Sfera-perm.ru

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

Стабилизатор тока повышенной мощности

US5MSQ

Радио — это очень просто!

Main navigation

Стабилизированный блок питания ламповой аппаратуры

  • 15 декабря, 2017
  • US5MSQ
  • Источники питания
  • 9 721 просмотров
  • источники питания, лабораторный, ламповый, Принципиальные схемы, узлы приемника

Напряжения питания ламповой аппаратуры (анодное и накальное) желательно стабилизировать. Это позволит получить не только хорошую стабильность параметров, кардинально решить проблему фона, но, и это тоже важно, обеспечить стабильные режимы ламп, а значит их нормальную работу и долговечность, при изменении напряжения электросети в широких пределах, что в наших условиях отнюдь не редкость, особенно в зимнее время. Современные компоненты позволяют создать эффективные, надежные и при этом достаточно простые схемные и компактные конструктивно решения анодного и накального стабилизаторов.

Предлагаемый вашему вниманию стабилизатор анодного и накального напряжений создан на основе хорошо зарекомендовавшей себя схемы, подробной описанной в статье

Для большей универсальности применения и повышенной надёжности в нём применены более мощные и высоковольтные транзисторы, в анодном стабилизаторе улучшена схема защиты от перегрузки по току и предусмотрена защита от превышения рассеиваемой мощности. В накальном стабилизаторе для лучшей повторяемости вместо довольно редкого по нынешним временам и имеющего большой разброс параметров полевого транзистора КП103 применён биполярный.

Схема анодного и накального стабилизаторов US5MSQ

Схема блока питания приведена на рис.1. Для снижения мультипликативного фона диоды всех выпрямителей шунтированы керамическими конденсаторами. Анодный стабилизатор выполнен на высоковольтных транзисторах VT2,0VT1. Регулирующий транзистор 0VT1 включен по схеме с ОИ, что обеспечивает не только большое усиление в петле регулирования, и, следовательно, достаточно большой коэффициент стабилизации (не менее 200), но и очень малое допустимое падение напряжение на регулирующем транзисторе (порядка 0,5В), что обусловило его довольно высокую эффективность и экономичность.

Резистор R2 подает отрицательное открывающее напряжение в базу VT2, осуществляя в момент включения запуск стабилизатора в рабочий режим. В начальный момент стабилитрон VD7 закрыт, а шунтирующее влияние цепей нагрузки отсечено диодом VD6, что и обеспечивает надежный запуск стабилизатора при довольно большом сопротивлении резистора R1 (1Мом) и при этом практически не ухудшает параметров стабилизатора, поскольку в рабочем режиме ток через этот резистор эффективно замыкается малым дифференциальным сопротивлением открытого стабилитрона VD7.

Предусмотрены защиты транзисторов от перегрузки как по напряжению на затворе (для VT2 – VD10,R7, для 0VT1 – VD9,R13 ) , так и по току ( цепь VT1,R9,0VT1 совместно с R6 образуют классический стабилизатор тока, при указанных на схеме элементах ограничение по току задано порядка 250мА — определяется как Iк.з[A].=0,55В/ R6[Ом] и может быть легко изменено под свои нужды, например при 1 Оме ограничение по току будет порядка 0,5 А), благодаря чему этот стабилизатор обладает очень высокой надежностью и при этом, разумеется, защищены от перегрузки по току и к.з. и выпрямитель с сетевым трансформатором(подразумевается, что трансформатор способен выдавать такой ток).

Максимальный выходной ток стабилизатора определяется только допустимой мощностью рассеяния VT2 и для сохранения надежности нужно выбирать таким, чтобы средняя рассеиваемая мощность не превышала половины (лучше трети) максимально допустимой. К примеру, для указанного на схеме IRF830 Pmax=100Вт (разумеется, при достаточной площади радиатора или шасси, не менее 15 кв.см на каждый Вт), в нашей схеме напряжение выпрямителя будет порядка +215В, при выходном +150В падение напряжение на транзисторе 65В. Если задать резистором R6 максимальный выходной ток можно задать 0,5А, то в штатном режиме рассеиваемая мощность составит 32,5 Вт, при аварийном коротком замыкании выхода (К.З.) рассеиваемая мощность 107Вт превысит максимально допустимую и если вовремя не устранить режим К.з., транзистор выйдет из строя. Дабы исключить такую ситуацию, в схеме предусмотрена защита регулирующего транзистора от превышения рассеиваемой мощности, выполненная на VD12,R14,VD11.

Рабочее напряжение стабилитрона VD11 выбирается в 1,5-2 раза большим падения напряжения на регулирующем транзисторе в штатном режиме. При возникновении перегрузки по току или К.З. цепь ограничения по току срабатывет и ограничивает выходной ток на заданном уровне, подзапирая регулирующий транзистор 0VT1, падение напряжения на нём растёт и как только оно достигает напряжения открывания стабилитрона VD11, через него и резисторы R14,R9 начинает протекать ток. Падение напряжение на R9 дополнительно приокрывает VT1. При этом ток стабилизации определяется уже по формуле Iк.з[A].=(0,55В-Ur9)/R6[Ом]. Т.о. при достижении падения напряжения на R9 порядка 0,55В или больше, цепь стабилизатора тока полностью закроет регулирующий транзистор и стабилизатор не запустится даже после снятия перегрузки.

Для исключения этого «самозащёлкивания» стабилизатора введён германиевый диод VD11, который стабилизирует напряжение Ur9 на уровне примерно 0,4В, тем самым фиксируя ток К.З. на уровне примерно 025…0,3 от установленного. Что в нашем примере соответствует 0,5 А*(0,25..0,3)=0,125..0,16 А. При этом мощность рассеяния на превысит те же 32 Вт.

С другой стороны, если не планируется таких больших выходных напряжений и токов, то цепь защиты регулирующего транзистора от превышения рассеиваемой мощности VD12,R14,VD11 можно не устанавливать. Например, при указанных на схеме входном переменном напряжении 152 В (на выпрямителе примерно 213 В) и установленном токе защиты 0,25 А (R6=2,2 Ом) при К.З. мощность рассеяния не превысит 215В*0,25А=54Вт.

Выходное стабилизированное напряжение определяется суммой напряжений стабилитронов VD7,VD13, точнее Uстаб=Uvd7+Uvd13 – 0,6В (напряжение открывания VT2). Для получения +140в допустимы любые наборы стабилитронов, обеспечивающие требуемую сумму напряжений. Если их несколько, то их надо разбить на группы, обеспечивающие примерно равные значения стабилизации (70в+-30в). Группу с меньшим значением напряжения стабилизации использовать в качестве VD7, а с бОльшим – VD13.
Величина токозадающих резисторов выбирается с целью снижения рассеиваемой мощности из расчета обеспечить протекание через стабилитрон тока на 1-2мА больше минимального тока стабилизации, при этом R1=Uvd13/(IminVD7+1..2мА), а R16=Uvd7/(IminVD13+1..2мА).
Здесь можно применить широко распространенные стабилитроны серий Д816, Д817, например для 140В Д817Г+Д816Г, но если планируется расположить основную часть элементов блока питания на печатной плате, стОит приобрести малогабаритные стабилитроны серии КС (или аналогичные импортные) — они более удобны для печатного монтажа, чем серии Д816,Д817. Для 140В кроме указанного на схеме еще один хороший вариант КС568+КС582, но это могут быть и цепочки из нескольких других подобных КС539,547,551,591,596, дающие в сумме требуемые 140В, например КС568в(VD8) и КС568в + малый стабилитрон типа Д814Д, КС515а(VD11).

Читайте так же:
Стабилизаторы тока в зарядниках

Вид платы стабилизаторов US5MSQ

Подбором этих стабилитронов стабилизатор может быть перестроен практически на любое напряжение в пределах от +12 до +360 В. Максимальное напряжение с выпрямителя, которое можно подать на этот стабилизатор определяется допустимым для транзистора VT3 и при сохранении высокой надежности для указанного на схеме BF488 не должно превышать +400В. Минимальное падение напряжения на регулирующем транзисторе 0,5В + амплитуда напряжения пульсаций, составляющая при ёмкости С15 100 мкФ примерно 10 В на каждые 100 мА тока нагрузки, т.о. при стабильном сетевом напряжении верхний предел выходного напряжения может достигать +360В. Равноценная замена высоковольтного p-n-p транзистора BF488 в анодном стабилизаторе – MPSA94, а при меньшем напряжении выпрямителя (не более 350В) — MPSA92G, а если не более 200В, то BF421,BF423.

В качестве VT2 можно применять любые IRF7xx, IRF8xx. При меньшем напряжении выпрямителя (не более 200в) IRF6хх. Сток регулирующего транзистора VT2 подключен к общему проводу, поэтому ему не требуется отдельный изолированный радиатор и можно использовать в качестве радиатора металлическое шасси.

Стабилизатор накального напряжения +6.3в выполнен на транзисторах VT3,0VT2 по такой же структуре. Но схема получилась существенно проще предыдущей благодаря тому, что здесь нет опасных для затвора напряжений и нет необходимости в соответствующих элементах защиты. Несмотря на исключительную схемную простоту этот стабилизатор обладает вполне достойными параметрами: коэффициент стабилизации — более 200, температурная и временная стабильность — не хуже 0,1%, весьма малое выходное сопротивление (не более 0,02 ома – при увеличении нагрузки с 0,7а до 2А выходное напряжение уменьшилось всего на 20 мВ), но главное — максимальный выходной ток этого стабилизатора ограничен только мощностью источника питания и возможностями регулирующего транзистора. При этом для регулирующего транзистора также не нужно отдельного радиатора (разумеется, что корпус или шасси металлические). С IRF540 накальный стабилизатор, несмотря на отсутствие защиты по току, вообще неубиваемый – это нечаянно проверено на практике (hi!) — при испытаниях случайно посадил каплю припоя между общим проводом и +6,3В, полное к.з. Минуту все работало в таком виде — пока сообразил, что произошло и отчего анодные напряжения вдруг стали низкие (порядка +30в). Все живое , транзистор еле теплый, только трансформатор немного нагрелся.

Выходное напряжение определяется суммой напряжений Uвых=Uvd14+Uu2-0,6В (напряжение открывания VT3). Настройка его заключается в установке требуемого выходного напряжения — подстроечным резистором R8. В качестве VT3 можно применить практически любые кремниевые p-n-p транзисторы. Минимальное падение напряжение на регулирующем транзисторе VT4 в режиме стабилизации примерно 0,5В (2А, IRF540), но что примечательно — при дальнейшем снижении входного напряжения стабилизатор не отключается, остается в работе, только выходное напряжение чуть меньше входного ( на напряжение насыщение полевика, примерно на 0,1-0,2В) — т.е лампы будут нормально функционировать и при входном напряжении меньше номинального. При этом как только входное напряжение повысится до +6,8В — стабилизатор автоматически примется за свою работу.

Ёмкость конденсатора С7 должна быть не менее 7000 мкФ на каждый 1А ток нагрузки, т.е. при 2А нужно не менее 14000 мкФ. В качестве VD3,VD4 для снижения потерь желательно применять диоды Шоттки, рассчитанные на максимальный ток в 3-5раз больший рабочего (например, 1N5820-22. SR5100 и т.п.) – это уменьшит потери напряжения на диодах выпрямителя. Т.к. запас напряжения выпрямителя (при стандартной накальной обмотке) небольшой, имеет смысл здесь побороться даже за десятые доли вольта, это обеспечит нормальную работу стабилизатора при меньшем напряжении сети, что в зимнее время отнюдь не редкость.
На диодах VD2,VD4 и конденсаторе С3 собран выпрямитель +14В для питания вспомогательных цепей (питания реле, цифровой шкалы и т.п.) с током нагрузки до 1 А.

Это напряжение стабилизируется на регулируемом интегральном стабилизаторе U1, выходное напряжение которого можно подбором R5 выставить в пределах от +5 до +11В.

Конструкция и детали. Помехоподавляющий фильтр 0С1, 0L1,0С2,0С3,0С4 в зависимости от мощности БП может быть как готовым, например, такой

Вид сетевого фильтра US5MSQ

или от компьютерных блоков питания. При самостоятельном изготовлении помехоподавляющего фильтра конденсаторы могут металлобумажными, пленочными, металлопленочными (из отечественных это, к примеру серии К40-хх, К7х-хх, импортные MKT,MKP и пр.) емкостью 10-22нФ на рабочее напряжение не менее 400в. Катушка выполняется на ферритовом кольце диаметром 16-20мм с проницаемостью на менее 2000 сдвоенным проводом в хорошей изоляции (тонкий МГТФ, телефонная или «компьютерная» витая пара и пр.) – 20-30витков.

Вместо ТАН1 возможно применение любого унифицированного или от другого трансформатора, обеспечивающего требуемые напряжения по переменному току. Диодные мостики Br1, Br2 могут быть любыми, допускающие обратное напряжение в 2 раза больше поступающего переменного напряжения при максимально допустимом токе не менее установленного тока защиты, например отечественные КД402-405, импортные 2W10 и пр., на плате предусмотрена возможность установки вместо мостика отдельных диодов типа 1N4007 и т.п. Интегральный стабилизатор TL431 с некоторым ухудшением параметров можно заменить на светодиод с напряжением порядка 2,5В.

Постоянные резисторы малогабаритные серий МЛТ, МТ или аналогичные импортные, рассчитанные на мощность рассеяния не меньше указанной на схеме.

Читайте так же:
Феррорезонансных стабилизаторах переменного тока

Налаживание блока питания. Проверив правильность монтажа, первое включение проводим без нагрузки. Если выходные напряжения на холостом ходу существенно (более, чем на 5%) отличаются от требуемых, точнее подбирают напряжения стабилитроны, как указано выше. Проверяют нагрузочную способность стабилизаторов. Кратковременно подключив к цепи +140в резистор 1,5кОм рассеиваемой мощностью не менее 2Вт , убеждаемся, что выходное напряжение уменьшилось не более, чем 2-3В. К выходу накального стабилизатора подключаем проволочный резистор 5,1 ом мощностью не менее 5Вт и триммером R8 выставляем выходное напряжение 6,25-6,3В.

Набор деталей для самостоятельной сборки платы стабилизаторов анодного и накального напряжений можно приобрести здесь

Стабилизаторы напряжения

Найдено 1420 товаров

Категория

Вес стабилизатора может находиться в широком диапазоне от десятков до сотен килограмм. Это зависит от мощности, что определяет массивность трех сердечников с намоткой. Обычно стабилизатор ставится в подсобном помещении и редко перемещается с места на место, поэтому его вес не имеет большого значения, только обратите внимание на его габариты. «,»sort»:111,»additional»:false>],»booleanFilters»:[<"data":<"value":<"selected":false,"active":true>>,»id»:null,»type»:»is_packaging»,»label»:»Купить упаковкой»,»description»:null,»sort»:60,»additional»:true>,<"data":<"value":<"selected":false,"active":true>>,»id»:null,»type»:»has_review»,»label»:»Только с отзывами»,»description»:null,»sort»:80,»additional»:true>,<"data":<"value":<"selected":false,"active":true>>,»id»:245321,»type»:»specification»,»label»:»Розетка на корпусе»,»description»:null,»sort»:101,»additional»:false>,<"data":<"value":<"selected":false,"active":true>>,»id»:225257,»type»:»specification»,»label»:»Наличие сетевой вилки»,»description»:»

Наличие сетевой вилки позволяет сразу подключать стабилизатор к розетке без необходимости тянуть к нему провода «,»sort»:102,»additional»:false>],»productCount»:538,»queryString»:»»>» data-category-id=»249″ data-category-name=»Стабилизаторы напряжения» data-bowed-category-name=»в Стабилизаторах напряжения» data-rname=»stabilizatory-napryazheniya» data-tag-page-id=»» data-make-id=»0″ data-search-string=»» data-reset-link=»/electrika-i-svet/stabilizatory-napryazheniya/#goods» data-is-search-page=»» data-ab-is-expanded-filters=»» data-is-admin=»» >

  • 20
  • 40
  • 60

Вес нетто: 16,561 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 305х190х360 мм

Мощность: 10 кВт

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 3,53 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 140х170х237 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 115х180х290 мм

Мощность: 0,5 кВт

Max входное напряжение: 280 В

Min входное напряжение: 120 В

Вес нетто: 10,8 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 260х155х310 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 22,53 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 500х270х170 мм

Мощность: 16 кВт

Max входное напряжение: 285 В

Min входное напряжение: 120 В

Вес нетто: 5,75 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 140х170х237 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 17,87 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 430х270х170 мм

Мощность: 11 кВт

Max входное напряжение: 285 В

Min входное напряжение: 120 В

Вес нетто: 11,81 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 220х230х340 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 4,6 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 206х133х230 мм

Мощность: 1,5 кВт

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 5,5 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 206х133х230 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 15,95 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 220х230х385 мм

Мощность: 10 кВт

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 2,5 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 110х134х122 мм

Мощность: 0,5 кВт

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 29 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 350 х 225 х 415 мм

Max входное напряжение: 280 В

Min входное напряжение: 105 В

Вес нетто: 14,56 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 305х190х360 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 18 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 305х190х360 мм

Мощность: 13,5 кВт

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 90 В

Вес нетто: 8,35 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 220х230х340 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 206х133х230 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 13 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 305х190х360 мм

Мощность: 8,3 кВт

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 90 В

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 240х110х155 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Вес нетто: 14,9 кг

Выходное напряжение: 220 В

Габариты без упаковки: 312х222х250 мм

Max входное напряжение: 260 В

Min входное напряжение: 140 В

Сопутствующие товары

По применению, для:

По стране производства:

Стабилизатор напряжения применяется для преобразования сетевого электрического тока до нормальных показателей (220 или 380 В). Он защищает бытовую, офисную и производственную технику от скачков параметров тока. Там, где он установлен, аварий нет.

Когда он нужен?

Чтобы компьютер, телевизор и осветительные приборы были защищены и служили дольше, а также для обеспечения возможности бесперебойной работы кондиционера, компрессора, сварочного аппарата, электромоторов, водяных насосов и другой техники.

Как выбрать стабилизатор напряжения?

1. Подбор по типу сети

  • Трехфазные — необходимы для устройств с подключением 380 В, рекомендуются при большой (от 12 КВт) суммарной нагрузке потребителей. Модели от 3 кВт.
  • Однофазные — стабилизаторы напряжения для дома (бытовые) со схемой подключения 220 В. Модели от 0,5 до 30 кВт.

2. Подбор по характеристикам

  • Мощность — складывается из суммарной мощности всех потребителей плюс 20%.
  • Входное напряжение — определяется параметрами сети, к которой подключается техника, необходимы замеры.
  • Выходное напряжение — в процентах указана точность.
Читайте так же:
Самодельная схема стабилизатора тока

3. Виды

  1. Качественный электромеханический стабилизатор плавно регулирует напряжение. Обеспечивает высокую точность на выходе — ± 3%, которая нужна для измерительных приборов, аудиоаппаратуры, освещения. Обладает высокой перегрузочной способностью.
  2. Устройства релейного типа выдают ток, регулируемый за счет автоматического механического переключателя. Применяются такие стабилизаторы напряжения для дома и на дачах.
  3. В цифровом нужную обмотку включает электронный ключ (тиристор, семистор). Режим регулировки импульсный, происходит очень быстро. Такой стабилизатор напряжения оснащен цифровым дисплеем, отличается небольшими размерами и весом. Применяется для защиты, как для одного, так и всех устройств в доме, может работать при низких температурах (до -20).

4. По способу установки:

Мы предлагаем купить стабилизаторы напряжения с доставкой и гарантией, у нас большой выбор оборудования для дома, дачи и производства. Не откладывайте покупку, ваша дорогая техника нуждается в защите!

Параметрические стабилизаторы с повышенной нагрузочной способностью

Типовые схемы параметрических стабилизаторов обеспечивают приемлемые параметры только при достаточно малых тока нагрузки (не более ( <0,5. 1>cdot I_<ст max>)). Для питания более мощных цепей требуются дополнительные меры.

Может показаться, что проблема разрешима при параллельном включении нескольких однотипных стабилитронов на выходе стабилизатора. Однако делать это недопустимо, поскольку из-за разброса параметров стабилитроны будут работать в существенно различающихся режимах. В крайнем случае можно применить стабилитрон с большей мощностью. Если же таким образом повысить ток нагрузки до требуемого уровня не удается, то можно применить дополнительный транзистор, включенный по схеме эмиттерного повторителя (рис. 3.5-6).

Рис. 3.5-6. Параметрический стабилизатор с эмиттерным повторителем

В такой схеме максимально допустимый ток нагрузки повышается в (h_<21э>) раз ((h_<21э>) — статический коэффициент усиления тока базы транзистора). Значение резистора (R1) (балластный резистор) должно подбираться в зависимости от конкретного тока нагрузки ((I_ <н max>= I_ cdot h_ <21э>– I_ <ст min>cdot h_<21э>)). Резистор (R2) обеспечивает нормальный режим работы транзистора при малых токах. Выходное напряжение стабилизатора равно: (U_ <вых>= U_ <ст>– U_<б-э>), где (U_<ст>) — напряжение стабилизации применяемого стабилитрона, (U_<б-э>) — напряжение на эмиттерном переходе транзистора. Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора при включении эмиттерного повторителя не увеличивается.

Чтобы увеличить коэффициент стабилизации (в 5. 10 раз) необходимо обеспечить постоянство тока стабилитрона при изменениях входного напряжения стабилизатора. Для этого балластный резистор заменяют источником тока. На рис. 3.5‑7 приведена схема стабилизатора с источником тока на биполярном транзисторе, а на рис. 3.5‑8 схемы стабилизаторов с эмиттерным повторителем и источником тока на полевом транзисторе.

Рис. 3.5-7. Параметрический стабилизатор с источником тока

Рис. 3.5-8. Параметрические стабилизаторы с эмиттерным повторителем и источником тока

Если в стабилизаторе, схема которого приведена на рис. 3.5-8а выбрать (R1 = 0), то допустимый ток нагрузки достигнет максимального значения. Однако при этом несколько снижается коэффициент стабилизации. Его можно улучшить, если включить цепь обратной связи, обозначенную пунктиром. Эта цепь вместе с резистором (R1) образует для переменной составляющей напряжения на транзисторе (VT2) делитель, с выхода которого напряжение поступает в цепь управления этим транзистором таким образом, что ток базы транзистора изменяется в противофазе с напряжением пульсаций.

Применение источника тока для питания стабилитрона позволяет ограничить ток базы транзистора эмиттерного повторителя и, следовательно, ток коллектора этого транзистора при коротком замыкании в цепи нагрузки. Однако в стабилизаторах с большим значением выходного напряжения (особенно при применении германиевых транзисторов) возможен перегрев транзистора вследствие повышения рассеиваемой мощности и эффекта саморазогрева. В стабилизаторе по схеме рис. 3.5-8б действует ООС по току, поскольку ток нагрузки протекает через резистор (R1). Поэтому ток короткого замыкания очень слабо зависит от температуры корпуса транзистора (VT2) и лавинный саморазогрев не проявляется до температур порядка 50. 60 °C. Ток короткого замыкания устанавливается подбором резистора (R1).

Плюсы и минусы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения в дом: плюсы и минусы использования

Покупка стабилизатора решает проблему низкого напряжения и его скачков. Однако нередко после установки стабилизатора появляется ряд других проблем, о которых вы и сможете узнать из этой статьи сайта elektriksam.ru .

Стабилизатор напряжения — это специальное устройство позволяющее стабилизировать входное напряжение до 220 Вольт. Внутри стабилизатора находится трансформатор, между обмотками которого и происходит переключение во время перепадов напряжения.

За переключение витков трансформатора отвечают либо реле (релейный стабилизаторы напряжения), либо сервопривод. Плюсы и минусы этих двух видов стабилизаторов мы рассматривать не будем, скажу лишь одно, сервопривод может частенько не успевать переключаться, из-за чего лампочки в доме буду все время моргать.

Релейные стабилизаторы напряжения в данном случае оказываются более быстрыми, они моментально, за долю секунды способны выровнять напряжение со 150 до 200 Вольт. Однако реле имеют одну особенность, их количество срабатывания ограничено определенным числом раз.

Плюсы и минусы стабилизаторов напряжения

Покупкой стабилизатора напряжения чаще всего задумываются владельцы частных домов, строения которых значительно удалены от подстанции. Особенно заметна просадка напряжения зимой и летом. В зимний период года работает электроотопление, а летом — кондиционеры. И если ваш дом будет расположен в последних рядах от подстанции, то просадка напряжения будет существенной.

Вследствие этого в доме не тянет микроволновка и другие приборы. Вода в водонагревателе нагревается почти сутки, и светодиодные лампы мигают или попросту не загораются. Все это дело рук плохого напряжения, и стабилизатор способен решить данную проблему, раз и навсегда.

Какие недостатки бывают

Однако после покупки стабилизатора напряжения многие сталкиваются со следующими трудностями:

  • Стабилизатор не вытягивает по нижнему порогу напряжения. Нужно знать, что в каждом стабилизаторе напряжения есть нижний и верхний порога отключения. Если напряжения на линии выше или ниже данного параметра, то, стабилизатор не включится.
Читайте так же:
Стабилизатор напряжения высокого тока

  • Существенное падение мощности. При слишком низком напряжении, например, в 160 Вольт, стабилизатор не сможет выровнять его до 220 Вольт. Кроме того, существенно упадёт мощность стабилизатора напряжения. Вместо заявленных 5 кВт, стабилизатор выдаст ровно вполовину меньше. Если на приборе есть шкала нагрузки, то вы непременно это заметите.

  • Электричество в доме может все время пропадать. Это второй недостаток стабилизаторов. Ведь если параметры входящего напряжения будут «критическими», то стабилизатор напряжения не сможет работать должным образом. И если без него у вас хотя бы будут гореть лампочки, то вот с установкой данного оборудования, освещение пропадёт полностью.
  • Проблема с вводными автоматами. Если в доме стоят вводные автоматы на 16 Ампер, а в стабилизаторе на 32 Ампера, то, могут возникнуть проблемы с частым их выбиванием. По возможность нужно заменить вводные автоматы на те, которые соответствуют заявленной нагрузке.

  • Небольшой срок эксплуатации. Если качество электроэнергии все время оставляет желать лучшего, и оно практически всегда низкое, то стабилизаторы будут частенько выходить из строя. Происходить это будет периодически: то реле нагрузки полетит, то выйдет из строя плата управления из-за перегревания.

В общем, покупка стабилизатора напряжения сопряжена, как плюсами, так и минусами, о которых также нужно знать. Поэтому прежде чем покупать стабилизатор все правильно рассчитайте в плане нагрузок или посоветуйтесь с опытным специалистом в данном вопросе.

Как продлить ресурс автомобильных светодиодных ламп без применения стабилизаторов

Предупреждение: Будет много букв, но вроде все по делу. Статья рассчитана на новичков, умеющих пользоваться паяльником.

Часть 1. Предисловие

Наверное, многие из вас меняли штатные лампы накаливания в плафонах салона, в подсветке номера, в габаритных огнях, в приборной панели и т.д., на светодиодные лампы.

Как правило, при подобных заменах используются уже готовые автомобильные светодиодные лампы, рассчитанные на напряжение 12 вольт.

По сравнению с лампами накаливания, преимущества светодиодных ламп известны, это малое энергопотребление, большой выбор цветов свечения, меньший нагрев, а также существенно больший срок службы.

Однако, для долгой и счастливой жизни светодиода весьма важно, чтобы протекающий через него ток не превышал заданных производителем величин. При превышении максимально допустимого тока, происходит быстрая деградация кристаллов светодиодов, и лампа выходит из строя.

Поэтому, в «правильные» светодиодные лампы уже встроен стабилизатор тока (драйвер). Но такие лампы, как правило, стоят недешево. В связи с этим, в автолюбительской среде гораздо большее распространение получили дешевые светодиодные лампы, не имеющие встроенного стабилизатора. Примеры таких ламп на фото 1:

Из-за отсутствия стабилизатора, такие лампы весьма чувствительны к скачкам напряжения в бортовой сети автомобиля. Кроме того, хитрые узкоглазые производители ламп рассчитывают их параметры, как правило, на максимальное напряжение 12В. Однако, как известно, при работе двигателя напряжение в бортсети составляет 13.

Один из способов продлить жизнь таким лампам — это подключение их через стабилизаторы напряжения, которые защитят лампы от скачков напряжения в бортовой сети автомобиля и подадут на лампы стабильные 12В. Однако, такой способ имеет ряд существенных недостатков:

Недостаток 1. Для установки стабилизаторов требуется вмешательство в электропроводку автомобиля, на что пойдет не каждый автовладелец, особенно в гарантийный период.

Недостаток 2. По схемотехнике, стабилизаторы делятся на линейные и импульсные. Линейные довольно сильно греются при относительно небольших токах, а импульсные генерируют высокочастотные помехи, которые влияют на качество приема радио.

Недостаток 3. Ламп в автомобиле много, и на каждую (пусть даже группу ламп) поставить стабилизатор проблематично.

Недостаток 4. Возврат к штатным лампам накаливания может потребовать демонтажа ранее установленных стабилизаторов.

Поэтому, в данной статье я предлагаю способ, как существенно продлить срок службы светодиодных ламп, без использования стабилизаторов. Речь пойдет о простой доработке самих светодиодных ламп.

Часть 2. Немного теории

Мне приходилось разбирать множество автомобильных светодиодных ламп. Несмотря на разный внешний вид, тип цоколя и габаритные размеры, практически все недорогие лампы конструктивно похожи, с небольшими вариациями, которые я отмечу далее.

Итак, среднестатистическая автомобильная светодиодная лампа выполнена по типовой схеме, представленной на рис. 2 (приведен пример для 9 светодиодов):

Обозначение элементов на схеме, слева направо:

R0 : Резистор-обманка для систем контроля исправности ламп. О нем я, возможно, сделаю отдельный материал, здесь его пока не рассматриваем. Этот резистор может присутствовать, а может и нет. I0 — ток через резистор R0.

VDS1 : Диодный мост. Так как для светодиодов важна полярность подключения, диодный мост позволяет подключать лампу как обычную лампу накаливания, не думая о полярности. Самые дешевые лампы не имеют диодного моста, но, в последнее время, он часто присутствует даже в малогабаритных бесцокольных лампах. Диодный мост установлен в лампу чисто для удобства пользователя.

R1-R3 : Токоограничивающие резисторы для цепочек из трех светодиодов HL1.1-HL1.3 и т.д. Эти резисторы задают ток, протекающий через каждую из цепочек светодиодов. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток через светодиоды.

HL1.1-HL1.3 : Цепочка из трех светодиодов. В разных по конструкции светодиодных лампах, количество цепочек и количество светодиодов в цепочке может быть различным, но часто используются именно цепочки из трех светодиодов. На данной схеме для примера показана лампа с тремя цепочками по три светодиода в каждой. Есть лампы, состоящие вообще из одного светодиода, но схемотехника у них такая же.

I1-I3 : ток через цепочки, например, I1 — ток через цепочку R1-HL1-HL2-HL3 и т.д. Суммарный ток, потребляемый лампой, равен сумме токов Iобщ=I0+I1+I2+I3.

Чтобы повысить надежность работы лампы, правильно ставить на каждую из цепочек отдельный токоограничивающий резистор R1-R3. В этом случае выход из строя светодиодов в одной из цепочек не повлияет на ток через другие цепочки. Однако, в целях экономии, производители дешевых ламп ставят один общий резистор на все цепочки. Такие лампы менее надежны, но выяснить это суждено уже покупателю. Упрощенная схема лампы с одним токоограничивающим резистором приведена на схеме на рис. 3:

Читайте так же:
Lx8384 00cdd стабилизатор тока

От теории перейдем к практике. Я не буду грузить вас сложными расчетами, просто покажу, что и как делать.

Часть 3. Доработка автомобильных светодиодных ламп, не имеющих встроенного стабилизатора тока

Для доработки ламп понадобятся:

1. Паяльные принадлежности — паяльник на 25-40 Вт, флюс, припой.
2. Наличие мультиметра и паяльного фена приветствуется.
3. Набор резисторов требуемой мощности и номиналов. Возможно, для определения типа и номиналов резисторов, придется предварительно разобрать одну лампу для изучения.

Пример 1: Цилиндрические лампы типа C5W или C10W

Отпаиваем металлические контактные колпачки, нагревая их феном или паяльником сбоку, в месте соприкосновения с платой. Под одним из колпачков видим резистор-обманку R0, о нем поговорим в следующей записи (фото 4):

На фото 5 слева направо видим диодный мост VDS1, две цепочки светодиодов HL1-HL2 по три светодиода в каждой, и общий токоограничивающий резистор R1. Это означает, что данная лампа выполнена по упрощенной схеме с одним резистором (см. рис. 3).

Для сравнения, на фото 6 приведена более «правильная» лампа, где используются три токоограничивающих резистора, по одному на каждую цепочку:

На фото 7 показана светодиодная лампа со светодиодной матрицей (технология COB). Такие лампы легко отличить по внешнему виду, на них не видно отдельных светодиодов. Для матрицы COB используется один токоограничивающий резистор R1. В данном конкретном случае, это не удешевление:

Доработка лампы очень простая и сводится к замене токоограничивающих резисторов на резисторы большего номинала. Тем самым мы уменьшаем ток через светодиоды, в результате они меньше греются и дольше служат.

Я провел ряд измерений на различных светодиодных лампах, и для себя сделал следующие выводы:

Вывод 1: Большинство дешевых ламп рассчитаны производителем на максимальное напряжение 12В, не более. При работе в реальных условиях, при напряжении в бортсети порядка 13.5-14.5В, светодиоды работают с перегрузкой и быстро выходят из строя.

Вывод 2: Увеличение номинала токоограничивающего резистора в 2-3 раза не сильно сказывается на яркости свечения лампы, но пропорционально снижает ток через светодиоды, чем существенно продлевает их ресурс.

Вывод 3: Даже при уменьшении тока в 3-5 раз по сравнению с исходным, светодиодные лампы светят ярче, чем аналогичные лампы накаливания.

Отпаяв колпачки и получив доступ плате, выпаиваем заводской резистор и вместо него впаиваем свой, с увеличенным сопротивлением.

На фото 8 заводской резистор сопротивлением 22 Ом заменен на резистор сопротивлением 100 Ом (почти в 5 раз больше):

Подбором номинала резистора можно изготовить лампы для различных применений, например, для освещения салона сделать поярче, в подсветку номера — поменьше яркостью и т.д. Например, на фото 9, для подсветки номера, я поставил резисторы сопротивлением 150 Ом (в 7 раз больше штатного 22 Ом), яркость все равно осталась больше штатных ламп накаливания:

Пример 2. Бесцокольные лампы T10 W5W

Отгибаем контактные усики и разбираем лампу (фото 10):

Видим, что лампа имеет простейшую конструкцию, без диодного моста, питание на светодиоды подается через один токоограничивающий резистор (фото 11):

Еще одна распространенная разновидность лампы W5W, с одним мощным светодиодом. Разбирается аналогично предыдущему примеру (фото 12):

Здесь в конструкции питание подается через два последовательно включенных резистора. Это сделано для того, чтобы резисторы поменьше грелись (фото 13):

Пример 3. Малогабаритные лампы T5 для приборной панели

Как правило, из-за ограниченного размера, в конструкции таких ламп оставлен лишь один светодиод и один токоограничивающий резистор. Разбираются аналогично лампам W5W, путем отгибания усиков (фото 14-15):

14. Лампы для приборной панели

Все рассмотренные лампы дорабатываем аналогично, просто заменяем штатные резисторы на свои, с увеличенным в 2-3-5 раз номиналом. Сопротивление резистора подбираем, в зависимости от требуемой яркости свечения.

Часть 4. Некоторые практические советы

Совет 1. В лампах различного размера и конструкции, могут использоваться различные по типу и размеру элементы. Как правило, компоновка деталей лампы довольно плотная, поэтому запаять вместо штатных другие типоразмеры часто бывает затруднительно, из-за ограниченного свободного места. Поэтому, заранее подбирайте подходящие детали, но при этом чтобы мощность нового резистора не была меньше мощности штатного (фото 16):

Совет 2. При работе с паяльным феном, легко повредить горячим воздухом соседние детали, например, светодиоды. Поэтому, перепаивая резисторы, закрывайте другие детали от воздействия горячего воздуха. Я, например, просто прикрывал светодиоды пинцетом (фото 17):

Совет 3. При выпаивании колпачков ламп C5W и C10W, часть припоя может вытечь. При сборке лампы, для надежной пайки колпачков, можно заранее добавить припоя на контактные пятачки платы, тогда при нагреве припой надежно соединит плату и колпачок.

Совет 4. Некоторые лампы со светодиодными матрицами COB, для красоты прикрыты декоративными пластиковыми стеклами. Эти стекла ухудшают теплоотвод, рекомендую их снять, на внешний вид подсветки по факту это никак не влияет, а охлаждаться лампа будет лучше (фото 19):

И в завершение, небольшой прикол. Интересно, откуда на лампе взялась надпись «КОЛЯ», нанесенная промышленным способом? (фото 20):

Данная простая доработка позволяет существенно продлить ресурс автомобильных светодиодных ламп, даже без использования стабилизаторов тока или напряжения.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector