Sfera-perm.ru

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

Стабилизатор тока для мотоцикла

РЕГУЛЯТОРЫ И СТАБИЛИЗАТОРЫ НА МИКРОСХЕМАХ В УСТРОЙСТВАХ НА МИКРОСХЕМАХ

Регуляторы тока и напряжения, а также стабилизаторы являют собой представительный класс микросхем, предназначенных, как это следует из самого названия, для плавной регулировки и/или стабилизации выходного напряжения или тока при подаче на вход устройства нестабилизи- рованного напряжения или тока. Современные микросхемы регуляторов и стабилизаторов отличаются малым падением напряжения на регулирующем элементе, соответственно, малой рассеиваемой мощностью, высоким КПД и малыми размерами.

Информация об устройствах подобного назначения подробно рассмотрена в [26.1, 26.2], по этой причине далее будут рассмотрены схемные решения, относящиеся к тематике аналоговых микросхем, не вошедшие в указанные источники. Обратитесь к этим книгам автора настоящего издания.

Стабилизаторы напряжения серии LR8, LR12 фирмы Suptertex inc выполнены в корпусах ТО-92, ТО-243АА, ТО-252 и SO-8, рис. 26.1 [26.3]. Они имеют три вывода: 1 — вход; 2 — выход; 3 — общий.

Рис. 26.1. Схема корпусов и цоколевка микросхем серии LR8 (ТО-92, ТО-243АА, ТО-252), LR12 (ТО-92, ТО-252, SO-8)

Уникальность этих микросхем в том, что они могут работать в широком диапазоне питающих (входных) напряжений: микросхема LR8 от 12 до 450 (в пределе 480) В; LR12 — от 13,2 до 100 (в пределе 120) В.

Внутреннее строение микросхем серии LR8, LR12 показано на рис. 26.2.

Типовые схемы включения микросхем серии LR8, LR12 приведены на рис. 26.3. Защитный диод VD1 используют в тех случаях, когда есть вероятность, что напряжение на выходе стабилизатора по какой-либо причине превысит входное напряжение. Такая ситуация возможна при отключении источника питающего напряжения, если стабилизатор нагружен на конденсатор большой емкости.

Рис. 26.4. Схема стабилизатора напряжения с выходным напряжением 5 В на микросхеме LR8

Выходное напряжение стабилизаторов на микросхемах серии LR8y LR12 можно регулировать в широких пределах, если принудительно сместить напряжение на общем выводе микросхемы относительно общего провода, рис. 26.4.

Формула для расчета выходного напряжения (В) при варьировании номиналов резистивного делителя — формирователя напряжения подпитки, приведена на рисунке. Множитель 0,01 формулы учитывает ток утечки через общий вывод микросхемы (0,01 мА — среднее значение или 0,005—0,015 мА — фактическое).

Стабилизированное минимальное выходное напряжение для микросхемы LR8 — 1,2 Ву максимальное, при Rl=2,4 кОм; R2=782 кОму — 400 В. Максимальный выходной ток при разности напряжений вход-выход до 10 В — 30 мА (для LR12 — 100 мА при Δ17=12 В); при разности 450 В — 0,5 мА (для LR12 — 0,5 мА при ΔΙΙ=100 В). Минимальный выходной ток при варьировании сопротивления нагрузки — 0,3—0,5 мА. Минимальная емкость на выходе стабилизатора — 1 мкФ. Максимальная рассеиваемая микросхемой LR8 мощность при температуре окружающей среды 25 °С: 0,74 Вт (корпус ТО-92); 1,6 Вт (ТО-243АА) и 2,5 Вт (ТО-252). Для микросхемы LR12 — 0,6 Вт (корпус ТО-92); 1,8 Вт (SO-8) и 2,0 Вт (ТО-252).

Пример использования микросхем серии LR8, LR12 в качестве стабилизаторов тока приведен на рис. 26.5 и рис. 26.6. Так, на рис. 26.6, а, показана схема стабилизации тока, протекающего через светодиод, а на рис. 26.6, б, — схема зарядного устройства. При использовании микросхемы LR12 диапазон питающих напряжений, рис. 26.4—26.6, сужается до 17—100 В.

Регулируемые стабилизаторы LM117/LM217/LM317 фирм National Semiconductor и Motorola обеспечивают ток нагрузки до 1,5 А в диапазоне выходных напряжений от 1,2 до 37 В [26.4]. Так, например, стабилизатор LM317L (отечественный аналог КР1157ЕН1) обеспечивает ток нагрузки 100 мА.

Включаются эти микросхемы по типовым схемам, приведенным выше для микросхем серии LR8, LR12, однако работают в более узком диапазоне питающих напряжений и имеют иную цоколевку и корпус.

Универсальное зарядное устройство для заряда NiCd/NiMH-элементов (рис. 26.7) содержит стабилизатор зарядного тока на микросхеме DA1 LM317T и индикатор процесса заряда со светодиодной индикацией [26.5].

Рис. 26.7. Схема зарядного устройства для NiCd/NiMH- элементов

Предполагается, что величина зарядного тока должна быть таковой, чтобы аккумулятор мог набрать номинальный заряд за 10 ч. На практике время заряда рекомендуется завысить на 20—40 %. Так, для аккумуляторов емкостью 1500—1800 мА-ч при зарядном токе 150—180 мА минимальное время заряда должно быть 10 ч.

Номинал резистора R1 задает ток через стабилизатор тока (180 мА). При необходимости задать иное значение тока номинал этого резистора следует пропорционально изменить или использовать набор коммутируемых резисторов.

В качестве HL1 использован слаботочный светодиод, который способен ярко светиться при токе 2 мА. Этот элемент (вместе с транзистором VT1 и резистором R2) не является необходимым, но обеспечивает визуальную индикацию окончания процесса заряда.

Напряжение питания зарядного устройства должно составлять сумму падения напряжения на последовательно включенных аккумуляторах, плюс падение напряжения на стабилизаторе зарядного тока (3 В). Так, для одного заряжаемого элемента этот напряжение равно 4,5 В; для четырех элементов — 9 В.

Микросхему DA 1 LM317Т следует установить на небольшой радиатор.

Генератор стабильного тока, выполненный по схеме, представленной на рис. 26.8 [26.6], позволяет обеспечить постоянный ток для зарядки никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов.

Величина зарядного тока определяется номиналом резисторов R1—R3 и при необходимости может быть откорректирована. Величину зарядного тока для каждой из зарядных цепей можно определить из выражения I=1,35/R1 (или R2, R3). Так, для Rl=22 Ом 1=60 мА; для R2=12 Ом 1=113 мА; R3=270 Ом 1=5 мА.

Рис. 26.8. Схема универсального устройства для зарядки NiCd и NiMH аккумуляторов стабилизированным током

Заменитель батареи типоразмера 6F22 («Крона»), выполненный в тех же габаритах, может быть изготовлен по схеме, представленной на рис. 26.9 [26.7].

Рис. 26.9. Схема преобразователя напряжения на выходное напряжение 9 Вс накопительным конденсатором сверхбольшой емкости

«Изюминкой» схемы является то, что в ней использован конденсатор сверхбольшой емкости — ЮФна рабочее напряжение 2,3 В. Этот конденсатор, в отличие от аккумуляторных батарей, можно заряжать практически мгновенно, разряжать столь же большим током. Кроме того, конденсаторы не обладают эффектом памяти, свойственным многим аккумуляторам — когда аккумулятор «запоминает» неоптимальные состояния зарядки/разрядки и прогрессирующе необратимо теряет емкость.

Читайте так же:
Стабилизатор тока 3 фаза

Конденсатор сверхбольшой емкости имеет и ощутимый недостаток: его рабочее напряжение 2,3 В невелико для используемого в данной схеме. Превышение этого напряжения приводит к повреждению дорогостоящего конденсатора. В этой связи питание накопителя энергии — конденсатора сверхбольшой емкости С1 осуществляется от стабилизатора напряжения на микросхеме DAI LM317T. Зато питать устройство можно от любого источника напряжением от 4 до 12 В. Микросхема DA1 LM317T может обеспечить при наличии теплоотвода выходной ток до 1 А, что позволяет зарядить конденсатор С1 за 20 с.

Выходное напряжение со стабилизатора подается на преобразователь напряжения, выполненный на транзисторах VT1—VT3. Последний из них — VT3, работает в качестве стабилитрона: его обратносмещенный переход эмиттер-база пробивается при напряжении 8 В. Аналогичный процесс наблюдается и в отечественных транзисторах типа КТ315, см. также [26.1].

Выходное напряжение преобразователя — 9 В. Переключателем конденсатор С1 может быть отключен от схемы без существенного ухудшения работы устройства. В то же время, при включенном накопителе энергии — конденсаторе сверхбольшой емкости преобразователь приобретает свойство источника бесперебойного питания: его работоспособность сохраняется 10—20 мин после отключения основного источ-

Рис. 26.14. Схема регулятора напряжения на микросхеме LM723 с выходным напряжением 2—7 В

Рис. 26.10. Цоколевка микросхемы LM723J/883, LM723CN

Рис. 26.11. Цоколевка микросхемы LM723H, LM723H/883, LM723CH

Рис, 26,12, Цоколевка микросхемы LM723E/883

Рис. 26.13. Эквивалентная схема микросхемы LM723

ника питания при выходном токе 50 мА. При выходном токе 8,5 мА преобразователь имеет КПД 63 %.

Широко распространенные микросхемы серии LM723 предназначены для стабилизации и регулировки выходного напряжения маломощных потребителей [26.4].

Эти микросхемы выпускают в различных корпусах, вид которых приведен на рис. 26.10—26.12.

Эквивалентная схема микросхем серии LM723 показана на рис. 26.13.

Типовая схема включения микросхемы LM723, используемой в качестве регулятора напряжения, приведена на рис. 26.14.

В случае, если от стабилизатора-регулятора напряжения на микросхеме LM723 потребуется обеспечить повышенное выходное напряжение, используют иную схему включения, представленную на рис. 26.15.

Рис. 26.17. Схема регулятора напряжения на микросхеме LM723 с повышенной нагрузочной способностью

Рис. 26.18. Вариант схемы регулятора напряжения на микросхеме LM723 с повышенной нагрузочной способностью

Микросхему LM723 можно использовать и для получения отрицательного относительно общего провода напряжения, используя источник питания отрицательной полярности и схему включения, представленную на рис. 26.16.

Для того, чтобы обеспечить повышенный выходной ток стабилизатора- регулятора напряжения на микросхеме LM723, используют дополнительный выходной транзистор VT1, установленный на радиатор, рис. 26.17 и рис. 26.18.

Для того, чтобы обеспечить надежную работу схемы стабилизатора-регулятора, используют схему защиты от перегрузки по току, рис. 26.19. В качестве датчика тока используют резистор Rsc.

Варианты схем регуляторов напряжения с повышенной нагрузочной способностью с использованием микросхемы LM723 и мощного выходного транзистора приведены на рис. 26.20 и рис. 26.21. Схема (рис. 26.21) предназначена для получения отрицательного (относительно общей шины) выходного напряжения.

На основе микросхемы LM723 возможно создание стабилизаторов/регу-

Рис. 26.21. Схема регулятора напряжения отрицательной полярности на микросхеме LM723 с повышенной нагрузочной способностью

ляторов не только последовательного, но и параллельного типа, схема которого приведена на рис. 26.22.

Работой микросхем LM723 (их включением/отключением) можно управлять при помощи подачи на вход управляющего транзистора VT1 напряжения с логическим уровнем 1/0, рис. 26.23.

Регулируемый стабилизатор напряжения (рис. 26.24) собран с применением специализированной микросхемы-усилителя типа TDA2030, обычно используемой в выходных каскадах УНЧ [26.8].

Эта микросхема имеет положительное свойство: в ней предусмотрена защита как от перегрева, так и от короткого замыкания выходных цепей. Выходное напряжение можно регулировать от почти нулевых значений до близких к напряжению питания.

При выходном токе свыше 1А микросхему DA2 следует установить на радиатор.

Рис. 26.24. Схема регулируемого стабилизатора напряжения на микросхеме TDA2030 с выходным током до ЗА

К числу современных регуляторов с очень низким падением напряжения можно отнести КМОП-микросхему серии NCP694 (ON Semiconductor). Это регулятор напряжения с термозащитой, выходным током до 1 Л и напряжением на выходе ниже 1,2 В при уровне входного напряжения 1,4—6,0 В. Нестабильность выходного напряжения не превышает 3 мВ. Падение напряжения на микросхеме при подаваемом на нее напряжении 3,3 В и выходном токе 0,3 А составляет всего 50 мВ (при токе 1 А — 180 мВ). Предусмотрен перевод работы устройства в «спящий» режим, что существенно (с 60 до 0,1 мкА) снижает ток собственного потребления. Микросхема выпускается в миниатюрных корпусах HSON-6 и SOT89.

Быстродействующие стабилизаторы ХС6602/ХС6603/ХС6604 с нижним пределом входного напряжения 0,5 В были разработаны фирмой Тогех Semiconductor LTD, Япония [26.9]. Подачей внешнего напряжения от 2,5 до 6,0 В на вывод VBIAS микросхем ХС6603/ХС6604 интервал допустимых входных напряжений снижается до 0,5—3,0 В. При напряжении на выходе 1,2 В, напряжении смещения 3,3 В и токе нагрузки 1 А на микросхеме падает всего 162 мВ. В составе серии с шагом 0,1 В выпускаются стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением от 0,5 до 1,8 В.

Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. —352 с.

Как самостоятельно сделать простой стабилизатор тока для светодиодов своими руками?

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

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

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

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

Читайте так же:
Схема стабилизатора тока для гальваники

На КРЕНке

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

Крены для микросхем

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

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

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

На двух транзисторах

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

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

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

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

На операционном усилителе (на ОУ)

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

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

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

На микросхеме импульсного стабилизатора

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

Схема выпрямителя с импульсным выпрямителем

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

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

Заключение

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

Фотогалерея «Микросхемы для самодельных выпрямителей»

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

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

Видео «Выпрямитель для светодиодов своими руками»

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

СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ: ТЕОРИЯ И СХЕМЫ

Напряжение в схеме постоянного тока может быть непостоянным из-за пульсаций, вызванных изменениями нагрузки (например падение напряжения после запуска двигателей). А стабилизатор напряжения — схема, поддерживающая постоянное напряжение на выходе независимо от изменения входного напряжения (в диапазоне, когда входное напряжение выше стабилизированного напряжения). В этой статье мы изучим различные типы стабилизаторов напряжения и прежде всего возьмём стабилитрон, который является простейшим стабилизирующим элементом.

Стабилитрон: а) графическое обозначение (А — анод, К — катод); b) образец детали

Принцип работы стабилитрона будет рассмотрен на примере радиоэлемента, у которого напряжение стабилизации Uz = 4,7 В, а допустимая мощность P = 1,3 Вт. По формуле легко рассчитать допустимый ток, который может протекать через него:

Imax = P / U

Imax = 1,3 Вт / 4,7 В

Imax = 276 мА

Теперь проследим, как ведет себя деталь в следующей схеме:

Принципиальная схема цепи, состоящей из источника питания B1, резистора R1 и стабилитрона D1

Первоначально стандартным источником питания будет аккумуляторная сборка, обеспечивающая общее напряжение около 6 В. Начнем с расчета сопротивления резистора R1:

R1 = UB1 / Imax

R1 = 6 В / 276 мА

R1 = 21,7 Ом

Резистор R1 ограничит максимальный ток, который может протекать в цепи и достигнуть стабилитрона, что защитит его от повреждений.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для зарядки автомобильного аккумулятора своими руками

Расчет резистора проводим с учетом: мощности стабилитрона, напряжения питания и тока, который должен протекать в цепи. Предположим что ток, протекающий в цепи, меньше максимального, например, I = 30 мА, то есть I = 0,03 А, напряжение стабилитрона Uz = 4,7 В, питание UB1 = 6 В.

R1 = UB1 — Uz / I

R1 = (6 В — 4,7 В) / 0,03 А = 43,3 Ом

Проследим как изменится напряжение в цепи при постепенном снижении напряжения питания UB1.

  1. UB1 > Uz. Напряжение питания UB1 имеет значение 6 В и превышает номинальное напряжение стабилитрона 4,7 В. Тем не менее, вольтметр покажет напряжение, близкое к напряжению стабилитрона, то есть 4,7 В. Это связано с тем, что падение напряжения на элементе может достигать его напряжения стабилизации, которое в данном случае составляет 4,7 В. Обратите внимание, что диод на схеме подключен наоборот, то есть в обратном направлении. Как мы знаем о диодах, они не проводят ток, если они подключены таким образом, но стабилитрон является исключением, и он должен делать это, если подаваемое на него напряжение выше, чем напряжение стабилизации. UB1 > Uz значит через диод течет электричество.
  2. UB1 = Uz. Напряжение питания UB1 равно номинальному напряжению стабилитрона с 4,7 В. Падение напряжения на нём равно напряжению питания UB1 = Uz = 4,7 В. Стабилитрон ведет себя как любой другой диод и не проводит электричество (точнее, проводит минимальный ток). На вольтметре получаем напряжение, близкое к напряжению питания UB1 = 4,7 В.
  3. UB1

Форум по обсуждению материала СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ: ТЕОРИЯ И СХЕМЫ

Обзор возможностей комплекта бесконтактного модуля считывателя карт RFID RDM6300. Подключение схемы и тесты.

Простая транзисторная схема робота следующего по нарисованной линии. Без микроконтроллеров и дорогих деталей.

Регулируемый источник питания 1,2 — 33 В на 4 A тока, с Lm350 + Tip147 транзистор.

Стабилизатор тока для светодиодов схема — Самоделки — своими руками

Стабилизатор тока для светодиодов

Бывают случаи, когда необходимо пропускать стабильный ток через светодиоды, ограничить ток зарядки аккумуляторов или испытать источник питания, а реостата под рукой нет. В этом, и не только, случае помогут специальные схемотехнические решения ограничивающие, регулирующие и стабилизирующие ток. Далее подробно рассмотрены схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Источники тока, в отличие от источников напряжения, стабилизируют выходной ток, изменяя выходное напряжение так, чтобы ток через нагрузку всегда оставался одинаковым.
Таким образом, источник тока отличается от источника напряжения, как вода отличается от суши. Типичное применение источников тока – питание светодиодов, зарядка аккумуляторов и т.п.
Внимание! Не путайте стабилизатор тока со стабилизатором напряжения! Это может плохо кончиться =)

Простой стабилизатор тока на КРЕНке

Для этого стабилизатора тока достаточно применить КР142ЕН12 или LM317. Это регулируемые стабилизаторы напряжения способные работать с токами до 1,5А, входными напряжениями до 40В и рассеивают мощность до 10Вт (при соблюдении теплового режима).
Схема и применение показаны на рисунках ниже

Стабилизатор тока на КР142ЕН12 (LM317)

Стабилизатор тока на КРЕН в качестве зярядного устройства

Собственное потребление данных микросхем относительно невелико – около 8мА и это потребление практически не меняется при изменении тока протекающего через крен или изменения входного напряжения. Как видим, в вышеприведенных схемах, стабилизатор LM317 работает как стабилизатор напряжения, удерживая на резисторе R3 постоянное напряжение, которое можно регулировать в некоторых пределах построечным резистором R2. В данном случае R3 называется токозадающим резистором. Поскольку сопротивление R3 неизменно, то ток через него будет стабильным. Ток на входе крен будет примерно на 8мА больше.

Таким образом, мы получили простой как веник стабилизатор тока, который может применяться как электронная нагрузка, источник тока для заряда аккумуляторов и т.п.

Интегральные стабилизаторы достаточно шустро реагируют на изменение входного напряжения. Недостаток же такого регулятора тока – весьма большое сопротивление токозадающего резистора R3 и как следствие необходимость применять более мощные и более дорогие резисторы.

Простой стабилизатор тока на двух транзисторах

Достаточно широкое распространение получили простенькие стабилизаторы тока на двух транзисторах. Основной минус данной схемы – не очень хорошая стабильность тока в нагрузке при изменении питающего напряжения. Впрочем, для многих применений сгодятся и такие характеристики.

Далее показана схема стабилизатора тока на транзисторе. В данной схеме токозадающим резистором является R2. При увеличении тока через VT2, увеличится напряжение на токозадающем резисторе R2, которое при величине примерно 0,5…0,6В начинает открывать транзистор VT1. Транзистор VT1 открываясь начинает закрывать транзистор VT2 и ток через VT2 уменьшается.

Стабилизатор тока на транзисторах

Вместо биполярного транзистора VT2, можно применить MOSFET – полевой транзистор.

Стабилитрон VD1 выбирается на напряжение 8…15В и необходим в случаях, когда напряжение источника питания достаточно велико и может пробить затвор полевого транзистора. Для мощных MOSFET это напряжение составляет порядка 20В. Далее показана схема стабилизатора тока с использованием MOSFET.

Стабилизатор тока на полевом транзисторе

Нужно учитывать, что MOSFET открываются при напряжении на затворе не менее 2В, соответственно увеличивается и напряжение, необходимое для нормальной работы схемы стабилизатора тока. При зарядке аккумуляторов и некоторых других задачах вполне достаточно будет включить транзистор VT1 с резистором R1 непосредственно к источнику питания так, как это показано на рисунке:

Стабилизатор тока на полевом транзисторе

В схемах стабилизатора тока на транзисторах необходимое значение токозадающего резистора для заданного значения тока примерно в два раза меньше, чем в схемах со стабилизатором на КР142ЕН12 или LM317. Это позволяет применить токозадающий резистор меньшей мощности.

Стабилизатор тока на операционном усилителе (на ОУ)

Если необходимо собрать регулируемый в широких пределах стабилизатор тока или стабилизатор тока с токозадающим резистором на порядок или даже два ниже, чем на схемах, показанных ранее, можно применить схему с усилителем ошибки на ОУ (операционном усилителе). Схема такого стабилизатора тока показана на рис:

Стабилизатор тока на операционном усилителе

В данной схеме токозадающим является резистор R7. ОУ DA2.2 усиливает напряжение токозадающего резистора R7 – это усиленное напряжение ошибки. ОУ DA2.1 сравнивает опорное напряжение и напряжение ошибки и регулирует состояние полевого транзистора VT1.

Обратите внимание, что схема требует отдельного питания, подаваемого на разъем XP2. Напряжение питания должно быть достаточным для работы компонентов схемы и не превышать значения напряжения пробоя затвора MOSFET VT1.

В качестве генератора опорного напряжения в схеме на рис. 7 применена микросхема DA1 REF198 с выходным напряжением 4,096В. Это достаточно дорогая микросхема, поэтому ее можно заменить обычной кренкой, а если напряжение питания схемы (+U) является стабильным, то и вовсе обойтись без стабилизатора напряжения в данной схеме. В этом случае переменный резистор R подсоединяется не к REF, а к +U. В случае электронного управления схемой вывод 3 DA2.1 можно подключить непосредственно к выходу ЦАП.

Для настройки схемы необходимо выставить ползунок переменного резистора R1 в верхнее по схеме положение, подстроечным резистором R3 установить необходимое значение тока – это значение будет максимальным. Теперь резистором R1 можно регулировать ток через VT1 от 0 до установленного при настройке максимального тока. Элементы R2, C2, R4 необходимы для предотвращения возбуждения схемы. Из-за этих элементов временные характеристики не являются идеальными, что видно по осциллограмме

Осциллограмма стабилизатора тока на ОУ

На осциллограмме луч 1 ( желтый ) показывает напряжение нагружаемого ИП (источника питания), луч 2 ( голубой ) показывает напряжение на токозадающем резисторе R7. Как видно, в течение 80 мкс через схему протекает ток в несколько раз больше установленного.

Стабилизатор тока на микросхеме импульсного стабилизатора напряжения

Иногда от стабилизатора тока требуется не только работать в широком диапазоне питающих напряжений и нагрузок, но и иметь высокий КПД. В этих случаях компенсационные стабилизаторы не годятся и на смену им приходят стабилизаторы импульсные (ключевые). Кроме того, импульсные стабилизаторы могут при небольшом входном напряжении получать высокое напряжение на нагрузке.

Далее предлагается к рассмотрению широко распространенная микросхема MAX771. Основные характеристики MAX771:

  • Напряжение питяния 2. 16,5В
  • Собственное потребление 110uA
  • Выходная мощность до 15W
  • КПД при токе нагрузки 10mA. 1A достигает 90%
  • Опорное напряжение 1,5V

На рисунке показан один из вариантов включения микросхемы, именно его мы и возьмем за основу нашей схемы.

MAX771 включен как повышающий стабилизатор напряжения

Упрощенно процесс стабилизации выглядит следующим образом. Резисторы R1 и R2 являются делителями выходного напряжения микросхемы, как только делимое напряжение, поступающее на вывод FB микросхемы MAX771, больше опорного напряжения (1,5V) микросхема уменьшает выходное напряжение и наоборот — если напряжение на выводе FB меньше 1,5V, микросхема увеличивает входное напряжение.

Очевидно, что если контрольные цепи изменить так, чтобы MAX771 реагировала (и соответственно регулировала) выходной ток, то мы полчим стабилизированный источник тока.
Ниже показаны модифицированная схема с ограничением выходного напряжения и вариант нагрузки.

При небольшой нагрузке, пока падение напряжения на токоизмерительном резисторе R3 меньше 1,5V, схема на Рис.10a работает как стабилизатор напряжения, стабилизируя напряжение на уровне стабилитрона VD2 + 1,5V. Как только ток нагрузки становится достаточно большим, на R3 падение напряжения увеличивается и схема переходит в режим стабилизации тока.

Резистор R8 устанавливается в том случае, если напряжение стабилизации может быть большим — больше 16,5V. Резистор R3 является токозадающим и рассчитывается по формуле: R3 = 1,5/Iст.
Недостатком схемы является достаточно большое падение напряжения на токоизмерительном резисторе R3. Данный недостаток устраняется применением операционного усилителя (ОУ) для усиления сигнала с резистора R3. Например, если резистор требуется уменьшить в 10 раз при заданном токе, то усилитель на ОУ должен усилить напряжение падающее на R3 тоже в 10 раз.

Заключение

Итак, было рассмотрено несколько схем выполняющих функцию стабилизации тока. Конечно же, эти схемы можно улучшать, увеличивая быстродействие, точность и т.д. Можно применять в качестве датчика тока специализированные микросхемы и делать сверхмощные регулирующие элементы, но эти схемы идеально подходят в тех случаях, когда требуется быстро создать инструмент для облегчения своей работы или решения определенного круга задач.

Стабилизатор тока для мотоцикла

**************** ****************

Все секреты электрики мотоциклов Восход!

Автор: Иван Ксенофонтов.
Фото: автора.
Рисунки: Сергея Постнова и Олега Воеводова.

Зврь по имени АБРИС.

Еще со времен царя Гороха (а если поточнее — с начала 60-х) ковровские мотоциклы стали оснащаться генераторами переменного тока. Сначала это были Г-38, позже Г-401, Г-411, Г-421. Они отличались тем, что были крайне просты — ни тебе вечно «кончающегося» аккумулятора, ни капризного щеточного узла. К тому же ротор, являющий собой постоянный магнит, надежен как кувалда. Но, как известно, к каждой бочке меда прилагается ложка дегтя. Здесь таковой была контактная система зажигания, в которой, помимо тради-
ционных регулировок опережения зажигания (поворотом корпуса генератора) и зазора в кулачках, надо было «ловить» еще и абрис. Что это за зверь, мало кто знал, и не одно поколение мотоциклистов 70-х укрепило мышцы, толкая не желающие заводиться мотоцилы. К тому же такие генераторы имели три отдельные световые обмотки, питающие цепи сразу всего — фар, стоп-сигналов, «мигалок». А это повышало вероятность короткого замыкания.

Тихая революция произошла, когда установили на «Восход-2М» (1976 г.) генератор Г-427, в котором отсутствовали контакты прерыва-
теля. На роторе вместо кулачка — дополнительный магнит, наводящий электроток в обмотке специального датчика. Импульс этого тока (выводимый через клемму с маркировкой «Д» — «датчик») являлся задающим в контуре тиристора, размещенного в коммутаторе КЭТ-1А. Необходимую для искрообразования энергию вырабатывали две соединенные последовательно специальные катушки, расположенные на статоре (вывод маркировался буквой «3» — «зажигание»). Регулировка системы сводилась к установке зазора (0,3±0,05 мм) между рото-
ром магнита и пластинами сердечника датчика.

Блеск и нищита «Бесконтактников».

Слабое место первых «бесконтактных» генераторов — датчики. От вибрации раскручивались винты крепления и «уходил» зазор. В случае прямого контакта датчика с ротором возникали перебои в моторе. Кстати, разбитые коренные подшипники коленвала также могут служить причиной касания датчика ротора и, как следствие, непонятных перебоев при работе двигателя. В датчиках нередко обрыва-
лась проволока в витках, отваливалась пайка клемм. Изжить практически все эти недостатки удалось лишь в новом поколении генера-
торов 2МК-208 (80.3701). Их стали устанавливать на «Восход ЗМ-01», а позже на всю ковровскую мотопродукцию (кроме «Пилота» и «Птахи»). В них обмотка датчика расположена вместе с другими обмотками внутри статора, а в блок электронного зажигания введен стабилизатор напряжения (отсюда и аббревиатура БКС — блок коммутации-стабилизации). У «Пилота» генератор маховичного типа, то есть обмотки статора располагаются внутри вращающегося колоколообразного ротора. Бобина и коммутатор-стабилизатор такие же, как на мотоциклах.

«Апгрейд» по-ковровски.

За что наш народ любит «совковый» мотопром, так это за ломовую взаимозаменяемость деталей разных его изделий. Так, новые «бесконтактники» можно со спокойной душой устанавливать на предыдущие модели ковровской мототехники — посадочные размеры и габариты позволяют это делать. Условие — электроцепь необходимо доработать: подключить КЭТ или БКС. Повышенная энергия искры потребует и другую бобину — Б300Б, взаимозаменяемую по посадочным местам с применявшейся прежде Б300. (К слову, внешне старая и новая бобины ничем не отличаются. Однако многочисленные попытки не менять старый узел рано или поздно заканчивались тем, что перегорали обмотки!) Любителям «апгрейда», то есть повышения работоспособности элек-
тросистем, можно посоветовать установить бобину, произведенную в г. Сарапуле, от «Ижа»
(обозначение: 7.109 — 37.05.010). Ее применение примерно на 15% повышает длительность им-
пульса искры и на 60% — ее энергию. В итоге — заметно облегчается запуск мотора. К слову, обратная процедура — установка ковровской бобины на «Иж» с контактной системой зажигания ничего хорошего не дает. Бобина перегревается и очень скоро «кончается».

Переход от КЭТов к БКС (с появлением нового генератора 43.3701 на «Восходе-ЗМ») ознамено- вал наступление эры 12-вольтового электрооборудования. Свет фар стал не только ярче, но и стабильнее. Поддерживает постоянное напряжение стабилизатор, встроенный в БКС. Однако владельцы новых 12-вольтовых генераторов могут при необходимости подключить для работы блок КЭТ-1А. Его подсоединяют к клеммам проводки согласно буквенным обозначениям (см. схему). А вот световые приборы в этом случае работать не «захотят». Чтобы «захотели», следует установить штатный БКС. Владельцам старых мотоциклов повезло больше: вместо КЭТа они безбоязненно могут поставить БКС. Цепь зажигания у них, как и прежде, будет 6-вольтовая (поскольку генератор не менялся), в которой стабильность напряжения поддерживается (к слову, достаточно посредственно) специальным дросселем ДР100, размещенным в инструментальном ящике.

Ищите и применяйте.

Хотя современная система зажигания ковровских мотоциклов достаточно надежна, и она может дать сбой. Прежде чем углубляться в элементы системы, проверьте «на пробой» искру без свеч-
ного колпачка — установите зазор в 6-7 мм между высоковольтным проводом и «массой» головки цилиндра. Если искры нет, начинайте вести ее поиски более методично. Вероятно, вы неплотно соединили штекерные разъемы. Плохой контакт основания корпуса БКС с «массой» никакого влияния на работу системы не оказывает — «масса» выводится отдельным проводом. А вот у старых КЭТов «масса» выводилась на корпус, и его контакт с рамой необходим.

Сам генератор, как «совиный», так и «пилотовский» выходит из строя крайне редко. Для провер-
ки его работоспособности необходим тестер с функцией омметра. Так, сопротивление зарядных обмоток (провод красный и корпус, или клеммы «3» и «М») должно быть в пределах 400 Ом; сопротивление обмоток датчика (провод черный и розовый, или клеммы «Д» и «М») — 40 Ом. Сопротивление обмотки цепи освещения (провод фиолетовый и корпус) должно быть 0,4 Ом.

Все замеры сопротивления производятся на гнездах отключенной от БКС штекерной колодки жгута генератора. Старые генераторы с КЭТами проверяются аналогично. Вместо сопротивле-
ния можно измерять величину напряжения переменного тока. На зарядных обмотках при прово-
рачивании коленвала киком оно составляет примерно 50 В, на обмотках датчика — около 2 В. Конкретная величина напряжения зависит от того, насколько резко вы нажали на рычаг кик-
стартера.

Роторы ковровских мотоциклов — деталь вечная. А вот с «пилотовскими» ранних годов выпуска могут возникнуть заморочки. Дело в том, что их магниты приклеивались к ротору эпоксидной композицией, и со временем магниты под действием центробежных сил часто выламывались из корпуса. Роторы современных «Пилотов» этих недостатков лишены.

Бобину (трансформатор высоковольтный 2102.3705, 1480026900001) также проверяют с помо-
щью омметра при отключенных проводах. Сопротивление первичной цепи должно быть в пределах 0,4 Ом, вторичной — 6,7 КОм.

Но даже если сопротивления обмоток в норме, а при нажатии на кикстартер проскакивает искра, всё равно узел может быть неисправен. Бывает, что мотоцикл заводится, но при увеличе-
нии оборотов начинаются перебои и мотор глохнет. Это следствие нарушения контакта внутри корпуса. Поэтому единственным надежным способом диагностики следует считать замену на заведомо исправную деталь. В идеале следует возить с собой «джентльменский набор» — высоко-
вольтный провод с колпачком, бобину и БКС. Последовательным подключением этих узлов можно быстро выявить неисправность.

К сожалению, ни бобина, ни коммутатор не поддаются ремонту, поскольку в них неразборные корпуса. Примите совет: удостоверившись в неисправности детали, сразу ее выбрасывайте.

Однообразное разнообразие.

Описанными выше системами зажигания комплектовались не только мотоциклы Ковровского завода имени В.А. Дегтярева. Генераторы Г427 и КЭТ1 использовали минские мотостроители. На современной модели «Минска» ( «ММВЗ 3.11311» ) установлен оригинальный генератор маховичного типа, однако БКС полностью идентичен ковровскому. Место его изготовления — республика Беларусь, завод БАТЭ. В России же электронные блоки делают сразу в двух местах: в Херсоне и самом Коврове. Различаются эти БКС только фирменным клеймом, по соединитель-
ным разъемам они полностью идентичны. Впрочем, различия все же есть. Но о них мы расска-
жем в другой раз.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector