Схемы стабилизаторов тока 12 вольт

Схемы стабилизаторов напряжения своими руками

5 очень простых схем в основном собранных на транзисторах, одна из них, с защитой от КЗ

Очень часто бывает когда для питания вашей новодельной электронной самоделки требуется стабильное напряжение, которое не меняется от нагрузки, например, 5 Вольт или 12 Вольт для питания автомагнитолы. И чтобы сильно не заморачиваться с конструированием самодельного блока питания на транзисторах, используются так называемые микросхемы стабилизаторы напряжения. На выходе такого элемента мы получим напряжение, на которое спроектирован этот прибор

Многие радиолюбители уже неоднократно собирали схемы стабилизаторов напряжения на специализированных микросхемах серий 78хх, 78Мхх, 78Lxx. Например, на микросхеме KIA7805 можно собрать самодельную схему рассчитаную на выходное напряжение +5 В и максимальный ток нагрузки 1 А. Но мало кто знает, что имеются узко специализированный микросхемы серии 78Rxx, которые сочитают в себе стабилизаторы напряжения положительной полярности с малым напряжением насыщения, которое не превышает 0, 5 В при токе нагрузки 1 А. Одну из этих схем мы и рассмотрим более подробно.

Регулируемый трехвыводной стабилизатор положительного напряжения LM317 обеспечивает ток нагрузки 100 мА в диапазоне выходного напряжения от 1.2 до 37 В. Стабилизатор очень удобен в применении и требуют только два внешних резистора для обеспечения выходного напряжения. Кроме того, нестабильность по напряжению и току нагрузки у стабилизатора LM317L имеет лучшие показателями, чем у традиционных стабилизаторов с фиксированным значением выходного напряжения.

Для стабилизации напряжения постоянного тока достаточно большой мощности в числе других применяются компенсационные стабилизаторы непрерывного действия. Принцип действия такого стабилизатора заключается в поддержании выходного напряжения на заданном уровне за счет изменения падения напряжения на регулирующем элементе. При этом величина управляющего сигнала, поступающего на регулирующий элемент, зависит от разницы между заданным и выходным напряжениями стабилизатора.

При стационарной эксплуатации аппаратуры, CD и аудиоплейеров возникают проблемы с БП. Большинство блоков питания, выпускаемых серийно отечественным производителем, (если быть точным) практически все не могут удовлетворить потребителя, так как содержат упрощенные схемы. Если говорить об импортных китайских и им подобных блоках питания, то они, вообще, представляют интересный набор деталей «купи и выброси». Эти и многие другие проблемы заставляют радиолюбителейно изготовлять блоки питания. Но и на этом этапе любители сталкиваются с проблемой выбора: конструкций опубликовано множество, но не все хорошо работают. Данная радиолюбительская разработка представлена как вариант нетрадиционного включения операционного усиителя, ранее опубликованного и вскоре забытого

Почти все радиолюбительские самоделки и конструкции имеют в своем составе стабилизированный источник питания. А если ваша конструкция работает от напряженияпять вольт, то лучшим вариантом будет использование трехвыводного интегрального стабилизатора 78L05

В сельской местности для безопасной эксплуатации бытовой техники, требуется однофазный стабилизатор напряжения 220В, который в случае сильной просадки переменного напряжения в сети поддерживает на выходе номинальное выходное напряжение в 220 вольт.

Почти все радиолюбительские самоделки и конструкции имеют в своем составе стабилизированный источник питания. А если ваша схема работает от напряжения питания 5 вольт, то лучшим вариантом будет использование трехвыводного интегрального стабилизатора 78L05

Оказывается на микросборке LM2596 можно легко собрать полнофункциональный стабилизированный источник питания, который можно использовать практически в любом лабораторном блоке питания с защитой от возможного короткого замыкания.

Схемы преобразователей из 12 в 5 вольт

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы

Для питания большинства приборов из категории дополнительной авто-электроники требуется 5 вольт.

Штатный преобразователь, как правило, смонтирован в разъёме, подключаемом в прикуриватель.

Это напряжение можно получить из 12 вольт постоянного тока с помощью простых схем, в основе которых лежит тот или иной стабилизатор напряжения.

Для нормальной работы стабилизатора необходимо обеспечить ему теплоотвод. При перегреве ощутимо снижается выходной ток, а в конечном итоге стабилизатор попросту сгорит. Входное напряжение не должно превышать 15 вольт.

Для схемы также понадобятся конденсаторы 0,33 мкФ и 0,1 мкФ на 16 вольт.

В первую очередь стоит вспомнить нашего старого советского друга — «кренку», а точнее — её модификации КР142ЕН5А (2 Ампера) и КР142ЕН5А (1,5 Ампера).

Вместо «кренки» можно взять зарубежный аналог:
— А7805Т
— KIA7805
— L7805CV
— LM7805

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью транзистора

Эта схема на транзисторе не самая простая в производстве, но при этом самая простая в функциональности. Не защищена от короткого замыкания, от перегрева, что, собственно и является её основным недостатком.

Актуальность этой схемы можно отнести к еще тем временам, когда не существовало микросборок (микросхем), преобразователей.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы с ШИМ

Кратко расскажем о широтно-импульсной модуляции. Вся ее суть сводится к тому, что питание осуществляется не постоянным током, а импульсами. Частота импульсов и их диапазон подбирается таким образом, чтобы питающая нагрузка воспринимала питание, как постоянный ток, то есть не было отклонений.

Итак, приводим схему для преобразователя с 12 на 5 вольт с использованием ШИМ.

Вот так выглядит её интегральное исполнение:

Подводя итог о преобразователе напряжения с 12 на 5 вольт

Все схемы и варианты преобразователей, про которые мы вам рассказали в этой статье, имеют право на жизнь. Самый простой вариант с резистором будет незаменим для тех случаев, когда вам необходимо подключить что-то маломощное и не требующее стабилизированного напряжения. Скажем пару светодиодов, подключенных последовательно.
Второй вариант будет уместен тогда, когда преобразователь вам нужен уже сейчас, а времени или возможности, сходить в магазин, нет. Найти транзистор и стабилитрон можно практически в любой технике под списание.

Применение микросхем — один из наиболее распространенных вариантов.

Дополнительная справка: как должно подключаться питание к USB разъемам, будь то mini, micro разъемы.

Блок питания 12 В 30 А

Примечания:
Входной трансформатор вероятнее всего будет самой дорогой частью устройства. В качестве альтернативного варианта можно использовать два автомобильных аккумулятора на 12 вольт. Входное напряжение на стабилизатор должно быть, по крайней мере на несколько вольт выше выходного напряжения (12 В), с тем чтобы стабилизатор мог поддерживать свой выход. В случае использования трансформатора выпрямительные диоды должны быть в состоянии пропускать прямой ток с высоким пиком, обычно 100 или более ампер. Интегральный стабилизатор будет пропускать только 1 ампер (или меньше) выходного тока, при этом остальной ток будет пропускаться через вынесенные проходные транзисторы. Конструкция устройства задумана так, что должна выдерживать нагрузку до 30 ампер, и для реализации этого требования параллельно соединены шесть транзисторов TIP2955. Рассеивание на каждом транзисторе равняется одной шестой полной нагрузки, однако всё-таки требуется использовать адекватный теплоотвод. При максимальном токе нагрузки будет создаваться максимальная мощность рассеивания, поэтому в этой части схемы потребуется большой теплоотвод. При выборе теплоотвода можно рассмотреть возможности установки вентилятора или теплоотвода с водяным охлаждением. В случае отказа мощных транзисторов стабилизатору придётся обеспечивать полный ток нагрузки, что приведёт к его выходу из строя с катастрофическими последствиями. Поэтому хорошей мерой предосторожности будет установка на выходе стабилизатора предохранителя 1 А. Нагрузка 400 мОм используется только в испытательных целях и не должна включаться в готовую схему. Вот как выглядит смоделированная работа схемы:

Расчёты:
Эта схема является прекрасным примером для иллюстрации законов Кирхгофа и законов напряжений. Если резюмировать: сумма токов, входящих в узел, должна быть равна току выходящему из узла, а суммарное напряжение цепи равняется нулю. Например, в приведённой выше диаграмме входное напряжение равняется 24 В. Падение напряжения на R7 составляет 4 вольта, а падение напряжения на входе стабилизатора составляет 20 вольт, 24 — 4 — 20 = 0. На выходе: суммарный ток нагрузки составляет 30 ампер, стабилизатор обеспечивает 0,866 А, а шесть транзисторов 4,855 А каждый, 30 = 6×4.855 + 0.866. Каждый мощный транзистор вносит в общую нагрузку примерно 4,86 А. Ток базы составляет примерно 138 мА на транзистор. При токе коллектора 6 ампер требуется коэффициент усиления по постоянному току равный 35. Это вполне соответствует возможностям транзистора TIP2955. Резисторы R1…R6 используются для создания стабильности и предупреждения чрезмерного тока на транзисторах, в связи с тем, что производственные допуски на коэффициент усиления по постоянному току могут быть разными для каждого транзистора. Сопротивление резистора R7 равно 100 Ом и напряжение на нём при максимальной нагрузке составляет 4 вольта. Следовательно, мощность рассеивания равняется (4^2)/200 или примерно 160 мВт. Поэтому в качестве R7 следует использовать резистор мощностью 0,5 Вт. Входной ток на стабилизатор подводится через резистор в цепи эмиттера и через переход база–эмиттер мощных транзисторов. И снова, применяя правила Кирхгофа, входной ток стабилизатора 871 мА выводится из базовой цепи и 40,3 мА, проходящих через резистор 100 Ом. 871,18 = 40,3 + 830,88. Ток, выходящий из стабилизатора не может быть больше входного тока. Как видно, ток на стабилизаторе будет составлять всего 5 мА и, следовательно, стабилизатор не должен перегреваться.

Стабилизатор тока для светодиодов своими руками — схема выпрямителя напряжения 12 вольт для автомобиля

В настоящее время трудно представить тюнинг автомобиля без светодиодных ламп. Но порой их установка осложнена тем, что они перегорают. Чтобы избежать этой ситуации, в сеть можно включить стабилизатор тока для светодиодов своими руками. В статье приводятся примеры микросхем, по которым можно его сделать.

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Всем известно, что светодиодным лампочкам необходимо питание двенадцать вольт. В сети авто это значение может доходить до 15 В. Светодиодные элементы очень чувствительны, на них такие скачки отражаются отрицательно. Светодиодные лампы могут перегореть либо некачественно светить (мигать, терять яркость и т.д.).

Чтобы светодиоды служили дольше, в электросеть автомобиля включаются драйвера (резисторы). При нестабильности в сети устанавливаются устройства, которые поддерживают постоянное значение. Существует несколько простых микросхем, по которым можно сделать стабилизатор напряжения своими руками. Все компоненты, входящие в цепь, можно приобрести в специализированных магазинах. Обладая начальными знаниями по электротехнике сделать приборы будет несложно.

На КРЕНке

Для того, чтобы сконструировать простейший стабилизатор напряжения 12 вольт своими руками, понадобится микросхема с потреблением 12 В. В этом случае подойдет регулируемый стабилизатор напряжения 12 В LM317. Он может функционировать в электросети, где входной параметр составляет до 40 В. Чтобы прибор стабильно работал, необходимого обеспечивать охлаждение.

Крены для микросхем

Стабилизатор тока на LM317требует для работы небольшой ток до 8 мА, и данное значение обычно остается неизменным, даже при большом токе, протекающем через крен LM317, или при изменении входного значения. Это реализуется с помощью компоненты R3.

Можно применять элемент R2, но пределы при этом будут небольшими. При неизменном сопротивлении LM317 ток, идущий через прибор, будет также стабильным (автор видео — Создано в Гараже).

Входное значение для кренки LM317 может составлять до 8 мА и выше. Пользуясь этой микросхемой, можно придумать стабилизатор тока для ДХО. Это устройство может выступать нагрузкой в бортовой сети или источником электричества при подзарядке аккумуляторной батареи. Сделать простой стабилизатор напряжения LM317 не составляет труда.

На двух транзисторах

На сегодняшний момент пользуются популярностью стабилизирующие устройства для бортовой сети машины на 12 В, разработанные с использованием двух транзисторов. Данную микросхему используют как стабилизатор напряжения для ДХО.

Резистор R2 является токораздающим элементом. При возрастании тока в сети увеличивается напряжение. Если оно достигает значения от 0,5 до 0,6 В, открывается элемент VT1. Открытие компонента VT1 закрывает элемент VT2. В итоге, ток, проходящий через VT2, начинает снижаться. Можно вместе с VT2 применять полевой транзистор Мосфет.

Элемент VD1 включается в цепь, когда значения находится в пределах от 8 до 15 В и настолько велики, что транзистор может выйти из строя. При мощном транзисторе допустимы показания в бортовой сети около 20 В. Не стоит забывать о том, что транзистор Мосфет откроется, если показания на затворе будут 2 В.

Если применять универсальный выпрямитель как зарядку для АКБ или других задач, то достаточно использовать резистора R1 и транзистор.

На операционном усилителе (на ОУ)

Стабилизатор напряжения для светодиодов на основе ОУ собирается при необходимости создания устройства, которое будет работать в расширенном диапазоне. В рассматриваемом случае в качестве элемента, который будет задавать выпрямляемый ток, является R7. С помощью операционного усилителя DA2.2 можно увеличить уровень напряжения в токозадающем компоненте. Задачей компонента DA 2.1 является контроль опорного напряжения.

При создании схемы следует учесть, что она рассчитана на 3А, поэтому необходим больший ток, который должен поступать на разъем ХР2. Кроме того, следует обеспечивать работоспособность всех составляющих данного устройства.

Сделанный стабилизирующий прибор для автомобиля должен иметь генератор, роль которого выполняет REF198. Чтобы правильно настроить прибор, ползунок резистора R1 нужно установить в верхнее положение, а резистором R3 задавать необходимое значение выпрямленного тока 3А. Для погашения возможных возбуждений, используются элементы R,2 R4 и C2.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Если выпрямитель для автомобиля должен обеспечивать высокий КПД в сети, целесообразно использовать импульсные компоненты, создавая импульсный стабилизатор напряжения. Популярной является схема МАХ771.

Схема выпрямителя с импульсным выпрямителем

Импульсный стабилизатор тока характеризуется выходной мощностью 15 Вт. Элементы R1 и R2 делят показатели схемы на выходе. Если делимое напряжение превышает по показателям опорное, выпрямитель автоматически уменьшает выходное значение. В противном случае устройство будет увеличивать выходной параметр.

Сборка данного устройства целесообразна, если уровень превышает 16 В. Компоненты R3 являются токовыми. Для устранения высокого падения нагрузки на данном резисторе в схему следует включить ОУ.

Заключение

Нами были рассмотрены стабилизаторы напряжения на различных компонентах. Эти схемы можно усложнять, повышая быстродействие, улучшая другие показатели. Можно использовать готовые микросхемы, которые всегда можно усовершенствовать своими руками, создавая устройства, предназначенные для выполнения конкретных задач.

Фотогалерея «Микросхемы для самодельных выпрямителей»

Разработка микросхем для светодиодов в авто – трудоемкое и сложное дело, которое требует специальных знаний и опыта. При их отсутствии трудно будет достичь необходимого результата.

Но опыт можно приобрести, внимательно собирая несложный стабилизатор тока для светодиодов согласно приведенным схемам. Его можно использовать для дневных ходовых огней в своем автомобиле с установленными светодиодными лампами.

Видео «Выпрямитель для светодиодов своими руками»

Видео о том, как изготовить устройство, которое защитит светодиоды от перегорания (автор ролика — Яков TANK_OFF).