И умыслил Фарадей явление электромагнитной индукции, провёл он опыт физический, да очертил схему трансформатора
досель невиданного.
И увидел Господь, что это хорошо, и благословил мужей усердных в науках естественных на сотворение кенотрона вакуумного, а
совокупно и фильтра ёмкостного сглаживающего, воеже в триединстве и целостности явился миру источник питания на всяку потребу богоприятный. Ладно, с этим разобрались.
А для чего сиим источникам питания вдруг понадобились какие-то стабилизаторы напряжения? «Стабилизатор напряжения — это электрическое (электронное) устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для
поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки» -
учит нас википедия. Отлично сказано мужики, ни убавить, ни прибавить - для стабильной работы и сохранения высоких параметров большинства схем требуется
постоянное, неподконтрольное никаким воздействиям напряжение питания. Ещё совсем недавно такие узлы строились на стабилитронах и транзисторах, однако с появлением специализированных микросхем, необходимость
в самостоятельном конструировании подобных схем скоротечно отпочковалась, ввиду простоты реализации и высоких параметров
стабилизаторов, выполненных на интегральных микросхемах. Существует два типа подобных микросхем - регулируемые стабилизаторы напряжения и стабилизаторы с фиксированным значением
выходного напряжения. Во втором случае схема стабилизатора приобретает неприлично примитивный вид, незаслуживающий какого-то серьёзного
обсуждения.
В случае же стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением, схема всё ещё остаётся достаточно простой, но требует
некоторых умственных манипуляций, связанных с расчётом резистивного делителя для получения требуемого выходного напряжения. Типовая схема включения большинства регулируемых микросхем приведена на Рис.1.
Формула для расчёта выходного напряжения имеет вид Vout = Vref * (1+R2/R1) + Iadj * R2 ,
причём номинал сопротивления R1, как правило, задаётся производителем микросхемы для достижения наилучших параметров
выходных характеристик. Отдельные бойцы для снижения пульсаций рекомендуют ставить дополнительные электролиты параллельно резистору R2.
Оно, конечно, бойцы эти герои, но зачем же стулья ломать?
Любое резкое увеличение тока нагрузки, приводящее к снижению выходного напряжения, не сможет моментально отработаться схемой
автоматической регулировки из-за задержки в цепи обратной связи, обусловленной данным конденсатором, а это в значительной степени
снизит быстродействие устройства.
И если для статических нагрузок параметр быстродействия стабилизатора по барабану, то для динамических (к примеру, таких как УНЧ) -
очень даже немаловажен.
Справочная таблица с основными техническими характеристиками наиболее часто используемых интегральных стабилизаторов с регулировкой
выходного напряжения. Приведённая ниже таблица позволяет рассчитать номиналы резисторов делителя некоторых популярных типов микросхем регулируемых
стабилизаторов, представленных разными производителями. ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ СТАБИЛИЗАТОРА Отдельно хочу остановиться на
МИКРОМОЩНЫХ СТАБИЛИЗАТОРАХ С МАЛЫМ СОБСТВЕННЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ. Такого рода стабилизаторы окажутся совсем не лишними в хозяйстве, так как смогут обеспечить такой важнейший показатель
радиоэлектронной аппаратуры с автономным питанием, как экономичность входящих в её состав узлов. Здесь выбор интегральных микросхем заметно беднее, а цены, как правило, заметно ощутимей, чем на аналоги со стандартным
потреблением, поэтому начну я с простой, но проверенной временем схемы на дискретных элементах.
Чем хорош КТ315 в данном включении?
На обратно смещённом переходе КТ315 при напряжении 6 - 7,5В, в зависимости от экземпляра транзистора, возникает электрический
(не побоюсь этого слова) пробой, что позволяет использовать его в качестве стабилитрона на эту-же самую величину напряжения
пробоя. При этом транзистор в таком включении, в отличие от многих промышленных стабилитронов, хорошо работает и при малых токах
стабилизации, порядка 100 мкА. Из относительно гуманных по цене интегральных стабилизаторов с малым собственным потреблением, могу порекомендовать LP2950,
LP2951, LM2931, LM2936 и им подобные.
vpayaem.ru Интегральные стабилизаторы с регулируемым выходным напряжением требуют подключения внешнего делителя ОС, элементов частотной коррекции и резисторов цепи защиты. Рассмотрим применение распространенных маломощных стабилизаторов серии К142ЕН1,2 и стабилизаторы средней мощности К142ЕН3,4. Рисунок 9.9 – Включение ИМС К142ЕН1,2 Маломощные интегральные стабилизаторы целесообразно применять при выходных напряжениях от 3 до 30 В и малых токах нагрузки,05 ... 0,1 А. Подключение к маломощным интегральным стабилизаторам внешнего мощного регулирующего транзистора позволяет получить на выходе значительно большие токи нагрузки. Интегральные стабилизаторы средней мощности целесообразно применять при токах до 1 А. Основные данные стабилизаторов серии К142ЕН1-4 приведены в таблице 9.1. На рисунке 9.9 показана типовая схема включения интегральных стабилизаторов К142ЕН1,2 при малых токах нагрузки. Делитель R1-R3 выбирается из условий, чтобы его ток был не менее 1,5 мА. Сопротивление резистора R3 нижнего плеча принимаем равным 1,2 кОм. С помощью резистора R2 осуществляется регулировка выходного напряжения. Приняв ток делителя равным 2 мА, находим сопротивления резисторов R1 и R2, кОм: R1=(UВЫХ(+)– ΔUВЫХ (-)- 2,4)/2; , где UВЫХ- номинальное выходное напряжение; ΔUВЫХ (+),ΔUВЫХ (-)-пределы регулировки выходного напряжения в сторону повышения и понижения. Узел защиты стабилизатора содержит резистор R4 и делитель R5, R6. Ток делителя принимаем равным 0,3 мА, а сопротивление резистора R5 равным 2 кОм. Сопротивление резистора R6, кОм, определяется по формуле R6 = (UВЫХ+ 0,7)/0,3. Сопротивление R4, Ом, определяется исходя из тока срабатывания защиты IЗАЩ, A; R40,7/IЗАЩ. Ток срабатывания защиты не должен превышать максимальный ток IН.max, указанный в таблице 9.1. При коротком замыкании к регулирующему транзистору микросхемы будет приложено входное напряжение и на интегральной схеме будет выделяться мощность Р = IЗАЩUВХ.max. Значение этой мощности не должно превышать предельно допустимую мощность МС, указанную в таблице 9.1. С помощью конденсаторов С1, С2 обеспечивается устойчивая работа микросхемы: при UВЫХ< 5 В С2 > 0,1 мкФ; С1 > 5 ... 10 мкф; при Uвых > 5 В С2 > 100 пФ; C1 > 1 мкФ. Входные напряжения определяются из формул ; ; , где берется из справочника по транзисторам. Максимальное входное напряжение для микросхемы К142ЕН1,2 не должно превышать значений, указанных в таблице 9.1. Таблица 9.1 - Параметры микросхемы с регулируемым выходным напряжением № Параметр Тип микросхемы К142ЕН1 К142ЕН2 К142ЕН3 К142ЕН4 1 Максимальное выходное напряжение UBxmax, В 20 40 60 60 2 Минимальное входное напряжение UBXmin, В 9 20 9,5 9,5 3 Предельные значения выходного напряжения, В 3...12 12...30 3... 30 3... 30 4 Максимальный ток нагрузки IHmax, A 0,15 0,15 1 1 5 Потребляемый микросхемой ток, мА 4 4 10 10 6 Максимальная мощность рассеяния МС при температуре корпуса до 4- 80 °С 0,8 0,8 6 6 7 Минимальное падение напряжения на регулирующем транзисторе микросхемы UКЭmin, В 4/2,5 * 4/2,5 * 3 4 * Значения UКЭminданы при раздельном питании регулирующего элемента (вывод 16) и цепи управления микросхемы (вывод 4). Для уменьшения потерь мощности на регулирующем транзисторе и одновременно повышения коэффициента стабилизации цепь управления, включающую источник опорного напряжения, питают от отдельного параметрического стабилизатора (выводы 4,8 на рисунке 9.9), а силовую часть (выводы 16,8) от своего выпрямителя. Минимальное напряжение на регулирующем транзисторе может быть уменьшено до 2,5 вместо 4 В, когда выводы 4 и 16 микросхемы объединены. Коэффициент стабилизации при раздельном питании входов увеличивается приблизительно на порядок. Для повышения выходных токов к интегральному стабилизатору подключается внешний мощный транзистор (рисунок 9.10). Сопротивления резисторов R1-R3 и емкость конденсатора С1 выбираются так же, как для рисунка 9.9. Емкость конденсатора С1 необходимо увеличить до 50 ... 100 мкФ. Рисунок 9.11 - Включение ИМС К142ЕН1,2 с внешним транзистором Использование дополнительного транзистора КТ802А, КТ803А или КТ908 позволяет получить выходные токи более 1 А без ухудшения основных параметров. Типовая схема включения стабилизаторов типов К142ЕН3 и К142ЕН4 приведена на рисунке 9.12. Рисунок 9.12 - Включение ИМС К142ЕН3,4 Внешний резистор R5 необходим для ограничения внешнего сигнала UУПР, предназначенного для выключения микросхемы. Резистор R6 ограничивает порог срабатывания тепловой защиты в диапазоне температур корпуса микросхемы + 65 ... +145 °С, резистор R4 является датчиком тока цепи защиты от перегрузок и короткого замыкания. Сопротивление резистора R6 определяется по формуле R6 > (0,037Тк - 6,65)/(1 - 0,0155Тк), где Тк - температура корпуса микросхемы, °С, при которой должна срабатывать тепловая защита. Сопротивление резистора R1, кОм, Напряжение управления выбирается от 0,9 до 40 В. Сопротивление датчика тока R4, Ом, R4 = [1,25 - 0,5IСРАБ- 0,023 (UВХ– UВЫХ]/IСРАБ Для микросхемы данного типа ток срабатывания защиты не должен превышать 1 А. studfiles.net Регулируемый трехвыводной стабилизатор тока LM317 обеспечивает нагрузку в 100 мА. Диапазон выходного напряжения составляет от 1,2 до 37 В. Прибор очень удобен в применении и требует только пару наружных резисторов, обеспечивающих выходное напряжение. Плюс к этому, нестабильность по рабочим показателям имеет лучшие параметры, чем у аналогичных моделей с фиксированной подачей напряжения на выходе. LM317 – стабилизатор тока и напряжения, который функционирует даже при отсоединенном управляющем выводе ADJ. При нормальной работе прибор не нуждается в подключении к дополнительным конденсаторам. Исключение составляет ситуация, когда устройство находится на значительном расстоянии от первичного фильтрующего питания. В этом случае потребуется монтаж входного шунтирующего конденсатора. Выходной аналог позволяет улучшить показатели стабилизатора тока LM317. В итоге повышается интенсивность переходных процессов и значение коэффициента сглаживания пульсаций. Такой оптимальный показатель трудно достичь в других трехвыводных аналогах. Предназначение рассматриваемого прибора заключается не только в замене стабилизаторов с фиксированным выходным показателем, но и для широкого спектра применения. Например, стабилизатор тока LM317 может использоваться в схемах с высоковольтным питанием. При этом индивидуальная система устройства влияет на разность между входным и выходным напряжением. Функционирование прибора в таком режиме может продолжаться неопределенный срок, пока разность между двумя показателями (входным и выходным напряжением) не превысит предельно допустимой точки. Стоит отметить, что стабилизатор тока LM317 удобен для создания простых регулируемых импульсных приборов. Они могут применяться в качестве прецизионного стабилизатора, посредством подсоединения постоянного резистора между двумя выходами. Создание вторичных питающих источников, работающих при недлительных коротких замыканиях, стало возможным благодаря оптимизации показателя напряжения на управляющем выводе системы. Программа удерживает его на входе в пределах 1,2 вольта, что для большинства нагрузок очень мало. Стабилизатор тока и напряжения LM317 изготавливается в стандартном транзисторном остове ТО-92, режим рабочих температур составляет от -25 до +125 градусов по Цельсию. Рассматриваемый прибор отлично подходит для проектирования простых регулируемых блоков и источников питания. При этом параметры могут быть корректируемыми и заданными в плане нагрузки. Регулируемый стабилизатор тока на LM317 обладает следующими техническими характеристиками: Максимально часто рассматриваемое устройство используется в источниках питания светодиодов. Далее представлена простейшая схема, в которой задействован резистор и микросхема. На входе поставляется напряжение источника питания, а главный контакт соединяется с выходным аналогом при помощи резистора. Далее происходит агрегация с анодом светодиода. В самой популярной схеме стабилизатора тока LM317, описание которого приведено выше, используется следующая формула: R = 1/25/I. Здесь I – это выходной ток устройства, его диапазон варьируется в пределах 0, 01-1.5 А. Сопротивление резистора допускается в размерах 0, 8-120 Ом. Рассеиваемая резистором мощность вычисляется по формуле: R = IxR (2). Полученная информация округляется в большую сторону. Постоянные резисторы выпускаются с малым разбросом окончательного сопротивления. Это влияет на получение расчетных показателей. Чтобы урегулировать данную проблему, в схему подключают дополнительный стабилизирующий резистор необходимой мощности. Как показывает практика, мощность резистора при эксплуатации лучше увеличить по площади рассеивания на 30 %, а в отсеке низкой конвекции – на 50 %. Кроме ряда преимуществ, стабилизатор тока светодиода LM317 имеет несколько минусов. Среди них: Избежать проблем в эксплуатации прибора поможет применение импульсных стабилизаторов. Стоит отметить, что если нужно подключить мощный светодиодный элемент мощностью 700 миллиампер, потребуется рассчитать значения по формуле: R = 1, 25/0, 7 = 1.78 Ом. Рассеиваемая мощность соответственно составит 0, 88 Ватт. Расчет стабилизатора тока LM317 базируется на нескольких способах подключения. Ниже приведены основные схемы: Стоит отметить, что простое зарядное устройство также можно собрать на базе микросхемы рассматриваемого прибора. Получится стандартный линейный стабилизатор с регулируемым показателем выходного напряжения. В аналогичной роли может функционировать микросборка устройства. Мощный стабилизатор на LM317 имеет ряд аналогов на отечественном и зарубежном рынке. Самыми известными из них являются следующие марки: Как свидетельствуют отклики пользователей, рассматриваемый стабилизатор неплохо справляется со своими функциями. Особенно если это касается агрегации со светодиодными элементами, напряжением до 50 вольт. Упрощает обслуживание и эксплуатацию прибора возможность его регулировки и подключения в разных схемах. Нарекание на данное изделие имеется в том плане, что диапазон выдаваемых и подающих напряжений для него ограничен предельными нормами. Регулируемый стабилизатор интегрального типа LM317 оптимально подходит для проектирования простых источников питания, включая блоки и узлы для электронной аппаратуры, оборудованные различными выходными параметрами. Это могут быть устройства с заданным током и напряжением либо с регулируемыми указанными характеристиками. Для облегчения расчета, в инструкции предусмотрен специальный калькулятор стабилизатора, позволяющий подобрать нужную схему и определить возможность приспособления. fb.ru Для сглаживания пульсаций напряжения и постоянства тока на выходе блока питания применяют стабилизаторы. Как правило в основе стабилизатора лежит стабилитрон. Стабилитрон – это диод с малым внутренним сопротивлением которое при изменении тока практический не меняется. Благодаря этому свойству стабилитрона напряжение на нем, а следовательно, и на нагрузке практический не меняется. На рисунке ниже представлена схема простейшего стабилизатора. Такой стабилизатор подойдет для питания маломощных устройств. Конденсатор нужен для сглаживания пульсаций по напряжению, называется он фильтрующим. Резистор нужен для сглаживания пульсаций по току и называется он гасящим. Стабилитрон стабилизирует напряжение на нагрузке. Для нормальной работы данной схемы напряжение питания должно быть больше 40…50 %. Стабилитрон следует подобрать под нужное нам напряжение и ток. Для питания нагрузки большей мощности в схему добавляют транзистор. Пример схемы показан ниже. Цепочка из R1 и VT1 нам уже знакома из предыдущей схемы, это простейший стабилизатор, он задает стабилизированное напряжение на базе транзистора VT2. Транзистор в свою очередь выполняет функцию усилителя тока и является управляющим элементом в этой схеме. Например, при повышении входного напряжения, выходное напряжение будет стремится к возрастанию. Это приводит к понижению напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT2, что приводит к его закрытию. При этом падение напряжения на участке эмиттер – коллектор возрастает на столько, что напряжение на стабилитроне уменьшается до исходного уровня. При понижении напряжения стабилизатор реагирует в обратном порядке. В практике радиолюбителя бывают ошибки и происходит короткое замыкание. Для уменьшения последствий в результате КЗ рассмотрим схему стабилизатора на два фиксированных напряжения и с защитой от короткого замыкания. Как видим в данную схему добавлен транзистор V4, диоды V6 и V7, и параметрический стабилизатор состоящий из резистора R1, диодов V2, V3 оснащен переключателем S2. Данная схема рассчитана на ток срабатывания от КЗ 250…300 мА, пока он не превышен, ток будет проходить через делитель напряжения состоящий из диода V7 и резистора R3. Путем подбора данного резистора можно регулировать порог срабатывания защиты. Диод V6 при этом будет закрыт и никакого влияния на работы оказывать не будет. При срабатывании защиты диод V7 закроется, а диод V6 откроется и зашунтирует подключений стабилитрон, при этом транзисторы V4 и V5 закроются. Ток на нагрузке упадет до 20…30 мА. Транзистор V5 следует устанавливать на теплоотвод. В ремонте или наладке электронных устройств необходимо иметь блок питания с регулируемым выходным напряжением. Принципиальная схема стабилизаторы с регулировкой по напряжению представлена ниже. Параметрический стабилизатор состоящий из R2 и V2 стабилизируют напряжение на переменном резисторе R3. Напряжение с этого резистора поступает на управляющий транзистор. Этот транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, нагрузкой которого является резистор R4. Напряжение с резистора R4 подается на регулирующий транзистор V4, нагрузкой которого уже выступает наше питаемое устройство. Регулировка напряжения осуществляется переменным резистором R3, если движок резистора находится в минимальном положении по схеме, то напряжения для открытия транзисторов V3 и V4 недостаточно и на выходе будет минимальное напряжение. При вращении движка, транзисторы начинают открываться, что увеличивает напряжение на нагрузке. При увеличении тока нагрузки, падение напряжения на резисторе R1 и лампа Н1 начинает загораться, при токе в 250 мА наблюдается тусклое свечение, а при токе в 500мА и выше яркое. Транзистор V4 следует устанавливать на теплоотвод. При повышенной нагрузке более 500 мА, следует как можно быстрее выключить блок питания, так как при длительной максимальной нагрузке выходят из строя диоды в выпрямительном мостике и транзистор V4. Данные схемы при правильной сборке не нуждаются в наладке. Также их можно модернизировать на более большой ток и напряжения. Путем подбора радиоэлементов с нужными нам параметрами. На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта. Успехов! Facebook Twitter Мой мир Вконтакте Одноклассники Google+ electrongrad.ru Налаживания блок питания не требует, хорошо работает сразу после сборки схемы, при включении, напряжение на выходе должно плавно регулироваться переменным резистором R1 от 0 до 15 Вольт. Для обеспечения надёжной работы на большую нагрузку, установите выходной транзистор VT2 и диодный мост VDS-1 на радиатор охлаждения достаточной площади, остальные радиоэлементы практически не нагреваются, и могут эксплуатироваться без охлаждения. Каждый радиолюбитель и конструктор найдёт применение для данного устройства, блок питания построенный по такой схеме очень пригодиться при наладке различных радио схем, испытании низковольтной аппаратуры, которая меняет свои параметры при регулировке напряжения питания, и так далее… Если подключить к выходу устройства амперметр, то его с успехом можно использовать для зарядки автомобильных аккумуляторов, контролируя при этом ток зарядки. Похожие статьи: radiohome.ru Достаточно часто необходимо иметь стабилизатор, величина напряжения на выходе которого может устанавливаться в заданных пределах. В приводимом ниже примере будет рассмотрен стабилизатор напряжения, предназначенный для задания сеточного смещения прямонакального лампового триода типа 845. Внимательное изучение анодных характеристик этого триода, приводимых Американской радиокорпорацией RCA (датированных примерно 1933 г.) показало, что значение сеточного смещения должно составлять —125 В, однако, современные лампы не полностью соответствуют приводимым в технической документации первоначальным характеристикам. Следовательно, оказывается необходимым точно согласовывать значения анодных токов в выходном каскаде, собранном по двухтактной схеме, для того, чтобы предотвратить насыщение выходного трансформатора за счет протекающих неуравновешенных постоянных токов, которое вызывает значительное увеличение искажений. Пределы изменения напряжения ± 25 В относительно базового значения — 125 В кажутся вполне достаточными. Однако возникает вопрос, каким образом должен работать стабилизатор напряжения, чтобы удовлетворять этим требованиям? Весьма удобным обстоятельством является то, что так как стабилизатор напряжения питает часть схемы усилительного каскада, в которой переменное напряжение сигнала очень велико (вплоть до напряжений 90 В среднеквадратического значения), к стабилизатору могут не предъявляться очень жесткие требования по уровню шумов, поэтому полупроводниковые стабилитроны являются неплохими кандидатами на использование в этом качестве (рис. 6.31). Рис. 6.31 Стабилизатор с регулируемым выходным напряжением, предназначенный для питания цепей смещения ламп Стабилитроны, рассчитанные на более высокие рабочие напряжения, позволяют добиться в схеме лучшей стабилизации напряжения, однако по-прежнему остается в силе требование сохранять между коллектором и эмиттером управляющего транзистора приемлемые уровни напряжений. На практике, выбор стабилитрона, рассчитанного на напряжение, равное примерно половине максимального значения выходного напряжения, считается вполне разумным, к тому же, стабилитроны на рабочее напряжение 75 В имеют достаточное широкое распространение. Стабилитрон поддерживает напряжение —75 В на эмиттере транзистора, отпирающее напряжение база-эмиттер равно 0,7 В, следовательно, на базе транзистора будет фиксированное значение напряжения —75,7 В. Так как база транзистора подключена к движку резистора делителя напряжения, то напряжение на движке потенциометра также будет равно —75,5 В. При этом, вне зависимости от того, какое значение выходного напряжения установлено. Можно теперь рассчитать значения необходимого ослабления делителя напряжения для двух крайних случаев использования схемы: Путем выбора подходящего значения переменного резистора, установленного в середине цепи делителя напряжения, можно далее рассчитать верхний и нижний элементы схемы делителя напряжения. Низкое значение сопротивления переменного резистора вызвало бы протекание больших по величине токов в цепи делителя напряжения, тогда как слишком большие значения сопротивления приводило бы к погрешностям, вызванных слишком малыми токами, протекающими в базу транзистора. Обычный инженерный подход заключается в том, чтобы в цепи делителя напряжения протекал ток, примерно десятикратно превышающий ожидаемый ток базы. Поэтому значение сопротивления 50 кОм для переменного резистора представляет для рассматриваемого примера достаточно разумную величину. Аналогично для напряжения (—100 В) получим: Когда движок переменного резистора устанавливается в положение, обеспечивающее максимальное значение напряжения на выходе стабилизатора, то он будет непосредственно подключен к заземляющему резистору (обозначен на схеме через «x»), для минимального значения выходного напряжения движок должен будет сдвинут до отказа в противоположенном направлении. Используя стандартное уравнение для цепи делителя напряжения и значение напряжения —150 В, можно определить, что: Получена система из двух уравнений для двух неизвестных, решение которой может быть осуществлено различными способами для определения значений «x» и «у», Для конкретного рассматриваемого случая решение получается очень удобным, если для «x» задать значение 100 кОм, тогда значение «у» будет равно 47 кОм. При этом «x» — это верхний резистор делителя напряжения, а «y» — нижний. Стабилизатор напряжения на интегральной микросхеме 317 серии Хотя схема стабилизатора напряжения, в которой используются два транзистора, представляется идеальной для ее применения в цепях сеточного смещения, так как она способна обеспечить высокий перепад в значениях регулируемого напряжения, в ряде случаев бывает необходимо иметь более высокие значения токов при меньшем диапазоне регулирования напряжения, что накладывает определенные ограничения на возможность применения рассмотренной схемы. На практике всегда очень желательно создать подходящую схему стабилизатора напряжения, используя для этого небольшое количество относительно недорогих компонентов, включая операционный усилитель, источник опорного напряжения, несколько резисторов, конденсаторов и транзисторов. Если очень тщательно подобрать элементы и не менее тщательно собрать их в единую схему, то полученный результат будет мало отличаться от готового стабилизатора напряжения, выполненного на интегральной микросхеме, правда и будет при этом стоить примерно в три раза больше, нежели таковая микросхема. Поэтому не следует пренебрегать возможностью применять в качестве стабилизатора напряжения интегральные микросхемы, там где это целесообразно. Например, интегральная микросхема 317 серии является стандартным прибором, который выпускается практически всеми производителями интегральных микросхем. Компания Linear Technology выпускает усовершенствованную версию 317 интегральной микросхемы, которая известна как LT317, единственное отличие которой заключается в том, что гарантированный допуск на величину опорного напряжения для нее задан более жестким. Коммерческий вариант схемы позволяет, таким образом, устанавливать выходное напряжение, используя постоянные резисторы взамен переменных, что позволяет экономить не только небольшую сумму, так как переменные резисторы не только стоят несколько больше, но они также должны настраиваться в схеме (что тоже стоит дополнительных затрат по времени). Так как в любительской практике этот аргумент нельзя признать в качестве определяющего, то можно вполне остановиться на варианте стандартной 317 микросхемы. Интегральная микросхема 317 серии включает все основные элементы, образующие последовательный стабилизатор, и представляет единый корпус с тремя выводами, к которым необходимо только подключить внешний делитель напряжения, чтобы получить законченную схему требуемого стабилизатора (рис. 6.32). Рис. 6.32 Принципиальная схема стабилизатора на интегральной микросхеме 317 серии В этой микросхеме один вывод источника опорного напряжения подключен к выводу Выход, тогда как другой подключен к входу усилителя рассогласования. Второй вход усилителя рассогласований соединен с выводом Настройка микросхемы. Таким образом, стабилизатор напряжения 317 серии стремится поддерживать напряжение, равное собственному опорному напряжению (1,25 В), между выводами Выход и Настройка. Все, что необходимо сделать, так это задать параметры делителя напряжения таким образом, чтобы напряжение на ответвлении составляло (Vout — 1,25 В), а микросхема — стабилизатор сделает все остальное. В технической документации для интегральной микросхемы 317 серии можно будет почти наверняка обнаружить, что величина верхнего резистора рекомендуется 240 Ом. Причина этого заключается в том, стабилизатор напряжения 317 серии должен (для того, чтобы стабилизация осуществлялась надежно) пропускать ток не менее 5 мА. Если делитель напряжения пропускает ток 5 мА, то это гарантирует, что прибор будет в состоянии стабилизировать напряжение даже в случае отсутствия внешней нагрузки. Стабилизатор напряжения 317 серии поддерживает ток смещения величиной примерно 50 мкА, протекающий от вывода Настройка к противоположной шине, который, следовательно, протекает вниз через нижнее плечо делителя напряжения. Как правило, обычно этим значением можно пренебречь, однако, при проектировании схемы высоковольтного стабилизатора и выборе тока, протекающего через нижнее плечо делителя, это значение тока должно быть принято во внимание. В технических данных производителей обычно приводится схема стабилизатора, в которой вывод Настройка зашунтирован на землю электролитическим конденсатором с емкостью 10 мкФ, который значительно снижает величину пульсаций с уровня 60 дБ до значения 80 дБ на частоте 100 Гц. Такой прием по своему действию совершенно аналогичен введению в схему ускоряющего конденсатора, который применялся в двухтранзисторном стабилизаторе напряжения. Однако, так как опорное напряжение «привязано» к выходному напряжению Vout, а не к потенциалу земли, то в этом случае «ускоряющий конденсатор» присоединен к земляной шине, а не к точке с выходным напряжением Vout. В силу этого обстоятельства можно использовать метод, использовавшийся ранее, для проверки того, является ли используемое значение емкости конденсатора оптимальным. Вывод Настройка представляет собой вход операционного усилителя, следовательно, его можно рассматривать, как имеющий бесконечно высокое сопротивление, что позволяет учитывать только значения сопротивлений внешних резисторов. Если желательно использовать верхний резистор с сопротивлением 240 Ом, то для поддержания выходного напряжения 22 В необходимое сопротивление нижнего резистора составляет 3,9 кОм. При этих значениях оптимальное значение емкости составит 7 мкФ, что позволяет считать выбор электролитического конденсатора, имеющего емкость 10 мкФ, полностью оправданным, хотя следует заметить, что автор скорее всего предпочел бы конденсатор, имеющий емкость 6,6 мкФ, если бы он имел в запасе хотя бы один такой. Точно так же, как и в случае двухтранзисторного стабилизатора напряжения, характер выходного сопротивления стабилизатора 317 серии является индуктивным. Зависимости выходного комплексного сопротивления, приводимые производителями, дают основание предположить, что выходной импеданс может быть представлен в виде эквивалентной индуктивности порядка 2,2 мкГн и последовательно включенного резистивного сопротивления, равного 2,7 мкОм. Поэтому производители рекомендуют использовать в качестве шунтирующего внешний танталовый дисковый конденсатор, имеющий емкость 1 мкФ, который изображен на эквивалентной схеме (рис. 6.33). Рис. 6.33. Эквивалентная схема Тевенина по переменной составляющей для стабилизатора серии 317 с шунтирующим конденсатором емкостью 1 мкФ Если принять, что танталовый дисковый конденсатор имеет идеальные характеристики (!), то можно считать, что в наличии имеется колебательный контур с докритическим затуханием, для которого добротность Q определяется следующим образом: Паразитное сопротивление будет значительно снижать добротность Q, но не сможет уменьшить ее до значения Q = 05, которое могло бы быть критическим для затухания. Это не будет иметь большого значения, так как цепь не сможет возбуждаться со стороны выхода (для любого сигнала внешнего воздействия конденсатор будет представлять короткозамкнутую цепь). Если же принять, что конденсатор вовсе не является идеальным, то, к несчастью, придется признать, что возбуждение колебаний из-за резонанса в контуре все-таки возможно, и схема может оказаться неустойчивой. Применив предыдущее соотношение, можно определить, что сопротивление величиной 3 Ом критически демпфирует резонанс, поэтому производители рекомендуют последовательно с дисковым танталовым конденсатором включать резистор с сопротивлением 2,7 Ом. next-sound.ru При разработке регулируемого источника питания без высокочастотного преобразователя разработчик сталкивается с такой проблемой, что при минимальном выходном напряжении и большом токе нагрузки на регулирующем элементе стабилизатор рассеивается большая мощность. До настоящего времени в большинстве случаев эту проблему решали так: делали несколько отводов у вторичной обмотки силового трансформатора и разбивали весь диапазон регулировки выходного напряжения на несколько поддиапазонов. Такой принцип использован во многих серийных источниках питания, например, УИП-2 и более современных. Понятно, что использование источника питания с несколькими поддиапазонами усложняется, усложняется также дистанционное управление таким источником питания, например, от ЭВМ. Выходом мне показалось использование управляемого выпрямителя на тиристоре т. к. появляется возможность создания источника питания, управляемого одной ручкой установки выходного напряжения или одним управляющим сигналом с диапазоном регулировки выходного напряжения от нуля (или почти от нуля) до максимального значения. Такой источник питания можно будет изготовить из готовых деталей, имеющихся в продаже. К настоящему моменту управляемые выпрямители с тиристорами описаны и весьма подробно в книгах по источникам питания, но практически в лабораторных источниках питания применяются редко. В любительских конструкциях они также редко встречаются (кроме, конечно, зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов). Надеюсь, что настоящая работа поможет изменить это положение дел. В принципе, описанные здесь схемы могут быть применены для стабилизации входного напряжения высокочастотного преобразователя, например, как это сделано в телевизорах “Электроника Ц432”. Приведенные здесь схемы могут также быть использованы для изготовления лабораторных источников питания или зарядных устройств. Описание своих работ я привожу не в том порядке как я их проводил, а более или менее упорядочено. Сначала рассмотрим общие вопросы, затем “низковольтные” конструкции типа источников питания для транзисторных схем или зарядки аккумуляторов и затем “высоковольтные” выпрямители для питания схем на электронных лампах. Работа тиристорного выпрямителя на емкостную нагрузку В литературе описано большое количество тиристорных регуляторов мощности, работающих на переменном или пульсирующем токе с активной (например, лампы накаливания) или индуктивной (например, электродвигатель) нагрузкой. Нагрузкой же выпрямителя обычно является фильтр в котором для сглаживания пульсаций применяются конденсаторы, поэтому нагрузка выпрямителя может иметь емкостный характер. Рассмотрим работу выпрямителя с тиристорным регулятором на резистивно-емкостную нагрузку. Схема подобного регулятора приведена на рис. 1. Рис. 1. Здесь для примера показан двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, однако он может быть выполнен и по другой схеме, например, мостовой. Иногда тиристоры кроме регулирования напряжения на нагрузке Uн выполняют также функцию выпрямительных элементов (вентилей), однако такой режим допускается не для всех тиристоров (тиристоры КУ202 с некоторыми литерами допускают работу в качестве вентилей). Для ясности изложения предположим, что тиристоры используются только для регулирования напряжения на нагрузке Uн, а выпрямление производится другими приборами. Принцип работы тиристорного регулятора напряжения поясняет рис. 2. На выходе выпрямителя (точка соединения катодов диодов на рис. 1) получаются импульсы напряжения (нижняя полуволна синусоиды “вывернута” вверх), обозначенные Uвыпр. Частота пульсаций fп на выходе двухполупериодного выпрямителя равна удвоенной частоте сети, т. е. 100Hz при питании от сети 50Hz. Схема управления подает на управляющий электрод тиристора импульсы тока (или света если применен оптотиристор) с определенной задержкой tз относительно начала периода пульсаций, т. е. того момента, когда напряжение выпрямителя Uвыпр становится равным нулю. Рис. 2. Рисунок 2 выполнен для случая, когда задержка tз превышает половину периода пульсаций. В этом случае схема работает на падающем участке волны синусоиды. Чем больше задержка момента включения тиристора, тем меньше получится выпрямленное напряжение Uн на нагрузке. Пульсации напряжения на нагрузке Uн сглаживаются конденсатором фильтра Cф. Здесь и далее сделаны некоторые упрощения при рассмотрении работы схем: выходное сопротивление силового трансформатора считается равным нулю, падение напряжения на диодах выпрямителя не учитывается, не учитывается время включения тиристора. При этом получается что подзаряд емкости фильтра Cф происходит как бы мгновенно. В реальности после подачи запускающего импульса на управляющий электрод тиристора заряд конденсатора фильтра занимает некоторое время, которое, однако, обычно намного меньше периода пульсаций Тп. Теперь представим, что задержка момента включения тиристора tз равна половине периода пульсаций (см. рис. 3). Тогда тиристор будет включаться, когда напряжение на выходе выпрямителя проходит через максимум. Рис. 3. В этом случае напряжение на нагрузке Uн также будет наибольшим, примерно таким же, как если бы тиристорного регулятора в схеме не было (пренебрегаем падением напряжения на открытом тиристоре). Здесь мы и сталкиваемся с проблемой. Предположим, что мы хотим регулировать напряжение на нагрузке почти от нуля до наибольшего значения, которое можно получить от имеющегося силового трансформатора. Для этого с учетом сделанных ранее допущения потребуется подавать на тиристор запускающие импульсы ТОЧНО в момент, когда Uвыпр проходит через максимум, т. е. tз=Tп/2. С учетом того, что тиристор открывается не моментально, а подзарядка конденсатора фильтра Cф также требует некоторого времени, запускающий импульс нужно подать несколько РАНЬШЕ половины периода пульсаций, т. е. tз<Tп/2. Проблема в том, что во-первых сложно сказать насколько раньше, т. к. это зависит от таких причин, которые при расчете точно учесть сложно, например, времени включения данного экземпляра тиристора или полного (с учетом индуктивностей) выходного сопротивления силового трансформатора. Во-вторых, даже если произвести расчет и регулировку схемы абсолютно точно, время задержки включения tз, частота сети, а значит, частота и период Tп пульсаций, время включения тиристора и другие параметры со временем могут измениться. Поэтому для того чтобы получить наибольшее напряжение на нагрузке Uн возникает желание включать тиристор намного раньше половины периода пульсаций. Предположим, что так мы и поступили, т. е. установили время задержки tз намного меньшее Тп/2. Графики, характеризующие работу схемы в этом случае приведены на рис. 4. Заметим, что если тиристор откроется раньше половины полупериода, он будет оставаться в открытом состоянии пока не закончится процесс заряда конденсатора фильтра Cф (см. первый импульс на рис. 4). Рис. 4. Оказывается, что при малом времени задержки tз возможно возникновение колебаний выходного напряжения регулятора. Они возникают в том случае, если в момент подачи на тиристор запускающего импульса напряжение на нагрузке Uн оказывается больше напряжения на выходе выпрямителя Uвыпр. В этом случае тиристор оказывается под обратным напряжением и не может открыться под действием запускающего импульса. Один или несколько запускающих импульсов могут быть пропущены (см. второй импульс на рис. 4). Следующее включение тиристора произойдет когда конденсатор фильтра разрядится и в момент подачи управляющего импульса тиристор будет находиться под прямым напряжением. Вероятно, наиболее опасным является случай, когда оказывается пропущен каждый второй импульс. В этом случае через обмотку силового трансформатора будет проходить постоянный ток, под действием которого трансформатор может выйти из строя. Для того чтобы избежать появления колебательного процесса в схеме тиристорного регулятора вероятно можно отказаться от импульсного управления тиристором, но в этом случае схема управления усложняется или становится неэкономичной. Поэтому автор разработал схему тиристорного регулятора в которой тиристор нормально запускается управляющими импульсами и колебательного процесса не возникает. Такая схема приведена на рис. 5. Рис. 5. Здесь тиристор нагружен на пусковое сопротивление Rп, а конденсатор фильтра Cф и нагрузка Rн подключены через пусковой диод VDп. В такой схеме запуск тиристора происходит независимо от напряжения на конденсаторе фильтра Cф. После подачи запускающего импульса на тиристор его анодный ток сначала начинает проходить через пусковое сопротивление Rп и, затем, когда напряжение на Rп превысит напряжение на нагрузке Uн, открывается пусковой диод VDп и анодный ток тиристора подзаряжает конденсатор фильтра Cф. Сопротивление Rп выбирается такой величины чтобы обеспечить устойчивый запуск тиристора при минимальном времени задержки запускающего импульса tз. Понятно, что на пусковом сопротивлении бесполезно теряется некоторая мощность. Поэтому в приведенной схеме предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания, тогда можно будет применить пусковое сопротивление большой величины и уменьшить потери мощности. Схема на рис. 5 имеет тот недостаток, что ток нагрузки проходит через дополнительный диод VDп, на котором бесполезно теряется часть выпрямленного напряжения. Этот недостаток можно устранить, если подключить пусковое сопротивление Rп к отдельному выпрямителю. Схема с отдельным выпрямителем управления, от которого питается схема запуска и пусковое сопротивление Rп приведена на рис. 6. В этой схеме диоды выпрямителя управления могут быть маломощными т. к. ток нагрузки протекает только через силовой выпрямитель. Рис. 6. Низковольтные источники питания с тиристорным регулятором Ниже приводится описание нескольких конструкций низковольтных выпрямителей с тиристорным регулятором. При их изготовлении я взял за основу схему тиристорного регулятора, применяемого в устройствах для заряда автомобильных аккумуляторов (см. рис. 7). Эта схема успешно применялась моим покойным товарищем А. Г. Спиридоновым. Рис. 7. Элементы, обведенные на схеме (рис. 7), устанавливались на небольшой печатной плате. В литературе описано несколько подобных схем, отличия между ними минимальны, в основном, типами и номиналами деталей. В основном отличия такие: 1. Применяют времязадающие конденсаторы разной емкости, т. е. вместо 0.5mF ставят 1mF, и, соответственно, переменное сопротивление другой величины. Для надежности запуска тиристора в своих схемах я применял конденсатор на 1mF. 2. Параллельно времязадающему конденсатору можно не ставить сопротивление (3kW на рис. 7). Понятно, что при этом может потребоваться переменное сопротивление не на 15kW, а другой величины. Влияние сопротивления, параллельного времязадающему конденсатору на устойчивость работы схемы я пока не выяснил. 3. В большинстве описанных в литературе схем применяются транзисторы типов КТ315 и КТ361. Порою они выходят из строя, поэтому в своих схемах я применял более мощные транзисторы типов КТ816 и КТ817. 4. К точке соединения базы pnp и коллектора npn транзисторов может быть подключен делитель из сопротивлений другой величины (10kW и 12kW на рис. 7). 5. В цепи управляющего электрода тиристора можно установить диод (см. на схемах, приведенных ниже). Этот диод устраняет влияние тиристора на схему управления. Схема (рис. 7) приведена для примера, несколько подобных схем с описаниями можно найти в книге “Зарядные и пуско-зарядные устройства: Информационный обзор для автолюбителей / Сост. А. Г. Ходасевич, Т. И. Ходасевич -М.:НТ Пресс, 2005”. Книга состоит из трех частей, в ней собраны чуть ли не все зарядные устройства за историю человечества. Простейшая схема выпрямителя с тиристорным регулятором напряжения приведена на рис. 8. Рис. 8. Рис. 9. Достоинством данной схемы является меньшее число силовых диодов, требующих установки на радиаторы. Заметим, что диоды Д242 силового выпрямителя соединены катодами и могут быть установлены на общий радиатор. Анод тиристора соединенный с его корпусом подключен к “минусу” нагрузки. Монтажная схема этого варианта управляемого выпрямителя приведена на рис. 10. Рис. 10. Для сглаживания пульсаций выходного напряжения может быть применен LC-фильтр. Схема управляемого выпрямителя с таким фильтром приведена на рис. 11. Рис. 11. Я применил именно LC-фильтр по следующим соображениям: 1. Он более устойчив к перегрузкам. Я разрабатывал схему для лабораторного источника питания, поэтому перегрузки его вполне возможны. Замечу, что даже если сделать какую-либо схему защиты, то у нее будет некоторое время срабатывания. За это время источник питания не должен выходить из строя. 2. Если сделать транзисторный фильтр, то на транзисторе обязательно будет падать некоторое напряжение, поэтому КПД будет низкий, а транзистору может потребоваться радиатор. В фильтре использован серийный дроссель Д255В. Рассмотрим возможные модификации схемы управления тиристором. Первая из них показана на рис. 12. Рис. 12. Обычно времязадающую цепь тиристорного регулятора делают из включенных последовательно времязадающего конденсатора и переменного сопротивления. Иногда удобно построить схему так, чтобы один из выводов переменного сопротивления был подключен к “минусу” выпрямителя. Тогда можно включить переменное сопротивление параллельно конденсатору, как сделано на рисунке 12. Когда движок находится в нижнем по схеме положении, основная часть тока, проходящего через сопротивление 1.1kW поступает во времязадающий конденсатор 1mF и быстро заряжает его. При этом тиристор запускается на “макушках” пульсаций выпрямленного напряжения или немного раньше и выходное напряжение регулятора получается наибольшим. Если движок находится в верхнем по схеме положении, то времязадающий конденсатор закорочен и напряжение на нем никогда не откроет транзисторы. При этом выходное напряжение будет равно нулю. Меняя положение движка переменного сопротивления, можно изменять силу тока, заряжающего времязадающий конденсатор и, таким образом, время задержки запускающих импульсов. Иногда требуется производить управление тиристорным регулятором не при помощи переменного сопротивления, а от какой-нибудь другой схемы (дистанционное управление, управление от вычислительной машины). Бывает, что детали тиристорного регулятора находятся под большим напряжением и непосредственное присоединение к ним опасно. В этих случаях вместо переменного сопротивления можно использовать оптрон. Рис. 13. Пример включения оптрона в схему тиристорного регулятора показан на рис. 13. Здесь используется транзисторный оптрон типа 4N35. База его фототранзистора (вывод 6) соединена через сопротивление с эмиттером (вывод 4). Это сопротивление определяет коэффициент передачи оптрона, его быстродействие и устойчивость к изменениям температуры. Автор испытал регулятор с указанным на схеме сопротивлением 100kW, при этом зависимость выходного напряжения от температуры оказалась ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ, т. е. при очень сильном нагреве оптрона (оплавилась полихлорвиниловая изоляция проводов) выходное напряжение уменьшалось. Вероятно, это связано с уменьшением отдачи светодиода при нагреве. Автор благодарит С. Балашова за советы по использованию транзисторных оптронов. Рис. 14. Рассмотрим также пример схемы с тиристорным регулятором на большее напряжение (см. рис. 15). Схема питается от вторичной обмотки силового трансформатора ТСА-270-1, дающей переменное напряжение 32V. Номиналы деталей, указанные на схеме, подобраны под это напряжение. Рис. 15. Схема на рис. 15 позволяет плавно регулировать выходное напряжение от 5V до 40V, что достаточно для большинства устройств на полупроводниковых приборах, таким образом, эту схему можно взять за основу при изготовлении лабораторного источника питания. Недостатком этой схемы является необходимость рассеивать достаточно большую мощность на пусковом сопротивлении R7. Понятно, что чем меньше ток удержания тиристора, тем больше может быть величина и меньше мощность пускового сопротивления R7. Поэтому здесь предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания. Заметим также следующее. Часто в схемах тиристорных регуляторов применяют пороговые элементы с неизменным порогом срабатывания. При макетировании схемы автор решил так поступить чтобы обеспечить подачу в управляющий электрод тиристора импульсов постоянной амплитуды. Попытка стабилизировать порог срабатывания транзисторной схемы управления привела к ухудшению стабильности ее работы. Поэтому от стабилизации напряжения на конденсаторе C1, при котором открываются транзисторы было решено отказаться; к точке соединения базы VT1 и коллектора VT2 подключен делитель R4R5, питающийся пульсирующим напряжением с выпрямителя на диодах VD1-VD4. В этом случае схема работает устойчиво и в ней не замечено паразитных колебаний. Кроме обычных тиристоров в схеме тиристорного регулятора может быть использован оптотиристор. На рис. 16. приведена схема с оптотиристором ТО125-10. Рис. 16. Здесь оптотиристор просто включен вместо обычного, но т.к. его фототиристор и светодиод изолированы друг от друга, схемы его применения в тиристорных регуляторах могут быть и другими. Заметим, что благодаря малому току удержания тиристоров ТО125 пусковое сопротивление R7 требуется менее мощное, чем в схеме на рис. 15. Поскольку автор опасался повредить светодиод оптотиристора большими импульсными токами, в схему было включено сопротивление R6. Как оказалось, схема работает и без этого сопротивления, причем без него схема лучше работает при низких напряжениях на выходе. Высоковольтные источники питания с тиристорным регулятором При разработке высоковольтных источников питания с тиристорным регулятором за основу была взята схема управления оптотиристором, разработанная В. П. Буренковым (ПРЗ) для сварочных аппаратов. Для этой схемы разработаны и выпускаются печатные платы. Автор выражает благодарность В. П. Буренкову за образец такой платы. Схема одного из макетов регулируемого выпрямителя с использованием платы конструкции Буренкова приведена на рис. 17. Рис. 17. Детали, установленные на печатной плате обведены на схеме пунктиром. Как видно из рис. 16, на плате установлены гасящие сопротивления R1 и R2, выпрямительный мост VD1 и стабилитроны VD2 и VD3. Эти детали предназначены для питания от сети 220V. Чтобы испытать схему тиристорного регулятора без переделок в печатной плате, использован силовой трансформатор ТБС3-0,25У3, вторичная обмотка которого подключена таким образом, что с нее снимается переменное напряжение 200V, т. е. близкое к нормальному питающему напряжению платы. Схема управления работает аналогично описанным выше, т. е. конденсатор С1 заряжается через подстроечное сопротивление R5 и переменное сопротивление (установлено вне платы) до того момента, пока напряжение на нем не превысит напряжение на базе транзистора VT2, после чего транзисторы VT1 и VT2 открываются и происходит разряд конденсатора С1 через открывшиеся транзисторы и светодиод оптронного тиристора. Достоинством данной схемы является возможность подстройки напряжения, при котором открываются транзисторы (при помощи R4), а также минимального сопротивления во времязадающей цепи (при помощи R5). Как показывает практика, иметь возможность такой подстройки весьма полезно, особенно если схема собирается в любительских условиях из случайных деталей. При помощи подстроечных сопротивлений R4 и R5 можно добиться регулировки напряжения в широких пределах и устойчивой работы регулятора. С этой схемы я начинал свои ОКР по разработке тиристорного регулятора. В ней же и был обнаружен пропуск запускающих импульсов при работе тиристора на емкостную нагрузку (см. рис. 4). Желание повысить стабильность работы регулятора привело к появлению схемы рис. 18. В ней автор опробовал работу тиристора с пусковым сопротивлением (см. рис 5. Рис. 18. В схеме рис. 18. использована та же плата, что и в схеме рис. 17, только с нее удален диодный мост, т.к. здесь используется один общий для нагрузки и схемы управления выпрямитель. Заметим, что в схеме на рис. 17 пусковое сопротивление подобрано из нескольких параллельно включенных чтобы определить максимально возможное значение этого сопротивления, при котором схема начинает устойчиво работать. Между катодом оптотиристора и конденсатором фильтра включено проволочное сопротивление 10W. Оно нужно для ограничения бросков тока через опторитистор. Пока это сопротивление не было установлено, после поворота ручки переменного сопротивления оптотиристор пропускал в нагрузку одну или несколько целых полуволн выпрямленного напряжения. На основании проведенных опытов была разработана схема выпрямителя с тиристорным регулятором, пригодная для практического использования. Она приведена на рис. 19. Рис. 19. Рис. 20. Печатная плата SCR1M0 (рис. 20) разработана для установки на нее современных малогабаритных электролитических конденсаторов и проволочных сопротивлений в керамическом корпусе типа SQP. Автор выражает благодарность Р. Пеплову за помощь с изготовлением и испытанием этой печатной платы. Поскольку автор разрабатывал выпрямитель с наибольшим выходным напряжением 500V, потребовалось иметь некоторый запас по выходному напряжению на случай снижения напряжения сети. Увеличить выходное напряжение оказалось возможным если пересоединить обмотки силового трансформатора, как показано на рис. 21. Рис. 21. Замечу также, что схема рис. 19 и плата рис. 20 разработаны с учетом возможности их дальнейшего развития. Для этого на плате SCR1M0 имеются дополнительные выводы от общего провода GND1 и GND2, от выпрямителя DC1 Разработка и налаживание выпрямителя с тиристорным регулятором SCR1M0 проводились совместно со студентом Р. Пеловым в ПГУ. C его помощью были сделаны фотографии модуля SCR1M0 и осциллограмм. Рис. 22. Вид модуля SCR1M0 со стороны деталей Рис. 23. Вид модуля SCR1M0 со стороны пайки Рис. 24. Вид модуля SCR1M0 сбоку Таблица 1. Осциллограммы при малом напряжении № п/п Минимальное положение регулятора напряжения По схеме Примечания 1 На катоде VD5 5 В/дел 2 мс/дел 2 На конденсаторе C1 2 В/дел 2 мс/дел 3 т.соединения R2 и R3 2 В/дел 2 мс/дел 4 На аноде тиристора 100 В/дел 2 мс/дел 5 На катоде тиристора 50 В/дел 2 мс/де Таблица 2. Осциллограммы при среднем напряжении № п/п Среднее положение регулятора напряжения По схеме Примечания 1 На катоде VD5 5 В/дел 2 мс/дел 2 На конденсаторе C1 2 В/дел 2 мс/дел 3 т.соединения R2 и R3 2 В/дел 2 мс/дел 4 На аноде тиристора 100 В/дел 2 мс/дел 5 На катоде тиристора 100 В/дел 2 мс/дел Таблица 3. Осциллограммы при максимальном напряжении № п/п Максимальное положение регулятора напряжения По схеме Примечания 1 На катоде VD5 5 В/дел 2 мс/дел 2 На конденсаторе C1 1 В/дел 2 мс/дел 3 т.соединения R2 и R3 2 В/дел 2 мс/дел 4 На аноде тиристора 100 В/дел 2 мс/дел 5 На катоде тиристора 100 В/дел 2 мс/дел По ходу налаживания схемы была выявлена ее склонность к паразитным колебаниям “выбросам” при малом (менее 100V) выходном напряжении. Т. е. в течение некоторого времени регулятор работает нормально и дает, скажем, 30V выходного напряжения, потом дает выброс вольт в 400, потом снова работает нормально, потом снова выброс и т. д. Возникло подозрение, что это явление возникает из-за того, что тиристор не успевает закрыться если он был открыт в самом конце полупериода. Тогда он может оставаться некоторое время открытым и пропустить ВЕСЬ следующий полупериод. Чтобы избавиться от этого недостатка схема регулятора была изменена. Было установлено два тиристора – каждый на свой полупериод. С этими изменениями схема испытывалась несколько часов и “выбросов” замечено не было. Рис. 25. Схема SCR1M0 с доработками shemu.ruБлок питания с регулируемым выходным напряжением 0-15 Вольт | РадиоДом - Сайт радиолюбителей. Стабилизатор с регулируемым выходным напряжением
Стабилизаторы напряжения на интегральных микросхемах.Онлайн расчёт элементов регулируемых стабилизаторов.
Рис.1 Тип
U вх макс В
І вых макс А
І вых мин мА
U вых мин В
U вых макс В
КР142ЕН11
-40
1,5
10
-1,2
-37
КР142ЕН12
40
1,5
10
1,2
37
КР142ЕН18
-40
1,5
10
-1,2
-37
КР142ЕН22
35
5
10
1,25
34
КР142ЕН22А
35
7,5
10
1,25
34
КР142ЕН22Б
35
10
10
1,25
34
LT1083
35
7,5
10
1,2
34
LT1084
35
5
10
1,2
34
LT1085
35
3
10
1,2
34
LM117
40
1,5
5
1,2
37
LM137
-40
1,5
10
-1,2
-37
LM138
35
5
10
1,2
32
LM150
35
5
10
1,2
33
LM217
40
1,5
5
1,2
37
LM317
40
1,5
5
1,2
37
LM317LZ
40
0,1
5
1,2
37
LM337
-40
1,5
10
-1,2
-37
LM337LZ
-40
0,1
10
-1,2
-37
LM338
35
5
10
1,2
32
LM350
35
5
10
1,2
33
TL783
126
0,7
0,1
1,25
125
Рис.2 9.5.3. Стабилизаторы с регулируемым выходным напряжением
Регулируемый стабилизатор тока LM317
Описание
Особенности
Характеристики
Схема стабилизатора тока на LM317
Плюсы и минусы
Подключение
Аналоги
Отзывы
В завершение
стабилизатор напряжения своими руками, простой стабилизатор
Стабилизатор на одном стабилитроне
Принцип работы стабилизатора на стабилитроне
Стабилизатор на одном транзисторе
Принцип работы стабилизатора на одном транзисторе
Стабилизатор на транзисторах с защитой от КЗ
Принцип работы защиты стабилизатора
Стабилизатор с регулируемым выходным напряжением
Принцип работы стабилизатора с регулировкой напряжения
Читайте также:
Блок питания с регулируемым выходным напряжением 0-15 Вольт | РадиоДом
Схема регулируемого блока питания, приведённого в этой статье, обладает отличными характеристиками и выдерживает максимальный ток нагрузки до 10 Ампер. Для поддержания стабильности на высоком уровне, хорошей фильтрации помех и максимального упрощения схемы, в блоке применён интегрированный стабилизатор напряжения на 15 Вольт и добавлены два транзистора, для усиления тока после регулировочного резистора. Отсутствие защиты от короткого замыкания на выходе, компенсируется применением выходного транзистора с двойным запасом мощности и установкой предохранителя на 10 Ампер.Для компенсации падения напряжения на выходных транзисторах, в пределах 1 Вольта, средняя ножка стабилизатора подключена к минусовому проводу через диоды, которые поднимают напряжение на выходе микросхемы, обеспечивая этим максимальное выходное напряжение блока питания до 15 Вольт, при установке переменного резистора в верхнее по схеме положение, без применения VD1 и VD2, граничное напряжение регулировки равно примерно 14 вольтам. Для стабилизации выходного напряжения при сильном нагреве транзисторов, рекомендуем установить эти диоды на одном радиаторе охлаждения вместе с VT2. 
В этой схеме блока питания, применяются очень распространённые радиодетали, но они легко заменяются на элементы с похожими параметрами. Трансформатор можно устанавливать любой, но достаточной мощности, с напряжением на вторичной обмотке от 15 до 20 Вольт и током не менее 10 Ампер. Конденсаторы подойдут с минимальным граничным напряжением не менее 50 Вольт, резисторы любые, мощностью 0,25 Ватт, переменный резистор R1 в схеме, желательно применять с линейной характеристикой регулировки, для того, чтобы на корпусе блока питания можно было нанести равномерную шкалу напряжений. Диодный мост можно заменить четырьмя диодами, на ток не менее 10 Ампер, микросхема стабилизатора имеет много аналогов, главным параметром при её выборе будет выходное напряжение 15 Вольт. Мощные транзисторы можно заменить импортными аналогами, с достаточным коэффициентом передачи h31э, для обеспечения максимального тока на выходе схемы.Стабилизатор цепи сеточного смещения с регулируемым выходным напряжением
Выпрямители с тиристорным регулятором напряжения.
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: