Két egyszerű feszültségszabályozó. Egyszerű feszültségstabilizátorok áramkörei Feszültség csökkentése 12V-ról 1V-ra
Összeszerelés után az egy tranzisztoron lévő legegyszerűbb feszültségszabályozót egy adott tápegységhez és egy adott fogyasztóhoz szánták, természetesen nem kellett máshova csatlakoztatni, de mint mindig, most is eljön az a pillanat, amikor abbahagyjuk a helyes dolgot. . Ennek következménye a gondok és gondolatok arról, hogyan éljünk és tovább legyek, és a döntés, hogy visszaállítjuk-e, ami korábban létrejött, vagy folytatni kell az alkotást.
1. számú séma
Volt egy stabilizált kapcsolóüzemű tápegység, amely 17 voltos kimeneti feszültséget és 500 milliamper áramot adott. A feszültség időszakos változására volt szükség 11-13 V tartományban. És a jól ismert egy az egyben tranzisztor tökéletesen megbirkózott ezzel. Csak egy jelző LED-et és egy korlátozó ellenállást adtam hozzá. Egyébként a LED itt nem csak egy „szentjánosbogár”, amely jelzi a kimeneti feszültség jelenlétét. A korlátozó ellenállás megfelelő értékével a kimeneti feszültség kismértékű változása is tükröződik a LED fényerejében, ami további információkat nyújt a növekedésről vagy a csökkenésről. A kimeneti feszültség 1,3-ról 16 V-ra változtatható.
A KT829-et, egy erős alacsony frekvenciájú szilíciumvegyület tranzisztort egy erős fémradiátorra szerelték fel, és úgy tűnt, hogy szükség esetén könnyen elbírja a nagy terhelést, de rövidzárlat történt a fogyasztói áramkörben, és kiégett. A tranzisztor nagy erősítéssel rendelkezik, és alacsony frekvenciájú erősítőkben használják - valóban ott láthatja a helyét, és nem a feszültségszabályozókban.
A bal oldalon az elektronikus alkatrészek eltávolítása, a jobb oldalon a csere előkészítése. A mennyiségi különbség két tétel, de a körök, az előbbi és a begyűjtésre szánt körök minőségét tekintve összehasonlíthatatlan. Ez felveti a kérdést: „Érdemes-e összeállítani egy korlátozott képességű sémát, ha van egy fejlettebb lehetőség „ugyanazért a pénzért”, ennek a mondásnak a szó szerinti és átvitt értelmében?”
2. számú séma
Az új áramkör hárompólusú elektromos csatlakozással is rendelkezik. komponens (de ez már nem tranzisztor) állandó és változó ellenállások, LED saját limiterrel. Csak két elektrolit kondenzátor került bele. A tipikus diagramok jellemzően a C1 és C2 minimális értékeit jelzik (C1=0,1 µF és C2=1 µF), amelyek a stabilizátor stabil működéséhez szükségesek. A gyakorlatban a kapacitásértékek tíztől több száz mikrofaradig terjednek. A tartályokat a lehető legközelebb kell elhelyezni a chiphez. Nagy kapacitások esetén a C1>>C2 feltétel szükséges. Ha a kondenzátor kapacitása a kimeneten meghaladja a bemeneti kondenzátor kapacitását, akkor olyan helyzet áll elő, amikor a kimeneti feszültség meghaladja a bemenetet, ami a stabilizátor mikroáramkörének károsodásához vezet. Ennek kizárásához telepítsen egy VD1 védődiódát.
Ennek a rendszernek teljesen más lehetőségei vannak. A bemeneti feszültség 5-40 volt, a kimeneti feszültség 1,2-37 volt. Igen, van egy körülbelül 3,5 voltos bemeneti-kimeneti feszültségesés, de nincs rózsa tövis nélkül. De a KR142EN12A mikroáramkör, amelyet lineárisan állítható feszültségstabilizátornak neveznek, jó védelmet nyújt a túlterhelési áram ellen, és rövid távú védelmet nyújt a kimeneti rövidzárlat ellen. Üzemi hőmérséklete +70 Celsius fokig, külső feszültségosztóval működik. A kimeneti terhelési áram hossza 1 A-ig, rövid idejű üzem esetén 1,5 A. A maximálisan megengedett teljesítmény hűtőborda nélküli üzemben 1 W, megfelelő méretű (100 cm2) radiátorra szerelve a mikroáramkör akkor P max. = 10 W.
Mi történt
Maga a frissített telepítési folyamat nem vett igénybe több időt, mint az előző. Ebben az esetben nem egy egyszerű feszültségszabályzót kaptunk, amely stabilizált feszültségű tápegységre van csatlakoztatva, az összeszerelt áramkör, ha akár egy hálózati lecsökkentő transzformátorra is csatlakoztatva van egyenirányító a kimenetén, maga biztosítja a szükséges stabilizált feszültséget. . Természetesen a transzformátor kimeneti feszültségének meg kell felelnie a KR142EN12A mikroáramkör bemeneti feszültségének megengedett paramétereinek. Ehelyett használhat importált analóg integrált stabilizátort. Szerző Babay iz Barnaula.
Beszélje meg a cikket KÉT EGYSZERŰ FESZÜLTSÉGSZABÁLYOZÓ
Hogyan lehet olyan nem szabványos feszültséget szerezni, amely nem illeszkedik a szabványos tartományba?
A szabványos feszültség az a feszültség, amelyet nagyon gyakran használnak az elektronikus eszközökben. Ez a feszültség 1,5 volt, 3 volt, 5 volt, 9 volt, 12 volt, 24 volt stb. Például az Ön vízözön előtti MP3 lejátszója egy 1,5 V-os elemet tartalmazott. A tévé távirányítója már két darab 1,5 Voltos elemet használ sorba kapcsolva, ami 3 Voltot jelent. Az USB-csatlakozóban a legkülső érintkezők feszültsége 5 volt. Valószínűleg mindenkinek volt Dandy gyerekkorában? Dandy áramellátásához 9 voltos feszültséggel kellett ellátni. Nos, szinte minden autóban 12 voltot használnak. A 24 Volt már főként az iparban használatos. Ezen túlmenően, ehhez a szabványos sorozathoz ennek a feszültségnek a különféle fogyasztóit „kiélesítik”: izzók, lemezjátszók stb.
De sajnos a világunk nem ideális. Néha tényleg olyan feszültséget kell szereznie, amely nem a szabványos tartományból esik. Például 9,6 volt. Nos, se erre, se arra... Igen, a táp kisegít minket. De ismét, ha kész tápegységet használ, akkor azt az elektronikus csecsebecsével együtt kell vinnie. Hogyan lehet megoldani ezt a problémát? Tehát három lehetőséget kínálok:
1.opció
Készítsen egy feszültségszabályozót az elektronikus csecsebecsés áramkörben a következő séma szerint (részletesebben):
2. lehetőség
Stabil, nem szabványos feszültségforrást hozzon létre hárompólusú feszültségstabilizátorok segítségével. Programok a stúdióba!
Mit látunk ennek eredményeként? A stabilizátor középső kivezetéséhez egy feszültségstabilizátort és egy zener-diódát látunk. Az XX a stabilizátorra írt utolsó két számjegy. Lehetnek 05, 09, 12, 15, 18, 24 számok. Lehet, hogy már több is van, mint 24. Nem tudom, nem hazudok. Ez az utolsó két számjegy azt a feszültséget jelzi, amelyet a stabilizátor a klasszikus csatlakozási séma szerint állít elő:
Itt a 7805 stabilizátor 5 voltot ad a kimeneten ennek a séma szerint. A 7812 12 V-ot, a 7815-15 V-ot termel. A stabilizátorokról bővebben olvashat.
U Zener dióda – ez a stabilizációs feszültség a zener diódán. Ha veszünk egy zener-diódát, amelynek stabilizáló feszültsége 3 V és egy 7805 feszültségszabályozó, akkor a kimenet 8 volt. A 8 Volt már nem szabványos feszültségtartomány ;-). Kiderült, hogy a megfelelő stabilizátor és a megfelelő zener dióda kiválasztásával könnyen nagyon stabil feszültséget kaphat egy nem szabványos feszültségtartományból ;-).
Nézzük mindezt egy példával. Mivel egyszerűen megmérem a feszültséget a stabilizátor kivezetésein, ezért nem használok kondenzátorokat. Ha a terhelést táplálnám, akkor kondenzátorokat is használnék. Tengerimalacunk a 7805 stabilizátor, ennek a stabilizátornak a bemenetére a buldózerről 9 V-ot adunk:
Ezért a kimenet 5 voltos lesz, végül is a stabilizátor 7805.
Most veszünk egy zener diódát az U stabilizáláshoz = 2,4 Volt, és ennek az áramkörnek megfelelően helyezzük be, kondenzátorok nélkül is lehetséges, végül is csak a feszültséget mérjük.
Hoppá, 7,3 volt! 5+2,4 volt. Művek! Mivel a zener diódáim nem nagy pontosságúak (precíziós), a zener dióda feszültsége kissé eltérhet az adattáblától (a gyártó által megadott feszültség). Nos, szerintem semmi gond. A 0,1 Volt nem jelent változást számunkra. Mint már mondtam, így bármilyen értéket kiválaszthat a szokásostól eltérően.
3. lehetőség
Van egy másik hasonló módszer is, de itt diódákat használnak. Esetleg tudod, hogy a szilíciumdióda feszültségesése az előremeneti csomóponton 0,6-0,7 Volt, a germánium diódáé pedig 0,3-0,4 Volt? A diódának ezt a tulajdonságát fogjuk használni ;-).
Tehát vigyük be a diagramot a stúdióba!
Ezt a szerkezetet a diagram szerint szereljük össze. A stabilizálatlan bemeneti egyenfeszültség is 9 Volt maradt. Stabilizátor 7805.
Szóval mi az eredmény?
Majdnem 5,7 Volt;-), amit bizonyítani kellett.
Ha két diódát sorba kötünk, akkor a feszültség mindegyiken leesik, ezért összegezzük:
Minden szilíciumdióda 0,7 Voltot veszít, ami 0,7 + 0,7 = 1,4 Voltot jelent. Ugyanez a germániummal. Három vagy négy diódát csatlakoztathat, majd mindegyik feszültségét össze kell adni. A gyakorlatban háromnál több diódát nem használnak. A diódák még kis teljesítmény mellett is telepíthetők, mivel ebben az esetben a rajtuk keresztüli áram kicsi lesz.
5 gyakori kérdés, amelyet kezdő rádiószerelők tesznek fel; 5 legjobb tranzisztor szabályozókhoz, áramkör-összetétel teszt
Szabályozó elektromos feszültségre van szükség ahhoz, hogy a feszültség értéke stabilizálódjon. Biztosítja a készülék megbízható működését és hosszú élettartamát.
Szabályozó több mechanizmusból áll.
TESZT:
Az ezekre a kérdésekre adott válaszok lehetővé teszik a 12 voltos feszültségszabályozó áramkör összetételének és összeszerelésének megismerését.- Mekkora ellenállású legyen a változó ellenállás?
- Hogyan kell a vezetékeket csatlakoztatni?
a) 1. és 2. kapocs – teljesítmény, 3. és 4. – terhelés
- Be kell szerelnem radiátort?
- A tranzisztornak kell lennie
Válaszok:
1.opció. Az ellenállás ellenállása 10 kOhm - ez a szabályozó beszerelésének szabványa, az áramkörben lévő vezetékek az elv szerint vannak csatlakoztatva: 1. és 2. kapocs a teljesítményhez, 3. és 4. kapocs a terheléshez - az áramot helyesen osztják el a szükségeshez pólusok esetén radiátort kell felszerelni - a túlmelegedés elleni védelem érdekében a tranzisztor CT 815-öt használ - ez mindig megteszi. Ebben a kiviteli alakban a megépített áramkör működik, a szabályozó elkezd működni.
2. lehetőség. Az 500 kOhm-os ellenállás túl nagy, a működés közben a hang egyenletessége megszakad, és előfordulhat, hogy egyáltalán nem működik, az 1-es és 3-as kapocs a terhelés, a 2-es és 4-es kapocs a teljesítmény, radiátorra van szükség, a áramkör ahol volt mínusz ott plusz lesz, minden tranzisztort tényleg bármit lehet használni.A szabályzó nem fog működni az áramkör rosszul összerakása miatt.
3. lehetőség. Az ellenállás 10 kOhm, a vezetékek 1 és 2 a terheléshez, 3 és 4 a teljesítményhez, az ellenállás ellenállása 2 kOhm, a tranzisztor KT 815. A készülék nem fog működni, mert anélkül erősen túlmelegszik. egy radiátor.
Hogyan csatlakoztassuk a 12 voltos szabályozó 5 részét.
Változó ellenállás 10 kOhm.
Ez változó ellenállás 10 szoba Megváltoztatja az áramot vagy a feszültséget egy elektromos áramkörben, növeli az ellenállást. Ez szabályozza a feszültséget.
Radiátor. Az eszközök hűtésére van szükség, ha túlmelegednek.
Ellenállás 1 com-hoz. Csökkenti a fő ellenállás terhelését.
Tranzisztor. A készülék növeli a rezgések erősségét. A szabályozóban nagyfrekvenciás elektromos rezgések létrehozására van szükség
2 vezeték. Szükségesek ahhoz, hogy elektromos áram folyhasson rajtuk.
Vegyük tranzisztorÉs ellenállás. Mindkettőnek 3 ága van.
Két műveletet hajtanak végre:
- A tranzisztor bal végét (ezt az alumínium résszel lefelé tesszük) az ellenállás közepén lévő végéhez kötjük.
- És csatlakoztatjuk a tranzisztor közepén lévő ágat a jobb oldalihoz az ellenállás közelében. Ezeket egymáshoz kell forrasztani.
Az első vezetéket arra kell forrasztani, ami a 2. műveletnél történt.
A másodikat a maradék végéhez kell forrasztani tranzisztor.
Csavarjuk a csatlakoztatott mechanizmust a radiátorhoz.
A változó ellenállás és a tranzisztor külső lábaira 1kOhm-os ellenállást forrasztunk.
Rendszer kész.
Egyenáramú motor fordulatszám-szabályozó 2 db 14 voltos kondenzátorral.
Az ilyenek praktikussága motorok bevált, mechanikus játékokban, ventilátorokban stb. használják. Alacsony áramfelvételűek, ezért feszültségstabilizálás szükséges. Gyakran szükség van a forgási sebesség módosítására vagy a motor fordulatszámának módosítására, hogy a kitűzött célt valamilyen típushoz igazítsák. elektromos motor bármilyen modell.
Ezt a feladatot egy feszültségszabályozó hajtja végre, amely kompatibilis bármilyen típusú tápegységgel.
Ehhez meg kell változtatni a kimeneti feszültséget, amely nem igényel nagy terhelési áramot.
Szükséges alkatrészek:
- 2 kondenzátor
- 2 változó ellenállás
Az alkatrészek csatlakoztatása:
- A kondenzátorokat magához a szabályozóhoz csatlakoztatjuk.
- Az első ellenállás a szabályozó negatívjához, a második a földhöz csatlakozik.
Most módosítsa a készülék motorfordulatszámát a felhasználó kívánsága szerint.
Feszültségszabályozó bekapcsolva 14 volt kész.
Egyszerű 12 voltos feszültségszabályozó
12 voltos fordulatszám szabályzó fékes motorhoz.
- Relé - 12 volt
- Terisztor KU201
- Transzformátor a motor és a relé táplálására
- KT 815 tranzisztor
- Ablaktörlő szelep 2101
- Kondenzátor
A huzalelőtolás szabályozására szolgál, tehát relével megvalósított motorfékkel rendelkezik.
A tápegységből 2 vezetéket csatlakoztatunk a reléhez. A relét pluszval szállítjuk.
Minden más a hagyományos szabályozó elve szerint van csatlakoztatva.
A rendszer teljes mértékben biztosított 12 volt a motorhoz.
Teljesítményszabályozó a triac BTA 12-600-on
Triac- egy félvezető eszköz, amely a tirisztor típusaként van besorolva, és áramkapcsolási célokra szolgál. Váltakozó feszültséggel működik, ellentétben a dinisztorral és a hagyományos tirisztorral. A készülék teljes teljesítménye a paraméterétől függ.
Válasz a kérdésre. Ha az áramkört tirisztorral szerelnék össze, akkor diódára vagy diódahídra lenne szükség.
A kényelem kedvéért az áramkör nyomtatott áramköri lapra szerelhető.
Plusz kondenzátor a triac-ot a vezérlőelektródához kell forrasztania, ez a jobb oldalon található. Forrassza a mínuszt a harmadik külső csapra, amely a bal oldalon található.
A menedzsernek elektróda triac, forrasz egy ellenállást 12 kOhm névleges ellenállással. Ehhez az ellenálláshoz egy részstring ellenállást kell csatlakoztatni. A maradék csapot a triac középső lábához kell forrasztani.
A mínuszba kondenzátor, amely a triac harmadik kivezetésére van forrasztva, akkor az egyenirányító hídról kell rögzíteni a mínuszt.
Plusz az egyenirányító híd a központi terminálhoz triacés arra a részre, amelyhez a triac a radiátorhoz van rögzítve.
A vezetékből 1 érintkezőt dugós forrasztunk a szükséges eszközre. 2 érintkező az egyenirányító híd AC feszültség bemenetére.
Marad az eszköz fennmaradó érintkezőjének forrasztása az egyenirányító híd utolsó érintkezőjéhez.
Az áramkör tesztelése folyamatban van.
Csatlakoztatjuk az áramkört a hálózathoz. A trimmer ellenállás segítségével a készülék teljesítménye beállítható.
A teljesítmény ig fejleszthető 12 voltos autókhoz.
Dinistor és 4 féle vezetőképesség.
Ezt a készüléket ún ravaszt dióda. Kevés ereje van. A belsejében nincsenek elektródák.
A dinisztor kinyílik, ha a feszültség nő. A feszültség növekedési sebességét a kondenzátor és az ellenállások határozzák meg. Minden beállítás ezen keresztül történik. Egyenárammal és váltakozó árammal működik. Nem kell megvenni, energiatakarékos lámpákban van, és onnan könnyen beszerezhető.
Nem gyakran használják áramkörökben, de annak érdekében, hogy ne költsön pénzt diódákra, dinisztort használnak.
4 típust tartalmaz: P N P N. Ez maga az elektromos vezetőképesség. 2 szomszédos régió között elektron-lyuk átmenet jön létre. A dinisztrában 3 ilyen átmenet van.
Rendszer:
Csatlakozás kondenzátor. 1 ellenállással kezdi a töltést, a feszültség majdnem megegyezik a hálózatban lévővel. Amikor a kondenzátor feszültsége eléri a szintet dinisztor, be fog kapcsolni. A készülék elkezd dolgozni. Ne feledkezzünk meg a radiátorról, különben minden túlmelegszik.
3 fontos kifejezés.
Feszültségszabályozó– olyan eszköz, amely lehetővé teszi a kimeneti feszültség beállítását a szükséges eszközhöz.
Rendszer a szabályozó számára– rajz, amely egy eszköz részeinek egy egésszé kapcsolását ábrázolja.
Autó generátor– stabilizátort használó berendezés biztosítja a főtengely energiájának elektromos energiává történő átalakítását.
7 alaprajz a szabályozó összeszereléséhez.
LENYISSZANT
2 tranzisztor használata. Hogyan szereljünk össze egy áramstabilizátort.
Ellenállás 1 kOhm egyenlő az áramstabilizátorral 10 ohmos terhelés esetén. A fő feltétel a tápfeszültség stabilizálása. Az áramerősség az Ohm törvénye szerint a feszültségtől függ. A terhelési ellenállás sokkal kisebb, mint az áramkorlátozó ellenállás.
Ellenállás 5 watt, 510 ohm
Változó ellenállás PPB-3V, 47 Ohm. Fogyasztás - 53 milliamper.
A radiátorra szerelt KT 815 tranzisztor, ennek a tranzisztornak az alapáramát egy 4 és 7 kOhm névleges értékű ellenállás állítja be.
LENYISSZANT
LENYISSZANT
Azt is fontos tudni
- A diagramon van egy mínusz jel, hogy működjön, a tranzisztornak NPN szerkezetűnek kell lennie. Nem használhatja a PNP-t, mert a mínusz pluszt jelent.
- A feszültséget folyamatosan be kell állítani
- Mi az áramérték a terhelésben, ezt tudnia kell a feszültség szabályozásához, és a készülék nem áll le
- Ha a potenciálkülönbség nagyobb, mint 12 volt a kimeneten, az energiaszint jelentősen csökken.
Az 5 legjobb tranzisztor
Különböző típusok tranzisztorok különböző célokra használják, és ki kell választani.
- KT 315. Támogatja az NPN struktúrát. 1967-ben adták ki, de még ma is használatban van. Dinamikus módban és kulcs módban működik. Ideális kis teljesítményű készülékekhez. Jobban alkalmas rádióalkatrészekhez.
- 2N3055. A legalkalmasabb audio mechanizmusokhoz, erősítőkhöz. Dinamikus módban működik. Könnyen használható 12 voltos szabályozóhoz. Kényelmesen rögzíthető a radiátorhoz. 3 MHz-ig működik. Bár a tranzisztor csak 7 amperig képes ellenállni, erős terhelést húz.
- KP501. A gyártó telefonokban, kommunikációs mechanizmusokban és rádióelektronikában való használatra szánta. Rajta keresztül az eszközök minimális költséggel vezérelhetők. Átalakítja a jelszinteket.
- Irf3205. Alkalmas autókhoz, javítja a nagyfrekvenciás invertereket. Jelentős jelenlegi szinteket támogat.
- KT 815. Kétpólusú. NPN szerkezettel rendelkezik. Alacsony frekvenciájú erősítőkkel működik. Műanyag testből áll. Alkalmas impulzusos készülékekhez. Gyakran használják generátor áramkörökben. A tranzisztort nagyon régen gyártották és ma is működik. Még arra is van esély, hogy egy közönséges házban van, ahol régi készülékek hevernek, csak szét kell szedni és megnézni, hogy ott vannak-e.
3 hiba és hogyan kerüld el őket.
- Lábak tranzisztorés az ellenállások teljesen egymáshoz vannak forrasztva. Ennek elkerülése érdekében figyelmesen olvassa el az utasításokat.
- Annak ellenére, hogy megrendezték radiátor, A készülék túlmelegedett, ez annak köszönhető, hogy az alkatrészek forrasztásakor túlmelegedés lép fel. Ehhez lábakra van szükség tranzisztor tartsa csipesszel a hő eltávolításához.
- Relé javítás után nem működött. A gomb elengedése után kihúzza a vezetéket. A huzal tehetetlenségi nyomatékkal nyúlik. Ez azt jelenti, hogy az elektromos fék nem működik. Fogunk egy jó érintkezőkkel rendelkező relét és csatlakoztatjuk a gombhoz. Csatlakoztassa a vezetékeket a tápellátáshoz. Ha nincs feszültség a relére, az érintkezők záródnak, így a tekercs magától záródik. Ha a relére feszültséget (plusz) kapcsolnak, az áramkör érintkezői megváltoznak, és feszültséget kap a motor.
Válaszok 5 gyakran ismételt kérdésre
- Miért bevitel feszültség magasabb, mint a kimenet?
Minden stabilizátor ezen az elven működik, ilyen típusú működés esetén a feszültség visszatér a normál értékre, és nem ingadozik az előírt értékektől.
- Megölhet-e Áramütés probléma vagy hiba esetén?
Nem, nem fog áramütést okozni, a 12 volt túl alacsony ahhoz, hogy ez megtörténjen.
- Szükség van állandóra? ellenállás?És ha kell, akkor milyen célból?
Nem kötelező, de használt. Szükséges a tranzisztor bázisáramának korlátozása, amikor a változó ellenállás a bal szélső helyzetben van. És hiányában a változó kiéghet.
- Lehetséges-e használni a diagramot BANK ellenállás helyett?
Ha változtatható ellenállás helyett gyakran használt, állítható KREN áramkört adsz hozzá, akkor kapsz egy feszültségszabályozót is. De van egy hiba: alacsony hatékonyság. Emiatt a saját energiafogyasztása és hőleadása magas.
- Ellenállás Világít, de nem fordul semmi. Mit kell tenni?
Az ellenállásnak 10 kOhm-nak kell lennie. Célszerű KT 315 tranzisztorokat használni (régi modell) - ezek sárga vagy narancssárga színűek, betűjelzéssel.
A rádiókészülékek működéséhez leggyakrabban stabil feszültségre van szükség, függetlenül a hálózati tápellátás és a terhelési áram változásaitól. E problémák megoldására kompenzációs és parametrikus stabilizáló eszközöket használnak.
Paraméteres stabilizátor
Működési elve a félvezető eszközök tulajdonságain alapul. A félvezető - Zener-dióda - áram-feszültség karakterisztikája a grafikonon látható.
Bekapcsoláskor a Zener dióda tulajdonságai hasonlóak az egyszerű szilícium alapú diódákéhoz. Ha a zener diódát az ellenkező irányba kapcsolják be, az elektromos áram kezdetben lassan növekszik, de egy bizonyos feszültségérték elérésekor meghibásodás következik be. Ez egy olyan mód, ahol egy kis feszültségnövekedés nagy zener dióda áramot hoz létre. A letörési feszültséget stabilizációs feszültségnek nevezzük. A zener-dióda meghibásodásának elkerülése érdekében az áram áramlását az ellenállás korlátozza. Amikor a Zener dióda árama a legalacsonyabbtól a legmagasabb értékig ingadozik, a feszültség nem változik.
Az ábra egy feszültségosztót mutat, amely előtét ellenállásból és zener diódából áll. Ezzel párhuzamosan egy terhelés van csatlakoztatva. A tápfeszültség megváltozásakor az ellenállásáram is megváltozik. A zener dióda átveszi a változásokat: az áram változik, de a feszültség állandó marad. Amikor megváltoztatja a terhelési ellenállást, az áramerősség megváltozik, de a feszültség állandó marad.
Kompenzációs stabilizátor
A korábban tárgyalt eszköz nagyon egyszerű kialakítású, de lehetővé teszi a készülék olyan árammal történő táplálását, amely nem haladja meg a zener dióda maximális áramát. Ennek eredményeként feszültségstabilizáló eszközöket használnak, amelyeket kompenzációs eszközöknek neveznek. Két típusból állnak: párhuzamos és soros.
A készülék elnevezése a beállító elemhez való csatlakozás módja szerint történik. Általában szekvenciális típusú kompenzáló stabilizátorokat használnak. A diagramja:
A vezérlőelem a terheléssel sorba kapcsolt tranzisztor. A kimeneti feszültség megegyezik a zener-dióda és az emitter értékei közötti különbséggel, amely a volt több töredéke, ezért úgy tekintjük, hogy a kimeneti feszültség megegyezik a stabilizáló feszültséggel.
Mindkét típusú eszköznek vannak hátrányai: lehetetlen a kimeneti feszültség pontos értékét meghatározni, és működés közben beállításokat végezni. Ha meg kell teremteni a szabályozás lehetőségét, akkor kompenzációs típusú stabilizátort gyártanak a következő séma szerint:
Ebben az eszközben a szabályozást tranzisztor végzi. A fő feszültséget zener dióda szolgáltatja. Ha a kimeneti feszültség növekszik, akkor a tranzisztor bázisa az emitterrel ellentétben negatívvá válik, a tranzisztor nagyobb mértékben kinyílik és az áramerősség nő. Ennek eredményeként a kollektor negatív feszültsége alacsonyabb lesz, valamint a tranzisztornál. A második tranzisztor bezárul, ellenállása nő, és a kapocsfeszültség nő. Ez a kimeneti feszültség csökkenéséhez és az előző értékhez való visszatéréshez vezet.
A kimeneti feszültség csökkenésekor hasonló folyamatok mennek végbe. A pontos kimeneti feszültséget hangoló ellenállással állíthatja be.
Stabilizátorok a mikroáramkörökön
Az ilyen eszközök az integrált változatban megnövekedett paraméterekkel és tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek különböznek a hasonló félvezető eszközöktől. Megnövekedett megbízhatóságuk, kis méretük és súlyuk, valamint alacsony költségük is van.
Sorozat szabályozó
- 1 – feszültségforrás;
- 2 – Beállító elem;
- 3 – erősítő;
- 5 – kimeneti feszültség érzékelő;
- 6 – terhelésállóság.
A beállító elem változó ellenállásként működik, amely sorba van kapcsolva a terheléssel. Amikor a feszültség ingadozik, a beállító elem ellenállása megváltozik, így az ilyen ingadozások kompenzálódnak. A vezérlőelemet visszacsatolás befolyásolja, amely egy vezérlőelemet, egy fő feszültségforrást és egy feszültségmérőt tartalmaz. Ez a mérő egy potenciométer, amelyből a kimeneti feszültség egy része származik.
A visszacsatolás beállítja a terheléshez használt kimeneti feszültséget, a potenciométer kimeneti feszültsége egyenlővé válik a főfeszültséggel. A fő feszültség ingadozása némi feszültségesést okoz a szabályozásnál. Ennek eredményeként a kimeneti feszültség bizonyos határok között állítható a mérőelemmel. Ha a stabilizátort egy bizonyos feszültségértékre tervezik gyártani, akkor a mérőelem a mikroáramkör belsejében jön létre hőmérséklet-kompenzációval. Ha nagy a kimeneti feszültségtartomány, a mérőelemet a mikroáramkör mögött hajtják végre.
Párhuzamos stabilizátor
- 1 – feszültségforrás;
- 2 – szabályozó elem;
- 3 – erősítő;
- 4 – fő feszültségforrás;
- 5 – mérőelem;
- 6 – terhelésállóság.
Ha összehasonlítjuk a stabilizátorok áramköreit, akkor egy szekvenciális típusú eszköz növelte a hatékonyságot részleges terhelésnél. A párhuzamos típusú készülék állandó áramot fogyaszt a forrásból és táplálja a vezérlőelemet és a terhelést. A párhuzamos stabilizátorok használata állandó terhelés mellett teljes terhelés mellett javasolt. A párhuzamos stabilizátor nem okoz veszélyt rövidzárlat esetén, a szekvenciális típus alapjáraton nem. Állandó terhelés mellett mindkét eszköz nagy hatékonyságot biztosít.
Stabilizátor chipen 3 tűvel
A szekvenciális stabilizátor áramkörök innovatív változatai 3 tűs mikroáramkörökön készülnek. Tekintettel arra, hogy csak három kimenet van, könnyebben használhatók a gyakorlati alkalmazásokban, mivel 0,1-3 amperes tartományban kiszorítják az egyéb típusú stabilizátorokat.
- Uin – nyers bemeneti feszültség;
- U out – kimeneti feszültség.
Nem használhat C1 és C2 tartályokat, de lehetővé teszik a stabilizátor tulajdonságainak optimalizálását. A C1 kapacitás a rendszer stabilitásának megteremtésére szolgál, a C2 kapacitásra azért van szükség, mert a terhelés hirtelen növekedését a stabilizátor nem tudja követni. Ebben az esetben az áramot a C2 kapacitás támogatja. A gyakorlatban gyakran használják a Motorola 7900-as sorozatú mikroáramköreit, amelyek stabilizálják a pozitív feszültségértéket, és a 7900-as - mínusz előjelű értéket.
A mikroáramkör így néz ki:
A megbízhatóság növelése és a hűtés megteremtése érdekében a stabilizátort egy radiátorra szerelik.
Tranzisztoros stabilizátorok
Az 1. képen a 2SC1061 tranzisztorra épülő áramkör látható.
A készülék kimenete 12 voltot kap, a kimeneti feszültség közvetlenül függ a zener dióda feszültségétől. A megengedett legnagyobb áramerősség 1 amper.
2N 3055 tranzisztor használata esetén a maximálisan megengedett kimeneti áram 2 amperre növelhető. A 2. ábrán egy 2N 3055 tranzisztoron alapuló stabilizátor áramkör látható, a kimeneti feszültség, mint az 1. ábrán is, a zener dióda feszültségétől függ.
- 6 V - kimeneti feszültség, R1=330, VD=6,6 volt
- 7,5 V - kimeneti feszültség, R1=270, VD = 8,2 volt
- 9 V - kimeneti feszültség, R1=180, Vd=10
A 3. képen - adapter egy autóhoz - az autó akkumulátorfeszültsége egyenlő . Alacsonyabb értékű feszültség létrehozásához ilyen áramkört használnak.
Ebben a cikkben nagyon banális dolgokról fogok beszélni, amelyek évtizedek óta nem változtak, és egyáltalán nem változtak. A másik dolog az, hogy amióta a zárt áramkörben az ellenállás miatti feszültségcsökkentés elvét tanulmányozták, megjelentek a terhelés táplálásának más elvei is, a PWM miatt, de ez egy külön téma, bár figyelmet érdemel. Ezért logikai sorrendben folytatom, amikor az Ohm-törvényről, majd annak a feszültségcsökkentésben részt vevő különféle rádióelemekre való alkalmazásáról beszélek, és ezek után már említhetjük a PWM-et.
Ohm törvénye, amikor a feszültség csökken
Valójában volt egy Georg Ohm nevű fickó, aki egy áramkörben folyó áramot tanulmányozta. Méréseket végzett, bizonyos következtetéseket és következtetéseket tett. Munkája eredménye volt az Ohm-képlet, ahogyan azt Ohm törvénye mondják. A törvény leírja a feszültségesés és az áram ellenállástól való függését.
Maga a törvény nagyon világos, és hasonló az olyan fizikai események ábrázolásához, mint a folyadék áramlása egy csővezetéken keresztül. Hol van a folyadék, vagy inkább az áramlási sebessége az áram, a nyomása pedig a feszültség. Nos, természetesen a keresztmetszet bármilyen változása vagy az áramlási cső akadályai ellenállást jelentenek. Ennek eredményeként kiderül, hogy az ellenállás „megfojtja” a nyomást, amikor a cseppek nyomás alatt egyszerűen lecsöpöghetnek a csőből, és az áramlási sebesség azonnal csökken. A nyomás és az áramlási sebesség nagymértékben függ egymástól, csakúgy, mint az áram és a feszültség. Általánosságban elmondható, hogy ha mindent képletként ír le, akkor a következőképpen alakul:
R=U/I; Vagyis a nyomás (U) egyenesen arányos a csőben (R) lévő ellenállással, de ha nagy az áramlási sebesség (I), akkor nincs ellenállás, mint olyan... A megnövekedett áramlási sebesség pedig egy csökkentett ellenállás.
Nagyon homályos, de tárgyilagos! Azt kell még elmondani, hogy ezt a törvényt azonban empirikusan kaptuk meg, vagyis változásának végső tényezői nagyon homályosak.
Most elméleti tudással felvértezve folytatjuk utunkat a stressz csökkentésének elsajátításában.
Hogyan lehet csökkenteni a feszültséget 12 voltról 5 voltra ellenállás segítségével
A legegyszerűbb dolog egy nem stabilizált áramkört venni és használni. Vagyis amikor egyszerűen lecsökkentjük a feszültséget az ellenállás miatt és ennyi. Erről az elvről nincs semmi különös, csak számolunk a fenti képlet szerint, és kész. Hadd mondjak egy példát. Tegyük fel, hogy 12 V-ról 5-re csökkentjük.
R=U/I. A feszültség érthető, de nézd, nincs elég adatunk! A „fogyasztásról”, a jelenlegi fogyasztásról semmit sem tudni. Vagyis, ha úgy dönt, hogy kiszámítja az ellenállást a feszültség csökkentésére, akkor feltétlenül tudnia kell, hogy a terhelésünk mennyit „akar enni”.
Ezt az értéket meg kell néznie a bekapcsolni kívánt eszközön vagy a hozzá tartozó utasításokban. Tegyük fel, hogy az áramfelvétel 50 mA = 0,05 A. Azt is meg kell jegyezni, hogy ezzel a képlettel olyan ellenállást választunk, amely teljesen elnyomja a feszültséget, de hagynunk kell 5 voltot, majd 12-5 = 7 volt a képletbe.
R= 7/0,05=140 Ohm ellenállásra van szükség ahhoz, hogy 12 voltból 5-öt kapjunk, 50 mA terhelőárammal.
Csak meg kell említeni valamit, ami ugyanilyen fontos! Az a tény, hogy minden energiaelnyomás, és ebben az esetben a feszültség, teljesítménydisszipációval jár, vagyis az ellenállásunknak „el kell viselnie” az általa leadott hőt. Az ellenállás teljesítményét a képlet segítségével számítjuk ki.
P=U*I. Értjük. P=7*0,05=0,35 W legyen az ellenállás teljesítménye. Nem kevesebb. Most az ellenállás számítási folyamata befejezettnek tekinthető.
Hogyan lehet csökkenteni a feszültséget 12 voltról 5 voltra mikroáramkör segítségével
Alapvetően ebben az esetben sem változik semmi. Ha összehasonlítjuk ezt a csökkentési lehetőséget egy mikroáramkörön keresztül az ellenállást használó opcióval. Valójában itt minden ugyanaz, kivéve, hogy hasznos „intelligens” funkciókat adnak hozzá a mikroáramkör belső ellenállásának az áramfelvétel alapján történő beállításához. Vagyis, ahogy a fenti bekezdésből megértettük, a fogyasztási áramtól függően a számított ellenállásnak „lebegnie” kell. Pontosan ez történik egy mikroáramkörben, ha az ellenállást úgy állítják be a terheléshez, hogy a mikroáramkör kimenete mindig azonos tápfeszültségű legyen! Nos, plusz vannak olyan „hasznos zsemlék”, mint a túlmelegedés és a rövidzárlat elleni védelem. Ami a mikroáramköröket, az úgynevezett 5 voltos feszültségstabilizátorokat illeti, ezek lehetnek: LM7805, KREN142EN5A. A csatlakozás is nagyon egyszerű.
Természetesen, hogy a mikroáramkör hatékonyan működjön, radiátorra helyezzük. A stabilizáló áram 1,5-2 A-ra korlátozódik.
Ezek a feszültség 12 V-ról 5 V-ra csökkentésének elvei. Most, ha megértette őket, könnyen kiszámíthatja, milyen ellenállást kell telepíteni, vagy hogyan kell kiválasztani egy mikroáramkört, hogy bármilyen más alacsonyabb feszültséget kapjon.
Marad néhány szó a PWM-ről.
A széles impulzusmoduláció egy nagyon ígéretes, és ami a legfontosabb, rendkívül hatékony módszer a terhelés táplálására, de ismét a buktatóival együtt. A PWM lényege abban rejlik, hogy impulzusokban olyan tápfeszültséget adnak le, amely a feszültségmentesség pillanataival együtt elegendő teljesítményt és átlagos feszültséget biztosít a terhelés működtetéséhez. És itt problémák adódhatnak, ha az áramforrást egyik eszközről a másikra csatlakoztatja. Nos, a legegyszerűbb probléma az említett jellemzők hiánya. Lehetséges interferencia és instabil működés. A legrosszabb esetben egy PWM táp teljesen kiégethet egy olyan készüléket, amihez eredetileg nem készült!
