З метою уніфікації електричних компонентів автомобілів та мотоциклів, в останніх почали також використовувати напругу 12 Вольт у бортовій мережі. Це дає багато переваг, тому що багато деталей можна придбати просто зайшовши до магазину авто товарів. Але для чого ще існує ніша шести вольтових акумуляторів, адже з практично ніде не використовують.
Стандартна напруга - це така напруга, яка дуже часто використовується у ваших електронних дрібничках. Ця напруга 1,5 Вольта, 3 Вольта, 5 Вольт, 9 Вольт, 12 Вольт, 24 Вольт і тд. Наприклад, ваш допотопний МР3 плеєр вміщалася одна батарейка в 1,5 Вольта. На пульті дистанційного керування ТБ використовуються вже дві батарейки по 1,5 Вольта, включені послідовно, отже, вже 3 Вольта. У USB роз'ємі крайні контакти з потенціалом 5 Вольт. Мабуть, у всіх у дитинстві була Денді? Щоб живити Денді потрібно було подавати на неї напругу 9 Вольт. Ну 12 Вольт використовується практично у всіх автомобілях. 24 Вольта використовується вже переважно в промисловості. Також для цього, умовно кажучи, стандартного ряду «заточені» різні споживачі цієї напруги: лампочки, програвачі, підсилки і т.д.
Але, на жаль, наш світ не є ідеальним. Іноді просто треба дуже отримати напругу не зі стандартного ряду. Наприклад, 9,6 Вольт. Ну ні так ні сяк… Так, тут нас рятує Блок живлення. Але знову ж таки, якщо використовувати готовий блок живлення, то поряд з електронною дрібничкою доведеться тягати і його. Як же вирішити це питання? Отже, я наведу вам три варіанти:
Перший варіант
Зробити в схемі електронної дрібнички регулятор напруги ось за такою схемою (детальніше тут):
Другий варіант
На трививідних стабілізаторах напруги побудувати стабільне джерело нестандартної напруги. Схеми до студії!
Що ми бачимо в результаті? Бачимо стабілізатор напруги та стабілітрон, підключений до середнього виведення стабілізатора. ХХ – це дві останні цифри, написані на стабілізаторі. Там можуть бути цифри 05, 09, 12, 15, 18, 24. Може вже їсти навіть більше 24. Не знаю, брехати не буду. Ці дві останні цифри говорять нам про напругу, яку видаватиме стабілізатор за класичною схемою включення:
Тут стабілізатор 7805 видає нам за такою схемою 5 Вольт на виході. 7812 видаватиме 12 Вольт, 7815 – 15 Вольт. Детальніше про стабілізатори можна прочитати тут.
U стабілітрона - це напруга стабілізації на стабілітроні. Якщо ми візьмемо стабілізатор з напругою стабілізації 3 Вольта і стабілізатор напруга 7805, то на виході отримаємо 8 Вольт. 8 Вольт - вже нестандартний ряд напруги;-). Виходить, що підібравши потрібний стабілізатор і потрібний стабілітрон, можна легко отримати дуже стабільну напругу з нестандартного ряду напруг;-).
Давайте все це розглянемо з прикладу. Так як я просто заміряю напругу на виводах стабілізатора, то конденсатори не використовую. Якби я мав навантаження, тоді використав би і конденсатори. Піддослідним кроликом у нас є стабілізатор 7805. Подаємо на вхід цього стабілізатора 9 Вольт від балди:
Отже, на виході буде 5 Вольт, все ж стабілізатор 7805.
Тепер беремо стабілітрон на Uстабілізації = 2,4 Вольта і вставляємо його за цією схемою, можна і без кондерів, все-таки робимо просто виміри напруги.
Опа-на, 7,3 Вольта! 5+2,4 Вольта. Працює! Так як у мене стабілітрони не високоточні (прецизійні), то і напруга стабілітрона може трохи відрізнятися від паспортного (напруга, заявлена виробником). Ну, я гадаю, це не біда. 0,1 Вольт для нас погоди не зроблять. Як я вже сказав, таким чином можна підібрати будь-яке значення незвичайно.
Третій варіант
Є також інший такий спосіб, але тут використовуються діоди. Може бути Вам відомо, що напруга падіння на прямому переході кремнієвого діода становить 0,6-0,7 Вольт, а германієвого діода - 0,3-0,4 Вольта? Саме цією властивістю діода і скористаємось;-).
Отже, схему до студії!
Збираємо за схемою цю конструкцію. Нестабілізована вхідна постійна напруга також залишилася 9 Вольт. Стабілізатор 7805.
Отже, що на виході?
Майже 5.7 Вольт;-), що потрібно було довести.
Якщо два діоди з'єднувати послідовно, то на кожному з них падатиме напруга, отже, воно сумуватиметься:
На кожному кремнієвому діоді падає по 0,7 Вольт, отже, 0,7+0,7=1,4 Вольта. Також і з германієвими. Можна з'єднати і три, і чотири діоди, тоді треба підсумовувати напруги на кожному. Насправді більше трьох діодів не використовують.
Джерела нестандартної постійної напруги можуть використовуватися в абсолютно різних схемах, які їсти силу струму менше 1 Ампера. Майте на увазі, якщо ваше навантаження жере трохи більше підлоги Ампера, то і елементи повинні задовольняти цим вимогам. Потрібно буде взяти діод потужніший, ніж у мене на фото.
www.ruselectronic.com
Найчастіше радіотехнічні пристрої для свого функціонування потребують стабільної напруги, яка не залежить від змін мережного живлення та від струму навантаження. Для вирішення цих завдань використовуються компенсаційні та параметричні пристрої стабілізації.
Його принцип роботи полягає у властивостях напівпровідникових приладів. Вольтамперна характеристика напівпровідника - стабілітрона показана на графіку.
Під час включення стабілітрона властивості подібні до характеристики простого діода на основі кремнію. Якщо стабілітрон включити у зворотному напрямку, то електричний струм спочатку зростатиме повільно, але при досягненні деякої величини напруги настає пробій. Це режим, коли малий приріст напруги створює великий струм стабілітрона. Пробійну напругу називають напругою стабілізації. Щоб уникнути виходу з ладу стабілітрона, перебіг струму обмежують опором. При коливанні струму стабілітрону від найменшого до найбільшого значення, напруга не змінюється.
На схемі показаний дільник напруги, який складається з баластного опору та стабілітрону. До нього паралельно підключено навантаження. Під час зміни величини живлення змінюється струм резистора. Стабілітрон бере зміни на себе: змінюється струм, а напруга залишається постійною. При зміні резистора навантаження струм зміниться, а напруга залишиться постійною.
Прилад, розглянутий раніше дуже простий конструкції, але дає можливість підключати живлення приладу зі струмом, який не перевищує найбільшого струму стабілітрона. Внаслідок цього використовують прилади, що стабілізують напругу, і отримали назву компенсаційних. Вони складаються з двох видів: паралельні та послідовні.
Називається прилад методом підключення елементу регулювання. Зазвичай використовуються компенсаційні стабілізатори, що належать до послідовного вигляду. Його схема:
Елементом регулювання є транзистор, з'єднаний послідовно з навантаженням. Напруга виходу дорівнює різниці значення стабілітрона і емітера, яке становить кілька часток вольту, тому вважається, що вихідна напруга дорівнює стабілізуючій напрузі.
Розглянуті прилади обох типів мають недоліки: неможливо отримати точну величину напруги виходу та проводити регулювання під час роботи. Якщо необхідно створити можливість регулювання, то стабілізатор компенсаційного вигляду виготовляють за схемою:
У цьому приладі регулювання здійснюється транзистором. Основне напруження видає стабілітрон. Якщо напруга виходу підвищується, база транзистора виходить негативною на відміну емітера, транзистор відкриється велику величину і струм зросте. Внаслідок цього, напруга негативного значення на колекторі стане нижчою, так само як і на транзисторі. Другий транзистор закриється, його опір підвищиться, напруга висновків підвищиться. Це призводить до зниження напруги виходу та повернення до колишнього значення.
При зниженні виходу напруги проходять подібні процеси. Відрегулювати точну напругу виходу можна резистором налаштування.
Такі пристрої в інтегральному варіанті мають підвищені характеристики параметрів та властивостей, які відрізняються від подібних приладів на напівпровідниках. Також вони мають підвищену надійність, невеликі габарити і вагу, а також невелику вартість.
Елемент регулювання виступає як змінний опір, підключеного за послідовною схемою з навантаженням. При коливанні напруги змінюється опір елемента регулювання отже відбувається компенсація таких коливань. Вплив на елемент регулювання здійснюється по зворотному зв'язку, який містить елемент управління, джерело основної напруги та вимірювач напруги. Цей вимірювач є потенціометром, з якого надходить частина напруги виходу.
Зворотний зв'язок регулює напругу виходу, що використовується для навантаження, напруга виходу потенціометра стає рівною основному напрузі. Коливання напруги від основного створює деяке падіння напруги на регулюванні. Внаслідок цього вимірювальним елементом у певних межах можна здійснювати регулювання напруги виходу. Якщо стабілізатор планується виготовити певну величину напруги, то вимірювальний елемент створюється всередині мікросхеми з компенсацією температури. За наявності великого інтервалу напруги виходу вимірювальний елемент виконується за мікросхемою.
Якщо порівняти схеми стабілізаторів, то пристрій послідовного вигляду має підвищений ККД при неповному завантаженні. Прилад паралельного вигляду витрачає постійну потужність від джерела і видає її на елемент регулювання та навантаження. Паралельні стабілізатори рекомендується використовувати при постійних навантаженнях при повній завантаженості. Стабілізатор паралельний не створює небезпеки при КЗ, послідовний вигляд при холостому ході. При постійному навантаженні обидва прилади виробляють високий ККД.
Інноваційні варіанти схем стабілізаторів послідовного вигляду виконані на 3-вивідній мікросхемі. Внаслідок того, що є лише три висновки, їх простіше використовувати в практичному застосуванні, оскільки вони витісняють інші види стабілізаторів в інтервалі 0,1-3 ампера.
Можна не використовувати ємності С1 та С2, проте вони дозволяють оптимізувати властивості стабілізатора. Місткість С1 застосовується створення стабільності системи, ємність С2 необхідна з тієї причини, що раптове підвищення навантаження не можна відстежити стабілізатором. У такому разі підтримка струму здійснюється ємністю С2. Практично часто застосовують мікросхеми серії 7900 від компанії Моторола, які стабілізують позитивну величину напруги, а 7900 - величину зі знаком мінус.
Мікросхема має вигляд:
Для збільшення надійності та створення охолодження стабілізатор монтують на радіатор.
На 1-му малюнку схема транзисторі 2SC1061.
На виході приладу отримують 12 вольт, напруга виходу залежить прямо від напруги стабілітрона. Найбільший допустимий струм 1 ампер.
При застосуванні транзистора 2N 3055 найбільший допустимий струм виходу можна підвищити до 2 ампер. На 2-му малюнку схема стабілізатора на транзисторі 2N 3055, напруга виходу, як і малюнку 1 залежить від напруги стабилитрона.
На 3-му малюнку – адаптер для автомобіля – акумуляторна напруга в автомобілі дорівнює 12 В. Для створення напруги меншого значення застосовують таку схему.
ostabilizatore.ru
Нещодавно повторив одну непогану зарядну схему для АКБ 6V. У продажу таких акумуляторів з'явилася велика кількість, а зарядники до них якщо й є, то найпростіші – діодний міст, резистор, конденсатор та для індикації світлодіод. Так як в основному потрібні 12-вольтові автомобільні. З усіх схем, які є в інтернеті, зупинився саме на цій. Працює стабільно і ні чим не гірше за інші промислові схеми. Напруга на виході стабільна - 6.8В, струм 0.45 А, закінчення зарядки видно світлодіодом - червоний світлодіод гасне при повній зарядці АКБ. Реле не став ставити, в ньому немає потреби, зарядник при справних деталях і так працює як годинник. Зарядний пристрій для акумуляторних батарей 6В
Для зменшення ступеня нагріву в ЗУ застосовано два резистори по 15 Ом потужністю 2 Вт, включених паралельно. Монтажна плата заряджання
У цьому пристрої застосовані імпортні оксидні конденсатори Реле беріть з напругою спрацьовування 12 В. Діоди 1N4007 (VD1 - VD5) замінні будь-якими, що витримують струм, щонайменше вдвічі більший зарядного. Замість мікросхеми КР142ЕН12А можна використовувати LM317. Її потрібно розмістити на тепловідводі, площа якого залежить від зарядного струму.
Мережевий трансформатор повинен забезпечувати на вторинній обмотці змінну напругу 15-18 при струмі навантаження від 0,5 А. Всі деталі, за винятком мережевого трансформатора, мікросхеми і світлодіодів, змонтовані на друкованій платі з одностороннього фольгованого склотекстоліту розмірами 55x60.
Правильно зібраний пристрій потребує мінімального налагодження. При відключеній акумуляторної батареї подають живлення і, підбираючи резистор R6, встановлюють на виході напругу 6,75 В. Щоб перевірити роботу вузла обмеження струму, замість акумуляторних батарей короткочасно підключають резистор потужністю 2 Вт опіром приблизно через 10 0м і 10 0м. Він не повинен перевищувати 0,45 А. На цьому налаштування можна вважати виконаним.
Всю начинку зарядного розмістив у пластиковому корпусі відповідних розмірів, на передню панель вивів світлодіоди, кнопку живлення, запобіжник та клеми підключення АКБ 6 вольт. Складання та випробування - Микола К. |
Це також корисно подивитися:
el-shema.ru
Вихідні дані: мотор-редуктор робоча напруга у якого 5 Вольт при струмі 1 А і мікроконтролер ESP-8266 з чутливою на зміну робочою напругою живлення 3,3 Вольт і з піковим струмом до 600 міліампер. Все це необхідно врахувати та запитати від однієї акумуляторної літій-іонної батареї 18650 напругою 2,8 -4,2 Вольт.
Збираємо схему наведену нижче: акумулятор літій-іонний 18650 напругою 2К,8 -4,2 Вольт без внутрішньої схеми зарядного пристрою -> приєднуємо модуль на мікросхемі TP4056 призначений для зарядки літій-іонних акумуляторів з функцією 2 від короткого замикання (не забуваємо що цей модуль запускається при включеному акумуляторі та короткочасній подачі живлення 5 Вольт на вхід модуля від USB зарядного пристрою, це дозволяє не використовувати вимикач живлення, струм розряду в режимі очікування не дуже великий і при довгому не використання всього пристрою воно само вимкнутись при падінні напруги на акумуляторі нижче 2,8 Вольт)
До модуля TP4056 підключаємо модуль на мікросхемі MT3608 - DC-DC, що підвищує (постійного в постійний струм) стабілізатор і перетворювач напруги з 2,8 -4,2 Вольт акумулятора до стабільних 5 Вольт 2 Ампера - живлення мотор-редуктора.
Паралельно до виходу модуля MT3608 підключаємо понижувальний DC-DC стабілізатор-перетворювач на мікросхемі MP1584 EN, призначений для стабільного живлення 3,3 Вольта 1 Ампер мікропроцесора ESP8266.
Стабільна робота ESP8266 залежить від стабільності напруги живлення. Перед підключенням послідовно модулів DC-DC стабілізаторів-перетворювачів не забудьте налаштувати змінними опорами потрібну напругу, поставте конденсатор паралельно клемам мотор-редуктора щоб той не створював високочастотних перешкод роботі мікропроцесору ESP8266.
Як бачимо зі показань мультиметра при приєднанні мотор-редуктора напруга живлення мікроконтролера ESP8266 НЕ ЗМІНИЛОСЯ!
Навіщо потрібний СТАБІЛІЗАТОР НАПРУГИ. Як використовувати стабілізатори напруги Знайомство зі стабілітронами, розрахунок параметричного стабілізатора; використання інтегральних стабілізаторів; конструкція простого тестера стабілітронів та інше.
| Найменування | RT9013 |  Richtek технології |
| Опис | Стабілізатор-перетворювач на навантаження зі струмом споживання 500мА, з малим падінням напруги, низьким рівнем власних шумів, надшвидкодіючий, із захистом виходу по струму та від короткого замикання, CMOS LDO. | |
| RT9013 PDF Технічний паспорт (datasheet) : | ||
*Опис MP1584EN
**Придбати можна у магазині Your Cee
*Придбати можна в магазині Your Cee
| Найменування | MC34063A |  Крило Шинг International Group |
| Опис | DC-DC керований перетворювач | |
| MC34063A Технічний паспорт PDF (datasheet) : | ||
| Найменування |  |
|||
| Опис | 4A, 400kHz, вхідна напруга 5~32V / вихідна напруга 5~35V, комутований підвищуючий перетворювач DC/DC | |||
| XL6009 Технічний паспорт PDF (datasheet) : | ||||
|
||||
http://dwiglo.ru/mp2307dn-PDF.html
Китайські стабілізатори для саморобкіних. Частина 1.
Китайські стабілізатори для саморобкіних. Частина 2.
Китайські стабілізатори для саморобкіних. Частина 3
mirrobo.ru
Для деяких електричних ланцюгів та схем цілком вистачає звичайного блоку живлення, що не має стабілізації. Джерела струму такого типу зазвичай складаються з понижуючого трансформатора, діодного випрямного моста і фільтруючого конденсатора. Вихідна напруга блоку живлення залежить від кількості витків вторинної обмотки на понижувальному трансформаторі. Але як відомо, мережна напруга 220 вольт нестабільна. Воно може коливатись у деяких межах (200-235 вольт). Отже і вихідна напруга на трансформаторі теж буде «плавати» (у місце допустимо 12 вольт буде 10-14, або близько того).
Електротехніка, яка особливо не примхлива до невеликих змін постійної напруги живлення може обійтися таким ось простим блоком живлення. Але більш чутлива електроніка це вже не терпить, вона від цього навіть може вийти з ладу. Так що виникає необхідність у додатковій схемі стабілізації постійної вихідної напруги. У цій статті я наводжу електричну схему досить простого стабілізатора постійної напруги, який має стабілітрон та транзистор. Саме стабілітрон виступає в ролі опорного елемента, який визначає та стабілізує вихідну напругу блоку живлення.
Тепер давайте перейдемо до безпосереднього аналізу електричної схеми простого стабілізатора постійної напруги. Отже, наприклад у нас є понижувальний трансформатор з вихідною змінною напругою 12 вольт. Ці 12 вольт ми подаємо на вхід нашої схеми, а саме на діодний міст і конденсатор, що фільтрує. Діодний випрямляч VD1 із змінного струму робить постійний (але стрибкоподібний). Його діоди повинні бути розраховані на ту максимальну силу струму (з невеликим запасом приблизно 25%), який може видавати блок живлення. Ну, і напруга їх (зворотне) має бути не нижчою за вихідний.
Фільтруючий конденсатор C1 згладжує ці стрибки напруги, роблячи форму постійної напруги більш рівною (хоч і не ідеальною). Його ємність має бути від 1000 до 10 000 мкф. Напруга, також більше вихідного. Врахуйте, що є такий ефект - змінна напруга після діодного мосту і фільтруючого конденсатора електроліту збільшується приблизно на 18%. Отже, у результаті ми вже отримаємо на виході не 12 вольт, а десь 14,5.
Тепер починається частина стабілізатора постійної напруги. Основним функціональним елементом є сам стабилитрон. Нагадаю, що стабілітрони мають здатність у деяких межах стабільно тримати на собі певну постійну напругу (напругу стабілізації) при зворотному своєму включенні. При подачі на стабілітрон напруги від 0 до напруги стабілізації воно буде просто збільшуватися (на кінцях стабілітрону). Дійшовши до рівня стабілізації напруга залишатиметься незмінною (з незначним зростанням), а рости почне сила струму, що протікає через нього.
У нашій схемі простого стабілізатора, який повинен видавати на виході 12 вольт, стабілітрон VD2 розрахований на напругу 12,6 (поставимо стабілітрон на 13 вольт, це відповідає Д814Д). Чому 12,6 вольт? Тому що 0,6 вольт осядуть на транзисторному переході емітер-база. А на виході вийде рівно 12 вольт. Ну а оскільки ми ставимо стабілітрон на 13 вольт, то на виході БП буде десь 12,4 В.
Стабілітрон VD2 (що створює місце опорної постійної напруги) потребує обмежувача струму, який буде оберігати його від надмірного перегріву. На схемі роль виконує резистор R1. Як видно, він підключений послідовно стабілітрону VD2. Ще один фільтруючий конденсатор електроліт C2 стоїть паралельно стабілітрону. Його завдання також згладжувати надлишки пульсацій напруги. Можна обійтися і без нього, але все ж таки краще буде з ним!
Далі на схемі бачимо біполярний транзистор VT1, який підключений за схемою загальний колектором. Нагадаю, схеми підключення біполярних транзисторів за типом загальний колектор (це ще називається емітерний повторювач) характеризуються тим, що вони значно посилюють силу струму, але при цьому немає ніякого посилення по напрузі (навіть воно трохи менше вхідного, саме на ті 0,6 вольт) ). Отже ми на виході транзистора отримуємо ту постійну напругу, яка є на його вході (а саме напруга опорного стабілітрона, що дорівнює 13 вольтам). І оскільки емітерний перехід залишає на собі 0,6 вольта, то і на виході транзистора вже буде не 13, а 12,4 вольта.
Як ви повинні знати, щоб транзистор почав відкриватися (пропускати через себе керовані струми ланцюгом колектор-емітер) йому потрібен резистор для створення зміщення. Це завдання виконує той самий резистор R1. Змінюючи його номінал (у певних межах) можна змінювати силу струму на виході транзистора, отже, і на виході нашого стабілізованого блоку живлення. Тим, хто хоче з цим поекспериментувати раджу на місце R1 поставити підстроювальний опір номіналом близько 47 кілоом. Підстроюючи його дивіться, як змінюватиметься сила струму на виході блока живлення.
Ну, і на виході схеми простого стабілізатора постійної напруги стоїть ще один невеликий фільтруючий конденсатор електроліт C3, що згладжує пульсації на виході стабілізованого блоку живлення. Паралельно йому припаяний резистор навантаження R2. Він замикає емітер транзистора VT1 на мінус схеми. Як бачимо, схема досить проста. Містить мінімум компонентів. Вона забезпечує цілком стабільну напругу на своєму виході. Для живлення багатої електротехніки даного стабілізованого блоку живлення цілком вистачатиме. Цей транзистор розрахований на максимальну силу струму 8 ампер. Отже для такого струму потрібен радіатор, який відводитиме надлишок тепла від транзистора.
P.S. Якщо паралельно стабілітрон поставити ще змінний резистор номіналом 10 кілоом (середній висновок під'єднуємо до бази транзистора), то в результаті ми отримаємо вже регульований блок живлення. На ньому можна плавно змінювати вихідну напругу від 0 до максимуму (напруга стабілітрону мінус ті самі 0,6 вольт). Думаю, така схема вже буде більш затребувана.
electrohobby.ru
Підвищує DC-DC перетворювач 5-12 вольт, найпростіше зібрати на LM2577, яка забезпечує вихід 12V, використовуючи вхідний сигнал 5V і максимальний струм навантаження 800 мА. М\С LM2577 - це підвищує прямоходовий імпульсний перетворювач. Вона доступна в трьох різних версіях вихідної напруги: 12, 15 і регульована. Ось докладна документація.
Схема на ній вимагає мінімальної кількості зовнішніх компонентів, а також такі регулятори є економічно ефективними і прості у використанні. Інші особливості: вбудований генератор на фіксованій частоті 52 кГц, який не вимагає ніяких зовнішніх компонентів, м'який режим запуску для зниження пускового струму та режим регулювання струму для покращення відхилення вхідної напруги та вихідного змінного навантаження.
Тут застосовано регульовану мікросхему LM2577-adj. Для отримання інших вихідних напруг треба змінити величину резистора зворотного зв'язку R2 та R3. Вихідна напруга розраховується за формулою:
V Out = 1.23V (1+R2/R3)
Загалом LM2577 коштує недорого, дросель у цій схемі уніфікований – на 100 мкГн та граничний струм 1 А. Завдяки імпульсній роботі якихось великих радіаторів для охолодження не потрібно – так що цю схему перетворювача можна сміливо рекомендувати для повторення. Особливо вона стане в нагоді у випадках, коли з USB виходу треба отримати 12 вольт.
Ще один варіант схожого пристрою, але на базі мікросхеми MC34063A дивіться в цій статті.
elwo.ru
Якщо ми підключимо діод та резистор послідовно з джерелом постійної напруги так, щоб діод був зміщений у прямому напрямку (як показано на малюнку нижче (a)), падіння напруги на діоді залишатиметься досить постійним у широкому діапазоні напруг джерела живлення.
Відповідно до діодного рівняння Шоклі, струм через прямо-зміщений PN перехід пропорційний e, зведеному в ступінь прямого падіння напруги. Оскільки це експонентна функція, струм росте досить швидко при помірному збільшенні падіння напруги. Інший спосіб розглянути це: сказати, що напруга, що падає на прямо-зміщеному діоді, слабо змінюється при великих змінах струму, що протікає через діод. На схемі, показаній на малюнку нижче (a), струм обмежений напругою джерела живлення, послідовно включеним резистором і падінням напруги на діоді, яке, як ми знаємо, не відрізняється від 0,7 вольта. Якщо напруга джерела живлення буде збільшена, падіння напруги на резисторі збільшиться майже таке ж значення, а падіння напруги на діоді збільшиться дуже слабко. І навпаки, зменшення напруги джерела живлення призведе до майже рівного зменшення падіння напруги на резисторі та невеликого зменшення падіння напруги на діоді. Одним словом, ми могли б узагальнити цю поведінку, сказавши, що діод стабілізує падіння напруги на рівні приблизно 0,7 вольта.
Управління напругою – це дуже корисна властивість діода. Припустимо, що ми зібрали якусь схему, яка не допускає змін напруги джерела живлення, але яку необхідно запитати від батареї гальванічних елементів, напруга яких змінюється протягом усього терміну служби. Ми могли б зібрати схему, як показано на малюнку, і підключити схему, що вимагає стабілізованої напруги, до діода, де вона отримає постійні 0,7 вольта.
Це, безумовно, спрацює, але для більшості практичних схем будь-якого типу для правильної роботи потрібна напруга живлення понад 0,7 вольта. Одним із способів збільшення рівня нашої стабілізованої напруги може бути послідовне з'єднання кількох діодів, оскільки падіння напруги на кожному окремому діоді, що дорівнює 0,7 вольта, збільшить підсумкове значення на цю величину. Наприклад, якби у нас було десять послідовно включених діодів, стабілізована напруга була б у десять разів більша за 0,7 вольта, тобто 7 вольт (рисунок нижче (b)).
Пряме усунення Si діодів: (a) одиночний діод, 0,7В, (b) 10 діодів, включених послідовно, 7,0В.
Доки напруга не впаде нижче 7 вольт, на 10-діодному «стеку» падатиме приблизно 7 вольт.
Якщо потрібні великі стабілізовані напруги, ми можемо або використовувати більше діодів, включених послідовно, (на мою думку, не найвитонченіший спосіб), або спробувати принципово інший підхід. Ми знаємо, що пряма напруга діода є досить постійною величиною в широкому діапазоні умов, так само як і зворотна напруга пробою, яка, як правило, значно більша за пряму напругу. Якщо ми поміняємо полярність діода в нашій схемі однодіодного стабілізатора і збільшимо напругу джерела живлення до того моменту, коли відбудеться «пробою» діода (діод більше не може протистояти напруги, що додається до нього зворотного зміщення), діод буде стабілізувати напругу аналогічним чином в цій точці пробою, не дозволяючи йому збільшуватися далі, як показано на малюнку нижче.
Пробій назад зміщеного Si діода при напрузі приблизно 100 Ст.
На жаль, коли прості випрямні діоди «пробиваються», вони зазвичай руйнуються. Проте можна створити спеціальний тип діода, який може обробляти пробій без повного руйнування. Цей тип діода називається стабілітроном, та його умовне графічне позначення наведено на малюнку нижче.
Умовне графічне позначення стабілітрона
При прямому зміщенні стабілітрони поводяться так само, як стандартні випрямні діоди: вони мають прямим падінням напруги, яке відповідає «діодному рівнянню» і становить приблизно 0,7 вольта. У режимі зворотного зміщення вони не проводять струм до тих пір, поки прикладена напруга не досягне або не перевищить так званої напруги стабілізації, і в цей момент стабілітрон здатний проводити значний струм і при цьому намагатиметься обмежити напругу, що падає на ньому, до значення напруги стабілізації . Поки потужність, що розсіюється цим зворотним струмом, не перевищує теплових обмежень стабілітрона, стабілітрон не буде пошкоджений.
Стабілітрони виготовляються з напругою стабілізації в діапазоні від кількох вольт до сотень вольт. Ця напруга стабілізації трохи змінюється залежно від температури, і її похибка може становити від 5 до 10 відсотків від характеристик, зазначених виробником. Однак, ця стабільність і точність зазвичай достатні для використання стабілітрона як стабілізатор напруги в загальній схемі живлення, показаної на малюнку нижче.
Схема стабілізатора напруги на стабілітроні, напруга стабілізації = 12,6 В
Будь ласка, зверніть увагу на напрямок включення стабілітрону на наведеній вище схемі: стабілітрон зміщений у зворотному напрямку, і це зроблено навмисно. Якби ми включили стабілітрон «звичайним» способом, щоб він був зміщений у прямому напрямку, то на ньому падало б лише 0,7 вольта, як на звичайному діоді, що випрямляє. Якщо ми хочемо використовувати властивості зворотного пробою стабілітрону, то ми повинні використовувати його в режимі зворотного зміщення. Поки напруга живлення залишається вище напруги стабілізації (12,6 вольт у цьому прикладі), напруга, що падає на стабілітроні, залишиться приблизно на рівні 12,6 вольт.
Як і будь-який напівпровідниковий прилад, стабілітрон чутливий до температури. Занадто висока температура зруйнує стабілітрон, і оскільки він і знижує напругу, і проводить струм, він виділяє тепло відповідно до закону Джоуля (P = IU). Тому необхідно бути обережним при проектуванні схеми стабілізатора напруги, щоб не перевищувала номінальну потужність розсіювання стабілітрона. Цікаво відзначити, що коли стабілітрони виходять з ладу через високу потужність розсіювання, вони зазвичай замикаються коротко, а не розриваються. Діод, що вийшов з ладу з такої ж причини, легко виявити: на ньому падіння напруги практично дорівнює нулю, як на шматку дроту.
Розглянемо схему стабілізатора напруги на стабілітроні математично, визначаючи всі напруги, струми і потужності, що розсіюються. Взявши ту ж схему, що була показана раніше, ми виконаємо обчислення, приймаючи, що напруга стабілітрону дорівнює 12,6 вольт, напруга живлення дорівнює 45 вольт, а опір послідовно включеного резистора дорівнює 1000 Ом (ми вважатимемо, що напруга стабілітрону дорівнює 12 ,6 вольт, щоб уникнути необхідності оцінювати всі значення як «приблизні» на малюнку (a) нижче).
Якщо напруга стабілітрону становить 12,6 вольт, а напруга джерела живлення становить 45 вольт, падіння напруги на резисторі становитиме 32,4 вольта (45 вольт – 12,6 вольт = 32,4 вольта). 32,4 вольта, що падають на 1000 Ом, дають у ланцюгу струм 32,4 мА (рисунок (b) нижче).
(a) Стабілізатор напруги на стабілітроні з резистором 1000 Ом. (b) Розрахунок падінь напруги та струму.
Потужність розраховується шляхом множення струму на напругу (P=IU), тому ми можемо легко розрахувати розсіювання потужності як резистора, так стабілітрона:
Для цієї схеми було б достатньо стабілітрона з номінальною потужністю 0,5 Вт і резистора з потужністю розсіювання 1,5 або 2 Вт.
Якщо надмірна потужність, що розсіюється, шкідлива, то чому б не спроектувати схему з найменшою можливою кількістю розсіювання? Чому просто не встановити резистор з дуже високим опором, тим самим сильно обмежуючи струм і зберігаючи показники розсіювання дуже низькими? Візьмемо цю схему, наприклад, з резистором 100 кОм, замість резистора 1 кОм. Зверніть увагу, що і напруга живлення, і напруга стабілітрону не змінилися:
Стабілізатор напруги на стабілітроні з резистором 100 кОм
При 1/100 від значення струму, який був у нас раніше (324 мкА, замість 32,4 мА), обидва значення потужності, що розсіюється, повинні зменшитися в 100 разів:
Здається ідеальним, чи не так? Менша розсіювана потужність означає нижчу робочу температуру і для стабілітрона, і для резистора, а також менші втрати енергії в системі, чи не так? Більше значення опору зменшує рівні розсіюваної потужності в схемі, але, на жаль, створює іншу проблему. Пам'ятайте, що ціль схеми стабілізатора – забезпечити стабільну напругу для іншої схеми. Інакше кажучи, ми зрештою збираємося запитати щось напругою 12,6 вольт, і це щось матиме власним споживанням струму. Розглянемо нашу першу схему стабілізатора, цього разу з навантаженням 500 Ом, підключеного паралельно стабілітрону, на малюнку нижче.
Стабілізатор напруги на стабілітроні з послідовно включеним резистором 1 кОм та навантаженням 500 Ом
Якщо 12,6 вольт підтримуються при навантаженні 500 Ом, навантаження споживатиме струм 25,2 мА. Для того, щоб "знижуючий" резистор знизив напругу на 32,4 вольта (зниження напруги джерела живлення 45 вольт до 12,6 вольт на стабілітроні), він все одно повинен проводити струм 32,4 мА. Це призводить до того, що через стабілітрон протікатиме струм 7,2 мА.
Тепер розглянемо нашу «енергозберігаючу» схему стабілізатора зі знижувальним резистором 100 кОм, підключивши до неї таке ж навантаження 500 Ом. Передбачається, що вона повинна підтримувати навантаження 12,6 вольт, як і попередня схема. Однак, як ми побачимо, вона не може виконати це завдання (рисунок нижче).
Нестабілізатор напруги на стабілітроні з послідовно включеним резистором 100 кОм та навантаженням 500 Ом
При великому номіналі понижуючого резистора на навантаженні 500 Ом буде напруга близько 224 мВ, що набагато менше від очікуваного значення 12,6 вольт! Чому так? Якби в нас насправді було навантаження 12,6 вольт, то був би і струм 25,2 мА, як і раніше. Цей струм навантаження повинен був би пройти через послідовний знижувальний резистор, як це було раніше, але з новим (набагато великим!) знижуючим резистором падіння напруги на цьому резисторі з струмом 25,2 мА, що протікає через нього, склало б 2 520 вольт! Оскільки у нас, очевидно, немає такої великої напруги, що подається з акумулятора, то цього не може бути.
Ситуацію легше зрозуміти, якщо ми тимчасово видалимо стабілітрон зі схеми та проаналізуємо поведінку лише двох резисторів на малюнку нижче.
Нестабілізатор із віддаленим стабілітроном
І понижуючий резистор 100 кОм, і опір навантаження 500 Ом включені послідовно, забезпечуючи загальний опір схеми 100,5 кОм. При повному напрузі 45 і загальному опорі 100,5 кОм, закон Ома (I=U/R) говорить нам, що струм складе 447,76 мкА. Розрахувавши падіння напруги на обох резисторах (U=IR), ми отримаємо 44,776 вольта та 224 мВ, відповідно. Якби в цей момент ми повернули стабілітрон, він також побачив 224 мВ на ньому, будучи включеним паралельно опору навантаження. Це набагато нижче напруги пробою стабілітрона, і тому він не «пробитиме» і не проводитиме струм. У цьому відношенні, при низькій напрузі стабілітрон не працюватиме, навіть якщо він буде зміщений у прямому напрямку. Принаймні на нього має надходити 12,6 вольт, щоб його «активувати».
Аналітична методика видалення стабілітрону зі схеми та спостереження наявності або відсутності достатньої напруги для його провідності є обґрунтованою. Тільки те, що стабілітрон включено до схеми, не гарантує, що повна напруга стабілітрона завжди дійде до нього! Пам'ятайте, що стабілітрони працюють, обмежуючи напругу до деякого максимального рівня; вони не можуть компенсувати нестачу напруги.
Таким чином, будь-яка схема стабілізатора на стабілітроні буде працювати доти, поки опір навантаження буде дорівнює або більше деякого мінімального значення. Якщо опір навантаження занадто низький, це призведе до занадто великого струму, що призведе до занадто великої напруги на знижувальному резисторі, що залишить на стабілітроні напруга недостатня, щоб змусити його проводити струм. Коли стабілітрон перестає проводити струм, він більше не може регулювати напругу, і напруга на навантаженні буде нижчою за точку регулювання.
Однак наша схема стабілізатора з понижувальним резистором 100 кОм повинна підходити для деякого значення опору навантаження. Щоб знайти це відповідне значення опору навантаження, ми можемо використовувати таблицю для розрахунку опору в ланцюгу з двох послідовно включених резисторів (без стабілітрона), ввівши відомі значення загальної напруги та опору понижуючого резистора, і розрахувавши для очікуваного навантаження напруги 12,6 вольт:
При 45 вольтах загальної напруги і 12,6 вольтах на навантаженні, ми повинні отримати 32,4 вольта на знижувальному резисторі.
При 32,4 вольтах на понижувальному резисторі та його опорі 100 кОм струм, що протікає через нього, складе 324 мкА:
При послідовному включенні струм, що протікає через усі компоненти, однаковий:
Таким чином, якщо опір навантаження становить точно 38,889 кОм, на ньому буде 12,6 вольт і зі стабілітроном, і без нього. Будь-який опір навантаження менше 38,889 ком приведе до напруги на навантаженні менше 12,6 вольт і зі стабілітроном, і без нього. При використанні стабілітрону напруга на навантаженні буде стабілізуватися до 12,6 вольт для будь-якого опору навантаження більше 38,889 кОм.
При початковому значенні 1 кОм понижуючого резистора схема нашого стабілізатора змогла адекватно стабілізувати напругу навіть при опорі навантаження до 500 Ом. Те, що ми бачимо, є компромісом між розсіюванням потужності і допустимим опором навантаження. Більш високий опір понижуючого резистора дає нам менше розсіювання потужності за рахунок підвищення мінімально допустимого значення опору навантаження. Якщо ми хочемо стабілізувати напругу для низьких значень опору навантаження, то схема повинна бути підготовлена для роботи з розсіюванням великої потужності.
Стабілітрони регулюють напругу, діючи як додаткові навантаження, споживаючи залежно від необхідності більшу чи меншу величину струму, щоб забезпечити постійне падіння напруги на навантаженні. Це аналогічно регулюванню швидкості автомобіля шляхом гальмування, а не зміною положення дросельної заслінки: це не тільки марнотратно, але і гальма повинні бути побудовані так, щоб керувати усією потужністю двигуна тоді, як умови керування не вимагають цього. Незважаючи на цю фундаментальну неефективність, схеми стабілізаторів напруги на стабілітронах широко використовуються через свою простоту. У потужних додатках, де неефективність є неприйнятною, застосовуються інші методи управління напругою. Але навіть тоді невеликі схеми на стабілітронах часто використовуються для забезпечення «опорної» напруги для керування більш ефективною схемою, що контролює основну потужність.
Стабілітрони виготовляються для стандартних номіналів напруги, перерахованих у таблиці нижче. Таблиця «Основні напруги стабілітронів» перераховує основні напруги для компонентів потужністю 0,5 та 1,3 Вт. Ват відповідають потужності, яку компонент може розсіяти без пошкодження.
| 0,5 Вт | ||||||
| 2,4 В | 3,0 В | 3,3 В | 3,6 В | 3,9 В | 4,3 В | 4,7 В |
| 5,1 В | 5,6 В | 6,2 В | 6,8 В | 7,5 В | 8,2 В | 9,1 В |
| 10 В | 11 В | 12 В | 13 В | 15 В | 16 В | 18 В |
| 20 В | 24 В | 27 В | 30 В | |||
| 1,3 Вт | ||||||
| 4,7 В | 5,1 В | 5,6 В | 6,2 В | 6,8 В | 7,5 В | 8,2 В |
| 9,1 В | 10 В | 11 В | 12 В | 13 В | 15 В | 16 В |
| 18 В | 20 В | 22 В | 24 В | 27 В | 30 В | 33 В |
| 36 В | 39 В | 43 В | 47 В | 51 В | 56 В | 62 В |
| 68 В | 75 В | 100 В | 200 В |
Обмежувач напруги на стабілітронах: схема обмежувача, яка відсікає піки сигналу приблизно на рівні напруги стабілізації стабілітронів. Схема, показана на малюнку нижче, має два стабілітрони, з'єднаних послідовно, але спрямованих протилежно один одному, щоб симетрично обмежувати сигнал приблизно на рівні напруги стабілізації. Резистор обмежує споживаний стабілітронами струм до безпечного значення.
Обмежувач напруги на стабілітронах*SPICE 03445.eps D1 4 0 diode D2 4 2 diode R1 2 1 1.0k V1 1 0 SIN(0 20 1k) .model diode d bv=10 .tran 0.001m 2m .end
Напруги пробою стабілітрона встановлюється на рівень 10 за допомогою параметра bv=10 моделі діода в списку з'єднань spice, наведеному вище. Це змушує стабілітрони обмежувати напругу на рівні близько 10 В. Зустріч включені стабілітрони обмежують обидва піки. Для позитивного напівперіоду, верхній стабілітрон зміщений у зворотному напрямку, що пробиває стабілітрон при напрузі 10 В. На нижньому стабілітроні падає приблизно 0,7 В, оскільки він зміщений у прямому напрямку. Таким чином, більш точний рівень відсічення становить 10 + 0,7 = 10,7 В. Аналогічно відсікання при негативному напівперіоді відбувається на рівні -10,7 В. Малюнок нижче показує рівень відсічення трохи більше ±10 В.
Діаграма роботи обмежувача напруги на стабілітронах: вхідний сигнал v(1) обмежується до сигналу v(2)
Оригінал статті.
Так, а що в ньому більше є? За назвою якось не дуже схема вибудовується... Ну, у загальному випадку, зворотний зв'язок - дільник монітора вихідної напруги (компаратора) - крутити...З кінця:
...Чи ні?Мабуть потягне, мабуть не, від запасу за потужністю залежить. Ключ який?
Як бути?Змінювати ключ на потужніший або ліпити паралельно другий ключ, якщо ВОНО дросельне - змінювати більш потужний розрядний діод накопичувача.
При цьому:частота перетворення таки зросте, і, можливо, для деяких вузлів - непідйомно. Тоді доведеться перераховувати накопичувальний дросель (хоча, тут-то запас 20% ск. всього є, бо він кишеню не тягне), ну, можливо, з більш товстим проводком. ІМХО, прилад для визначення помірності режиму, aka "палець", завжди з собою...
Але який сенс припускати, якщо схему ще ніхто не бачив? Мабуть ВОНО блокінггенераторне, чи інверторно-мостове?
(малася на увазі схема з описом, хоча можна і без) (мався на увазі склад застосованих транзисторів/діодів)
Ну не з цікавості ж...
ДОДАНО 14/12/2008 17:04 PM
ЗИ: Ось схема за першим посиланням на запит у Гугле імпульсний стабілізатор схема:
Приблизно про таку схему я й казав. З варіантами: компаратор може стояти інтегральний, ключ на MOSFET'е, дросель із зазором (кста, бентежить мене це кільце без зазору... Насититися легко може, проте). ), виставляти точне Uвих за допомогою R6 ... Однак вихідний струм в 1 А ні в які ворота, слід-но: або ліпити 6 шт KD336 в паралель - сенсу не має, давні віне, швидкодії ніякого, при збільшенні частоти гріцца буїт. Змінювати ключовий транзистор - MOSFET ампер на 5-10 сюдить!Частота перетворення для застосованих детальків тут і так мало не гранична - значить, збільшувати індуктивність L1 (і перетин дроту, а значить - взагалі на іншому магнітопроводі перераховувати). VD1 KY197 - при таких режимах просто жарт... Та й швидкодія у нього не дуже... Старовинний він.Сучасний фаст-діодик ампер на 10-15 тут прокотить зі свистом...
Ну приблизно так. Хоча, це схема за першим же посиланням, а їх там "...приблизно 23 400". А якщо ще поставити ключовий стабілізатор схема, то о-о-о!
