Sfera-perm.ru

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

Стабилизатор тока с реле

Импульсный стабилизатор тока ZXLD381 для питания светодиодов

Микросхемы ZXLD381 производства фирмы Diodes Incorporated предназначены для питания светодиодов от одного гальванического элемента или аккумулятора в малогабаритных радиоэлектронных устройствах . По принципу действия стабилизатор 2XLD381 представляет собой повышающий преобразователь напряжения со стабилизацией тока нагрузки, что обеспечивает независимость яркости свечения светодиодов от напряжения источника питания.

Для работы стабилизатора необходим только один внешний компонент — накопительный дроссель, подборкой которого по индуктивности можно изменять средний ток через светодиоды.

Рис.1 Цоколёвка ZXLD381

Условное
обозначение
Миллиметры
Дюймы
Min Max Min Max
A1.120.044
A10.010.100.00040.004
b0.300.500.0120.020
c0.0850.200.0030.008
D2.803.040.1100.120
e0.950.037
e11.90.075
E2.12.640.0830.104
E11.201.400.0470.055
L0.250.600.00980.024
L10.450.620.0180.024

Рис. 2 Функциональная схема ZXLD381

Стабилизаторы ZXLD381 выпускают в миниатюрном трёхвыводном пластмассовом корпусе SOT23-3 с плоскими лужёными выводами, чертёж которого показан на рис. 1. Цоколёвка прибора представлена в табл. 1.

Таблица 1

Номер

вывода

Обозна-

чение

Функциональная схема стабилизатора показана на рис. 2. Прибор содержит тактовый генератор импульсов с двумя время задающим и конденсаторами С1 и С2, узел управления, биполярный транзистор VT1, резистор R1 — датчик тока. Генератор вырабатывает импульсы, частоту повторения которых определяет ёмкость конденсатора С1, а длительность — конденсатора С2.

Узел управления контролирует значение напряжения питания, включает и выключает генератор, пропускает импульсы генератора на базу транзистора VT1. Кроме этого, узел следит за током эмиттера этого транзистора, закрывая его, когда ток превысит предельное значение. В результате происходит стабилизация пикового значения тока нагрузки, а значит, и пропорционального ему среднего значения.

Основные технические характеристики

Напряжение питания, при котором включается стабилизатор, В,
типовое значение0.8
максимальное значение0.9
Напряжение питания, В,
минимальное0.9
максимальное2.2
Ток срабатывания узла защиты выходного транзистора
минимальное значение200
типовое значение320
максимальное значение400
Падение напряжения на открытом транзисторе, В, при токе коллектора 200 мА,
типовое0.1
максимальное0.3
Ток утечки закрытого транзистора, мкА, при выходном напряжении 20 В,
минимальный40
типовой70
максимальный120
Номинальная частота тактового генератора,кГц350

Предельно допустимые значения

Напряжение питания, В-0,6. +10
Напряжение на выходе относительно общего вывода, В-0,6. +20
Выходной ток, мА800
Рассеиваемая мощность, Вт0,45
Рабочий интервал температуры окружающей среды, °С0. +85
Температура хранения, °С-55. +150

Рис. 3. Простейшая схема включения ZXLD381

Простейшая типовая схема включения стабилизатора ZXLD381 показана на рис. 3. В устройстве использован только один внешний элемент — накопительный дроссель L1. Вместо одного светодиода EL1 можно включить цепь из нескольких последовательно соединённых светодиодов с учётом того, что суммарное падение напряжения на них не должно превышать 20 В.

Временная зависимость тока нагрузки 1н (через светодиод EL1) показана на рис. 4,а, а напряжения UM на ней — на рис. 4,б. В момент to устройство управления открывает выходной транзистор VT1, подключая дроссель L1 к источнику питания. Дроссель начинает накапливать энергию, ток через него увеличивается. Как только ток превысит предельное значение (момент t,), узел управления закроет транзистор VT1, шунтировавший светодиод EL1.

Рис. 4. Временная зависимость тока нагрузки

Источник питания и последовательно соединённый с ним дроссель оказываются подключёнными к светодиоду. Ток через светодиод сначала скачком возрастает, а затем начинает почти линейно уменьшаться. Вольт-амперная характеристика светодиода подобна стабисторной, поэтому, пока напряжение на нём уменьшается незначительно, несмотря на многократное уменьшение тока через него, светодиод продолжает излучать свет.

В момент t2 светодиод EL1 гаснет, так как дроссель L1 отдал накопленную энергию, а напряжения источника питания недостаточно для свечения светодиода. Далее описанный процесс повторяется с частотой тактового генератора.

Графики, показанные на рис. 4, сняты при индуктивности дросселя 4,7 мкГн и светодиоде с прямым напряжением 3,5 В.

Яркость свечения светодиода можно изменять заменой накопительного дросселя L1 другими, с иным значением индуктивности. Типовая зависимость максимального и среднего тока через светодиод от индуктивности накопительного дросселя представлена в табл. 2 для напряжения питания 1,5 В.

Таблица 2

Зависимость потребляемого стабилизатором тока I пот от напряжения питания U пит , при различных значениях индуктивности Lд накопительного дросселя показана на рис. 5, а зависимости среднего тока Iвых.ср. через светодиод — на рис. 6. С увеличением напряжения питания и уменьшением индуктивности дросселя ток через светодиод увеличивается.

Рис. 5

Рис. 6

Зависимости КПД η стабилизатора от индуктивности дросселя и напряжения питания изображены на рис. 7. Отметим, что при напряжении питания в пределах 1. 2 В и индуктивности дросселя 10. 47мкГн КПД существенно превышает 80 %, а при напряжении 1,5. 2 В и индуктивности 10. 47мкГн становится больше 90 %.

Рис. 7

Рис. 8

Тактовая частота f T стабилизатора зависит от напряжения питания, о чём свидетельствует график на рис. 8.

Рис. 4 и табл. 2 показывают, что максимальный (импульсный) ток через светодиод в 5. 8 раз превышает среднее значение. Так, например, при среднем токе 20 мА максимальный достигает 120 мА. Очевидно, что не каждый светодиод выдержит такую перегрузку. В этом состоит недостаток включения стабилизатора по простейшей схеме (см. рис. 3).

Рис. 9. Улучшенная схема включения ZXLD381

Более совершенная схема включения изображена на рис. 9. Введение диода Шотки VD1 и сглаживающего конденсатора С1 практически устраняет пульсации тока через светодиод EL1. Конденсатор С1 должен иметь низкое значение ЭПС, т. е. быть, например, керамическим с диэлектриком из материала XSR или XZR.

Читайте так же:
Зарядное устройство или простой стабилизатор тока
Индуктивность накопительного дросселя, мкГнСредний ток через светодиод, мА
476
2213.5
1518
1027
6.841
4.750
3.361
2.269

Зависимость тока через светодиод от индуктивности накопительного дросселя для этого варианта включения стабилизатора представлена в табл. 3. Из-за падения напряжения на диоде Шотки средний ток через светодиод немного меньше, чем при простейшей схеме включения, но уменьшения яркости его свечения практически незаметно.

Следует отметить, что соблюдение полярности подключения светодиодов обязательно. При ошибочном включении амплитуда импульсов на выходе стабилизатора достигает 20 В, что превышает предельно допустимое обратное напряжение большинства светодиодов. Для того чтобы исключить возможность повреждения светодиода, подключаемого в обратной полярности, необходимо к выходным зажимам испытателя подключить маломощный стабилитрон на напряжение стабилизации, меньшее предельно допустимого обратного напряжения проверяемого светодиода.

Простое автоматическое зарядное устройство

Кому некогда «заморачиваться» со всеми нюансами зарядки автомобильного аккумулятора, следить за током зарядки, вовремя отключить, чтоб не перезарядить и т.д., можно порекомендовать простую схему зарядки автомобильного АКБ с автоматическим отключением при полной зарядке аккумулятора. В этой схеме используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе.

Схема простого автоматического зарядного устройства автомобильного аккумулятора

Список необходимых деталей:

  • R1 = 4,7 кОм;
  • Р1 = 10K подстроечный;
  • T1 = BC547B, КТ815, КТ817;
  • Реле = 12В, 400 Ом, (можно автомобильное, например: 90.3747);
  • TR1 = напряжение вторичной обмотки 13,5-14,5 В, ток 1/10 от емкости АКБ (например: АКБ 60А/ч — ток 6А);
  • Диодный мост D1-D4 = на ток равный номинальному току трансформатора = не менее 6А (например Д242, КД213, КД2997, КД2999 …), установленные на радиаторе;
  • Диоды D1(параллельно реле), D5,6 = 1N4007, КД105, КД522…;
  • C1 = 100uF/25V.
  • R2, R3 — 3 кОм
  • HL1 — АЛ307Г
  • HL2 — АЛ307Б

В схеме отсутствует индикатор зарядки, контроля тока (амперметр) и ограничение зарядного тока. При желании можно поставить на выход амперметр в разрыв любого из проводов. Светодиоды (HL1 и HL2) с ограничительными сопротивлениями (R2 и R3 — 1 кОм) или лампочки параллельно С1 «сеть», а к свободному контакту RL1 «конец заряда».

Изменённая схема

Ток, равный 1/10 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков вторичной обмотки трансформатора. При намотке вторички трансформатора необходимо сделать несколько отводков для подбора оптимального варианта зарядного тока.

Заряд автомобильного (12-ти вольтового) аккумулятора считается законченным, когда напряжение на его клеммах достигнет 14,4 вольт.

Порог отключения (14,4 вольт) устанавливается подстроечным резистором Р1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.

При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет около 13В, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение возрастать. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет 14,4 вольт, транзистор Т1 отключит реле RL1 цепь заряда будет разорвана и АКБ отключится от зарядного напряжения с диодов D1-4.

При снижении напряжения до 11,4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой гистерезис обеспечивают диоды D5-6 в эмиттере транзистора. Порог срабатывания схемы становится 10 + 1,4 = 11,4 вольт, которые могут быть рассмотрены как для автоматического перезапуска процесса зарядки.

Такое самодельное простое автоматическое автомобильное зарядное устройство поможет Вам проконтролировать процесс зарядки, не проследить окончание зарядки и не перезарядить свой аккумулятор!

Использованы материалы сайта:homemade-circuits.com

Другой вариант схемы зарядного устройства для 12-ти вольтового автомобильного аккумулятора с автоматическим отключением по окончании зарядки

Схема немного сложнее предыдущей, но с более чётким срабатыванием.

7 лучших стабилизаторов для холодильников

*Обзор лучших по мнению редакции expertology.ru. О критериях отбора. Данный материал носит субъективный характер, не является рекламой и не служит руководством к покупке. Перед покупкой необходима консультация со специалистом.

Современные холодильники с электронным управлением отличаются точным поддержанием заданной температуры в холодильной и морозильной камере. Это удобно контролировать по показателям дисплея на дверке или внутри агрегата. Но электронная часть может сгореть в одну секунду от скачка напряжения, превратив огромный холодильник в обычный шкаф. Чтобы предупредить ситуацию и избежать дорогостоящего ремонта, используют стабилизаторы напряжения. Мы расскажем как их выбрать именно для холодильника и рассмотрим лучшие варианты, доступные в РФ.

Как выбрать стабилизатор напряжения для холодильника

Отметим, что стабилизаторы делятся на три типа по методу корректировки напряжения. Электромеханические имеют сервопривод, который передвигается по обмотке и подбирает оптимальное значение исходящего тока. У них медленное срабатывание, поэтому для холодильников они не годятся. Выбирать стоит среди релейных (пускают ток по одному из реле, максимально приближенному к 220 В) или электронных (используют ключи для подбора нормального напряжения). В случае релейных моделей важно количество самих реле, которых может быть от 3 до 10. Чем цифра больше, тем стабилизатор точнее работает.

В случае подбора стабилизатора именно для холодильника обращайте внимание на следующие характеристики:

  1. Диапазон входящего напряжения. Для определения показателя нужны замеры в разное время суток. В электросети могут быть как просадки до 120-140 В, так и скачки 270-300 В. В зависимости от результатов теста подбираются соответствующие характеристики стабилизатора. Если выбрать модель с меньшим диапазоном, чем показатели напряжения в доме, то прибор будет часто уходить в защиту и не сможет полноценно питать электричеством бытовую технику.
  2. Точность. Погрешность стабилизатора по корректировке киловатт может быть от 2 до 10%. Чем цифра меньше, тем лучше.
  3. Время срабатывания. Когда происходит резкое падение или скачек напряжения, устройство должно разорвать цепь, чтобы исключить передачу тока к потребителю. Время реагирования составляет 5-20 мс. Чем оно короче, тем выше шанс защитить электрическую схему от перегорания.
  4. Мощность. Холодильники относятся к маломощному оборудованию, потребляющему 100-400 Вт/ч. Но если у них компрессор неинверторный, а обычный, в момент пуска этот показатель может возрастать в 3-5 раз. Поэтому, мощность стабилизатора нужно подбирать с запасом. Например, для холодильного агрегата с показателем 200 Вт/ч понадобится стабилизатор от 1 кВт.
  5. Функции защиты. Кроме стабилизации напряжения прибор должен обладать защитными функциями. Необходимы следующие: отключение при малом или большом токе, автоматический разрыв цепи при перегреве или коротком замыкании. Еще практичен рестарт, позволяющий запустить холодильник самостоятельно без участия пользователя. Это актуально, если Вы целыми днями на работе, а в Ваше отсутствие произошел сбой.
Читайте так же:
Lm317 в качестве стабилизатора тока

Рейтинг лучших стабилизаторов для холодильников

Вот лучшие стабилизаторы, пригодные для подключения к ним холодильников, которые пользуются повышенным спросом у покупателей. Наши эксперты отобрали их, ориентируясь на рейтинги продаж, отзывы пользователей и характеристики. Это поможет купить уже проверенную продукцию и надежно защитить свой холодильник от порчи электронной платы.

Номинация местонаименование товарацена
Рейтинг лучших стабилизаторов для холодильников1Штиль IS2500 (2 кВт)17 700 ₽
2Энергия АРС 2000 (1.4 кВт)7 400 ₽
3Wester STW-3000NS (2.4 кВт)6 299 ₽
4Энергия Voltron 2000 (5%)6 000 ₽
5Ресанта LUX АСН-2000Н/1-Ц (2 кВт)3 990 ₽
6Sven AVR Slim 2000 LCD (1.2 кВт)3 690 ₽
7Ресанта С1500 (1.4 кВт)3 190 ₽

Штиль IS2500 (2 кВт)

Это стабилизатор инверторного типа с электронными ключами для корректировки исходящего напряжения. Модель подходит для холодильников любого типа и обладает запасом мощности в 2 кВт. Плоский прямоугольный корпус с размерами 360х205х105 мм легко расположить между столом и холодильником на полу или повесить на стену. Внешний вид не будет портить интерьер на кухне. ЖК-дисплей позволяет видеть исходящие значения. Для принудительного охлаждения предусмотрено два вентилятора, а значит прибор способен долго работать на максимуме своих возможностей без перегрева. Аппарат имеет защиту от короткого замыкания, от помех, и отключается при выходе тока за рабочий диапазон. В отзывах все хвалят модель для холодильника за безупречную точность работы и малую погрешность 2%.

Фишкой стабилизатора является обеспечение бесперебойной работы холодильника, даже если в розетке будет 90 В, а не положенные 220 В. Прибор «вытянет» нужный показатель, поэтому Ваш холодильный агрегат продолжит работать, когда другие стабилизаторы уйдут в защиту.

Достоинства
  • принудительное охлаждение двумя кулерами;
  • диапазон входящего тока 90-310 В;
  • погрешность стабилизации 2%;
  • дисплей для контроля показателей.
Недостатки
  • продается без вилки;
  • шум от вентиляторов;
  • высокая стоимость.

Энергия АРС 2000 (1.4 кВт)

Это стабилизатор релейного типа, работающий с входящими показателями 140-260 V. Иногда допускаются более критические отклонения в розетке до 120 или 276 V, при которых прибор сможет кратковременно нормально работать. Если просадки еще ниже, то срабатывает защита. Время реагирования составляет 10 мс, что весьма надежно. Запас мощности для корректного запуска холодильника составляет 1.4 кВт, а точность стабилизации достигает 4%. Выравнивание напряжения под нужные 220 V происходит по четырем реле. На практике это обеспечивает работу с током 211-229 V. Корпус модели обладает габаритами 238х375х110 мм, поэтому красиво смотрится на стене и не сильно выпирает. Круглый дисплей с черным фоном и светящимися цифрами помогает контролировать показатели. Производитель заверяет, что аппарат прослужит 10 лет.

Этот стабилизатор отмечен в отзывах как один из самых тихих. Рекомендуем модель для квартир-студий, где холодильник не разделен стеной с залом или спальней.

Достоинства
  • поставляется уже с вилкой;
  • точность стабилизации 4%;
  • время срабатывания 10 мс;
  • цветной дисплей.
Недостатки
  • высокая стоимость.

Wester STW-3000NS (2.4 кВт)

А вот еще один релейный стабилизатор, который подходит для самых мощных холодильников Side-by-Side с двумя компрессорами. Рабочий показатель пускового тока поддерживает стабильное питание потребителя до 2.4 кВт. Устройство сохраняет работоспособность подключенных приборов при входящих показателях 125-275 V. Точность стабилизации достигает 8%. Дисплей отображает не только цифры, но и показывает график зависимости исходящего тока от входящего. У модели для холодильника предусмотрен байпас, позволяющий отключить стабилизатор, если в розетке нормальное напряжение. При коротком замыкании или превышении допустимых пределов аппарат автоматически отключается.

В отзывах многие хвалят стабилизатор за хорошую работу при продолжительных нагрузках, если в сети пониженное напряжение держится долгосрочно или постоянно. Обычно это наблюдается в частном секторе (изначально слабые линии ЛЭП) или при сезонном похолодании, когда большинство включает дополнительные электрообогреватели.

Достоинства
  • отличное качество сборки;
  • есть дисплей;
  • хорошо работает при длительных перегрузках;
  • естественное охлаждение снижает уровень шума.
Недостатки
  • грубоватый дизайн для кухни — придется спрятать в нишу.

Энергия Voltron 2000 (5%)

Среди товаров российского производства выделяется модель Энергия Voltron 2000, которая подходит для большинства холодильников с пусковым током 1.4-2 кВт. Прибор обеспечивает корректные показатели на выходе, при входном токе 105-265 В. Иногда допустимы просадки до 95 В или скачки в пределах 280 В. Стабилизатор работает непрерывно и отключение байпасом не предусмотрено. В момент регулировки уровень шума составляет 20 дБ, поэтому такой гул почти не слышно. Если обмотка трансформатора перегреется свыше 120 градусов, происходит автоматическое переключение. Защита срабатывает и при коротком замыкании.

Читайте так же:
Стабилизатор напряжения переменного тока lider

Фишкой стабилизатора выступает корректировка напряжения по одному из 7 реле. Увеличенное количество контуров позволяет подобрать более точный ток, максимально приближенный к 220 В. Погрешность составляет 5%, что весьма неплохо в этом ценовом сегменте. Поэтому Ваш холодильник сможет работать на том напряжении, которое предусмотрено производителем, и компрессор не перегреется, а температура в камерах будет соответствовать выставленной.

Достоинства
  • время срабатывания 10 мс;
  • точность регулировки по 7 реле;
  • рабочий диапазон 105-265 V;
  • подавляет высокочастотные помехи;
  • низкий уровень шума.
Недостатки
  • без байпаса.

Ресанта LUX АСН-2000Н/1-Ц (2 кВт)

Настенный стабилизатор релейного типа рассчитан на входной ток 140-260 В, чтобы подгонять его под 220 В с погрешностью 8%. Модель выполнена в белом прямоугольном корпусе с размерами 206х133х230 мм и предназначена для настенного монтажа. Благодаря аккуратному исполнению и цифровому дисплею она органично смотрится на кухне рядом с холодильником. На корпусе есть две розетки, а значит от стабилизатора получится запитать еще один прибор, например газовый котел. Тем более мощность 2 кВт это позволяет. Покупатели делятся в отзывах, что проверяли точность стабилизации вольтметром и остались довольны. Еще аппарат хвалят за отсутствие искажения синусоиды. При нагреве пластиковый кожух не издает неприятных запахов, что важно для кухни.

Среди стабилизаторов модель от «Ресанта» выделяется скоростью срабатывания 7 мс. Этого показателя нет даже у более дорогих версий для холодильников. Благодаря такой характеристике Ваша техника лучше защищена при резких скачках тока.

Достоинства
  • две розетки;
  • цифровая индикация;
  • продается с сетевой вилкой;
  • аккуратный вид.
Недостатки
  • издает щелчки при резком падении напряжения.

Sven AVR Slim 2000 LCD (1.2 кВт)

Модель для подключения холодильника не зря называется Slim, поскольку толщина корпуса у нее 70 мм. Благодаря этому она аккуратно смотрится на стене. Полезная мощность стабилизатора составляет 1.2 кВт, но в пике может достигать 2 кВт, поэтому любой холодильник сможет легко запуститься. Точность стабилизации 10% способствует поддержанию на выходе показателя 198-242 В. Если входящий ток понизится до 130 В и поднимется свыше 260 В, сработает автоматическое отключение со скоростью 10 мс. Для недорогого стабилизатора это хороший показатель.

Товар хвалят в отзывах за качественную работу режима задержки на 180 с. Если происходит аварийное отключение, то после возобновления приемлемых входящих показателей, стабилизатор не сразу подает питание на холодильник, а спустя 3 минуты. Это позволяет компрессору и хладагенту прийти в состояние покоя и продлевает ресурс Вашей бытовой техники.

Достоинства
  • есть защита от помех;
  • доступная стоимость;
  • узкий корпус;
  • время отклика 10 мс;
  • есть задержка запуска.
Недостатки
  • точность стабилизации 10%;
  • нет байпаса.

Ресанта С1500 (1.4 кВт)

А вот напольный стабилизатор, который можно разместить за холодильником или в мебельной нише. Расположение световых диодов и небольшого экрана на верхней крышке позволяет легко увидеть, в каком состоянии аппарат и что происходит с напряжением в сети. Активная выходная мощность прибора составляет 1.4 кВт. Входящее напряжение регулируется реле с погрешностью 8%. Время срабатывания при перегрузке или перегреве 7 мс. Производитель предусмотрел фильтрацию помех, чтобы другие приборы с электромагнитным полем не влияли на стабилизатор. В отзывах покупатели отмечают высокое качество сборки и надежную работу в течение 5 лет.

Кроме вышеперечисленных плюсов стабилизатор примечателен пятью розетками на корпусе. Две из них выдают откорректированный ток через обмотки трансформатора, а три напрямую от сети. Это позволяет подключить небольшой холодильник и газовый котел с циркуляционным насосом отопления, общая мощность которых не превышает 1.4 кВт. А в три другие розетки можно запитать остальную технику напрямую. Благодаря этому не нужно врезать дополнительные розетки в стены, если они не предусмотрены в плане дома изначально.

Линейный стабилизатор тока AMC7135

Суть этой микросхемы — ограничивать ток до 350 мА. То есть через неё всегда проходит ток не больше 350 мА, независимо от того, какое напряжение подаётся на вход и какая нагрузка подключена на выход. Чипы получили большое распространение в самодельных драйверах для светодиодов, особенно в фонарях.

Чип нерегулируемый, но обычно используют ШИМ-сигнал на входе питания (VDD) для передачи его на нагрузку. Вход VDD потребляет до 200 мкА, так что его можно напрямую подключать к выводу микроконтроллера, там же формировать ШИМ-сигнал или просто управляющие сигналы включения и выключения. Пока питания нет, на нагрузку ток не идёт. Как только появляется питание, чип начинает работать как ограничитель.

Чип довольно хрупкий, как я недавно убедился, поэтому для тестов на макетке приходится как можно лучше фиксировать выводы от него. Впрочем, это касается большинства SMD-компонентов.

Микросхемы можно включать параллельно замыканием всех одинаковых контактов, тогда значение максимального тока соответственно умножается на количество чипов. Это часто используется в драйверах для получения более востребованных в фонарях токов. Поставив 8 штук AMC7135 параллельно, на выходе получаем ограничитель на 2,8 А. К сожалению, популярнейшие китайские драйвера типа Nanjg 105C не используют возможность раздельного управления питания для каждого чипа или их группы, используя вместо этого управляющий ШИМ-сигнал с микроконтроллера, но эта возможность реализована в любительских модификациях.

Читайте так же:
Потери тока в стабилизаторе

Полярность выхода обратная, то есть нагрузку нужно одним концом (у светодиодов — анодом) соединять с положительным питанием, а другим — к выходу чипа.

Типовая схема включения:

Конденсатор Co можно не применять, если проводники до нагрузки короткие и расположены на той же плате. На практике производителями драйверов для фонарей это не соблюдаются (нагрузка на другой плате, хоть и близко), конденсатор не ставят. Не ставят также и Cin.

Типовое параллельное включение для одного светодиода, используется в драйверах фонарей без микроконтроллера:

Но в схему также обычно добавляют диод D1, который защищает от неверной полярности питания, что очень актуально в устройствах на батарейках или съёмных аккумуляторах.

Это полная схема реального драйвера, который я недавно купил. При минимальной цене и количестве компонентов такой драйвер может быть удачной парой для диодов типа XP, XR и т.п., которые часто продают как Q5 или R2, у них максимальный ток обычно 1 А, а здесь 0,7 А, что даёт одновременно и близкую к максимальной яркость, и не такой сильный нагрев, как на максимуме, а значит и более долгую жизнь.

Чем больше напряжение на входе, тем больше мощности теряется на чипе, и тем больше он греется. Если он используется с литиевым аккумулятором (4,35 В максимум), никаких проблем обычно не возникает даже без какого-либо охлаждения или дополнительных полигонов на плате. Хотя, если этот ограничитель предполагается использовать длительное время без выключения, есть смысл всё-таки продумать охлаждение, хотя бы дополнительным полигоном на плате, рекомендации по его форме есть в документации.

Копию документации сохранил здесь. Официальный сайт производителя на момент написания статьи исчез. Надеюсь, сам производитель еще работает. Найти в магазинах чип можно по фразе «AMC7135», они бывают на 350 мА и на 380 мА, а также в двух типах корпуса — SOT-89 (как в обзоре и всех моих драйверах) и TO-252. 10 штук на 350 мА в корпусе SOT-89 в FastTech мне обошлись в 1,88 доллара.

Дополнение от 9 февраля 2016 г.

Забыл сказать о важном параметре чипа — падении напряжения на нём. Оно небольшое (по документации типовое — 0,12 В), но иногда (большой ток, слабая или разряженная батарея) оно может приводить к тому, что напряжения питания не хватает для работы в режиме ограничения, в этом случае ток будет ниже. Чтобы ограничение тока работало, напряжение питания должно быть на эти 0,12 В выше, чем падение напряжения на нагрузке (светодиоде) при заданном токе (0,35 * количество чипов).

Характеристики и схема включения TL431

Устройство TL431 является стабилизатором напряжения и программируемым источником опорного напряжения. Оно является наиболее популярным в сфере использования импульсных источников питания. В статье объясняется, что это такое, имеется описание того, где и как используются TL431 и TL431A, рассказывается, какие существуют особенности конструкции. Также указаны технические характеристики и прилагаются схемы подключения и применения устройства.

Что это такое

Параллельный стабилизатор TL431 работает так же, как стандартный стабилизатор. Различие уровня напряжения выхода и входа компенсируется благодаря мощному транзистору биполярного типа. Стабилизация будет лучше при условии того, что обратная связь поступает с выхода самого стабилизатора.

Резистор R1 должен быть рассчитан на минимальный ток, который равен 5 мА. Резисторы R2 и R3 рассчитываются аналогично, как для стабилизатора параметрического типа. Через каждый резистор протекает ток, у которого сила обратно пропорциональна значению сопротивления резистора. Существует два типа соединений резисторов: параллельное и последовательное соединение в форме цепи.

Где и как используется

Такие устройства, как правило, используются для компенсации колебаний напряжения в сети. Например, когда включена большая машина, потребность в энергии внезапно становится намного выше. Стабилизатор напряжения компенсирует изменение нагрузки. Стабилизаторы напряжения обычно работают в диапазоне напряжений, например, 150-240 В или 90-280 В.

Стабилизаторы напряжения используются в таких устройствах, как блоки питания компьютеров, где они стабилизируют напряжения постоянного тока. В автомобильных генераторах и центральных электростанциях-генераторах стабилизаторы напряжения контролируют мощность установки.

Выпускать устройство TL431 начали в 1977 году. Оно применяется в качестве источника опорного напряжения в схемах различных блоков питания ТВ, DVD, тюнеров и других разновидностей видео- и аудиотехники.

Также устройство необходимо для реализации обратной связи: выходное напряжение очень большое или же очень маленькое. Эксплуатируя участок цепи, который называется бандгап (источник опорного напряжения; его величина определяется шириной запрещённой зоны), TL431 является стабильным источником опорного напряжения в широких температурных диапазонах.

Особенности конструкции

У TL431 есть альтернативная версия TL43LI, у которой более лучшая стабильность, а также более низкий температурный дрейф (VI (dev)). Также у улучшенной версии более низкий опорный ток, которой необходим для повышения уровня точности всей системы.

Устройство TL431 является трёхконтактным и регулируется шунтирующим регулятором с термической стабильностью. Напряжение на выходе может устанавливаться между значением источника опорного напряжения (Vref) 2.5 и 36 В с двумя внешними резисторами. У устройства на выходе стандартный электрический импенданс – 0,2 Ом. Схема активного выхода обеспечивает очень точный способ включения. Эта возможность делает аппарат превосходной заменой диодов Зенера (стабилитронов) во многих областях применения, таких как встроенное регулирование и переключение источников питания.

Читайте так же:
Драйвера для стабилизаторов тока

Другая версия устройства – TL432 – имеет те же функциональные и технические характеристики, что и верися TL431, но имеет различные выводы для цоколевки DBV, DBZ и PK. Обе версии TL431 и TL432 представлены в трех классах с изначальными температурными пределами (при 25 градусах) 0.5%, 1% и 2% для B, A и стандартного класса соответственно. Более того, низкий дрейф на выходе в зависимости от температуры обеспечивает хорошую стабильность во всем диапазоне рабочих температур.

Цоколевка TL431 имеет следующий вид:

Распиновка TL431 выглядит так:

Технические характеристики TL431 и TL431A

У TL431A и TL431 такие параметры:

  • Мощность составляет 0.2 Вт.
  • Электрический ток на выходе достигает 100 мА.
  • Напряжение на выходе варьируется от 2,5 до 36 В.
  • Рабочая температура TL431 в диапазоне от 0 до +70 градусов.
  • Рабочая температура TL431A варьируется от -40 до +85 градусов.

Также важны другие параметры.

Выходное напряжение

Оно может поддерживаться постоянным только в указанных пределах.

Регулировка нагрузки

Эта характеристика является изменением выходного напряжения для данного текущего тока нагрузки

Линейное регулирование или регулирование на входе

Это степень, в которой выходное напряжение претерпевает изменения с изменением входного (питающего) напряжения. Это аналогично отношению изменения выходного сигнала к входному или изменению выходного напряжения за весь промежуток времени.

Температурный коэффициент выходного напряжения

Это показатель изменения температуры (усредненное по заданному температурному диапазону).

Изначальная точность регулятора напряжения (или точность напряжения)

Оно отображает ошибку в выходном напряжении для заданного регулятора без учета температурного фактора на точность вывода.

Падение напряжения

Показатель – минимальная разница между входным и выходным напряжением. Для этой разницы регулятор все еще может подавать указанный ток. Дифференциальный ток ввода-вывода, при котором регулятор напряжения не будет выполнять свою функцию, – падение напряжения. Дальнейшее снижение входного напряжения может привести к понижению выходного напряжения. Данное значение зависит от тока нагрузки и температуры перехода.

Пусковой ток или импульсный входной ток

Также называется импульсный выброс при включении. Данный параметр отображает максимальный мгновенный входной ток, который потребляется устройством во время первого включения. Период длительности пускового тока – полсекунды (или несколько миллисекунд), тем не менее он почти всегда высок. Учитывая это, он является опасным, так как может постепенно сжигать детали (в течение нескольких месяцев), особенно если нет соответствующей защиты от такого типа тока.

Ток покоя в цепи регулятора

Этот электрический ток потребляется внутри цепи. Он недоступен для нагрузки и измеряется как входной ток без подключения нагрузки.

Переходная реакция

Эта реакция происходит, когда случается внезапное изменение электротока нагрузки или же входного напряжения.

Расчёт напряжения TL431

Схемы применения TL431

Для того, чтобы правильно подключить, важно соблюдать технику безопасности и следовать последовательности, как, например, при применении схемы подключении двухклавишного выключателя или при применении схемы подключения узо.

Работа микросхемы

Извне принцип работы аппарата выделяется довольно несложно. Если подать на контакт ref напряжение, которое превышает 2 В, тогда выходной транзистор проведёт электрически ток между анодом и катодом. Ток, который идёт к микросхеме, в блоке питания в таком случае увеличивается. Это вызывает уменьшение мощности блока питания. Затем происходит уменьшение напряжения до допустимого уровня. Следовательно, для блока питания применяют TL431 с целью того, чтобы поддерживалось стабильное выходное напряжение.

Одна из самых важных частей микросхемы – источник опорного напряжения. Он эквивалентен ширине запрещённой зоны. Основные составляющие есть на фото кристалла – пространство эммитера транзистора Q5 в восемь раз превышает Q4. Так, два транзистора имеют разные реакции на температуру. Объединение выходных сигналов с транзисторов происходит посредство объединения через резисторы R4, R3 и R2 в необходимой пропорции с целью компенсации эффектов температуры. Итого, формируется стабильный опорный сигнал.

В компаратор по температуре из стабилизированной запрещённой зоны посылается напряжение. Входом компаратора служат Q9 и Q8, Q1 и Q6. Выход же компатора идёт через Q10, чтобы управлять резистором Q11 (выходной).

Схема включения TL431

Схема включения и контроля напряжения TL431A

Нередко терморезистор выполняет функцию датчика температуры, уменьшая степень своего сопротивления в случае возрастания температуры. Это происходит по причине отрицательного температурного коэффициента сопротивления (ТКС). Те резисторы, у которых сопротивление увеличивается вместе с увеличением температуры (с положительным значением ТКС), имеют название позисторы. В этом терморегуляторе в случае превышения температуры заданного лимита, заработает реле или любое другое устройство с подобными функциями. Оно сразу же отключит нагрузку или включит систему охлаждения в зависимости от ситуации.

Данная схема имеет малый гистерезис, и чтобы его увеличить, нужно ввести ООС (отрицательная обратная связь) между выводами 1-3. К примеру, подстроченный резистор с сопротивлением 1.0-0.5 мОм. Надо подобрать экспериментальным путём подобрать в зависимости от требуемого гистерезиса. Если требуется, чтобы устройство срабатывало во время температурного снижения, тогда следует поменять местами регуляторы и датчик. Иначе говоря, включить в верхнее плечо термистор, а в нижнее – переменное сопротивление с самим резистором.

Подключение устройства TL431 требует внимания и является ответственной операцией, при которой важно не пренебрегать правилами безопасности, как например при подключении электроплиты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector