют более плавной стабилизации тока. Это следует учитывать при использовании любого релейного стабилизатора.

Подытоживая выше сказанное, отметим, что весь процесс нормализации тока сопровождается постоянной работой реле. Собственно этот механический компонент и является самым слабым местом. При эксплуатации он может как сгореть, так и залипнуть.

Как ремонтировать реле?

В том случае, когда из строя выходят контакты реле, поломаться могут и транзисторные ключи. В зависимости от модели эти ключи могут собираться на разных транзисторах. Так, в модели СПН-9000 эти ключи собраны на основе транзисторов 2SD882.

В основе транзисторных ключей модели АСН-5000/1-Ц (его схема приводится ниже) находятся транзисторы D882Р. Все эти транзисторы выпускает компания NEC.

Рис. 2. Схема стабилизатора АСН-5000/1-Ц.

В тех случаях, когда эти транзисторы и реле выходят из строя, их полностью заменяют. Такие запчасти для вышеупомянутых моделей стабилизаторов напряжения, выпускаемых компанией «Ресанта», можно найти во многих магазинах.

Также можно попробовать отреставрировать изношенные контакты реле. Данная процедура начинается со снимания крышки реле. Потом приступают к снятию подвижного контакта. Этот контакт нужно высвободить от пружины.

Далее берут наждачную бумагу «нулевку» и очищают этот контакт от всех нагоревших частиц. Такую же процедуру очистки нужно сделать и относительно верхнего и нижнего контактов.

В конце обрабатывают все контакты бензином «Галоша» и осуществляют сборку реле. Когда реле является собранным, следует проверить транзисторы 2SD882 или D882Р, или же другие (это зависит от модификации).

Их выпаивают (нужно иметь паяльник) и осуществляют проверку целостности переходов. Если переходы не является целостными, нужно взять новые транзисторы.

Проведение диагностики

После окончания ремонтных работ необходимо провести диагностику работы стабилизационного прибора. Для этого используют ЛАТР, к которому подключают стабилизатор. Далее с помощью ЛАТРа изменяют напряжение и следят за работой стабилизационного устройства. В качестве нагрузки используется лампочка.

После проверки можно произвести подключение к общей сети. Если вы не знаете, как подключить релейный стабилизатор напряжения, сделанный в стенах компании «Ресанта», то стоит запомнить, что данная процедура является такой же, как и для электромеханического нормализатора. О ней мы уже писали.

Другие неисправности релейных приборов

JAKEC набор конденсаторов

Стоит отметить, что поломка реле может быть не единственной неисправностью, которая возникает в релейном нормализаторе от латвийской компании. В некоторых случаях в стабилизаторе СПН-9000 наблюдался периодический дефект.

Внешним признаком этого дефекта являлось хаотическое отображение сегментов дисплея, которые включались. В это же время наблюдалась хаотическое включение реле.

Причина этого кроется в холодной пайке кварцевого резонатора ХТА1, который имеет рабочую частоту 8 мегагерц. Такая пайка вызывает неправильную работу микроконтроллера U2.

Для решения проблемы нужно выпаять этот резонатор, почистить его выводы с помощью нулевой наждачной бумаги, провести качественную подпайку и поставить обратно.

Специалисты также рекомендуют проверить электролитические конденсаторы, которые находятся на плате контроллера. Это необходимо сделать по той причине, что фирма использует конденсаторы от производителя JAKEC. Эти конденсаторы не характеризуются высоким качеством. Во время их проверки проводят измерение емкости и ESR.

---

---

Стабилизатор напряжения Ресанта 10000 — мощный и безотказный. Видео Мощный и надежный стабилизатор Ресанта СПН 14000 прослужит долго. Стабилизаторы Ресанта, мощностью 3000 Вт Мощный и надежный стабилизатор Ресанта АСН 12000. Видео

Схема стабилизатора напряжения: 12в — 220в своими руками

В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение. В случае необходимости выполняется обратное действие – на уменьшение.

Данный принцип работы лежит в основе автоматического управления всеми известными устройствами и системами. Точно так же действуют и стабилизаторы напряжения, несмотря на разнообразие схем и элементов, используемых для их создания.

Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

При идеальной работе электрических сетей, значение напряжения должно изменяться не более чем на 10% от номинала в сторону увеличения или уменьшения. Однако на практике перепады напряжения достигают гораздо больших значений, что крайне отрицательно сказывается на электрооборудовании, вплоть до его выхода из строя.

Защититься от подобных неприятностей поможет специальное стабилизирующее оборудование. Однако из-за высокой стоимости, его применение в бытовых условиях во многих случаях экономически невыгодно. Наилучшим выходом из положения становится самодельный стабилизатор напряжения 220в, схема которого достаточно простая и недорогая.

За основу можно взять промышленную конструкцию, чтобы выяснить, из каких деталей она состоит. В состав каждого стабилизатора входят трансформатор, резисторы, конденсаторы, соединительные и подключающие кабели. Самым простым считается стабилизатор переменного напряжения, схема которого действует по принципу реостата, повышая или понижая сопротивление в соответствии с силой тока. В современных моделях дополнительно присутствует множество других функций, обеспечивающих защиту бытовой техники от скачков напряжения.

Среди самодельных конструкций наиболее эффективными считаются симисторные устройства, поэтому в качестве примера будет рассматриваться именно эта модель. Выравнивание тока этим прибором будет возможно при входном напряжении в диапазоне 130-270 вольт. Перед началом сборки необходимо приобрести определенный набор элементов и комплектующих. Он состоит из блока питания, выпрямителя, контроллера, компаратора, усилителей, светодиодов, автотрансформатора, узла задержки включения нагрузки, оптронных ключей, выключателя-предохранителя. Основными рабочими инструментами служат пинцет и паяльник.

Для сборки стабилизатора на 220 вольт в первую очередь потребуется печатная плата размером 11,5х9,0 см, которую нужно заранее подготовить. В качестве материала рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Схема размещения деталей распечатывается на принтере и переносится на плату с помощью утюга.

Трансформаторы для схемы можно взять уже готовые или собрать самостоятельно. Готовые трансформаторы должны иметь марку ТПК-2-2 12В и соединяться последовательно между собой. Для создания первого трансформатора своими руками потребуется магнитопровод сечением 1,87 см² и 3 кабеля ПЭВ-2. Первый кабель применяется в одной обмотке. Его диаметр составит 0,064 мм, а количество витков – 8669. Оставшиеся провода используются в других обмотках. Их диаметр будет уже 0,185 мм, а число витков составит 522.

Второй трансформатор изготавливается на основе тороидального магнитопровода. Его обмотка выполняется из такого же провода, как и в первом случае, но количество витков будет другим и составит 455. Во втором устройстве делаются отводы в количестве семи. Первые три изготавливаются из провода диаметром 3 мм, а остальные из шин, сечением 18 мм². За счет этого предотвращается нагрев трансформатора во время работы.

Все остальные комплектующие рекомендуется приобретать в готовом виде, в специализированных магазинах. Основой сборки является принципиальная схема стабилизатора напряжения, заводского изготовления. Вначале устанавливается микросхема, выполняющая функцию контроллера для теплоотвода. Для ее изготовления используется алюминиевая пластина площадью свыше 15 см². На эту же плату производится монтаж симисторов. Теплоотвод, предназначенный для монтажа, должен быть с охлаждающей поверхностью.

После этого сюда же устанавливаются светодиоды в соответствии со схемой или со стороны печатных проводников. Собранная таким образом конструкция, не может сравниваться с заводскими моделями ни по надежности, ни по качеству работы. Такие стабилизаторы используются с бытовыми приборами, не требующими точных параметров тока и напряжения.

Схемы стабилизаторов напряжения на транзисторах

Качественные трансформаторы, применяемые в электрической цепи, эффективно справляются даже с большими помехами. Они надежно защищают бытовую технику и оборудование, установленные в доме. Настроенная система фильтрации позволяет бороться с любыми скачками напряжения. За счет контроля над напряжением происходят изменения величины тока. Предельная частота на входе увеличивается, а на выходе – уменьшается. Таким образом, ток в цепи преобразуется в течение двух этапов.

В начале на входе задействуют транзистор с фильтром. Далее происходит включение в работу диодного моста. Для завершения преобразования тока в схеме применяется усилитель, чаще всего устанавливаемый между резисторами. За счет этого в устройстве поддерживается необходимый уровень температуры.

Схема выпрямления действует следующим образом. Выпрямление переменного напряжения с вторичной обмотки трансформатора происходит с помощью диодного моста (VD1-VD4). Сглаживание напряжения выполняет конденсатор С1, после чего оно попадает в систему компенсационного стабилизатора. Действие резистора R1 задает стабилизирующий ток на стабилитроне VD5. Резистор R2 является нагрузочным. При участии конденсаторов С2 и С3 происходит фильтрация питающего напряжения.

Значение выходного напряжения стабилизатора будет зависеть от элементов VD5 и R1 для выбора которых существует специальная таблица. Транзистор VT1 устанавливается на радиаторе, у которого площадь охлаждающей поверхности должна быть не менее 50 см2. Отечественный транзистор КТ829А может быть заменен зарубежным аналогом BDX53 от компании Моторола. Остальные элементы имеют маркировку: конденсаторы – К50-35, резисторы – МЛТ-0,5.

Схема линейного стабилизатора напряжения 12в

В линейных стабилизаторах используются микросхемы КРЕН, а также LM7805, LM1117 и LM350. Следует отметить, что символика КРЕН не является аббревиатурой. Это сокращение полного названия микросхемы стабилизатора, обозначаемой как КР142ЕН5А. Таким же образом обозначаются и другие микросхемы этого типа. После сокращения такое название выглядит по-другому – КРЕН142.

Линейные стабилизаторы или стабилизаторы напряжения постоянного тока схемы получили наибольшее распространение. Их единственным недостатком считается невозможность работы при напряжении, которое будет ниже заявленного выходного напряжения.

Например, если на выходе LM7805 нужно получить напряжение в 5 вольт, то входное напряжение должно быть, как минимум 6,5 вольт. При подаче на вход менее 6,5В, наступит так называемая просадка напряжения, и на выходе уже не будет заявленных 5-ти вольт. Кроме того, линейные стабилизаторы очень сильно нагреваются под нагрузкой. Это свойство лежит в основе принципа их работы. То есть, напряжение, выше стабилизируемого, преобразуется в тепло. Например, при подаче на вход микросхемы LM7805 напряжения 12В, то в этом случае 7 из них уйдут для нагрева корпуса, и лишь необходимые 5В поступят потребителю. В процессе трансформации происходит настолько сильный нагрев, что данная микросхема просто сгорит при отсутствии охлаждающего радиатора.

Регулируемый стабилизатор напряжения схема

Нередко возникают ситуации, когда напряжение, выдаваемое стабилизатором, необходимо отрегулировать. На рисунке представлена простая схема регулируемого стабилизатора напряжения и тока, позволяющая не только стабилизировать, но и регулировать напряжение. Ее можно легко собрать даже при наличии лишь первоначальных познаний в электронике. Например, входное напряжение составляет 50В, а на выходе получается любое значение, в пределах 27 вольт.

В качестве основной детали стабилизатора используется полевой транзистор IRLZ24/32/44 и другие аналогичные модели. Данные транзисторы оборудуются тремя выводами – стоком, истоком и затвором. Структура каждого из них состоит из металла-диэлектрика (диоксида кремния) – полупроводника. В корпусе расположена микросхема-стабилизатор TL431, с помощью которой и настраивается выходное электрическое напряжение. Сам транзистор может оставаться на радиаторе и соединяться с платой проводниками.

Данная схема может работать с входным напряжением в диапазоне от 6 до 50В. Выходное напряжение получается в пределах от 3 до 27В и может быть отрегулировано с помощью подстрочного резистора. В зависимости от конструкции радиатора, выходной ток достигает 10А. Емкость сглаживающих конденсаторов С1 и С2 составляет 10-22 мкФ, а С3 – 4,7 мкФ. Схема сможет работать и без них, однако качество стабилизации будет снижено. Электролитические конденсаторы на входе и выходе рассчитываются примерно на 50В. Мощность, рассеиваемая таким стабилизатором, не превышает 50 Вт.

Схема симисторного стабилизатора напряжения 220в

Симисторные стабилизаторы работают по аналогии с релейными устройствами. Существенным отличием является наличие узла, переключающего обмотки трансформатора. Вместо реле используются мощные симисторы, работающие под управлением контроллеров.

Управление обмотками с помощью симисторов – бесконтактное, поэтому при переключениях нет характерных щелчков. Для намотки автотрансформатора используется медный провод. Симисторные стабилизаторы могут работать при пониженном напряжении от 90 вольт и высоком – до 300 вольт. Регулировка напряжения осуществляется с точностью до 2%, отчего лампы совершенно не моргают. Однако во время переключений возникает ЭДС самоиндукции, как и в релейных устройствах.

Симисторные ключи обладают повышенной чувствительностью к перегрузкам, в связи с чем они должны иметь запас по мощности. Данный тип стабилизаторов отличается очень сложным температурным режимом. Поэтому установка симисторов осуществляется на радиаторы с принудительным вентиляторным охлаждением. Точно так же работает схема тиристорного стабилизатора напряжения 220В своими руками.

Существуют устройства с повышенной точностью, работающие по двухступенчатой системе. На первой ступени выполняется грубая регулировка выходного напряжения, а на второй ступени этот процесс осуществляется значительно точнее. Таким образом, управление двумя ступенями выполняется с помощью одного контроллера, что фактически означает наличие двух стабилизаторов в едином корпусе. Обе ступени имеют обмотки, намотанные в общем трансформаторе. При наличии 12 ключей, эти две ступени позволяют регулировать выходное напряжение в 36 уровнях, чем и обеспечивается его высокая точность.

Стабилизатор напряжения с защитой по току схема

Данные устройства обеспечивают питание преимущественно для низковольтных устройств. Такой стабилизатор тока и напряжения схема отличается простотой конструкции, доступной элементной базой, возможностью плавных регулировок не только выходного напряжения, но и тока, при котором срабатывает защита. Основой схемы является параллельный стабилизатор или регулируемый стабилитрон, а также биполярный транзистор с высокой мощностью. С помощью так называемого измерительного резистора контролируется ток, потребляемый нагрузкой.

Иногда на выходе стабилизатора возникает короткое замыкание или ток нагрузки превышает установленное значение. В этом случае на резисторе R2 падает напряжение, а транзистор VT2 открывается. Происходит и одновременное открытие транзистора VT3, шунтирующего источник опорного напряжения. В результате, значение выходного напряжения снижается практически до нулевого уровня, и регулирующий транзистор оказывается защищенным от перегрузок по току. Для того чтобы установить точный порог срабатывания токовой защиты, применяется подстроечный резистор R3, включаемый параллельно с резистором R2. Красный цвет светодиода LED1 указывает на срабатывание защиты, а зеленый LED2 – на выходное напряжение.

После правильно выполненной сборки схемы мощных стабилизаторов напряжения сразу же включаются в работу, достаточно всего лишь выставить необходимое значение выходного напряжения. После загрузки устройства реостатом выставляется ток, при котором срабатывает защита. Если защита должна срабатывать при меньшем токе, для этого необходимо увеличить номинал резистора R2. Например, при R2 равном 0,1 Ом, минимальный ток срабатывания защиты будет составлять около 8А. Если же нужно, наоборот, увеличить ток нагрузки, следует параллельно включить два и более транзисторов, в эмиттерах которых имеются выравнивающие резисторы.

Схема релейного стабилизатора напряжения 220

С помощью релейного стабилизатора обеспечивается надежная защита приборов и других электронных устройств, для которых стандартный уровень напряжения составляет 220В. Данный стабилизатор напряжения 220В, схема которого всем известна. Пользуется широкой популярностью, благодаря простоте своей конструкции.

Для того чтобы правильно эксплуатировать это устройство, необходимо изучить его устройство и принцип действия. Каждый релейный стабилизатор состоит из автоматического трансформатора и электронной схемы, управляющей его работой. Кроме того, имеется реле, помещенное в надежный корпус.  Данный прибор относится к категории вольтодобавочных, то есть с его помощью лишь добавляется ток в случае низкого напряжения.

Добавление необходимого количества вольт осуществляется путем подключения обмотки трансформатора. Обычно для работы используется 4 обмотки. В случае слишком высокого тока в электрической сети, трансформатор автоматически уменьшает напряжение до нужного значения. Конструкция может быть дополнена и другими элементами, например, дисплеем.

Таким образом, релейный стабилизатор напряжения имеет очень простой принцип работы. Ток измеряется электронной схемой, затем, после получения результатов, он сравнивается с выходным током. Полученная разница в напряжении регулируется самостоятельно путем подбора необходимой обмотки. Далее, подключается реле и напряжение выходит на необходимый уровень.

Стабилизатор напряжения и тока на LM2576

Принцип работы стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — применение, принцип работы

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от каких-либо изменений или колебаний на входе, то есть входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.

Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения).  

Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне. 

Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Как работает стабилизатор напряжения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций: функции понижения и повышения напряжения. 

Функция понижения и повышения — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения от перенапряжения. 

Эта функция может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

В условиях перенапряжения функция «понижения напряжения» обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения. Аналогично, в условиях пониженного напряжения функция «повышения напряжения» увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом заключается в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Рис. 4 — Принципиальная схема функции понижения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «Понижения».  В функции понижения полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной катушек.

В стабилизаторе напряжения есть схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается превышение напряжения в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную или автоматически переключается в конфигурацию режима «Понижения» с помощью переключателей (реле).

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На рисунке выше показано подключение трансформатора в функции «Повышения». В функции повышения полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмоток.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

//www.youtube.com/embed/RnxfLGxw9zU

Особенности сетевых стабилизаторов

Принципиальная схема стабилизатора напряжения данного типа представляет собой набор транзисторов, а также диодов. В свою очередь механизм замыкания в ней отсутствует. Регуляторы при этом имеются обычного типа. В некоторых моделях дополнительно устанавливается система индикации.

Она способна показать мощность скачков в сети. По чувствительности модели довольно сильно отличаются. Конденсаторы, как правило, в цепи имеются компенсационного типа. Система защиты у них отсутствует.

Устройства моделей с регулятором

Для холодильного оборудования востребованным является регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его подразумевает возможность настройки прибора перед началом использования. В данном случае это помогает в устранении высокочастотных помех. В свою очередь электромагнитное поле проблем для резисторов не представляет.

Конденсаторы также включаются в регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его не обходится без транзисторных мостов, которые соединяются между собой по коллекторной цепочке. Непосредственно регуляторы могут устанавливаться различных модификаций. Многое в данном случае зависит от предельного напряжения. Дополнительно учитывается тип трансформатора, который имеется в стабилизаторе.

Стабилизаторы «Ресанта»

Схема стабилизатора напряжения «Ресанта» представляет собой набор транзисторов, которые взаимодействуют между собой по коллектору. Для охлаждения системы имеется вентилятор. С высокочастотными перегрузками в системе справляется конденсатор компенсационного типа.

Также схема стабилизатора напряжения «Ресанта» включает в себя диодные мосты. Регуляторы во многих моделях устанавливаются обычные. Ограничения по нагрузке у стабилизаторов «Ресанта» есть. В целом помехи ими воспринимаются все. К недостаткам следует отнести высокую шумность трансформаторов.

Схема моделей с напряжением 220 В

Схема стабилизатора напряжения 220 В отличается от прочих устройств тем, что в ней имеется блок управления. Данный элемент соединяется напрямую с регулятором. Сразу за системой фильтрации имеется диодный мост. Для стабилизации колебаний дополнительно предусмотрена цепь из транзисторов. На выходе после обмотки располагается конденсатор.

С перегрузками в системе справляется трансформатор. Преобразование тока осуществляется им же. В целом диапазон мощности у данных устройств довольно высокий. Работать эти стабилизаторы способны и при минусовой температуре. По шумности они не отличаются от моделей других типов. Параметр чувствительности сильно зависит от производителя. Также на нее влияет тип установленного регулятора.

Принцип работы импульсных стабилизаторов

Схема электрическая стабилизатора напряжения данного типа схожа с моделью релейного аналога. Однако отличия в системе все же есть. Главным элементом в цепи принято считать модулятор. Занимается данное устройство тем, что считывает показатели напряжения. Далее сигнал переносится на один из трансформаторов. Там проходит полная обработка информации.

Для изменения силы тока имеется два преобразователя. Однако в некоторых моделях он установлен один. Чтобы справиться с электромагнитным полем, задействуется выпрямительный делитель. При повышении напряжения он снижает предельную частоту. Чтобы ток поступил на обмотку, диоды передают сигнал на транзисторы. На выходе стабилизированное напряжение проходит по вторичной обмотке.

Высокочастотные модели стабилизаторов

По сравнению с релейными моделями, высокочастотный стабилизатор напряжения (схема показана ниже) является более сложным, и диодов в нем задействуется больше двух. Отличительной особенность приборов данного типа принято считать высокую мощность.

Трансформаторы в цепи рассчитаны на большие помехи. В результате данные приборы способны защитить любую бытовую технику в доме. Система фильтрации в них настроена на различные скачки. За счет контроля напряжения величина тока может изменяться. Показатель предельной частоты при этом будет увеличиваться на входе, и уменьшаться на выходе. Преобразование тока в этой цепи осуществляется в два этапа.

Первоначально задействуется транзистор с фильтром на входе. На втором этапе включается диодный мост. Для того чтобы процесс преобразования тока завершился, системе требуется усилитель. Устанавливается он, как правило, между резисторами. Таким образом, температура в устройстве поддерживается на должном уровне. Дополнительно в системе учитывается источник питания. Использование блока защиты зависит от его работы.

Стабилизаторы на 15 В

Для устройств с напряжением 15 В используется сетевой стабилизатор напряжения, схема которого по своей структуре является довольно простой. Порог чувствительности у приборов находится на малом уровне. Модели с системой индикации встретить очень сложно. В фильтрах они не нуждаются, поскольку колебания в цепи незначительные.

Резисторы во многих моделях есть только на выходе. За счет этого процесс преобразования происходит довольно быстро. Входные усилители устанавливаются самые простые. Многое в данном случае зависит от производителя. Используются стабилизатор напряжения (схема показана ниже) этого типа чаще всего в лабораторных исследованиях.

Особенности моделей на 5 В

Для устройств с напряжением 5 В используют специальный сетевой стабилизатор напряжения. Схема их состоит из резисторов, как правило, не более двух. Применяют такие стабилизаторы исключительно для нормального функционирования измерительных приборов. В целом они являются довольно компактными, а работают тихо.

Модели серии SVK

Модели данной серии относятся к стабилизаторам латерного типа. Чаще всего их используют на производстве для уменьшения скачков от сети. Схема подключения стабилизатора напряжения этой модели предусматривает наличие четырех транзисторов, которые расположены попарно. За счет этого ток преодолевает меньшее сопротивление в цепи. На выходе у системы имеется обмотка для обратного эффекта. Фильтров в схеме предусмотрено два.

За счет отсутствия конденсатора процесс преобразования также происходит быстрее. К недостаткам следует отнести большую чувствительность. На электромагнитное поле прибор реагирует очень остро. Схема подключения стабилизатора напряжения серии SVK регулятор предусматривает, как и систему индикации. Напряжение максимум устройством воспринимается до 240 В, а отклонение при этом не может превышать 10 %.

Автоматические стабилизаторы «Лигао 220 В»

Для систем сигнализации является востребованным от компании «Лигао» стабилизатор напряжения 220В. Схема его построена на работе тиристоров. Использоваться данные элементы способны исключительно в полупроводниковых цепях. На сегодняшний день типов тиристоров существует довольно много. По степени защищенности они делятся на статические, а также динамические. Первый вид используется с источниками электричества различной мощности. В свою очередь динамические тиристоры имеют свой предел.

Если говорить про компании «Лигао» стабилизатор напряжения (схема показана ниже), то в нем имеется активный элемент. В большей степени он предназначен для нормального функционирования регулятора. Представляет он собой набор контактов, которые способны соединяться. Необходимо это для того чтобы увеличивать или уменьшать предельную частоту в системе. В других моделях тиристоров может иметься несколько. Устанавливаются они между собой при помощи катодов. В результате коэффициент полезного действия устройства можно значительно повысить.

Низкочастотные устройства

Для обслуживания устройств с частотой менее 30 Гц существует такой стабилизатор напряжения 220В. Схема его схожа со схемами релейных моделей за исключением транзисторов. В данном случае они имеются с эмиттером. Иногда дополнительно устанавливается специальный контроллер. Многое зависит от производителя, а также модели. Контроллер в стабилизаторе необходим для передачи сигнала на блок управления.

Для того чтобы связь была качественной, производители используют усилитель. Устанавливается он, как правило, на входе. На выходе в системе имеется обычно обмотка. Если говорить про предел напряжения в 220 В, конденсаторов можно найти два. Коэффициент передачи тока у таких устройств довольно низкий. Причиною этого принято считать малую предельную частоту, которая является следствием работы контроллера. Однако коэффициент насыщения находится на высокой отметке. Во многом это связано именно с транзисторами, которые устанавливаются с эмиттерами.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 4 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Схема регулятора напряжения

и принципиальные схемы

За прошедшие годы мы опубликовали на этом веб-сайте несколько схем регуляторов напряжения, которые служат многим целям. В этой статье я составляю краткий список лучших схем стабилизатора напряжения, которые будут полезны всем вам. Термин «регулятор напряжения» носит несколько общий характер — это может быть регулятор AC-AC или регулятор DC-DC. В основном то, что он делает, очень просто — он регулирует и поддерживает постоянный желаемый уровень напряжения на выходных клеммах.Итак, давайте начнем копать в нашем большом списке 🙂

Регулятор 6 В с использованием 7806

Это простая в сборке схема с использованием микросхемы IC 7806 (которая представляет собой трехконтактный стабилизатор положительного напряжения). Схема спроектирована таким образом, что напряжение сети 230 вольт понижается до 9 вольт с помощью трансформатора, а затем регулируется до 6 вольт на выходе. Эта ИС является стабильной с внутренним ограничением тока и тепловым отключением. При использовании надлежащего радиатора он может выдавать ток на выходе более 1 А.

Регулируемый импульсный регулятор с использованием LM317

Линейные регуляторы напряжения неэффективны, поскольку они рассеивают много энергии в виде тепла. Чтобы решить такие проблемы с энергоэффективностью, мы можем использовать импульсный стабилизатор, который может сэкономить до 85% мощности по сравнению с линейным регулятором. Здесь у нас есть схема с использованием микросхемы LM317, которая представляет собой импульсный стабилизатор напряжения и может выдавать до 3 ампер тока. Импульсный стабилизатор работает, забирая небольшие биты энергии от источника входного напряжения и затем передавая их на выход с помощью твердотельного переключателя и схемы управления.

Регулятор 9 В с использованием 7809

Итак, вот еще одна простая схема регулятора напряжения, которая использует IC 7809 для регулирования входного напряжения 16 вольт. Сеть на 230 В понижается с помощью трансформатора, затем преобразуется в 16 В постоянного тока с помощью моста, а затем регулируется с помощью ИС. Как вы знаете, 7809 — это надежная ИС с внутренним ограничением тока, тепловым отключением, безопасной рабочей зоной и т. Д.

Схема регулируемого регулятора напряжения с использованием LM317

Ну, это набор схем регулятора напряжения , использующих LM317 IC, который является регулируемым регулятором напряжения.LM317 — трехконтактный регулируемый стабилизатор от National Semiconductors, входное напряжение которого может составлять до 40 вольт. Выходное напряжение можно регулировать от 1,2 В до 37 В. Теперь эта статья представляет собой сборник из 4 схем, использующих LM317.

1. Обычный стабилизатор положительного напряжения — выходное напряжение можно регулировать, изменяя потенциометр и резистор. Для вычисления V0ut дано уравнение.

2. Схема регулируемого регулятора напряжения — выходное напряжение может выбираться цифровым способом.Эта схема представляет собой не что иное, как простую модификацию схемы обычного регулятора напряжения с использованием LM317. Здесь вместо потенциометра параллельно подключены 4 резистора, которые активируются только соответствующими транзисторами. Таким образом, каждый транзистор действует как логический уровень и включается или выключается. Выбрав транзисторы и включив их, можно отрегулировать уровень выходного напряжения.

3. 5 ампер стабилизатор постоянного тока / постоянного напряжения — Вы поняли это из названия обряда? По сравнению с вышеперечисленными схемами эта немного тяжелая и в ней больше компонентов.Он использует операционный усилитель LM310 вместе с LM317.

4. Схема силового повторителя — запуталась что это? Ни что иное, как повторитель напряжения с высокой токовой нагрузкой.

Регулируемый регулятор напряжения 10 ампер с использованием MSK5012

Это простая в изготовлении схема регулятора напряжения постоянного тока с использованием надежной микросхемы MSK5012. Выходное напряжение можно программировать с помощью двух резисторов R1 и R2. Особенностью этой ИС является низкое падение напряжения из-за использования полевого МОП-транзистора в качестве внутреннего элемента последовательного прохода.MS5012 отличается высокой точностью и подавлением пульсаций.

Регулятор 12 В с использованием 7812

Итак, вот действительно мощный 12-вольтный стабилизатор, использующий IC 7812, который может обеспечивать ток до 15 ампер. Стабилизатор 7812 используется для поддержания выходного напряжения на уровне 12 вольт, а три транзистора TIP 2599 используются для повышения тока. Это дорогостоящая схема из-за используемых компонентов высокой мощности. Так что собирайте, только если он вам нужен.

Регулятор 12 В на стабилитроне

Итак, появился первый стабилизатор напряжения, управляемый стабилитроном. Таким образом, эта схема действительно проста и легко собирается с использованием стабилитрона и последовательного транзистора (2N3055). Он может обеспечивать выходной ток до 3 ампер. Когда вы используете стабилитрон в качестве регулятора напряжения, теоретически вы получите на выходе на 0,7 вольт меньше. В данном случае — 11,3 вольт.

От 2 до 37 вольт Регулируемый регулятор напряжения с использованием LM723

Стабилизатор напряжения на микросхеме LM723 — линейный регулятор производства National Semiconductors. Входное напряжение может быть до 40 вольт, а выходное — от 2 до 37 вольт.Без каких-либо настроек ИС может выдавать ток до 150 мА, а дальнейшее улучшение тока может быть достигнуто путем добавления транзистора с последовательным проходом — в нашем случае MJ3001 транзистор Дарлингтона.

13 вольт 5 ампер Регулируемый регулятор напряжения с использованием LM338

Микросхема

LM338 произведена в компании ST Microelectronics. ИС имеет временное ограничение тока, терморегуляцию и выпускается в корпусе с 3-выводными транзисторами. LM338 имеет диапазон выходного напряжения от 1 до 1.2 В и 30 В, и он может выдавать выходной ток более 5 ампер. R1 и R2 настраиваются для программирования желаемого выходного напряжения.

25 В Регулируемый регулятор с использованием LM117

Хм !! Это самая простая схема регулятора напряжения на нашем сайте! Только что получил IC LM117 и 4 пассивных компонента. Вы можете регулировать выходное напряжение, изменяя потенциометр. LM117 — это надежная ИС, которая может выдавать стабилизированное напряжение в диапазоне от 1,2 до 37 вольт. Этот источник питания может обеспечивать ток до 0 o.5 ампер.

Набор импульсных регуляторов

Эта статья предназначена скорее для образовательных целей, чем для ваших практических нужд. Принцип коммутации отличается от линейного регулирования напряжения. Главное преимущество импульсного регулятора — энергоэффективность. Эта статья достаточно хороша, и она познакомит вас с теоретическими аспектами импульсного регулирования, простыми схемами переключения, некоторыми практическими применениями импульсных регуляторов. Ближе к концу вы найдете объяснение линейного регулирования по сравнению с коммутационным регулированием.Я очень рекомендую вам эту статью для повышения ваших знаний.

Регулятор 3 А с использованием LM350

LM350K IC имеет такие функции, как терморегулирование, защита от короткого замыкания и т. Д. Это простая в сборке схема, которая, как было обнаружено, имеет лучшее подавление пульсаций и стабильность по сравнению с элементарным регулятором напряжения, использующим LM350 IC. Выходное напряжение можно регулировать от 1,2 В до 25 вольт путем изменения POT R2. Мы можем получить до 3 ампер тока от этой схемы.

Схема повышающего преобразователя 12 В с использованием LM2698

А вот и первая схема повышающего преобразователя на микросхеме LM2698 (от National Semiconductors). LM2698 — это повышающий преобразователь общего назначения с диапазоном выходных сигналов от 2,2 В до 17 В постоянного тока. В этой конкретной схеме вы можете получить на выходе 12 вольт постоянного тока от 4,5 до 5 вольт постоянного тока в качестве источника входного сигнала.

Схема регулируемого регулятора напряжения с использованием L200

Еще одна простая схема, использующая монолитный интегрированный регулируемый стабилизатор напряжения IC L200.Эта ИС имеет такие функции, как ограничение тока, тепловое отключение, ограничение мощности, защита от перенапряжения на входе и т. Д. Резисторы R1 и R2 должны быть отрегулированы для получения желаемого выходного напряжения. Мы можем получить выходное напряжение от 2,8 до 15 вольт при токе в 1 ампер.

Цепи регулятора напряжения

— линейный регулятор напряжения, стабилизатор напряжения Зенера и импульсный регулятор напряжения

Регулятор напряжения

, как следует из названия, представляет собой схему, которая используется для регулирования напряжения. Регулируемое напряжение — это плавная подача напряжения без каких-либо шумов или помех.Выход регулятора напряжения не зависит от тока нагрузки, температуры и изменения линии переменного тока. Стабилизаторы напряжения присутствуют почти в каждой электронике или бытовой технике, такой как телевизор, холодильник, компьютер и т. Д., Для стабилизации напряжения питания.

В основном, регулятор напряжения минимизирует колебания напряжения для защиты устройства. В системе распределения электроэнергии регуляторы напряжения находятся либо в фидерных линиях, либо на подстанции. В этой линейке используются два типа регуляторов, один — ступенчатый, в котором переключатели регулируют подачу тока.Другой — индукционный регулятор, представляющий собой переменную электрическую машину, подобную асинхронному двигателю, которая подает энергию в качестве вторичного источника. Он сводит к минимуму колебания напряжения и обеспечивает стабильный выход.

Существуют различные типы регуляторов напряжения, которые описаны ниже.

Типы схем регулятора напряжения

Цепь линейного регулятора напряжения

Регулятор напряжения серии
• Шунтирующий регулятор напряжения

Цепь стабилитрона

стабилизатора напряжения

Цепь импульсного регулятора напряжения

• Бак типа
• Тип наддува
• Buck / Boost тип

Цепь линейного регулятора напряжения

Это наиболее распространенные регуляторы, используемые в электронике для поддержания постоянного выходного напряжения.Линейные регуляторы напряжения действуют как цепь делителя напряжения, в этом регуляторе сопротивление изменяется в зависимости от изменения нагрузки и дает постоянное выходное напряжение. Некоторые преимущества и недостатки линейного регулятора напряжения приведены ниже:

Преимущества

• Низкое напряжение пульсации на выходе
• Ответ быстрый
• Меньше шума

Недостатки

• Низкий КПД
• Требуется большое пространство
• Выходное напряжение всегда будет меньше входного

1. Регулятор напряжения серии Регулятор напряжения серии

является частью линейного регулятора напряжения и также называется последовательным регулятором напряжения. Последовательно включенный регулируемый элемент, используемый для поддержания постоянного выходного напряжения. При изменении сопротивления падения напряжения на последовательном элементе его можно изменять, чтобы напряжение на выходе оставалось постоянным.

Как вы можете видеть на принципиальной схеме последовательного регулятора напряжения, NPN-транзистор T1 является последовательным элементом, а стабилитрон используется для обеспечения опорного напряжения.

Когда выходное напряжение увеличивается, напряжение база-эмиттер уменьшается, из-за чего транзистор T1 проводит меньше. Поскольку T1 проводит меньше, он снижает выходное напряжение, следовательно, поддерживает постоянное выходное напряжение.

Когда выходное напряжение уменьшается, напряжение база-эмиттер увеличивается, благодаря чему транзистор T1 проводит больше. По мере того, как T1 проводит больше, выходное напряжение увеличивается, следовательно, выходное напряжение остается постоянным.

Выходное напряжение определяется как:

  V  O  = V  Z  - V  BE  
Где,
V  O  - выходное напряжение
V  Z  - напряжение пробоя стабилитрона.
V  BE  - напряжение база-эмиттер 

2.Шунтирующий регулятор напряжения

Нерегулируемое напряжение прямо пропорционально падению напряжения на последовательно соединенных сопротивлениях, и это падение напряжения зависит от тока, потребляемого нагрузкой. Если ток, потребляемый нагрузкой, увеличивается, базовый ток также будет уменьшаться, и из-за этого меньший ток коллектора будет течь через вывод коллектора-эмиттера, и, следовательно, ток через нагрузку будет увеличиваться, и наоборот.

Регулируемое выходное напряжение шунтирующего регулятора напряжения определяется как:

  В  ВЫХ  = V  Z  + V  BE   

Стабилитрон

Стабилитроны

дешевле и подходят только для цепей малой мощности. Его можно использовать в приложениях, где количество энергии, потраченное впустую во время регулирования, не имеет большого значения.

Сопротивление

А, последовательно подключено к стабилитрону для ограничения величины тока, протекающего через диод, и входного напряжения Vin (которое должно быть больше, чем напряжение стабилитрона). подключается параллельно, как показано на изображении, и на выходе напряжение Vout снимается на стабилитроне с Vout = Vz (напряжение стабилитрона). Как мы знаем, стабилитрон начинает проводить в обратном направлении, когда приложенное напряжение выше, чем напряжение пробоя стабилитрона.Таким образом, когда он начинает проводить, он поддерживает то же напряжение на нем и возвращает дополнительный ток, таким образом обеспечивая стабильное выходное напряжение.

Узнайте больше о работе стабилитрона здесь.

Импульсный регулятор напряжения

Существует три типа импульсных регуляторов напряжения:

• Понижающий или понижающий импульсный регулятор напряжения
• Повышающий или повышающий импульсный регулятор напряжения
• Понижающий / повышающий импульсный регулятор напряжения

Понижающий или понижающий импульсный регулятор напряжения

Понижающий регулятор используется для понижения напряжения на выходе, мы даже можем использовать схему делителя напряжения для уменьшения выходного напряжения, но эффективность схемы делителя напряжения низкая, потому что резисторы рассеивают энергию в виде тепла. Мы используем в цепи конденсатор, диод, индуктор и переключатель. Принципиальная схема понижающего импульсного регулятора напряжения приведена ниже:

.

Когда переключатель находится в положении ON, диод остается смещенным в обратном направлении, и к индуктору подключается питание. Когда переключатель разомкнут, полярность катушки индуктивности меняется на обратную, диод становится смещенным вперед и подключает катушку индуктивности к земле. Затем ток через катушку индуктивности уменьшается с крутизной:

  d I  L  / dt = (0-V  ВЫХ ) / L  

Конденсатор используется для предотвращения падения напряжения на нагрузке до нуля.Если мы продолжаем открывать и закрывать переключатель, среднее напряжение на нагрузке будет меньше подаваемого входного напряжения. Вы можете контролировать выходное напряжение, изменяя рабочий цикл переключающего устройства.

  Выходное напряжение = (Входное напряжение) * (процент времени, в течение которого переключатель находится в положении ВКЛ)  

Если вы хотите узнать больше о Buck Converter, перейдите по ссылке.

Повышающий или повышающий импульсный регулятор напряжения

Повышающий регулятор используется для повышения напряжения на нагрузке.Принципиальная схема регулятора наддува приведена ниже:

Когда переключатель замкнут, диод ведет себя как смещенный в обратном направлении, и ток через катушку индуктивности продолжает увеличиваться. Теперь, когда переключатель разомкнут, катушка индуктивности создает силу, заставляющую ток продолжать течь, и конденсатор начинает заряжаться. Постоянно поворачивая переключатель в положение ВКЛ и ВЫКЛ, мы получим напряжение на нагрузке выше, чем входное напряжение. Мы можем контролировать выходное напряжение, контролируя время включения (Ton) переключателя.

  Выходное напряжение = Входное напряжение / процент времени, в течение которого переключатель разомкнут  

Если вы хотите узнать больше о Boost Converter, перейдите по ссылке.

Понижающий импульсный стабилизатор напряжения

Понижающий-повышающий импульсный регулятор представляет собой комбинацию понижающего и повышающего регуляторов, он дает инвертированный выходной сигнал, который может быть больше или меньше подаваемого входного напряжения.

Когда переключатель включен, диод ведет себя как смещенный в обратном направлении, и катушка индуктивности накапливает энергию, а когда переключатель находится в положении OFF, индуктор начинает выделять энергию с обратной полярностью, которая заряжает конденсатор.Когда энергия, запасенная в катушке индуктивности, становится равной нулю, конденсатор начинает разряжаться в нагрузку с обратной полярностью. Из-за этого понижающе-повышающий регулятор также называется инвертирующим регулятором .

Выходное напряжение определяется как

  Vout = Vin (D / 1-D) 
  Где, D - рабочий цикл  

Следовательно, если рабочий цикл низкий, регулятор ведет себя как понижающий регулятор, а когда рабочий цикл высокий, регулятор ведет себя как повышающий регулятор.

Практический пример схем регулятора

Цепь регулятора положительного линейного напряжения

Мы разработали схему положительного линейного стабилизатора напряжения с использованием 7805 IC . Эта ИС имеет все схемы для обеспечения 5-вольтного стабилизированного питания. Входное напряжение должно быть как минимум более чем на 2 В от номинального значения, как для LM7805, мы должны обеспечить как минимум 7 В.

На микросхему подается нерегулируемое входное напряжение, и мы получаем стабилизированное напряжение на выходе.Название ИС определяет ее функцию, 78 представляет собой положительный знак, а 05 представляет значение регулируемого выходного напряжения. Как вы видите на принципиальной схеме, мы подаем 9 В на 7805IC и получаем стабилизированное + 5 В на выходе. Конденсаторы C1 и C2 используются для фильтрации.

Цепь стабилитрона

Здесь мы разработали стабилизатор напряжения на стабилитроне с напряжением 5,1 В. Стабилитрон работает как чувствительный элемент.Когда напряжение питания превышает напряжение пробоя, он начинает проводить в обратном направлении и поддерживает то же напряжение на нем, а дополнительный ток течет обратно, обеспечивая тем самым стабильное выходное напряжение. В этой схеме мы даем 9 В входного напряжения и получаем почти 5,1 напряжения регулируемого выхода.

Схема регулятора переменного напряжения LM317

Характеристики регулятора переменного напряжения LM117 / LM217 / LM317

LM317 представляет собой трехконтактный стабилизатор положительного напряжения с 1.Диапазон выходного напряжения от 25 до 37 В. Клеммы регулятора LM317: IN (вход), OUT (выход), ADJ (регулировка).

Чтобы добиться такого изменения напряжения, необходимы только 2 внешних резистора (один из них — переменный резистор). Две из основных характеристик регулятора напряжения LM317 — это ограничение тока и тепловая защита от перегрузок.

Как работает схема регулятора переменного напряжения LM317?

Напряжение между клеммами ADJ и OUT всегда равно 1.25 вольт (напряжение, установленное внутри регулятора), и, следовательно, ток, протекающий через резистор R1, равен: I _R1 = V / R1 = 1,25 / R1. (1)

Ток через резистор R1 равен I _R1 , и это тот же ток, который циркулирует через резистор R2 (ток I _ADJ не учитывается). Тогда напряжение на резисторе R2 равно: V _R2 = I _R1 x R2 (2)

Если подставить I _R1 (1) в формулу (2), получится следующее уравнение: V _R2 = 1.25 х R2 / R1.

Поскольку выходное напряжение: Vout = V _R1 + V _R2 , тогда…

Vout = 1,25 V + (1,25 x R2 / R1) V.… .. упрощение (общий коэффициент)
Vout = 1,25 V (1 + R2 / R1) V.

Из последней формулы ясно, что если вы измените номинал резистора R2 (переменный резистор), изменится напряжение Vout.

• R1 = 240 Ом
• R2 = 5K или 3K (потенциометр)

Током I _ADJ пренебрегли, поскольку он имеет максимальное значение 100 мкА и остается постоянным при изменении нагрузки и входного напряжения.

Для улучшения регулирования резистор R1 должен быть размещен как можно ближе к регулятору, а клемма заземления резистора R2 должна быть подключена как можно ближе к заземлению нагрузки.

Улучшение работы схемы регулятора напряжения LM317

Для оптимизации работы схемы регулятора напряжения LM317 в конструкцию могут быть включены некоторые дополнительные элементы. См. Схему ниже.

Регулятор напряжения LM317 / LM117 / LM217 с защитными диодами

• A 0.Конденсатор емкостью 1 мкФ (C1) помещается на входную клемму (IN), если регулятор напряжения находится вдали от компонентов выпрямления.
• Танталовый конденсатор емкостью 1 мкФ или электролитический конденсатор емкостью 25 мкФ (C3) помещается на выходную клемму (OUT) для улучшения переходной характеристики.
• Электролитический конденсатор (C2) емкостью 10 мкФ включен параллельно резистору R2, чтобы улучшить подавление пульсаций напряжения.
• Диод 1N4001 (D1) установлен для защиты регулятора от возможных коротких замыканий на входе регулятора.
• Диод 1N4001 (D2) установлен для защиты регулятора от возможных коротких замыканий на его выходе при разряженных конденсаторах.

Чем отличаются регуляторы напряжения LM117, LM217, LM317?

Диапазон рабочих температур LM117: -55 и 150 ° C
Диапазон рабочих температур LM127: -25 и 150 ° C
Диапазон рабочих температур LM317: 0 и 125 ° C

Некоторые регуляторы этого семейства имеют дополнительный суффикс. (пример: LM317K)

Суффикс К — регулятор напряжения в корпусе ТО-3.Рассеивает максимум 20 Вт при токе 1,5 А
Suffix H — стабилизатор напряжения в корпусе TO-39. Рассеивает максимум 2 Вт при токе 0,5 А
Suffix T — стабилизатор напряжения в корпусе TO-220. Рассеивает максимум 20 Вт при токе 1,5 А
Suffix E — стабилизатор напряжения в корпусе LLC. . Рассеивает максимум 2 Вт при токе 0,5 А
Suffix S — стабилизатор напряжения в корпусе TO-263. Рассеивает максимум 4 Вт при токе 1,5 А

Цепи регулятора напряжения трехфазного мотоцикла

В сообщении обсуждается список простых схем трехфазного регулятора напряжения мотоцикла с ШИМ-управлением, которые можно использовать для управления напряжением зарядки аккумулятора в большинстве двухколесных транспортных средств.Идея была предложена мистером Джуниором.

Технические характеристики

Привет, меня зовут младший, живу в Бразилии и работаю с производством и восстановлением выпрямителя напряжения мотоцикла и был бы признателен за помощь, мне нужна трехфазная схема регулятора МОП-транзистора для мотоциклов, напряжение Entreda 80 -150 вольт, корте максимум 25А, максимальное потребление системы 300 ватт,

жду возврата
атт.
junior

Конструкция

Предлагаемую схему трехфазного регулятора напряжения для мотоцикла можно увидеть на схеме ниже.

Схема довольно проста для понимания.

Трехфазный выходной сигнал генератора переменного тока последовательно подается на три силовых транзистора, которые в основном действуют как шунтирующие устройства для тока генератора.

Как и все это, во время работы обмотка генератора переменного тока может подвергаться воздействию огромных обратных ЭДС, до такой степени, что может вырваться из изоляционного покрытия обмотки, что приведет к ее безвозвратному разрушению.

Регулировка потенциала генератора переменного тока методом шунтирования или замыкания на землю помогает удерживать потенциал генератора под контролем, не вызывая в нем отрицательных последствий.

Время периода шунтирования здесь имеет решающее значение и напрямую влияет на величину тока, который в конечном итоге может достигнуть выпрямителя и заряжаемой батареи.

Очень простой способ управления периодом времени шунтирования — это управление проводимостью трех BJT, подключенных через 3 обмотки генератора переменного тока, как показано на схеме.

МОП-транзисторы также могут использоваться вместо BJT, но могут быть намного дороже, чем BJT.

Метод реализован с помощью простой схемы ШИМ 555 IC.

Регулируемый выход ШИМ с вывода 3 ИС подается на базы BJT, которые, в свою очередь, вынуждены работать управляемым образом в зависимости от рабочего цикла ШИМ.

Связанный потенциометр со схемой IC 555 соответствующим образом отрегулирован для получения правильного среднего среднеквадратичного напряжения для заряжаемой батареи.

Метод, показанный в схеме трехфазного регулятора напряжения мотоцикла с использованием МОП-транзисторов, может быть также реализован для одиночных генераторов переменного тока для получения идентичных результатов.

Регулировка пикового напряжения

В приведенную выше схему может быть включена функция регулирования пикового напряжения, как показано на следующей схеме, для поддержания безопасного уровня зарядного напряжения для подключенной батареи.

Как видно, линия заземления IC 555 переключается с помощью NPN BC547, база которого регулируется пиковым напряжением от генератора переменного тока.

Когда пиковое напряжение превышает 15 В, BC547 проводит и активирует схему ШИМ IC 555.

MOSFET теперь проводит и начинает шунтировать избыточное напряжение от генератора переменного тока на землю со скоростью, определяемой рабочим циклом ШИМ.

Этот процесс предотвращает превышение напряжения генератора выше этого порога, тем самым гарантируя, что аккумулятор никогда не будет перезаряжен.

Транзистор — BC547, конденсатор pin5 — 10 нФ

Система зарядки аккумуляторной батареи мотоцикла

Вторая конструкция, представленная ниже, представляет собой выпрямитель плюс регулятор для трехфазной системы зарядки мотоциклов.Выпрямитель — двухполупериодный, регулятор — шунтирующий.

Автор: Abu Hafss

Система зарядки мотоцикла отличается от системы зарядки автомобилей. Генератор или генератор напряжения на автомобилях — это электромагнитный тип, который довольно легко регулировать. А генераторы на мотоциклах — с постоянными магнитами.

Выходное напряжение генератора переменного тока прямо пропорционально оборотам в минуту, то есть при высоких оборотах генератор будет вырабатывать высокое напряжение более 50 В, следовательно, регулятор становится важным для защиты всей электрической системы, а также батареи.

Некоторые маленькие велосипеды и трехколесные велосипеды, которые не двигаются на высоких скоростях, имеют только 6 диодов (D6-D11) для двухполупериодного выпрямления. Они не нуждаются в регулировании, но эти диоды рассчитаны на большой ток и во время работы рассеивают много тепла.

В велосипедах с надлежащими регулируемыми системами зарядки обычно используется регулирование шунтирующего типа. Это делается путем закорачивания обмоток генератора переменного тока на один цикл формы волны переменного тока. SCR или иногда транзистор используется в качестве шунтирующего устройства в каждой фазе.

Принципиальная схема

Принцип работы контура

Сеть C1, R1, R2, ZD1, D1 и D2 образует цепь определения напряжения и предназначена для срабатывания при напряжении около 14,4 вольт. Как только система зарядки преодолевает это пороговое напряжение, T1 начинает проводить.

Он посылает ток на каждый затвор трех тиристоров S1, S2 и S3 через токоограничивающие резисторы R3, R5 и R7. D3, D4 и D5 важны для изоляции ворот друг от друга. R4, R6 и R8 помогают слить любую возможную утечку из T1.S1, S2 и S3 должны иметь теплоотвод и изолировать друг от друга слюдяным изолятором, если используется общий радиатор.

Для выпрямителя есть три варианта:

a) Шесть автомобильных диодов

b) Один трехфазный выпрямитель

c) Два мостовых выпрямителя

Все должны быть рассчитаны на ток не менее 15 А и иметь теплоотвод.

Автомобильные диоды бывают двух типов: с положительным или отрицательным телом, поэтому их следует использовать соответственно. Но с ними может быть не так сложно контактировать с радиатором.

Использование двух мостовых выпрямителей

При использовании двух мостовых выпрямителей их можно использовать, как показано.

Мостовой выпрямитель

Автомобильные диоды

Трехфазный выпрямитель

Мостовой выпрямитель

Эффективная зарядка аккумулятора с помощью шунта для мотоциклов

Следующая электронная переписка между г-ном Леонардом, заядлым исследователем / инженером и мной, помогает нам узнайте несколько очень интересных фактов о недостатках и ограничениях шунтирующего регулятора мотоцикла.Это также помогает нам узнать, как просто улучшить концепцию до эффективного, но дешевого дизайна.

Леонард:

У вас есть интересная схема, но …
У моего мотоцикла есть генератор переменного тока на 30 ампер, который, я уверен, соответствует среднеквадратическому значению, и достигает пика 43,2 ампера. Ваша схема на 25 А вряд ли прослужит долго.
Однако …
Вместо выпрямителей, которые вы предлагаете, SQL50A рассчитан на 50 ампер при 1000 вольт. Это 3-фазный выпрямительный модуль, и у него не должно возникнуть проблем с пиковым током 45 ампер.(У меня есть два под рукой.)
Это также означает, что тиристоры должны справиться с такой силой тока, а три HS4040NAQ2 со среднеквадратичным током 40 А (неповторяющийся скачок до 520 А) должны справиться с этим достаточно хорошо. Конечно, им потребуется довольно здоровый радиатор и хороший воздушный поток.
Я думаю, что схема управления должна работать практически как есть.
Я заменил 3 регулятора за последние три месяца, и я почти пытался бросить хорошие деньги за плохими. Последний длился в общей сложности десять секунд, прежде чем тоже испортился.Я собираюсь построить свой собственный, и если мне придется построить его для питания линкора, пусть будет так.
Еще я заметил, что листы, используемые в генераторе, значительно толще, чем в электродвигателях. 18-полюсная обмотка и двигатель, работающий на скоростях шоссе, означают гораздо более высокую частоту и гораздо больше вихревых токов в утюге. Каким будет эффект на эти вихревые токи при использовании последовательного регулятора, который позволит напряжению достигать 70 В (среднеквадратичное значение)? Не приведет ли это к увеличению вихревых токов до перегрева железа и риску повреждения обмоток генератора переменного тока? Если это так, имеет смысл не допускать превышения напряжения выше 14 вольт, но у меня все еще есть 20 ампер, исходящих от генератора при 1500 об / мин.

Я:

Спасибо! Да, вы должны избавиться от этого высокого напряжения, которое может оказать огромное давление на обмотку генератора, лучший способ — шунтировать его через сверхмощные полевые МОП-транзисторы на радиаторе
https://www.homemade-circuits.com/wp-content/uploads /2012/10/shunt-3.png

Леонард:

На самом деле, меня не так сильно беспокоит влияние напряжения на обмотки. Похоже, что они покрыты виниловым покрытием Poly-Armor Vinyl, которое также используется в статорах с произвольной обмоткой, работающих от 480 вольт.Меня гораздо больше беспокоит тепло от вихревых токов в пластинах, поскольку они такие толстые. Здесь, в Штатах, при линейном токе 60 Гц толщина пластин двигателя составляет лишь небольшую часть от толщины генератора. При скорости движения частота генератора переменного тока может составлять 1,2 кГц или выше. В других приложениях для устранения вихревых токов потребуется ферритовый сердечник.
Я пытаюсь понять роль вихревых токов в этом приложении. С увеличением числа оборотов увеличивается частота и вихревые токи.Паразитная нагрузка для выравнивания генерируемого напряжения? Средства выравнивания тока, генерируемого при высоких оборотах? Сколько тепла это генерирует? Достаточно, чтобы пережечь обмотку на высоких оборотах?
Находится внутри двигателя, я могу понять использование моторного масла для охлаждения узла, однако, учитывая центробежную силу маховика и обмоток, расположенных внутри него, я не могу себе представить, чтобы какое-либо реальное количество масла попадало к ним для охлаждения.
Наибольшее напряжение, которое я смог прочитать, составляет 70 Вольт RMS.Этого недостаточно, чтобы образовать дугу через покрытие PAV на проволоке, если только нагрев не станет чрезмерным. Однако при шунтировании избытка на землю существует ли противо-ЭДС, которая противодействует магнитному полю вращающихся магнитов? И если да, то насколько это эффективно?

Me:

Да, увеличение частоты приведет к увеличению вихревого тока в сердечнике на основе железа и увеличению тепла. Я читал, что метод управления шунтом хорош для генераторов на базе двигателей, но это также означает увеличение нагрузка на колесо генератора и больший расход топлива автомобилем.Можно ли использовать вентиляторное охлаждение? ток к вентилятору может быть получен от самого генератора.

Леонард:

Боюсь, что охлаждающий вентилятор не подходит для генератора переменного тока. Он установлен внутри двигателя, а на моем Vulcan над ним есть две алюминиевые крышки (замена обмотки генератора означает снятие двигателя с мотоцикла). Я не вижу никакого способа уменьшить вихревые токи, потому что они индуцируется магнитами, вращающимися внутри маховика.Тем не менее, я могу уменьшить ток, шунтированный на землю, подняв напряжение шунта до 24 В, а затем установив последовательный стабилизатор на 14 Вольт. При тестировании генератора я не вижу особого эффекта от противо-ЭДС в уменьшении тока короткого замыкания. Я могу нагрузить генератор до 30 ампер, и, закоротив провода, я все еще получаю 29 ампер.
Однако, если использовать вихревые токи в качестве паразитной нагрузки для выравнивания напряжения и тока при высоких оборотах, это кажется довольно эффективным. Когда напряжение холостого хода достигает 70 В (среднеквадратичное значение), оно не повышается даже при удвоении числа оборотов двигателя.Шунтирование 20 ампер на землю (как это делается заводскими регуляторами) увеличивает тепло в обмотке в дополнение к вихревым токам. Уменьшая ток через обмотки, необходимо также уменьшить тепло, выделяемое обмотками. Это не уменьшит вихревые токи, но уменьшит общее тепло, выделяемое генератором, и, надеюсь, сохранит изоляцию обмотки.
Учитывая покрытие обмоток, я не особо беспокоюсь о генерируемом напряжении. Проработав много лет в восстановлении электродвигателей, я знаю, что ТЕПЛО — злейший враг изоляции.Качество изоляции снижается при повышении рабочей температуры. Покрытие PAV при температуре окружающей среды выдерживает межвитковое напряжение 100 Вольт. Но поднимите эту температуру на 100 C, а может и нет.
Мне тоже любопытно. В электродвигателях используется стальной сплав с 3% кремния для снижения сопротивления изменению магнитного поля внутри железа. Включают ли они это в свои ламинаты или не используют кремний, чтобы еще больше снизить повышение напряжения и тока при высоких оборотах? Это не добавляет тепла, но снижает эффективность утюга, чем выше частота вращения.Увеличивая сопротивление реверсированию магнитного поля в сердечнике, магнитное поле может не проникать так глубоко в сердечник, прежде чем потребуется реверсирование. Таким образом, чем выше частота вращения, тем меньше проникающая способность магнитного поля. Вихревые токи могут еще больше уменьшить это проникновение.

Я:

Ваш анализ имеет смысл и выглядит очень технически обоснованным. Поскольку я в основном разбираюсь в электронике, я не очень хорошо разбираюсь в электротехнике, поэтому предлагать внутреннюю работу и модификации двигателя для меня может быть сложно.Но, как вы сказали в своих последних предложениях, ограничивая магнитное поле, можно предотвратить проникновение вихревого тока на большую глубину. Я попытался найти эту проблему, но пока не нашел ничего полезного!

Леонард:

Итак, проработав с электродвигателями 13 лет, я поставил вас в небольшое невыгодное положение? Хотя я занимался также электроникой, как и вся моя работа, пока я не обнаружил, что могу зарабатывать больше денег, работая с двигателями. Это также означало, что я не успеваю за интегральными схемами, а полевые МОП-транзисторы — это тонкие мелочи, которые можно быстро взорвать при малейшем статическом заряде.Итак, когда дело доходит до электроники, вы ставите меня в невыгодное положение. Я не успевал за новыми разработками.
Интересно, что мне не удалось найти большую часть своей информации в одном месте. Как будто ни одно из понятий не связано друг с другом. Тем не менее, если собрать их все вместе, они начинают обретать смысл. Чем выше частота, тем меньше витков требуется для получения того же индуктивного сопротивления. Таким образом, чем выше частота вращения, тем менее эффективным становится магнитное поле.Это единственный способ сохранить выходную мощность постоянной, когда выходное напряжение достигнет 70 вольт.
Но, глядя на рисунок на осциллографе, я не впечатлен. Время зарядки в миллисекундах, за которым следует выход заземления от 6 до 8 миллисекунд. Может быть, поэтому аккумуляторные батареи для мотоциклов не работают долго? От шести месяцев до года, в то время как автомобильные аккумуляторы работают от пяти лет и более. Вот почему я предпочитаю «ограничивать» уровень напряжения относительно земли при более высоком напряжении, и это ограничение остается постоянным.За ним следует последовательный регулятор для поддержания постоянной скорости заряда в соответствии с требованиями батареи, освещения и электрических цепей. Затем, спроектировав его для работы с током 50 А, мне больше никогда не придется заменять регулятор.
Я работаю с номиналом 50 ампер, но я ожидаю, что при использовании «клиппера» сила тока должна быть значительно ниже 20 ампер на землю. Возможно, всего четыре ампера. Затем последовательный регулятор позволяет (приблизительно) семь ампер для батареи, освещения и цепей для двигателя.Все в пределах номинальной мощности компонентов и недостаточного напряжения, чтобы бросить вызов покрытию обмоток.
Вы написали очень хорошую статью о шунтирующих регуляторах, но 25 А — это слишком мало для моего применения. Тем не менее, это хорошее вдохновение.

Me:

Да, верно, рабочий цикл 1/6 не будет заряжать аккумулятор должным образом. Но это может быть легко решено с помощью мостового выпрямителя и большого конденсатора фильтра, который гарантирует, что батарея будет получать достаточно постоянного тока для эффективной зарядки.Я рад, что моя статья понравилась. Однако предел в 25 ампер можно легко увеличить, увеличив характеристики усилителя MOSFET. Или, возможно, путем параллельного добавления дополнительных устройств.

Леонард:

В то же время я стараюсь, чтобы все было компактно, чтобы поместиться в доступную комнату, так что большой конденсаторный конденсатор фильтра становится проблемой. Это также не нужно, если после мостового выпрямителя отсекаются все три фазы. Вся пульсация отключена, и серийный регулятор поддерживает 100% время зарядки.
Ваша схема также поддерживает 100% время заряда, однако ток, который вы шунтируете на землю, будет намного выше, потому что вы ограничиваете его при напряжении батареи.

Как видно из осциллограмм, конденсатор не требуется. Но при ограничении на более высоком уровне ток, шунтированный на землю, должен быть ниже. Тогда падение напряжения на последовательном стабилизаторе ничего не должно повредить. Этого должно быть более чем достаточно, чтобы аккумулятор оставался заряженным.
Одна записка. Оптимальное напряжение заряда для свинцово-кислотного аккумулятора на самом деле составляет 13.7 вольт. Удержание его на уровне 12 вольт может не дать аккумулятору достаточно для запуска двигателя. А моя схема предварительная и может быть изменена.

Завод выглядит почти примитивно, в том, как работает. Их схема заряжает аккумулятор до уровня срабатывания. затем он шунтирует весь ток на землю, пока уровень заряда батареи не опустится ниже уровня срабатывания. Результатом является форма волны с короткой резкой вспышкой заряда, которая может достигать 15 ампер. (Я не измерял) Затем последовала более длинная линия с небольшим наклоном вниз и еще один взрыв.
Я видел, как автомобильные аккумуляторы служат от 5 до 10 лет или дольше. В детстве на ферме мой отец переоборудовал один из старых тракторов с шести вольт на двенадцать вольт, используя генератор переменного тока от автомобиля. Пятнадцать лет спустя та же самая батарея все еще запускала трактор. В школе, с которой я работаю (обучает безопасности на мотоциклах), все батареи необходимо заменить в течение одного года. ЗАЧЕМ ? ? ? Единственное, что мне удалось придумать, это систему зарядки. Большинство аккумуляторов, с которыми я работал, рассчитаны только на скорость заряда 2 А. До 70 В, способных к 30 А, приложенные к клеммам аккумулятора на короткие промежутки времени, могут вызывать внутренние повреждения и сокращать срок службы аккумулятора.Особенно в аккумуляторах, где нельзя проверить уровень жидкости. Единственная проблема с аккумулятором может заключаться в уровне жидкости, но с этим ничего не поделать. Если я могу проверять и поддерживать уровни жидкости, срок службы батареи значительно увеличивается.
Провода, идущие от генератора переменного тока, будут метрическим эквивалентом # 16. Согласно таблице AWG, этого достаточно для 3,7 А в качестве линии передачи и 22 А для проводки шасси. На генераторе на 30 А с шунтирующим регулятором? Уровень шунта и сила тока должны быть обратно пропорциональны, поэтому, ограничив напряжение вдвое, я должен значительно уменьшить силу тока.Если смотреть на выпрямленную форму волны, самая высокая концентрация ЭДС находится в нижней половине. Логика подсказывает, что ток уменьшится до минимума. Узнаю, когда введу в эксплуатацию.
На двигателе объемом 1500 куб. См я не ожидаю увидеть уменьшение лобового сопротивления двигателя, но моя экономия топлива может улучшиться. И, я помню, когда впервые начали ставить твердотельные регуляторы на автомобильные генераторы переменного тока, магическое число составляло 13,7 Вольт. Однако я планировал установить свой серийный регулятор примерно на 14.2 Вольта. Слишком высокая — жидкость испаряется быстрее. Вы были гораздо полезнее, чем думаете. Изначально у меня было шесть различных схем, которые я рассматривал, и собирался смонтировать каждую из них. В вашей статье исключено пять из них, так что я могу значительно сэкономить время и сосредоточиться только на одном. Это экономит мне много работы. Поэтому вам стоит потратить время на то, чтобы связаться с вами.
Я разрешаю вам поэкспериментировать с моей схемой и посмотреть, что у вас получится. На разных форумах я читаю, где многие люди говорят о переходе к регуляторам серий.Другие предостерегают от слишком высокого напряжения, разрушающего изоляционное покрытие на проводе. Я подозреваю, что золотая середина может быть комбинацией обеих систем, но не шунтировать полный выход на землю. Схема по-прежнему простая, с небольшим количеством компонентов, но не архаичная.
Большое спасибо за ваше время и внимание. Один из моих источников технической информации: OCW.MIT.EDU Я прохожу там инженерные курсы уже несколько лет. Вы не получаете никаких кредитов за их выполнение, но это также совершенно бесплатно.

Основы электроники: регулятор напряжения

Создание регулятора напряжения

Теория предыстории: как работает регулятор напряжения?

Название говорит само за себя: регулятор напряжения. Аккумулятор в вашем автомобиле, который заряжается от генератора, розетка в вашем доме, которая обеспечивает все необходимое вам электричество, сотовый телефон , который вы, вероятно, будете держать под рукой каждую минуту дня, все они требуют определенного напряжения, чтобы функция. Колеблющиеся выходы, превышающие ± 2 В, могут привести к неэффективной работе и, возможно, даже к повреждению ваших зарядных устройств.Существует множество причин, по которым могут возникать колебания напряжения: состояние электросети, включение и выключение других устройств, время суток, факторы окружающей среды и т. Д. Из-за необходимости постоянного постоянного напряжения введите регулятор напряжения.

Регулятор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это можно сделать разными способами, в зависимости от топологии схемы внутри, но для того, чтобы этот проект оставался базовым, мы в основном сосредоточимся на линейном регуляторе.Линейный регулятор напряжения работает, автоматически регулируя сопротивление через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, при этом сохраняя постоянное выходное напряжение.

Микросхема стабилизатора напряжения в корпусе ТО-220 С другой стороны, для импульсных регуляторов
, таких как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижающий-повышающий (повышающий / понижающий), требуется несколько дополнительных компонентов, а также повышенная сложность как различные компоненты повлияют на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования энергии, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы очень хорошо работают как регуляторы напряжения в низковольтных приложениях.

В зависимости от приложения, стабилизатору напряжения может потребоваться больше внимания для улучшения других параметров, таких как пульсирующее напряжение на выходе, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум. Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в импульсных регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании микросхемы стабилизатора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Примечания по применению».

Указания по применению для регулятора 7805T
Afrotechmods также имеет информативное видео о работе с популярным регулятором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.

Проект

Комплект регулятора напряжения макетной платы — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистое 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он способен принимать диапазон входного напряжения от 6 до 18 В постоянного тока и имеет контакты, размер которых идеально подходит для любой стандартной макетной платы с 0.Расстояние 1 дюйм.

В комплект входят:

(1) Печатная плата
(1) Выключатель питания
(1) Разъем питания постоянного тока 2,1 мм
(1) Электролитический конденсатор 10 мкФ
(1) Монолитный конденсатор 0,1 мкФ
(1) Резистор 1 кОм
(1) Красный источник питания светодиодный индикатор
(1) Разъемы контактов
(1) Руководство пользователя

Вам понадобится:
• Паяльник
• Припой
• Резаки
• Блок питания от настенного адаптера 6-18В (Mean Well GS06U-3PIJ)

Комплект регулятора напряжения макетной платы Solarbotics 34020
Направление:

1.Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:
Удалите ленту и согните выводы резистора, затем вставьте его в положение, обозначенное R1. Припаяйте его с другой стороны и отрежьте лишние выводы. Сделайте то же самое для конденсатора 0,1 мкФ в позиции C2. Неважно, как эти детали установлены — они не поляризованные .

2. Регулятор напряжения и цилиндрический разъем:
Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции выровнена с жирной линией на символе — обратное направление не работает! Затем обрежьте лишние провода.Защелкните цилиндрический домкрат в положение B1 и припаяйте его на место.

Шаг 1 Шаг 2
3. Конденсатор 10 мкФ и индикатор питания:
Установите электролитический конденсатор 10 мкФ в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Убедитесь, что более длинный провод входит в площадку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, убедившись, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к этикетке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; более длинный вывод входит в круглую площадку.Вы можете убедиться, что светодиод находится в правильном положении, заметив небольшую выемку на светодиоде, расположенную на стороне символа светодиода с линией (рядом с квадратной площадкой).

4. Контакты выключателя питания и макетной платы:
Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. С выводами на макетной плате посложнее — они идут снизу, и их сложнее удерживать при пайке. Тщательно припаяйте их как можно ровнее вручную или, если вы уверены, вставьте длинную сторону контактов в макет так, чтобы они совпадали с отверстиями в печатной плате, затем припаяйте их, пока макетная плата удерживает все на одном уровне.

Шаг 3 Шаг 4
5. Настройка шин питания:
ЭТО ВАЖНО. Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, на какой стороне макета вы хотите установить плату (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих макетной платы «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор контактных площадок на плате соответствует этому расположению, и нанесите каплю припоя на маленькие полумесяцы.

Если вы планируете переключать полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. Не помещайте капли на подушечки, если вы это сделаете. Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.

Подайте питание на плату от любого источника постоянного тока диаметром 2,1 мм с номинальным напряжением 6–18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании от более 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макетной плате, используйте контактные площадки с маркировкой «+ -» на конце, ближайшем к гнезду цилиндра, для регулируемой выходной мощности 5 В.

Шаг 5
SWT7 Установленный

Вопросы для обсуждения

1.Какое влияние на выход цепи окажут тепло и шум?
2. Как конденсаторы помогают отфильтровывать помехи?
3. Каковы преимущества и недостатки линейных и импульсных регуляторов? Типы регуляторов напряжения

и принцип работы | Статья

.

СТАТЬЯ

Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылается раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность

Как работает регулятор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это схема, которая создает и поддерживает фиксированное выходное напряжение независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки.

Регуляторы напряжения (VR) поддерживают напряжение источника питания в диапазоне, совместимом с другими электрическими компонентами. Хотя регуляторы напряжения чаще всего используются для преобразования мощности постоянного / постоянного тока, некоторые из них также могут выполнять преобразование мощности переменного / переменного или переменного / постоянного тока. В этой статье речь пойдет о регуляторах постоянного / постоянного напряжения.

Типы регуляторов напряжения: линейные и импульсные

Существует два основных типа регуляторов напряжения: линейные и импульсные. Оба типа регулируют напряжение в системе, но линейные регуляторы работают с низким КПД, а импульсные регуляторы работают с высоким КПД.В высокоэффективных импульсных регуляторах большая часть входной мощности передается на выход без рассеивания.

Линейные регуляторы

В линейном стабилизаторе напряжения используется устройство активного прохода (например, BJT или MOSFET), которое управляется операционным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, линейный регулятор регулирует сопротивление проходного устройства, сравнивая внутреннее опорное напряжение с дискретизированным выходным напряжением, а затем сбрасывая ошибку до нуля.

Линейные регуляторы — это понижающие преобразователи, поэтому по определению выходное напряжение всегда ниже входного. Однако у этих регуляторов есть несколько преимуществ: они, как правило, просты в конструкции, надежны, экономичны и обладают низким уровнем шума, а также малыми колебаниями выходного напряжения.

Линейным регуляторам, таким как MP2018, для работы требуются только входной и выходной конденсатор (см. Рисунок 1) . Их простота и надежность делают их интуитивно понятными и простыми устройствами для инженеров, а зачастую и очень рентабельными.

Рисунок 1: Линейный регулятор MP2018

Импульсные регуляторы

Схема импульсного регулятора обычно более сложна в разработке, чем линейный регулятор, и требует выбора значений внешних компонентов, настройки контуров управления для обеспечения стабильности и тщательного проектирования компоновки.

Импульсные регуляторы

могут быть понижающими преобразователями, повышающими преобразователями или их комбинацией, что делает их более универсальными, чем линейный регулятор.

Преимущества импульсных регуляторов включают то, что они высокоэффективны, имеют лучшие тепловые характеристики и могут поддерживать более высокие токи и более широкие приложения VIN / VOUT.Они могут достичь эффективности более 95% в зависимости от требований приложения. В отличие от линейных регуляторов, импульсная система питания может потребовать дополнительных внешних компонентов, таких как катушки индуктивности, конденсаторы, полевые транзисторы или резисторы обратной связи. HF920 является примером импульсного стабилизатора, который обеспечивает высокую надежность и эффективное регулирование мощности (см. Рисунок 2) .

Рисунок 2: Импульсный регулятор HF920

Ограничения регуляторов напряжения

Одним из основных недостатков линейных регуляторов является то, что они могут быть неэффективными, поскольку в определенных случаях использования они рассеивают большое количество энергии.Падение напряжения линейного регулятора сравнимо с падением напряжения на резисторе. Например, при входном напряжении 5 В и выходном напряжении 3 В между клеммами возникает падение на 2 В, а эффективность ограничивается 3 В / 5 В (60%). Это означает, что линейные регуляторы лучше всего подходят для приложений с более низкими дифференциалами VIN / VOUT.

Важно учитывать расчетную рассеиваемую мощность линейного регулятора в приложении, поскольку использование более высоких входных напряжений приводит к высокому рассеянию мощности, которое может привести к перегреву и повреждению компонентов.

Еще одним ограничением линейных регуляторов напряжения является то, что они способны только к понижающему (понижающему) преобразованию, в отличие от импульсных регуляторов, которые также предлагают повышающее (повышающее) и понижающее-повышающее преобразование.

Импульсные регуляторы

очень эффективны, но к их недостаткам относится то, что они, как правило, менее рентабельны, чем линейные регуляторы, больше по размеру, более сложны и могут создавать больше шума, если их внешние компоненты не выбраны тщательно. Шум может быть очень важным для конкретного приложения, поскольку шум может повлиять на работу и производительность схемы, а также на характеристики электромагнитных помех.

Топологии импульсного регулятора

: понижающий, повышающий, линейный, LDO и регулируемый

Существуют различные топологии линейных и импульсных регуляторов. Линейные регуляторы часто используют топологию с малым падением напряжения (LDO). Для импульсных регуляторов существует три распространенных топологии: понижающие преобразователи, повышающие преобразователи и повышающие-понижающие преобразователи. Каждая топология описана ниже:

Регуляторы LDO

Одной из популярных топологий линейных регуляторов является стабилизатор с малым падением напряжения (LDO).Линейные регуляторы обычно требуют, чтобы входное напряжение было как минимум на 2 В выше выходного напряжения. Тем не менее, стабилизатор LDO разработан для работы с очень небольшой разницей напряжения между входными и выходными клеммами, иногда до 100 мВ.

Понижающие и повышающие преобразователи

Понижающие преобразователи

(также называемые понижающими преобразователями) принимают большее входное напряжение и создают более низкое выходное напряжение. И наоборот, повышающие преобразователи (также называемые повышающими преобразователями) принимают более низкое входное напряжение и производят более высокое выходное напряжение.

Пониженно-повышающие преобразователи

Понижающий-повышающий преобразователь — это одноступенчатый преобразователь, который сочетает в себе функции понижающего и повышающего преобразователя для регулирования выхода в широком диапазоне входных напряжений, которые могут быть больше или меньше выходного напряжения.

Управление регулятором напряжения

Четыре основных компонента линейного регулятора — это проходной транзистор, усилитель ошибки, опорное напряжение и цепь обратной связи резистора. Один из входов усилителя ошибки установлен двумя резисторами (R1 и R2) для контроля процентного значения выходного напряжения.Другой вход — это стабильное опорное напряжение (VREF). Если дискретизированное выходное напряжение изменяется относительно VREF, усилитель ошибки изменяет сопротивление проходного транзистора для поддержания постоянного выходного напряжения (VOUT).

Для работы линейных регуляторов

обычно требуется только внешний входной и выходной конденсатор, что упрощает их внедрение.

С другой стороны, импульсный стабилизатор требует большего количества компонентов для создания цепи. Силовой каскад переключается между VIN и землей для создания пакетов заряда для доставки на выход.Подобно линейному регулятору, есть операционный усилитель, который производит выборку выходного постоянного напряжения из цепи обратной связи и сравнивает его с внутренним опорным напряжением. Затем сигнал ошибки усиливается, компенсируется и фильтруется. Этот сигнал используется для модуляции рабочего цикла ШИМ, чтобы вернуть выход в режим регулирования. Например, если ток нагрузки быстро увеличивается и вызывает падение выходного напряжения, контур управления увеличивает рабочий цикл ШИМ, чтобы обеспечить больший заряд нагрузки и вернуть шину в режим регулирования.

Приложения для линейных и импульсных регуляторов

Линейные регуляторы часто используются в приложениях, которые чувствительны к затратам, чувствительны к шуму, слаботочны или ограничены в пространстве. Некоторые примеры включают бытовую электронику, такую ​​как наушники, носимые устройства и устройства Интернета вещей (IoT). Например, в таких приложениях, как слуховой аппарат, можно использовать линейный регулятор, поскольку в них нет переключающего элемента, который мог бы создавать нежелательный шум и влиять на работу устройства.

Более того, если проектировщики в основном заинтересованы в создании недорогого приложения, им не нужно так беспокоиться о рассеивании мощности, и они могут полагаться на линейный регулятор.

Импульсные регуляторы полезны для более общих приложений и особенно полезны в приложениях, требующих эффективности и производительности, таких как потребительские, промышленные, корпоративные и автомобильные приложения (см. Рисунок 3) . Например, если приложение требует большого понижающего решения, лучше подходит импульсный стабилизатор, так как линейный регулятор может создать большое рассеивание мощности, которое может повредить другие электрические компоненты.

Рисунок 3: Понижающий регулятор MPQ4430-AEC1

Каковы основные параметры микросхемы регулятора напряжения?

Некоторые из основных параметров, которые следует учитывать при использовании регулятора напряжения, — это входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток. Эти параметры используются для определения того, какая топология VR совместима с ИС пользователя.

Другие параметры, включая ток покоя, частоту переключения, тепловое сопротивление и напряжение обратной связи, могут иметь значение в зависимости от приложения.

Ток покоя важен, когда приоритетом является эффективность в режимах малой нагрузки или ожидания. Если рассматривать частоту коммутации как параметр, максимальное увеличение частоты коммутации приводит к меньшим системным решениям.

Кроме того, термическое сопротивление имеет решающее значение для отвода тепла от устройства и его рассеивания по системе. Если контроллер включает в себя внутренний полевой МОП-транзистор, то все потери (проводящие и динамические) рассеиваются в корпусе и должны учитываться при расчете максимальной температуры ИС.

Напряжение обратной связи — еще один важный параметр, который необходимо изучить, поскольку он определяет минимальное выходное напряжение, которое может поддерживать регулятор напряжения. Стандартно смотреть на параметры опорного напряжения. Это ограничивает нижнее выходное напряжение, точность которого влияет на точность регулирования выходного напряжения.

Как правильно выбрать регулятор напряжения

Чтобы выбрать подходящий регулятор напряжения, разработчик должен сначала понять их ключевые параметры, такие как V _IN , V _OUT , I _OUT , системные приоритеты (например, V _IN , V _OUT , I _OUT ).грамм. эффективность, производительность, стоимость), а также любые дополнительные ключевые функции, такие как индикация хорошего энергопотребления (PG) или включение управления.

После того, как разработчик определил эти требования, используйте таблицу параметрического поиска, чтобы найти лучшее устройство, отвечающее желаемым требованиям. Таблица параметрического поиска — ценный инструмент для дизайнеров, поскольку она предлагает различные функции и пакеты, доступные для удовлетворения требуемых параметров для вашего приложения.

Каждое устройство MPS поставляется с таблицей данных, в которой подробно описано, какие внешние компоненты необходимы и как рассчитать их значения для достижения эффективной, стабильной и высокопроизводительной конструкции.Таблицу данных можно использовать для расчета таких значений компонентов, как выходная емкость, выходная индуктивность, сопротивление обратной связи и другие ключевые компоненты системы. Кроме того, вы можете использовать инструменты моделирования, такие как программное обеспечение DC / DC Designer или MPSmart, ознакомиться с примечаниями к применению или задать вопросы в местном FAE.

MPS предлагает множество эффективных, компактных линейных и импульсных стабилизаторов напряжения, включая семейство HF500-x, семейство MP171x, MP20056, MP28310, MPQ4572-AEC1 и MPQ2013-AEC1.

Список литературы

Глоссарий по электронике

_________________________

Вам это показалось интересным? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылайте их раз в месяц!

Получить техническую поддержку

Принципиальная схема сильноточного регулируемого регулятора напряжения 10 А с LT1038

Цепь регулируемого регулятора напряжения от 1,25 до 32 В, 10 А

С помощью этого регулятора выходная нагрузка цепи может быть подключена к нагрузке до 10 А.Выходной ток этой схемы составляет 10 А.

LT1038 — это трехконтактный регулируемый стабилизатор напряжения, способный обеспечивать выходной высокий ток 10 А в диапазоне от 1,2 В до 32 В. Согласно спецификации LT1038 имеет следующие свойства:

Помимо отличных требований к нагрузке и линии, LT1038 полностью защищен ограничением тока, защитой безопасной зоны и тепловым отключением. Новая схема ограничения тока позволяет подавать переходные токи нагрузки до 24 А в течение 500 мс, не заставляя регулятор ограничивать ток и выходить из режима регулирования во время переходного процесса.
Встроенная подстройка начального опорного напряжения до ± 0,8% в сочетании с регулировкой нагрузки 0,4% сводит к минимуму ошибки во всех сильноточных приложениях. Кроме того, LT1038 изготавливается с использованием стандартной биполярной обработки и отличается высокой надежностью Linear Technology.

С помощью этой формулы вы можете настроить выходное напряжение

LT1038 создает опорное напряжение 1,25 В между выходом и клеммой настройки (см. Рисунок 1). Поместив резистор R1 между этими двумя выводами, через R1 и вниз через R2 будет протекать постоянный ток, чтобы установить общее выходное напряжение.Обычно этот ток равен указанному минимальному току нагрузки 10 мА или
20 мА. Поскольку IADJ очень маленький и постоянный по сравнению с током через R1, он представляет собой небольшую ошибку и обычно может игнорироваться.

Принципиальная схема

Для выхода 12 В значение R2 следует отрегулировать на 860 Ом (приблизительно) с помощью 100 Ом R1.

Для выхода 15 В R2 = 1,1 кОм, R1 = 100 Ом

Для выхода 6 В R2 = 380 Ом, R1 = 100 Ом

Приложения
• Системные источники питания
• Линейный регулятор высокой мощности
• Зарядные устройства
• Power Driver

000 Регулятор тока • Регулятор постоянного тока

.