Регульований стабілізатор напруги з обмеженням струму. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

 Коментарі до статті

У пропонованій увазі читачів статті описаний регульований імпульсний стабілізатор напруги з обмеженням струму. Пристрій дозволяє не тільки живити різну апаратуру стабільною напругою від 2 до 25 В, а й заряджати різні акумулятори стабільним струмом до 5 А.

Описуваний блок живлення дозволяє регулювати стабілізовану вихідну напругу та максимальний струм у навантаженні. Його можна використовувати як для живлення та налагодження радіоапаратури, так і для заряджання різних акумуляторів. Пристрій працює у двох режимах: у разі живлення апаратури – як стабілізатор напруги із захистом від перевантажень, а при зарядці акумуляторів – як стабілізатор струму з обмеженням по напрузі. Джерело живлення просте у використанні, не боїться перевантажень та замикання виходу, має світлову індикацію режиму роботи та високий ККД. Схема пристрою показано на рис. 1.

Основні технічні характеристики

• Вихідна напруга, В......2...25
• Струм навантаження, А......0...5

(Натисніть для збільшення)

Такі параметри, як нестабільність, пульсації та ККД багато в чому визначаються режимом роботи і тому не наведені. За бажанням характеристики можна змінити без значних змін пристрою. Наприклад, якщо необхідно отримати більший вихідний струм, слід встановити датчик струму - резистор R14 більшої потужності, а також збільшити опір змінного резистора R5. Для зменшення пульсацій доцільно на виході встановити LC-фільтр, однак це призведе до зниження ККД.

Блок живлення містить такі вузли: внутрішній стабілізатор "негативної" напруги VT1VD1R1 з фільтром С4; внутрішній стабілізатор "позитивної" напруги VT2VD2R2 із фільтром С5; вузол обмеження струму DA1.1R3-R7R10R 14; вузол обмеження напруги DA1.2VD3R15-R18; формувач імпульсів DD1.2DD1.3; індикатори стану DD1.1HL1R12 та DD1.4HL2R13; комутуючий транзистор VT3; конденсатори вхідного С1-C3, проміжного С7, С8 та вихідного С6 фільтрів.

Розглянемо роботу пристрою як стабілізації напруги. При включенні на стабілітроні VD3 з'являється напруга, частина якого з двигуна змінного резистора R16 (яким регулюють вихідну напругу) надходить на вхід, що інвертує, ОУ DA1.2. Оскільки комутуючий транзистор VT3 закритий, конденсатори С6-С8 розряджені і напруга на вході, що не інвертує, ОУ DA1.2, що знімається з двигуна підбудованого резистора R18, близько до +UBX. На виході ОУ з'являється високий рівень, що призводить до включення опрону випромінюючого діода U1.4. В результаті відкриється фототранзистор оптрона U1.2 і на нижньому за схемою вход елемента DD1.2 з'явиться високий рівень. Отже, на виході елемента DD1.3 також високий рівень, який відкриє комутуючий транзистор VT3.

Через дросель L1 починає протікати струм навантаження та заряджання конденсаторів С6-С8. Напруга на конденсаторах і на підстроювальному резисторі R18 починає збільшуватися. У якийсь момент напруга на вході, що не інвертує, ОУ DA1.2 стане менше, ніж на інвертуючому. На виході ОУ DA1.2 з'явиться низький рівень. Випромінює діод U1.4 і фототранзистор U 1.2 оптрона закриються. На нижньому за схемою аходе елемента DD1.2 і входах елемента DD1.4 високий рівень зміниться низьким. Комутуючий транзистор закриється, а світлодіод HL2, що включився, буде сигналізувати про те, що пристрій працює в режимі стабілізації напруги. У міру розрядки навантаження напруга на конденсаторах С6-С8 і, відповідно, на підстроювальному резисторі R18 буде зменшуватися. І як тільки напруга на вході, що не інвертує, стане більше, ніж на інвертуючому, процес повториться.

Напруга з датчика струму – резистора R14 надходить на входи ОУ DA1.1. Як тільки струм навантаження перевищить встановлене значення, напруга на вході, що не інвертує, ОУ DA1.1 стане менше, ніж на інвертуючому. На його виході з'явиться низький рівень і включений випромінюючий діод оптрона U1.3 вимкнеться. Фототранзистор оптрону U1.1 закриється. На верхньому за схемою вході елемента DD1.2 і входах елемента DD1.1 високий рівень зміниться низьким. В результаті комутуючий транзистор закриється, а світлодіод HL1, що включився, просигналізує про роботу блоку живлення в режимі стабілізації струму. У міру розрядки конденсаторів С7, С8 струм через резистор R14 буде зменшуватися, що призведе до збільшення напруги на вході, що не інвертує, ОУ DA1.1 і потім до відкривання транзистора VT3. При повторному збільшення струму навантаження процес повториться. Струм стабілізації встановлюють змінним резистором R5.

Більшість деталей блоку живлення змонтовано на платі з однобічно фольгованого склотекстоліту, креслення якої показано на рис. 2. Комутуючий транзистор VT3 і діод VD4 розміщують на тепловідводі розмірами 60x90x7 мм.

(Натисніть для збільшення)

Пристрій можна живити від мережевого трансформатора з напругою, що діє, на вторинній обмотці 20...25 В який забезпечить необхідний струм навантаження. В авторському варіанті у випрямлячі використані діодні зборки КД227ГС.

Дросель L1 виготовляють на основі магнітопроводу Б36. Обмотка містить 20 витків дроту ПЕВ 1,35. Готову котушку заливають епоксидною смолою. При складанні магнітопроводу між чашками встановлюють немагнітне прокладання 0,3...0,5 мм.

Якщо напруга живлення пристрою значно відрізняється від зазначеного на схемі, слід врахувати, що опір резисторів R1 та R2 розраховують з умови забезпечення струму стабілітронів VD1 та VD2 у межах 3...10 мА. При суттєвому збільшенні напруги живлення можливе значне зростання потужності, що розсіюється на транзисторах VT1 і VT2, - їх слід встановити на тепловідведення. Якщо конденсатори фільтрів не вдасться розташувати на платі (через великі габарити), їх доцільно розмістити окремо, збільшивши загальну ємність конденсаторів C1-C3 до 10000-15000 мкФ, а конденсатора С6 - до 4700 мкФ.

Конденсатор С7 - ніобієвий або танталовий (К52-9, К53-27) на номінальну напругу не менше 32 В. Транзистор IRFZ44N можна замінити на IRF540N, хоча він вимагає більш інтенсивного охолодження. Світлодіоди HL1 та HL2 – будь-які, що забезпечують необхідну індикацію. Бажано, щоб вони були різного кольору.

Налагодження блоку живлення починають при вимкненому транзисторі VT3. Спочатку подають напругу на вхід та перевіряють роботу внутрішніх стабілізаторів. Напруга на конденсаторі С4 має бути в межах 15...16 В, а на конденсаторі С5 - 8...9 В. Незначні відхилення не вплинуть на роботу пристрою. Транзистори VT1 ​​і VT2 за будь-якого режиму не повинні сильно нагріватися.

Після цього налагоджують вузол обмеження струму. Двигун змінного резистора R5 встановлюють у ліве за схемою положення, що відповідає мінімальному струму. Потім підстроювальним резистором R3 вирівнюють напруги на входах ОУ DA1.1: слід знайти таке положення, при якому з початком повороту двигуна резистора R5 світлодіод HL1 вимикався, а в крайньому лівому схемі положенні включався. При такому налаштуванні змінним резистором R5 можна змінювати максимальний вихідний струм від Про до 5 А. Якщо все ж таки отримати максимальний струм 5 А не вдасться, слід збільшити опір резистора R5 і повторити налагодження.

Потім підключають комутуючий транзистор VT3 і налагоджують вузол обмеження напруги. Двигун змінного резистора R5 встановлюють положення, при якому світлодіод HL1 вимкнений. Двигун підстроювального резистора R18 встановлюють у верхнє, а двигун змінного резистора R16 - в середнє за схемою положення, що відповідає половині максимальної напруги. Підстроювальним резистором R18 встановлюють половину максимальної вихідної напруги, яка повинна забезпечувати блок живлення. При цьому до виходу необхідно підключити навантаження, наприклад резистор опором 100 Ом і потужністю 2 Вт.

Слід пам'ятати, що максимальна вихідна напруга не повинна сильно відрізнятися від змінної напруги, що діє, на вторинній обмотці мережевого трансформатора.

Після закінчення налагодження доцільно провести калібрування резисторів R5 та R16. Для цього при вимкненому блоці живлення двигун резистора R16 необхідно встановити в середнє, двигун резистора R5 - в крайнє ліве положення, підключити до виходу амперметр і подати напругу живлення. Далі, переміщуючи двигун резистора R5, збільшити струм у ланцюгу до будь-якого значення, наприклад 1 А, і встановити відповідну ризику навпроти стрілки ручки резистора і т. д. Потім замінивши амперметр на вольтметр відкалібрувати резистор R16. При деяких навичках, використовуючи отримані шкали та індикатори HL1 та HL2, можна без вимірювальних приладів досить точно встановлювати напругу та струм навантаження, зарядний струм акумуляторів та визначати на них напругу, встановлювати граничні режими роботи, обмежуючи струм та напругу в заданих інтер.

На закінчення хотілося б відзначити, що максимальна напруга стік-витік польового транзистора IRFZ44N (VT3) – 55 В, максимальний струм стоку – 49 А, опір відкритого каналу – 0,022 Ом. Так що, в принципі, описаний блок живлення має можливості для "розгону". Крім того, доповнивши пристрій RS-тригером, отримаємо автомат, який відключиться при виникненні навантаження або після досягнення необхідної напруги, коли блок використовується як зарядний пристрій.

Автор: О.Антошин, м.Рязань

Дивіться інші статті розділу Стабілізатори напруги.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Новий спосіб відштовхувати лід 20.03.2020 Лід є одним із найбільш проблемних факторів у безлічі виробничих, обслуговуючих та транспортних сегментів, стаючи причиною появи лих та проблем різного роду та складності. Розробка нових матеріалів для відторгнення льоду стає справді актуальною справою для багатьох дослідницьких команд, тому команда фахівців з хімічного інжинірингу з Університету Вірджинії не стала винятком. Сьогодні вчені представили свій новий експериментальний матеріал, що володіє дуже високим ступенем відштовхування льоду, за рахунок чого має потенціал бути використаним у різних напрямках і сегментах. Фахівцям вдалося створити даний матеріал на основі досить ефективної і популярної теорії у фізиці під назвою "локалізація лиха". Відповідно до цієї теорії, зміна фізичних і хімічних властивостей певних ділянок матеріалу є значно ефективнішим і корисним підходом, ніж створення всього матеріалу з потрібними властивостями. Результатом досліджень стала спеціальна плівка із силіконового полімеру, яка демонструє високий рівень відштовхування льоду, за рахунок утворення на поверхні локалізованих ділянок так званих "тріщин". Ці тріщини не є перманентними і не ведуть до деградації матеріалу, а навпаки, посилюють його властивості у певних його ділянках, створюючи нерівності, за рахунок відбувається відлущування шарів льоду - в результаті матеріал відштовхує абсолютну більшість льоду та льодистого покриття, тим самим ефективно захищаючи собою інші матеріали. А завдяки своєму легкому нанесенню на інші матеріали, може застосовуватися практично в будь-якому випадку. На даний момент фахівці продовжують працювати над покращенням та стабілізацією свого матеріалу – оскільки вони зацікавлені в тому, щоб застосовувати даний матеріал на більш довгостроковій основі у більш складних аспектах та напрямках. Залишається чекати нових повідомлень щодо матеріалу, який, напевно, займе свою нішу.

Інші цікаві новини:

▪ Основна причина зайвої ваги

▪ Розумний годинник проконтролює якість миття рук

▪ Нобелівські лауреати старіють

▪ Іонний мікроскоп

▪ Триколісний електромобіль

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Загадки для дорослих та дітей. Добірка статей

▪ стаття Дивитись вереснем. Крилатий вислів

▪ стаття Чи говорили люди колись латиною? Детальна відповідь

▪ стаття Цибуля ведмежа. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ Стаття Як дешевий аналізатор спектру зробити дорогим. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Стереодекодер-приставка. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024