Регулятор тока своими руками: Супер-Простой Регулятор тока и напряжения Своими руками! — YouTube

схема и инструкция. Регулятор постоянного тока

На сегодняшний день многие приборы производятся с возможностью регулировки тока. Таким образом пользователь имеет возможность контролировать мощность устройства. Работать указанные приборы способны в сети с переменным, а также постоянным током. По своей конструкции регуляторы довольно сильно отличаются. Основной деталью устройства можно назвать тиристоры.

Также неотъемлемыми элементами регуляторов являются резисторы и конденсаторы. Магнитные усилители используются только в высоковольтных приборах. Плавность регулировки в устройстве обеспечивается за счет модулятора. Чаще всего можно встретить именно поворотные их модификации. Дополнительно в системе имеются фильтры, которые помогают сглаживать помехи в цепи. За счет этого ток на выходе получается более стабильным, чем на входе.

Схема простого регулятора

Схема регулятора тока обычного типа тиристоры предполагает использовать диодные. На сегодняшний день они отличаются повышенной стабильностью и прослужить способны много лет. В свою очередь, триодные аналоги могут похвастаться своей экономичностью, однако, потенциал у них небольшой. Для хорошей проводимости тока транзисторы применяются полевого типа. Платы в системе могут использоваться самые разнообразные.

Для того чтобы сделать регулятор тока на 15 В, можно смело выбирать модель с маркировкой КУ202. Подача запирающего напряжения происходит за счет конденсаторов, которые устанавливаются в начале цепи. Модуляторы в регуляторах, как правило, применяются поворотного типа. По своей конструкции они довольно просты и позволяют очень плавно изменять уровень тока. Для того чтобы стабилизировать напряжение в конце цепи, применяются специальные фильтры. Высокочастотные их аналоги могут устанавливаться только в регуляторах свыше 50 В. С электромагнитными помехами они справляются довольно хорошо и большой нагрузки на тиристоры не дают.

Устройства постоянного тока

Схема регулятора постоянного тока характеризуется высокой проводимостью. При этом тепловые потери в устройстве являются минимальными. Чтобы сделать регулятор постоянного тока, тиристор требуется диодного типа. Подача импульса в данном случае будет высокой за счет быстрого процесса преобразования напряжения. Резисторы в цепи должны быть способны выдерживать максимальное сопротивление 8 Ом. В данном случае это позволит привести к минимуму тепловые потери. В конечном счете модулятор не будет быстро перегреваться.

Современные аналоги рассчитаны примерно на предельную температуру в 40 градусов, и это следует учитывать. Полевые транзисторы ток способны пропускать в цепи только в одном направлении. Учитывая это, располагаться в устройстве они обязаны за тиристором. В результате уровень отрицательного сопротивления не будет превышать 8 Ом. Высокочастотные фильтры на регулятор постоянного тока устанавливаются довольно редко.

Модели переменного тока

Регулятор переменного тока отличается тем, что тиристоры в нем применяются только триодного типа. В свою очередь, транзисторы стандартно используются полевого вида. Конденсаторы в цепи применяются только для стабилизации. Встретить высокочастотные фильтры в устройствах данного типа можно, но редко. Проблемы с высокой температурой в моделях решаются за счет импульсного преобразователя. Устанавливается он в системе за модулятором. Низкочастотные фильтры используются в регуляторах с мощностью до 5 В. Управление по катоду в устройстве осуществляется за счет подавления входного напряжения.

Стабилизация тока в сети происходит плавно. Для того чтобы справляться с высокими нагрузками, в некоторых случаях применяются стабилитроны обратного направления. Соединяются они транзисторами при помощи дросселя. В данном случае регулятор тока должен быть способным выдерживать максимум нагрузкуи в 7 А. При этом уровень предельного сопротивления в системе обязан не превышать 9 Ом. В этом случае можно надеяться на быстрый процесс преобразования.

Как сделать регулятор для паяльника?

Сделать регулятор тока своими руками для паяльника можно, используя тиристор триодного типа. Дополнительно потребуются биполярные транзисторы и низкочастотный фильтр. Конденсаторы в устройстве применяются в количестве не более двух единиц. Снижение тока анода в данном случае должно происходить быстро. Чтобы решить проблему с отрицательной полярностью, устанавливаются импульсные преобразователи.

Для синусоидального напряжения они подходят идеально. Непосредственно контролировать ток можно за счет регулятора поворотного типа. Однако кнопочные аналоги также встречаются в наше время. Чтобы обезопасить устройство, корпус используется термостойкий. Резонансные преобразователи в моделях также можно встретить. Отличаются они, по сравнению с обычными аналогами, своей дешевизной. На рынке их часто можно встретить с маркировкой РР200. Проводимость тока в данном случае будет невысокой, однако управляющий электрод со своими обязанностями справляться должен.

Приборы для зарядного устройства

Чтобы сделать регулятор тока для зарядного устройства, тиристоры необходимы только триодного типа. Запирающий механизм в данном случае будет контролировать управляющий электрод в цепи. Полевые транзисторы в устройствах используются довольно часто. Максимальной нагрузкой для них является 9 А. Низкочастотные фильтры для таких регуляторов не подходят однозначно. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных помех довольно высокая. Решить эту проблему можно просто, используя резонансные фильтры. В данном случае проводимости сигнала они препятствовать не будут. Тепловые потери в регуляторах также должны быть незначительными.

Применение симисторных регуляторов

Симисторные регуляторы, как правило, применятся в устройствах, мощность которых не превышает 15 В. В данном случае они предельное напряжение способны выдерживать на уровне 14 А. Если говорить про приборы освещения, то они использоваться могут не все. Для высоковольтных трансформаторов они также не подходят. Однако различная радиотехника с ними способна работать стабильно и без каких-либо проблем.

Регуляторы для активной нагрузки

Схема регулятора тока для активной нагрузки тиристоры предполагает использовать триодного типа. Сигнал они способны пропускать в обоих направлениях. Снижение тока анода в цепи происходит за счет понижения предельной частоты устройства. В среднем данный параметр колеблется в районе 5 Гц. Напряжение максимум на выходе должно составлять 5 В. С этой целью резисторы применяются только полевого типа. Дополнительно используются обычные конденсаторы, которые в среднем способны выдерживать сопротивление 9 Ом.

Импульсные стабилитроны в таких регуляторах не редкость. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных колебаний довольно большая и бороться с ней нужно. В противном случае температура транзисторов быстро возрастает, и они приходят в негодность. Чтобы решить проблему с понижающимся импульсом, преобразователи используются самые разнообразные. В данном случае специалистами также могут применяться коммутаторы. Устанавливаются они в регуляторах за полевыми транзисторами. При этом с конденсаторами они соприкасаться не должны.

Как сделать фазовую модель регулятора

Сделать фазовый регулятор тока своими руками можно при помощи тиристора с маркировкой КУ202. В этом случае подача запирающего напряжения будет проходить беспрепятственно. Дополнительно следует позаботиться о наличии конденсаторов с предельным сопротивлением свыше 8 Ом. Плата для этого дела может быть взята РР12. Управляющий электрод в этом случае обеспечит хорошую проводимость. Импульсные преобразователи в регуляторах данного типа встречаются довольно редко. Связано это с тем, что средний уровень частоты в системе превышает 4 Гц.

В результате на тиристор оказывается сильное напряжение, которое провоцирует возрастание отрицательного сопротивления. Чтобы решить эту задачу, некоторые предлагают использовать двухтактные преобразователи. Принцип их работы построен на инвертировании напряжения. Изготовить самостоятельно регулятор тока данного типа в домашних условиях довольно сложно. Как правило, все упирается в поиски необходимого преобразователя.

Устройство импульсного регулятора

Чтобы сделать импульсный регулятор тока, тиристор потребуется триодного типа. Подача управляющего напряжения осуществляется им с большой скоростью. Проблемы с обратной проводимостью в устройстве решаются за счет транзисторов биполярного типа. Конденсаторы в системе устанавливаются только в парном порядке. Снижение тока анода в цепи происходит за счет смены положения тиристора.

Запирающий механизм в регуляторах данного типа устанавливается за резисторами. Для стабилизации предельной частоты фильтры могут применяться самые разнообразные. Впоследствии отрицательное сопротивление в регуляторе не должно превышать 9 Ом. В данном случае это позволит выдерживать большую токовую нагрузку.

Модели с плавным пуском

Для того чтобы сконструировать тиристорный регулятор тока с плавным пуском, нужно позаботиться о модуляторе. Наиболее популярными на сегодняшний день принято считать поворотные аналоги. Однако они между собой довольно сильно отличаются. В данном случае многое зависит от платы, которая применяется в устройстве.

Если говорить про модификации серии КУ, то они работают на самых простых регуляторах. Особой надежностью они не выделяются и определенные сбои все же дают. Иначе обстоят дела с регуляторами для трансформаторов. Там, как правило, применяются цифровые модификации. В результате уровень искажений сигнала значительно сокращается.

Регулятор силы тока своими руками (+ схема и фото) | Своими руками

Содержание ✓

• ✓ Какой регулятор лучше?
• ✓ Регулятор тока своими руками – схема

После реконструкции электросети и установки новой трансформаторной подстанции напряжение тока в квартире периодически увеличивалось до 230 В. Чтобы защитить электробытовые приборы от перегрева, смастерил компактный беспроводной регулятор, через который подключаю домашнюю технику.

На небольшом куске фанеры (размер зависит от габаритов используемых деталей) толщиной 6 мм шурупами закрепил розетку и блок питания с адаптером. Разобрал корпус последнего и смонтировал в нем по схеме (см. рис) устройство регулятора, вывел провода и подсоединил их к контактам розетки (см. фото внизу). Собрал корпус в обратном порядке. Через устройство подключаю мощные бытовые приборы: дисковый электрочайник, обогреватель и электроинструменты. Если через стабилизатор включить в сеть торшер или настольную лампу, их можно использовать вместо ночника, плавно регулируя уровень света. Особенность регулятора в том, что, если нет нагрузки (перепадов напряжения), схема для работы не потребляет энергии — значит, нет нагрева.

Важно!

Мощность нагрузки регулятора не более 150 Вт. Подключать трансформаторы и электромоторы нельзя, так как прибор может перегореть.

© Автор: Николай Мартыненко, г. Житомир. Фото автора

ВСЕ ЧТО НЕОБХОДИМО ДЛЯ ЭТОЙ СТАТЬИ НАХОДИТСЯ ЗДЕСЬ >>>

КОНСУЛЬТАЦИЯ специалиста

Какой регулятор лучше?

Стабилизаторы напряжения способны защитить технику от поломки, а также обеспечить экономию электроэнергии. Существует несколько типов таких приборов. Какой лучше выбрать, расскажет инженер-электрик Сергей Аристов из Шклова.

Электромеханические

Такие стабилизаторы работают исправно весь срок гарантии. Но из-за частых скачков электричества может выйти из строя механический привод щитка. Они компактны, принимают любой тип нагрузки и имеют высокий коэффициент полезного действия — 99%.

Симисторные

Самые долговечные стабилизаторы. Их работа не зависит от нагрузки сети и совершенно беззвучна, что очень удобно при эксплуатации.

Релейные

Связь между обмотками проходит с помощью механического реле. Это один из главных недостатков таких стабилизаторов. Чем больше нагрузка на сеть, тем хуже они работают. Поэтому такие приборы стоит покупать с запасом.

Читайте также: Регулятор мощности своими руками (+ схема)

Регулятор тока своими руками – схема

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРИЦ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВО. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Подпишитесь на обновления в наших группах и поделитесь.

Будем друзьями!

Что такое регулятор напряжения и как он работает?

Большинству интегральных микросхем требуется постоянное напряжение, с которым они могут работать. Будь то простой логический вентиль или сложный микропроцессор, у них есть собственное рабочее напряжение. Наиболее распространенными рабочими напряжениями являются 3,3 В, 5 В и 12 В. Хотя у нас есть батареи и адаптеры постоянного тока, которые могут действовать как источник напряжения, большую часть времени они не могут быть напрямую подключены к нашей схеме, поскольку напряжение от них не регулируется.

Скажем, например, у нас есть батарея на 9 В, но нам нужно запустить реле на 5 В, которое, очевидно, работает на 5 В. Что мы здесь делаем?

Что такое регулятор напряжения и почему мы его используем?

Вы помните свои школьные годы, нас учили, что резисторы понижают напряжение. Разве не было бы простым решением просто использовать резисторы для снижения напряжения в соответствии с законом Ома? Но тогда резисторы падают напряжение в зависимости от тока, протекающего через них. В тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять меньше тока, напряжение резко возрастает и убивает его.

Нужно что-то получше — напряжение не должно зависеть от тока нагрузки, по крайней мере, сильно. Следующее простейшее решение, которое приходит вам в голову, — это делитель напряжения. Для этого нужны два резистора, но, эй, если их можно втиснуть, они тоже могут работать. Еще одна насущная проблема — в тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять слишком большой ток, выход делителя проседает — верхний резистор не может справиться с потребляемым током. Теперь вы действительно начинаете жалеть, что не узнали об этом в школе. Вы можете исправить это, уменьшив значения резисторов, но это приведет к тому, что два резистора будут потреблять слишком большой ток, что, вероятно, разрушит ваш текущий бюджет и перегреется с немедленным риском отказа.

Что еще можно сделать? Усиление! Конечно, вы должны были часами читать лекции по этому поводу! Почему бы не добавить транзистор NPN в качестве повторителя напряжения? Смещение делителя напряжения может быть подключено к базе, вход шины 12 В к коллектору и выход к компоненту к эмиттеру, и бинго, вы решили проблему!

Конечно, исправление работает, но оставляет неприятные ощущения – вы использовали три детали, а при тестировании обнаруживаете, что сбои в питающей шине 12 В идеально воспроизводятся на выходе. Конечно, это усилитель, у него нет интеллекта для автокомпенсации. Вы можете заменить нижний резистор делителя напряжения стабилитроном, но ток, необходимый для правильного смещения стабилитрона (против таких вещей, как температурные коэффициенты и дрейф), почти такой же, как потребляет ваш компонент, что совершенно бессмысленно.

Нет ли лучшего способа сделать это? Разве не существует волшебного черного ящика, в котором есть все необходимое для эффективного сброса напряжения? Миллионы EEE по всему миру прошли через подобные периоды стресса (включая меня!). Конечно, не все проблемы связаны с падением напряжения, но подобные ситуации есть везде в лабораториях EEE!

Но вам повезло — нужный вам компонент существует. На самом деле, это одна из самых ранних коммерческих реализаций технологии ИС (помимо операционных усилителей) — скромная регулятор напряжения .

Если вы когда-нибудь просмотрите техническое описание стабилизатора напряжения, вы будете поражены схемой, которой они оснащены, чтобы сбрасывать напряжение и поддерживать его в чистоте — хороший стабильный стабилизатор напряжения, усилители с обратной связью и компенсацией с половиной – приличный силовой каскад. Конечно, если мы смогли упаковать столько технологий в наши телефоны, почему бы не стабилизировать напряжение в красивом корпусе TO-92?

С каждым днем ​​они становятся все лучше – некоторые из них потребляют не более нескольких наноампер, то есть тысячных миллионных ампер! Более того, другие оснащены защитой от короткого замыкания и перегрева, что делает их надежными.

Регуляторы напряжения — более пристальный взгляд

Как мы видели в предыдущем разделе, основная задача регулятора напряжения — понизить большее напряжение до меньшего и поддерживать его стабильным, поскольку это регулируемое напряжение используется для питания (чувствительной) электроники.

Регулятор напряжения в основном представляет собой усиленный эмиттерный повторитель, как описано выше – транзистор, подключенный к стабильному эталону, который выдает постоянное напряжение, сбрасывая остальное.

Они также имеют встроенный усилитель ошибки, который измеряет выходное напряжение (опять же через делитель), сравнивает его с опорным напряжением, вычисляет разницу и соответствующим образом управляет выходным транзистором. Это далеко от делителя напряжения, который точно воспроизводит входной сигнал, хотя и на меньшую величину. Вы не хотите, чтобы пульсации переменного тока накладывались на шину постоянного напряжения.

Желательно иметь транзистор с высоким коэффициентом усиления, так как силовые транзисторы очень сложны в управлении, с жалким коэффициентом усиления в диапазоне двух цифр. Это было преодолено за счет использования транзисторов Дарлингтона, а в последнее время и полевых МОП-транзисторов. Поскольку эти типы требуют меньшего тока для управления, общее потребление тока уменьшается. Это дополняется тем фактом, что источник опорного напряжения, используемый внутри, также потребляет очень небольшой ток.

Ток, который стабилизатор потребляет для управления всей этой внутренней схемой, когда выход не нагружен, называется током покоя. Чем меньше ток покоя, тем лучше.

Конструкция этих регуляторов состоит из трех транзисторов на выходном каскаде мощности — два из них в конфигурации Дарлингтона, а другой используется в качестве устройства ограничения тока. Последовательные переходы CE приводят к падению напряжения на стабилизаторе примерно на 2 В.

Это напряжение известно как падение напряжения, напряжение, ниже которого регулятор прекращает регулирование.

Вы можете найти устройства, называемые LDO или регуляторами с малым падением напряжения, с падением напряжения около 0,4 В, поскольку в них используется переключатель MOSFET.

Три концевых регулятора

Достаточно разговоров, теперь о фактических номерах деталей.

Наиболее распространенной серией регуляторов напряжения является серия 78XX . Две цифры после 78 представляют собой выходное напряжение стабилизатора, например, 7805 — это регулятор на 5 В, а 7812 — на 12 В. Выходные напряжения, доступные с фиксированными стабилизаторами, охватывают широкий диапазон от 3,3 В до 24 В с хорошими значениями, такими как 5 В, 6 В, 9 В.В, 15В и 18В доступны.

Эта серия стабилизаторов отлично подходит для большинства целей, они могут работать с напряжением почти до 30 В на входе и, в зависимости от корпуса, с выходным током до 1 А. Они исключительно просты в использовании — подключите входной контакт к входному напряжению, а выходной контакт к устройству, которому требуется более низкое напряжение, и, конечно же, контакт заземления к земле.

Здесь развязывающие конденсаторы необязательны, поскольку усилители обратной связи «отбрасывают» входные пульсации и шумы, следя за тем, чтобы они не передавались на выход. Однако, если ваше устройство потребляет более нескольких десятков миллиампер, рекомендуется не менее 4,7 мкФ на входе и выходе, желательно из керамики.

Интересно, что люди делают примитивные зарядные устройства для телефонов, используя эти регуляторы. Просто подключите 9-вольтовую батарею к входу и соответствующий USB-разъем к выходу, и вуаля, у вас есть аварийное зарядное устройство для телефона. Эта конструкция достаточно надежна благодаря встроенной в микросхему тепловой защите.

Преимущество таких регуляторов напряжения в том, что распиновка практически универсальна, поэтому возможны замены штекеров. В настоящее время большинство «транзисторных» корпусов на печатных платах представляют собой стабилизаторы напряжения, которые можно использовать для других проектов, поскольку они очень просты в использовании.

Увеличение выходного тока регуляторов напряжения

Одним из ограничений, которое быстро преодолевает полезность, является выходной ток, который сильно ограничивается корпусом и способом монтажа корпуса.

Существуют сильноточные варианты этих регуляторов, но их трудно найти.

Единственными устройствами, способными выдавать большие токи, являются импульсные преобразователи постоянного тока, но коэффициенты выходного шума ужасны.

Создание собственного сильноточного линейного стабилизатора возможно, но в конечном итоге вы столкнетесь со всеми проблемами, упомянутыми выше.

К счастью, есть способ «захватить» стандартный регулятор с помощью нескольких дополнительных деталей и увеличить выходной ток.

Большинство этих модификаций включают в себя добавление шунтирующего транзистора к стабилизатору и управление базой с входом, как показано на рисунке ниже.

Регулируемые регуляторы

Регуляторы с тремя клеммами довольно удобны и просты в использовании, но что, если вам нужно нестандартное выходное напряжение, например 10,5 В или 13 В?

Конечно, более или менее возможно захватить стационарные регуляторы, но необходимая схема довольно сложна и превосходит основную цель простоты.

Существуют устройства, которые могут сделать эту работу за нас, наиболее популярным из которых является LM317.

LM317 похож на любой другой линейный регулятор с входным и выходным контактом, но вместо контакта заземления есть контакт, называемый «регулировка». Этот вывод предназначен для получения обратной связи от делителя напряжения на выходе, чтобы на выводе всегда было 1,25 В, изменяя значения сопротивления, мы можем получать разные напряжения. В техническом описании даже говорится: «устраняет запас многих фиксированных напряжений», но, конечно, это применимо только в том случае, если вы можете позволить себе иметь эти два резистора на плате.

Преимущество подобных регулируемых регуляторов заключается в том, что при небольшом изменении конфигурации они также могут служить источниками постоянного тока.

При подключении резистора к выходному контакту и регулировочного контакта к другому концу резистора, как показано на рисунке, регулятор пытается поддерживать постоянное напряжение 1,25 В на выходном резисторе и, следовательно, постоянный ток на выходе. . Эта простая схема довольно популярна среди любителей диодных лазеров.

Стационарные регуляторы тоже могут это делать, но напряжения падения неоправданно высоки (фактически номинальное выходное напряжение). Однако они сработают в крайнем случае, если вы в отчаянии.

Ограничения регулятора напряжения

Самым большим преимуществом линейных регуляторов является их простота; больше ничего не нужно говорить.

Однако, как и у всех хороших чипов, у них есть свои ограничения.

Линейные регуляторы работают как переменный резистор с обратной связью, сбрасывая любое ненужное напряжение. При потреблении того же тока, что и нагрузка. Эта потерянная энергия преобразуется в тепло, что делает эти регуляторы горячими и неэффективными при больших токах.

Например, стабилизатор на 5 В с входным напряжением 12 В, работающий при токе 1 А, имеет потери мощности (12 В – 5 В)*1 А, что составляет 7 Вт! Это много потраченной энергии, а КПД всего 58%!

Так что при больших перепадах входного-выходного напряжения или при больших токах регуляторы имеют жалкую энергоэффективность.

Проблема дифференциального напряжения на входе-выходе может быть решена с помощью последовательного включения более одного регулятора с уменьшением выходного напряжения (до желаемого значения напряжения), так что напряжение снижается ступенчато. В то время как общая рассеиваемая мощность такая же, как при наличии одного регулятора, тепловая нагрузка распределяется по всем устройствам, что снижает общую рабочую температуру.

Ограничения по мощности и эффективности можно преодолеть с помощью импульсного источника питания, но выбор зависит от области применения, нет четких правил относительно того, где и какой тип источника питания следует использовать.

Текущая статья о топологии источника Автор: Грей Роллинз