Устройства, которые входят в схему блока питания, и поддерживают стабильное выходное напряжение, называются стабилизаторами напряжения. Эти устройства рассчитаны на фиксированные значения напряжения выхода: 5, 9 или 12 вольт. Но существуют устройства с наличием регулировки. В них можно установить желаемое напряжение в определенных доступных пределах.
Большинство стабилизаторов предназначены на определенный наибольший ток, который они выдерживают. Если превысить эту величину, то стабилизатор выйдет из строя. Инновационные стабилизаторы оснащены блокировкой по току, обеспечивающей выключение устройства при достижении наибольшего тока в нагрузке и защищены от перегрева. Вместе со стабилизаторами, которые поддерживают положительное значение напряжения, есть и устройства, действующие с отрицательным напряжением. Они применяются в двухполярных блоках питания.
Стабилизатор 7805 изготовлен в корпусе, подобном транзистору. На рисунке видны три вывода. Он рассчитан на напряжение 5 вольт и ток 1 ампер. В корпусе есть отверстие для фиксации стабилизатора к радиатору. Модель 7805 является устройством положительного напряжения.
Зеркальное отображение этого стабилизатора — это его аналог 7905, предназначенный для отрицательного напряжения. На корпусе будет положительное напряжение, на вход поступит отрицательное значение. С выхода снимается -5 В. Чтобы стабилизаторы работали в нормальном режиме, нужно подавать на вход 10 вольт.
Технические характеристики стабилизатора LM338:
- Обеспечения выходного напряжения от 1,2 до 32 В.
- Ток нагрузки до 5 A.
- Наличие защиты от возможного короткого замыкания.
- Надежная защита микросхемы от перегрева.
- Погрешность выходного напряжения 0,1%.
Интегральная микросхема LM338 выпускается в двух вариантах корпусов — это в металлическом корпусе TO-3 и в пластиковом TO-220:
Интегральный стабилизатор и стабилитрон
На Трехвыводных стабилизаторах напряжения построить стабильный источник нестандартного напряжения. Схемы в студию!
Что мы в результате видим? Видим стабилизатор напряжения и стабилитрон, подключенный к среднему выводу стабилизатора. ХХ — это две последние цифры, написанные на стабилизаторе. Там могут быть цифры 05, 09, 12 , 15, 18, 24. Может уже есть даже больше 24. Не знаю, врать не буду. Эти две последние цифры говорят нам о напряжении, которое будет выдавать стабилизатор по классической схеме включения:
Здесь стабилизатор 7805 выдает нам по такой схеме 5 Вольт на выходе. 7812 будет выдавать 12 Вольт, 7815 — 15 Вольт. Более подробно про стабилизаторы можно прочитать здесь.
U стабилитрона — это напряжение стабилизации на стабилитроне. Если мы возьмем стабилитрон с напряжением стабилизации 3 Вольта и стабилизатор напряжение 7805, то на выходе получим 8 Вольт. 8 Вольт — уже нестандартный ряд напряжения ;-). Получается, что подобрав нужный стабилизатор и нужный стабилитрон, можно с легкостью получить очень стабильное напряжение из нестандартного ряда напряжений ;-).
Давайте все это рассмотрим на примере. Так как я просто замеряю напряжение на выводах стабилизатора, поэтому конденсаторы не использую. Если бы я питал нагрузку, тогда бы использовал и конденсаторы. Подопытным кроликом у нас является стабилизатор 7805. Подаем на вход этого стабилизатора 9 Вольт от балды:
Следовательно, на выходе будет 5 Вольт, все таки как-никак стабилизатор 7805.
Теперь берем стабилитрон на Uстабилизации =2,4 Вольта и вставляем его по этой схеме, можно и без конденсаторов, все-таки делаем просто замеры напряжения.
Опа-на, 7,3 Вольта! 5+2,4 Вольта. Работает! Так как у меня стабилитроны не высокоточные (прецизионные), то и напряжение стабилитрона может чуточку различаться от паспортного (напряжение, заявленное производителем). Ну, я думаю, это не беда. 0,1 Вольт для нас погоды не сделают. Как я уже сказал, таким образом можно подобрать любое значение из ряда вон.
Примеры применения стабилизатора LM338 (схемы включения)
Следующие примеры продемонстрируют вам несколько очень интересных и полезных схем питания построенных с помощью LM338.
Простой регулируемый блок питания на LM338
Данная схема — типовое подключение обвязки LM338. Схема блока питания обеспечивает регулируемое выходное напряжение от 1,25 до максимума подаваемого входного напряжения, которое не должно быть более 35 вольт.
Переменный резистор R1 используется для плавного регулирования выходного напряжения.
Простой 5 амперный регулируемый блок питания
Эта схема создает выходное напряжение, которое может быть равно напряжению на входе, но ток хорошо изменяется и не может превышать 5 ампер. Резистор R1 точно подобран таким образом, чтобы поддерживать безопасные 5 ампер предельного тока ограничения, которые могут быть получены из цепи.
Регулируемый блок питания на 15 ампер
Как уже было сказано ранее микросхема LM338 в одиночку может осилить только 5А максимум, однако, если необходимо получить больший выходной ток, в районе 15 ампер, то схема подключения может быть модифицирована следующим образом:
В данном случае используются три LM338 для обеспечения высокой токовой нагрузки с возможностью регулирования выходного напряжения.
Переменный резистор R8 предназначен для плавной регулировки выходного напряжения
Источник питания с цифровым управлением
В предыдущей схеме источника питания, для осуществления регулировки напряжения использовался переменный резистор. Ниже приведенная схема позволяет посредством цифрового сигнала подаваемого на базы транзисторов получать необходимые уровни выходного напряжения.
Стабилизаторы для питания микросхем
Рассмотрим методы подключения к питанию цифровых приборов, сделанных самостоятельно, на микроконтроллерах. Любое электронное устройство требует для нормальной работы правильное подключение питания. Блок питания рассчитывается на определенную мощность. На его выходе устанавливается конденсатор значительной величины емкости для выравнивания импульсов напряжения.
Блоки питания без стабилизации, применяемые для роутеров, сотовых телефонов и другой техники, не сочетаются с питанием микроконтроллеров напрямую. Выходное напряжение этих блоков изменяется, и зависит от подключенной мощности. Исключением из этого правила являются зарядные блоки для смартфонов с USB портом, на котором выходит 5 В.
Схема работы стабилизатора, сочетающаяся со всеми микросхемами этого типа:
Если разобрать стабилизатор и посмотреть его внутренности, то схема выглядела бы следующим образом:
Для электронных устройств не чувствительных к точности напряжения, такой прибор подойдет. Но для точной аппаратуры нужна качественная схема. В нашем случае стабилизатор 7805 выдает напряжение в интервале 4,75-5,25 В, но нагрузка по току не должна быть больше 1 А. Нестабильное входное напряжение колеблется в интервале 7,5-20 В. При этом выходное значение будет постоянно равно 5 В. Это является достоинством стабилизаторов.
При возрастании нагрузки, которую может выдать микросхема (до 15 Вт), прибор лучше обеспечить охлаждением вентилятором с установленным радиатором.
Работоспособная схема стабилизатора:
Технические данные:
- Наибольший ток 1,5 А.
- Интервал входного напряжения – до 40 вольт.
- Выход – 5 В.
Во избежание перегрева стабилизатора, необходимо поддерживать наименьшее входное напряжение микросхемы. В нашем случае входное напряжение 7 вольт.
Лишнюю величину мощности микросхема рассеивает на себе. Чем выше входное напряжение на микросхеме, тем выше потребляемая мощность, которая преобразуется в нагревание корпуса. В итоге микросхема перегреется и сработает защита, устройство отключится.
Выходной ток источника тока на L78
Небольшой неприятностью представляется ток покоя Id, который складывается с выходным током. Величина тока покоя указывается в даташите. Для большинства стабилизаторов Id = 8мА. Эта цифра показывает наименьшее значение выходного тока. Т.е. Получить источник тока с величиной тока менее 8 млА не выйдет.
В идеале из стабилизатора можно выжать токи от 8 мА до 1 А. Однако при токах больше 200-300 мА крайне желателен радиатор. Гнать токи более 700-800 мА в принципе не желательно. Указанный в даташите 1А — это пиковое значение, в реальности стабилизатор скорее всего перегреется. На основании сказанного можно заключить, что диапазон выходных токов составляет 10-700 мА.
Сопротивление нагрузки
В то же время стоит учитывать сопротивление нагрузки. Например если требуется обеспечить 100 мА через нагрузку сопротивлением 100 Ом, то по закону ома получаем напряжение
V= I*R = 0.1 * 100 = 10 Вольт
Такими нехитрыми подсчетами мы получили величину напряжения, которую требуется приложить к нагрузке в 100 Ом, чтобы обеспечить в ней ток в 100мА. Это означает, что для данной задачи рационально поставить стабилизатор 7812 или 7815 на 12вольт и 15 вольт соответственно, дабы иметь запас.
А вот обеспечить такой же ток, через резистор в 10кОм уже не выйдет. Для этого необходимо напряжение в 100 вольт, что данные микросхемы уже не умеют.
Самодельный Регулятор Напряжения
добрый день всем! Не думал, что решу написать, но случай заставил это сделать… Суть — самодельный регулятор! Сам лично перепаял штук 10 со схемой на 3х диодных мостах. Ставил на СУЗУКИ GSX-R600. Первое паял и потом связывался с Человеком из Украины, который или придумал эту схему, или является его последователем по первой линии. Перепроверили всЁ и он работал, но ужасно грелся. Вернее, заметно грелся. Но работал. Был внешне неказист, что мне не нравилось. Потом собрал еще в разных вариациях, но они все странно работали. То напряжение было нестабильно на 14,2, то вообще падало ло 12,5 на повышенных оборотах. Стал решать решение. Собрал из трех частей — мосты, симисторы и сопротивления, управление, чтобы можно было найти ошибку и менять, понимая колебания сборки. Всё сводилось к тому, что с высокой долей вероятности принципиальность работы зависела от состояния самой основной схемы. Есть ксенон или нет, обороты, состояние проводки — дождь, сухо, влияние электронных систем мотоцикла на регулятор… В итоге, работало, но не корректно. Связался с людьми, которые занимаются этим уже лет 8-10. И не просто, а программируют и адаптируют. Кроме того, электронщики, понимающие именно допустимость параметров и скорости срабатывания элементов, ампераж и мощности… ИТОГ: купил реде-регулятор на 40 ампер с высокооборотистого мотоцикла (супер-байк BMW S1000RR — штатно устанавливается на ДУКАТИ, КАВАСАКИ и т.д с объемом от 800-1000 и до 1400). Обошлось в 2700 рублей. Поставил. На низах вообще холодное, при 4000-5000 оборотов, пока возможно не оглохнуть в гараже, чуть греется. Это без ближнего света. Работа в пределах 14,2-13,9. На высоких оборотах немного растет — до 14,3-14,4 — показания в цепи, в районе нагрузки освещения. Добавил ближний. Характеристики не поменялись. На аккумуляторе — 14,06-14,2. Добавил дальний. Просто упало напряжение до 12,8 в цепи (но это + 2е лампы на 12 V, 55W). Возможно, что данное реле немного слабовато по силе тока для моего мота, но работает исправно и адекватно. На аккуме всё по-прежнему стабильно, 13,7-14,2. Аккумулятор новый! Это реле-регулятор шунтирующего типа — принято производителем техники, как штатное (есть еще и не шунтирующего — более энерго-тепло адекватное)! ДУМАЙТЕ, ВЫБИРАЙТЕ! Для Простеньких мотов (или аналоговых чопперов) и скутеров без серьезной электроники, возможно, самодельное реле актуально, но если у вас СУПЕР-БАЙК или СПОРТ-БАЙК! Пожалейте свои нервы и своего верного друга! Это мой вам совет! — ФАКТ ИЗ ЛИЧНОГО ОПЫТА!
Ответить
