Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулированный стабилизатор тока 12 вольт

Как сделать регулятор напряжения 12 вольт?

Схема номер 1

Имелся стабилизированный импульсный блок питания, дающий на выходе напряжение 17 вольт и ток 500 миллиампер. Требовалось периодическое изменение напряжения в пределе 11 – 13 вольт. И общеизвестная схема регулятора напряжения на одном транзисторе с этим прекрасно справлялась. От себя добавил к ней только светодиод индикации да ограничительный резистор. К слову, светодиод здесь это не только «светлячок» сигнализирующий о наличии выходного напряжения. При правильно подобранном номинале ограничительного резистора, даже небольшое изменение выходного напряжения отражается на яркости свечения светодиода, что даёт дополнительную информацию о его повышении или понижении. Напряжение на выходе можно было изменять от 1,3 до 16 вольт.

КТ829 — мощный низкочастотный кремниевый составной транзистор, был установлен на мощный металлический радиатор и казалось, что при необходимости он вполне может выдержать и большую нагрузку, но случилось короткое замыкание в схеме потребителя и он сгорел. Транзистор отличается высоким коэффициентом усиления и применяется в усилителях низкой частоты – видно действительно его место там а не в регуляторах напряжения.

Слева снятые электронные компоненты, справа приготовленные им на замену. Разница по количеству в два наименования, а по качеству схем, бывшей и той, что решено было собрать, она несопоставима. Напрашивается вопрос – «Стоит ли собирать схему с ограниченными возможностями, когда существует более продвинутый вариант «за те же деньги», в прямом и переносном смысле этого изречения?»

Блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

Всем известно, что мощный регулируемый блок питания с регулировкой напряжения и тока самое популярное и востребованное электронное устройство, с изготовления которого начинают свой творческий путь начинающие радиолюбители. Схем очень много, какую выбрать и с чего начинать многие просто теряются. Одним нужен простой лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока, другим мощное зарядное устройство для зарядки автомобильного аккумулятора, а я предлагаю вам собрать своими руками простой универсальный блок питания с регулировкой напряжения и тока, который можно использовать для выполнения любых задач, питания электронных самоделок и зарядки автомобильного аккумулятора. Все, что от вас потребуется это усидчивость, минимальные знания электроники и умение пользоваться паяльником. А если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях, я вам обязательно помогу.

Хватит слов приступим к делу!

На этом рисунке изображена схема блока питания с регулировкой напряжения и тока от 2.4В до 28В и силой тока до 30А.

Схема блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Важным элементом данной схемы является регулируемый стабилизатор напряжения микросхема TL431 или, как ее еще называют управляемый стабилитрон позволяющий плавно регулировать напряжение от 2.4 вольта до 28 вольт. Благодаря четырем силовым транзисторам, установленным на больших радиаторах, блок питания может выдержать ток до 30А. Также имеется регулировка тока и защита от переполюсовки, поэтому блок питания можно и даже нужно использовать, как зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Делитель напряжения, построенный на мощном 5 Вт резисторе R1 и переменном резисторе Р1 ограничивает ток на катоде и на управляющем электроде стабилитрона TL431. Вращением ручки переменного резистора Р1 задается выходное напряжение стабилитрона, стабилизатор напряжения TL431, автоматически стабилизирует напряжение заданное переменным резистором Р1. С микросхемы TL431 ток поступает на базу транзистора Т1. Транзистор выполняет роль ключа и управляет двумя мощными биполярными транзисторами Т2 и Т3 соединенных параллельно для увеличения выходной мощности. В выходной каскад транзисторов установлены уравнительные резисторы R2 и R3. Далее ток поступает на плюсовую клейму блока питания.

Как работает регулировка тока?

В данной схеме реализована функция ограничения тока на двух мощных полевых транзисторах Т4 и Т5 соединенных параллельно. Давайте рассмотрим, как это работает. С диодного моста ток поступает на стабилизатор напряжения L7812CV, напряжение снижается до 12В, это безопасное значение для затворов транзисторов. Далее ток поступает на делитель напряжения собранный на переменном резисторе Р2 и постоянном резисторе R4. С движка переменного резистора Р2 ток проходит через тока ограничительные резисторы R5 и R6 открывая затворы полевых транзисторов Т4 и Т5. Транзисторы проводят через себя определенное количество тока в зависимости от сопротивления переменного резистора Р2. В данной схеме ток регулируется при любом выходном напряжении.

Также предусмотрена защита от переполюсовки, состоящая из двух светодиодов. Зеленый светодиод сигнализирует о правильном подключении автомобильного аккумулятора к выходу блоку питания, а красный светодиод, о ошибке подключения. Резисторы R7 и R8 ограничивают ток для светодиодов.

А, вот и печатная плата!

На этом рисунке изображена печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатную плату вы можете изготовить с помощью лазерно утюжной технологии для продвинутых, а также навесным монтажом этот способ больше подходит для начинающих радиолюбителей и они о нем прекрасно знают. Для изготовления печатной платы вам понадобиться фольгированный стеклотекстолит размером 100х83 мм. Большинство деталей устанавливаются на печатной плате за исключением транзисторов Т2, Т3, Т4, Т5, а также стабилизатор напряжения L7812CV и резисторы R2, R3, Р1, Р2. Биполярные транзисторы Т2 и Т3 устанавливаются на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок, потому, что коллекторы транзисторов все равно по схеме соединяются вместе. Полевые транзисторы Т4, Т5 надо тоже установить на отдельном радиаторе без изоляции.

На этом рисунке изображены два радиатора с установленными транзисторами. Между собой радиаторы скреплены двумя лентами двухстороннего автомобильного скотча выполняющего роль электро изоляции. Сверху к радиаторам прикручена винтами пластиковая скрепляющая пластина, придающая жесткость конструкции. К ней будет крепиться дополнительная пластина с печатной платой и вентилятор.

Поскольку уравнительные резисторы R2 и R3 довольно большого размера для их предусмотрена специальная печатная плата, которая изображена на этом рисунке. Размер печатной платы 85х40 мм.

Печатная плата блока резисторов

Схема номер 2

В новой схеме также присутствует трёхвыводной эл. компонент (но это уже не транзистор) постоянный и переменный резисторы, светодиод со своим ограничителем. Добавлено только два электролитических конденсатора. Обычно на типовых схемах указаны минимальные значения C1 и C2 (С1=0,1 мкФ и С2=1 мкФ) которые необходимы для устойчивой работы стабилизатора. На практике значения емкостей составляют от десятков до сотен микрофарад. Ёмкости должны располагаться как можно ближе к микросхеме. При больших емкостях обязательно условие C1>>C2. Если ёмкость конденсатора на выходе будет превышать ёмкость конденсатора на входе, то возникает ситуация при которой выходное напряжение превышает входное, что приводит к порче микросхемы стабилизатора. Для её исключения устанавливают защитный диод VD1.

Читайте так же:
Ne555 в стабилизаторах тока

У этой схемы уже совсем другие возможности. Входное напряжение от 5 до 40 вольт, выходное 1,2 – 37 вольт. Да, имеется падение напряжения вход – выход равное примерно 3,5 вольтам, однако роз без шипов не бывает. Зато микросхема КР142ЕН12А именуемая линейным регулируемым стабилизатором напряжения имеет неплохую защиту по превышению тока нагрузки и кратковременную защиту от короткого замыкания на выходе. Её рабочая температура до + 70 градусов по Цельсию, работает с внешним делителем напряжения. Выходной ток нагрузки до 1 А при длительной работе и 1,5 А при непродолжительной. Максимально допустимая мощность при работе без теплоотвода 1 Вт, если микросхему установить на радиатор достаточного размера (100 см.кв.) то Р макс. = 10 Вт.

Разновидности 12В стабилизаторов

В зависимости от конструкции и способа поддержания 12-ти вольтного напряжения выделяют две разновидности стабилизаторов:

  • Импульсные – стабилизаторы, состоящие из интегратора (аккумулятора, электролитического конденсатора большой емкости) и ключа (транзистора). Поддержание напряжения в заданном интервале значений происходит благодаря циклическому процессу накопления и быстрой отдачи заряда интегратором при открытом состоянии ключа. По конструктивным особенностям и способу управления такие стабилизаторы подразделяются на ключевые устройства с триггером Шмитта, выравниватели с широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляцией.
  • Линейные – стабилизирующие напряжение устройства, в которых в качестве регулирующего устройства применяются подключаемые последовательно стабилитроны или специальные микросхемы.

Наиболее распространены и популярны среди автолюбителей линейные устройства, отличающиеся простотой самостоятельной сборки, надежностью и долговечностью. Импульсный вид используется значительно реже из-за дороговизны деталей и сложностей самостоятельного изготовления и ремонта.

Что получилось

Сам процесс обновлённого монтажа занял времени ни сколько не больше чем предыдущий. При этом получен не простой регулятор напряжения, который подключается к блоку питания стабилизированного напряжения, собранная схема при подключении даже к сетевому понижающему трансформатору с выпрямителем на выходе сама даёт необходимое стабилизированное напряжение. Естественно, что выходное напряжение трансформатора должно соответствовать допустимым параметрам входного напряжения микросхемы КР142ЕН12А. Вместо неё можно использовать и импортный аналог интегральный стабилизатор LM317Т. Автор Babay iz Barnaula.

Стабилизатор напряжения 12 вольт

Стабилизаторы напряжения являются важнейшей частью всех электронных схем, они дают непрерывное, устойчивое питание компонентам системы, обеспечивая стабильность её параметров и защиту при неисправностях в схеме или в первичном источнике напряжения. 12 вольт постоянного напряжения – наиболее востребованное, применяется для питания множества устройств, используемых отдельно или встроенных в различные конструкции.

Стабилизация с помощью стабилитрона

Классический стабилизатор

Большинство систем питания построено по схеме линейного стабилизатора напряжения на 12 вольт, которая может иметь несколько вариантов исполнения:

  • Параллельный – регулировка с помощью включённого параллельно управляющего элемента;
  • Последовательный – включение элемента регулировки последовательно с нагрузкой.

Простейшим стабилизатором напряжения является стабилитрон, также называемый диодом Зенера – это диод, работающий постоянно в режиме пробоя. Напряжение, при котором наступает пробой, – это напряжение стабилизации, основной параметр стабилитрона. При параллельном включении нагрузки получается элементарный стабилизатор напряжения, примерно равного напряжению стабилизации.

Балластное сопротивление R определяет ток стабилитрона, указанный в спецификации. Такое решение отличается низким коэффициентом стабилизации, зависимостью от температуры и применяется при малых токах нагрузки для питания отдельных компонентов основной схемы. Возможно значительно увеличить выходной ток, если последовательно с нагрузкой установить мощный транзистор.

Линейный стабилизатор с транзистором

В этой схеме транзистор подключён последовательно с нагрузкой как эмиттерный повторитель, весь ток течёт через его переход. Уровнем на базе управляет стабилитрон: при возрастании тока на выходе на базу подаётся большее напряжение, проводимость транзистора увеличивается, и выходное напряжение восстанавливается. Мощность такого стабилизатора определяется типом транзистора и может достигать десятков ватт.

Важно отметить! В таком виде стабилизатор не защищён от перегрузки и короткого замыкания, при котором мгновенно выходит из строя. Для практического применения схема значительно усложняется: вводятся элементы ограничения тока и различные защитные функции.

Интегральный стабилизатор

Стабилизатор напряжения 12 вольт легко может быть реализован, если применить специализированный интегральный линейный стабилизатор из серии 78ХХ с фиксированным выходным напряжением. Для выходного напряжения 12 вольт выпускаются микросхемы 7812, у разных производителей они носят наименование LM7812, L7812, K7812 и т.д.

Отечественный аналог – КР142ЕН8Б. Производятся в корпусах TO – 220, TO – 3, D2PAK с тремя выводами. Эти микросхемы можно найти в блоках питания любой аппаратуры, они практически вытеснили стабилизаторы на дискретных элементах.

Основные характеристики стабилизатора в широко распространённом корпусе TO – 220:

  • Выходное стабилизированное напряжение – от 11,5 до 12,5 В;
  • Входное напряжение – до 30 В;
  • Выходной ток – до 1А;
  • Встроенная защита от перегрузки и короткого замыкания.

Входное напряжение должно превышать выходное (12 вольт) минимум на 3 вольта во всём диапазоне выходного тока. На выходной ток до 100 мА выпускается вариант микросхемы –78L12. Типовая схема включения позволяет своими руками собрать надёжный стабилизатор напряжения 12 вольт с характеристиками, подходящими для многих задач.

Включение микросхемы 7812

Конденсатор фильтров рекомендуется устанавливать не далее 30 мм от выводов микросхемы. Если выходного тока 1 ампер недостаточно, можно установить дополнительный транзистор.

Увеличение выходного тока

Схема имеет параметры стабилизации, аналогичные применённой микросхеме.

В некоторых случаях целесообразно использование микросхем серии 1083/84/85. Это интегральные стабилизаторы с выходным током 3, 5, и 7, 5 ампер. Устройства относятся к типу Low Dropout (с низким падением напряжения) – для них разница между входным и выходным напряжением может быть 1 вольт. Схема включения полностью соответствует микросхемам типа 7812.

Видео

Кр142ен12а как регулировать напряжение

В статье рассмотрены характеристики КРЕН12A (полная маркировка КР142ЕН12А) и схема её подключения. Данное полупроводниковое устройство представляет собой регулируемый стабилизатор положительного напряжения питания для электроприборов работающих от 1,25-37 В с током потребления до 1,5 А. Она оснащена необходимой внутренней защитой транзистора на выходе, перегрузок по току и перегрева. Для получения необходимых выходных параметров необходима дополнительная электронная обвязка, состоящая всего из двух резисторов.

Стабилизаторы крен 142 – описание, характеристики и типовая схема

Трехвыводные стабилизаторы напряжения бывают фиксированные или регулируемые. Первые разработаны на конкретное выходное напряжение (в нашем случае 5 В). Вторые – регулируемые стабильники, которые позволяют установить необходимое напряжение в заявленных пределах.

Если вам не нужно ограничивать выходные параметры или настраивать сигнал на нестандартные параметры, то обратите внимание на стабилизатор с фиксированным напряжением КРЕН 142, который позволит использовать меньше деталей и поэтому станет лучшим выбором.

Типовая схема включения КР142ен5а

Стабилизатор серии КР142ен5а с постоянным положительным напряжением на выходе в 5 В имеет широкое применение в самых различных электронных приборах. Сфера его использования – в качестве источника питания для логических систем, аппаратов высокоточного воспроизведения и других радиоэлектронных приборов. Электрическая схема КР142ЕН5А показана на рисунке ниже.

Читайте так же:
Стабилизатор напряжения постоянного тока с непрерывным регулированием

Емкости С1, С2 играют корректирующую роль. С2 предназначена для сглаживания пульсации, а С1 – для защиты от вероятного высокочастотного возбуждения микросхемы. Ток нагрузки стабилизатора рассчитан до 2 А.

Если добавить в схему вспомогательные детали можно преобразовать её в источник с регулированием напряжения. При удалённом расположении КРЕН 142 (с длиной соединительных проводов один метр и более) от фильтрующих конденсаторов выпрямителя, к его входу следует присоединить конденсатор. Для регулирования напряжения на выходе используется внешний делитель. Для правильной работы устройства потребуется применение дополнительного радиатора. Эти модели являются аналогами импортных регуляторов серии 78xx.

Цоколевка и схема включения

Микросхема КР142ен5а рассчитана на максимальный ток 5 А, и она может его обеспечить. Но превышение тока грозит выходом устройства из строя. Ниже приводится вариант включения микросхемы. Разрешается производить монтаж микросхемы два раза, демонтаж один раз.

Крепёж схемы к печатной плате выполняется методом распайки выводов корпуса, см. цоколевку микросхемы на рисунке.

Характеристики стабилизатора

Микросхема кр142ен5а представляет собой стабилизатор компенсационного типа с регулируемым выходным напряжением положительной полярности.

  • защита от перегрева;
  • ограничение по току КЗ;
  • масса не более 1,4 г;
  • габариты 14,48х15,75 мм.

Предельные значения параметров режима эксплуатации и условий окружающей среды:

  • Температура хранения -55 … +150 С;
  • Температур кристалла в рабочем режиме -45 … +125 С.

Регулировка напряжения

Вместо одного из двух резисторов можно использовать потенциометр к КР142ЕН12А и получить схему включения с регулировкой. C его помощью на выходе микросхемы добиваются необходимого напряжения. Таким образом, в домашних условиях, можно сделать простейший регулируемый стабилизатор постоянного электропитания.

На рисунке ниже представлена упрощённая схема включения крен12а для стабилизации 12V. При таком подключении ток в нагрузке ограничен максимальными параметрами микросхемы и не превышает 1 А. Рассеиваемая мощность определяется площадью радиатора — чем она больше, тем лучше.

В данной схеме для понижения выходного напряжения сопротивление R2 уменьшают. И наоборот, для повышения – увеличивают R2. Минимальное возможное значение R2 составляет 1 Ом (1.25 В), а максимальное теоретически — до 6.2 кОм (35 В).

Конечно, для полноценного регулируемого блока питания (БП) указанных компонентов будет недостаточно. Например, для подключения от сети 220 В необходимы еще трансформатор, выпрямительный диодный мост и сглаживающие конденсаторы. Упрощенную схему БП можно скачать по следующей


или


— более продвинутая конструкция БП с возможностью получения фиксированных напряжений.

Для повышения тока в нагрузке на выходе микросхемы устанавливают мощные транзисторы, однако есть еще возможность параллельного включения.

Что из себя представляют стабилизаторы напряжения КРЕН 142

Микросхемы серии 142 завоевали популярность из-за простоты получения стабильного напряжения – несложная обвязка, отсутствие регулировок и настроек. Достаточно подать питание на вход, и получить стабилизированное напряжение на выходе. Наибольшую известность и распространение получили нерегулируемые интегральные стабилизаторы в корпусах ТО-220 на напряжение до 15 вольт:

  • КР142ЕН5А, В – 5 вольт;
  • КР142ЕН5Б, Г – 6 вольт;
  • КР142ЕН8А, Г – 9 вольт;
  • КР142ЕН8Б, Д – 12 вольт;
  • КР142 ЕН8В, Е – 15 вольт;
  • КР142 ЕН8Ж, И – 12,8 вольт.

В случаях, когда надо получить более высокое стабильное напряжение, применяются приборы:

  • КР142ЕН9А – 20 вольт;
  • КР42ЕН9Б – 24 вольта;
  • КР142ЕН9В – 27 вольт.

Эти микросхемы также выпускаются в планарном исполнении с несколько отличающимися электрическими характеристиками.

Серия 142 включает в себя и другие интегральные стабилизаторы. К микросхемам с регулируемым выходным напряжением относятся:

  • КР142ЕН1А, Б – с пределами регулирования от 3 до 12 вольт;
  • КР142ЕН2Б – с пределами 12…30 вольт.

Эти приборы выпускаются в корпусах с 14 выводами. Также в эту категорию входят трехвыводные стабилизаторы с одинаковым выходным диапазоном 1,2 – 37 вольт:

  • КР142ЕН12 положительной полярности;
  • КР142ЕН18 отрицательной полярности.

В серию входит микросхема КР142ЕН6 – двуполярный стабилизатор с возможностью регулировки выходного напряжения от 5 до 15 вольт, а также включение в качестве нерегулируемого источника ±15 вольт.

Все элементы серии имеют встроенную защиту от перегрева и короткого замыкания на выходе. А переполюсовку по входу и подачу внешнего напряжения на выход они не любят – время жизни в таких случаях исчисляется секундами.

Электрические характеристики

Если входное напряжение увеличивается, транзистор прикрывается, если уменьшается – приоткрывается таким образом, чтобы на выходе напряжение оставалось постоянным. При изменении тока нагрузки стабилизатор отрабатывает так же, поддерживая неизменным напряжение нагрузки.

У этой схемы есть недостатки:

  1. Через регулирующий элемент постоянно протекает ток нагрузки, поэтому на нём постоянно рассеивается мощность P=U регулятора⋅I нагрузки. Эта мощность расходуется впустую, и ограничивает КПД системы – он не может быть выше U нагрузки/ U регулятора.
  2. Напряжение на входе должно превышать напряжение стабилизации.

Но простота применения, дешевизна прибора перевешивают недостатки, и в диапазоне рабочих токов до 3 А ( и даже выше) что-то более сложное применять бессмысленно.

У регуляторов напряжения с фиксированным напряжением, а также у регулируемых стабилизаторов новых разработок (К142ЕН12, К142ЕН18) в трех- и четырехвыводном исполнении выводы обозначаются цифрами 17,8,2. Такое нелогичное сочетание выбрано, очевидно, для соответствия выводов с микросхемами в корпусах DIP. На самом деле такая «дремучая» маркировка сохранилась только в технической документации, а на схемах пользуются обозначениями выводов, соответствующим зарубежным аналогам.

Обозначение по технической документацииОбозначение на схемахНазначение вывода
Стабилизатор с фиксированным напряжениемСтабилизатор с регулируемым напряжениемСтабилизатор с фиксированным напряжениемСтабилизатор с регулируемым напряжением
17InВход
8GNDADJОбщий проводОпорное напряжение
2OutВыход

Микросхемы старой разработки К142ЕН1(2) в 16-выводных планарных корпусах имеют следующее назначение выводов:

НазначениеНомер выводаНомер выводаНазначение
Не используется116Вход 2
Фильтр шума215Не используется
Не используется314Выход
Вход413Выход
Не используется512Регулировка напряжения
Опорное напряжение611Токовая защита
Не используется710Токовая защита
Общий89Выключение

Недостатком планарного исполнения служит большое количество излишних выводов прибора. Стабилизаторы КР142ЕН1(2) в корпусах DIP14 имеют другое назначение выводов.

НазначениеНомер выводаНомер выводаНазначение
Токовая защита114Выключение
Токовая защита213Цепи коррекции
Обратная связь312Вход 1
Вход411Вход 2
Опорное напряжение510Выход 2
Не используется69Не используется
Общий78Выход 1

Основные параметры

Характеристики КРЕН12A, приведённые в технических описаниях (datasheet), стоит рассматривать с учётом максимальной рассеиваемой мощности устройства. В любых режимах работы не допускается её превышение, а для стабильной работы необходимо предусмотреть соответствующее охлаждение. Без использования радиатора предельная мощность ограничивается параметрами корпуса — обычно не превышает 1 Вт. Напряжение на входе микросхемы должно быть всегда больше, чем на выходе на 2-3 В.

Читайте так же:
Регулируемый стабилизатор тока для зарядного устройства 1

Максимальные параметры

Приведём максимальные значения параметров для КРЕН12A:

  • напряжение: на входе до 40 В; на выходе от 1.25 до 37 В;
  • выходной ток 1.5 А;
  • рассеиваемая мощность до 20 Вт;
  • диапазон рабочих температур от 0 до +125 oC.

Не допускается превышать указанные значения.

Аналоги

У КРЕН12А есть отличные функциональные аналоги КР142ЕН12Б (до 1 А) и LM317T. Импортный по некоторым параметрам считается лучше отечественного. Возможно в связи с этим белорусский «Интеграл» в последнее время выпускает подобные устройства и с маркировкой «LM». Это обусловлено большой популярностью линейных стабилизаторов напряжения в мире, поэтому зарубежные производители все время совершенствуют их.

Пример типовой схемы подключения

Для всех нерегулируемых однополярных стабилизаторов типовая схема одинакова:

С1 должен иметь ёмкость от 0,33 мкФ, С2 – от 0,1. В качестве С1 может быть использован фильтрующий конденсатор выпрямителя, если проводники от него до входа стабилизатора имеют длину не более 70 мм.

Двуполярный стабилизатор К142ЕН6 обычно включается так:

Для микросхем К142ЕН12 и ЕН18 напряжение на выходе устанавливается резисторами R1 и R2.

Для К142ЕН1(2) типовая схема включения выглядит сложнее:

Кроме типовых схем включения интегральные для стабилизаторов серии 142 существуют и другие варианты, позволяющие расширить область применения микросхем.

LiveInternetLiveInternet

Простой регулятор напряжения 1.2 — 37В на ИМС LM317 (аналог КР142ЕН12А)

Как оказалось это регулятор напряжения. Почему бы не собрать такое чудо

Параметры микры: Выходное напряжение (регулируемое): 1.2-37В Входное напряжение макс.: 40В Выходной ток макс.: 1.5А Рабочая температура: 0…125°C Корпус: TO-220 Аналог: КР142ЕН12А

Схема регулятора напряжения на LM317

И набор деталей:

ИМС = LM317(Цоколевка: 1-Регулятор, 2-Выход, 3-Вход) C1 = 0.1мФ(104) C2 = 1мФ C3 = 10мФ R1 = 270 Ом R2 = 5к VD1,2 = 1N4007(других не нашел)

Печатка регулятора напряжения на LM317

печатку Sprint-Layout 5.0 для регулятора напряжения на LM317

Взято тут

КР142ЕН12А
Корпус: TO-220

Назначение выводов КР142ЕН12А:

Типовая схема включения КР142ЕН12А:

Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

Простенькая относительно схемка, со средними параметрами, на основe транзисторoв с большим усилением. Была сделана для своих нужд в качестве лабораторного.
Часто приходилось заниматься ремонтом или запуском разных схем, для которых нужно было просто иметь чем их питать 3V, 5V, 6V, 9V, 12V. И каждый раз искал что-нибудь подходящее. В ход шли блоки питания от калькуляторов, магнитофонов, аккумуляторы, батарейки. Иногда радовался, что соответствующий источник не давал больших токов, таким образом спасая меня от лишних трат. Конечно делал одно- двух-транзисторные стабилизаторы для решения этой проблемы, но резульнаты не удовлетворяли. Где-то на второй волне вдохновения родилось то, с чем хочу поделится.
Применяется до сих пор при ремонте и запуске устройств, если подходит выходное напряжение конечно. А также при не совсем обычном применении – проверка стабилитронов, зарядка пальчиковых аккумуляторов, просто как источник стабильного тока. В таких случаях крайне удобно наличие хотя бы вольтметра на выходе.

Содержание / Contents

  • 1 Схема
  • 2 Детали
  • 3 Итого
  • 4 Файлы

↑ Схема

Устройство разрабатывалось для выходного напряжения 1. 12V и регулирования выходного тока в пределах 0,15. 3А. Конечно для хороших результатов поставил транзисторы с усилением более 500 (сняты с платы МЦ-31 телевизора 3усцт), а составной регулирующий – около 10 000 (если измеритель не врёт – взял из модуля СКР телевизора 2усцт, коррекция растра).
Важно наверно, что питал схему от автомобильного аккумулятора, когда снимал данные.
Далее поставил трансформатор и некоторые чудеса, типа 3А при 12V, стали невозможными. Падало напряжение на выходе выпрямителя. Кому ещё интересно – ближе к схеме.

Схема стабилизатора напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

Итак, на Х1 подаётся минус источникa напряжения, а с Х2 берётся стабилизированное и ограниченное в выходном токе напряжение. Если вкратце, то VТ3 – регулирующий, VТ4 – компаратор и усилитель сигнала ошибки стабилизатора напряжения, VТ1 — компаратор и усилитель сигнала ошибки стабилизатора выходного тока, VТ2 — датчик наличия ограничения выходного тока. За основу был взят распространённый вариант стабилизатора напряжения.

Исходная схема с фиксированным напряжением и защитой по току

Она слегка изменена, чтобы можно было менять в возможно бОльших пределах выходное напряжение, и убрать блокирование стабилизатора. Добавлен R8, чтобы сделать возможным работу схемы ограничения выходного тока на VТ1. Добавлен R7 и VD3 для установки пределов изменения выходного напряжения. Конденсаторы С1 и С2 помогут уменьшить пульсации на выходе.

Теперь позвольте мне пройтись с объяснениями по второму кругу (cм. первую схему). При появлении на входе Х1 относительно общего провода отрицательного постоянного напряжения в пределах 9. 15V, появится ток в цепи R2-VD2-R6-VD1. На стабилитроне VD1 появится стабильное напряжение. Часть этого напряжения подаётся на базу VТ4, который в результате откроется. Его ток коллектора откроет VТ3. Ток коллектора VТ3 зарядит С2, а через делитель R9, R10 часть напряжения С2 (оно же выходное) поступит на эмитер VТ4. Этот факт не позволит выходному напряжению расти больше чем удвоенное (Uбазы VT4 — 0,6V). Удвоенное потому, что делитель R9, R10 на два. Так как на базе VT4 напряжение стабильно, выходное тоже будет стабильным. Это есть рабочий режим. Транзисторы VТ1, VТ2 закрыты и никак не влияют.

Подсоединим нагрузку. Появится ток нагрузки. Он потечёт по цепи R2, Э-К VТ3 и дальше в нагрузку. R2 здесь работает датчиком тока. Пропорционально току на нём появляется напряжение. Это напряжение суммируется с частью напряжения, взятого с помощью R5 от VD2 и прилагается к базовому переходу VТ1 (R3 – чисто для ограничения тока базы VТ1 при бросках и защиты таким образом VТ1) и когда оно становится достаточным для открытия VТ1, устройство входит в режим ограничения выходного тока. Часть тока коллектора VТ4, который раньше поступал в базу VТ3, сейчас уходит через переход база-эмитер VТ2 в коллектор VТ1.
Благодаря большому коэффициенту усиления транзисторов, напряжение база-эмитер VТ1 будет поддерживаться около 0,6V. Это значит, что напряжение на R2 будет неизменным, следовательно и ток через него, а дальше через нагрузку тоже. Движком R5 можно выбирать ограничение тока от минимального до почти 3А.
При наличии режима ограничении тока открыт и VТ2, своим током коллектора он зажжёт светодиод HL1. Следует понимать, что ограничение тока «имеет приоритет» перед «стабильностью» выходного напряжения.

На выходе устройства я поставил вольтметр, а вот когда нужно ограничение на определённом токе, просто закорачиваю выход тестером в режиме амперметра и с помощью R5 добиваюсь желаемого.

↑ Детали

Схемка простинькая но всё хорошее основано на большом усилении транзисторов (более 500). А VТ3 вообще составной. Букв на названиях транзисторов нет, но должны все подойти. У меня все «Г». Главное – усиление и малые утечки. В справочнике пишут, что у некоторых букв «Ку» от 200, но мои все имели более 600. Переменники попались группы А. Для VТ3 нужен радиатор. Я поставил какой был и влез в корпус. Максимальную надежность обеспечит лишь радиатор, расчитанный на рассеивание мощности равной Uвходное умножить на 3А, т.е. 30. 50Вт.
Думаю мало кому понадобится 1V на 3А долговременно, поэтому смело можно ставить радиатор в 2. 3 раза меньше.

VD2 и VD3 служат источниками напряжения в 0,6V. Можно использовать и другие кремниевые диоды. R4 – несколько сдвигает порог, когда загорается светодиод. Если он горит, значит вовсю идет ограничение выходного тока. R1 просто ограничивает ток светодиода. Потенциометры можно и с большим номиналом (в 2. 3 раза). R8 можно уменьшить (где-то до 4к), если у транзистора VТ3 не хватит усиления.

С печатной платой – как обычно в простых схемах, изготавливаемых в единственном экземпляре. Была плата для другого регулируемого стабилизатора напряжения, параметры которого не устраивали. Она была превращена в макетницу и на ней собрана данная схема. Резисторы использованы на 0,25 Вт (можно и 0,125) – не вижу особых требований. При 3А (если Ваш выпрямитель их даст) – заводской проволочный R2 (2 Вт-а) будет на пределе и наверно стоит ставить мощнее (5Вт). Электролиты — К50-16 на 16V.

Eсли нет составного транзистора – «составьте» его из чего есть. Начните с КТ817 + КТ315, с буквами «Б» и дальше. (Если всё же не хватит усиления у VТ3, я бы уменьшил R9 и R10 до 200 Ом и R8 до 2 кОм).

Трансформатор, выпрямитель и конденсатор фильтра – Ваши. Они не менее важны, но я хотел рассказать только о таком более-менее универсальном стабилизаторе. (У меня стоит 10-ватный транс на 10V/1А переменного, откуда-то взятый блочный мостик на 1А, и 4000мкФ/16V электролит фильтра. Стыдно, зато всё влезает в корпус.

Нужно заметить, что стрелочный индикатор (в схеме не указан) с помощию переключателя, можно использовать и как вольтметр и как амперметр. В первом случае видим выходное напряжение, во втором выходной ток.

↑ Итого

Вышерасписанное устройство у меня работает в составе «всё в одном»: развитый (хоть и однополярный) блок питания, частотомер и генератор звуковых частот (синус, квадрат, треугольник). Схемы взяты из журнала «Радио». (Работают не совсем так как хотелось бы. Во-первых потому, что внёс слишком много «несанкционированных» изменений – особенно в элементной базе – поставил что имел.) Конечно имеется возможность работы головки вольтметра в качестве индикатора частоты в частотомере. При пользовании генератором – частотомер показывает частоту. Имеется и выход переменного напряжения 6,3V и 10V , на всякий случай.

Корпус, который виден на фотографии не ахти, чтобы его повторять. И вообще: всё там задумывалось, как зеркальное отражение, но загнул переднюю панель по ошибке не в ту сторону. Я растроился и не стал уже его никак украшать.

Регулированный стабилизатор тока 12 вольт

Матерый ЖигулистЪ

Группа: Жигулисты
Сообщений: 1407
Регистрация: 2.11.2008
Из: г. Рязань
Пользователь №: 5378
Машина:Ваз-21063i
Цвет:Кремовый
Год Выпуска: 1989
Спасибо сказали: 8 раз

Прошу посильной помощи всех форумчан для дополнения статьи.
В частности, необходимо написать следующие пункты:
— регулятор яркости подсветки панели для светодиодов
— практические примеры, как выглядят законченные устройства
Дополнения, замечания, пожелания.

Лампочки медленно, но верно отживают свой век. Низкое КПД, маленький ресурс. Их удерживает только цена.
И у каждого, кто первый раз взял в руки простой светодиод возникает вопрос — «а как его подключить к машине, компьютеру, аккумулятору, там, где есть 12В?».
Здесь я буду выкладывать всю найденную полезную информацию.

Так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при включении в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод («минус»), а другой — анод («плюс»).

Светодиод будет «гореть» только при прямом включении, как показано на рисунке

При обратном включении светодиод «гореть» не будет. Более того, возможен выход из строя светодиода при малых допустимых значениях обратного напряжения.

Зависимости тока от напряжения при прямом (синяя кривая) и обратном (красная кривая) включениях показаны на следующем рисунке. Не трудно определить, что каждому значению напряжения соответствует своя величина тока, протекающего через диод. Чем выше напряжение, тем выше значение тока (и тем выше яркость). Для каждого светодиода существуют допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (соответственно для прямого и обратного включений). При подаче напряжений свыше этих значений наступает электрический пробой, в результате которого светодиод выходит из строя. Существует и минимальное значение напряжения питания Umin, при котором наблюдается свечение светодиода. Диапазон питающих напряжений между Umin и Umax называется «рабочей» зоной, так как именно здесь обеспечивается работа светодиода.

Есть несколько вариантов подключения со своими плюсами и минусами.

1. Имеется один светодиод, как его подключить правильно в самом простом случае?

Чтобы правильно подключить светодиод в самом простом случае необходимо подключить его через токоограничивающий резистор.

Пример 1.
Имеется светодиод с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Необходимо подключить его к источнику с напряжением 5 вольт.

Расчитаем сопротивление токоограничивающего резистора

R = Uгасящее / Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – Uсветодиода
Uпитания = 5 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R =(5-3)/0.02= 100 Ом = 0.1 кОм

Тоесть надо взять резистор сопротивлением 100 Ом

P.S. Вы можете воспользоваться on-line калькулятором расчета резистора для светодиода

2. Как подключить несколько светодиодов?

Несколько светодиодов подключаем последовательно или параллельно, рассчитывая необходимые сопротивления.

Пример 1.
Имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 3 светодиода к источнику 15 вольт.

Производим расчет: 3 светодиода на 3 вольта = 9 вольт , тоесть 15 вольтового источника достаточно для последовательного включения светодиодов

Расчет аналогичен предыдущему примеру

R = Uгасящее / Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода
Uпитания = 15 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (15-3*3)/0.02 = 300 Ом = 0.3 кОм

Пример 2.
Пусть имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 4 светодиода к источнику 7 вольт

Производим расчет: 4 светодиода на 3 вольта = 12 вольт, значит нам не хватит напряжения для последовательного подключения светодиодов, поэтому будем подключать их последовательно-параллельно. Разделим их на две группы по 2 светодиода. Теперь надо сделать расчет токоограничивающих резисторов. Аналогично предыдущим пунктам делаем расчет токоограничительных резисторов для каждой ветви.


R = Uгасящее/Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода
Uпитания = 7 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (7-2*3)/0.02 = 50 Ом = 0.05 кОм

Так как светодиоды в ветвях имеют одинаковые параметры, то сопротивления в ветвях одинаковые.

Если имеются светодиоды разных марок то комбинируем их таким образом что бы в каждой ветви были светодиоды только ОДНОГО типа (либо с одинаковым рабочим током). При этом необязательно соблюдать одинаковость напряжений, потому что мы для каждой ветви рассчитываем свое собственное сопротивление

Например имеются 5 разных светодиодов:
1ый красный напряжение 3 вольта 20 мА
2ой зеленый напряжение 2.5 вольта 20 мА
3ий синий напряжение 3 вольта 50 мА
4ый белый напряжение 2.7 вольта 50 мА
5ый желтый напряжение 3.5 вольта 30 мА


Так как разделяем светодиоды по группам по току
1) 1ый и 2ой
2) 3ий и 4ый
3) 5ый

рассчитываем для каждой ветви резисторы

R = Uгасящее/Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – (UсветодиодаY + UсветодиодаX + …)
Uпитания = 7 В
Uсветодиода1 = 3 В
Uсветодиода2 = 2.5 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R1 = (7-(3+2.5))/0.02 = 75 Ом = 0.075 кОм

аналогично
R2 = 26 Ом
R3 = 117 Ом

Аналогично можно расположить любое количество светодиодов

При подсчете токоограничительного сопротивления получаются числовые значения которых нет в стандартном ряде сопротивлений, ПОЭТОМУ подбираем резистор с сопротивлением немного большим чем рассчитали.

3. Что будет если имеется напряжение источник с напряжением 3 вольта (и меньше) и светодиод с рабочим напряжением 3 вольта?

Допустимо (НО НЕЖЕЛАТЕЛЬНО) включать светодиод в цепь без токоограничительного сопротивления. Минусы очевидны – яркость зависит от напряжения питания. Лучше использовать dc-dc конвертеры (преобразователи повышающие напряжение).

4. Можно ли включать несколько светодиодов с одинаковым рабочим напряжением 3 вольта параллельно друг другу к источнику 3 вольта (и менее)? В «китайских» фонариках так ведь и сделано.

Опять, это допустимо в радиолюбительской практике. Минусы такого включения: так как светодиоды имеют определенный разброс по параметрам, то будет наблюдаться следующая картина, одни будут светится ярче, а другие тусклее, что не является эстетичным, что мы и наблюдаем в приведенных выше фонариках. Лучше использовать dc-dc конвертеры (преобразователи повышающие напряжение).

ОЧЕНЬ рекомендую ознакомиться с Микросхемные стабилизаторы напряжения
По сути здесь приведёна таблица всех самых распространенных стабилизаторов и, что самое важное, распиновка их корпусов, которая всегда разная.

Про стабилизаторы отличный пост написал payalnikk, за что ему отдельное большое спасибо. Привожу его здесь.

Есть регулируемые и не регулируемые стабилизаторы. Последние — самый простой и бюджетный вариант, и пригодится не только на подсветку, но и на светодиоды в фонарях, та и везде где используются светодиоды в машине. Многие, если не все, видели «щербатые» светодиодные полоски на машинах, а всего-то нужно было поставить стабилизатор на их питание и сэкономить время и деньги на замену сгоревших, цена вопроса (у нас в городе) — это 1,5 грн (7.5 руб).

И так, нерегулируемые (линейные),стабилизаторы — самые распространенные:
КРЕН5а (КР142ЕН5), импортный аналог LM7805, KA7805 — напряжение стабилизации 5 вольт;
КРЕН8а (КР142ЕН8а), импортный аналог LM7809, KA7809 — напряжение стабилизации 9 вольт;

Схема включения:

Просмотр полного изображения

Плюсы таких стабилизаторов — это не надо дополнительных деталей (ну, может быть, конденсаторы по питанию- иногда без них отказываются работать), на корпусе стабилизатора «сидит минус», т.е. его можно прикрутить к кузову и будет двойная выгода — подключен минус и кузов будет играть роль радиатора.
Минус — не регулируемое стабилизированное напряжение, хотя напряжение можно при надобности изменить в большую сторону, последовательным включением стабилитрона к минусу «кренки» и на «массу»:

Просмотр полного изображения

Напряжение стабилизации повысится на напряжение стабилизации используемого стабилитрона.
Минус такого включения — это то, что уже корпус «кренки» на массу садить нельзя.

Больше возможностей есть у регулируемых стабилизаторов, например таких как КР142ЕН12 (аналог LM317), потом КР142ЕН22, КР142ЕН22А, КР142ЕН22Б, импортные аналоги соответственно SD, DV, LT 1083/1084/1085. Последние отличаются по максимальному току в нагрузе 7,5; 5; 3,5А соответственно.
Схема включения:

Просмотр полного изображения

Плюсы на лицо — при минимуме деталей, можно собрать стабилизированный, с защитой по перегреву и КЗ в нагрузке регулятор напряжения и использовать его, в нашем случае, для регулировки подсветки приборов собраной на светодиодах.

Минусы — нельзя, чтобы корпус стабилизатора коротил на массу, хоть там и стоит защита от КЗ, микрухи горят как фанера над Парижем.

Это самое грамотное включение светодиодов.

Как можно заметить по графику в начале поста, небольшому изменению напряжения соответствует очень большое изменение тока, которое и может вывести светодиод из строя!
Плюс к этому, как и свойственно полупроводникам, прямое напряжение светодиода зависит от температуры, и при нагреве оно уменьшается.
При питании светодиода от источника напряжения происходит следующее:
Мы включаем источник, напряжение на светодиоде в норме, ток в норме. Но кристалл начинает нагреваться, вследствие чего падение напряжения на диоде уменьшается, а ток — растет, т.к. постоянство напряжения поддерживается стабилизатором. Из-за возросшей потребляемой мощности светодиод начинает греться еще сильнее, и ток возрастает еще больше, и так до тех пор пока он не сгорит!
Конечно, это происходит только в граничных ситуациях, когда ток на светодиоде близок к максимальному.

ПРИМЕР: Делаем стабилизатор тока на 120 мА — например, каждый светодиод потребляет 20мА и напряжение для работы каждого красного светодиода примерно 2.2В + напряжение для работы самого стабилизатора LM317 (КРЕН12А) ещё 1.5В.

Значит, при данном токе потребления это либо:
12 светодиодов параллельно (будут работать с 1.5+2.2 = 3.7В) — это не совсем правильно, у светодиодов большой разброс параметров и в итоге у всех будет разная яркость;
6 линеек по 2 светодиода (будут работать с 1.5+2.2+2.2 = 5.9В);
4 линейки по 3 светодиода (будут работать с 1.5+2.2+2.2+2.2 = 8.1В);
3 линейки по 4 светодиода (будут работать с 1.5+4х2.2 = 10.3В );
2 линейки по 6 светодиодов (будут работать с 1.5+6х2.2 = 14.7В) — стабилизированно работать не будут, не хватает напряжения питания;

Видите разницу? 10.3 Вольта уже для работы не достаточно! Т.е. на холостых при дальнем свете светодиоды будут мерцать. Это никому не нужно — поэтому самый оптимальный вариант — это 4 по 3.

Сообщение отредактировал _Игорь_ — 14.3.2011, 18:17

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector