Schetchiksg.ru

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

Схема источника питания с стабилизатором тока

Схема источника питания с стабилизатором тока

Схема улучшенного источника питания

Рассмотренная выше схема источника питания рассчитывалась, когда основными критериями, в основном, являлись минимальные стоимостные показатели, тогда как представленный ниже источник питания разрабатывался для того, чтобы иметь минимальный уровень шумов, позволяющий использовать его для питания высококачественного предусилителя с блоком частотной коррекции, соответствующим стандарту RIAA.

Самой важной характеристикой источника питания для предусилительного каскада является максимально низкий уровень шумов. Это не означает, что необходимо обеспечить только очень высокую нечувствительность схемы к внешним источникам шумов (таких, например, как радиопомехи сетевого питания), но необходимо также обеспечить незначительный уровень собственных шумов схемы.

Самым главными причинами, которые приводят к генерации собственных шумов, являются процессы, происходящие при выпрямлении и сглаживании сетевого напряжения, особенно, если на выходе выпрямителя используются конденсаторная схема фильтрации. В силу этого, схемы источников питания, на выходе выпрямителей которых используются фильтрующие дроссели, в подавляющем большинстве случаев оказываются предпочтительнее. Высоковольтные источники питания с дроссельным фильтром являются общепринятыми, однако, использование таких схем для низковольтных источников питания не получило широкого распространения, поэтому они требуют дополнительного рассмотрения относительно их применения. При этом следует учитывать, что источник питания должен рассматриваться и конструироваться, как единое целое.

Примечание. Как транзистор MJE340, так и интегральный стабилизатор напряжения 317Т серии должны монтироваться на соответствующих теплоотводящих радиаторах с соблюдением тщательно выполненной электрической изоляции. В качестве радиаторов можно использовать, например, алюминиевый уголок с толщиной стенки 3 мм.

Низковольтная часть улучшенного блока питания

µ-повторитель, входящий в состав большинства предусилителей (например, блока частотной коррекции фирмы RIA А), должен, без всяких сомнений, питаться от низковольтного источника питания с дополнительным внешним смещением, которое должен быть введен в схему дополнительно к низковольтному напряжению накала. Такая необходимость вызвана тем, что катод одной из ламп μ-повторителя находится под повышенным потенциалом относительно земли. Это приводит к необходимости иметь два различных низковольтных источника питания и использовать в качестве нижних (по схеме) ламп μ-повторителя типы ламп, приведенные в табл. 6.6.

Таблица 6.6
Тип лампыТок подогревателя Iheater, мА
ЕС8010280
6J5-GT300
12В4-А300

Резистор с сопротивлением 315 Ом, подключенный параллельно выводом подогревателя лампы ЕС8010, устанавливает значение тока подогревателя равным 300 мА. Это предполагает, что будет возможно использовать вариант последовательного включения цепей подогревателей ламп. Вариант использования стабилизатора тока для питания подогревателей ламп при их последовательном включении, имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным вариантом стабилизированного источника питания, использующимся для питания подогревателей ламп стандартным постоянным напряжением накала 6,3 В:

• стабилизатор тока имеет более высокую эффективность работы;

• стабилизаторы тока гораздо лучше защищены против случайно возникающих режимов короткого замыкания или холостого хода;

• исключается термический удар подогревателей ламп при их включении;

• отдельные резисторы цепей подогревателей могут использоваться как составляющие элементы фильтров радиопомех для отдельных каскадов;

• паразитные сопротивления проводов цепей подогревателей перестают влиять на работу ламп (в схеме сложного предусилительного каскада, в котором используются лампы фирмы О ctal, потребляющие ток более 5 А при напряжении накала 6,3 В, потребуются провода, имеющие достаточно большое сечение);

• напряжение на подогревателе каждой лампы должно слегка превышать напряжение на ее катоде, чтобы предотвратить возникновение паразитного диодного эффекта между вольфрамовым подогревателем и катодом лампы.

Недостатками последовательной схемы питания цепей подогревателей ламп являются:

• обрыв нити накала подогревателя любой из ламп будет носить катастрофический характер, так как прекратиться накал всех ламп и стабилизатор тока окажется на холостом ходу. Написав это, автор немедленно подумал о том, что в его практике за 30 лет наблюдались всего два случая, связанных с неисправностью цепи накала, (причем, причиной одного из них был сам автор, допустивший превышение предельного значения напряжения между катодом и подогревателем Vhk(max)). К сожалению, второй случай был связан с последовательно включенными цепями подогревателей ламп и последствия вызванных им повреждений были просто ужасными;

• теоретически не исключается температурный дрейф. При нагреве нити накала вольфрамового подогревателя ее сопротивление возрастает (этот закон справедлив для всех металлов) Так как выделяющаяся мощность Р = I 2 R, то увеличивающееся сопротивление вызывает увеличение выделяющейся мощности в проводнике. На практике, изменение сопротивления с температурой не столь уж велико и выделяющаяся мощность в большей мере зависит от второй степени протекающего тока, I 2 , следовательно, стабилизированный по току источник питания имеет более стабильные температурные характеристики.

Схема стабилизатора тока

Как и в предыдущем случае, также хотелось бы иметь возможность задавать для подогревателей ламп режим пониженного энергопотребления, однако, так как для подогревателей ламп затруднено применение закона Ома (из-за температурного изменения их сопротивления при работе лампы), то невозможно непосредственно рассчитать необходимую величину тока, несмотря даже на то, что известно напряжение, приложенное к нити накала катода, должно будет составлять 63% от значения номинального рабочего напряжения. Понадобилось выполнить целую серию экспериментов, чтобы установить, что работа цепи накала при величине тока, составляющего 78% от номинального значения, будет эквивалентна режиму, при котором к цепи накала лампы с косвенным подогревом приложено 63% номинального значения напряжения.

Читайте так же:
Микросхема линейного стабилизатора тока

При последовательном включении цепей подогревателей ламп полностью исключается вариант параллельного соединения подогревателей отдельных групп ламп, поэтому требуется один стабилизированный источник тока на 300 мА, питающий одну общую цепь накала ламп. Многоцелевой интегральный стабилизатор 317 серии идеально подходит для этой цели. Только вместо того, чтобы поддерживать постоянным напряжение 1,25 В на части параллельно включенного делителя напряжения, он теперь должен бороться за поддержание величины этого напряжения на последовательно включенном токочувствительном резисторе (рис. 6.47а).

Для того, чтобы стабилизатор работал правильно, падение напряжения на токочувствительном резисторе должно составлять 1,25 В даже в том случае, когда по цепям подогревателей ламп проходит 78% номинального тока в режиме пониженного энергопотребления. Следовательно, сопротивление токозадающего элемента Rsense должно составлять:

Рис. 6.47 Использование интегральной микросхемы 317 серии в качестве стабилизатора тока

Нет ничего удивительного в том, что полученное значение не совпадает с величиной сопротивления, входящего в стандартные серии номиналов, однако, за счет увеличенного напряжения выпадения из режима стабилизации и снижения эффективности работы, можно использовать более высокое значение сопротивления. Большее значение сопротивление вызовет увеличенное по сравнению с напряжением 1,25 В падение напряжения при том же требуемом значении тока. Однако оно может быть уменьшено обратно до значения 1,25 В за счет резистора, включенного параллельно с токозадающим резистором. В силу вышесказанного можно использовать ближайшее по величине сопротивление из ряда стандартной серии, которое будет равно 5,6 Ом.

В режиме пониженного энергопотребления на резисторе с сопротивлением 5,6 Ом падение напряжения составит 1,31 В, а при номинальном рабочем режиме (токе 300 мА) падение напряжения составит 1,68 В. Необходимо использовать делитель напряжения, который представлял бы компромиссное решение для двух рассматриваемых режимов (рис. 6.47 б).

Для того, чтобы рассчитать параметры цепи делителя, необходимо слегка видоизменить схему и предположить, что напряжение на выводе Выход (OUT) составляет 0 В (рис. 6.47 в).

При работе интегрального стабилизатора напряжение на его выводе Настройка (ADJ) должно быть равно — 1,25 В. Если предположить, что в цепи делителя протекает ток, равный 1 мА, то величина верхнего резистора должна составлять 1,25 кОм. Однако это значение сопротивления не входит в ряд стандартных значений серии, поэтому выбор ограничивается значением 1,2 кОм, что, в свою очередь, определяет новое значение тока Ichain, протекающего в делителе, которое может быть рассчитано в соответствии с выражением:

В цепь делителя с вывода Настройка (ADJ) поступает ток, равный 50 мкА, следовательно, по нижнему резистору протекает ток, равный (1,04167 мА + 50 мкА) = = 1,019167 мА. Ток цепи суммируется с током нагрузки, следовательно, величина необходимого тока, протекающего по токозадающему резистору, уменьшается до значения, которое определяется разностью: (300 мА — 1,09167 мА) = 298,908 мА.

Режим пониженного энергопотребления

Режим пониженного энергопотребления задается при закорачивании нижнего резистора цепи с использованием контактов реле. Падение напряжения на токозадающем резисторе в этом режиме определяется выражением:

В результате действия стабилизатора на верхнем резисторе цепи делителя падение напряжения всегда равно 1,25 В. Поэтому падение напряжения на среднем резисторе должно составлять: (1,31056 В — 1,25 В) = 55,63 мВ. Зная падение напряжения на резисторе и величину протекающего по нему тока, можно найти величину его сопротивления:

Точное значение тока, задающего режим пониженного энергопотребления, не является существенным, поэтому можно использовать ближайшее значение сопротивления из ряда номиналов, образующих серию Е24, то есть это будет 51 Ом.

После того, как контакты реле разомкнутся, по токозадающему резистору начнет протекать полный ток, равный 0,298908 А. Падение напряжения при этом токе составит 1,6739 В. Падение напряжения на двух нижних резисторах в этом случае должно составлять: (1,6739 В — 1,25 В) = 0,4239 В, что позволяет найти величину их суммарного сопротивления:

Вклад среднего резистора цепи делителя в это значение составляет 56 Ом, следовательно, сопротивление нижнего резистора составит: (406,9 Ом — 51 Ом) = 355,9 Ом. Ближайшее значение сопротивления, входящего в серию Е24 и равное 360 Ом, задает значение тока, превышающее номинальное на 0,2%, однако, значение сопротивления 357 Ом, входящего в серию Е96 уменьшит отклонение от расчетного значения тока до +0,05%.

Погрешности и неисправности

На практике, основным источником гораздо погрешности является токозадающий резистор с сопротивлением 5,6 Ом. В рассматриваемой схеме на этом резисторе выделяется мощность, равная 0,5 Вт. Даже находясь в абсолютно свободном воздушном пространстве, не ограниченным никакими близкорас-положенными деталями, узлами и корпусом, резистор, рассчитанный на мощность рассеяния 0,6 Вт, и на котором фактически выделяется 0,5 Вт мощности, нагрелся бы до достаточно высокой температуры, что привело бы к отклонению его сопротивления от номинала. Поэтому, следует использовать резистор, рассчитанный на более высокую мощность рассеяния. Очевидным кандидатом для такого выбора является плакированный алюминием резистор, закрепленный винтами на охлаждающем радиаторе, однако, найти резистор подобного типа, имеющий допуск на точность изготовления менее 5%, оказывается весьма затруднительным. Более простым (и обеспечивающим необходимую точность) решением является использование десяти более дешевых резисторов с сопротивлением 56 Ом, имеющих допуск на точность изготовления 1 % и рассчитанных на мощность рассеяния 0,6 Вт, которые соединяются параллельно, образуя, таким образом, компонент схемы, имеющий сопротивление 5,6 Ом с величиной отклонения ± 1 % и способный рассеивать 6 Вт мощности.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для мотоцикла

Для того, чтобы скомпенсировать влияние погрешностей, вносимых при расчете схемы, а так же возникающих за счет существующих допусков на точность изготовления компонентов схемы, можно было бы заменить нижний резистор цепью, составленной из последовательно включенного постоянного резистора с сопротивлением 330 Ом и переменного резистора с сопротивлением 50 Ом. Это не только позволило бы точно задавать величину тока подогревателей при наладке схемы, но также позволило бы упростить расчет схемы, позволяя пренебрегать вкладом тока управляющей цепи в общий ток нагрузки. Однако, вопреки такому, на первый взгляд очевидному подходу, использование переменного резистора категорически не рекомендуется. Переменные резисторы, как правило, отказывают, когда контакты его движка оказываются разомкнутыми, а в данной схеме это привело бы к тому, что стабилизатор включился бы полностью, в результате чего полное напряжение, имеющееся перед входом стабилизатора, оказалось бы приложенным к цепям подогревателей, что вызвало бы в свою очередь катастрофическое увеличение анодных токов всех ламп усилителя.

Схемы источников питания

Существует три основных типа источников питания: нестабилизированные источники питания, источники питания с линейными стабилизаторами и импульсные источники питания. Четвертый тип схем источников питания называется источник питания с импульсным стабилизатором, представляет собой гибрид между нестабилизированной и импульсной схемами и заслуживает отдельного подраздела сам по себе.

Нестабилизированные источники питания

Нестабилизированный источник питания – это самый простой тип, состоящий из трансформатора, выпрямителя и фильтра нижних частот. Эти источники питания обычно имеют большие пульсации напряжения (то есть быстро изменяющуюся нестабильность) и другой «шум» переменного напряжения, накладываемые на выходное постоянное напряжение питания. Если входное напряжение меняется, выходное напряжение будет меняться пропорционально. Преимущество нестабилизированного источника питания заключается в том, что он дешевый, простой и эффективный.

Источники питания с линейными стабилизаторами

Источник питания с линейным стабилизатором – это просто нестабилизированный источник питания, за которым следует транзисторная схема, работающая в своем «активном», или «линейном» режиме, отсюда и название линейный стабилизатор. Типовой линейный стабилизатор предназначен для вывода фиксированного напряжения для широкого диапазона входных напряжений, и на нем просто падает любое избыточное напряжение, чтобы обеспечить максимальное выходное напряжение на нагрузке. Это падение избыточного напряжения приводит к значительному рассеиванию мощности в виде тепла. Если входное напряжение станет слишком низким, схема утратит стабилизацию, что означает, что она не сможет поддерживать неизменное напряжение. Она может только отбрасывать избыточное напряжение, но не может восполнять недостаток напряжения в секции нестабилизированного источника. Поэтому необходимо поддерживать входное напряжение выше требуемого выходного напряжения как минимум на 1–3 вольта в зависимости от типа стабилизатора. Это означает, что мощность, эквивалентная, по крайней мере, 1–3 вольтам, умноженным на полный ток нагрузки, будет рассеиваться схемой стабилизатора, выделяя много тепла. Это делает источники питания с линейными стабилизаторами довольно неэффективными. Кроме того, чтобы избавиться от всего этого тепла, они должны использовать большие радиаторы, которые делают их большими, тяжелыми и дорогими.

Импульсные источники питания

Импульсный источник питания («импульсник») – это попытка реализовать преимущества как нестабилизированной, так и линейной стабилизированной конструкций источников питания (небольшой, эффективный и дешевый, но при этом с «чистым», стабильным выходным напряжением). Импульсные источники питания работают по принципу выпрямления входного переменного напряжения в постоянное напряжение, повторного преобразования его в высокочастотное прямоугольное переменное напряжение с помощью транзисторов, работающих как ключи (открыт/закрыт), затем понижения или повышения этого переменного напряжения с помощью небольшого трансформатора, а затем выпрямления выходного переменного напряжения трансформатора в постоянное напряжение и фильтрации до конечного выходного напряжения. Стабилизация напряжения достигается путем изменения скважности («коэффициента заполнения») преобразования постоянного напряжения в переменное на первичной обмотке трансформатора. В дополнение к меньшему весу трансформатора из-за меньшего сердечника, «ипульсники» имеют еще одно огромное преимущество по сравнению с предыдущими двумя конструкциями: этот тип источника питания может быть сделан настолько независимым от входного напряжения, что он может работать в любой системе электроснабжения в мире; эти источники питания называются «универсальными».

Читайте так же:
Импульсные схемы стабилизаторов постоянного тока

Недостатком импульсных источников питания является то, что они являются более сложными, и из-за своего принципа действия они имеют тенденцию генерировать много высокочастотного «шума» на линии питания. Большинство «импульсников» также имеет на выходе значительные пульсации напряжения. У более дешевых типов эти шум и пульсации могут быть такими же плохими, как и у нестабилизированного источника питания; такие низкобюджетные «импульсники» не бесполезны, потому что они по-прежнему обеспечивают стабильное среднее выходное напряжение и обладают возможностями «универсального» входа.

На выходе дорогих импульсных источников питания пульсаций нет, а шум почти такой же низкий, как у некоторых линейных стабилизаторов; эти «импульсники», как правило, стоят также дорого, как и источники питания с линейными стабилизаторами. Причиной использования дорогого «импульсника» вместо хорошего источника с линейным стабилизатором является необходимость универсальной совместимости с системами электроснабжения или высокая эффективность. Высокая эффективность, малый вес и малые размеры – вот причины, по которым импульсные источники питания практически повсеместно используются для питания цифровых компьютерных схем.

Источники питания с импульсными стабилизаторами

Источник питания с импульсным стабилизатором – это альтернатива схеме с линейным стабилизатором: нестабилизированный источник питания (трансформатор, выпрямитель, фильтр) представляет собой «начало» схемы, а транзистор, работающий строго в режимах открыт/закрыт (насыщение/отсечка), передает питание постоянным напряжением на большой конденсатор так, чтобы поддерживать выходное напряжение между верхним и нижним установленными значениями. Как и в импульсных источниках питания, транзистор в импульсном стабилизаторе никогда не пропускает ток, находясь в своем «активном», или «линейном», режиме в течение какого-либо существенного промежутка времени, что означает, что в таком стабилизаторе будет теряться очень мало энергии в виде тепла. Однако самым большим недостатком этой схемы стабилизации является вынужденное наличие некоторых пульсаций напряжения на выходе, так как постоянное напряжение изменяется между двумя контрольными значениями напряжения. Кроме того, эти пульсации напряжения изменяются по частоте в зависимости от тока нагрузки, что затрудняет окончательную фильтрацию выходного напряжения питания.

Схемы импульсных стабилизаторов, как правило, немного проще схем импульсных источников питания, и им не нужно работать с большими мощностями.

Лабораторный источник питания 1.5 A 0..25В

Предлагаемый лабораторный блок питания способен обеспечивать ток до 1,5 А, при напряжении от 0 до 25 В. Схема довольно проста и использует очень распространенные электронные компоненты.

Схема питается от сети переменного тока через понижающий трансформатор и выпрямительный мост B1. На выходе выпрямителя получается постоянное напряжение около 33 вольт. Дополнительный маломощный выпрямитель на диодах D1, D2 и конденсаторах C1 и C2 подключен к части вторичной обмотки сетевого трансформатора и формирует дополнительное напряжение отрицательной полярности, необходимое для работы узла стабилизатора.

Схема лабораторного источника питания. Кликните чтобы увеличить.

В правой части схемы мы видим обычный очень распространенный стабилизатор напряжения LM317 (U2). Минимально возможное напряжение на выходе этой микросхемы — около 1.25 В. Поскольку мы хотим иметь возможность устанавливать выходное напряжение нашего блока питания от 0 вольт, а не от 1.25, то для этого как раз и используется источник отрицательного напряжения на элементах D1, D2, C1 и C2.

Диоды D5 и D6 смещены от дополнительного источника отрицательного постоянного напряжения через транзистор Q2, который используется как источник стабильного тока. Транзистор Q2 стабилизирует падение напряжения на D5 и D6 примерно до — 1,25 В. Таким образом, выходное напряжение можно регулировать от почти 0 до 25 В с помощью потенциометра P2

В средней части схемы используется второй регулятор LM317 (U1), который действует как регулируемый ограничитель тока. Резистор R6 — это датчик тока. По мере увеличения тока падение напряжения на R6 также увеличивается, и как только оно достигает уровня 1,25 В, запускается внутренний ограничитель тока U1. Потенциометром P1 мы устанавливаем желаемый порог ограничения выходного тока.

Конструкция блока питания.

Компоненты схемы источника питания установлены на печатной плате. Чертежи платы в формате PDF можно скачать по ссылке:

Для лабораторного блока питания рекомендуется использовать металлический корпус. На передней панели корпуса желательно установить цифровой или стрелочный измеритель напряжения и тока. Дешевые цифровые вольтметры — амперметры встраиваемого типа можно заказать в Китае на площадке Алиэкспресс:

Как и в любом линейном источнике питания, выделение тепла на регулирующем элементе увеличиваются по мере уменьшения выходного напряжения. Чтобы избежать перегрева LM317, оба регулятора необходимо установить на радиаторах

Возможная конструкция лабораторного блока питания

Статься переведена с английского 18 июня 2017г. Источник
ЗДЕСЬ

Блок питания на 7805 схема

L7805-CV линейный стабилизатор постоянного напряжения

L7805-CV — практически для любого радиолюбителя собрать источник питания со стабилизирующим выходным напряжением на микросхеме 7805 и аналогичных из этой серии, не представляет никакой сложности. Именно об этом линейном регуляторе входного постоянного напряжения пойдет речь в данном материале.

Читайте так же:
Стабилизатор тока схема расчет

На рисунке выше, представлена типичная схема линейного стабилизатора L7805 с положительной полярностью 5v и номинальным рабочим током 1.5А. Данные микросхемы приобрели такую известность, что за их производство взялись большинство мировых компаний. А вот на снимке ниже, представлена схема немного усовершенствованная, за счет увеличения емкости конденсаторов С1-С2.

Как правило, между радиотехниками и электронщиками этот чип называют сокращенно, не называя впереди стоящих буквенных обозначений указывающих на производителя. Ведь и так понятно для каждого, что это — стабилизатор, последняя цифра, которого указывает его напряжение на выходе.

Кто еще не сталкивался с данными электронными компонентами на практике и мало, что о них знает, то вот вам для наглядности небольшое видео по сборке схемы:

Стабилизатор напряжения 5v! На микросхеме L7805CV

Одно из важных условий — высокое качество компонентов

На самом деле при покупке комплектующих изготовитель играет значительную роль. Когда вы приобретаете любые электронные компоненты, всегда обращайте внимание на бренд детали, а также поинтересуйтесь кто их поставляет. Лично меня устраивает продукция компании «STMicroelectronics», производителя микроэлектронных компонентов.

Безымянные стабилизаторы или от мало известных фирм, как правило всегда стоят дешевле, чем аналогичные от известных брендов. Но и качество таких деталей не всегда на должном уровне, особенно сказывается в их работе существенный разброс напряжения на выходе.

Практически мне много раз попадались микросхемы L7805 выдававшие выходное напряжение в пределах 4,6v, вместо 5v, а другие из этой же серии давали наоборот больше — 5,3v. К тому же, такие образцы частенько могут создавать приличный фон и повышенное потребление мощности.

Схема источника тока выполненная на микросхемах из серии L78xx

Значение выходного тока обусловлено постоянным резистором R*, включенным параллельно с конденсатором 0,1uF, именно это сопротивление в свою очередь создает нагрузку для L7805. Причем, стабилизатор не имеет заземления. На «землю» идет только один вывод сопротивления нагрузки Rн. Принцип действия такой схемы включения обязывает L7805-CV выдавать в нагрузку определенную величину тока, посредством регулирования выходного напряжения.

Величина тока на выходе источника L78хх

Неприятный момент, который можно наблюдать в схеме, это суммирование тока покоя Id с током на выходе. Параметры тока покоя обозначены в документации на микросхему. В основном такие стабилизаторы имеют постоянную величину тока покоя, составляющую 8мА. Это значение является наименьшим током выходной цепи чипа. Следовательно, при попытке создать источник тока, у которого значение будет меньше, чем 8мА, никак не получится.

Здесь можно скачать документацию на микросхему L78xx L78_DataSheet.pdf

В лучшем случае от L7805 можно получить выходные токи в пределах от 8мА до 1А. Впрочем, при работе на токах превышающие значение 750-850 мА, категорически рекомендуем устанавливать микросхему на радиатор. Но и работать на таких токах все же не оправдано. Обозначенный в документации ток в 1А — это его максимальное значение. В фактических условиях чип наверняка выйдет из строя из-за перегрева. Поэтому, оптимальный выходной рабочий ток должен находится в пределах от 20 мА до 750 мА.

Корректность выходного тока и величина напряжения

В тоже время не постоянность тока покоя формируется как Δ >

Оптимальное сопротивление нагрузки

Одновременно с этим нужно принять во внимание значение сопротивления нагрузки. Здесь все просто, то есть используя закон Ома можно все высчитать. Например:

Исходя их таких несложных расчетов мы выяснили, какое должно быть напряжение на нагрузке с сопротивлением 100 Ом, чтобы создать выходной ток 100 мА. Согласно эти расчетам получается, что оптимальным вариантом будет использовать микросхему 7812 либо 7815, рассчитанную на 12v и 15v в соответствии, с целью иметь запас.

Заключение

Естественно, в такой схеме источника тока присутствуют ограничительные моменты. Хотя она может быть полезна для большого количества решений, в которых высокая точность не играет особой роли. Отсутствие какой либо сложности в схеме, дает возможность изготовить источник тока практически в любых условиях, тем более комплектующие для нее приобрести не составит труда.

Данный БП отличается высокой стабильностью, тепловыделение на компонентах не наблюдается, если даже перегрузить выход. Устройство не содержит труднодоступных компонентов.

Блок питания работает на бестрансформаторной основе, состоит из гасящей цепи, диодного выпрямителя, маломощного стабилитрона на 9 вольт и стабилизатора напряжения на 5 вольт. Стабилитрон тут нужно ставить обязательно, в противном случае на вход стабилизатора будет поступать напряжение более 100 вольт, это приведет к перегреву стабилизатора и в конце концов он выйдет из строя.

Конденсаторы сглаживают сетевые пульсации. Диоды можно использовать буквально любые — с допустимым током более 1А и напряжением более 250 вольт, я к примеру взял мост КЦ405В.

Стабилитрон тоже любой с напряжением стабилизации от 6 до 15 вольт. В качестве стабилизатора поставил широко применяемый — 7805. Это мощный импортный стабилизатор на 5 вольт, используется в цифровой технике (автомагнитолы,ФМ-модуляторы и т. п.)

Читайте так же:
Регулированный стабилизатор напряжения с ограничению по току

Устройством был заряжен мобильный телефон NOKIA N-95, емкость аккумулятора 1150мА/ч. Телефон полностью зарядился за 5 часов.
Из основных достоинств данной схемы можно выделить то, что схема не «бьет током», это делает ее полностью безопасным. В китайских светодиодных фонариках стоят аналогичные схемы, но в отличии от приведенной схемы, там нет стабилитронов, поэтому после диодного выпрямителя напряжение опасно для человека!
Выходной ток не превышает 150 мА, этого вполне хватит для зарядки пальчиковых аккумуляторов и аккумуляторных батарей, мобильных телефонов и других автономных устройств

Устройства, которые входят в схему блока питания, и поддерживают стабильное выходное напряжение, называются стабилизаторами напряжения. Эти устройства рассчитаны на фиксированные значения напряжения выхода: 5, 9 или 12 вольт. Но существуют устройства с наличием регулировки. В них можно установить желаемое напряжение в определенных доступных пределах.

Большинство стабилизаторов предназначены на определенный наибольший ток, который они выдерживают. Если превысить эту величину, то стабилизатор выйдет из строя. Инновационные стабилизаторы оснащены блокировкой по току, обеспечивающей выключение устройства при достижении наибольшего тока в нагрузке и защищены от перегрева. Вместе со стабилизаторами, которые поддерживают положительное значение напряжения, есть и устройства, действующие с отрицательным напряжением. Они применяются в двухполярных блоках питания.

Стабилизатор 7805 изготовлен в корпусе, подобном транзистору. На рисунке видны три вывода. Он рассчитан на напряжение 5 вольт и ток 1 ампер. В корпусе есть отверстие для фиксации стабилизатора к радиатору. Модель 7805 является устройством положительного напряжения.

Зеркальное отображение этого стабилизатора — это его аналог 7905, предназначенный для отрицательного напряжения. На корпусе будет положительное напряжение, на вход поступит отрицательное значение. С выхода снимается -5 В. Чтобы стабилизаторы работали в нормальном режиме, нужно подавать на вход 10 вольт.

Распиновка

Стабилизатор 7805 имеет распиновку, которая показана на рисунке. Общий вывод соединен с корпусом. Во время установки устройства это играет важную роль. Две последние цифры обозначают выдаваемое микросхемой напряжение.

Стабилизаторы для питания микросхем

Рассмотрим методы подключения к питанию цифровых приборов, сделанных самостоятельно, на микроконтроллерах. Любое электронное устройство требует для нормальной работы правильное подключение питания. Блок питания рассчитывается на определенную мощность. На его выходе устанавливается конденсатор значительной величины емкости для выравнивания импульсов напряжения.

Блоки питания без стабилизации, применяемые для роутеров, сотовых телефонов и другой техники, не сочетаются с питанием микроконтроллеров напрямую. Выходное напряжение этих блоков изменяется, и зависит от подключенной мощности. Исключением из этого правила являются зарядные блоки для смартфонов с USB портом, на котором выходит 5 В.

Схема работы стабилизатора, сочетающаяся со всеми микросхемами этого типа:

Если разобрать стабилизатор и посмотреть его внутренности, то схема выглядела бы следующим образом:

Для электронных устройств не чувствительных к точности напряжения, такой прибор подойдет. Но для точной аппаратуры нужна качественная схема. В нашем случае стабилизатор 7805 выдает напряжение в интервале 4,75-5,25 В, но нагрузка по току не должна быть больше 1 А. Нестабильное входное напряжение колеблется в интервале 7,5-20 В. При этом выходное значение будет постоянно равно 5 В. Это является достоинством стабилизаторов.

При возрастании нагрузки, которую может выдать микросхема (до 15 Вт), прибор лучше обеспечить охлаждением вентилятором с установленным радиатором.

Работоспособная схема стабилизатора:

  • Наибольший ток 1,5 А.
  • Интервал входного напряжения – до 40 вольт.
  • Выход – 5 В.

Во избежание перегрева стабилизатора, необходимо поддерживать наименьшее входное напряжение микросхемы. В нашем случае входное напряжение 7 вольт.

Лишнюю величину мощности микросхема рассеивает на себе. Чем выше входное напряжение на микросхеме, тем выше потребляемая мощность, которая преобразуется в нагревание корпуса. В итоге микросхема перегреется и сработает защита, устройство отключится.

Стабилизатор напряжения 5 вольт

Такое устройство имеет отличие от аналогичных приборов в своей простоте и приемлемой стабилизации. В нем использована микросхема К155J1А3. Этот стабилизатор использовался для цифровых устройств.

Устройство состоит из рабочих узлов: запуска, источника образцового напряжения, схемы сравнения, усилителя тока, ключа на транзисторах, накопителя индуктивной энергии с коммутатором на диодах, фильтров входа и выхода.

После подключения питания начинает действовать узел запуска, который выполнен в виде стабилизатора напряжения. На эмиттере транзистора возникает напряжение 4 В. Диод VD3 закрыт. В итоге включается образцовое напряжение и усилитель тока.

Ключ на транзисторах закрыт. На выходе усилителя образуется импульс напряжения, который открывает ключ, пропускающий ток на накопитель энергии. В стабилизаторе включается схема отрицательной связи, устройство переходит в режим работы.

Все применяемые детали тщательно проверяются. Перед установкой на плату резистора, его значение делают равным 3,3 кОм. Стабилизатор вначале подключают на 8 вольт с нагрузкой 10 Ом, далее, при необходимости устанавливают его на 5 вольт.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию