Strāvas stabilizators uz tranzistora. Strāvas stabilizatoru ķēdes

Strāvas stabilizatora shēmas gaismas diodēm uz tranzistoriem un mikroshēmām

Ir zināms, ka gaismas diodes spilgtums ir ļoti atkarīgs no caur to plūstošās strāvas. Tajā pašā laikā LED strāva ļoti strauji ir atkarīga no barošanas sprieguma. Tas rada ievērojamus spilgtuma viļņus pat ar nelielu strāvas nestabilitāti.

Bet pulsācija nav biedējoša, daudz sliktāk ir tas, ka mazākais barošanas sprieguma pieaugums var izraisīt tik spēcīgu strāvas palielināšanos caur gaismas diodēm, ka tās vienkārši izdeg.

Lai to novērstu, gaismas diodes (īpaši jaudīgas) parasti tiek darbinātas, izmantojot īpašas shēmas - draiverus, kas būtībā ir strāvas stabilizatori. Šajā rakstā tiks apspriestas vienkāršu strāvas stabilizatoru shēmas gaismas diodēm (uz tranzistoriem vai parastajām mikroshēmām).

Lai stabilizētu strāvu caur gaismas diodēm, varat izmantot labi zināmus risinājumus:

1. attēlā parādīta diagramma, kuras darbība balstās uz t.s. izstarotāja sekotājs. Šādā veidā savienotam tranzistoram ir tendence uzturēt spriegumu pie emitētāja tieši tādu pašu kā bāzē (vienīgā atšķirība būs sprieguma kritums pāri bāzes-emitera krustojumam). Tādējādi, fiksējot bāzes spriegumu, izmantojot Zener diodi, mēs iegūstam fiksētu spriegumu uz R1.

Parastajām diodēm ir ļoti vāja tiešā sprieguma atkarība no strāvas, tāpēc tās var izmantot grūti atrodamo zemsprieguma Zener diožu vietā. Šeit ir divi dažādu vadītspējas tranzistoru ķēžu varianti, kuros Zener diodes tiek aizstātas ar divām parastajām diodēm VD1, VD2:

Strāvu caur gaismas diodēm iestata, izvēloties rezistoru R2. Rezistors R1 ir izvēlēts tā, lai sasniegtu diožu I-V raksturlīknes lineāro posmu (ņemot vērā tranzistora bāzes strāvu). Tranzistora stabilai darbībai visas ķēdes barošanas spriegumam jābūt ne mazākam par visu gaismas diožu kopējo spriegumu plus apmēram 2-2,5 volti augšpusē.

Piemēram, ja jums ir nepieciešams iegūt 30 mA strāvu, izmantojot 3 virknē savienotas gaismas diodes ar 3,1 V tiešās strāvas spriegumu, ķēdei jābūt darbinātai ar vismaz 12 voltu spriegumu. Šajā gadījumā rezistora pretestībai jābūt aptuveni 20 omi, izkliedes jaudai jābūt 18 mW. Tranzistors jāizvēlas ar maksimālo spriegumu Uke, kas nav zemāks par barošanas spriegumu, piemēram, parastajam S9014 (n-p-n).

Pretestība R1 būs atkarīga no koeficienta. tranzistora hfe pastiprinājums un diožu strāvas-sprieguma raksturlielumi. S9014 un 1N4148 diodēm pietiks ar 10 kOhm.

Izmantosim aprakstīto stabilizatoru, lai uzlabotu kādu no šajā rakstā aprakstītajām LED lampām. Uzlabotā diagramma izskatītos šādi:

Šī modifikācija var ievērojami samazināt strāvas pulsāciju un līdz ar to arī gaismas diožu spilgtumu. Bet galvenā ķēdes priekšrocība ir normalizēt gaismas diožu darbības režīmu un aizsargāt tos no sprieguma pārspriegumiem ieslēgšanas laikā. Tas ievērojami pagarina LED lampas kalpošanas laiku.

No oscilogrammām var redzēt, ka, pievienojot ķēdei tranzistora gaismas diodes strāvas stabilizatoru un Zenera diodi, mēs nekavējoties vairākas reizes samazinājām pulsācijas amplitūdu:

Ar diagrammā norādītajiem rādītājiem tranzistora izkliedētā jauda ir nedaudz lielāka par 0,5 W, kas ļauj iztikt bez radiatora. Ja balasta kondensatora kapacitāti palielina līdz 1,2 μF, tad tranzistors samazināsies par ~ 23 voltiem un jauda būs aptuveni 1 W. Šajā gadījumā jūs nevarat iztikt bez radiatora, bet pulsācijas samazināsies gandrīz līdz nullei.

Diagrammā norādītā tranzistora 2CS4544 vietā varat ņemt 2SC2482 vai līdzīgu, kura kolektora strāva ir lielāka par 100 mA un pieļaujamais spriegums Uke ir vismaz 300 V (piemēram, ir piemēroti vecie padomju KT940, KT969) .

Vēlamo strāvu, kā parasti, iestata rezistors R*. Zenera diode ir paredzēta 5,1 V spriegumam un 0,5 W jaudai. Kā LED tiek izmantotas parastās SMD gaismas diodes no ķīniešu spuldzēm (vai vēl labāk, paņemiet gatavu lampu un pievienojiet tai trūkstošās sastāvdaļas).

Tagad apsveriet diagrammu, kas parādīta 2. attēlā. Šeit tā ir atsevišķi:

Strāvas sensors šeit ir rezistors, kura pretestība tiek aprēķināta, izmantojot formulu 0,6/Iload. Palielinoties strāvai caur gaismas diodēm, tranzistors VT2 sāk atvērties spēcīgāk, kas noved pie spēcīgākas tranzistora VT1 bloķēšanas. Strāva samazinās. Tādā veidā izejas strāva tiek stabilizēta.

Shēmas priekšrocība ir tās vienkāršība. Trūkums ir diezgan liels sprieguma kritums (un līdz ar to jauda) tranzistorā VT1. Tas nav svarīgi pie zemām strāvām (desmitiem un simtiem miliamperu), tomēr, lai turpinātu palielināt strāvu caur gaismas diodēm, šis tranzistors būs jāinstalē uz radiatora.

Jūs varat atbrīvoties no šī trūkuma, izmantojot p-kanāla MOSFET ar zemu drenāžas avota pretestību bipolārā tranzistora vietā:

Nepieciešamā strāva, tāpat kā iepriekš, tiek iestatīta, izvēloties rezistoru R1. VT1 - jebkura mazjaudas. Jaudīgā IRL3705N vietā varat ņemt, piemēram, IRF7210 (12A, 12V) vai IRLML6402 (3.7A, 20V). Skatieties paši, kādas strāvas jums ir vajadzīgas.

Vienkāršākā strāvas stabilizatora ķēde gaismas diodēm uz lauka tranzistora sastāv tikai no viena tranzistora ar īssavienojumu un avotu:

KP303E vietā ir piemērots, piemēram, BF245C vai līdzīgs ar iebūvētu kanālu. Darbības princips ir līdzīgs diagrammai 1. attēlā, tikai zemējuma potenciāls tiek izmantots kā atsauces spriegums. Izejas strāvas lielumu nosaka tikai sākotnējā drenāžas strāva (ņemta no datu lapas), un tā praktiski nav atkarīga no aizplūšanas uz avotu sprieguma Usi. To var skaidri redzēt no izvades raksturlielumu diagrammas:

Diagrammā 3. attēlā avota ķēdei ir pievienots rezistors R1, kas iestata zināmu apgriezto vārtu novirzi un tādējādi ļauj mainīt drenāžas strāvu (un līdz ar to arī slodzes strāvu).

Vienkāršākā LED strāvas draivera piemērs ir parādīts zemāk:

Šeit tiek izmantots lauka efekta tranzistors ar izolētiem vārtiem un iebūvētu n-veida kanālu BSS229. Precīza izejas strāvas vērtība būs atkarīga no konkrētās instances īpašībām un pretestības R1.

Kopumā tie ir visi veidi, kā pārvērst tranzistoru par strāvas stabilizatoru. Ir arī tā sauktais strāvas spogulis, taču tas nav piemērots LED lampām. Tātad, pāriesim pie mikroshēmām.

Strāvas stabilizatori uz mikroshēmām

Mikroshēmas ļauj sasniegt daudz augstāku veiktspēju nekā tranzistori. Visbiežāk, lai samontētu gaismas diožu strāvas stabilizatoru "dari pats", tiek izmantoti precīzi termiski stabili atsauces sprieguma avoti (TL431, LM317 un citi).

TL431

Tipiska strāvas stabilizatora ķēde gaismas diodēm uz TL431 izskatās šādi:

Tā kā mikroshēma darbojas tā, lai rezistoram R2 saglabātu fiksētu spriegumu 2,5 V, strāva caur šo rezistoru vienmēr būs vienāda ar 2,5 / R2. Un, ja mēs neņemam vērā bāzes strāvu, mēs varam pieņemt, ka IRн = IR2. Un jo lielāks ir tranzistora hfe pastiprinājums, jo vairāk šīs strāvas sakritīs.

R1 aprēķina tā, lai nodrošinātu mikroshēmas minimālo darba strāvu - 1 mA.

Un šeit ir TL431 praktiskā pielietojuma piemērs LED lampā:

Tranzistors nokrīt apmēram 20-30 V, jaudas izkliede ir mazāka par 1,5 W. Papildus diagrammā norādītajam 2SC4544 varat izmantot BD711 vai veco padomju KT940A. Tranzistoriem TO-220 iepakojumā nav nepieciešama uzstādīšana uz radiatora ar jaudu 1,5-2 W ieskaitot.

Rezistors R3 kalpo, lai ierobežotu kondensatora uzlādes impulsu, kad ir ieslēgta barošana. Strāvu caur slodzi nosaka rezistors R2.

Slodze Rn šeit ir 90 balta mikroshēmas LED LED2835. Maksimālā jauda pie 60 mA strāvas ir 0,2 W (24 Lm), sprieguma kritums ir 3,2 V.

Lai palielinātu kalpošanas laiku, diožu jauda ir īpaši samazināta par 20% (0,16 W, strāva 45 mA), attiecīgi visu gaismas diožu kopējā jauda ir 14 W.

Protams, iepriekš minēto strāvas stabilizatora ķēdi 220 V gaismas diodēm var aprēķināt jebkurai nepieciešamajai strāvai un/vai citam pieejamo gaismas diožu skaitam.

Ņemot vērā pieļaujamo 220 voltu sprieguma izkliedi (skat. GOST 29322-2014), kondensatora C1 rektificētais spriegums būs robežās no 293 līdz 358 V, tāpēc tam jābūt konstruētam vismaz 400 V spriegumam.

Pamatojoties uz barošanas spriegumu diapazonu, tiek aprēķināti atlikušo ķēdes elementu parametri.

Piemēram, rezistoram, kas iestata DA1 mikroshēmas darbības režīmu, ir jānodrošina vismaz 0,5 mA strāva pie sprieguma C1 = 293 V. Maksimālais gaismas diožu skaits nedrīkst pārsniegt NLED< (358 - 6) / 3.2, причем, чем их больше, тем выше яркость светильника и тем меньшая мощность будет уходить в никуда (рассеиваться в виде тепла на транзисторе VT1). Максимальное напряжение Uкэ транзистора VT1 должно быть не ниже 358 - (ULED * NLED).

LM7805, LM7812...

Jebkuru integrētu sprieguma stabilizatoru var pārvērst par strāvas stabilizatoru, pievienojot tikai vienu rezistoru saskaņā ar diagrammu:

Jums tikai jāņem vērā, ka ar šo savienojumu ieejas spriegumam ir jābūt lielākam par mikroshēmas stabilizācijas spriegumu par noteiktu daudzumu (sprieguma kritums uz paša stabilizatora). Parasti tas ir kaut kur ap 2-2,5 voltiem. Nu, protams, pievienojiet slodzei spriegumu.

Šeit, piemēram, ir konkrēts piemērs strāvas stabilizatoram gaismas diodēm, kuru pamatā ir LM7812:

Ķēdes parametri ir paredzēti 10 5730 SMD diodēm ar tiešo spriegumu 3,3 volti katrā. Strāvas patēriņš (strāva caur gaismas diodēm) - 300 mA. Lampas jauda ~10 vati.

Tā kā, ja gaismas diodes ir savienotas virknē, kopējais spriegums būs vienāds ar katras gaismas diodes spriegumu summu, ķēdes minimālajam barošanas spriegumam jābūt: Upit = 2,5 + 12 + (3,3 x 10) = 47,5 volti .

Varat aprēķināt rezistora pretestību un jaudu citām strāvas vērtībām, izmantojot vienkāršu Regulatora projektēšanas programmu (lejupielādēt).

Acīmredzot, jo augstāks ir stabilizatora izejas spriegums, jo vairāk siltuma tiks ģenerēts pie strāvas iestatīšanas rezistora un līdz ar to sliktāka efektivitāte. Tāpēc mūsu vajadzībām LM7805 ir labāks par LM7812.

LM317

Ne mazāk efektīvs ir lineārais strāvas stabilizators gaismas diodēm, kuru pamatā ir LM317. Tipiskā savienojuma shēma:

Vienkāršākā LM317 pieslēguma shēma gaismas diodēm, kas ļauj salikt jaudīgu lampu, sastāv no taisngrieža ar kapacitatīvo filtru, strāvas stabilizatora un 93 SMD 5630 gaismas diodēm.MXL8-PW35-0000 (3500K, 31 Lm, 100 mA, 311). V, 400 mW, 5,3 x 3 mm).

Ja tik liela gaismas diožu vītne nav nepieciešama, tad LM317 draiverim būs jāpievieno balasta rezistors vai kondensators, lai darbinātu gaismas diodes (lai nomāktu lieko spriegumu). Šajā rakstā mēs ļoti detalizēti apspriedām, kā to izdarīt.

Šādas gaismas diodes strāvas draivera ķēdes trūkums ir tāds, ka, kad spriegums tīklā palielinās virs 235 voltiem, LM317 būs ārpus projektētā darbības režīma, un, kad tas nokrītas līdz ~208 voltiem un zemāk, mikroshēma pilnībā pārstāj stabilizēties. un viļņošanās dziļums būs pilnībā atkarīgs no konteinera C1.

Tāpēc šāda lampa jāizmanto tur, kur spriegums ir vairāk vai mazāk stabils. Un jums nevajadzētu taupīt uz šī kondensatora jaudu. Diodes tiltu var paņemt gatavu (piemēram, miniatūru MB6S) vai salikt no piemērotām diodēm (Uarb vismaz 400 V, līdzstrāva >= 100 mA).

Secinājuma vietā

Rakstā izklāstīto ķēžu trūkumi ietver zemu efektivitāti vadības elementu jaudas izšķērdēšanas dēļ. Tomēr tas ir raksturīgs visiem lineārās strāvas stabilizatoriem.

Zema efektivitāte ir nepieņemama ierīcēm, kuras darbina autonomi strāvas avoti (lampas, lukturīši utt.). Ievērojamu efektivitātes pieaugumu (90% vai vairāk) var panākt, izmantojot impulsa strāvas stabilizatorus.

electro-shema.ru

Kad ir salikts pirmais barošanas bloks, tiek ņemta vienkāršākā shēma - lai viss noteikti izdotos. Kad izdodas to iedarbināt un iegūt pat 12 regulējamus voltus un strāvu zem pusampēra, radioamatieris tiek piesātināts ar frāzes “Un tu būsi laimīgs” nozīmi! Bet šī laime nav ļoti ilga un drīz kļūst pilnīgi skaidrs, ka barošanas blokam ir jābūt iespējai regulēt izejas strāvu. Pārveidojot esošu barošanas avotu, tas ir paveicams, taču tas ir nedaudz apgrūtinoši - labāk būtu salikt citu, “progresīvāku”. Ir interesants variants. Mazjaudas barošanas avotam varat izveidot pielikumu, lai pielāgotu strāvu diapazonā no 20 mA līdz maksimālajam, ko tas var nodrošināt saskaņā ar šo shēmu:

Šādu ierīci samontēju gandrīz pirms gada.

Pašreizējais stabilizators ir patiešām nepieciešama lieta. Piemēram, tas palīdzēs uzlādēt jebkuru akumulatoru, kas paredzēts spriegumam līdz 9 voltiem ieskaitot, un es atzīmēju, ka uzlādējiet to efektīvi. Bet tai acīmredzami trūkst mērīšanas galviņas. Es nolemju modernizēt un izjaukt savu paštaisīto izstrādājumu tā sastāvdaļās, kur, iespējams, vissvarīgākā sastāvdaļa ir mainīgais rezistors PPB-15E ar maksimālo pretestību 33 omi.

Jaunais korpuss ir orientēts tikai uz magnetofona indikatora izmēriem, kas kalpos kā miliammetrs.

Lai to izdarītu, viņš “uzzīmē” jaunu skalu (es izvēlējos adatas pilnas novirzes strāvu pie 150 mA, bet jūs varat to izdarīt maksimāli).

Pēc tam uz rādītāja ierīces tiek uzlikts šunts.

Šunts tika izgatavots no nihroma sildīšanas spoles ar diametru 0,5 mm. KT818 tranzistors jānovieto uz dzesēšanas radiatora.

Televizora pierīces savienojums (artikulācija) ar barošanas avotu tiek veikts, izmantojot korpusā integrētu improvizētu spraudni, kura tapas tiek ņemtas no parastā barošanas spraudņa, kura vienā galā ir nogriezta M4 vītne, caur kas un divi uzgriežņi katrs no tiem ir pieskrūvēts pie korpusa.

Galīgais attēls no tā, kas iznāca. Noteikti ideālāks radījums. Gaismas diode veic ne tikai indikācijas funkciju, bet arī daļēju pašreizējās stabilizatora skalas apgaismojumu. Ar vislabākajiem vēlējumiem, Babej.

el-shema.ru

Strāvas stabilizatori. Veidi un ierīce. Darbība un pielietojums

Strāvas stabilizatori ir paredzēti, lai stabilizētu strāvu uz slodzes. Spriegums pāri slodzei ir atkarīgs no tā pretestības. Stabilizatori ir nepieciešami dažādu elektronisko ierīču, piemēram, gāzizlādes lampu, darbībai.

Kvalitatīvai akumulatoru uzlādei nepieciešami arī strāvas stabilizatori. Tos izmanto mikroshēmās, lai pielāgotu pārveidošanas un pastiprināšanas posmu strāvu. Mikroshēmās tie spēlē strāvas ģeneratora lomu. Elektriskās ķēdēs vienmēr ir dažādi traucējumu veidi. Tie negatīvi ietekmē ierīču un elektrisko ierīču darbību. Pašreizējie stabilizatori viegli tiek galā ar šo problēmu.

Strāvas stabilizatoru atšķirīga iezīme ir to ievērojamā izejas pretestība. Tas ļauj izslēgt ieejas sprieguma un slodzes pretestības ietekmi uz strāvas vērtību ierīces izejā. Strāvas stabilizatori uztur izejas strāvu noteiktās robežās, vienlaikus mainot spriegumu tā, lai strāva, kas plūst caur slodzi, paliek nemainīga.

Ierīce un darbības princips

Slodzes strāvas nestabilitāti ietekmē pretestības un ieejas sprieguma vērtība. Apsveriet piemēru, kurā slodzes pretestība ir nemainīga un ieejas spriegums palielinās. Palielinās arī slodzes strāva.

Tā rezultātā palielināsies strāva un spriegums pretestībām R1 un R2. Zenera diodes spriegums kļūs vienāds ar pretestību R1, R2 spriegumu summu un bāzes-emitera krustojumā VT1: Uvd1=UR1+UR2+UVT1(b/e)

Spriegums pie VD1 nemainās, mainoties ieejas spriegumam. Tā rezultātā samazināsies strāva bāzes-emitera krustojumā un palielināsies pretestība starp emitētāja-kolektora spailēm. Strāvas stiprums kolektora-emitera krustojumā un slodzes pretestība sāks samazināties, tas ir, pāriet uz sākotnējo vērtību. Tādā veidā strāva tiek izlīdzināta un uzturēta tajā pašā līmenī.

Apskatīsim elementāru shēmu, izmantojot lauka tranzistoru.

Slodzes strāva iet caur R1. Strāva ķēdē: sprieguma avota “+”, drenāžas vārti VT1, slodzes pretestība, avota negatīvais pols ir ļoti nenozīmīga, jo drenāžas vārti ir nobīdīti pretējā virzienā.

Spriegums uz R1 ir pozitīvs: kreisajā pusē “-”, labajā pusē spriegums ir vienāds ar pretestības labās rokas spriegumu. Tāpēc vārtu spriegums attiecībā pret avotu ir negatīvs. Samazinoties slodzes pretestībai, strāva palielinās. Tāpēc vārtu spriegumam salīdzinājumā ar avotu ir vēl lielāka atšķirība. Tā rezultātā tranzistors aizveras spēcīgāk.

Kad tranzistors vairāk aizveras, slodzes strāva samazināsies un atgriezīsies sākotnējā vērtībā.

Strāvas stabilizatoru veidi

Ir daudz dažādu stabilizatoru veidu atkarībā no to mērķa un darbības principa. Sīkāk apskatīsim galvenās šādas ierīces.

Rezistoru stabilizatori

Elementārā gadījumā strāvas ģenerators var būt ķēde, kas sastāv no barošanas avota un pretestības. Līdzīgu shēmu bieži izmanto, lai savienotu LED, kas darbojas kā indikators.

Starp šādas shēmas trūkumiem var atzīmēt nepieciešamību izmantot augstsprieguma avotu. Tikai šādos apstākļos jūs varat izmantot rezistoru ar augstu pretestību un iegūt labu strāvas stabilitāti. Pretestība izkliedē jaudu P = I 2 x R.

Tranzistoru stabilizatori

Uz tranzistoriem samontētie stabilizatori darbojas daudz labāk.

Jūs varat noregulēt sprieguma kritumu tā, lai tas būtu ļoti mazs. Tas ļauj samazināt zudumus ar labu izejas strāvas stabilitāti. Pretestība pie tranzistora izejas ir ļoti augsta. Šo shēmu izmanto, lai savienotu gaismas diodes vai uzlādētu mazjaudas akumulatorus.

Spriegumu pāri tranzistoram nosaka zenera diode VD1. R2 spēlē strāvas sensora lomu un nosaka strāvu pie stabilizatora izejas. Palielinoties strāvai, sprieguma kritums šajā rezistorā kļūst lielāks. Spriegums tiek piegādāts tranzistora emitētājam. Rezultātā spriegums bāzes un emitētāja krustojumā, kas ir vienāds ar starpību starp bāzes spriegumu un emitera spriegumu, samazinās, un strāva atgriežas norādītajā vērtībā.

Pašreizējā spoguļa ķēde

Pašreizējie ģeneratori darbojas līdzīgi. Populāra šādu ģeneratoru shēma ir "strāvas spogulis", kurā Zener diodes vietā tiek izmantots bipolārs tranzistors vai, precīzāk, emitera pāreja. Pretestības R2 vietā tiek izmantota emitētāja pretestība.

Stabilizatori laukumā

Ķēde, kurā izmanto lauka tranzistorus, ir vienkāršāka. Tas var izmantot zemes potenciālu kā sprieguma stabilizatoru.

Ierīces mikroshēmā

Iepriekšējās shēmās ir salīdzināšanas un pielāgošanas elementi. Līdzīga shēmas struktūra tiek izmantota, projektējot sprieguma izlīdzināšanas ierīces. Atšķirība starp ierīcēm, kas stabilizē strāvu un spriegumu, ir tāda, ka signāls atgriezeniskās saites ķēdē nāk no strāvas sensora, kas ir savienots ar slodzes strāvas ķēdi. Tāpēc, lai izveidotu strāvas stabilizatorus, tiek izmantotas populāras mikroshēmas 142 EH 5 vai LM 317.

Šeit strāvas sensora lomu spēlē pretestība R1, uz kuras stabilizators uztur pastāvīgu spriegumu un slodzes strāvu. Sensora pretestības vērtība ir ievērojami zemāka par slodzes pretestību. Sprieguma samazināšanās sensorā ietekmē stabilizatora izejas spriegumu. Šī ķēde labi sader ar lādētājiem un gaismas diodēm.

Pārslēgšanas stabilizators

Impulsu stabilizatoriem, kas izgatavoti uz slēdžu bāzes, ir augsta efektivitāte. Tie spēj radīt augstu spriegumu pie patērētāja ar zemu ieejas spriegumu. Šī shēma ir samontēta uz MAX 771 mikroshēmas.

Pretestības R1 un R2 spēlē sprieguma dalītāju lomu mikroshēmas izejā. Ja spriegums pie mikroshēmas izejas kļūst lielāks par atsauces vērtību, tad mikroshēma samazina izejas spriegumu un otrādi.

Ja ķēde tiek mainīta tā, lai mikroshēma reaģētu un regulētu izejas strāvu, tad tiek iegūts stabilizēts strāvas avots.

Kad spriegums pāri R3 nokrītas zem 1,5 V, ķēde darbojas kā sprieguma stabilizators. Tiklīdz slodzes strāva palielinās līdz noteiktam līmenim, sprieguma kritums rezistorā R3 kļūst lielāks, un ķēde darbojas kā strāvas stabilizators.

Pretestība R8 tiek pieslēgta atbilstoši ķēdei, kad spriegums paaugstinās virs 16,5 V. Pretestība R3 nosaka strāvu. Šīs ķēdes negatīvais aspekts ir ievērojams sprieguma kritums strāvas mērīšanas pretestībā R3. Šo problēmu var atrisināt, pievienojot darbības pastiprinātāju, lai pastiprinātu signālu no R3.

Strāvas stabilizatori gaismas diodēm

Jūs varat izgatavot šādu ierīci pats, izmantojot mikroshēmu LM 317. Lai to izdarītu, atliek tikai izvēlēties rezistoru. Stabilizatoram ieteicams izmantot šādu barošanas avotu:

• 32 V printera bloks.
• 19 V klēpjdatora bloks.
• Jebkurš 12 V barošanas avots.

Šādas ierīces priekšrocība ir tās zemās izmaksas, dizaina vienkāršība un paaugstināta uzticamība. Nav jēgas pašiem montēt sarežģītu shēmu, to ir vieglāk iegādāties.

Saistītās tēmas:

electrosam.ru

Strāvas stabilizatora ķēde

Saturs:

1. Releja strāvas stabilizatori
2. Triac stabilizators
3. Augstas frekvences strāvas stabilizators
4. Impulsu platuma ierīces
5. Rezonanses strāvas stabilizators
6. Maiņstrāvas stabilizators
7. LED stabilizēšanas ierīces
8. Regulējams strāvas stabilizators
9. Līdzstrāvas stabilizatori
10. Vienkāršs strāvas stabilizators, kas izgatavots no diviem tranzistoriem

Darbojošie elektrotīkli pastāvīgi satur dažādus traucējumus, kas negatīvi ietekmē ierīču un iekārtu darbību. Strāvas stabilizatora ķēde palīdz efektīvi tikt galā ar šo problēmu. Stabilizācijas ierīces atšķiras pēc tehniskajiem parametriem un ir atkarīgas no strāvas avotiem. Ja mājās strāvas stabilizācija nav prioritāte, tad, izmantojot mērīšanas iekārtas, strāvas indikatoriem jābūt stabiliem. Īpaši precīzas ir ierīces, kuru pamatā ir lauka tranzistori. Traucējumu neesamība ļauj iegūt visticamākos rezultātus pēc mērījumiem.

Vispārējā struktūra un darbības princips

Katra stabilizatora galvenais elements ir transformators. Vienkāršākā shēma sastāv no taisngrieža tilta, kas savienots ar kondensatoriem un rezistoriem. Katrā shēmā tiek izmantoti dažāda veida elementi ar individuālu kapacitāti un maksimālo pretestību.

Stabilizatora darbības princips ir diezgan vienkāršs. Kad strāva nonāk transformatorā, mainās tā ierobežojošā frekvence. Ieejā šis parametrs sakrīt ar tīkla frekvenci un ir 50 Hz. Pēc strāvas pārveidošanas ierobežojošās frekvences vērtība izejā jau būs 30 Hz. Augstsprieguma taisngriežu darbības laikā tiek noteikta sprieguma polaritāte. Strāvas stabilizācija tiek veikta, izmantojot kondensatorus, un trokšņu samazināšana notiek ar rezistoru palīdzību. Beigās pie izejas atkal veidojas pastāvīgs spriegums, kas nonāk transformatorā ar frekvenci, kas nepārsniedz 30 Hz.

Strāvas stabilizatoru veidi

Atbilstoši paredzētajam mērķim ir izstrādāts liels skaits dažāda veida stabilizēšanas ierīču.

Releja strāvas stabilizatori. To ķēde sastāv no standarta elementiem, ieskaitot kompensācijas kondensatorus. Šajā gadījumā ķēdes sākumā tiek uzstādīti tilta taisngrieži. Jāņem vērā arī tāds faktors kā divu tranzistoru pāru klātbūtne stabilizatorā. Pirmais pāris ir uzstādīts kondensatora priekšā. Sakarā ar to palielinās maksimālā frekvence.

Šāda veida stabilizatorā izejas spriegums būs aptuveni 5 ampēri. Noteikts nominālās pretestības līmenis tiek uzturēts, izmantojot rezistorus. Vienkāršos modeļos tiek izmantoti divu kanālu elementi. Tie izceļas ar ilgu pārveidošanas procesu, taču tiem ir zems izkliedes koeficients.

Triac stabilizators LM317. Šis modelis tiek plaši izmantots dažādās jomās. Tās galvenais elements ir triaks, ar kura palīdzību maksimālais spriegums ierīcē ievērojami palielinās. Šī izejas indikatora vērtība ir aptuveni 12 V. Sistēma var izturēt ārējo pretestību līdz 3 omiem. Izlīdzināšanas koeficients tiek palielināts, izmantojot daudzkanālu kondensatorus. Atvērtā tipa tranzistori tiek izmantoti tikai augstsprieguma ierīcēs.

Pozīcijas maiņa tiek kontrolēta, mainot izejas nominālo strāvu. Strāvas stabilizators LM317 var izturēt diferenciālo pretestību līdz 5 omiem. Ja tiek izmantoti mērinstrumenti, šai vērtībai jābūt vismaz 6 omi. Spēcīgs transformators nodrošina nepārtrauktu induktora strāvu. Parastajā shēmā tas tiek uzstādīts uzreiz pēc taisngrieža. 12 voltu uztvērējos izmanto balasta tipa rezistorus, kas samazina svārstības ķēdē.

Augstas frekvences strāvas stabilizators. Tās galvenais elements ir tranzistors KK20, kam raksturīgs paātrināts pārveidošanas process. To veicina izejas polaritātes maiņa. Kondensatori, kas nosaka frekvenci, ķēdē ir uzstādīti pa pāriem. Impulsa fronte šajā gadījumā nedrīkst būt lielāka par 2 μs, pretējā gadījumā tas radīs ievērojamus dinamiskus zudumus.

Dažās shēmās rezistoru piesātināšanai tiek izmantoti vismaz trīs jaudīgi pastiprinātāji. Lai samazinātu siltuma zudumus, tiek izmantoti kapacitatīvie kondensatori. Atslēgas tranzistora ātruma raksturlielumu vērtība pilnībā ir atkarīga no dalītāja parametriem.

Impulsu platuma stabilizatori. Šāda veida stabilizatoriem ir diezgan ievērojama droseles induktivitāte, pateicoties ātrai dalītāja maiņai. Šajā shēmā tiek izmantoti divu kanālu rezistori, kas laiž strāvu dažādos virzienos, kā arī kapacitatīvie kondensatori. Visi šie elementi ļauj uzturēt maksimālo pretestības vērtību izejā 4 omu robežās. Maksimālā slodze, ko šādi stabilizatori var izturēt, ir 3 A. Šos modeļus mērinstrumentos izmanto reti. Barošanas avotu maksimālajai izkliedei šajā gadījumā nevajadzētu būt lielākai par 5 voltiem, kas ļauj saglabāt izkliedes koeficienta standarta vērtību.

Šāda veida strāvas stabilizatoros galvenajiem tranzistoriem nav ļoti liela ātruma raksturlielumi. Iemesls ir zemā rezistoru spēja bloķēt strāvu, kas nāk no taisngrieža. Tā rezultātā lielas amplitūdas traucējumi izraisa ievērojamus siltuma zudumus. Transformatora īpašību neitralizācija tiek samazināta un noved pie impulsa kritumiem. Strāvas pārveidošana tiek veikta tikai ar balasta rezistoru, kas uzstādīts tieši aiz taisngrieža tilta. Impulsa platuma stabilizatorā ļoti reti tiek izmantotas pusvadītāju diodes, jo impulsa priekšpuse ķēdē nepārsniedz 1 μs.

Rezonanses strāvas stabilizators. Tas sastāv no maziem kondensatoriem un rezistoriem ar dažādu pretestību. Šādu pastiprinātāju neatņemama sastāvdaļa ir transformatori. Ierīces efektivitātes pieaugums tiek panākts, izmantojot lielu skaitu drošinātāju. Tas noved pie rezistoru dinamisko īpašību palielināšanās. Zemas frekvences tranzistori ir uzstādīti tieši aiz taisngriežiem. Ja ir laba strāvas vadītspēja, kondensatoru darbība kļūst iespējama dažādās frekvencēs.

Maiņstrāvas stabilizators. Parasti to izmanto barošanas blokos ar spriegumu līdz 15 voltiem un ir to neatņemama sastāvdaļa. Ierīču uztvertās ārējās pretestības maksimālā vērtība ir 4 omi. Vidējais ienākošais maiņstrāvas spriegums būs 13 V robežās. Šajā gadījumā izlīdzināšanas koeficienta līmeņa kontrole tiek veikta, izmantojot atvērtus kondensatorus. Rezistoru konstrukcijai ir tieša ietekme uz izejā radītā pulsācijas līmeni.

Maksimālā lineārā strāva šādiem stabilizatoriem ir 5 ampēri. Attiecīgi diferenciālās pretestības vērtība būs 5 omi. Maksimālā pieļaujamā jaudas izkliede ir vidēji 2 W. Tas norāda uz nopietnām problēmām ar maiņstrāvas stabilizatoriem ar impulsa malām. To svārstību samazināšana ir iespējama tikai ar tilta taisngriežu palīdzību. Drošinātāji var ievērojami samazināt siltuma zudumus.

Gaismas diožu stabilizēšanas ierīces. Šajā gadījumā stabilizatoriem nevajadzētu būt pārāk lielai jaudai. Pašreizējā stabilizatora galvenais uzdevums ir pēc iespējas samazināt izkliedes slieksni. Lai izgatavotu šādu stabilizatoru ar savām rokām, tiek izmantotas divas galvenās shēmas. Pirmā iespēja tiek veikta, izmantojot pārveidotājus. Tas ļauj sasniegt maksimālo frekvenci, kas nav lielāka par 4 Hz visos posmos, tādējādi ievērojami palielinot ierīces veiktspēju.

Otrajā gadījumā tiek izmantoti pastiprinošie elementi. Galvenais uzdevums ir neitralizēt maiņstrāvu. Ir iespējams samazināt dinamiskos zudumus, izmantojot augstsprieguma tranzistorus. Pārmērīgu elementu piesātinājumu pārvar atvērtā tipa kondensatori. Transformatoru veiktspēju nodrošina atslēgas rezistori. To izvietojums ķēdē ir standarta - tieši aiz taisngrieža tilta.

Regulējams strāvas stabilizators. Tas ir pieprasīts galvenokārt rūpnieciskās ražošanas jomā. Regulējams stabilizators ļauj regulēt ierīces un aprīkojumu, mainot strāvu un spriegumu. Daudzus modeļus var vadīt attālināti, izmantojot īpašus kontrolierus, kas uzstādīti stabilizatora iekšpusē. Šādām ierīcēm maksimālais maiņstrāvas spriegums ir aptuveni 12 V. Šajā gadījumā stabilizācijas līmenim jābūt vismaz 14 W. Sliekšņa spriegums ir tieši saistīts ar ierīces frekvenci.

Lai mainītu izlīdzināšanas koeficientu, regulējamajā stabilizatorā ir uzstādīti kapacitatīvie kondensatori. Šīm ierīcēm ir laba veiktspēja: maksimālā strāva ir 4 A, diferenciālā pretestība ir 6 omi. Nepārtrauktas droseļvārsta režīma nodrošināšana tiek veikta ar atslēgas tipa transformatoriem. Spriegums tiek piegādāts primārajam tinumam caur katodu, izejas strāva tiek bloķēta atkarībā no kondensatoru veida. Drošinātāji visbiežāk nepiedalās procesa stabilizācijā.

Līdzstrāvas stabilizatori. Viņu darbs ir balstīts uz dubultās integrācijas principu. Par šo procesu ir atbildīgi īpaši pārveidotāji. Stabilizatoru dinamiskie raksturlielumi tiek palielināti ar divu kanālu tranzistoru palīdzību. Kondensatoru ievērojamā kapacitāte ļauj samazināt siltuma zudumus. Iztaisnošanas rādītājus nosaka precīzi aprēķini. Līdzstrāvas izejas spriegums 12A atbilst maksimālajam 5 voltu ierobežojumam ar ierīces frekvenci 30 Hz.

electric-220.ru

cxema.org — trīs vienkāršu strāvas regulatoru ķēdes

Trīs vienkāršu strāvas regulatoru ķēdes

Tīklā ir daudz sprieguma regulatoru ķēžu dažādiem mērķiem, taču ar strāvas regulatoriem lietas ir atšķirīgas. Un es vēlos nedaudz aizpildīt šo robu un iepazīstināt jūs ar trīs vienkāršas līdzstrāvas regulatora ķēdēm, kuras ir vērts pieņemt, jo tās ir universālas un var tikt izmantotas daudzos pašdarinātos dizainos.

Teorētiski strāvas regulatori daudz neatšķiras no sprieguma regulatoriem. Lūdzu, nejauciet strāvas regulatorus ar strāvas stabilizatoriem; atšķirībā no iepriekšējiem, tie uztur stabilu izejas strāvu neatkarīgi no ieejas sprieguma un izejas slodzes.

Strāvas stabilizators ir jebkura normāla laboratorijas barošanas avota vai lādētāja neatņemama sastāvdaļa; tas ir paredzēts, lai ierobežotu slodzei piegādāto strāvu. Šajā rakstā mēs apskatīsim pāris stabilizatorus un vienu regulatoru vispārējai lietošanai.

Visās trīs opcijās kā strāvas sensors tiek izmantoti šunti, galvenokārt zemas pretestības rezistori. Lai palielinātu jebkuras no uzskaitītajām ķēdēm izejas strāvu, būs jāsamazina šunta pretestība. Nepieciešamā strāvas vērtība tiek iestatīta manuāli, parasti pagriežot mainīgo rezistoru. Visas trīs shēmas darbojas lineārā režīmā, kas nozīmē, ka jaudas tranzistors ļoti sakarst pie lielas slodzes.

Pirmo shēmu raksturo maksimāla vienkāršība un komponentu pieejamība. Ir tikai divi tranzistori, viens no tiem ir vadības, otrs ir jaudas tranzistors, caur kuru plūst galvenā strāva.

Strāvas sensors ir zemas pretestības stiepļu rezistors. Pieslēdzot izejas slodzi, šim rezistoram veidojas zināms sprieguma kritums; jo jaudīgāka slodze, jo lielāks kritums. Šis sprieguma kritums ir pietiekams, lai iedarbinātu vadības tranzistoru; jo lielāks kritums, jo vairāk tranzistors ir atvērts. Rezistors R1 iestata jaudas tranzistora nobīdes spriegumu, pateicoties tam, galvenais tranzistors ir atvērtā stāvoklī. Strāvas ierobežojums rodas tāpēc, ka spriegums pie jaudas tranzistora pamatnes, ko veidoja rezistors R1, rupji runājot, tiek amortizēts vai saīsināts ar barošanas zemi caur mazjaudas tranzistora atvērto savienojumu, tas aizvērsies. jaudas tranzistors, tāpēc caur to plūstošā strāva samazinās līdz pilnīgai nullei.

Rezistors R1 būtībā ir parasts sprieguma dalītājs, ar kuru mēs varam iestatīt vadības tranzistora atvēršanas pakāpi un tādējādi kontrolēt jaudas tranzistoru, ierobežojot caur to plūstošo strāvu.

Otrā ķēde ir balstīta uz darbības pastiprinātāju. Tas ir vairākkārt izmantots automašīnu akumulatoru lādētājos. Atšķirībā no pirmās iespējas, šī ķēde ir strāvas stabilizators.

Tāpat kā pirmajā ķēdē, ir arī strāvas sensors (šunts), darbības pastiprinātājs reģistrē sprieguma kritumu šajā šuntā, viss saskaņā ar mums jau pazīstamo shēmu. Darbības pastiprinātājs salīdzina šunta spriegumu ar atsauces spriegumu, ko iestata Zenera diode. Ar mainīgo rezistoru mēs mākslīgi mainām atsauces spriegumu. Operacionālais pastiprinātājs savukārt mēģinās līdzsvarot spriegumu pie ieejām, mainot izejas spriegumu.

Operētājsistēmas pastiprinātāja izeja darbina lieljaudas lauka efekta tranzistoru. Tas ir, darbības princips daudz neatšķiras no pirmās ķēdes, izņemot to, ka uz Zener diodes ir izveidots atsauces sprieguma avots.

Šī ķēde darbojas arī lineārā režīmā, un jaudas tranzistors ļoti sakarst pie lielas slodzes.

Jaunākā shēma ir balstīta uz populāro LM317 stabilizatora integrēto shēmu. Šis ir lineārs sprieguma stabilizators, taču ir iespējams izmantot mikroshēmu kā strāvas stabilizatoru.

Nepieciešamā strāva tiek iestatīta ar mainīgu rezistoru. Ķēdes trūkums ir tāds, ka galvenā strāva plūst precīzi caur iepriekš norādīto rezistoru, un tam, protams, ir nepieciešams jaudīgs; ļoti vēlams ir izmantot vadu rezistoru.

Maksimālā pieļaujamā strāva mikroshēmai LM317 ir 1,5 ampēri, to var palielināt ar papildu jaudas tranzistoru. Šajā gadījumā mikroshēma jau darbosies kā vadības mikroshēma, tāpēc tā nesakarst, tā vietā tranzistors uzkarsīs un no tā nav iespējams izbēgt.

Īss video

Iespiedshēmu plates

• < Назад
• Uz priekšu >

vip-cxema.org

Strāvas stabilizatori

Saturs:

1. Vispārējā struktūra un darbības princips
2. Diodes strāvas stabilizators
3. Strāvas stabilizators uz diviem tranzistoriem
4. Video: stabilizators LM2576

Katrā elektrotīklā periodiski rodas traucējumi, kas negatīvi ietekmē strāvas un sprieguma standarta parametrus. Šī problēma tiek veiksmīgi atrisināta ar dažādu ierīču palīdzību, starp kurām pašreizējie stabilizatori ir ļoti populāri un efektīvi. Tiem ir dažādas tehniskās īpašības, kas ļauj tos izmantot kopā ar jebkuru sadzīves elektroierīci un aprīkojumu. Īpašas prasības attiecas uz mērīšanas iekārtām, kurām nepieciešams stabils spriegums.

Strāvas stabilizatoru vispārīgā struktūra un darbības princips

Zināšanas par strāvas stabilizatoru darbības pamatprincipiem veicina šo ierīču visefektīvāko izmantošanu. Elektriskie tīkli ir burtiski piesātināti ar dažādiem traucējumiem, kas negatīvi ietekmē sadzīves tehnikas un elektroiekārtu darbību. Lai pārvarētu negatīvās sekas, tiek izmantota vienkārša sprieguma un strāvas stabilizatora ķēde.

Katram stabilizatoram ir galvenais elements - transformators, kas nodrošina visas sistēmas darbību. Vienkāršākā shēma ietver taisngrieža tiltu, kas savienots ar dažāda veida kondensatoriem un rezistoriem. To galvenie parametri ir individuālā kapacitāte un maksimālā pretestība.

Pašreizējais stabilizators darbojas pēc ļoti vienkāršas shēmas. Kad strāva nonāk transformatorā, mainās tā ierobežojošā frekvence. Pie ieejas tas sakritīs ar elektrotīkla frekvenci un būs 50 Hz. Pēc visu pašreizējo pārveidošanas pabeigšanas maksimālā izejas frekvence samazināsies līdz 30 Hz. Pārveidošanas ķēdē tiek izmantoti augstsprieguma taisngrieži, ar kuru palīdzību tiek noteikta sprieguma polaritāte. Kondensatori ir tieši iesaistīti strāvas stabilizēšanā, un rezistori samazina traucējumus.

Diodes strāvas stabilizators

Daudzas gaismekļu konstrukcijas satur diožu stabilizatorus, kas labāk pazīstami kā gaismas diožu strāvas stabilizatori. Tāpat kā visu veidu diodēm, gaismas diodēm ir nelineāras strāvas-sprieguma raksturlielums. Tas ir, mainoties spriegumam uz LED, notiek nesamērīgas strāvas izmaiņas.

Palielinoties spriegumam, sākotnēji tiek novērots ļoti lēns strāvas pieaugums, kā rezultātā gaismas diode nedeg. Tad, kad spriegums sasniedz sliekšņa vērtību, sāk izstarot gaismu un ļoti ātri palielinās strāva. Turpmāks sprieguma pieaugums izraisa katastrofālu strāvas palielināšanos un LED izdegšanu. Sprieguma sliekšņa vērtība ir atspoguļota LED gaismas avotu tehniskajos parametros.

Lieljaudas gaismas diodēm ir nepieciešams uzstādīt siltuma izlietni, jo to darbību pavada liela siltuma daudzuma izdalīšanās. Turklāt tiem ir nepieciešams diezgan spēcīgs strāvas stabilizators. Pareizu LED darbību nodrošina arī stabilizācijas ierīces. Tas ir saistīts ar spēcīgu sliekšņa sprieguma izplatību pat tāda paša veida gaismas avotiem. Ja divas šādas gaismas diodes ir savienotas paralēli vienam sprieguma avotam, caur tām plūdīs dažāda lieluma strāvas. Atšķirība var būt tik būtiska, ka viena no gaismas diodēm nekavējoties izdegs.

Tādējādi nav ieteicams ieslēgt LED gaismas avotus bez stabilizatoriem. Šīs ierīces iestata strāvu uz iestatīto vērtību, neņemot vērā ķēdei pievadīto spriegumu. Vismodernākās ierīces ietver divu terminālu stabilizatoru gaismas diodēm, ko izmanto, lai radītu lētus risinājumus gaismas diožu vadībai. Tas sastāv no lauka efekta tranzistora, siksnu daļām un citiem radioelementiem.

Strāvas stabilizatora ķēdes ROLL

Šī shēma darbojas stabili, izmantojot tādus elementus kā KR142EN12 vai LM317. Tie ir regulējami sprieguma stabilizatori, kas darbojas ar strāvu līdz 1,5A un ieejas spriegumu līdz 40V. Normālos termiskajos apstākļos šīs ierīces spēj izkliedēt jaudu līdz 10W. Šīm mikroshēmām ir zems pašpatēriņš, aptuveni 8mA. Šis indikators paliek nemainīgs pat tad, ja strāva iet cauri ROLL un mainās ieejas spriegums.

LM317 elements spēj uzturēt pastāvīgu spriegumu galvenajā rezistorā, kas tiek regulēts noteiktās robežās, izmantojot apgriešanas rezistoru. Galvenais rezistors ar nemainīgu pretestību nodrošina caur to ejošās strāvas stabilitāti, tāpēc to sauc arī par strāvu regulējošo rezistoru.

ROLL stabilizators ir vienkāršs, un to var izmantot kā elektronisku slodzi, akumulatora uzlādi un citus lietojumus.

Strāvas stabilizators uz diviem tranzistoriem

Vienkāršās konstrukcijas dēļ elektroniskajās shēmās ļoti bieži tiek izmantoti stabilizatori ar diviem tranzistoriem. To galvenais trūkums tiek uzskatīts par ne visai stabilu strāvu slodzēs ar mainīgu spriegumu. Ja nav nepieciešami lieli strāvas raksturlielumi, šī stabilizācijas ierīce ir diezgan piemērota daudzu vienkāršu problēmu risināšanai.

Papildus diviem tranzistoriem stabilizatora ķēdē ir strāvas iestatīšanas rezistors. Palielinoties strāvai vienā no tranzistoriem (VT2), palielinās spriegums strāvas iestatīšanas rezistoram. Šī sprieguma (0,5-0,6 V) ietekmē sāk atvērties cits tranzistors (VT1). Kad šis tranzistors atveras, sāk aizvērties cits tranzistors - VT2. Attiecīgi samazinās caur to plūstošās strāvas daudzums.

Bipolārais tranzistors tiek izmantots kā VT2, bet nepieciešamības gadījumā ir iespējams izveidot regulējamu strāvas stabilizatoru, izmantojot MOSFET lauka efekta tranzistoru, ko izmanto kā Zener diodi. Tā izvēle ir balstīta uz 8-15 voltu spriegumu. Šo elementu izmanto, ja barošanas spriegums ir pārāk augsts, kura ietekmē var tikt uzlauzti vārti lauka tranzistorā. Jaudīgākas MOSFET zenera diodes ir paredzētas lielākam spriegumam - 20 volti vai vairāk. Šādu zenera diožu atvēršana notiek ar minimālo vārtu spriegumu 2 volti. Attiecīgi tiek palielināts spriegums, nodrošinot normālu strāvas stabilizatora ķēdes darbību.

Regulējams līdzstrāvas regulators

Dažreiz ir nepieciešami strāvas stabilizatori ar iespēju pielāgoties plašā diapazonā. Dažās shēmās var izmantot strāvas iestatīšanas rezistoru ar samazinātiem raksturlielumiem. Šajā gadījumā ir nepieciešams izmantot kļūdu pastiprinātāju, kura pamatā ir darbības pastiprinātājs.

Ar viena strāvu regulējoša rezistora palīdzību tiek pastiprināts spriegums otrā rezistorā. Šo stāvokli sauc par pastiprinātas kļūdas spriegumu. Izmantojot atsauces pastiprinātāju, tiek salīdzināti atsauces sprieguma un kļūdas sprieguma parametri, pēc tam tiek regulēts lauka efekta tranzistora stāvoklis.

Šai shēmai ir nepieciešama atsevišķa jauda, ​​kas tiek piegādāta atsevišķam savienotājam. Barošanas spriegumam ir jānodrošina normāla visu ķēdes sastāvdaļu darbība un tas nedrīkst pārsniegt līmeni, kas ir pietiekams, lai izraisītu lauka tranzistora bojājumu. Pareizai ķēdes konfigurācijai ir nepieciešams iestatīt mainīgā rezistora slīdni visaugstākajā pozīcijā. Izmantojot apgriešanas rezistoru, tiek iestatīta maksimālā strāvas vērtība. Tādējādi mainīgais rezistors ļauj regulēt strāvu no nulles līdz maksimālajai vērtībai, kas iestatīta iestatīšanas procesā.

Spēcīgs impulsa strāvas stabilizators

Plašs barošanas strāvu un slodžu klāsts ne vienmēr ir galvenā prasība stabilizatoriem. Dažos gadījumos izšķiroša nozīme tiek piešķirta ierīces augstajai efektivitātei. Šo problēmu veiksmīgi atrisina impulsa strāvas stabilizatora mikroshēma, nomainot kompensācijas stabilizatorus. Šāda veida ierīces ļauj radīt augstu spriegumu pāri slodzei pat zema ieejas sprieguma klātbūtnē.

Turklāt ir impulsa tipa pastiprināšanas strāvas stabilizators. Tos izmanto kopā ar slodzēm, kuru barošanas spriegums pārsniedz stabilizatora ieejas spriegumu. Kā izejas sprieguma dalītāji tiek izmantoti divi mikroshēmā izmantotie rezistori, ar kuru palīdzību pamīšus samazinās vai palielinās ieejas un izejas spriegums.

Stabilizators uz LM2576

electric-220.ru

Strāvas stabilizators uz tranzistora

Saturs:

1. Strāvas stabilizatora montāža no diviem tranzistoriem

Elektrotīklu darbības laikā pastāvīgi rodas nepieciešamība pēc strāvas stabilizācijas. Šo procedūru veic, izmantojot īpašas ierīces, kas ietver tranzistora strāvas stabilizatoru. Tos plaši izmanto dažādās elektroniskās ierīcēs, kā arī visu veidu akumulatoru lādēšanā. Stabilizatorus integrālajās shēmās izmanto kā strāvas ģeneratorus, veidojot pārveidošanas un pastiprināšanas stadijas.

Tradicionālajiem strāvas stabilizatoriem ir augsta izejas pretestība, tādējādi novēršot slodzes pretestības un ieejas sprieguma faktoru ietekmi uz izejas strāvu. Galvenais šo ierīču trūkums ir nepieciešamība izmantot augstsprieguma barošanas avotu. Šajā gadījumā strāvas stabilitāte tiek panākta, izmantojot rezistorus ar augstu pretestību. Tāpēc rezistora radītā jauda (P = I2 x R) pie lielām strāvas vērtībām var kļūt nepieņemama normālai sistēmas darbībai. Daudz labāk sevi ir pierādījuši uz tranzistoriem balstīti strāvas stabilizatori, kas pilda savas funkcijas neatkarīgi no ieejas sprieguma.

Vienkāršs strāvas stabilizators uz tranzistora

Vienkāršākās ierīces tiek uzskatītas par diodes stabilizatoriem. Pateicoties tiem, elektriskās ķēdes ir ievērojami vienkāršotas, kas samazina ierīču kopējās izmaksas. Ķēžu darbība kļūst stabilāka un uzticamāka. Šīs īpašības ir padarījušas diožu stabilizatorus vienkārši neaizstājamus gaismas diožu barošanas nodrošināšanā. Sprieguma diapazons, kurā tie var normāli darboties, ir 1,8–100 volti. Tas ļauj pārvarēt impulsa un nepārtrauktas sprieguma izmaiņas.

Tāpēc gaismas diožu mirdzums var būt dažāda spilgtuma un nokrāsu atkarībā no ķēdē plūstošās strāvas. Vairākas no šīm virknē savienotajām lampām darbojas normālā režīmā, piedaloties tikai vienam diodes stabilizatoram. Šo shēmu var viegli pārveidot, atkarībā no gaismas diožu skaita un barošanas sprieguma. Nepieciešamā strāva tiek iestatīta ar stabilizatoriem, kas savienoti paralēli LED ķēdei.

Šādi stabilizatori ir uzstādīti daudzos LED lampu dizainos, tostarp strāvas stabilizatorā, kura pamatā ir bipolārs tranzistors. Tas ir saistīts ar gaismas diožu īpašībām, kurām ir nelineāra strāvas-sprieguma raksturlielums. Tas ir, kad spriegums mainās visā LED, strāva mainās nesamērīgi. Pakāpeniski palielinoties spriegumam, sākumā tiek novērots ļoti lēns strāvas pieaugums, un gaismas diode nedeg. Pēc tam, kad spriegums sasniedz sliekšņa vērtību, parādās gaisma un tajā pašā laikā tiek novērots ļoti straujš strāvas pieaugums.

Ja spriegums turpina pieaugt, notiek kritisks strāvas pieaugums, kas noved pie LED izdegšanas. Tāpēc sliekšņa sprieguma vērtība vienmēr ir norādīta starp LED gaismas avotu raksturlielumiem. Lieljaudas gaismas diodes rada daudz siltuma, un tās ir jāpievieno īpašām siltuma izlietnēm.

Tā kā sliekšņa spriegums ir ļoti atšķirīgs, visas gaismas diodes ir jāpievieno barošanas avotam, izmantojot stabilizatoru. Pat viena veida gaismas diodēm var būt dažādi tiešās spriegumi. Tāpēc, ja divi gaismas avoti ir savienoti paralēli, caur tiem iet dažādas strāvas. Atšķirība var būt tik liela, ka viena no gaismas diodēm priekšlaicīgi sabojāsies vai nekavējoties izdegs.

Izmantojot stabilizatoru, gaismas diode tiek iestatīta uz noteiktu strāvas vērtību neatkarīgi no ķēdei pievienotā sprieguma. Kad spriegums pārsniedz sliekšņa līmeni, strāva, sasniedzot vēlamo vērtību, vairs nemainās. Ar turpmāku sprieguma pieaugumu tas paliek nemainīgs uz LED, bet palielinās tikai uz stabilizatora.

Strāvas stabilizators uz lauka tranzistora ķēdes

Strāvas pārspriegums ļoti bieži izraisa elektroierīču, ierīču un citu iekārtu atteici. Lai nepieļautu šādu situāciju rašanos, tiek izmantotas dažādas stabilizējošas ierīces. Tostarp plaši populāri ir strāvas stabilizatori uz lauka efekta tranzistoriem, kas nodrošina stabilu elektroiekārtu darbību. Ikdienā bieži tiek izmantots "dari pats" līdzstrāvas stabilizators, kura shēma ļauj atrisināt pamata problēmas.

Šo ierīču galvenā funkcija ir kompensēt sprieguma kritumus un pārspriegumus tīklā. Stabilizatori automātiski uztur precīzi noteiktos strāvas parametrus. Papildus strāvas pārspriegumam tiek kompensētas slodzes jaudas un apkārtējās vides temperatūras izmaiņas. Piemēram, ja palielinās iekārtas patērētā jauda, ​​tad attiecīgi palielināsies strāvas patēriņš. Parasti tas noved pie sprieguma krituma pāri vadu pretestībai un strāvas avotam.

Starp daudzām stabilizācijas ierīcēm par visuzticamāko tiek uzskatīta lauka strāvas stabilizatora ķēde, kurā tranzistors ir savienots virknē ar slodzes pretestību. Tas rada tikai nelielas izmaiņas slodzes strāvā, savukārt ieejas sprieguma vērtība pastāvīgi mainās.

Lai zinātu, kā darbojas šādi stabilizatori, ir jāzina lauka efekta tranzistoru uzbūve un darbības princips. Šos elementus kontrolē elektriskais lauks, tāpēc arī radās to nosaukums. Pats elektriskais lauks rodas pieliktā sprieguma ietekmē, tāpēc visi lauka efekta tranzistori ir pusvadītāju ierīces, kas darbojas sprieguma vadībā, kas atver šo ierīču kanālus.

Lauka tranzistors sastāv no trim elektrodiem - avota, drenāžas un aizbīdņa. Uzlādētas daļiņas iekļūst caur avotu un iziet caur kanalizāciju. Daļiņu plūsmas aizvēršana vai atvēršana tiek veikta, izmantojot aizvaru, kas darbojas kā krāns. Uzlādētās daļiņas plūdīs tikai tad, ja starp noteci un avotu ir jāpieliek spriegums. Ja nav sprieguma, tad kanālā nebūs strāvas. Tāpēc, jo augstāks ir pielietotais spriegums, jo vairāk atveras krāns. Sakarā ar to palielinās strāva kanālā starp noteci un avotu, un kanāla pretestība samazinās. Barošanas blokiem lauka efekta tranzistori darbojas komutācijas režīmā, nodrošinot pilnīgu kanāla atvēršanu vai aizvēršanu.

Šīs īpašības ļauj aprēķināt tranzistora strāvas stabilizatoru, kas nodrošina strāvas parametru uzturēšanu noteiktā līmenī. Lauka efekta tranzistoru izmantošana nosaka arī šāda stabilizatora darbības principu. Ikviens zina, ka katram ideālajam strāvas avotam ir EML, kas tiecas uz bezgalību, kā arī bezgalīgi liela iekšējā pretestība. Tas ļauj iegūt strāvu ar nepieciešamajiem parametriem neatkarīgi no slodzes pretestības.

Šādā ideālā avotā rodas strāva, kas paliek tajā pašā līmenī, neskatoties uz izmaiņām slodzes pretestībā. Lai uzturētu strāvu nemainīgā līmenī, ir nepieciešamas pastāvīgas EML lieluma izmaiņas diapazonā virs nulles un līdz bezgalībai. Tas ir, slodzes pretestībai un EMF ir jāmainās tā, lai strāva stabili paliktu tajā pašā līmenī.

Tomēr praksē šāda ideāla strāvas stabilizatora mikroshēma nespēs nodrošināt visas nepieciešamās īpašības. Tas ir saistīts ar faktu, ka sprieguma diapazons pāri slodzei ir ļoti ierobežots un neatbalsta nepieciešamo strāvas līmeni. Reālos apstākļos strāvas un sprieguma avoti tiek izmantoti kopā. Piemērs ir parasts tīkls ar spriegumu 220 volti, kā arī citi avoti bateriju, ģeneratoru, barošanas avotu un citu elektroenerģiju ražojošu ierīču veidā. Strāvas stabilizatorus, kas izmanto lauka tranzistorus, var savienot virknē ar katru no tiem. Šo ierīču izejas būtībā ir strāvas avoti ar nepieciešamajiem parametriem.

Mājas elektroinstalācijas shēmas "dari pats".

Kā pārbaudīt tranzistoru, neatlodējot to no ķēdes ar multimetru

Kā pārbaudīt tranzistoru ar multimetru, neatlodējot to no ķēdes

Uzo apzīmējums diagrammā

Gaismas diodēm nepatīk sprieguma svārstības, tas ir fakts. Viņiem tas nepatīk, jo gaismas diodes darbojas savādāk nekā lampas vai citas lineāras ierīces. To strāva mainās nelineāri atkarībā no sprieguma, tāpēc, piemēram, divkāršojot spriegumu, strāva caur gaismas diodēm netiek dubultota. Tāpēc tie pārkarst, ātri noārdās un sabojājas.

Lielākajai daļai automašīnās izmantoto diožu ir iebūvēta pretestība, kas paredzēta 12 voltu spriegumam. Bet automašīnas borta tīkla spriegums nekad nav 12 volti (izņemot ar izlādētu akumulatoru), turklāt tas nav ne tuvu tik stabils, kā mēs vēlētos. Ja automašīnā izmantojat lētas ķīniešu diožu ierīces, tās vispirms nestabilizējot, tās ātri sāks mirgot un pēc tam pārstās spīdēt.

Tāpēc es saskāros ar to pašu problēmu - gaismas diodes dimensijās sāka mirgot, jo kādreiz biju pārāk slinks, lai tās stabilizētu.

Ir daudz gatavu stabilizatoru ķēžu 12 voltu ierīcēm. Visbiežāk plauktos var atrast mikroshēmu KR142EN8B vai līdzīgas. Šī mikroshēma ir paredzēta strāvai līdz 1,5A, bet lielākam efektam to nepieciešams ieslēgt, izmantojot ieejas un izejas kondensatorus.

Standarta shēma ietver 0,33 un 0,033 μF kondensatoru izmantošanu (ja atmiņa nepilda). Bet personīgi es nolēmu to ieslēgt, izmantojot 4 kondensatorus: 470 µF un 0,47 µF pie ieejas un attiecīgi 10 reizes mazāku kapacitāti izejā. Es neatceros, bet kaut kur forumos es satiku tieši šādu iekļaušanu un nolēmu to piemērot.

Lai to visu varētu viegli ieviest automašīnā, es nolēmu visus elementus pielodēt tieši uz mikroshēmas.

Mikroshēma ar elementiem

Mikroshēma ar elementiem

Papildus kondensatoriem pie mikroshēmas ir pielodēti divi vadi, attiecīgi ieeja un izeja. Masa nāks caur mikroshēmas stiprinājumu. Mikroshēmas vidējo kāju izmanto tikai kondensatoru kājiņām. Es no tā nenoņēmu vadu, jo tas ir integrēts ķēdes korpusā.
Lai nodrošinātu visas konstrukcijas izturību, es nolēmu to visu piepildīt ar līmi, pēc tam termiski sarauties.

Mikroshēmas

Šķelda un termiski sarūk

Gatavi stabilizatori

Automašīnā to var piestiprināt pie korpusa, izmantojot pašvītņojošu skrūvi.

Pievienots stabilizators

Ieraksts nepretendē uz kaut ko super-mega-tehnoloģiju, taču nevar zināt, kam tas varētu noderēt :)

Savienojuma shēma

KR142EN8B vietā varat izmantot L7812CV, savienojuma shēma ir līdzīga. Ja paskatās uz standarta diagrammu un salīdzina to ar manu, rodas jautājumi: "Kāpēc tieši tādi konteineri?"

Ļauj man paskaidrot: Standarta komutācijas ķēde nozīmē tikai sprieguma stabilizāciju, bet nekādā veidā neaizsargā pret (īstermiņa) sprieguma kritumiem, tāpēc ķēdē tika ievadīti pietiekami lielas ietilpības elektrolīti, lai izlīdzinātu šādus kritumus.

Teorētiski, protams, automašīnas akumulatoram vajadzētu darboties kā filtram pret sprieguma kritumiem, taču dažreiz rodas noslīdējums, ko akumulatoram vienkārši nav laika noķert. Piemēram, kad aizdedzes svecei tiek piegādāta dzirkstele, caur spoli iziet ievērojama strāva, kas lieliski iztukšo spriegumu borta tīklā.

Ja jūs nolemjat pārveidot savu automašīnu par LED apgaismojumu, jums būs nepieciešams vismaz lm317 strāvas stabilizators gaismas diodēm. Pamata stabilizatora salikšana nepavisam nav grūta, taču, lai izvairītos no postošām kļūdām pat ar tik vienkāršu uzdevumu, minimāla izglītības programma nenāks par ļaunu. Daudzi cilvēki, kas nav saistīti ar radioelektroniku, bieži jauc tādus jēdzienus kā strāvas stabilizators un sprieguma stabilizators.

Viegli par vienkāršām lietām. Strāvas stiprums, spriegums un to stabilizācija

Spriegums nosaka, cik ātri elektroni pārvietojas pa vadītāju. Daudzi kaislīgi datora pārspīlēšanas cienītāji palielina centrālā procesora kodola spriegumu, liekot tam darboties ātrāk.

Strāvas stiprums ir elektronu kustības blīvums elektriskajā vadītājā. Šis parametrs ir ārkārtīgi svarīgs radioelementiem, kas darbojas pēc termiskās sekundārās emisijas principa, jo īpaši gaismas avotiem. Ja vadītāja šķērsgriezuma laukums nespēj iziet cauri elektronu plūsmai, siltuma veidā sāk izdalīties liekā strāva, izraisot būtisku daļas pārkaršanu.

Lai labāk izprastu procesu, analizēsim plazmas loku (uz tās pamata darbojas gāzes plīšu un katlu elektriskā aizdedze). Pie ļoti augsta sprieguma brīvo elektronu ātrums ir tik liels, ka tie var viegli “lidot” attālumu starp elektrodiem, veidojot plazmas tiltu.

Un tas ir elektriskais sildītājs. Kad elektroni iet caur to, tie nodod savu enerģiju sildelementam. Jo lielāka strāva, jo blīvāka ir elektronu plūsma, jo vairāk termoelements uzsilst.

Kāpēc ir nepieciešama strāvas un sprieguma stabilizācija?

Jebkurš radioelektroniskais komponents, neatkarīgi no tā, vai tā ir spuldze vai datora centrālais procesors, optimālai darbībai prasa skaidri ierobežotu elektronu skaitu, kas plūst caur vadītājiem.

Tā kā mūsu raksts ir par LED stabilizatoru, mēs par tiem runāsim.

Ar visām priekšrocībām gaismas diodēm ir viens trūkums - augsta jutība pret jaudas parametriem. Pat mērens spēka un sprieguma pārpalikums var izraisīt gaismu izstarojošā materiāla izdegšanu un diodes atteici.

Mūsdienās ir ļoti moderni pārveidot automašīnas apgaismojuma sistēmu LED apgaismojumam. To krāsu temperatūra ir daudz tuvāka dabiskajam apgaismojumam nekā ksenona un kvēlspuldzēm, kas padara vadītāju daudz mazāk nogurušu garos braucienos.

Tomēr šim risinājumam nepieciešama īpaša tehniska pieeja. Automašīnas LED diodes nominālā barošanas strāva ir 0,1-0,15 mA, un starta akumulatora strāva ir simtiem ampēru. Tas ir pietiekami, lai izdegtu daudz dārgu apgaismojuma elementu. Lai no tā izvairītos, izmantojiet 12 voltu stabilizatoru gaismas diodēm automašīnās.

Strāvas stiprums transportlīdzekļu tīklā pastāvīgi mainās. Piemēram, auto kondicionieris “apēd” līdz 30 ampēriem, izslēdzot tā darbībai “iedalītie” elektroni vairs neatgriezīsies atpakaļ ģeneratorā un akumulatorā, bet tiks pārdalīti starp citām elektroierīcēm. Ja kvēlspuldzei ar nominālo spriegumu 1-3 A papildu 300 mA nespēlē, tad vairāki šādi pārspriegumi var būt liktenīgi diodei ar barošanas strāvu 150 mA.

Lai garantētu automobiļu gaismas diožu ilgstošu darbību, lieljaudas gaismas diodēm tiek izmantots strāvas stabilizators, kura pamatā ir lm317.

Stabilizatoru veidi

Saskaņā ar strāvas ierobežošanas metodi ir divu veidu ierīces:

• Lineārs;
• Pulss.

Tas darbojas pēc sprieguma dalītāja principa. Tas atbrīvo noteikta parametra strāvu, izkliedējot pārpalikumu siltuma veidā. Šādas ierīces darbības principu var salīdzināt ar laistīšanas kannu, kas aprīkota ar papildu drenāžas atveri.

Priekšrocības

• pieņemama cena;
• vienkārša uzstādīšanas shēma;
• viegli salikt ar savām rokām.

Trūkums: apkures dēļ tas ir slikti piemērots darbam ar lielu slodzi.

Tāpat kā dārzeņu griezējs, tas nogriež ienākošo strāvu caur īpašu kaskādi, izdalot stingri dozētu daudzumu.

Priekšrocības

• paredzēts lielām slodzēm;
• darbības laikā nesasilda.

Trūkumi

• savai darbībai ir nepieciešams strāvas avots;
• rada elektromagnētisko starojumu;
• salīdzinoši augsta cena;
• Grūti uztaisīt pašam.

Ņemot vērā zemo strāvu automašīnu gaismas diodēs, ar savām rokām varat salikt vienkāršu LED stabilizatoru. Vispieejamākais un vienkāršākais LED lampu un sloksņu draiveris ir samontēts uz lm317 mikroshēmas.

Īss lm317 apraksts

Radioelektroniskais modulis LM317 ir mikroshēma, ko izmanto strāvas un sprieguma stabilizācijas sistēmās.

• Sprieguma stabilizācijas diapazons no 1,7 līdz 37 V nodrošinās stabilu LED spilgtumu neatkarīgi no dzinēja apgriezienu skaita;
• Atbalsts izejas strāvai līdz 1,5 A ļauj pieslēgt vairākus foto izstarotājus;
• Augsta stabilitāte pieļauj izejas parametru svārstības tikai par 0,1% no nominālās vērtības;
• Ir iebūvēta strāvas ierobežošanas aizsardzība un izslēgšanas kaskāde pārkaršanai;
• Mikroshēmas korpuss ir noslīpēts, tāpēc piestiprinot ar pašvītņojošo skrūvi pie automašīnas virsbūves, tiek samazināts montāžas vadu skaits.

Pielietojuma zona

• Sprieguma un strāvas stabilizators gaismas diodēm sadzīves apstākļos (tostarp LED lentēm);
• Sprieguma un strāvas stabilizators gaismas diodēm automašīnās;

Strāvas stabilizatora shēmas gaismas diodēm

Vienkāršākā stabilizatora ķēde

Izmantojot šo shēmu, var salikt vienkāršāko 12 voltu sprieguma stabilizatoru. Rezistors R1 ierobežo izejas strāvu, R2 ierobežo izejas spriegumu. Šajā ķēdē izmantotie kondensatori samazina sprieguma pulsāciju un palielina darbības stabilitāti.

Autobraucēja vajadzības apmierinās vienkāršākais stabilizācijas mehānisms, jo barošanas spriegums automašīnu tīklā ir diezgan stabils.

Lai izgatavotu diožu stabilizatoru automašīnā, jums būs nepieciešams:

• Mikroshēma lm317;
• Rezistors kā strāvas regulators gaismas diodēm;
• Lodēšanas un uzstādīšanas instrumenti.

Mēs saliekam saskaņā ar iepriekš minēto shēmu

Rezistora aprēķins LED draiverim

Rezistora jauda un pretestība tiek aprēķināta, pamatojoties uz barošanas avota strāvas stiprumu un LED nepieciešamo strāvu. Automobiļu gaismas diodei ar jaudu 150 mA rezistora pretestībai jābūt 10–15 omi, un aprēķinātajai jaudai jābūt 0,2–0,3 W.

Kā to salikt pats, skatieties video:

Vadītāja dizaina pieejamība un vienkāršība lm317 mikroshēmā ļauj nesāpīgi no jauna aprīkot jebkuras automašīnas elektriskās apgaismojuma sistēmas.

Strāvas stabilizatori, atšķirībā no sprieguma stabilizatoriem, stabilizē strāvu. Šajā gadījumā slodzes spriegums būs atkarīgs no tā pretestības. Strāvas stabilizatori ir nepieciešami elektronisku ierīču, piemēram, LED vai gāzizlādes spuldžu, darbināšanai; tos var izmantot lodēšanas stacijās vai siltuma stabilizatoros, lai iestatītu darba temperatūru. Turklāt, lai uzlādētu dažāda veida akumulatorus, ir nepieciešami strāvas stabilizatori. Strāvas stabilizatori tiek plaši izmantoti kā daļa no integrētajām shēmām, lai iestatītu pastiprinātāja un pārveidotāja pakāpju strāvu. Tur tos parasti sauc par strāvas ģeneratoriem.

Strāvas stabilizatoru iezīme ir to augstā izejas pretestība. Tas novērš ieejas sprieguma un slodzes pretestības ietekmi uz izejas strāvu. Protams, vienkāršākajā gadījumā sprieguma avots un rezistors var kalpot kā strāvas ģenerators. Šo shēmu bieži izmanto, lai darbinātu indikatora LED. Līdzīga diagramma ir parādīta 1. attēlā.

1. attēls. Rezistoru strāvas stabilizatora ķēde

Šīs shēmas trūkums ir nepieciešamība izmantot augstsprieguma barošanas avotu. Tikai šajā gadījumā ir iespējams izmantot pietiekami augstas pretestības rezistoru un sasniegt pieņemamu strāvas stabilitāti. Šajā gadījumā jauda tiek atbrīvota pie rezistora P = I 2× R, kas var būt nepieņemami pie lielām strāvām.

Pašreizējie stabilizatori, kuru pamatā ir tranzistori, ir sevi pierādījuši daudz labāk. Šeit mēs izmantojam to, ka tranzistora izejas pretestība ir ļoti augsta. To var skaidri redzēt no tranzistora izejas raksturlielumiem. Ilustrācijai 2. attēlā parādīts, kā noteikt tranzistora izejas pretestību pēc tā izejas raksturlielumiem.

2. attēls. Tranzistora izejas pretestības noteikšana, pamatojoties uz tā izejas raksturlielumiem

Šajā gadījumā sprieguma kritumu var iestatīt mazu, kas ļauj iegūt nelielus zudumus ar augstu izejas strāvas stabilitāti. Tas ļauj izmantot šo shēmu fona apgaismojuma gaismas diožu barošanai vai mazjaudas akumulatoru uzlādēšanai. Strāvas stabilizatora ķēde uz bipolāra tranzistora ir parādīta 3. attēlā.

3. attēls. Tranzistora strāvas stabilizatora ķēde

Šajā shēmā spriegumu tranzistora pamatnē iestata Zenera diode VD1, rezistors R2 kalpo kā strāvas sensors. Tā ir tā pretestība, kas nosaka stabilizatora izejas strāvu. Palielinoties strāvai, palielinās sprieguma kritums tajā. Tas tiek piemērots tranzistora emitētājam. Rezultātā bāzes emitētāja spriegums, kas definēts kā starpība starp pastāvīgo spriegumu pie bāzes un spriegumu pie emitētāja, samazinās un strāva atgriežas iestatītajā vērtībā.

Strāvas ģeneratori darbojas līdzīgi, no kuriem slavenākā ir “strāvas spoguļa” ķēde. Tas izmanto bipolārā tranzistora emitētāja savienojumu Zenera diodes vietā, un tranzistora emitētāja iekšējā pretestība tiek izmantota kā rezistors R2. Pašreizējā spoguļa ķēde ir parādīta 4. attēlā.

4. attēls. "Strāvas spoguļa" ķēde

Strāvas stabilizatori, kas darbojas pēc 3. attēlā redzamās ķēdes darbības principa, samontēti, izmantojot lauka tranzistorus, ir vēl vienkāršāki. Tajos sprieguma stabilizatora vietā varat izmantot zemes potenciālu. Strāvas stabilizatora ķēde, kas izgatavota uz lauka efekta tranzistora, ir parādīta 5. attēlā.

5. attēls. Lauka tranzistora strāvas stabilizatora ķēde

Visas aplūkotās shēmas apvieno vadības elementu un salīdzināšanas ķēdi. Līdzīga situācija tika novērota arī kompensējošo sprieguma stabilizatoru izstrādes laikā. Strāvas stabilizatori atšķiras no sprieguma stabilizatoriem ar to, ka signāls atgriezeniskās saites ķēdē nāk no strāvas sensora, kas savienots ar slodzes strāvas ķēdi. Tāpēc, lai ieviestu strāvas stabilizatorus, tiek izmantotas tādas izplatītas mikroshēmas kā 142EN5 (LM7805) vai LM317. 6. attēlā parādīta strāvas stabilizatora ķēde LM317 mikroshēmā.

6. attēls. Strāvas stabilizatora ķēde LM317 mikroshēmā

Strāvas sensors ir rezistors R1, un uz tā esošais stabilizators uztur pastāvīgu spriegumu un līdz ar to arī strāvu slodzē. Strāvas sensora pretestība ir daudz mazāka par slodzes pretestību. Sprieguma kritums sensorā atbilst kompensācijas stabilizatora izejas spriegumam. 6. attēlā parādītā shēma ir lieliski piemērota gan apgaismojuma LED, gan akumulatora lādētāju barošanai.

Un ir lieliski kā pašreizējie stabilizatori. Tie nodrošina lielāku efektivitāti. salīdzinot ar kompensācijas stabilizatoriem. Šīs shēmas parasti tiek izmantotas kā draiveri LED lampās.

Literatūra:

1. Sažņevs A.M., Rogulina L.G., Abramovs S.S. “Ierīču un sakaru sistēmu barošana”: Mācību grāmata / Valsts profesionālās augstākās izglītības iestāde SibGUTI. Novosibirska, 2008 – 112 s.
2. Alievs I.I. Elektrisko uzziņu grāmata. – 4. izd. korr. – M.: IP Radio Soft, 2006. – 384 lpp.
3. Geitenko E.N. Sekundārie barošanas avoti. Shēmas projektēšana un aprēķins. Apmācība. – M., 2008. – 448 lpp.
4. Ierīču un telekomunikāciju sistēmu barošana: Mācību grāmata universitātēm / V.M.Bušuevs, V.A. Deminskis, L.F. Zaharovs un citi - M., 2009. – 384 lpp.

Saturs:

Nav noslēpums, ka LED lampas periodiski izdeg, neskatoties uz ražotāju noteiktajiem garajiem garantijas periodiem. Daudzi cilvēki vienkārši nezina patiesos neveiksmes iemeslus. Tomēr šeit nav īpašu grūtību, vienkārši šādām lampām ir noteikti parametri, kuriem nepieciešama obligāta stabilizācija. Tas ir strāvas stiprums pašā lampā un sprieguma kritums barošanas tīklā.

Lai atrisinātu šo problēmu, tiek izmantots gaismas diožu strāvas stabilizators. Tomēr ne visi stabilizatori var efektīvi atrisināt problēmu. Tāpēc dažos gadījumos ir ieteicams pats izgatavot stabilizatoru. Pirms šī procesa sākšanas rūpīgi jāizprot stabilizatora mērķis, struktūra un darbības princips, lai izvairītos no kļūdām ķēdes montāžā.

Stabilizatora mērķis

Stabilizatora galvenā funkcija ir izlīdzināt strāvu neatkarīgi no sprieguma kritumiem elektrotīklā. Ir divu veidu stabilizācijas ierīces - lineāras un impulsa. Pirmajā gadījumā visi izejas parametri tiek pielāgoti, sadalot jaudu starp slodzi un pašas pretestību. Otrā iespēja ir daudz efektīvāka, jo šajā gadījumā gaismas diodēm tiek piegādāts tikai nepieciešamais jaudas daudzums. Šādu stabilizatoru darbība balstās uz impulsa platuma modulācijas principu.

Tam ir augstāka efektivitāte vismaz 90%. Tomēr tiem ir diezgan sarežģīta shēma un attiecīgi augstas izmaksas salīdzinājumā ar lineārā tipa ierīcēm. Jāņem vērā, ka stabilizatoru LM317 izmantošana ir pieļaujama tikai lineārām shēmām. Tos nevar savienot ar ķēdēm ar lielām strāvas vērtībām. Tāpēc šīs ierīces ir vislabāk piemērotas lietošanai ar gaismas diodēm.

Nepieciešamība izmantot stabilizatorus ir izskaidrojama ar LED parametru īpašībām. Tie izceļas ar nelineāru strāvas-sprieguma raksturlielumu, kad gaismas diodes sprieguma izmaiņas izraisa nesamērīgas strāvas izmaiņas. Palielinoties spriegumam, strāva pašā sākumā palielinās ļoti lēni, tāpēc spīdums netiek novērots. Turklāt, kad spriegums sasniedz sliekšņa vērtību, gaismas emisija sākas ar vienlaicīgu strauju strāvas pieaugumu. Ja spriegums turpina pieaugt, strāva palielinās vēl vairāk, izraisot LED izdegšanu.

LED raksturlielumi atspoguļo sliekšņa sprieguma vērtību kā tiešo spriegumu pie nominālās strāvas. Strāvas jauda lielākajai daļai mazjaudas gaismas diožu ir 20 mA. Lieljaudas gaismas diodēm nepieciešama lielāka strāvas vērtība, kas sasniedz 350 mA vai lielāku. Tie rada lielu siltuma daudzumu un tiek uzstādīti uz īpašām siltuma izlietnēm.

Lai nodrošinātu normālu gaismas diožu darbību, tām ir jāpieslēdz strāva caur strāvas stabilizatoru. Tas ir saistīts ar sliekšņa sprieguma izplatīšanos. Tas ir, dažāda veida gaismas diodēm ir atšķirīgs tiešais spriegums. Pat viena veida lampām var nebūt vienāds tiešais spriegums un ne tikai tā minimālā, bet arī maksimālā vērtība.

Tādējādi, ja uz to pašu avotu, tad viņi caur sevi izlaidīs pilnīgi dažādas strāvas. Strāvu atšķirības noved pie to priekšlaicīgas atteices vai tūlītējas izdegšanas. Lai izvairītos no šādām situācijām, ir ieteicams ieslēgt gaismas diodes kopā ar stabilizācijas ierīcēm, kas paredzētas, lai izlīdzinātu strāvu un panāktu to līdz noteiktai, noteiktai vērtībai.

Lineārā tipa stabilizācijas ierīces

Izmantojot stabilizatoru, strāva, kas iet caur LED, tiek iestatīta uz noteiktu vērtību neatkarīgi no ķēdei pievienotā sprieguma. Ja spriegums pārsniedz sliekšņa līmeni, strāva joprojām paliks nemainīga un nemainīsies. Nākotnē, kad kopējais spriegums palielināsies, tā pieaugums notiks tikai uz strāvas stabilizatora, un uz LED tas paliks nemainīgs.

Tādējādi ar nemainīgiem LED parametriem pašreizējo stabilizatoru var saukt par jaudas stabilizatoru. Ierīces radītās aktīvās jaudas sadalījums siltuma veidā notiek starp stabilizatoru un LED proporcionāli spriegumam katrā no tiem. Šāda veida stabilizatorus sauc par lineāru.

Lineārās strāvas stabilizatora sildīšana palielinās, palielinoties tam pielietotajam spriegumam. Tas ir tā galvenais trūkums. Tomēr šai ierīcei ir vairākas priekšrocības. Darbības laikā nav elektromagnētisko traucējumu. Dizains ir ļoti vienkāršs, kas padara produktu diezgan lētu lielākajā daļā shēmu.

Ir lietojumprogrammas, kurās lineārais strāvas regulators 12 V gaismas diodēm kļūst efektīvāks nekā pārslēgšanas pārveidotājs, it īpaši, ja ieejas spriegums ir tikai nedaudz augstāks par LED spriegumu. Ja strāva tiek piegādāta no tīkla, ķēdē var izmantot transformatoru, kura izejai ir pievienots lineārais stabilizators.

Tādējādi vispirms spriegums tiek samazināts līdz tādam pašam līmenim kā LED, pēc kura lineārais stabilizators iestata nepieciešamo strāvas vērtību. Vēl viena iespēja ietver LED sprieguma tuvināšanu barošanas spriegumam. Šim nolūkam gaismas diodes ir virknē savienotas kopējā ķēdē. Rezultātā kopējais spriegums ķēdē būs katras gaismas diodes spriegumu summa.

Dažus strāvas stabilizatorus var izgatavot uz lauka efekta tranzistoriem, izmantojot pn savienojumu. Drenāžas strāva tiek iestatīta, izmantojot vārtu avota spriegumu. Strāva, kas iet caur tranzistoru, ir tāda pati kā sākotnējā drenāžas strāva, kas norādīta tehniskajā dokumentācijā. Šādas ierīces minimālais darba spriegums ir atkarīgs no tranzistora un ir aptuveni 3 V.

Impulsu strāvas stabilizatori

Ekonomiskākas ierīces ietver strāvas stabilizatorus, kuru pamatā ir impulsu pārveidotājs. Šis elements ir pazīstams arī kā atslēgu pārveidotājs vai pārveidotājs. Pārveidotāja iekšpusē jauda tiek sūknēta noteiktās porcijās impulsu veidā, kas noteica tā nosaukumu. Normāli strādājošā ierīcē enerģijas patēriņš notiek nepārtraukti. Tas tiek nepārtraukti pārraidīts starp ieejas un izejas ķēdēm, kā arī tiek nepārtraukti piegādāts slodzei.

Elektriskās ķēdēs strāvas un sprieguma stabilizatoram, kura pamatā ir impulsu pārveidotāji, ir gandrīz tāds pats darbības princips. Vienīgā atšķirība ir tā, ka tiek kontrolēta strāva caur slodzi, nevis spriegums pāri slodzei. Ja slodzes strāva samazinās, stabilizators sūknē jaudu. Palielinājuma gadījumā jauda tiek samazināta. Tas ļauj izveidot strāvas stabilizatorus lieljaudas gaismas diodēm.

Visizplatītākajās shēmās papildus ir reaktīvs elements, ko sauc par droseli. No ieejas ķēdes tam noteiktās daļās tiek piegādāta enerģija, kas pēc tam tiek pārnesta uz slodzi. Šāda pārraide notiek caur slēdzi vai atslēgu, kas ir divos galvenajos stāvokļos - izslēgts un ieslēgts. Pirmajā gadījumā strāva nepāriet un netiek atbrīvota jauda. Otrajā gadījumā atslēga vada strāvu, vienlaikus tai ir ļoti zema pretestība. Tāpēc arī atbrīvotā jauda ir tuvu nullei. Tādējādi enerģijas pārnešana notiek praktiski bez jaudas zuduma. Tomēr impulsa strāva tiek uzskatīta par nestabilu, un tās stabilizēšanai tiek izmantoti īpaši filtri.

Līdzās acīmredzamām priekšrocībām impulsu pārveidotājam ir nopietni trūkumi, kuru novēršanai nepieciešams specifisks dizains un tehniskie risinājumi. Šīs ierīces ir sarežģītas konstrukcijas un rada elektromagnētiskus un elektriskus traucējumus. Viņi tērē noteiktu enerģijas daudzumu savam darbam un rezultātā sakarst. To izmaksas ir ievērojami augstākas nekā lineāro stabilizatoru un transformatoru ierīču izmaksas. Tomēr lielākā daļa trūkumu tiek veiksmīgi novērsti, tāpēc pārslēgšanas stabilizatori ir plaši populāri patērētāju vidū.

LED strāvas draiveris