Schetchiksg.ru

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

Схема стабилизатора ток 3 а при напряжении

3.13 Вариант 13. Регулируемый стабилизатор напряжения от 0 до10 в и ток 3а

Рисунок 15 – Электрическая схема регулируемого стабилизатора напряжения от 0 до10 В и ток 3А

Полупроводниковый танталовый конден­сатор С1 =1 мкФ необязателен: способству­ет подавлению выбросов, шумов и переход­ному процессу.

3.14 Вариант 14. Стабилизатор с автономным питанием для аналоговых ИС

Этот простой высококачественный источ­ник питания для устройств, работающих от батарей, имеет такой же КПД, как и хоро­ший импульсный стабилизатор, однако не создает полей излучения и помех, обычно присущих импульсным устройствам. Выход­ное напряжение 6 В достаточно для питания многих ИС.

Опорное напряжение 2,5 В предназнача­ется для использования внешними устройствами. Так как большинство ОУ ограничивает отрицательный сигнал раньше, чем положи­тельный, смещение 2,5 В предпочтительнее, чем 3 В, так как позволяет получить сим­мет- ричный сигнал. Выход опорного напряже­ния может служить источником тока 50 мкА и токовой нагрузкой 10 мА. Если необходим источник более сильного тока, то следует уменьшить сопротивление смещающего рези­стора R1.

3.14.1 Преимущества использования МОП-транзисторов

Описанный здесь стабилизатор был пер­воначально разработан с использованием ре­гулирующего pnp-транзистора. В таком виде разработка имела достаточно преимуществ перед интегральными стабилизаторами и она была передана в производство. Позже была рассмотрена возможность усовершенствования разработки посредством использования в ка­честве регулирующего элемента МОП-транзи­стора с каналом р-типа в режиме обогаще­ния. Как только был найден поставщик р-канальных транзисторов с достаточно низким пороговым напряжением (Supertex, Inc.), схема была модифицирована, чтобы приспо­со- бить ее к МОП-транзистору, и проверена. Были достигнуты следующие результаты: несколько снизился потребляемый ток, падение напряжения между входом и выходом существенно снизилось, выходной импеданс значительно умень­шился, фактически отсутствуют эффекты отри­цательного входного сопротивления, осложня­ющие работу при малых падениях напряже­ния стабилизаторов, использующих биполяр­ный транзистор в .качестве регулирующего элемента, емкость затвора МОП-транзистора была использована для улучшения схемы фазовой компенсации, что практически исключило ограничения на реактивное сопротивление нагрузки и улучшило стабилизацию, не потребовалось прибегать к компромис­сным решениям.

Схема на МОП-транзисторе была эквива­лентна или превосходила схему на биполяр­ном транзисторе во всех отношениях.

3.14.2 Работа схемы

Смещенный резистором R1 активный стабилитрон Q1 обеспечивает опорное напря­жение 2,5 В на эмиттере транзистора-датчи­ 27 АQ2. Делитель напряжения Dl, D2, R2/R3 уменьшает 6-ти вольтовый перепад до 2 В, чтобы получить управляющее напряжение на базе транзистора Q2. Если перепад менее 6 В, управляющее напряжение падает ниже 2 В, увеличивая открывающее смещение на переходе база-эмиттер транзистора Q2. При­раще- ние тока коллектора усиливается тран­зистором Q3, в результате чего увеличивает­ся напряжение смещения затвор-исток тран­зистора Q4. Ток стока транзистора Q4 воз­растает, восстанавливая 6-вольтовый перепад до требуемого значения.

Диоды D1 и D2 обеспечивают темпера­турную компенсацию перехода база-эмиттер транзистора Q2. Конденсатор CI устраняет эффект Миллера транзистора Q2 и ускоряет действие обратной связи через делитель на­пряжения. Емкость затвора транзистора Q4 минимизирует эффект Миллера в транзисто­ре Q3 и определяет совместно с резистором R5 частоту среза частотной характеристики вблизи 10 кГц. Такой спад позволяет осуще­ствить фазовую компенсацию преобладающе­го полюса с помощью недорогого конденсато­ра С2 на выходе схемы. Конденсатор СЗ по­давляет паразитную генерацию и улучшает переходный процесс, а конденсатор С4 со­храняет импеданс источника опорного напря­жения низким даже на высоких частотах.

Характеристика блока питания: — imax = 50 mA;

— выходной импеданс значительно меньше 1 Ом от постоянного тока до 1 МГц;

Читайте так же:
Расчет драйвера стабилизатора тока

— ток покоя 350 мкА, независимо от на­грузки V = 0,5 В при 50 мА и 0,1 В при 10 мА;

— КОНП = 80 дБ на постоянном токе, 60 дБ на частотах 100 Гц и 1 кГц;

— КПД = 78% при напряжении аккумуля­тора 7,5 В и токе нагрузки 10 мА.

Рисунок 16 – Электрическая схема стабилизатора напряжения автономного источника

3.15 Вариант 15. Стабилизатор напряжения ±5 В с ограничением тока

Рисунок 17 – Электрическая схема стабилизатора напряжения ±5 В с ограничением тока

Область безопасной работы и передаточ­ные характеристики МОП-транзистора с двойной диффузией позволяют этой схеме выдерживать ток короткого замыкания до тех пор, пока контакты теплового реле не отключат входное напряжение. Максималь­ный ток ограничивается очень просто, так как в МОП-транзисторе с двойной диффу­зией ток стока пропорционален напряжению затвор-исток vgs. Транзистор VP1204N1 (Q1) при размахе напряжения на его затворе, ограниченном 8 В и определяемом дели­телем напряжения, пропускает ток лишь около 10 А. Падение напряжения на транзи­сторе составляет 2-3 В при токе 10 А. Транзистор Q2 также управляется сигналом на затворе, ограниченным 4,5 В. Эта схема обеспечивает малое время установления ре­жима стабильности, уменьшая потребность в больших конденсаторах сглаживающего фильтра на выходе.

3.16 Вариант 16. Прецизионный стабилизатор с защитой от перегрузки

Рисунок 18 – Электрическая схема прецизионного стабилизатора с защитой от перегрузки

Обычно биполярные транзисторы исполь­зуются для управления мощными МОП-при­борами (полезными для работы с ключевыми каскадами). Схема, примененная в этом ли­нейном стабилизаторе, позволяет осуществ­лять управление максимальным выходным током с помощью двух дополнительных пас­сивных компонентов: резистора контроля то­ка Rsense и стабилитрона LM 103 -5.1. Регу­лирующий pnp-транзистор должен иметь указанный диапазон изменения коэффициен­та передачи тока, обеспечивающий нормаль­ный диапазон базовых токов, необходимых для работы с заданной нагрузкой. Когда воз­растает ток нагрузки, увеличивается ток ба­зы рпр-транзистора и напряжение на рези­сторе контроля тока, которое запирает поле­вой транзистор и прекращает дальнейший рост тока базы, ограничивая тем самым вы­ходной ток.

3.17 Вариант 17. Зарядное устройство на ток 20 А для никель-кадмиевых

аккумуляторов, питающееся от сети

Рисунок 19 – Электрическая схема зарядного устройства на ток 20 А для

никель-кадмиевых аккумуляторов, питающееся от сети

Малые габариты и минимальное тепло­выделение делают это автономное двухтакт­ное зарядное устройство привлекательным для компактных систем.

ИС управления импульсным стабилизатором типа 1525 выполняет функции генерато­ра, датчика напряжения и предварительного выходного каскада. Трансформатор Т2 обес­печивает изоляцию от первичной сети и лег­кость управления МОП-транзисторами.

Схемы простых стабилизаторов напряжения

Чаще всего радиотехнические устройства для своего функционирования нуждаются в стабильном напряжении, не зависящем от изменений сетевого питания и от тока нагрузки. Для решения этих задач используются компенсационные и параметрические устройства стабилизации.

Параметрический стабилизатор

Его принцип работы заключается в свойствах полупроводниковых приборов. Вольтамперная характеристика полупроводника – стабилитрона показана на графике.

Во время включения стабилитрона свойства подобны характеристике простого диода на основе кремния. Если стабилитрон включить в обратном направлении, то электрический ток сначала будет расти медленно, но при достижении некоторой величины напряжения наступает пробой. Это режим, когда малый прирост напряжения создает большой ток стабилитрона. Пробойное напряжение называют напряжением стабилизации. Во избежание выхода из строя стабилитрона, течение тока ограничивают сопротивлением. При колебании тока стабилитрона от наименьшего до наибольшего значения, напряжение не изменяется.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для мопеда

На схеме показан делитель напряжения, который состоит из балластного сопротивления и стабилитрона. К нему параллельно подключена нагрузка. Во время изменения величины питания меняется и ток резистора. Стабилитрон берет изменения на себя: меняется ток, а напряжение остается постоянным. При изменении резистора нагрузки ток изменится, а напряжение останется постоянным.

Компенсационный стабилизатор

Прибор, рассмотренный ранее очень простой по конструкции, но дает возможность подключать питание прибора с током, который не превышает наибольшего тока стабилитрона. Вследствие этого используют приборы, стабилизирующие напряжение, и получившие название компенсационных. Они состоят из двух видов: параллельные и последовательные.

Называется прибор по методу подключения элементу регулировки. Обычно используются компенсационные стабилизаторы, относящиеся к последовательному виду. Его схема:

Элементом регулировки выступает транзистор, соединенный последовательно с нагрузкой. Напряжение выхода равняется разности значения стабилитрона и эмиттера, которое составляет несколько долей вольта, поэтому считается, что выходное напряжение равно стабилизирующему напряжению.

Рассмотренные приборы обоих типов имеют недостатки: невозможно получить точную величину напряжения выхода и производить регулировку во время работы. Если нужно создать возможность регулирования, то стабилизатор компенсационного вида изготавливают по схеме:

В этом приборе регулировка осуществляется транзистором. Основное напряжение выдает стабилитрон. Если напряжение выхода повышается, база транзистора получается отрицательной в отличие от эмиттера, транзистор откроется на большую величину и ток возрастет. Вследствие этого, напряжение отрицательного значения на коллекторе станет ниже, так же как и на транзисторе. Второй транзистор закроется, его сопротивление повысится, напряжение выводов повысится. Это приводит к снижению напряжения выхода и возвращению к бывшему значению.

При снижении напряжения выхода проходят подобные процессы. Отрегулировать точное напряжение выхода можно резистором настройки.

Стабилизаторы на микросхемах

Такие устройства в интегральном варианте имею повышенные характеристики параметров и свойств, которые отличаются от подобных приборов на полупроводниках. Также они обладают повышенной надежностью, небольшими габаритами и весом, а также небольшой стоимостью.

Последовательный стабилизатор

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 – Элемент регулировки;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – определитель напряжения выхода;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Элемент регулировки выступает в качестве изменяемого сопротивления, подключенного по последовательной схеме с нагрузкой. При колебании напряжения меняется сопротивление элемента регулировки так, что происходит компенсация таких колебаний. Воздействие на элемент регулировки производится по обратной связи, которая содержит элемент управления, источник основного напряжения и измеритель напряжения. Этот измеритель является потенциометром, с которого приходит часть напряжения выхода.

Обратная связь регулирует напряжение выхода, использующееся для нагрузки, напряжение выхода потенциометра становится равным основному напряжению. Колебания напряжения от основного создает некоторое падение напряжения на регулировке. Вследствие этого, измеряющим элементом в определенных границах можно осуществлять регулировку напряжения выхода. Если стабилизатор планируется изготовить на определенную величину напряжения, то измеряющий элемент создается внутри микросхемы с компенсацией температуры. При наличии большого интервала напряжения выхода, измеряющий элемент выполняется за микросхемой.

Параллельный стабилизатор

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 –элемент регулирующий;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – измерительный элемент;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Если сравнить схемы стабилизаторов, то прибор последовательного вида имеет повышенный КПД при неполной загрузке. Прибор параллельного вида расходует неизменную мощность от источника и выдает ее на элемент регулировки и нагрузку. Стабилизаторы параллельные рекомендуется использовать при неизменных нагрузках при полной загруженности. Стабилизатор параллельный не создает опасности при КЗ, последовательный вид при холостом ходе. При неизменной нагрузке оба прибора создают высокий КПД.

Читайте так же:
Lm317 в мощном стабилизаторе тока

Стабилизатор на микросхеме с 3-мя выводами

Инновационные варианты схем стабилизаторов последовательного вида выполнены на 3-выводной микросхеме. Вследствие того, что есть всего лишь три вывода, их проще использовать в практическом применении, так как они вытесняют остальные виды стабилизаторов в интервале 0,1-3 ампера.

  1. U вх – необработанное напряжение входа;
  2. U вых –напряжение выхода.

Можно не использовать емкости С1 и С2, однако они позволяют оптимизировать свойства стабилизатора. Емкость С1 применяется для создание стабильности системы, емкость С2 нужна по той причине, что внезапное повышение нагрузки нельзя отследить стабилизатором. В таком случае поддержка тока осуществляется емкостью С2. Практически часто применяются микросхемы серии 7900 от компании Моторола, которые стабилизируют положительную величину напряжения, а 7900 – величину со знаком минус.

Микросхема имеет вид:

Для увеличения надежности и создания охлаждения стабилизатор монтируют на радиатор.

Стабилизаторы на транзисторах

На 1-м рисунке схема на транзисторе 2SC1061.

На выходе прибора получают 12 вольт, на напряжение выхода зависит прямо от напряжения стабилитрона. Наибольший допустимый ток 1 ампер.

При применении транзистора 2N 3055 наибольший допускаемый ток выхода можно повысить до 2 ампер. На 2-м рисунке схема стабилизатора на транзисторе 2N 3055, напряжение выхода, как и на рисунке 1 зависит от напряжения стабилитрона.

  • 6 В — напряжение выхода, R1=330, VD=6,6 вольт
  • 7,5 В — напряжение выхода, R1=270, VD = 8,2 вольт
  • 9 В — напряжение выхода, R1=180, Vd=10

На 3-м рисунке – адаптер для автомобиля – аккумуляторное напряжение в автомобиле равно 12 В. Для создания напряжения меньшего значения применяют такую схему.

Стабилизаторы сетевого напряжения Мастер-ССН

  • Стабилизаторы Мастер-ССН

    Стабилизаторы Мастер-ССН отлично справляются с реалиями Российских сетей, а выдающиеся технические показатели позволяют работать как с бытовым, так и с промышленным оборудованием. Модельный ряд серии «ССН» включает в себя однофазные стабилизаторы с высокой точностью стабилизации мощностью от 0,5 кВА до 10 кВА.

    Назначение

    Стабилизаторы Мастер-ССН предназначены для питания бытовой, офисной техники, а так же питания маломощного промышленного оборудования с точностью ±1%. Пользователям, у которых в сети слишком большие перепады напряжения, придется по душе расширенный диапазон входного напряжения (130В-270В) с точностью стабилизации ±10%, при этом в диапазоне 150В-250В точность стабилизации составляет ±1%. Высокая точность стабилизации требуется в тех случаях, когда встает необходимость питать такую нагрузку, как: дорогостоящая аудио- и видеотехника класса hi-end, осветительные приборы на базе ламп накаливания, измерительные и ответственные медицинские приборы.

    Преимущества наших стабилизаторов:

    • Высокая точность стабилизации
    • Полная мощность во всем рабочем диапазоне сетевого напряжения
    • Автоматическая работа
    • Электронное управление
    • Цифровая индикация состояния
    • Встроенный ручной байпас (для ССН-5000, ССН-8000, ССН-10000)
    • Компактные габариты
    • Гарантия 3 года

    Основные технические параметры

    ССН-2500

    ССН-2500c*

    Рабочий диапазон сетевого напряжения, В

    Точность стабилизации выходного напряжения, %

    —130…270

    140…150 и 250…260 – 5%

    130…140 и 260…270 – 10%

    160… 170 и 255…260 – 5%

    140…160 и 260…270 – 10%

    140… 150 и 255…260 – 5%

    130…140 и 260…270 – 10%

    Стабилизатор обеспечивает

    • автоматическое подключение нагрузки при подаче на вход стабилизатора сетевого напряжения;
    • автоматическое отключение нагрузки при понижении и повышении сетевого напряжения;
    • задержку на подключение нагрузки после установления входного сетевого напряжения;
    • защитное отключение при возникновении короткого замыкания в нагрузке;
    • защитное отключение при перегреве элементов стабилизатора;
    • индикацию информации о работе стабилизатора;
    • возможность ручного переключения нагрузки на питание непосредственно от входной сети, режим БАЙПАС (для ССН-5000, ССН-8000, ССН-10000).
    Читайте так же:
    Стабилизаторов напряжения переменного тока lider

    Устройство стабилизатора

    Стабилизатор выпускается в металлическом корпусе, внутри которого расположены элементы электрической схемы. На передней панели располагается автоматический выключатель устройства, четырехразрядный индикатор, светодиодная шкала мощности нагрузки и три кнопки управления.

    В верхней части корпуса, за съемной заглушкой расположены клеммы для подключения входной сети переменного тока и нагрузки, индикаторы наличия сетевого и выходного напряжения, а также автоматический выключатель байпаса.

    На боковых стенках корпуса расположены вентиляционные отверстия для охлаждения элементов схемы.

    В основе работы стабилизатора используется принцип регулирования напряжения с помощью переключения обмоток вольтодобавочного трансформатора. Переключение обмоток производится высокоскоростными полупроводниковыми ключами – тиристорами. Высокая точность стабилизации достигается применением фазо-импульсного метода управления тиристорами.

    Для трехфазных сетей

    В трехфазных сетях стабилизаторы ССН регулируют напряжение отдельно на каждой фазе с помощью трех однофазных стабилизаторов, включенных по схеме «звезда».

    Стабилизаторы напряжения «Энергия»

    В компании «Минимакс» представлен большой ассортимент стабилизаторов напряжения. У нас вы найдете модели, которые позволяют безопасно эксплуатировать дорогостоящее и чувствительное оборудование, бытовые приборы и производственные системы, установки. Сегодня мы хотим осветить преимущества стабилизаторов напряжения «ЭНЕРГИЯ» и описать основные риски от перепадов напряжения.

    Принцип действия стабилизаторов напряжения

    Как понятно из самого названия, стабилизатор напряжения призван делать этот параметр тока ровным, в пределах допустимых значения. Устройство пропускает через себя электричество в диапазоне от 130-260 вольт, и должен на выходе показывать от 200 до 240 вольт, так как это укладывается в вариант нормы по российским стандартам.

    Внутри стабилизатора расположен трансформатор. Что это такое, все знают из школьного курса физики – катушка с намотанной проволокой, в которой при подаче энергии возникает электромагнитная индукция, влияющая на качественные характеристики электричества. Представьте себе трансформатор как стопку металлических пластин на которую намотали две катушки из медной проволоки (первичная и вторичная обмотка).

    На первичной десять витков проволоки и подано напряжение 220 В. Если на вторичной обмотке присутствуют те же десять витков, то напряжение не изменится, но когда мы снижаем кол-во витков до пяти, то выходное напряжение понизится до 110 В. Аналогично работает и обратная история – для повышения параметра нужно на одном конце иметь меньшую обмотку, на другом – пропорционально увеличенную. Соответственно, через количество витков мы можем управлять напряжением.

    Но как изменить количество витков вторичной обмотки, ведь нельзя все время вручную перематывать и отсчитывать их число? Этим занимается электронный блок управления. Один из контактов – подвижный, он способен перемещаться от одного витка к другому, меняя их количество между контактами. Следовательно, изменяется и напряжение на вторичной обмотке, причем в нужную нам сторону.

    Опасность перепадов напряжения и отклонения от нормы

    Электрооборудование призвано выполнять повторяющиеся или монотонные операции, поэтому оно нуждается в электротоке со стабильными параметрами. Если же напряжение будет недостаточным иди избыточным, а еще хуже того – часто менять свое значение, то и аппараты станут работать с перебоями. К тому же это приводит к быстрому износу или аварийному отключению. Вот какие неприятности наблюдаются при пониженном и чрезмерно высоком напряжении.

    Читайте так же:
    Простой стабилизатор тока для зарядки аккумулятора

    Как выбрать стабилизатор?

    Что касается выбора стабилизатора напряжения для промышленного, коммерческого использования, то здесь слишком много переменных. Кроме того, мы уверены, что проектированием и установкой оборудования занимаются профессиональные инженеры и они в наших советах не нуждаются. А вот обывателям можно дать несколько рекомендаций.

    Количество фаз

    Если сеть однофазная, тогда и стабилизатор должен быть однофазным. Для трёхфазных потребителей выбирают трёхфазный стабилизатор или три однофазных.

    Откройте свой электрический щиток и почитайте количество проводов. Для однофазной сети их будет два – фаза и ноль, также должно присутствовать заземление – это провод №3, но в старых домах его может и не быть.

    Трёхфазная электросеть (редкость для многоквартирных домов) имеет 4 или 5 токоведущих линий. Три провода – фазы, четвёртый – ноль, пятый – заземление. Так же помните, что в однофазной цепи напряжение 220 В, в трёхфазной цепи между фазой и нулем тоже 220 В, а напряжение между двумя фазами 380 В.

    Диапазон стабилизируемого напряжения

    Стабилизаторы разных марок рассчитаны на свой разброс напряжения, которым они могут управлять, например, от 100 до 250 В или 150 до 270 и т.д. – это указано в характеристиках аппарата. Другое дело что нужно выяснить, а какой диапазон нужен вам в конкретном случае.

    Например, летом вы живете за городом и в дачном поселке напряжение явно нестабильное, вы это чувствуете по мерцанию света и другим показателям при работе с электрооборудованием. Тогда следует делать замеры. Обычно их производят в течение нескольких дней, утром и вечером, когда потребление в сети наиболее высокое, и днем или ночью, когда нагрузка не разбирается потребителями слишком активно. Так вы узнаете средние, минимальные и максимальные цифры, которые помогут выбрать аппарат.

    Нагрузочная способность стабилизатора

    Сравним напряжение с уровнем воды в бочке, а стабилизатор – с насосом, который перекачивает жидкость. Чем выше перепад уровней воды, тем сложней работать насосу, а если поднимать ее придется слишком высоко, то он может вовсе не справиться с задачей. Аналогичным образом стабилизатор сможет выдержать лишь определенное число подключенных приборов.

    График нагрузочной способности указан в паспорте устройства и отмечен в его технических характеристиках. На схеме показана выходная мощность в зависимости от входного напряжения.

    Фактическая мощность стабилизатора при напряжении 170 В может достигать лишь 75% от номинала, а при 130 В – всего 30%. Итак, нагрузочная способность зависит от напряжения, поэтому стабилизатор мощностью 10 кВА при напряжении 160 В покажет нагрузочную способность 60%, то есть реальная мощность составит не 10, а 6 кВА. При выборе стабилизатора учитывайте суммарную мощность подключаемых приборов, ее указывают в тех. паспорте.

    Теперь вы знаете основные моменты в работе стабилизаторов напряжения и сможете выбрать их для себя из нашего ассортимента.

    Производитель – компания «Энергия» – один из лидеров на российском рынке с собственным конструкторским отделом и заводами в России и Китае. Ассортимент достигает 3000 моделей. Среди покупателей стабилизаторов «Энергия» – промышленные предприятия, компании нефтегазового сектора, застройщики, структуры ЖКХ, а также бытовые потребители электроэнергии.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию