Стабилизатор тока на транзисторе: Схемы стабилизаторов тока для светодиодов на транзисторах и микросхемах

Содержание

Стабилизатор тока на двух транзисторах (схема, плата, сборка, испытание) — Схемка: Электронные Радиосхемы

Схема простейшего стабилизатора тока


Выше представлена очень простая схема линейного стабилизатора тока на двух транзисторах: полевом и биполярном, первый силовой, он управляет нагрузкой (на схеме светодиод), а второй (маломощный) полупроводниковый прибор задаёт режим работы первого.

Принцип работы (работа стабилизатора тока)


Пусть наша нагрузка это
R, будем считать, что её сопротивление почти не изменяется (R = const), ток мы хотим неизменный (I = const), а что у нас остаётся – только выходное напряжение на источнике тока, его то и будет подбирать схема, причём не просто от балды, а именно такое, при котором через вышеупомянутою нагрузку R потечёт ровно тот ток I, на который рассчитано устройство.


А вот разбор работы самой схемы:


после подключения источника питания через резистор
R1 открывается полевой транзистор, через резистор R2-открытый канал сток-исток VT1 и нагрузку (светодиод) течёт ток. Чем больший ток, тем больше будет падать напряжения на резисторе, и когда оно достигнет значения открытия VT2 (для кремниевого биполярного примерно 0,60-0,75 В) тот откроется, через его ЭК потечёт ток от минуса к затвору VT1, тем самым прикрыв его, но не полностью, ведь R1 никуда не девается.


Примечание. Детали для данного экземпляра взяты со старых плат, в частности мощный полевой N-канальный транзистор MTD20N06V в DPAK (TO-252) исполнении с материнки, у него сопротивление открытого канала 65 мОм, а максимальное длительно приложенное напряжение затвор-исток 20 Вольт, питается схема от БП 12 Вольт (скачки напряжения не более нескольких Вольт), поэтому диод Зенера не понадобится. Биполярный транзистор – это известный BC847A в SOT-23 корпусе. Резистор R1 = 11 кОм, R2 = 2 Ом типоразмера 1205 и мощностью 0.25 Вт. Этот экземпляр предназначен для стабилизированного тока:


Iстаб = UБЭ * R2 = 0. 6 В / 2 Ом = 300 мА

Испытание


Дорожки были начерчены маркером, поэтому плата немного отличается от разработанной, крепления под винтики сделаны не были. Подключаем устройство к источнику питания (у меня был трансформатор 12В с диодным мостом и конденсатором), теперь зная, что ток относительно невелик я тупо замкнул выход амперметром, рассчитанным на измерение постоянного тока до 20А, показания ниже:


 


Это адекватный результат для такой схемы. Далее были подключены по очереди два светодиода 10 Вт с различным напряжением питания. Для СД с одним кристаллом напряжение вышло 
Uвых = 2.72 В при токе Iвых = 0.31 А, при этом на входе Uпит = 10.88 В, т.е. рассеивается примерно:


P1 = (Uпит — Uвых)*Iвых = (10.88-2.72)*0.31 = 8.16*0.31 = 2.53 Вт


Для второго светодиода, в котором три кристалла соединены последовательно
Uвых = 10. 32 В, Iвых = 0.29 А при Uпит = 11.22 В, получаем:


P2 = (Uпит — Uвых)*Iвых = (11.22-10.32)*0.31 = 0.9*0.31 = 0.279 Вт


Когда входное напряжение как можно меньше отличается от нужного напряжения питания для обеспечения требуемого тока, тогда и достигается высокий КПД (со вторым СИД
η = 92%) при простоте исполнения.


Заменим резистор, определяющий выходной ток источника тока на 470 Ом, тогда получим выходной ток:


Iвых = UБЭ/R2 = 0.6 / 471 = 1276 мкА


Проверка амперметром:


Таким образом при питании 12 В подключаем светодиод 5 мм, через него проходит ток ~1.3 мА, через два/три светодиода ток будет такой же, ведь напряжения питания хватает для этого.


Ещё сделал небольшой график зависимости выходного
стабильного тока от напряжения питания стабилизатора тока. Сначала происходит выход на номинальный ток (когда напряжения питания не хватает для Iст), а потом всё прекрасно, при изменении напряжения в три раза (с 10 до 30 В) изменение тока всего на 0.64 мА или 4.22%.

Увеличение стабильности


При работе часть энергии рассеивается, происходит нагрев платы и компонентов схемы, параметры плывут, а главное изменяется напряжение насыщения (
UБЭ) транзистора VT2, те самые ~0,7 В будут изменяться, что приведёт к изменению выходного тока.


ТКН (Температурный Коэффициент Напряжения) pn-перехода транзистора отрицательный, при повышении температуры UБЭ будет уменьшаться. Для термостабилизации вводим дополнительно элемент с положительным ТКН – стабилитрон (с Uст > 6.5 В), тогда при нагреве напряжение на одном компоненте (VT2) будет уменьшаться, а на другом (D1) увеличиваться, таким образом получается компенсация. В совершенстве ТКН обоих приборов должен быть равен по величине и противоположным по знаку, а нагрев происходить одинаково (именно поэтому они расположены рядом на плате).


Также добавлен ещё один транзистор
VT3, который выступает источником тока для VT2, что придаст ещё большей стабильности, т.к. при изменении напряжения питания в определённом диапазоне ток базы VT2 почти не будет изменяться.

Печатные платы

Только шелкография: pcb_current_source_silk.pdf
Только дорожки: pcb_current_source_solder.pdf
Дорожки и шелкография: pcb_current_source_solder_silk.pdf


Только шелкография: pcb_current_source_silk.pdf
Только дорожки: pcb_current_source_improved_solder.pdf
Дорожки и шелкография: pcb_current_source_improved_solder_silk. pdf


Всё уместилось на маленьком кусочке (3 на 2 см) фольгированного текстолита, тепло отводится путём крепления всей платы на кусок алюминия винтами, спроектирована она с расчётом на крепёж M2, чтобы легко и надёжно закрепить её или попросту приклеить к теплоотводу теплопроводящим клеем (Stars 922). При необходимости её можно легко уменьшить почти в два раза раза два.

Список компонентов







Обозначение
Описание
Купить на Aliexpress


VT1
Мощный полевой транзистор
10pcs 2SK3919 TO-252 K3919 TO252
Цена: 0.98$ + 0.32$ = 1.3$
VT2
Маломощный транзистор
100pcs/lot BC847B SOT-23 BC847 SOT SMD 847B SOT-23
Цена: 0. 79$


R1, R2
Резисторы 1205 0.25 Вт (пачка 660 шт.)
1206 SMD Resistor Kit Assorted Kit 1ohm-1M ohm 1% 33valuesX 20pcs=660pcs
Цена: 3.20$


Теплопроводящий клей Stars 922
Star-922 Thermal Paste Thermal Grease Silicone

Цена: 1.54$

Видео

В конечном счете


Такой условный источник тока можно использовать как стабилизатор тока для светодиодов в автомобиле (12 В-14,4 В), с помощью него подключать лазеры к какому-то трансформатору или ИБП со скачущим напряжением в несколько вольт или использовать в схемах зарядных устройств. Но, как вы поняли использовать данное устройство можно с любой другой нагрузкой, требующей стабильного значения электрического тока. Этот стабилизатор рассеивает “лишнюю” энергию в виде теплоты, что может быть неприемлемо в ситуациях, когда разница напряжений большая и протекающий ток не мал, но, например, в условиях когда входное напряжение не сильно превышает выходное и ток стабилизации мал, почему бы и нет?

источник тока, 1 стабилизаторы тока, стабилизатор тока, стабилизаторы тока принцип, стабилизатор тока 12 вольт, стабилизатор тока на транзисторе

Стабилизатор тока для светодиодов + схемы на транзисторе, с регулятором напряжения


На чтение 10 мин Просмотров 793 Опубликовано
Обновлено

Содержание

  1. Как работает стабилизация по току
  2. Обзор популярных схем
  3. Импульсный стабилизатор для светодиодов
  4. Стабилизатор на КРЕН
  5. Стабилизатор тока на транзисторе
  6. Стабилизаторы на микросхемах
  7. Регулируемый стабилизатор постоянного тока

Яркость свечения светодиода зависит от протекающего через него тока. Для получения стабильной яркости надо, чтобы ток через LED не менялся со временем, а для повышения долговечности полупроводникового прибора ток в любой ситуации не должен превышать номинального значения. По этим резонам для питания светодиодов применяют стабилизаторы тока, которые можно изготовить своими руками.

Как работает стабилизация по току

Получение стабильного (не зависящего от изменений нагрузки в заданных пределах) тока основано на законе Ома. Если ток в цепи упал, драйвер увеличивает выходное напряжение до восстановления уровня тока до заданного значения. Если ток увеличился, регулятор, наоборот, снижает напряжение. Для отслеживания уровня тока часто применяется обратная связь (например, замер падения напряжения на образцовом резисторе (шунте)).

Другой способ получить стабильный ток – запитать нагрузку от стабилизатора напряжения. Если сопротивление нагрузки останется неизменным, то и ток через нее не изменится.

Второй способ проще в реализации, но его эффективность ниже. Сопротивление цепочки светодиодов в процессе эксплуатации может меняться (например, в зависимости от температуры), при этом и яркость тоже не останется неизменной. Хотя это все равно лучше, чем отсутствие драйвера совсем.

Мнение эксперта

Панков Алексей



Инженер-электрик.

Специальность: Проектирование и монтаж изделий электротехники.

Задать вопрос

Другая проблема применения стабилизаторов напряжения для получения неизменной яркости состоит в крутой ВАХ светоизлучающих диодов. Небольшое изменение напряжения дает значительный прирост или снижение тока. Стабильность напряжения должна быть очень высокой.

Вольт-амперная характеристика светоизлучающего диода

Обзор популярных схем

Стабильный источник питания для LED (и другой нагрузки) можно собрать по разным схемам. Все зависит от требуемых характеристик и квалификации мастера.

Импульсный стабилизатор для светодиодов

Несложный, но мощный стабилизатор тока можно собрать на недорогой и доступной микросхеме 555 (NE555, КР1006ВИ1). Микросхема представляет собой таймер с двумя входами:

  • по одному входу можно регулировать частоту импульсов;
  • по второму – их длительность.

Таким способом можно организовать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для регулирования и стабилизации яркости светодиодов. Метод ШИМ состоит в питании LED импульсами постоянного напряжения, постоянной частоты, но разной длительности. Чем больше длительность импульсов, тем выше средний ток через светоизлучающие диоды, а чем короче импульсы – тем ниже средний ток.

Принцип ШИМ-регулирования

Схема стабилизатора тока построена так, что частота следования импульсов на выходе остается постоянной, а длительность можно регулировать потенциометром. Если регулировка не нужна, можно вместо потенциометра впаять постоянный резистор нужного номинала. Частота следования импульсов практически не зависит от напряжения питания, а их размах – зависит. И это является недостатком схемы, потому что для стабильного свечения требуется стабильное входное напряжение.

Схема драйвера на таймер 555

Устройство питается от постоянного напряжения от 13,5 до 27 вольт (ограничения заданы диапазоном входного напряжения LM7812). Для питания пониженным напряжением надо удалить из схемы входной стабилизатор. Для питания повышенным – изменить схему стабилизации.

Стабилизатор на КРЕН

Популярные линейные интегральные стабилизаторы КРЕН (зарубежные аналоги – LM78XX, где XX – напряжение стабилизации) можно использовать для стабилизации тока в стандартном включении – путем получения стабильного напряжения. Но изменив включение микросхемы можно заставить ее стабилизировать ток.

Источник тока на КРЕН

Для стабилизации тока используется свойство микросхемы повышать уровень напряжения на выходе (вывод Out) если повышается уровень на выводе GND. Если ток в цепи по какой-либо причине уменьшается, то изменяется распределение Uвходного между нагрузкой и регулирующим элементом микросхемы. Напряжение на нагрузке увеличивается, и интегральный стабилизатор повышает напряжение на выходе, удерживая при этом ток стабильным.

Микросхему надо выбирать так, чтобы ее Uвых хватило для открывания цепочки светодиодов. Для одного LED хватит и КРЕН5А (LM7805). Для большего количества светодиодов надо применять стабилизатор с большим выходным уровнем, соответственно увеличивая напряжение питания. Резистор R1 задает ток в цепи по закону I=Vстаб/R1+i0, где:

  • I — ток стабилизации, А;
  • Vстаб – выходное напряжение микросхемы;
  • R1 – сопротивление резистора, Ом;
  • i0 – ок покоя микросхемы, для большинства экземпляров около 8 мА.

Максимальный ток ограничивается возможностями микросхемы и не превышает 1 А, но для этого стабилизатор надо установить на радиаторе. Окончательно выходной ток устанавливается подбором резистора R1 в процессе наладки.

Для нормальной работы микросхемы на входе надо установить оксидный конденсатор (на схеме не показан) так, чтобы длина проводников между КРЕН и конденсатором была не больше 7 см.

Окно онлайн-калькулятора

Для расчета параметров стабилизатора можно использовать онлайн-калькуляторы. Найти их можно в интернете.

Стабилизатор тока на транзисторе

Стабилизатор для светодиодов можно построить на биполярном транзисторе, включенном по схеме эмиттерного повторителя. Напряжение на базе стабилизировано стабилитроном VD, резистор R1 ограничивает ток через стабилитрон.

Схема стабилизатора на биполярном транзисторе

Если напряжение на базе транзистора неизменно, то оно неизменно и на эмиттере, а значит, стабилен и ток через R2. Так как ток коллектора практически совпадает с током эмиттера, то и ток через светоизлучающие диоды будет относительно неизменен.

Другой вариант схемы стабилизатора на транзисторе

Стабилитрон должен иметь как можно более низкое напряжение стабилизации, в противном случае будет теряться большая часть выходного уровня источника питания. Но низковольтный стабилитрон найти не так легко, поэтому хороший вариант – заменить его двумя (или более) обычными диодами в прямом включении.

Диоды задают напряжение на базе полупроводникового прибора, но надо учитывать, что примерно 0,6 вольта упадет на эмиттерном переходе транзистора. Поэтому диодов должно быть не меньше двух.

Еще один вариант схемы – использование в качестве источника опорного напряжения «программируемый стабилитрон» TL431. При включении, указанном на схеме, на эмиттере транзистора всегда будет 2,5 вольта, и ток в цепи коллектора будет равен Iколлектора=2,5/R2+Iбазы. Ток базы невелик, поэтому можно считать, что ток коллектора достаточно стабилен и задается резистором R2.

Недостатком этой схемы является зависимость тока от входного напряжения. Улучшить параметры можно получить, запитав схему стабильным напряжением, добавив стабилизатор, собранный, например, на КРЕН.

Лучшие характеристики имеет стабилизатор на полевом транзисторе.

Схема драйвера на мощном MOSFET

Преимущество такой схемы в том, что стабилизатор представляет собой двухполюсник и может быть легко подключен в любую существующую цепь. Ток задается резистором R1 и имеет сложную зависимость от сопротивления и характеристик полевого транзистора. Ток стабилизации придется подбирать экспериментально из-за большого разброса параметров полупроводниковых приборов – и это недостаток данной схемы.

Такой вариант – без резистора – является, пожалуй, оптимальной схемой драйвера светодиодных приборов системы освещения авто. В этой ситуации требует решения проблема стабильного напряжения (выбросы в бортсети намного уменьшают срок службы LED). Линейные стабилизаторы (LM7812) работают плохо. Для нормальной работы им нужно на входе не менее 14 вольт, а в бортовой сети такое напряжение бывает не всегда. Работа с пониженным же напряжением питания ведет к падению яркости свечения световых устройств. А в приведенной схеме эти недостатки минимизированы.

Стабилизаторы на микросхемах

Источник стабильного тока можно построить на операционном усилителе. Выходной каскад ОУ в большинстве случаев не рассчитан на подключение мощной нагрузки, поэтому к нему в качестве усилителя подключается мощный полевой или биполярный транзистор. Приведенная схема имеет особенность – нагрузка подключена к общему проводу. Во многих случаях это удобно.

Иной вариант схемы – когда нагрузка подключается к плюсу питания.

Другой вариант драйвера на ОУ

Для обеих вариантов характерен общий недостаток – ток в цепи нагрузки зависит от входного напряжения. В совокупности с другими минусами (необходимость организации цепей смещения ОУ или питание от двуполярного источника и т.п.) схемы получаются громоздкими и особого распространения не получили.

Регулируемый стабилизатор постоянного тока

Для регулировки тока можно постоянный резистор, задающий этот ток, заменить переменным. Например, в схеме с биполярным транзистором достаточно регулировать сопротивление в цепи эмиттера.

Недостаток такой регулировки – через потенциометр идет полный ток нагрузки. Место подвижного контакта будет со временем подгорать и переменный резистор выйдет из строя. Другое дело – схема на полевом транзисторе. В цепи стока ток практически отсутствует (реально он составляет десятки, максимум – сотни миллиампер). Поэтому на MOSFET можно построить регулируемый источник. Практическая реализация БП для LED приведена на рисунке. Схема дополнена защитой от сверхтока на биполярном транзисторе VT2.

Регулируемый источник тока на MOSFET IRF740

Можно построить регулятор, позволяющий добиться стабилизации как тока, так и напряжения, при этом обе величины можно регулировать. В этом случае устройство будет универсальным, позволяющим использовать его для питания различных наборов светоизлучающих диодов. Классическим вариантом служит стабилизатор на микросхеме TL494, представляющей собой контроллер ШИМ. Она имеет два канала для обратной связи, что позволяет организовать два канала стабилизации (для тока и для напряжения). На вывод 1 микросхемы поступает напряжение с выхода стабилизатора. Микросхема сравнивает его с опорным и дает команду на увеличение или уменьшение длительности открытого состояния ключей.

Схема импульсного стабилизатора на TL494

Для отслеживания тока последовательно с нагрузкой установлен шунт, напряжение с которого заводится на вывод 16, где оно также сравнивается с опорным уровнем. Накопительный дроссель намотан на двух склеенных желтых кольцах проводом толщиной 1 мм. Напряжение регулируется потенциометром R13, а ток – R5. Ключевые транзисторы надо установить на радиатор.

Конструкция дросселя

Сделать драйвер для светодиодного светильника несложно. Надо только выбрать схему в рамках своей квалификации, и LED прослужат намного дольше. Хотя среди рассмотренных вариантов сложных нет – если нужно сложное устройство с большим количеством регулировок, защит и т.п., проще купить готовую плату.

схема, регулируемая, импульсная, конструкция и назначение

Яркость светодиодных источников зависит от протекающего тока, который в свою очередь зависит от напряжения питания. В условиях колебаний нагрузки светильники пульсируют. Для предотвращения этого используется специальный драйвер — стабилизатор тока. В случае поломок элемент можно изготовить самостоятельно.

Содержание

  1. Конструкция и принцип действия
  2. Разновидности стабилизаторов тока
  3. Стабилизаторы резисторные
  4. Транзисторные устройства
  5. Стабилизаторы тока на полевом работнике
  6. Линейные устройства
  7. Феррорезионное устройство
  8. Особенности текущей зеркальной цепи
  9. Стабилизатор компенсационного напряжения
  10. . Как нанесите на укладку
  12. 70007. для светодиодов самостоятельно
  13. Драйвер на базе
  14. Стабилизатор для автомобильных фар
  15. Нюансы расчета тока стабилизатора

Устройство и принцип действия

Стабилизатор обеспечивает постоянство тока при его отклонении

Стабилизатор обеспечивает постоянство рабочего тока светодиодов при его отклонении от нормы. Предотвращает перегрев и перегорание светодиодов, поддерживает постоянный поток при перепадах напряжения или разрядке аккумулятора.

Простейшее устройство состоит из трансформатора, выпрямительного моста, соединенного с резисторами и конденсаторами. Действие стабилизатора основано на следующих принципах:

  • подвод тока к трансформатору и изменение его предельной частоты на частоту сети — 50 Гц;
  • Регулировка напряжения на повышение и понижение с последующим выравниванием частоты до 30 Гц.

Высоковольтные выпрямители также участвуют в процессе преобразования. Они определяют полярность. Стабилизация электрического тока осуществляется с помощью конденсаторов. Резисторы используются для уменьшения помех.

Разновидности стабилизаторов тока

Светодиод загорается при достижении порогового значения тока. У маломощных устройств этот показатель составляет 20 мА, у сверхъярких — от 350 мА. Разброс порогового напряжения объясняет наличие разных типов стабилизаторов.

Стабилизаторы резисторные

Стабилизатор КРЭН

Для регулируемого стабилизатора токовых параметров маломощных светодиодов используется схема КРЭН. Он предусматривает наличие элементов КР142ЕН12 или LM317. Процесс выравнивания осуществляется при силе тока 1,5 А и входном напряжении 40 В. При нормальном тепловом режиме резисторы рассеивают мощность до 10 тс. Их собственная потребляемая мощность составляет около 8 мА.

Узел LM317 поддерживает постоянное значение напряжения на основном резисторе, регулируемое подстроечным резистором. Основной, или токораспределительный элемент, может стабилизировать проходящий через него ток. По этой причине стабилизаторы на КРЭН используются для зарядки аккумуляторов.

Значение 8 мА не изменяется даже при колебаниях тока и напряжения на входе.

Транзисторные устройства

Схема транзисторного регулятора напряжения

Транзисторный регулятор предусматривает использование одного или двух элементов. Несмотря на простоту схемы, при колебаниях напряжения не всегда бывает стабильный ток нагрузки. При его увеличении на одном транзисторе напряжение резистора повышается до 0,5-0,6 В. после этого начинает работать второй транзистор. В момент его открытия первый элемент закрывается, а сила и величина проходящего через него тока уменьшаются.

Второй транзистор должен быть биполярным.

Две схемы на транзисторах разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2

Для реализации с химией с заменой стабилитронов применяются:

  • диоды VD1 и VD2;
  • резистор R1;
  • резистор R2.

Подача тока через светодиодный элемент задается резистором R2. Резистор R1 служит для достижения линейного участка ВАХ диодов по отношению к току базового транзистора. Для того чтобы транзистор оставался стабильным, напряжение питания не должно быть меньше суммарного напряжения диодов +2-2,5 В.

Для получения тока 30 мА через 3 последовательно соединенных диода с напряжением 3,1 В по прямой линии подается 12 В. Сопротивление резистора должно быть равно 20 Ом при мощности рассеяния 18 мВт.

Схема нормализует режим работы элементов, уменьшает пульсации тока.

Схема на советских транзисторах. Допустимое напряжение советских КТ940 или КТ969 до 300 В, что подходит, если источником света является мощный SMD элемент. Параметры тока задаются резистором. Напряжение стабилитрона 5,1 В, мощность 0,5 В.

Недостатком схемы является падение напряжения при увеличении силы тока. Его можно устранить, заменив биполярный транзистор низкоимпедансным МОП-транзистором. Мощный диод заменен на IRF7210 на 12 А или IRLML6402 на 3,7 А.

Стабилизаторы тока на полевик

Стабилизатор напряжения на полевых транзисторах

Полевой элемент имеет короткозамкнутые исток и затвор, встроенный канал. При использовании полевого контроллера (ИРЛЗ 24) с 3 выводами на вход подается напряжение 50 В, на выход 15,7 В.

Потенциал земли используется для подачи напряжения. Параметры выходного тока зависят от начального тока стока и не привязаны к истоку.

Линейные устройства

Стабилизатор или делитель постоянного тока воспринимает нестабильное напряжение. На выходе линейное устройство выравнивает его. Он работает по принципу постоянного изменения параметров сопротивления для выравнивания питания на выходе.

К преимуществам эксплуатации можно отнести минимальное количество деталей, отсутствие помех. Недостатком является низкий КПД при разнице мощности питания на входе и выходе.

Устройство феррорезонансное

Стабилизатор переменного тока устаревшего образца, схема которого представлена ​​конденсатором и двумя катушками — с ненасыщенным и насыщенным сердечником. На насыщенный (индуктивный) сердечник подается постоянное напряжение, не зависящее от параметров тока. Это облегчает выбор данных для второй катушки и емкостного диапазона стабилизации питания.

Устройство работает по принципу качелей, которые сложно сразу остановить или раскачать сильнее. Напряжение подается по инерции, поэтому может быть падение нагрузки или обрыв в цепи питания.

Особенности схемы токового зеркала

Классическая схема токового зеркала

Токовое зеркало, или рефлектор, построено на паре транзисторов согласованного типа, т.е. с одинаковыми параметрами. Для их производства используется один светодиодный полупроводниковый кристалл.

Схема токового зеркала по уравнению Эберса-Молля. Принцип работы заключается в том, что базы транзисторов объединены, а эмиттеры перекинуты на одну шину питания. В результате параметры переходного напряжения связи база-транзистор-эмиттер равны.

Преимуществами схемы являются равный диапазон стабильности и отсутствие падения напряжения на эмиттерном резисторе. Параметры проще установить, используя ток. Недостатком является эффект Эрли — привязка выходного напряжения к напряжению коллектора и его колебания.

Цепь токового зеркала Вильсона. Токовое зеркало может стабилизировать постоянное значение выходного тока и реализовано следующим образом:

  1. Транзисторы №1 и №1 включены по принципу стандартного токового зеркала.
  2. Транзистор № 3 фиксирует потенциал коллектора элемента № 1 на удвоенном значении параметра падения напряжения на диоде.
  3. Будет меньше напряжения питания, подавляющего эффект Эрли.
  4. Коллектор транзистора №1 используется для установки режима схемы.
  5. Выходной ток зависит от транзистора № 2.
  6. Транзистор № 3 преобразует выходной ток в нагрузку переменного тока.

Транзистор № 3 не может быть согласован с другими.

Компенсационный стабилизатор напряжения

Компенсационный стабилизатор напряжения

Выпрямитель работает по принципу обратной связи по напряжению. Полное или частичное напряжение соответствует опоре. В результате регулятор выдает ошибку параметров напряжения, устраняя колебания яркости светодиодов. Устройство состоит из следующих элементов:

  • Регулирующий элемент или транзистор, который вместе с сопротивлением нагрузки образует делитель напряжения. Эмиттерный индекс транзистора должен превышать ток нагрузки в 1,2 раза.
  • Усилитель — управляет ОМ, выполнен на базе транзистора №2. Маломощный элемент согласован с мощным по составному принципу.
  • Источник опорного напряжения — в схеме применен стабилизатор параметрического типа. Он уравнивает напряжения стабилитрона и резистора.
  • Дополнительные источники.
  • Конденсаторы — для сглаживания пульсаций, устранения паразитного возбуждения.

Компенсационные стабилизаторы напряжения работают по принципу увеличения входного напряжения при дальнейшем увеличении токов. Выключение первого транзистора увеличивает сопротивление и напряжение зоны коллектор-эмиттер. После приложения нагрузки она выравнивается до номинального значения.

Устройства на микросхемах

Микросхема 142ЕН5

Для стабилизирующих устройств используется микросхема 142ЕН5 или LM317. Он позволяет выравнивать напряжение, получая сигнал обратной связи от датчика, подключенного к сети тока нагрузки.

В качестве датчика используется сопротивление, при котором регулятор может поддерживать постоянное напряжение и ток нагрузки. Сопротивление датчика будет меньше сопротивления нагрузки. Схема используется для зарядных устройств, по ней и спроектирована светодиодная лампа.

Стабилизаторы импульсные

Импульсное устройство отличается высоким КПД и создает высокое напряжение потребителей при минимальных параметрах входного напряжения. Для сборки используется микросхема MAX 771.

Один или два преобразователя будут регулировать силу тока. Делитель выпрямительного типа выравнивает магнитное поле, снижая допустимую частоту напряжения. Для подачи тока на обмотку светодиодный элемент подает сигнал на транзисторы. Стабилизация выхода осуществляется посредством вторичной обмотки.

Как сделать стабилизатор тока для светодиодов своими руками

Изготовление стабилизатора для светодиодов своими руками осуществляется несколькими способами. Новичку желательно работать с простыми схемами.

Драйвер на основе

Вам нужно будет выбрать трудновыжигаемую микросхему — LM317. Она будет выполнять роль стабилизатора. Второй элемент представляет собой переменный резистор сопротивлением 0,5 кОм с тремя выводами и ручкой.

Сборка осуществляется по следующему алгоритму:

  1. Припаяйте провода к средней и концевой клеммам резистора.
  2. Переведите мультиметр в режим сопротивления.
  3. Измерить параметры резистора — они должны быть равны 500 Ом.
  4. Проверьте целостность соединений и соберите цепь.

На выходе будет модуль мощностью 1,5 А. Для увеличения тока до 10 А можно добавить полевого оператора.

Стабилизатор автомобильных фар

Стабилизатор L7812

Для работы потребуется линейное устройство в виде микросхемы L7812, две клеммы, конденсатор 100н (1-2 шт.), текстолитовый материал и термоусадочная трубка. Изготовление производится шаг за шагом:

  1. Выбираем схему для L7805 из даташита.
  2. Отрежьте от печатной платы кусок нужного размера.
  3. Разметьте дорожки, сделав насечки отверткой.
  4. Припаяйте элементы так, чтобы вход был слева, а выход справа.
  5. Сделать корпус из термотрубки.

Стабилизирующее устройство выдерживает нагрузку до 1,5 А и монтируется на радиатор.

Кузов автомобиля используется как радиатор за счет соединения центрального выхода кузова с минусом.

Нюансы расчета стабилизатора тока

Стабилизатор рассчитывается исходя из напряжения стабилизации U и тока (среднего) I. Например, напряжение входного делителя 25 В, на выходе нужно получить 9 В. В расчеты входят:

  1. Подбор по справочнику стабилитрона. Ориентируются на напряжение стабилизации: Д814В.
  2. Поиск среднего тока I по таблице. Он равен 5 мА.
  3. Расчет напряжения питания как разницы между стабильным напряжением входа и выхода: UR1 = Uвх — Uвых, или 25-9 = 16 В.
  4. Полученное значение разделить по закону Ома на ток стабилизации по по формуле R1 = UR1/Iст, или 16/0,005 = 3200 Ом, или 3,2 кОм. Номинал элемента будет 3,3 кОм.
  5. Расчет максимальной мощности по формуле ПР1=УР1*Iст, или 16х0,005=0,08.

Ток и выход стабилитрона проходят через резистор, поэтому его мощность должна быть в 2 раза больше (0,16 кВт). Исходя из таблицы, этот номинал соответствует 0,25 кВт.

Самостоятельная сборка стабилизатора для светодиодных приборов возможна только со знанием схемы. Новичкам рекомендуется использовать простые алгоритмы. Рассчитать элемент по мощности можно по формулам из школьного курса физики.

Электротехника — Как транзистор поддерживает постоянный ток?

В отличие от диодов, которые поддерживают относительно постоянное напряжение при изменении тока через них, фундаментальным свойством всех типов транзисторов (BJT, FET…) является поддержание относительно постоянного тока при изменении напряжения на них. Как они это делают?

Как и в случае с диодами, на этот вопрос можно ответить конкретно, рассмотрев процессы в полупроводниковом приборе. Но опять же было бы интересно объяснить это на концептуальном уровне, раскрыв основную идею. Как я уже говорил, такой «философский» подход имеет ряд преимуществ: во-первых, он не требует глубоких знаний о полупроводниковых приборах; во-вторых, это применимо ко всем 2-терминальным устройствам, обладающим этим свойством. Я сделаю это, используя концепцию «динамического сопротивления».

Вообще говоря, транзистор ведет себя как резистор, который взаимодействует с током, вызывая падение напряжения и потери тепла. В начальной крутой части выходной ВАХ этот «резистор» имеет относительно постоянное низкое сопротивление. И если бы это действительно был резистор, кривая продолжилась бы в том же направлении.

Однако, когда достигается порог тока соответствующего транзистора (задается напряжением или током база-эмиттер), кривая меняет свой наклон и становится почти горизонтальной. Напряжение продолжает изменяться, но ток перестает изменяться. Почему? Вот мое простое объяснение…

При увеличении напряжения V транзистор также увеличивает свое статическое сопротивление R с той же скоростью изменения. Итак, ток через транзистор I = V/R не меняется.

Это простой арифметический трюк, когда мы меняем числитель и знаменатель дроби в одном направлении и с одинаковой скоростью изменения; в результате частное от деления не меняется.

Таким образом, изменяя свое сопротивление в том же направлении, что и ток, этот «динамический резистор» поддерживает постоянный ток. Этот хитрый «трюк с транзистором» можно проиллюстрировать графически:

Завтра у меня онлайн-упражнение по полупроводниковым приборам с моими студентами группы 48b, ITI, FCST Технического университета Софии, то есть о применении транзисторов. Может быть, я проиллюстрирую им эту точку зрения с помощью пера ZOOM, рисуя движущиеся кривые IV. И снова, чтобы привлечь внимание моих студентов, я рассказывал им еще одну забавную историю — что я могу сымитировать любой транзистор, который они захотят, с помощью всего лишь переменного резистора («потенциометра»)… и что если я спрячусь в большой коробке, они бы подумали, что внутри транзистор 🙂

На следующий день… Готово! Вот часть видеозаписи (на болгарском языке) и скриншот:

Мне было бы интересно узнать ваше мнение по моему объяснению.

транзистор
Источник тока
постоянный ток
динамическое сопротивление

опубликовано 12 месяцев назад


СС BY-SA 4. 0


12 месяцев назад

Цепной фантазер

335 репутации

15

14

30

352

Постоянная ссылка

История

это спам

Этот пост рекламирует продукт без раскрытия принадлежности автора или без отношения к теме (спам).

это грубо

Этот пост нарушает Кодекс поведения, так как разумный человек счел бы его неуместным.