Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источники питания стабилизаторы тока

Стабилизированные источники питания

Вся электронная аппаратура питается от источников постоянного тока. Для мобильной аппаратуры, как правило, используются аккумуляторы или гальванические батареи. Сейчас такой аппаратуры в руках и карманах предостаточно: это мобильные телефоны, фотоаппараты, планшетные компьютеры, различные измерительные приборы и еще многое другое.

Стационарная электроника, — телевизоры, компьютеры, музыкальные центры и т.п. питается от сети переменного тока с помощью блоков питания. Здесь уже ни в коем случае не обойтись батарейками или малогабаритными аккумуляторами.

Электронные устройства часто не являются самостоятельными и работающими «сами по себе». Прежде всего, это встраиваемые электронные блоки, например блок управления стиральной машиной или микроволновой печью. Но даже и в этом случае электронные блоки имеют свои отдельные блоки питания, чаще всего даже стабилизированные, и даже с защитой, что позволяет защитить как сам блок питания, так и нагрузку, т.е. подключенный блок управления.

В конструкциях разрабатываемых радиолюбителями всегда имеется блок питания, если, конечно, эта конструкция доведена до конца, а не заброшена на полдороги. К сожалению, такое случается достаточно часто. Но в общем случае конструирование какой-либо схемы состоит из нескольких этапов.

Среди них разработка принципиальной схемы, а также сборка и отладка ее на макетной плате. И только после получения требуемых результатов на макетке, приступают к разработке капитальной конструкции. Вот тогда разрабатывают монтажные платы, корпус и блок питания.

В процессе опытов на макетной плате чаще всего используются так называемые лабораторные блоки питания. Один и тот же блок приходится использовать для наладки самых различных конструкций, поэтому он должен обладать широкими возможностями.

Как правило, это блок с регулированием выходного напряжения, и обеспечивающий достаточный ток. Иногда блок питания выдает несколько напряжений, такие блоки называют многоканальными. Примером может служить обычный компьютерный блок питания или двухполярный источник для мощного УМЗЧ.

Когда блок питания рассчитан на одно фиксированное напряжение, например 5В, то совсем неплохо предусмотреть защиту от превышения выходного напряжения: если пробило выходной транзистор стабилизатора, то может пострадать схема, которая от него питается.

Хотя такая защита не очень сложна, всего несколько деталей, в промышленных схемах ее почему-то не делают, и она встречается только в радиолюбительских конструкциях, да и то не во всех. Но, тем не менее, такие схемы защиты есть.

Если внимательно посмотреть на устройства – потребители, то можно заметить, что все электронные устройства питаются напряжениями из стандартного ряда. Это, прежде всего, 5, 9, 12, 15, 24В. Исходя из этих значений, выпускается целый ряд интегральных стабилизаторов с фиксированными напряжениями.

По внешнему виду эти стабилизаторы напоминают обычный транзистор в корпусе TO-220 (похожий на КТ819) либо в корпусе D-PAK для поверхностного монтажа. Выходное напряжение имеет значения 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V. Эти напряжения отражаются прямо в маркировке стабилизаторов нанесенной на корпус прибора. Примерно это может выглядеть так: MC78XX или LM78XX.

В даташитах написано, что это трехвыводные стабилизаторы с фиксированным напряжением, как показано на рисунке 1.

Схема включения предельно проста: запаяли всего три ноги и получили стабилизатор с требуемым напряжением и выходным током от 1…2А. В зависимости от конкретно взятого стабилизатора токи меняются, на что следует обратить внимание в документации. Кроме этого интегральные стабилизаторы имеют встроенную защиту от перегрева и защиту по току.

Первые две буквы указывают фирму производителя, а вторые XX заменяются цифрами, показывающими напряжение стабилизации, иногда первые две буквы заменяются одной…тремя или вовсе не указываются. Например, MC7805 обозначает стабилизатор с фиксированным напряжением 5В, а MC7812 то же, но с напряжением на выходе 12В.

Кроме стабилизаторов с фиксированными напряжениями в интегральном исполнении существуют регулируемые стабилизаторы, например LT317A, типовая схема включения которого показана на рисунке 2. Там же указаны и пределы регулировки напряжения.

Рисунок 2. Типовая схема включения регулируемого стабилизатора LT317A

Иногда просто нет под рукой регулируемого стабилизатора, как же решить эту проблему, можно ли обойтись без него? Ну, надо вот напряжение 7,5В и все тут! Оказывается, что из стабилизатора с фиксированным напряжением легко получается регулируемый. Подобная схема включения показана на рисунке 3.

Диапазон регулировки в этом случае начинается от фиксированного напряжения примененного стабилизатора и ограничивается лишь величиной входного напряжения, естественно, за вычетом минимального падения напряжения на регулирующем транзисторе стабилизатора.

Если не требуется регулировки напряжения, а просто вместо 5В требуется получить, например 10, достаточно просто убрать транзистор VT1 и все, что с ним связано, а вместо него включить стабилитрон с напряжением стабилизации 5В. Естественно, что стабилитрон включается в непроводящем направлении: анод подключается к минусовой шине питания, а катод к 8 (2) выводу стабилизатора.

Заслуживает внимания нумерация выводов трехногого корпуса, показанная на рис.3, а именно: 17, 8, 2! Откуда она взялась, кто ее придумал – непонятно. Наверно, это снова происки наших разработчиков, чтобы «ихние» не догадались! Но такая цоколевка применяется, и с этим приходится мириться.

После того, как были рассмотрены интегральные стабилизаторы можно перейти к изготовлению блоков питания на их основе. Для этого необходимо только найти подходящий трансформатор, дополнить его диодным мостом с электролитическим конденсатором, и все это собрать в подходящем корпусе.

Читайте так же:
Параметрический стабилизатор ток стабилитрона

Лабораторный блок питания

Приступая к разработке лабораторного блока питания, следует определиться с его элементной базой, или, попросту говоря, из чего будем его делать. Проще всего желаемый блок собрать на микросхеме LT317A или ее отечественном аналоге КР142ЕН12А(Б) — регулируемые стабилизаторы напряжения.

Вернемся к рисунку 2. Там указано, что диапазон регулировки напряжения 1,25…25В. Предельно допустимое значение этого параметра до 1,25…37В, при входном напряжении 45В. Это предельно допустимое напряжение, поэтому лучше ограничиться 25 вольтовым диапазоном регулирования.

За максимальным током (1,5А) тоже лучше не гнаться, поэтому будем исходить из расчета хотя бы на один ампер, что как раз составляет 75%. Как никак запас прочности должен быть всегда. Поэтому для подобного блока питания понадобится выпрямитель с напряжением не менее 30…33В и током до 1А.

C хема выпрямителя показана на рисунке 4. В случае, если потребляемый ток более одного ампера, стабилизатор следует дополнить внешними мощными транзисторами. Но это уже другая схема.

Рисунок 4. Схема выпрямителя

Расчет выпрямителя и трансформатора

Прежде всего, следует подобрать диоды выпрямительного моста, их прямой ток тоже должен быть не менее 1А, а лучше, если хотя бы 2А или больше. Здесь вполне подойдут диоды 1N5408 с прямым током 3А и обратным напряжением 1000В. Подойдут также отечественные диоды КД226 с любым буквенным индексом.

Электролитический конденсатор фильтра также можно просто подобрать, пользуясь практическими рекомендациями: на каждый ампер выходного тока одна тысяча микрофарад. Если мы планируем ток не более 1А, то подойдет конденсатор емкостью 1000µF. Электролитические конденсаторы, в отличие от керамических, не выносят повышенных напряжений, поэтому в схемах всегда указывают их рабочее напряжение, которое должно быть выше реального в данной цепи.

Для проектируемого блока питания понадобится конденсатор 1000µF * 50V. Ничего плохого не произойдет, если емкость конденсатора будет не 1000, а 1500…2000µF. Собственно выпрямитель уже сконструирован. Теперь, как говорится, дело за малым: осталось рассчитать трансформатор.

Прежде всего, следует определить мощность трансформатора. Это делается с учетом мощности нагрузки. Если выходной ток стабилизатора принять 1А, а входное напряжение стабилизатора 32В, то мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора P = U * I = 32 * 1 = 32Вт.

Какой потребуется трансформатор при такой мощности вторичной цепи? Все зависит от КПД трансформатора, чем больше габаритная мощность, тем выше КПД. На этот параметр влияет также качество и конструкция трансформаторного железа. Приблизительно определиться с этим вопросом поможет таблица, показанная на рисунке 5.

Чтобы узнать габаритную мощность трансформатора надо мощность во вторичной обмотке разделить на КПД трансформатора. Предположим, что в нашем распоряжении имеется обычный трансформатор с Ш – образным железом, обозначенный в таблице как «броневой штампованный». Расчетная мощность проектируемого блока питания 32Вт, тогда мощность трансформатора 32 / 0,8 = 40Вт.

Как было написано чуть выше, для разрабатываемого блока питания требуется постоянное напряжение 30…33В. Тогда напряжение вторичной обмотки трансформатора составит 33 / 1,41 = 23,404В.

Это позволяет выбрать стандартный трансформатор с напряжением вторичной обмотки на холостом ходу 24В.

Чтобы не усложнять расчетов здесь не учитывается падение напряжения на диодах моста и на активном сопротивлении вторичной обмотки. Достаточно лишь сказать, что при токе в 1А диаметр провода вторичной обмотки обычно принимается не менее 0,6мм.

Такой трансформатор можно подобрать из унифицированных трансформаторов серии ТПП. Мощность трансформатора может быть и больше 40Вт это только улучшит надежность блока питания, хотя несколько увеличит его вес. Если трансформатор ТПП приобрести не удалось, то можно просто перемотать вторичную обмотку трансформатора подходящей мощности.

Если потребуется двухполярный регулируемый блок питания, то его можно собрать по схеме, показанной на рисунке 6. Для этого понадобится стабилизатор напряжения отрицательной полярности КР142ЕН18А или LM337. Схема его включения очень похожа на КР142ЕН12А.

Рисунок 6. Схема двухполярного регулируемого блока питания

Совершенно очевидно, что для питания такого стабилизатора понадобится и двухполярный выпрямитель. Проще всего это делается на трансформаторе со средней точкой и диодном мосте, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7. Схема двухполярного выпрямителя

Конструкция блока питания произвольная. Собственно выпрямитель и плату стабилизаторов можно собрать на отдельных платах или на одной. Микросхемы следует установить на радиаторы площадью не менее 100 квадратных сантиметров. Если хочется уменьшить размеры радиаторов можно применить принудительное охлаждение с помощью небольших компьютерных кулеров, коих сейчас в продаже предостаточно.

Несколько улучшенная схема включения стабилизатора показана на рисунке 8.

Рисунок 8. Типовая схема включения КР142ЕН12А

Диоды VD1, VD2 защитные типа 1N4007 предназначены для защиты микросхемы от пробоя в случае, когда напряжение на выходе превысит напряжение на входе. Такая ситуация может произойти при выключении микросхемы. Поэтому емкость электролитического конденсатора C2 не должна быть больше, чем емкость электролитического конденсатора на выходе диодного моста.

Конденсатор Cadj, подключенный к регулирующему выводу значительно снижает пульсации на выходе стабилизатора. Его емкость обычно несколько десятков микрофарад.

В конструкции блока питания желательно предусмотреть встроенные вольтметр и амперметр, лучше электронные, которые продаются в интернет-магазинах. Вот только цены у них кусаются, поэтому поначалу лучше обойтись без них, а требуемое напряжение установить с помощью мультиметра.

Читайте так же:
Управляемый линейный стабилизатор тока

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Вторичные источники питания электронных устройств. Часть вторая

Чтобы умно поступать,
одного ума мало.

Это продолжение экскурса в во вторичные источники питания. В первой части я кратко рассказал о том, что это такое и какие они бывают.

О чем пойдёт речь

В этой части я рассмотрю подробней типовые блоки из которых строится обычный линейный источник питания. Конечно, для профессионалов тут не будет открытий, но будет полезно радиолюбителю.

Я затрону такие штуковины как трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр, стабилизатор напряжения (а может и тока ^__^)

Как я уже говорил, вторичный источник питания нужен для того, чтобы работал твой компьютер, ноутбук, бритва или любое другое устройство. Для этого он понижает, выпрямляет и стабилизирует напряжение сети (т.е. поддерживает на заданном уровне. И если сказано 12В, то ИП будет стараться выдавать именно 12 В). Да, в сети напряжение не стабильно, там не всегда 220 В ( А почему там вообще именно 220В? Ответ будет в конце!). Может быть больше может быть меньше.

Для работы подавляющего большинства электронных устройств используется постоянный ток, а электросеть поставляет переменный, поэтому типичный источник питания преобразуют такой ток в постоянный, «выпрямляя» его. Признаюсь, что я сам не сразу осознал, что значит выпрямляет. Как это он вообще берет и разгибает синусоиу. Поэтому чуть позже специально остановлюсь на этом интересном вопросе.

Шаг I. Характеристики источников питания

В обывательском мире источники питания харктеризуются мощностью, допустимым током, который может протекать через источник питания в нагрузку (эл. устройство) и выходным напряжением. А в радиолюбительском есть ещё коэфф. стабилизации и коэфф. пульсаций.

Коэфф. стабилизации показывает на сколько хорошо выполняется стабилизация напряжения, а коэфф. пульсаций на сколько хорошо выпрямлен ток. К примеру, источник питания может иметь уровень пульсаций в 0.01 мВ или в 0.1 В. Ладно, к этому я ещё вернусь чуть позже.

А в профессиоальном мире и того больше деталей, на которые следует обращаться внимание. Но это уже другая история.

Шаг II. Простейшие источники питания

Самый простой вторичный источник питания, который приходит мне в голову, — это обычный делитель напряжения. Берем два неполярный конденсатора, ставим их последовательно, 1 конец на фазу, второй на землю и всё. В зависимости от их ёмкости получим на выходе делителя уменьшенное переменное напряжение. Плох такой источник абсолютно всем: на выходе переменное напряжение, никакой стабилизации, да ещё и убить может, так как он напрямую подключен к сети.

Шаг III. Трансформатор

Дальше на арену выходит трансформатор. За счет своей конструкции и принципа действия он как бы отделяет вторичный источник питания от сети. Теперь убить может, но шанс выжить стал больше, так как нет прямой связи с электросетью (только через магнитное поле).

А ещё с его помощью можно повысить или понизить напряжение (трансформировать). По-моему это круто. Конечно, есть и минус — чем мощней трансформатор, тем больше он весит и дороже стоит.

И все же несмотря на то, что делитель и трансформатор преобразуют напряжение сети, но такие «источники питания» всё еще не могут запитывать, к примеру, ноутбук — напряжение у них на выходе переменное, а требуется постоянное. Навести порядок и получить постоянное напряжение помогут выпрямители.

Шаг III. Выпрямители

Я о них уже упоминал выше. Выпрямители очень просто работают — они берут переменное напряжение и выпрямляют его. Но что это означает? Звучит так, что кажется будто они из синусоиды делают прямую. И правильно кажется, но в реальности не прямая, а половина синусоиды! Выпрямитель просто отсекает, к примеру, отрицательную часть синусоиды. Таким образом остается только ток, который протекает в одном направлении. Выглядит это вот так:

В качестве «отсекающего» элемента обычно служит диод. Основное его свойство в том, что он пропускает ток только в одну сторону. Со стороны анода он пропускает только положительный ток, а со стороны катода — только отрицательный. В общем, ничего нового, я надеюсь.

Шаг IV. Сглаживающий фильтр

Как видно на картинке выше, после выпрямителя у нас не постоянные ток и напряжение, а какие-то горные хребты. Их ещё называют пульсациями. Для того, чтобы от них избавится используются сглаживающие фильтры.

Простейший сглаживающий фильтр — это конденсатор достаточно большой ёмкости, расположенный параллельно выпрямителю. Вот так:

Сглаживающие фильтры бывают Г-, Т-, П-образные. Они так названы просто потому, что на принципиальной схеме напоминают соответствующие буквы. Чаще всего они представляют собой LC-фильтры, так как они не нагреваются под действием тока (не рассеивают активную мощность)

Читайте так же:
Стабилизатор тока или стабилизатор напряжения для дхо

Вообще, название «сглаживающий фильтр» не совсем верно, если исходить из принципа его действия, который заключается в простом накоплении заряда в конценсаторе сглаживающего фильтра. Этот конденсатор и обеспечивает ток в перерывах между пульсациями (на картинке обозначены пунктиром)

Шаг V. Стабилизатор

Такие штуковины как стабилизаторы используются повсеместно, где требуется поддерживать что-нибудь на заданном уровне. Например, термостаты применяюся для поддержания определённой температуры. Или, другой пример, круиз-контроль — устройство, поддерживающее постоянную скорость автомобиля. Всё это в некотором смысле стабилизаторы. В источниках питания также есть стабилизаторы. Не во всех, конечно, но чаще есть, чем нет.

Условно источники питания можно разделить на стабилизированные и нестабилизированные. В стабилизированных источниках питания стабилизатор отвечает за поддержание стабильного выходного напряжения. Сказано 12 воль — значит 12 вольт, хоть лоб разбей.

Простейший стабилизатор напряжения можно собрать с использованием стабилитрона. Напряжение стабилизации на выходе стабилизатора будет определятся параметрами стабилитрона. Поэтому такие стабилизаторы называются параметрическими. Т.е. поддержка заданного напряжения основывается на паспортных параметрах стабилитрона.

Существует и другой вид стабилизаторов, которые называются компенсационными. Они представляют собой уже целую электронную схему, которая поддерживает напряжение на выходе. Основной принцип работы компенсационного стабилизатора заключается в том, что если заданное напряжение стабилизации по какой-то причине изменится вверх/вниз, то схема отреагирует и постарается вернуть его к заданному значению, т.е. схема компенсирует разницу между ожидаемым напряжением и тем, что действительно оказалось на выходе стабилизатора, подгоняя его к твоим ожиданиям.

Компенсационные стабилизаторы более точны и могут использоваться в стабилизаторах, расчитанных на большую мощность и широкий диапазон напряжений. Но если твой источник питания будет запитывать слабую нагрузку, тогда можно смело использовать простенькие параметрические стабилизаторы.

Кстати, раз уж зашла речь о стабилизаторах. Уже лет 40 как в природе существуют интегральные стабилизаторы напряжения. Очень удобная штука. Большинству отечественных радиолюбителей они известны как КРЕН142, а сейчас и как LM317, LM723 и т.д. Представляют они собой небольшую микросхему с тремя (LM317, КРЕН) и более (LM723) выводами. Такие стабилизаторы тоже можно использовать при построении источников питания.

Конкретные примеры схемотехники источников питания будем рассматривать уже в следующей, заключительной части. Если тебя интересует, что ещё можно почитать по теме источников питания, то загляни в первую часть, там я приводил список хорошей литературы.

Добавляй запись в закладки (Ctrl+D) и подписывайся на рассылку — будешь получать полезные материалы!

О питании. Часть первая.

Цикл статей состоит из трёх частей:

Данный цикл статей является попыткой в очень сжатом виде представить различные темы и вопросы о питании электроники. Статья представляет собой не инструкцию, а , скорее, приблизительное руководство с учётом личного мнения и опыта автора.

Источники питания.

Все электронные устройства можно грубо разделить на два типа: стационарные и портативные (мобильные, переносные). В зависимости от этого в них применяются и различные источники питания. В мобильных электронных устройствах применяются в основном так называемые первичные источник питания, в стационарных — вторичные источники питания.

Первичный источник питания — источник тока, в котором различные виды энергии превращаются в электрический ток. Например: батарейка, электрогенератор, солнечный элемент.
Вторичный источник питания — не вырабатывает, а лишь преобразует электрический ток до определённых параметров. Например: трансформатор, электронный или электромеханический преобразователь.

Многие первичные источники питания (батарейки, аккумуляторы, солнечные элементы, топливные элементы, теплогенераторы) вырабатывают постоянный ток. От остальных первичных источников питания, а так же практически от всех вторичных источников питания получают переменный ток. А так как почти все электронные схемы работают на постоянном токе, полученный переменный ток необходимо преобразовать в постоянный, это делается с помощью выпрямителя.

Выпрямитель электрического тока — устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.

Для выпрямления огромных токов, или в специальных установках, выпрямлнение тока может производиться с помощью электромеханических выпрямительных устройств. Но в большинстве случаев для выпрямления тока используются схемы с одним или несколькими диодами: Рис. 1 а)-однополупериодный выпрямитель, Рис. 1 б)-выпрямительный мост).

Электрический ток, пройдя через выпрямитель, хоть и течёт в одну сторону, но течёт пульсирующе. Для сглаживания пульсаций тока применяется сглаживающий электрический фильтр (Рис. 2).
Простейший сглаживающий фильтр может состоять из одного или нескольких конденсаторов большой ёмкости (Рис. 2 «а)»). Фильтры, состоящие из конденсаторов и катушек индуктивности (дросселей), имеют большую эффективность (LC-фильтр на Рис.2 «б)»). Иногда применяют и многоступенчатые LC-фильтры.

При питании электронных устройств от источников питания постоянного тока надобность в выпрямителе отпадает. Сглаживающий фильтр при этом иногда всё же ставят. Это позволяет снизить внутреннее сопротивление источника против импульсов тока нагрузки: в моменты резкого токопотребления основная часть энергии будет отбираться из конденсаторов фильтра, а не напрямую из источника питания, например, батарейки.

Внутренее сопротивление источника тока.

Любой реальный источник тока (батарейка, электрогенератор, трансформатор) имеет внутренее сопротивление. Что бы объяснить это явление и его влияние его на работу схемы, используют схему замещения источника тока (Рис. 3)

Читайте так же:
Стабилизатор тока в корпусе то
Представление элемента электрической цепи отдельными его параметрами (сопротивлением, ёмкостью, индуктивностью) называется схемой замещения или эквивалентной схемой.

Знаками «+» и «-» на Рисунке 3 обозначены наружние контакты реального источника тока, например, клеммы батарейки. Буквой «E» обозначен идеальный (теоретический) источник тока. Сопротивление R1 соединёно последовательно с источником тока, R2 — параллельно источнику. Оба эти сопротивления находятся внутри источника тока, и величина их зависит от его типа. В батарейках, например, эти сопртивления состоят из переходного сопротивления между электролитом и электродами батарейки, в трансформаторном источнике тока — это сопротивление состоит из сопротивления обмотки и сопротивления выпрямительного устройства. Сопротивление R1 обычно находится в пределах от нескольких миллиом до нескольких Ом (относительно малое сопротивление). Сопротивление R2 — сопротивление изоляции между контактами, это сопротивление достигает нескольких десятков мегаом (очень большое сопротивление).
Так как внутреннее сопротивление R1 включено последовательно с нагрузкой, то при повышении тока через него (а значит и через подключённую нагрузку) растёт и падение напряжения на R1. То есть часть напряжения как бы «остаётся внутри источника». Это объясняет «проседаение» напряжения на контактах источника тока при подключении большой нагрузки.
Сопротивление R2 объясняет явление саморазряда батарейки, так как оно замыкает наружние клеммы источника тока и через него постоянно течёт очень маленький ток в несколько микроампер («ток саморазряда»).

Объяснённые эффекты действительны с любым реальным источником тока: батарейкой или аккумулятором, сетевым блоком питания или электрогенератором; любой реальный источник тока имеет внутренее сопротивление. Внутренее сопротивление одного и того же источника питания может изменяться с течением времени в результате протекания химических или физических процессов как внутри самого источника питания (например, так называемая «сульфатация» в свинцовых аккумуляторах), так и снаружи его (например, повышение температуры окружающей среды).

Электронный стабилизатор.

В процессе работы напряжение на контактах источника питания изменяется. Причин такого изменения напряжения может быть несколько:

  • У вторичных источников питания: отклонения напряжения в питающей сети.
  • У химических источников питания (батареи, аккумуляторы): частичный разряд.
  • Изменение потребляемого тока питаемой конструкцией.
  • Изменение внутреннего сопротивления источника тока.

Для компенсации этого естественного изменения напряжения на выходе источника питания применяют электронные стабилизаторы (далее просто «стабилизатор»).

Электронный стабилизатор — это устройство, автоматически поддерживающее постоянство определённого параметра (часто напряжение или ток) на выходных контактах.

Стабилизаторы применяются в первую очередь для питания тех электронных схем, которые специально расчитаны для работы от источника питания со строго определёнными и постоянными параметрами.
Стабилизаторы в зависимости от способов построения схемы можно разделить на несколько типов:

Встречаются так же и комбинированные схемы стабилизаторов.

Стабилизаторы напряжения поддерживают постоянство напряжения на выходных контактах. Стабилизаторы тока — обеспечивают постоянство тока в нагрузке. Стабилизаторы тока применяются в специальных схемах, например для зарядки аккумуляторов. Наиболее же часто для питания электронных схем требуются стабилиазторы напряжения.
Существует множество типов и схемных решений стабилизаторов. Разные схемы при этом имеют как достоинства так и недостатки. Выбор оптимального типа стабилизатора — это довольно сложный вопрос, на который влияет множество факторов.
Несмотря на разнообразие схем, наибольшее распространение в электронных конструкциях получили два типа стабилизаторов напряжения:

  • Стабилизаторы линейного типа регулировки с последовательным подключением нагрузки и компенсационной стабилизацией выходного напряжения. Типичный представитель: серия КРЕН (аналог LM78xx).
  • Стабилизаторы импульсного типа регулировки с повышающей или понижающей функцией преобразования. Типичный представитель: К1156ЕУ5 (аналог MC34063).

Кратко рассмотрим принцип работы хорошо известного линейного компенсационного стабилизатора.

На рисунке 4 изображена внутренняя блок-схема стабилизатора серии LM78xx («xx» — выходное напряжение стабилизатора этой серии).
Опорный Источник ОИ является задающей основой и неотъемлемой частью всех стабилизаторов. В простейшем случае он может представлять собой параметрический стабилизатор на стабилитроне. Опорный источник вырабатывает точно заданное напряжение UОИ , но способен обеспечить лишь очень маленький ток нагрузки.
Блок Сравнения БС непрерывно сравнивает напряжение на выходных контактах стабилизатора (напряжение обратной связи) Uобр. с напряжением Опорного Источника UОИ . Блок Сравнения может быть построен на операционном усилителе или на нескольких транзисторах.
Выход Блока Сравнения соединён с Регулирующим Элеметном РЭ. Регулирующий Элемент может менять своё сопротивление в зависимости от управляющего сигнала Блока Сравнения. Таким свойством обладают все транзисторы, поэтому в качестве Регулирующего Элемента внутри стабилизатора LM78xx и стоит обыкновенный транзистор.
Теперь, если по каким-то причинам напряжение на выходе стабилизатора начало снижаться, Блок Сравнения начнёт сильнее открывать Регулирующий Элемент (уменьшать его сопротивление). Это повлечёт за собой увеличение выходного напряжения стабилизатора. Такое увеличение напряжения будет продолжаться до тех пор, пока выходное напряжение не сравняется с напряжением Опорного Источника. После чего схема придёт в равновесие. Если вдруг выходное напряжение увеличится выше нормы, произойдёт обратный процесс: Регулирующий Элемент будет немного закрываться и выходное напряжение падать.
В результате этих процессов стабилизатор будет постоянно стараться компенсировать изменение напряжения на источнике питания и будет стремиться поддерживать выходное напряжение на заданном уровне. Можно сказать, что последовательный параметрический стабилизатор — это последовательно с нагрузкой включённый автоматический резистор, сопротивление которого автоматически изменяется для поддержания выходного напряжения.
Для обеспечения нормальной работы такого стабилизатора входное напряжение должно быть больше чем выходное. Для стабилизатора 5 вольт, например, LM7805 минимальное входное напряжение должно быть 7 вольт.

Читайте так же:
Схема стабилизатора ток 3 а при напряжении

Линейный стабилизатор тока построен идентично стабилизатору напряжения. В стабилизаторе тока (Рис. 5.) последовательно с нагрузкой включен резистор малого сопротивления R (от сотых долей Ома до нескольких Ом). Падение напряжения UR на резисторе R постоянно сверяется с напряжением от Опорного Источника ОИ . В случае неравенства величины напряжения на R и напряжения Опорного Источника, Блок Сравнения откорректирует Регулирующим Элеметном РЭ выходное напряжение таким образом, что бы ток через нагрузку оставался неизменным. А так как ток через нагрузку течёт и через токовый резистор R , то по закону Ома падение напряжения на нём ( UR ) меняется.

Простейший стабилизатор тока величной до 1 Ампера можно собрать на микросхеме LM317 (Рис. 6).

Импульсные стабилизаторы тока или напряжения функционируют на похожем принципе, но Регулирующий Элемент управляется Блоком Сравнения в импульсном режиме, а схема обычно дополнительно содержит накопительный дроссель (катушку). Схематично импульсные стабилизаторы построены сложнее, но современные микросхемы позволяют собрать импульсный стабилизатор всего на нескольких элементах.

Используя вышеописанные части (первичный или вторичный источник питания, выпрямитель, фильтр и стабилизатор напряжения), можно собрать полноценный стабилизированный блок питания (Рис. 7):

Если блок питания предназначен для стационарной конструкции — в качестве источника питания используется трансформатор с выпрямителем, если это переносная/мобильная конструкция — используются батарейки или аккумуляторы. Выработанное тут напряжение подаётся на фильтр 1, а затем на стабилизатор. Фильтр 2 повышает эффективность работы стабилизатора блока питания и дополнительно защищает от помех. Стабилизированное напряжение после второго фильтра предназначенно для питания чувствительных электроных схем.
Нестабилизированное напряжение после фильтра 1, указанное пунктирной линией, может использоваться для раздельного питания.
Что такое раздельное питание и для чего оно используется, мы рассмотрим в следующей части статьи. Кроме того, во второй части статьи будут затронуты темы:

  • Явление помех в электронных устройствах.
  • Гальваническая развязка.
  • Борьба с помехами в питании.
  • Выбор аккумулятора или батареек.
  • Выбор типа стабилизатора.
  • Пути снижения токопотребления.

Смелых и Удачных Экспериментов.

Цикл статей состоит из трёх частей:

Дополнения и файлы:

  • URL: СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ. — описание работы простейших стабилизаторов напряжения.
  • URL: Стабилизаторы напряжения. — ещё одно описание работы стабилизаторов напряжения.
  • URL: Виды и особенности импульсных источников электропитания — принцып работы и расчёт импульсных источников.
  • URL: ИС для вторичных источников питания — список микросхем стабилизаторов с указанием аналогов.
  • URL: Elwiki: Регулятор напряжения LM317
  • URL: Конспект лекций: Стабилизаторы напряжения
  • URL: DC-DC преобразователь 12В/5В — простейшая схема импульсного стабилизатора.
  • URL: БЛОКИ ПИТАНИЯ И ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА — много схем БП и ЗУ.
  • URL: Помехоустойчивые устройства — описание помех и методов борьбы с ними.
  • URL: Расчет силового трансформатора.
  • URL: Выпрямители и стабилизаторы напряжения.

HVGC-320-2100A, AC-DC, 320Вт, стабилизатор тока, IP65, вход 180 528В AC, 47 63Гц/254 747В DC, ККМ, в

Информация для заказа
Номенклатурный номер 2014451283
Заводская упаковка: — по 8 шт.

Характеристики

ПроизводительMEAN WELL
НаименованиеЦены, руб. с НДСУсловие
поставки
НаличиеКупить
HVGC-320-2100A, AC-DC, 320Вт, стабилизатор тока, IP65, вход 180 528В AC, 47 63Гц/254 747В DC, ККМ, в
MEAN WELL
2014451283
от 20 — 6907.14
от 14 — 6944.76
от 8 — 6982.38
от 2 — 7020.00
от 1 — 7200.00
под заказ
цена ориентировочная
нет

Цены указаны с учетом НДС со склада в Москве

  • Документация

Документация на HVGC-320-2100A (datasheet)

Представленная техническая информация носит справочный характер и не предназначена для использования в конструкторской документации. Для получения актуализированной информации отправьте запрос на адрес techno.ru

Посмотреть еще
  • Другие товары этого производителя: светодиодные драйверы (источники питания) MEAN WELL
  • Вся продукция производителя MEAN WELL
  • Посмотреть все Источники питания, драйверы
  • Справочник корпусов компонентов
  • Посмотреть и скачать электронный каталог
  • Посмотреть новинки продукции

Нужна помощь в выборе продукции или подборе аналога?
Обратитесь к нашему консультанту webmaster@platan.ru

Указано наличие на складе. Цены даны с учетом НДС. Приведенная информация носит справочный характер и не является публичной офертой в соответствии с пунктом 2 статьи 437 ГК РФ. При заказе товара через сайт Вам будет выставлен счет на оплату в режиме онлайн, товар по фиксированной цене забронирован на 3 рабочих дня.

Оплатить товар можно:

  • Банковским переводом
  • Электронными деньгами Яндекс.Деньги
  • Наличными при получении товара (для клиентов из Москвы и Санкт-Петербурга)
  • Наличными через офисы Евросеть, Связной или через любой платежный терминал, принимающий Яндекс.Деньги
  • Пластиковой картой Visa/MasterCard (кроме клиентов из Санкт-Петербурга)

Мы работаем с разными грузовыми компаниями:

  • экспресс-доставка Major Express
  • Деловые линии
  • ТК Энергия
  • почта России
  • терминалы доставки InPost

Забрать заказ можно в наших офисах:

  • Москва, м.Молодежная, ул.Ивана Франко, д.40, стр.2 (через 2 раб.дня)
  • Москва, м.Электрозаводская, Семеновская наб., д.3/1, к.5 (через 2 раб.дня)
  • С.-Петербург, ул.Зверинская, д.44 (через 5 раб.дней)

Платан проводит строгую политику в области качества поставляемой продукции:

  • мы являемся официальным дистрибьютором более 20 мировых производителей комплектующих
  • на товар, подлежащий гарантийному обслуживанию, срок гарантии составляет 6 месяцев
  • мы предоставляем все необходимые сертификаты
  • мы поддерживаем собственный сервисный центр
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию