Sfera-perm.ru

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

Стабилизатор тока в корпусе то

Интегральный стабилизатор LM317

Схема линейного интегрального стабилизатора с регулируемым выходным напряжением LM317 разработана автором первых монолитных трёхвыводных стабилизаторов Р. Видларом почти 50 лет назад. Микросхема получилась настолько удачной, что без изменений выпускается в настоящее время всеми основными производителями электронных компонентов и в разных вариантах включения применяется во множестве устройств.

Корпуса и назначение выводов

Общая информация

Схемотехника устройства обеспечивает более высокие показатели по нестабильности параметров, в сравнении со стабилизаторами на фиксированное напряжение, и имеет практически все типы защиты, применяемые для интегральных микросхем: ограничение выходного тока, отключение при перегреве и превышении предельных рабочих параметров.

При этом требуется минимальное количество внешних компонентов для LM317, схема использует встроенные средства стабилизации и защиты.

Устройство выпускается в трёх вариантах исполнений – LM117/217/317, отличающихся предельно допустимой рабочей температурой:

  • LM117: от -55 до 150 оС;
  • LM217: от -25 до 150 оС;
  • LM317: от 0 до 125 оС.

Все типы стабилизаторов производятся в стандартных корпусах TO-3, различных модификациях TO-220, для поверхностного монтажа – D2PAK, SO-8. Для устройств малой мощности используется ТО-92.

Цоколёвка для всех трёхвыводных изделий совпадает, что облегчает их замену. В зависимости от применённого корпуса, в маркировку вводятся дополнительные обозначения:

  • K – TO-3 (LM317K);
  • T – TO-220;
  • P – ISOWATT220 (пластмассовый корпус);
  • D2T – D2PAK;
  • LZ – TO-92;
  • LM – SOIC8.

Для LM317 используются все типоразмеры, LM117 выпускается только в корпусе ТО-3, LM217 – в ТО-3, D2PAK и ТО-220. Микросхемы LM317LZ в корпусах ТО-92 отличаются пониженными значениями максимальной мощности и выходного тока, до 100 мА, при аналогичных других свойствах. Иногда производитель использует свою маркировку, например, LM317НV от Texas Instruments – высоковольтные регуляторы в диапазоне 1,2-60 В, при этом цоколёвки корпусов совпадают с изделиями других фирм. В отличие от других микросхем, аббревиатура ЛМ (LM) применяется всеми производителями. Расшифровка других возможных обозначений приводится в техническом описании конкретного прибора.

Основные электрические параметры LM117/217/317

Характеристики регуляторов определяются при разнице между входным (Ui) и выходным напряжением (Uo) 5 вольт, токе нагрузки 1,5 ампера и максимальной мощности 20 ватт:

  • Нестабильность по напряжению – 0,01%;
  • Опорное напряжение (UREF) – 1,25 В;
  • Минимальный ток нагрузки – 3,5 мА;
  • Максимальный выходной ток – 2,2 А, при разнице входного и выходного напряжений не более 15 В;
  • Предельная рассеиваемая мощность ограничена внутренней схемой;
  • Подавление пульсаций входного напряжения – 80 дБ.

Важно отметить! При максимально возможном значении Uin – Uout = 40 вольт допустимый ток нагрузки снижается до 0,4 ампер. Предельная рассеиваемая мощность ограничена внутренней схемой защиты, для корпусов ТО-220 и ТО-3 – приблизительно от 15 до 20 ватт.

Применения регулируемого стабилизатора

При проектировании электронных устройств, содержащих стабилизаторы напряжения, более предпочтительно применять регулятор напряжения на LM317, особенно для ответственных узлов аппаратуры. Использование таких решений требует дополнительной установки двух резисторов, но обеспечивает лучшие параметры питания, чем традиционные микросхемы с фиксированными напряжениями стабилизации, обладают большей гибкостью для разных применений.

Базовая схема использования микросхемы как стабилизатора напряжения

Напряжение на выходе рассчитывается по формуле:

UOUT = UREF (1+ R2/R1) + IADJ, где:

  • VREF = 1,25V, ток управляющего выхода;
  • IADJ весьма мал – около 100 мкА и определяет погрешность установки напряжения, в большинстве случаев не учитывается.

Входной конденсатор (керамический или танталовый 1мкФ) устанавливается при значительном удалении от микросхемы ёмкости фильтра источника питания – более 50 мм, конденсатор на выходе применяется для снижения влияния переходных процессов на высоких частотах, для многих применений необязателен. Схема включения использует только один элемент регулировки – переменный резистор, на практике применяется многооборотный или заменяется постоянным нужного номинала. Метод управления позволяет реализовать программируемый источник на несколько напряжений, переключаемый любым доступным способом: реле, транзистором и т. д. Подавление пульсаций можно улучшить, если зашунтировать вывод управления конденсатором ёмкостью 5-15 мкФ.

Схема стабилизатора LM317 с дополнительным конденсатором и защитными диодами

Диоды типа 1N4002 устанавливаются при наличии выходного фильтра с конденсаторами большой ёмкости, выходном напряжении более 25 вольт и шунтирующей ёмкости свыше 10 мкФ. Микросхема LM317 редко используется на предельных режимах эксплуатации, средний ток нагрузки для многих решений не превышает 1,5 А. Установка прибора на радиатор необходима в любом случае, при выходном токе более 1 ампера желательно использовать корпус ТО-3 или ТО-220 с металлической контактной площадкой LM317T.

К сведению. Увеличить нагрузочную способность стабилизатора напряжения можно, применив мощный транзистор как регулирующий элемент для выходного тока.

Мощный стабилизатор с транзисторами

Ток нагрузки устройства определяется параметрами VT1, подойдёт любой n-p-n транзистор с током коллектора 5-10 А: TIP120/132/140, BD911, КТ819 и др. Возможно параллельное включение двух-трёх штук. В качестве VT2 применяется любой кремниевый средней мощности, соответствующей структуры: BD138/140, КТ814/816.

Следует учитывать особенности подобных схем: допустимая разница между напряжениями на входе и выходе формируется из падений напряжений на транзисторе, около 2 вольт, и микросхеме, для которой минимальное значение – 3 вольта. Для устойчивой работы устройства рекомендуется не менее 8-10 вольт.

Свойства микросхем серии LM317 позволяют стабилизировать с высокой точностью ток нагрузки в широких пределах.

Cтабилизатор тока на LM317

Фиксация тока обеспечивается подключением всего одного резистора, номинал которого рассчитывается по формуле:

I = UREF/R + IADJ = 1.25/R, где UREF = 1,25 V (сопротивление R в омах).

Схема может применяться для зарядки аккумуляторов стабильным током, питания светодиодов, для которых важно постоянство тока при изменении температуры. Также стабилизатор тока на LM317 может быть дополнен транзисторами, как и в случае стабилизации напряжения.

Отечественная промышленность выпускает функциональные аналоги LM317 со сходными параметрами – микросхемы КР142ЕН12А/Б с токами нагрузки 1 и 1,5 ампера.

Выходной ток до 5 ампер обеспечивает стабилизатор LM338 при аналогичных других характеристиках, что позволяет использовать все преимущества интегрального прибора без внешних транзисторов. Полным аналогом LM317 по всем параметрам, кроме полярности, является регулятор отрицательного напряжения LM337, на базе этих двух микросхем легко строятся двухполярные блоки питания.

Видео

Источник стабильного тока от 5 мкА до 20 мА

Источник стабильного тока понадобился автору для отладки схем на биполярных транзисторах, которые, как известно, управляются током. Важное требование к нему — изоляция общего провода прибора от общего провода отлаживаемого устройства, поэтому источник питания пришлось взять автономный. Встроенный четырёхразрядный микроамперметр с автоматическим переключением пределов позволяет немного уменьшить количество аппаратуры, одновременно размещаемой на столе экспериментатора.

Читайте так же:
Нагрузочный ток стабилизатора напряжения

Идея схемы взята отсюда. Собственно источник стабильного тока устроен так:

Сопротивление резистора R1 некритично, нужно только, чтобы ток базы транзистора Т1 полностью открывал его. Коэффициент передачи тока транзистора BC559C — около 500, верхний предел регулировки тока у источника — 20 мА, значит, 200 мкА через базу — более чем достаточно. Резистор в 10 кОм обеспечит около 1 мА при 10 В, в принципе, можно увеличить его даже до 50 кОм.

Транзисторы Т1 и Т2 должны быть одинаковыми, но при больших токах параметры Т1 всё равно будут немного «уплывать» из-за небольшого нагрева.

Ток, подаваемый устройством во внешнюю цепь, определяется суммарным сопротивлением резисторов R3 — R5. Их функции: R3 — ограничение тока в случае, если оба переменных резистора вывернуты «в нуль», R4 — точная регулировка тока, R5 — грубая. Ток рассчитывается по формуле I=0.7/(R3+R4+R5), поэтому, например, если резистор R3 взять сопротивлением в 27 Ом, верхний предел регулировки тока составит 0.7/27=25,9мА. На практике получилось 21,6 мА, поскольку падение напряжения на транзисторе Т2 оказалось меньше — около 0,6 В.

Полная схема устройства:

«Крона» питает источник стабильного тока, два элемента ААА — четырёхразрядный микроамперметр. Поэтому выключатель питания взят с двумя нормально разомкнутыми группами контактов. Переключатель S1 позволяет отключить верхнюю клемму и замкнуть источник тока накоротко, чтобы настроить его заранее, до подключения к отлаживаемой схеме.

Параметры на практике получились следующими: максимальный ток — 21,6 мА, максимальный ток при «грубом» регуляторе, вывернутом «в нуль» — 0,3 мА, минимальный — 4,7 мкА. Правда, встроенный микроамперметр меньше 10 мкА не показывает, поэтому внешний иногда может и потребоваться. Выставленный ток остаётся практически неизменным при изменении напряжения на внешней цепи от 0 до 8 В.

Микроамперметр сделан из мультиметра с автоматическим переключением пределов JT-033A фирмы SHENZHEN JINGTENGWEI INDUSTRY CO.,LTD: переключатель режимов удалён, вместо него впаяны перемычки, заставляющие его всегда работать в режиме измерения тока.

Расположение компонентов в корпусе следующее:

Jim сделал симуляцию схемы в Falstad, автор её немного переработал для отображения большего количества параметров, получилось:

FAQ Че ставить-то? Стабилизатор напряжения или тока? Мотаем на ус!

Каждый раз, читая новые записи в блогах сообщества я сталкиваюсь с одной и той же ошибкой — ставят стабилизатор тока там, где нужен стабилизатор напряжения и наоборот. Постараюсь объяснить на пальцах, не углубляясь в дебри терминов и формул. Особенно будет полезно тем, кто ставит драйвер для мощных светодиодов и питает им множество маломощных. Для вас — отдельный абзац в конце статьи. =)

Сразу хочу извиниться перед всеми, чьи рисунки вдруг попадут в эту статью. Спасибо за труд, отмечайтесь в комментариях. Я добавлю авторство, если нужно.

Для начала разберемся с понятиями:

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Исходя из названия — стабилизирует напряжение.
Если написано, что стабилизатор 12В и 3А, то значит стабилизирует именно на напряжение 12В! А вот 3А — это максимальный ток, который может отдать стабилизатор. Максимальный! А не «всегда отдает 3 ампера». То есть от может отдавать и 3 миллиампера, и 1 ампер, и два… Сколько ваша схема кушает, столько и отдает. Но не больше трех.
Собственно это главное.

И теперь я перейду к описанию видов стабилизаторов напряжения:

Линейные стабилизаторы (те же КРЕН или LM7805/LM7809/LM7812 и тп)

Самый распространенный вид. Они не могут работать на напряжении ниже, чем указанное у него на брюхе. То есть если LM7812 стабилизирует напряжение на 12ти вольтах, то на вход ему подать нужно как минимум примерно на полтора вольта больше. Если будет меньше, то значит и на выходе стабилизатора будет меньше 12ти вольт. Не может он взять недостающие вольты из ниоткуда. Потому и плохая это идея — стабилизировать напряжение в авто 12-вольтовыми КРЕНками. Как только на входе меньше 13.5 вольт, она начинает и на выходе давать меньше 12ти.
Еще один минус линейных стабилизаторов — сильный нагрев при хорошей такой нагрузке. То есть деревенским языком — все что выше тех же 12ти вольт, то превращается в тепло. И чем выше входное напряжение, тем больше тепла. Вплоть до температуры жарки яичницы. Чуть нагрузили ее больше, чем пара мелких светодиодов и все — получили отличный утюг.

Импульсные стабилизаторы — гораздо круче, но и дороже. Обычно для рядового покупателя это уже выглядит как некая платка с детальками.

Бывают трех видов: понижающие, повышающие и всеядные. Самые крутые — всеядные. Им все равно, что на входе напряжение ниже или выше нужного. Он сам автоматом переключается в режим увеличения или уменьшения напряжения и держит заданное на выходе. И если написано, что ему на вход можно от 1 до 30 вольт и на выходе будет стабильно 12, то так оно и будет.
Но дороже. Но круче. Но дороже…
Не хотите утюг из линейного стабилизатора и огромный радиатор охлаждения впридачу — ставьте импульсный.
Какой вывод по стабилизаторам напряжения?
ЗАДАЛИ ЖЕСТКО ВОЛЬТЫ — а ток может плавать как угодно (в определенных пределах конечно)

СТАБИЛИЗАТОР ТОКА
В применении к светодиодам именно их еще называют «светодиодный драйвер». Что тоже будет верно.

Задает ток. Стабильно! Если написано, что на выходе 350мА, то хоть ты тресни — будет именно так. А вот вольты у него на выходе могут меняться в зависимости от требуемого светодиодам напряжения. То есть вы их не регулируете, драйвер сделает все за вас исходя из количества светодиодов.
Если очень просто, то описать могу только так. =)
А вывод?
ЗАДАЛИ ЖЕСТКО ТОК — а напряжение может плавать.

Теперь — к светодиодам. Ведь весь сыр-бор из-за них.

Светодиод питается ТОКОМ. Нет у него параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр — падение напряжения! То есть сколько на нем теряется.
Если написано на светодиоде 20мА 3.4В, то это значить что ему надо не больше 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3.4 вольта.
Не для питания нужно 3.4 вольта, а просто на нем «потеряется»!
То есть вы можете питать его хоть от 1000 вольт, только если подадите ему не больше 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него останется уже на 3.4 вольта меньше. Вот и вся наука.
Ограничьте ему ток — и он будет сыт и будет светить долго и счастливо.

Читайте так же:
Схема тиристорного стабилизатора постоянного тока

Вот берем самый распространненый вариант соединения светодиодов (такой почти во всех лентах используется) — последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Питаем от 12 вольт.
Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели (про расчет не пишу, в интернете навалом калькуляторов).
После первого светодиода остается 12-3.4= 8.6 вольт.
Нам пока хватает.
На втором потеряется еще 3.4 вольта, то есть останется 8.6-3.4=5.2 вольта.
И для третьего светодиода тоже хватит.
А после третьего останется 5.2-3.4=1.8 вольта.
И если захотите поставить четвертый, то уже не хватит.
Вот если запитать не от 12В а от 15, то тогда хватит. Но надо учесть, что и резистор тоже надо будет пересчитать. Ну вот собственно и пришли плавно к…

Простейший ограничитель тока — резистор. Их часто ставят на те же ленты и модули. Но есть минусы — чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде. И наоборот. Поэтому если у вас в сети напряжение скачет, что кони через барьеры на соревнованиях по конкуру (а в автомобилях обычно так и есть), то сначала стабилизируем напряжение, а потом ограничиваем резистором ток до тех же 20мА. И все. Нам уже плевать на скачки напряжения (стабилизатор напряжения работает), а светодиод сыт и светит на радость всем.
То есть — если ставим резистор в автомобиле, то нужно стабилизировать напряжение.

Можно и не стабилизировать, если вы расчитаете резистор на максимально-возможное напряжение в сети автомобиля, у вас нормальная бортовая сеть (а не китайско-русский тазопром) и сделаете запас по току хотя бы в 10%.
Ну и к тому же резисторы можно ставить только до определенной величины тока. После некоторого порога резисторы начинают адски греться и приходится их сильно увеличивать в размерах (резисторы 5Вт, 10Вт, 20Вт и тд). Плавно превращаемся в большой утюг.

Есть еще вариант — поставить в качестве ограничителя что-нибудь типа LM317 в режиме токового стабилизатора.

Но и они тоже греются, ибо это тоже линейный регулятор (помните я писал про КРЕН в абзаце о стабилизаторах напряжения?). И тогда создали…

Импульсный стабилизатор тока (или драйвер).

Он в себе включает сразу все что надо. И почти не греется (только если дико перегрузить или неправильно собрана схема). Поэтому обычно и ставят их для светодиодов мощнее 0.5Вт. Самый греющийся элемент во всей схеме — это сам светодиод. Но ему на роду пока написано — греться. Главное не перегреваться выше определенной температуры. А то если перегреть, то дико начинает деградировать кристалл светодиода и он тускнеет, начинает менять цвет и тупо умирает (привет, китайские лампочки!).

Ну а в заключении — к тому, что постоянно пытаюсь доказать в дискуссиях. И доказываю. Вот только каждому отдельно объяснять одно и то же — язык отвалится. Поэтому попробую еще раз в этой статье.

Постоянно наблюдаю такую картину — задают ток драйвером для мощных светодиодов (скажем — 350мА) и ставят несколько веток светодиодов без ограничительных резисторов и прочего. И ведь люди, то вроде бы и не самые ламеры, а совершают одну и ту же ошибку раз за разом. Рассказываю, почему это плохо и к чему может привести:

Из закона Ома для полной цепи:
Сила тока в неразветвленной цепи равна сумме сил тока на ее параллельных участках.
Многие так и считают — «каждая ветка по 20мА, у меня 20 веток. Драйвер отдает 350мА, значит на каждую ветку придется даже меньше — по 17.5мА. Бинго!»
А вот и не Бинго!, а Жопа! Почему?

Сила тока в каждой ветке будет равна, если у вас идеальнейшие светодиоды с абсолютно одинаковыми параметрами. Тогда и ток будет во всех ветках одинаков, и никаких ограничителей тока не надо — взяли и поделили общий ток на количество одинаковых веток. Но такое — только в сказках.
Если параметры чуть-чуть отличаются — получили в одной ветке 19мА, в другой 17, в третьей 20…
Общее количество тока так и остается неизменным — 350мА, а вот в ветках творится безумная кака. На взгляд и не определишь, вроде светят одинаково… И вот у вас одна ветка, самая прожорливая, начинает греться сильнее остальных. И жрать больше. И греться еще сильнее. А потом раз — и потухла. И все эти ее миллиамперы разбежались по остальным веткам. И вот еще одна ветка, недавно вроде нормально горевшая берет и тухнет следом. И уже вдвое больший ток уходит на другие ветки, ведь общий ток жестко задан 350мА. Процесс лавинообразный и вот уже пришел кирдык всей этой схеме, потому что все 350мА усосались в оставшиеся светодиоды и никто-никто их не спас… А стояли бы, как полагается, по отдельному стабилизатору (хотя бы банальному резистору) на каждой ветка — работала бы и дальше.

Именно это мы и видим в китайских модулях и кукурузинах, которые горят как спички через неделю/месяц работы. Потому что светодиоды имеют адский разброс, а китайцы на драйверах экономят покруче, чем кто либо еще. Почему не горят фирменные модули и лампы Osram, Philips и тд? Потому что они делают довольно мощную отбраковку светодиодов и от всего дичайшего количества выпущенных светодиодов остается 10-15%, которые по параметрам практически идентичны и из них можно сделать такой простой вид, какой и пытаются сделать многие — один мощный драйвер и много одинаковых цепочек светодиодов без драйверов. Но только вот в условиях «купил светодиоды на рынке и запаял сам» как правило будет им нехорошо. Потому что даже у «некитая» будет разброс. Может повезти и работать долго, а может и нет.

Да и токовый драйвер по-сравнению со стабилизатором напряжения и копеечными резисторами как правило дороже. Ну нафига стрелять в мишень для мелкокалиберной винтовки из танка? Цель-то поразим, вопросов нет. Но вместе с ней еще и воронку оставим. =))

Да и просто — сделать правильно и сделать «смотрите как я сэкономил, а остальные — дураки» — это несколько разные вещи. Даже очень сильно разные. Учитесь делать не как пресловутые китайцы, учитесь делать красиво и правильно. Это сказано давно и не мной. Я лишь попробовал в стотыщпятьсотый раз объяснить прописные истины. Уж звиняйте, если криво объяснял =)

Читайте так же:
Как работает стабилизатор переменного тока

Ну и напоследок тем, кому даже такое изложение было слишком заумным.
Запомните следующее и старайтесь следовать этому (здесь «цепочка» — это один светодиод или несколько ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-соединенных светодиодов):
1. КАЖДОЙ цепочке — свой ограничитель тока (резистор или драйвер…)
2. Маломощная цепочка до 300мА? Ставим резистор и достаточно.
3. Напряжение нестабильно? Cтавим СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
4. Ток больше 300мА? Ставим на КАЖДУЮ цепочку ДРАЙВЕР (стабилизатор тока) без стабилизатора напряжения.

Вот так будет правильно и самое главное — будет работать долго и светить ярко!
Ну и надеюсь, что все вышенаписанное убережет многих от ошибок и поможет сэкономить средства и нервы.

Ну ладно, рябятке.
Нюансов еще очень много, а я и так уже немаленькую статью-то накатал. Пожалуй все остальное — в комментариях.
Засим откланиваюсь,
Всегда ваш — ЛедЗлыдень Борисыч.

PS: И да, для злопыхателей. Этот пост конечно же не о правильном подключении светодиодов, а тупо реклама моего личного блога. Вы как всегда правы, а я как всегда корыстен. Ага (шутка) =)))

Стабилизация напряжения ДХО

В последние годы автолюбители стали оснащать свои автомобили дневными ходовыми огнями. Хотя правила допускают в этом качестве использовать штатные осветительные приборы (противотуманки, фары и т.д.), многие предпочитают выполнять ДХО в виде отдельных блоков. И часть автомобилистов столкнулась с тем, что светодиоды, на основе которых выполнены фонари, выходят из строя, не проработав и года. Причину столь короткой службы никто детально не выяснял. Возможно, это связано с качеством LED от неизвестных производителей, или с тем, что изготовители намного завышают заявленный ресурс полупроводниковых изделий, а может быть все дело в недостаточном охлаждении.

Но существует устойчивое мнение, что светодиоды выходят из строя из-за нестабильного напряжения в бортсети авто или из-за кратковременных выбросов по цепи питания, амплитуда которых достигает нескольких десятков вольт. Спастись от этой беды пытаются установкой стабилизатора напряжения бортсети для ДХО автомобиля.

На сколько вольт должен быть стабилизатор

Если стабилизатор для ДХО используется с промышленными фонарями, то его выходное напряжение должно быть равно напряжению питания, обозначенному на корпусе прибора. В большинстве случаев это 12 вольт. Для самодельной системы надо рассмотреть ее схему.

Обычно она состоит из последовательной цепочки 2..4 светодиодов и гасящего резистора. Для нормальной работы светодиода на нем должно падать его номинальное напряжение. Например, для светодиода ARPL-Star-3W-BCB падение напряжения составляет 3,6 В. Для цепочки из трех элементов надо обеспечить 3.6*3=10,8 вольт. Еще небольшое напряжение должно упасть на балласте (его величина определяется при расчете, 1..2 вольта). В итоге выходим примерно на 12 вольт.

Тип LEDМощность, ВтПадение напряжения, В
TDS-P003L4U1333,6
TDSP005L801156,5
ARPL-Star-3W-BCB33..3,6
STAR 3WR33,6
High Power 3 W33,35..3,6

Какие бывают стабилизаторы напряжения для ДХО

Самые простые и недорогие стабилизаторы – линейного типа. Они перераспределяют напряжение сети между регулирующим элементом (транзистором) и нагрузкой.

При уменьшении входного напряжения или увеличении тока нагрузки транзистор приоткрывается, и напряжение на нагрузке увеличивается. Если входное напряжение увеличилось или ток нагрузки упал, регулятор немного закрывает силовой элемент, и напряжение на нагрузке уменьшается. Так достигается стабильность. Достоинства таких стабилизаторов:

  • простота;
  • низкая стоимость;
  • можно купить в интегральном исполнении на фиксированное напряжение.

Среди минусов – большие потери мощности за счет рассеяния на регулирующем элементе (в связи с этим нужен эффективный теплоотвод) и необходимость заметного превышения входного напряжения над выходным.

От этих недостатков свободны импульсные стабилизаторы, они распределяют энергию во времени, но их проблема – сложность изготовления. Для самостоятельной сборки нужны определенные знания и квалификация.

Как правильно подобрать

Для подбора прибора промышленного изготовления надо задаться следующими параметрами:

  • выходное напряжение;
  • рабочий ток;
  • минимальное входное напряжение (максимальное обычно составляет несколько десятков вольт, такого напряжения в сети автомобиля не бывает).

Как подбирать выходное напряжение, сказано выше. Рабочий ток должен превышать ток потребления фонарей (или фонаря, если стабилизатор ставится на каждый прибор отдельно) с запасом. На последний параметр мало кто обращает внимание, а он может оказать критическое влияние на работу всей системы.

Изучаем популярные схемы стабилизатора напряжения

В первую очередь надо выбрать схему устройства. В глобальной сети много рекомендаций собирать такие блоки на интегральных линейных стабилизаторах 7812 (КР142ЕН8Б).

Те, кто публикует такие схемы, обращают внимание на их простоту и отсутствие необходимости настройки, совершенно забывая об одной проблеме. Для нормальной работы на таком стабилизаторе должно падать не менее 2,5 вольт – об этом написано в любом даташите. Попросту, для хоть сколько-нибудь эффективной стабилизации на выходе, на входе должно быть не менее 14,5 вольт. В автомобиле с исправным генератором такого напряжения быть не должно, а при более низком значении применять такую схему бессмысленно. В качестве компромисса можно использовать девятивольтовый стабилизатор (LM7809), его работоспособность начнется от 11,5 вольт на входе, но при этом упадет яркость свечения фонарей. По требованиям ГОСТ минимальная сила света должна составлять 400 кд, и ниже этого предела опускаться нельзя.

Еще более бездумными выглядят рекомендации ставить на входе диод.

Его назначение весьма сомнительно – защищать микросхему от обратной полярности при стабильном монтаже не надо. Но на кремниевом p-n переходе дополнительно упадет еще 0,6 вольта, и для нормальной работы понадобится не менее 15 вольт.

Схемы с интегральным линейником на 12 вольт (с диодом или без него) пригодны разве что для среза высоковольтных всплесков по шине +12 вольт (если таковые на самом деле присутствуют). То есть они могут служить своеобразным «барьером Зенера», но такой барьер можно сделать гораздо проще. Надо включить параллельно цепочке светодиодов стабилитрон Uст, немного превышающее рабочее напряжение. В нормальном режиме его сопротивление велико, он не окажет влияния на работу осветительного прибора. При превышении напряжения стабилизации (например, 15 вольт) он откроется и «срежет» излишек.

Немного лучше работают стабилизаторы на микросхемах LDO (low drop out). Они выглядят подобно обычным линейным регуляторам, но им для нормальной работы необходимо падение всего в 1,2 вольта, и эффективная стабилизация начнется уже при 13,2 вольтах. Что уже лучше, но все равно недостаточно для нормального функционирования. Для работы в такой схеме подойдут микросхемы LM1084 и LM1085, но схема их включения несколько сложнее.

Читайте так же:
Схема регулированного стабилизатора тока

Для получения выходного напряжения 12 вольт сопротивление резистора R1 должно быть 240 Ом, а R2 – 2,2 кОм. Имеется принципиальное препятствие для дальнейшего снижения падения – регулятор выполнен на биполярном транзисторе, и на его эмиттерном и коллекторном переходах должно упасть не менее 1,2 вольт. Это легко обходится применением полевого транзистора в качестве регулирующего элемента. Интегральные микросхемы, построенные по такому принципу, найти сложно, еще сложнее подобрать по нужным параметрам и они стоят дороже. А вот сделать самому такое устройство на дискретных элементах по силам даже радиолюбителю средней квалификации.

  • R1 — 68 кОм;
  • R2 — 10 кОм;
  • R3 — 1 кОм;
  • R4,R5 — 4,7 кОм;
  • R6 — 25 кОм;
  • VD1 — BZX84C6V2L;
  • VT1 — AO3401;
  • VT2,VT3 — 2N5550.

Выходное напряжение задается соотношением R5/R6. При указанных номиналах на выходе будет 12 вольт, на входе понадобится не более 12,5. Это cерьезное улучшение. Но принципиального скачка можно добиться только применением импульсного источника питания. Такой преобразователь по схеме Step-Up можно собрать на микросхеме XL6009.

Такой стабилизатор в готовом виде можно заказать на популярных интернет-площадках. Но есть проблема – производители из экономии часто устанавливают элементы, рассчитанные на ток не более 1 А (хотя микросхема способна выдать ток до 3 А). Или, например, могут быть не установлены входные или выходные оксидные конденсаторы. Даже диод Шоттки N5824, указанный в даташите, при токах выше 1,5 А начинает греться. Вместо него надо применить более мощный диод, например SR560. Все эти замены и упрощения ведут к перегреву платы и выходу ее из строя.

В видео показан пример сборки стабилизатора на 12 вольт.

Рекомендации по изготовлению

Для изготовления потребуются электронные компоненты для выбранной схемы. Приобрести их можно в специализированных магазинах или через интернет. Для устройства на интегральном линейном стабилизаторе корпус не нужен, но надо позаботиться о радиаторе. Также радиатор понадобится при изготовлении линейника на дискретных элементах. Более сложные устройства надо собирать на платах. Владеющие домашними технологиями смогут разработать и вытравить печатную плату самостоятельно. Остальным лучше воспользоваться макетной платой – отрезать необходимый кусочек и смонтировать элементы на нем.

Также надо подобрать или собрать корпус, не забывая об отводе тепла. Затянуть плату в термоусадку – не лучший вариант в этом плане. Также понадобится паяльник с набором расходников.

Общую инструкцию по изготовлению дать сложно – все зависит от выбранной схемы и предпочитаемых технологий. Но можно дать несколько советов тем, у кого опыта в изготовлении электронных устройств немного:

  • все соединения надо тщательно пропаивать (стараясь не перегреть элементы и проводники в изоляции) – условия эксплуатации будут сопряжены с тряской и перепадами температур, и некачественная пайка сразу даст о себе знать;
  • корпус конструкции должен исключать попадания внутрь воды и грязи – при установке устройства под капотом этих субстанций будет достаточно;
  • если корпус не используется, места пайки надо тщательно изолировать – по тем же резонам;
  • после сборки и проверки работоспособности не будет лишним покрыть плату со стороны пайки лаком и просушить.

Только тщательный подход к изготовлению может гарантировать хоть сколько-нибудь долгую работу самоделки в жестких условиях.

Установка на ДХО

Стабилизатор, вне зависимости от того, по какой схеме он собран, устанавливается в разрыв провода, идущего от выключателя или контроллера к фонарям дневных ходовых огней. Делается это в любом удобном месте. Если мощность регулятора достаточная для работы с двумя фонарями, можно включить его в разрыв провода питания двух фонарей, до точки разделения. Если нет – для каждой лампы ДХО потребуется два устройства.

Надо не забывать подключать минусовой провод к общему проводнику автомобиля. Еще один часто возникающий вопрос – установка радиатора для линейного регулятора. Существует идея использовать в качестве элемента охлаждения кузов автомобиля. Его площадь велика, и он будет великолепно отводить тепло. При условии, что обеспечен надежный тепловой контакт между поверхностью микросхемы и поверхностью кузова. А это потребует, как минимум, удаление лакокрасочного покрытия в месте установки, а также сверления отверстия под винт крепления. В этом месте быстро образуется очаг коррозии. Поэтому данная идея не самая удачная. Лучше сделать небольшой отдельный радиатор из кусочка листового алюминия.

Видео: Подключение и проверка стабилизаторов L7812CV и LM317T для светодиодных ДХО на ВАЗ-2106.

Вопрос применения стабилизатора для дневных ходовых огней не так прост, как это кажется на первый взгляд. Для принятия решения о его применении и выборе способа установки требуется определенная техническая подготовка. Материалы обзора помогут сделать этот выбор.

Микросхема стабилизатор 7912 схема подключения. Максимальное входное напряжение, В

Общие сведения

Вход стабилизатора — «IN»; выход — «OUT»; общий -«GND» (Ground).

Вход управления регулируемого стабилизатора обозначается как «ADJ» (Adjust — регулировка).

Ко входу (Input), а также к выходу (Output) стабилизатора (непосредственно у соответствующего вывода или вблизи него) во избежание самовозбуждения необходимо подключать конденсатор емкостью 47. 220 нФ.

Если емкость конденсатора на выходе стабилизатора очень велика, а ток нагрузки мал, между входом и выходом необходимо включать диод. Это решение гарантирует, что напряжение на выходе будет очень быстро уменьшаться до величины входного напряжения.

Для надежной работы стабилизатора напряжение на входе выбирается не менее чем на 3 В выше, чем выходное напряжение.

Не рассматриваемые здесь стабилизаторы серии «low-drop» (с малым падением напряжения между входом и выходом) для надежной стабилизации должны иметь входное напряжение, превышающее выходное на 0,1 . 0,5 В.

Стабилизаторы положительного постоянного напряжения, максимальный выходной ток — 100 мА, корпус — ТО-92 (рис.1)

Входное напряжение, В

Выходное напряжение,

Префикс зависит от изготовителя — LM 78 Lxx ACZ; MC 78 Lxx CP; uА 78 Lxx AWC; ML 78 Lxx A.


Рис. 1

Стабилизаторы положительного постоянного напряжения, максимальный выходной ток — 500 мА, корпус — ТО-220 (рис.3) или ТО-39 (рис.6)

Входное напряжение, В

напряжение, В


Рис.2


Рис.3


Рис.4

Стабилизаторы постоянного отрицательного напряжения с максимальным выходным током 100 мА в корпусе ТО-92 (рис.2)

Входное напряжение, В

напряжение, В

Читайте так же:
Стабилизатор тока с ttl модуляцией это

Префикс зависит от изготовителя:

LM 79 Lxx ACZ; MC 79 Lxx CP; uА 79 Lxx AWC; ML 79 Lxx A.

Стабилизаторы постоянного отрицательного напряжения с максимальным выходным током 1 А в корпусе ТО-220 (рис.4)

Входное напряжение, В

Выходное напряжение, В

В корпусе ТО-220: MC 79 xx CP;

LM 320 Т xx; ,uA79 xx СК; ,uA 79 xx CU;

В корпусе ТО-3: MC 79 xx К; LM 320 К xx; ,uА 79 xx CDA; ,uA 79 xx КС; TDB 29 xx KM.

Стабилизаторы постоянного положительного напряжения с выходным током более 1 А в корпусе ТО-3 (рис.5)

Входное напряжение, В

Выходное напряжение, В

Выходной ток, А

Стабилизаторы положительного постоянного напряжения, корпус — ТО-220 (рис.3) или ТО-39 (рис.6)

Входное напряжение, В

Выходное напряжение, В

Выходной ток, А

В корпусе TO-220: L 78 xx CV; МС 78 хх СР; L 200 хх CV (2 А); LM 340 Т хх; .uА 78 хх СК; STC 28 хх ЕС; TDB 78 хх Т.

В корпусе ТО-3: МС 78 хх СК; .uА 78 хх CDA; .uА 78 хх КС; LM 309 К; LM 340 К хх; LM 340 КС хх; SFC 28 хх RC; TDB 78 хх.

Регулируемые стабилизаторы положительного напряжения

Максимальное входное напряжение, В

Выходное напряжение, В

Максимальный

Расположение выводов. рис.

включения, рис.

Этот стабилизатор размещен в корпусе ТО – 220, имеющем три вывода. Он способен стабилизировать напряжение 12 вольт, что дает возможность применять его в разных электронных приборах.

  • Тип выхода – постоянный.
  • Ток выхода – 1 ампер.
  • Наименьшая температура работы — 0 градусов.
  • Наибольшая рабочая температура — 125 градусов.
  • Число выводов – 3.
  • Номинальное напряжение – 12 вольт.
  • Наименьшее напряжение входа – 14,5 вольт.
  • Наибольшее напряжение входа – 27 вольт.
  • Тип корпуса – ТО – 220 АВ.

Чаще всего такие стабилизаторы используются в какой-то одной части схемы в том случае, когда нет смысла для создания целого блока питания устройств. В стабилизаторе 7812 используется внутренняя токовая защита от перегрева. Это делает блок на его базе очень надежным. При хорошем охлаждении радиатором, устройство стабилизации 7812 способен выдать ток 1 ампер. Наибольшее напряжение входа должно равняться не ниже 14,8 В и не выше 35 В.

Такие стабилизаторы создавались для источников определенного постоянного напряжения 12 В, с использованием дополнительных элементов можно переделать эти устройства в стабилизированные источники тока с возможностью регулировки.

Схема действия стабилизатора, подходящая для всех микросхем этого типа:

Трехвыводные стабилизаторы

Для многих неответственных использований оптимальным выбором будет обычный 3-выводный стабилизатор. У него имеется всего 3 наружных вывода. Он имеет заводскую настройку на фиксированное напряжение. Серия 7800 – это представители стабилизаторов этого типа. В последних двух цифрах указывается напряжение. Об одном из этой серии, мы уже рассказывали ранее ()

На рисунке изображено, как просто выполнить стабилизатор, к примеру, на 5 вольт, применив одну схему. Емкость, подключенная параллельно выходу, оптимизирует процессы перехода и задерживает сопротивление выхода на низком уровне при повышенных частотах. Если прибор находится далеко от фильтра, то нужно использовать вспомогательный конденсатор входа. Серия 7800 производится в металлических и пластиковых корпусах.

lm7812 стабилизатор 12 В

Стабилизатор напряжения 7812 изменяет напряжение величиной до 20 В в . Этот прибор часто использовался для создания стабильного напряжения работы устройств низкого напряжения: усилителя звука, микроконтроллеров, осветительных ламп.

На входной каскад можно подключить нестабильную величину напряжения, и даже переменное значение. LM 7812 является стабилизатором, входящим в серию микросхем 78хх. Они отличаются лишь напряжением выхода, остальные параметры остаются прежними.

Для лучшего отвода тепла прикрепляют охлаждающий радиатор к корпусу стабилизатора. Его можно снять от старых устройств с платы. Вместо радиатора можно использовать жесть от банок, нарезав ее полосками, и просверлив в них отверстия для крепления на винт.

На смену популярной отечественной линейке КРЕНхх пришёл импортный стабилизатор на микрохеме L7812 (или просто 7812). Его схема включения не изменилась, да и характеристики улучшились незначительно. Подробнее смотрите в даташите к нему.

Технические параметры L7812

  • Корпус TO220
  • Номинальный выходной ток, А 1.2
  • Максимальное входное напряжение, В 40
  • Выходное напряжение, В 12

Цоколёвка показана на рисунке ниже. Там вы можете увидеть и отличия по подключению L7812 от L7912 , работающего с общим плюсом.

При всех своих достоинствах, данный стабилизатор напряжения обладает максимальным током нагрузки в 1,5А, что зачастую не позволяет его использовать для питания различного рода токоемких устройств, к примеру автомобильную магнитолу. Однако неплохие характеристики этого стабилизатора и наличие защиты создали ему популярность. Описанная схема увеличения максимального тока использует дополнительный мощный P-N-P транзистор.

Описанная же мной схема работает c N-P-N транзисторами, куда отлично впишутся КТ803/КТ805/КТ808, которые можно найти везде. Поэтому если вы живете в деревне и мощных P-N-P транзисторов вам не найти, как в 70-80-е годы прошлого века, смело собирайте.

Диод D1 компенсирует падение 0,6В на силовом транзисторе Q1, включенном по схеме эмиттерного повторителя. В качестве D1 пойдут 1N4007 и аналогичные. В качестве Q1 КТ803, КТ805, КТ808, КТ819 в металлических корпусах. Можно все оставить так, а можно сделать и так:

Конденсатор С3 — дополнительная емкость для предотвращения возбуждений, слишком большой номинал ставить не следует, уменьшится коэффициент передачи транзистора. Введена защита от КЗ, при определенном токе, на резисторе R1 начинает падать 0,6В и транзистор Q2 начинает шунтировать переход транзистора Q1. Однако вся мощность в данном случае будет рассеиваться на транзисторе Q1. Так что позаботьтесь о хорошем охлаждении.

Как выбрать радиатор? Выделяемая на силовом транзисторе мощность приблизительно равна:

P=(Uвход-Uвыход)*Iнагр

Тогда приблизительно каждый ватт тепла необходимо рассеить на 10см2 охлаждающей поверхности.

Сам стабилизатор L7812 устанавливается на тот-же радиатор или на отдельный, по площади приблительно в 30 раз меньшей, чем у Q1.

Какой выбрать максимальный ток полученного стабилизатора? Здесь все зависит от тока, который вам нужен. Это должен быть такой ток, который не выходил бы за пределы допустимого для Q1. Предположим максимальный ток 3А. Падение напряжения на резисторе R1 — 0.6В. Тогда:

Рассеиваемая им мощность: P=(Uпад^2)/R1=1.8Вт, с технологическим запасом 50% вам потребуется резистор мощностью 4Вт.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector