Регулятор простой тока: Простой регулятор тока своими руками

Содержание

Простой регулятор тока своими руками

8 основных схем регуляторов своими руками. Топ-6 марок регуляторов из Китая. 2 схемы. 4 Самых задаваемых вопроса про регуляторы напряжения.+ ТЕСТ для самоконтроля

Регулятор напряжения – это специализированный электротехнический прибор, предназначенный для плавного изменения или настройки напряжения, питающего электрическое устройство.

Важно помнить! Приборы этого типа предназначены для изменения и настройки питающего напряжения, а не тока. Ток регулируется полезной нагрузкой!

4 вопроса по теме регуляторов напряжения

  1. Для чего нужен регулятор:

а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

б) Разрывание цепи электрического тока

  1. От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

  1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

  1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

Схема №1.

Самый простой и удобный в эксплуатации регулятор напряжения — это регулятор на тиристорах, включенных встречно. Это создаст выходной сигнал синусоидального вида требуемой величины.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение величиной до 220в, через предохранитель поступает на нагрузку, а по второму проводнику, через кнопку включения синусоидальная полуволна попадает на катод и анод тиристоров VS1 и VS2. А через переменный резистор R2 производится регулировка выходного сигнала. Два диода VD1 и VD2, оставляют после себя только положительную полуволну, поступающую на управляющий электрод одного из тиристоров, что приводит к его открытию.

Важно! Чем выше токовый сигнал на ключе тиристора, тем сильнее он откроется, то есть тем больший ток сможет пропустить через себя.

Для контроля входного питания предусмотрена индикаторная лампочка, а для настройки выходного – вольтметр.

Схема №2.

Отличительная особенность этой схемы — замена двух тиристоров одним симистором. Это упрощает схему, делает ее компактней и проще в изготовлении.

В схеме, также присутствует предохранитель и кнопка включения, и регулировочный резистор R3, а управляет он базой симистора, это один из немногих полупроводниковых приборов с возможностью работать с переменным током. Ток, проходя через резистор R3, приобретает определенное значение, оно и будет управлять степенью открытия симистора. После этого оно выпрямляется на диодном мосту VD1 и через ограничивающий резистор попадает на ключевой электрод симистора VS2. Остальные элементы схемы, такие как конденсаторы С1,С2,С3 и С4 служат для гашения пульсаций входного сигнала и его фильтрации от посторонних шумов и частот нерегламентированной частоты.

Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

  1. Буква, после кодового обозначения симистора говорит о его предельном рабочем напряжении: А – 100В, Б – 200В, В – 300В, Г – 400В. Поэтому не стоит брать прибор с буквой А и Б для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
  2. Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
  3. При использовании симистора в цепях нагрузок с большим потреблением тока, необходимо четко подбирать прибор под заявленную цель. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 ватт каждая будет потреблять суммарно ток величиной 2 ампера. Выбирая по каталогу необходимо смотреть на максимальный рабочий ток прибора. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропустить до 8 А и подойдет для этой нагрузки.

3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

Прибор управляет нагрузкой до 3000 ватт. Построен он на использовании мощного симистора, а затвором или ключом его управляет динистор.

Динистор – это тоже, что и симистор, только без управляющего вывода. Если симистор открывается и начинает пропускать через себя ток, когда на его базе возникает управляющее напряжение и остается открытым пока оно не пропадет, то динистор откроется, если между его анодом и катодом появится разность потенциалов выше барьера открытия. Он будет оставаться незапертым, пока между электродами не упадет ток ниже уровня запирания.

СНиП 3.05.06-85

Как только на управляющий электрод попадет положительный потенциал, он откроется и пропустит переменный ток, и чем сильнее будет этот сигнал, тем выше будет напряжение между его выводами, а значит и на нагрузке. Что бы регулировать степень открытия используется цепь развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта цепь устанавливает предельный ток на ключе симистора, а конденсаторы сглаживают пульсации на входном сигнале.

2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

  1. Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный используют специальные микросхемы серии LM.
  2. Питание микросхем производится только постоянным током.

Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

Микросхемы серии LM предназначены для понижения высокого постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе прибора имеется 3 вывода:

  • Первый вывод – входной сигнал.
  • Второй вывод – выходной сигнал.
  • Третий вывод – управляющий электрод.

Принцип работы прибора очень прост – входное высокое напряжение положительной величины, поступает на входной выход и затем преобразуется внутри микросхемы. Степень трансформации будет зависеть от силы и величины сигнала на управляющей «ножке». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предельного для данной серии.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение, величиной не выше 28 вольт и обязательно выпрямленное подается на схему. Взять его можно с вторичной обмотки силового трансформатора или с регулятора, работающего с высоким напряжением. После этого положительный потенциал поступает на вывод микросхемы 3. Конденсатор С1 сглаживает пульсацию входного сигнала. Переменный резистор R1 величиной 5000 ом задает выходной сигнал. Чем выше ток, который он пропускает через себя, тем выше больше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с выхода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 попадает на нагрузку. Чем выше емкость конденсатор, тем ровнее оно на выходе.

Регулятор напряжения 0 — 220в

Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

  1. КР1157 – отечественная микросхема, с пределом по входному сигналу до 25 вольт и током нагрузки не выше 0.1 ампер.
  2. 142ЕН5А – микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не выше 15 вольт.
  3. TS7805CZ – прибор с допустимыми токами до 1.5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
  4. L4960 – импульсная микросхема с максимальным током нагрузки до 2. 5 А. Входной вольтаж не должен превышать 40 вольт.

РН на 2 транзисторах

Данный вид применяется в схемах особо мощных регуляторов. В этом случае ток на нагрузку также передается через симистор, но управление ключевым выводом происходит через каскад транзисторов. Это реализуется так: переменным резистором регулируется ток, который поступает на базу первого маломощного транзистора, а тот через коллектор-эмиторный переход управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывает и закрывает симистор. Это реализует принцип очень плавного управления огромными токами на нагрузке.

СНиП 3.05.06-85

Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

  1. Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
  2. От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
  3. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
  4. Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они применяются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

4 Схемы РН своими руками и схема подключения

Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

Схема 1.

Очень простая схема для подключения и плавной регулировки паяльника. Используется, чтобы предотвратить разгорание и перегрев жала паяльника. В схеме используется мощный симистор, которым управляет цепочка тиристор-переменный резистор.

СНиП 3.05.06-85

Схема 2.

Схема основанная на использовании микросхемы фазового регулирования типа 1182ПМ1. Она управляет степенью открытия симистора, который управляет нагрузкой. Применяются для плавного регулирования степени светимости лампочек накаливания.

СНиП 3.05.06-85

Схема 3.

Простейшая схема регулирования накалом жала паяльника. Выполнена по очень компактной схеме с использованием легкодоступных компонентов. Управляет нагрузкой один тиристор, степень включения которого регулирует переменный резистор. Также присутствует диод, для защиты от обратного напряжения.

СНиП 3.05.06-85

Схема 4.

Схема, предназначенная для управления уровнем освещения в комнате. Может регулировать степень накала лампочки. Выполнена на основе одного тиристора, который управляется диммером. Поворотом ручки резистора, изменяется воздействие на ключевой вывод тиристора, что изменяет его пропускную способность по электрическому току.

СНиП 3.05.06-85

В наше время товары из Китая стали довольно популярной темой, от общей тенденции не отстают и китайские регуляторы напряжения. Рассмотрим самые популярные китайские модели и сравним их основные характеристики.

Название Мощность Напряжение стабилизации Цена Вес Стоимость одного ватта
Module ME 4000 Вт 0-220 В 6. 68$ 167 г 0.167$
SCR Регулятор 10 000 Вт 0-220 В 12.42$ 254 г 0.124$
SCR Регулятор II 5 000 Вт 0-220 В 9.76$ 187 г 0.195$
WayGat 4 4 000 Вт 0-220 В 4.68$ 122 г 0.097$
Cnikesin 6 000 Вт 0-220 В 11.07$ 155 г 0.185$
Great Wall 2 000 Вт 0-220 В 1.59$ 87 г 0.080$

Существует возможность выбрать любой регулятор именно под свои требования и необходимости. В среднем один ватт полезной мощности стоит менее 20 центов, и это очень выгодная цена. Но все же, стоит обращать внимание на качество деталей и сборки, для товаров из Китая она по-прежнему остается очень низким.

На сегодняшний день многие приборы производятся с возможностью регулировки тока. Таким образом пользователь имеет возможность контролировать мощность устройства. Работать указанные приборы способны в сети с переменным, а также постоянным током. По своей конструкции регуляторы довольно сильно отличаются. Основной деталью устройства можно назвать тиристоры.

Также неотъемлемыми элементами регуляторов являются резисторы и конденсаторы. Магнитные усилители используются только в высоковольтных приборах. Плавность регулировки в устройстве обеспечивается за счет модулятора. Чаще всего можно встретить именно поворотные их модификации. Дополнительно в системе имеются фильтры, которые помогают сглаживать помехи в цепи. За счет этого ток на выходе получается более стабильным, чем на входе.

Схема простого регулятора

Схема регулятора тока обычного типа тиристоры предполагает использовать диодные. На сегодняшний день они отличаются повышенной стабильностью и прослужить способны много лет. В свою очередь, триодные аналоги могут похвастаться своей экономичностью, однако, потенциал у них небольшой. Для хорошей проводимости тока транзисторы применяются полевого типа. Платы в системе могут использоваться самые разнообразные.

Для того чтобы сделать регулятор тока на 15 В, можно смело выбирать модель с маркировкой КУ202. Подача запирающего напряжения происходит за счет конденсаторов, которые устанавливаются в начале цепи. Модуляторы в регуляторах, как правило, применяются поворотного типа. По своей конструкции они довольно просты и позволяют очень плавно изменять уровень тока. Для того чтобы стабилизировать напряжение в конце цепи, применяются специальные фильтры. Высокочастотные их аналоги могут устанавливаться только в регуляторах свыше 50 В. С электромагнитными помехами они справляются довольно хорошо и большой нагрузки на тиристоры не дают.

Устройства постоянного тока

Схема регулятора постоянного тока характеризуется высокой проводимостью. При этом тепловые потери в устройстве являются минимальными. Чтобы сделать регулятор постоянного тока, тиристор требуется диодного типа. Подача импульса в данном случае будет высокой за счет быстрого процесса преобразования напряжения. Резисторы в цепи должны быть способны выдерживать максимальное сопротивление 8 Ом. В данном случае это позволит привести к минимуму тепловые потери. В конечном счете модулятор не будет быстро перегреваться.

Современные аналоги рассчитаны примерно на предельную температуру в 40 градусов, и это следует учитывать. Полевые транзисторы ток способны пропускать в цепи только в одном направлении. Учитывая это, располагаться в устройстве они обязаны за тиристором. В результате уровень отрицательного сопротивления не будет превышать 8 Ом. Высокочастотные фильтры на регулятор постоянного тока устанавливаются довольно редко.

Модели переменного тока

Регулятор переменного тока отличается тем, что тиристоры в нем применяются только триодного типа. В свою очередь, транзисторы стандартно используются полевого вида. Конденсаторы в цепи применяются только для стабилизации. Встретить высокочастотные фильтры в устройствах данного типа можно, но редко. Проблемы с высокой температурой в моделях решаются за счет импульсного преобразователя. Устанавливается он в системе за модулятором. Низкочастотные фильтры используются в регуляторах с мощностью до 5 В. Управление по катоду в устройстве осуществляется за счет подавления входного напряжения.

Стабилизация тока в сети происходит плавно. Для того чтобы справляться с высокими нагрузками, в некоторых случаях применяются стабилитроны обратного направления. Соединяются они транзисторами при помощи дросселя. В данном случае регулятор тока должен быть способным выдерживать максимум нагрузкуи в 7 А. При этом уровень предельного сопротивления в системе обязан не превышать 9 Ом. В этом случае можно надеяться на быстрый процесс преобразования.

Как сделать регулятор для паяльника?

Сделать регулятор тока своими руками для паяльника можно, используя тиристор триодного типа. Дополнительно потребуются биполярные транзисторы и низкочастотный фильтр. Конденсаторы в устройстве применяются в количестве не более двух единиц. Снижение тока анода в данном случае должно происходить быстро. Чтобы решить проблему с отрицательной полярностью, устанавливаются импульсные преобразователи.

Для синусоидального напряжения они подходят идеально. Непосредственно контролировать ток можно за счет регулятора поворотного типа. Однако кнопочные аналоги также встречаются в наше время. Чтобы обезопасить устройство, корпус используется термостойкий. Резонансные преобразователи в моделях также можно встретить. Отличаются они, по сравнению с обычными аналогами, своей дешевизной. На рынке их часто можно встретить с маркировкой РР200. Проводимость тока в данном случае будет невысокой, однако управляющий электрод со своими обязанностями справляться должен.

Приборы для зарядного устройства

Чтобы сделать регулятор тока для зарядного устройства, тиристоры необходимы только триодного типа. Запирающий механизм в данном случае будет контролировать управляющий электрод в цепи. Полевые транзисторы в устройствах используются довольно часто. Максимальной нагрузкой для них является 9 А. Низкочастотные фильтры для таких регуляторов не подходят однозначно. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных помех довольно высокая. Решить эту проблему можно просто, используя резонансные фильтры. В данном случае проводимости сигнала они препятствовать не будут. Тепловые потери в регуляторах также должны быть незначительными.

Применение симисторных регуляторов

Симисторные регуляторы, как правило, применятся в устройствах, мощность которых не превышает 15 В. В данном случае они предельное напряжение способны выдерживать на уровне 14 А. Если говорить про приборы освещения, то они использоваться могут не все. Для высоковольтных трансформаторов они также не подходят. Однако различная радиотехника с ними способна работать стабильно и без каких-либо проблем.

Регуляторы для активной нагрузки

Схема регулятора тока для активной нагрузки тиристоры предполагает использовать триодного типа. Сигнал они способны пропускать в обоих направлениях. Снижение тока анода в цепи происходит за счет понижения предельной частоты устройства. В среднем данный параметр колеблется в районе 5 Гц. Напряжение максимум на выходе должно составлять 5 В. С этой целью резисторы применяются только полевого типа. Дополнительно используются обычные конденсаторы, которые в среднем способны выдерживать сопротивление 9 Ом.

Импульсные стабилитроны в таких регуляторах не редкость. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных колебаний довольно большая и бороться с ней нужно. В противном случае температура транзисторов быстро возрастает, и они приходят в негодность. Чтобы решить проблему с понижающимся импульсом, преобразователи используются самые разнообразные. В данном случае специалистами также могут применяться коммутаторы. Устанавливаются они в регуляторах за полевыми транзисторами. При этом с конденсаторами они соприкасаться не должны.

Как сделать фазовую модель регулятора?

Сделать фазовый регулятор тока своими руками можно при помощи тиристора с маркировкой КУ202. В этом случае подача запирающего напряжения будет проходить беспрепятственно. Дополнительно следует позаботиться о наличии конденсаторов с предельным сопротивлением свыше 8 Ом. Плата для этого дела может быть взята РР12. Управляющий электрод в этом случае обеспечит хорошую проводимость. Импульсные преобразователи в регуляторах данного типа встречаются довольно редко. Связано это с тем, что средний уровень частоты в системе превышает 4 Гц.

В результате на тиристор оказывается сильное напряжение, которое провоцирует возрастание отрицательного сопротивления. Чтобы решить эту задачу, некоторые предлагают использовать двухтактные преобразователи. Принцип их работы построен на инвертировании напряжения. Изготовить самостоятельно регулятор тока данного типа в домашних условиях довольно сложно. Как правило, все упирается в поиски необходимого преобразователя.

Устройство импульсного регулятора

Чтобы сделать импульсный регулятор тока, тиристор потребуется триодного типа. Подача управляющего напряжения осуществляется им с большой скоростью. Проблемы с обратной проводимостью в устройстве решаются за счет транзисторов биполярного типа. Конденсаторы в системе устанавливаются только в парном порядке. Снижение тока анода в цепи происходит за счет смены положения тиристора.

Запирающий механизм в регуляторах данного типа устанавливается за резисторами. Для стабилизации предельной частоты фильтры могут применяться самые разнообразные. Впоследствии отрицательное сопротивление в регуляторе не должно превышать 9 Ом. В данном случае это позволит выдерживать большую токовую нагрузку.

Модели с плавным пуском

Для того чтобы сконструировать тиристорный регулятор тока с плавным пуском, нужно позаботиться о модуляторе. Наиболее популярными на сегодняшний день принято считать поворотные аналоги. Однако они между собой довольно сильно отличаются. В данном случае многое зависит от платы, которая применяется в устройстве.

Если говорить про модификации серии КУ, то они работают на самых простых регуляторах. Особой надежностью они не выделяются и определенные сбои все же дают. Иначе обстоят дела с регуляторами для трансформаторов. Там, как правило, применяются цифровые модификации. В результате уровень искажений сигнала значительно сокращается.

В статье стоит раскрыть тему того, как совершает работу тиристорный регулятор напряжения, схему которого можно более подробно осмотреть в интернете.

В повседневной жизни в большинстве случаев может развиться особая необходимость в регулировании общей мощности бытовых приборов, к примеру, электроплит, паяльника, кипятильника, а также ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и прочего. В этом случае на помощь нам придёт простая и радиолюбительская конструкция — это особый регулятор мощности на тиристоре.

Создать такое устройство не составит особого труда, оно может стать тем первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала в паяльнике у любого начинающего радиолюбителя. Нужно отметить и тот факт, что готовые паяльники на станции с общим контролем температуры и остальными особенными функциями стоят намного больше, чем самые простые модели паяльников. Минимальное число деталей в конструкции поможет собрать несложный тиристорный регулятор мощности с навесным монтажом.

Следует отметить, что навесной тип монтажа — это вариант осуществления сборки радиоэлектронных компонентов без использования при этом специальной печатной платы, а при качественном навыке он помогает быстро собрать электронные устройства со средней сложностью производства.

Также вы можете заказать электронный тип конструктора тиристорного типа регулятора, а тот, кто хочет полностью разобраться во всём самостоятельно, должен изучить некоторые схемы и принцип функционирования прибора.

Между прочим, такое устройство является регулятором общей мощности. Такое устройство может быть применимо для управления общей мощностью либо управлением числа оборотов. Но для начала нужно полностью разобраться в общем принципе функционирования такого устройства, ведь это поможет понять, на какую нагрузку стоит рассчитывать при использовании такого регулятора.

Как совершает свою работу тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, который способен быстро провести ток в одну сторону. Слово управляемый обозначает тиристор не просто так, так как с его помощью, в отличие от диода, который также проводит общий ток лишь к одному полюсу, можно выбирать отдельный момент, когда тиристор начнёт процесс проведения тока.

Тиристор обладает сразу тремя выводами тока:

Чтобы осуществить течение тока через такой тиристор, стоит выполнить следующие условия: деталь обязана в обязательном порядке расположена на самой цепи, которая будет находиться под общим напряжением, на управляющую часть электрода должен быть подан нужный кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление таким тиристор не будет требовать от пользователя удержания управляющего сигнала.

Но в этом все трудности использования такого прибора заканчиваться не будут: тиристор можно легко закрыть, если прервать поступление в него тока по цепи, либо создав обратное напряжение анод — катод. Это будет значить то, что применение тиристора в цепях постоянного тока считается довольно специфичным и в большинстве случаев полностью неблагоразумно, а в цепях переменного, к примеру, в таком устройстве как тиристорный регулятор, схема создана таким методом, чтобы было полностью обеспечено условие для закрытия прибора. Любая данная полуволна будет полностью закрывать соответствующий отдел тиристора.

Вам, скорее всего, сложно понять схему его строения. Но, не нужно расстраиваться — ниже будет более подробно описан процесс функционирования такого устройства.

Область использования тиристорных устройств

В каких целях можно использовать такое устройство, как регулятор мощности тиристор. Такой прибор позволяет более эффективно регулировать мощность нагревательных приборов, то есть осуществлять нагрузку на активные места. Во время работы с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры способны просто не закрыться, что может приводить к выходу такого оборудования из нормальной работы.

Можно ли самостоятельно осуществить регулирование оборотов в двигателе прибора?

Многие из пользователей, которые видели или даже на практике применяли дрели, углошлифовальные машины, которые по-другому называются болгарками, и другими электроинструментами. Они могли легко увидеть, что число оборотов в таких изделиях зависит, главным образом, от общей глубины нажатия на кнопку-курок в устройстве. Такой элемент как раз и будет находиться в тиристорном регуляторе мощности (общая схема такого прибора указана в интернете), при помощи которого и происходит изменение общего числа оборотов.

Стоит обратить своё внимание на то, что регулятор не может самостоятельно менять свои обороты в асинхронных двигателях. Таким образом, напряжение будет полноценно регулироваться на коллекторном двигателе, который оборудован специальным щелочным узлом.

Как работает такое устройство?

Описанные ниже характеристики будет соответствовать большинству схем.

  1. Тиристорный регулятор общей мощности, принцип и особенности работы которого будут основаны на фазовости управления величиной напряжения, изменяет и общую мощность в приборах. Данная особенности заключена в том, что в нормальных производственных условиях на нагрузку могут воздействовать примерные показатели напряжения бытовой сети, которая будет меняться в соответствии с синусоидальным законом. Выше, при описании принципа функционирования работы тиристора было сказано о том, что любой тиристор включает в себя функционирование лишь в одном направлении, то есть осуществляет управление своей полуволной от синусоидов. Что же это может означать?
  2. Если при помощи такого прибора, как тиристор со временем подключать нагрузку в строго определённое время, то показатель действующего напряжения будет довольно низким, так как половина от напряжения (действующее значение, которое и воспроизводит нагрузку) будет намного меньше, чем световое. Такое явление можно рассмотреть на графиках движения.

При этом происходит определённая область, которая будет находиться под особым напряжением. Когда воздействие положительной полуволны окончится и начнётся новый период движения с отрицательно полуволной, то один из таких тиристоров начнёт закрываться, и в это же время откроется новый тиристор.

Вместо слов положительная и отрицательная волна стоит использовать первая и вторая (полуволна).

В то время как на схему начинает своё воздействие первая полуволна, происходит особая зарядка ёмкости С1, а также С2. Скорость их полной зарядки будет ограничена потенциометром R 5. Такой элемент будет полностью переменным, и при его помощи будет задаваться выходное напряжение. В тот момент, когда на поверхности конденсатора С1 появится нужное для открытия диристора VS 3 напряжения, весь динистор откроется, а через него начнёт проходить ток, при помощи которого откроется тиристор VS 1.

Во время пробоя динистра и образуется точка на общем графике. После того как значение напряжение перейдёт нулевую отметку, и схема будет находиться под воздействием второй полуволны, тиристор VS 1, закроется, а процесс будет повторяться, только уже для второго динистра, тиристора, а также конденсатора. Резисторы R 3 и R 3 нужны для ограничения общего тока управления, а R 1 и R 2 — для процесса термостабилизации всей схемы.

Принцип действия второй схемы будет точно такой же, но в ней будет происходить управление лишь одной из полуволн переменного тока. После того, как пользователь будет понимать принцип работы устройства и его общую схему строение, он сможет понять как собрать или же в случае необходимости починить тиристорный регулятор мощности самостоятельно.

Тиристорный регулятор напряжения своими руками

Нельзя сказать о том, что данная схема не обеспечит гальваническую развязку от источника питания, поэтому есть определённая опасность поражения электрическими разрядами тока. Это будет означать то, что не нужно касаться руками элементов регулятора.

Следует спроектировать конструкцию вашего прибора таким образом, чтобы по возможности вы смогли спрятать её в регулируемом устройстве, а также найти более свободное место внутри корпуса. Если регулируемое устройство будет расположено на стационарном уровне, то имеет определённой смысл осуществить его подключение через выключатель с особым регулятором уровня яркости света. Такое решение сможет частично обезопасить человека от поражения током, а также избавит его от необходимости поиска подходящего корпуса у прибора, обладает привлекательным внешним строением, а также создано с использованием промышленных технологий.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

  1. Есть сразу несколько способов осуществления регуляции переменного напряжения в тиристорах: можно совершать пропуск или же запрещать выход на регуляторе целых четыре полупериода (либо периода) переменного напряжения. Можно включать не в начале совершения полупериода сетевого напряжения, а с совершением некоторой задержки. В течение данного времени напряжение на выходе из регулятора будет равняется отметки нуль, а общая мощность не будет передаваться на выход устройства. Вторую часть полупериода тиристор начнёт проводить ток и на выходе регулятора будет возникать особое входное напряжение.
  2. Время задержки в большинстве случаев именуют углом открывания тиристора, так как во время нулевого значения угла почти всё напряжение от входа будет переходить к выходу, только падение на открытой области тиристора начнёт теряться. Во время увеличения общего тиристорного угла регулятор напряжения будет значительно снижать выходной параметр напряжения.
  3. Регулировочная характеристика у такого прибора во время своей работы, во время активной нагрузки осуществляется особо интенсивно. При угле равному 90 градусов (электрических) на выходе из разъёма будет половина входного напряжения, а при общем угле в 180 электрических градусов на выходе будет показатель нуль.

На основе принципов и особенностей фазового регулирования напряжения можно построить определённые схемы регулирования, стабилизации, а в отдельных случаях с плавного пуска. Для осуществления более плавного пуска напряжение стоит со временем повышать от нуля до максимального показателя. Таким образом, во время открывания тиристора максимальный показатель значения должен изменяться до отметки нуль.

Схемы на тиристорах

Регулировать общую мощность паяльника можно довольно просто, если использовать для этого аналоговые или же цифровые паяльные станции. Последние довольно дорогие совершать использование, и собрать их, не имея особого опыта, довольно сложно. В то время как аналоговые приборы (считаются по своей сути регуляторами общей мощности) не составит труда создать самостоятельно.

Довольно простая схема прибора, которая поможет регулировать показатель мощности на паяльнике.

  1. VD — КД209 (либо близкие по его общим характеристикам).
  2. R 1 — сопротивление с особым номиналом в 15 кОм.
  3. R 2 — это резистор, который обладает особым показателем переменного тока около 30 кОм.
  4. Rn — это общая нагрузка (в этом случае вместо неё будет использован особый маятник).

Такое устройство для регуляции может контролировать не только положительный полупериод, по этой причине мощность паяльника будет в несколько раз меньше номинальной. Управляется такой тиристор с помощью специальной цепи, которая несёт в себе два сопротивления, а также ёмкость. Время зарядки конденсата (оно будет регулироваться особым сопротивлением R2) влияет на длительность открытия такого тиристора.

Сделай сам регуляторы тока

Многие современные приборы имеют возможность регулировать свои параметры, в том числе значения тока и напряжения. За счет этого можно настроить любое устройство в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Для этих целей существует регулятор тока, выпускаемый в различных конфигурациях и конструкциях. Процесс регулировки может происходить как с постоянным, так и с переменным током.

Основными рабочими элементами регуляторов служат тиристоры, а также различные типы конденсаторов и резисторов. В высоковольтных устройствах дополнительно используются магнитные усилители. Модуляторы обеспечивают плавность регулировок, а специальные фильтры способствуют сглаживанию помех в цепи. В результате, электрический ток на выходе приобретает более высокую стабильность, чем на входе.

Регулятор тока и напряжения

Регуляторы постоянного и переменного тока имеют свои особенности и отличаются основными параметрами и характеристиками. Например, регулятор напряжения постоянного тока имеет более высокую проводимость, при минимальных потерях тепла. Основой прибора является тиристор диодного типа, обеспечивающий высокую подачу импульса за счет ускоренного преобразования напряжения. Резисторы, используемые в цепи, должны выдерживать значение сопротивления до 8 Ом. За счет этого снижаются тепловые потери, предохраняя модулятор от быстрого перегрева.

Регулятор постоянного тока может нормально функционировать при максимальной температуре 40 0 С. Этот фактор следует обязательно учитывать в процессе эксплуатации. Полевые транзисторы располагаются следом за тиристорами, поскольку они пропускают ток лишь в одном направлении. За счет этого отрицательное сопротивление будет сохраняться на уровне, не превышающем 8 Ом.

Основным отличием регулятора переменного тока является использование в его конструкции тиристоров исключительно триодного типа. Однако полевые транзисторы применяются такие же, как и в регуляторах постоянного тока. Конденсаторы, установленные в цепь, выполняют лишь стабилизирующие функции. Фильтры высокой частоты встречаются очень редко. Все проблемы, связанные с высокими температурами, решаются установкой импульсных преобразователей, расположенных следом за модуляторами. В регуляторах переменного тока, мощность которых не превышает 5 В, применяются фильтры с низкой частотой. Управление по катоду в таких приборах выполняется путем подавления входного напряжения.

Во время регулировок в сети должна быть обеспечена плавная стабилизация тока. При высоких нагрузках схема дополняется стабилитронами обратного направления. Для их соединения между собой используются транзисторы и дроссель. Таким образом, регулятор тока на транзисторе выполняет преобразование тока быстро и без потерь.

Следует отдельно остановиться на регуляторах тока, предназначенных для активных нагрузок. В схемах этих устройств используются тиристоры триодного типа, способные пропускать сигналы в обоих направлениях. Ток анода в цепи снижается в тот период, когда понижается и предельная частота данного устройства. Частота может колебаться в пределах, установленных для каждого прибора. От этого будет зависеть и максимальное выходное напряжение. Для обеспечения такого режима используются резисторы полевого типа и обычные конденсаторы, способные выдерживать сопротивление до 9 Ом.

Очень часто в таких регуляторах применяются импульсные стабилитроны, способные преодолевать высокую амплитуду электромагнитных колебаний. Иначе, в результате быстрого роста температуры транзисторов, они сразу же придут в нерабочее состояние.

Схема регулятора напряжения и тока

Прежде чем рассматривать схему регулятора напряжения, необходимо хотя-бы в общих чертах ознакомиться с принципом его работы. В качестве примера можно взять тиристорный регулятор напряжения, широко распространенный во многих схемах.

Основной деталью таких устройств, как регулятор сварочного тока является тиристор, который считается одним из мощных полупроводниковых устройств. Лучше всего он подходит для преобразователей энергии с высокой мощностью. Управление этим прибором имеет свою специфику: он открывается импульсом тока, а закрывается при падении тока почти до нулевой отметки, то есть ниже тока удержания. В связи с этим, тиристоры преимущественно используются для работы с переменным током.

Регулировать переменное напряжение с помощью тиристоров можно разными способами. Один из них основан на пропуске или запрете целых периодов или полупериодов на выход регулятора. В другом случае тиристор включается не в начале полупериода напряжения, а с небольшой задержкой. В это время напряжение на выходе будет нулевым, соответственно мощность не будет передаваться на выход. Во второй части полупериода тиристором уже будет проводиться ток и на выходе регулятора появится напряжение.

Время задержки известно еще и как угол открытия тиристора. Если он имеет нулевое значение, все входное напряжение будет попадать на выход, а падение напряжения на открытом тиристоре будет потеряно. Когда угол начинает увеличиваться, под действием тиристорного регулятора выходное напряжение будет снижаться. Следовательно, если угол, равен 90 электрическим градусам, на выходе будет лишь половина входного напряжения, если же угол составляет 180 градусов – выходное напряжение будет нулевым.

Принципы фазового регулирования позволяют создать не только регулятор тока и напряжения для зарядного устройства, но и схемы стабилизации, регулирования, а также плавного пуска. В последнем случае напряжение повышается постепенно, от нулевой отметки до максимального значения.

На основе физических свойств тиристоров была создана классическая схема регулятора тока. В случае применения охладителей для диодов и тиристора, полученный регулятор сможет отдавать в нагрузку до 10 А. Таким образом, при напряжении 220 вольт появляется возможность регулировки напряжения на нагрузке, мощностью 2,2 кВт.

Подобные устройства состоят всего из двух силовых компонентов – тиристора и диодного моста, рассчитанных на ток 10 А и напряжение 400 В. Диодный мост осуществляет превращение переменного напряжения в однополярное пульсирующее напряжение. Фазовая регулировка полупериодов выполняется с помощью тиристора.

Для параметрического стабилизатора, ограничивающего напряжение, используется два резистора и стабилитрон. Это напряжение подается на систему управления и составляет 15 вольт. Резисторы включаются последовательно, увеличивая тем самым пробивное напряжение и рассеиваемую мощность. На основании самых простых деталей можно легко изготовить самодельные регуляторы тока, схема которых будет довольно простой. В качестве конкретного примера стоит подробнее рассмотреть тиристорный регулятор сварочного тока.

Схема тиристорного регулятора сварочного тока

Принципы дуговой сварки известны всем, кто сталкивался со сварочными работами. Для получения сварочного соединения, требуется создать электрическую дугу. Она возникает в том момент, когда напряжение подается между сварочным электродом и свариваемым материалом. Под действием тока дуги металл расплавляется, образуя между торцами своеобразную расплавленную ванну. Когда шов остывает, обе металлические детали оказываются крепко соединенными между собой.

В нашей стране частота переменного тока составляет 50 Гц, фазное напряжение питания – 220 В. В каждом сварочном трансформаторе имеется две обмотки – первичная и вторичная. Напряжение вторичной обмотки трансформатора или вторичное напряжение составляет 70 В.

Сварка может проводиться в ручном или автоматическом режиме. В домашних условиях, когда создан регулятор тока и напряжения своими руками, сварочные работы выполняются ручным способом. Автоматическая сварка используется в промышленном производстве при больших объемах работ.

Ручная сварка имеет ряд параметров, подлежащих изменениям и регулировкам. Прежде всего, это касается силы сварочного тока и напряжения дуги. Кроме того, может изменяться скорость электрода, его марка и диаметр, а также количество проходов, требующихся на один шов. В связи с этим, большое значение имеет правильный выбор параметров и поддержание их оптимальных значений в течение всего сварочного процесса. Только таким образом можно обеспечить качественное сварное соединение.

Изменение силы тока при сварке может выполняться различными способами. Наиболее простой из них заключается в установке пассивных элементов во вторичной цепи. В этом случае используется последовательное включение в сварочную цепь резистора или дросселя. В результате, сила тока и напряжение дуги изменяется за счет сопротивления и вызванного им падения напряжения. Дополнительные резисторы позволяют смягчить вольтамперные характеристики источника питания. Они изготавливаются из нихромовой проволоки диаметром 5-10 мм. Данный способ чаще всего используется, когда требуется изготовить регулятор тока. Однако такая конструкция обладает небольшим диапазоном регулировок и сложностями перестройки параметров.

Следующий способ регулировок связан с переключением количества витков трансформаторных обмоток. За счет этого происходит изменение коэффициента трансформации. Данные регуляторы просты в изготовлении и эксплуатации, достаточно всего лишь сделать отводы при намотке витков. Для коммутации применяется переключатель, способный выдерживать большие значения тока и напряжения.

Нередко регулировки осуществляются путем изменения магнитного потока трансформатора. Этот способ также применяется, когда необходимо сделать регулятор тока своими руками. В этом случае для регулировки используется подвижность обмоток, изменение зазора или ввод магнитного шунта.

В электрических схемах для изменения уровня выходного сигнала используется регулятор напряжения. Основное его назначение — изменять подаваемую на нагрузку мощность. C помощью устройства управляют оборотами электродвигателей, уровнем освещённости, громкостью звука, нагревом приборов. В радиомагазинах можно приобрести готовое изделие, но несложно изготовить регулятор напряжения своими руками.

Описание устройства

Регулятором напряжения называется электронный прибор, служащий для повышения или понижения уровня выходного сигнала, в зависимости от величины разности потенциалов на его входе. То есть это устройство, с помощью которого можно управлять значением мощности, подводимой к нагрузке. При этом регулировать подаваемый уровень энергии можно как на реактивной, так и активной нагрузке.

Самым простым устройством, с помощью которого можно изменять уровень сигнала, считается реостат. Он представляет собой резистор, имеющий два вывода, один из которых подвижный. При перемещении ползункового вывода реостата изменяется сопротивление. Для этого он подключается параллельно нагрузке. Фактически это делитель напряжения, позволяющий регулировать величину разности потенциалов на нагрузке в пределах от нуля до значения, выдаваемого источником энергии.

Использование реостата ограничено мощностью, которую можно через него пропустить. Так как при больших значениях тока или напряжения он начинает сильно нагреваться и в итоге перегорает, поэтому на практике применение реостата ограничено. Его используют в параметрических стабилизаторах, элементах электрического фильтра, усилителях звука и регуляторах освещённости небольшой мощности.

Разновидности приборов

По виду выходного сигнала регуляторы разделяют на стабилизированные и нестабилизированные. Также они могут быть аналоговыми и цифровыми (интегральными). Первые строятся на основе тиристоров или операционных усилителей. Их управление осуществляется путём изменения параметров RC цепочки обратной связи. Совместно с ними для повышения мощности применяются биполярные или полевые транзисторы. Работа же интегральных устройств связана с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ), поэтому в цифровой схемотехнике используются микроконтроллеры и силовые транзисторы, работающие в ключевом режиме.

При изготовлении самодельного регулятора напряжения могут быть использованы следующие элементы:

  • резисторы;
  • тиристоры или транзисторы;
  • цифровые или аналоговые интегральные микросхемы.

Первые два типа имеют несложные схемы и довольно просты к самостоятельной сборке. Их можно изготавливать без использования печатной платы с помощью навесного монтажа, в то время как импульсные регуляторы на основе микроконтроллеров требуют более обширных знаний в радиоэлектронике и программировании.

Характеристика регулятора

По своему виду приспособления могут изготавливаться в портативном или стационарном исполнении. Устанавливаются они в любом положении: вертикальном, потолочном, горизонтальном.

Устройства могут крепиться с использованием дин-рейки или встраиваться в различные блоки и приборы. Конструктивно регуляторы возможно изготовить как корпусными, так и без помещения в корпус.

К основным характеристикам устройств относят следующие параметры:

  1. Плавность регулировки. Обозначает минимальный шаг, с которым происходит изменение величины разности потенциалов на выходе. Чем он плавнее, тем точнее можно выставить значение напряжения на выходе.
  2. Рабочая мощность. Характеризуется значением силы тока, которое может пропускать через себя прибор продолжительное время без повреждения своих электронных связей.
  3. Максимальная мощность. Пиковая величина, которую кратковременно выдерживает устройство с сохранением своей работоспособности.
  4. Диапазон входного напряжения. Это значения входного сигнала, с которым устройство может работать.
  5. Диапазон изменяемого сигнала на выходе устройства. Обозначает значения разности потенциалов, которое может обеспечить устройство на выходе.
  6. Тип регулируемого сигнала. На вход устройства может подаваться как переменное, так и постоянное напряжение.
  7. Условия эксплуатации. Обозначает условия, при которых характеристики регулятора не изменяются.
  8. Способ управления. Выставление выходного уровня сигнала может осуществляться пользователем вручную или без его вмешательства.

Особенности изготовления

Изготовить регулирующее приспособление можно несколькими способами. Самый лёгкий -приобрести набор, содержащий уже готовую печатную плату и радиоэлементы, необходимые для сборки своими руками. Кроме них, набор содержит электрическую и принципиальную схему с описанием последовательности действий. Такие наборы называются KIT и предназначены для самых неопытных радиолюбителей.

Другой путь подразумевает самостоятельное приобретение радиокомпонентов и изготовление в случае необходимости печатной платы. Используя второй способ, можно будет сэкономить, но он занимает больше времени.

Существует множество схем разного уровня сложности для самостоятельного изготовления. Но чтобы сделать регулятор напряжения, кроме схемы, понадобится подготовить следующие инструменты, приборы и материалы:

  • паяльник;
  • мультиметр;
  • припой;
  • пинцет;
  • кусачки;
  • флюс;
  • технический спирт;
  • соединительные медные провода.

Если планируется собирать устройство, состоящее из 6 и более элементов, то целесообразно будет смастерить печатную плату. Для этого необходимо иметь фольгированный текстолит, хлорное железо и лазерный принтер.

Техника изготовления печатной платы в домашних условиях называется лазерно-утюжной (ЛУТ). Её суть заключается в распечатывании печатной платы на глянцевом листе бумаги, и переносом изображения на текстолит с помощью проглаживания утюгом. Затем плату погружают в раствор хлорного железа. В нём открытые участки меди растворяются, а закрытые с переведённым изображением формируют необходимые соединения.

При самостоятельном изготовлении прибора важно соблюдать осторожность и помнить про электробезопасность, особенно при работе с сетью переменного тока 220 В. Обычно правильно собранный регулятор из исправных радиодеталей не нуждается в настройке и сразу начинает работать.

Простые схемы

Для управления величиной выходного напряжения для слабо мощных устройств можно собрать простой регулятор напряжения на 2 деталях. Понадобится лишь транзистор и переменный резистор. Работа схемы проста: с помощью переменного резистора происходит индуцирование (отпирание транзистора).

Если управляющий вывод резистора находится в нижнем положении, то напряжение на выходе схемы равно нулю. А если вывод перемещается в верхнее положение, то транзистор максимально становится открытым, а уровень выходного сигнала будет равен напряжению источника питания за вычетом падения разности потенциалов на транзисторе.

При изменении сопротивления регулируется величина напряжения на выходе. В зависимости от типа транзистора изменяется и схема включения. Чем номинал переменного резистора будет меньше, тем регулировка будет плавней. Недостатком схемы является чрезмерный нагрев транзистора, поэтому чем больше будет разница между Uвх и Uвых, тем он будет сильнее нагреваться.

Такую схему удобно применять для регулировки вращения компьютерных вентиляторов или других слабых двигателей, а также светодиодов.

Симисторный вид

Для регулировки переменного напряжения используются симисторные регуляторы, с помощью которых можно управлять мощностью паяльника или лампочки. Собрав схему на недорогом и доступном симисторе BT136, можно изменять мощность нагрузки в пределах 100 ватт.

Для сборки схемы понадобится:

Наименование Номинал Аналог
Резистор R1 470 кОм
Резистор R2 10 кОм
Конденсатор С1 0,1 мкФ х. 400 В
Диод D1 1N4007 1SR35–1000A
Светодиод D2 BL-B2134G BL-B4541Q
Динистор DN1 DB3 HT-32
Симистор DN2 BT136 КУ 208

Принцип работы регулятора заключается в следующем: через цепочку, состоящую из динистора DN1, конденсатора C1 и диода D1, ток поступает на симистор DN2, что приводит к его открытию. Момент открытия зависит от ёмкости C1, которая заряжается через резисторы R1 и R2. Соответственно, изменением сопротивления R1 управляется скорость заряда C1.

Несмотря на простоту, такая схема отлично справляется с регулировкой вольтажа нагревательных устройств, использующих вольфрамовую нить. Но так как такая схема не имеет обратной связи, использовать её для управления оборотами коллекторного электродвигателя нельзя.

Реле напряжения

Для автолюбителей важным элементом является устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети в установленных пределах при изменении различных факторов, например, оборотов генератора, включении или выключении фар. Использующиеся для этого приборы работают по одинаковому принципу – стабилизация напряжения путём изменения тока возбуждения. Иными словами, если уровень сигнала на входе изменяется, то устройство уменьшает или увеличивает ток возбуждения.

Собранная схема своими руками реле-регулятора напряжения должна:

  • работать в широком диапазоне температур;
  • выдерживать скачки напряжения;
  • иметь возможность отключения во время запуска мотора;
  • обладать малым падением разности потенциалов.

Упрощённо принцип работы можно описать в следующем виде: при величине напряжения, превышающей установленное значение, ротор отключается, а при её нормализации запускается вновь. Основным элементом схемы является ШИМ стабилизатор LM 2576 ADJ.

Микросхема TC4420EPA предназначена для моментального переключения транзистора. С помощью резистора R3, конденсатора C1 и стабилитронов VD1, VD2 осуществляется защита микросхемы и полевого транзистора. Резисторы R1 и R2 задают опорное напряжение для стабилизатора. DD1 управляет работой полевого транзистора и ротора. Диод D2 используется для ограничения управляющего напряжения. Индуктивность L1 обеспечивает плавность разрядки ротора через диоды D4 и D5 при размыкании цепи.

Управляемый блок питания

Конструируя различные схемы, радиолюбители часто собирают источники напряжений. Спаяв регулятор постоянного напряжения своими руками, его можно будет использовать как управляемый блок питания в диапазоне от 0 до 12В.

Собираемый источник напряжения состоит из 2 частей: блока питания и параметрического регулятора напряжения. Первая часть изготавливается по классической схеме: понижающий трансформатор — выпрямительный блок. Типом используемого трансформатора, выпрямительных диодов и транзистора определяется мощность устройства. Переменное напряжение сети понижается в трансформаторе до 11 вольт, после чего попадает на диодный мост VD1, где становится постоянным. Конденсатор C1 используется как сглаживающий фильтр. Сигнал поступает на параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R1 и стабилитрона VD2.

Параллельно стабилитрону подключён резистор R2, которым и изменяется уровень выходного напряжения. Транзисторы включены по упрощённой схеме эмиттерного повторителя, и при появлении на их переходах напряжения начинают работать в режиме усиления тока. То есть сигнал, снятый с R2, поступает на выход прибора через транзисторы, которые снижают его значение на величину своего насыщения. Таким образом, чем больше подаётся на них напряжение, тем сильнее они открываются и больше мощности поступает на выход.

Этот регулируемый блок питания может работать с нагрузкой до трёх ампер, то есть обеспечивать мощность до 30 ватт. Если есть опыт, то схема паяется навесным монтажом с использованием проводов любого сечения.

Моделей паяльников в магазинах множество — от дешёвых китайских до дорогих, со встроенным регулятором температуры, продаются даже паяльные станции.

Другое дело, нужна ли та же станция, если подобные работы нужно выполнять раз в год, а то и реже? Проще купить недорогой паяльник. А у кого-то дома сохранились простые, но надёжные советские инструменты. Паяльник, не оснащённый дополнительным функционалом, греет на полную, пока вилка в сети. А отключённый, быстро остывает. Перегретый паяльник способен испортить работу: им становится невозможно прочно припаять что-либо, флюс быстро испаряется, жало окисляется и припой скатывается с него. Недостаточно нагретый инструмент и вовсе может испортить детали — из-за того что припой плохо плавится, паяльник можно передержать впритык к деталям.

Чтобы сделать работу комфортнее, можно собрать своими руками регулятор мощности, который ограничит напряжение и тем самым не даст жалу паяльника перегреваться.

Регуляторы для паяльника своими руками. Обзор способов монтажа

В зависимости от вида и набора радиодеталей, регуляторы мощности для паяльника могут быть разных размеров, с разным функционалом. Можно собрать как небольшое простое устройство, в котором нагрев прекращается и возобновляется нажатием кнопки, так и габаритное, с цифровым индикатором и программным управлением.

Возможные виды монтажа в корпус: вилка, розетка, станция

В зависимости от мощности и задач регулятор можно поместить в несколько видов корпуса. Самый простой и довольной удобный — вилка. Для этого можно использовать зарядное устройство для сотового телефона или корпус любого адаптера. Останется только найти ручку и поместить её в стенке корпуса. Если корпус паяльника позволяет (там достаточно места), можно разместить плату с деталями в нём.

Другой вид корпуса для несложных регуляторов — розетка. Она может быть как одинарной, так и представлять собой тройник-удлинитель. В последнем можно очень удобно поставить ручку со шкалой.

Вариантов монтажа регулятора с индикатором напряжения тоже может быть несколько. Все зависит от сообразительности радиолюбителя и фантазии. Это может быть как очевидный вариант — удлинитель с вмонтированным туда индикатором, так и оригинальные решения.

Собрать можно даже подобие паяльной станции, установить на ней подставку для паяльника (её можно купить отдельно). При монтаже нельзя забывать о правилах безопасности. Детали нужно изолировать — например, термоусадочной трубкой.

Варианты схем в зависимости от ограничителя мощности

Регулятор мощности можно собрать по разным схемам. В основном различия состоят в полупроводниковой детали, приборе, который будет регулировать подачу тока. Это может быть тиристор или симистор. Для более точного управления работой тиристора или симистора в схему можно добавить микроконтроллер.

Можно сделать простейший регулятор с диодом и выключателем — для того чтобы оставить паяльник в рабочем состоянии на какое-то (возможно, длительное) время, не давая ему ни остывать, ни перегреваться. Остальные регуляторы дают возможность задать температуру жала паяльника более плавно — под различные нужды. Сборка устройства по любой из схем производится схожим способом. В фотографиях и видеороликах приведены примеры того, как можно собрать регулятор мощности для паяльника своими руками. На их основе можно сделать прибор с нужными лично вам вариациями и по собственной схеме.

Тиристор — своеобразный электронный ключ. Пропускает ток только в одном направлении. В отличие от диода у тиристора 3 выхода — управляющий электрод, анод и катод. Открывается тиристор посредством подачи импульса на электрод. Закрывается при смене направления или прекращении подачи проходящего через него тока.

Симистор, или триак — вид тиристора, только в отличие от этого прибора, двусторонний, проводит ток в обоих направлениях. Представляет собой, по сути, два тиристора, соединённые вместе.

В схему регулятора мощности для паяльника — зависимости от его возможностей — включают следующие редиодетали.

Резистор — служит для преобразования напряжения в силу тока и обратно. Конденсатор — основная роль этого прибора в том, что он перестаёт проводить ток, как только разряжается. И начинает проводить вновь — по мере того как заряд достигает нужной величины. В схемах регуляторов конденсатор служит для того, чтобы выключить тиристор. Диод — полупроводник, элемент, который пропускает ток в прямом направлении и не пропускает в обратном. Подвид диода — стабилитрон — используется в устройствах для стабилизации напряжения. Микроконтроллер — микросхема, при помощи которой обеспечивается электронное управление устройством. Бывает разной степени сложности.

Схема с выключателем и диодом

Такой тип регулятора самый простой в сборке, с наименьшим количеством деталей. Его можно собирать без платы, на весу. Выключатель (кнопка) замыкает цепь — на паяльник подаётся всё напряжение, размыкает — напряжение падает, температура жала тоже. Паяльник при этом остаётся нагретым — такой способ хорош для режима ожидания. Подойдёт выпрямительный диод, рассчитанный на ток от 1 Ампера.

Сборка двухступенчатого регулятора на весу
  1. Подготовить детали и инструменты: диод (1N4007), выключатель с кнопкой, кабель с вилкой (это может быть кабель паяльника или же удлинителя — если есть страх испортить паяльник), провода, флюс, припой, паяльник, нож.
  2. Зачистить, а потом залудить провода.
  3. Залудить диод. Припаять провода к диоду. Удалить лишние концы диода. Надеть термоусадочные трубки, обработать нагревом. Можно также использовать электроизоляционную трубку — кембрик. Подготовить кабель с вилкой в том месте, где удобнее будет крепить выключатель. Разрезать изоляцию, перерезать один из находящихся внутри проводов. Часть изоляции и второй провод оставить целыми. Зачистить концы разрезанного провода.
  4. Расположить диод внутри выключателя: минус диода — к вилке, плюс — к выключателю.
  5. Скрутить концы разрезанного провода и проводов, подсоединённых к диоду. Диод должен находиться внутри разрыва. Провода можно спаять. Подключить к клеммам, затянуть винты. Собрать выключатель.
Регулятор с выключателем и диодом — пошагово и наглядно

Регулятор на тиристоре

Регулятор с ограничителем мощности — тиристором — позволяет плавно устанавливать температуру паяльника от 50 до 100%. Для того чтобы расширить эту шкалу (от нуля до 100%), в схему нужно добавить диодный мост. Сборка регуляторов и на тиристоре, и на симисторе совершает сходным образом. Метод можно применить для любого устройства такого типа.

Сборка тиристорного (симисторного) регулятора на печатной плате
  1. Сделать монтажную схему — наметить удобное расположение всех деталей на плате. Если плата приобретается — монтажная схема идёт в комплекте.
  2. Подготовить детали и инструменты: печатную плату (её нужно сделать заранее согласно схеме или купить), радиодетали — см. спецификацию к схеме, кусачки, нож, провода, флюс, припой, паяльник.
  3. Разместить на плате детали согласно монтажной схеме.
  4. Откусить кусачками лишние концы деталей.
  5. Смазать флюсом и припаять каждую деталь — сначала резисторы с конденсаторами, потом — диоды, транзисторы, тиристор (симистор), динистор.
  6. Подготовить корпус для сборки.
  7. Зачистить, залудить провода, припаять к плате согласно монтажной схеме, установить плату в корпус. Заизолировать места соединения проводов.
  8. Проверить регулятор — подключить к лампе накаливания.
  9. Собрать устройство.
Схема с маломощным тиристором

Тиристор небольшой мощности недорогой, занимает мало места. Его особенность — в повышенной чувствительности. Для управления им используются переменный резистор и конденсатор. Подходит для устройств мощностью не более 40 Вт.

Спецификация

Название Обозначение Вид/Номинал
Тиристор VS2 КУ101Е
Резистор R6 СП-04 / 47К
Резистор R4 СП-04 / 47К
Конденсатор С2 22 мф
Диод VD4 КД209
Диод VD5 КД209
Индикатор VD6
Схема с мощным тиристором

Управление тиристором осуществляется за счёт двух транзисторов. Уровень мощности регулирует резистор R2. Регулятор, собранный по такой схеме, рассчитан на нагрузку до 100 Вт.

Спецификация

Название Обозначение Вид/Номинал
Конденсатор C1 0,1 мкФ
Транзистор VT1 КТ315Б
Транзистор VT2 КТ361Б
Резистор R1 3,3 кОм
Резистор переменный R2 100 кОм
Резистор R3 2,2 кОм
Резистор R4 2,2 кОм
Резистор R5 30 кОм
Резистор R6 100 кОм
Тиристор VS1 КУ202Н
Стабилитрон VD1 Д814В
Диод выпрямительный VD2 1N4004 или КД105В
Сборка тиристорного регулятора по приведённой схеме в корпус — наглядно
Сборка и проверка тиристорного регулятора (обзор деталей, особенности монтажа)
Схема с тиристором и диодным мостом

Такое устройство даёт возможность регулировки мощности от нуля до 100%. В схеме использован минимум деталей.

Спецификация

Название Обозначение Вид / Номинал
Резистор R1 42 кОм
Резистор R2 2,4 кОм
Конденсатор C1 10 мк х 50 В
Диоды VD1-VD4 КД209
Тиристор VS1 КУ202Н

Регулятор на симисторе

Схема регулятора на симисторе с небольшим количеством радиодеталей. Позволяет регулировать мощность от нуля до 100%. Конденсатор и резистор обеспечат чёткую работу симистора — он будет открываться даже при низкой мощности.

Название Обозначение Вид/Номинал
Конденсатор C1 0,1 мкФ
Резистор R1 4,7 кОм
Резистор VR1 500 кОм
Динистор DIAC DB3
Симистор TRIAC BT136–600E
Диод D1 1N4148/16 B
Светодиод LED
Сборка симисторного регулятора по приведённой схеме пошагово

Регулятор на симисторе с диодным мостом

Схема такого регулятора не очень сложная. При этом варьировать мощность нагрузки можно в довольно большом диапазоне. При мощности более 60 Вт лучше посадить симистор на радиатор. При меньшей мощности охлаждение не нужно. Метод сборки такой же, как и в случае с обычным симисторным регулятором.

Регулятор мощности с симистором на микроконтроллере

Микроконтроллер позволяет точно установить и отобразить уровень мощности, обеспечить автоматическое отключение регулятора, если с ним долго не работают. Способ монтажа такого регулятора существенно не отличается от монтажа любого симисторного регулятора. Паяется на печатной плате, которая изготавливается предварительно. Очень важно поставить правильную прошивку.

Спецификация

Название Обозначение Вид/Номинал
Конденсатор C1 0.47 мкФ
Конденсатор C2 1000 пФ
Конденсатор C3 220 В х 6. 3 мкФ
Резистор R1 22 кОм
Резистор R2 22 кОм
Резистор R3 1 кОм
Резистор R4 1 кОм
Резистор R5 100 Ом
Резистор R6 47 Ом
Резистор R7 1 МОм
Резистор R8 430 кОм
Резистор R9 75 Ом
Симистор VS1 BT136–600E
Стабилитрон VD2 1N4733A (5.1v)
Диод VD1 1N4007
Микроконтроллер DD1 PIC 16F628
Индикатор HG1 АЛС333Б

Рекомендации по проверке и наладке

Перед монтажом собранный регулятор можно проверить мультиметром. Проверять нужно только с подключённым паяльником, то есть под нагрузкой. Вращаем ручку резистора — напряжение плавно изменяется.

В регуляторах, собранных по некоторым из приведённых здесь схем, уже будут стоять световые индикаторы. По ним можно определить, работает ли устройство. Для остальных самая простая проверка — подключить к регулятору мощности лампочку накаливания. Изменение яркости наглядно отразит уровень подаваемого напряжения.

Регуляторы, где светодиод находится в цепи последовательно с резистором (как на схеме с маломощным тиристором), можно наладить. Если индикатор не горит, нужно подобрать номинал резистора — взять с меньшим сопротивлением, пока яркость не будет приемлемой. Слишком большой яркости добиваться нельзя — сгорит индикатор.

Как правило, регулировка при правильно собранной схеме не требуется. При мощности обычного паяльника (до 100 Вт, средняя мощность — 40 Вт) ни один из регуляторов, собранных по вышеприведённым схемам, не требует дополнительного охлаждения. Если паяльник очень мощный (от 100 Вт), то тиристор или симистор нужно установить на радиатор во избежание перегрева.

Регулятор мощности для паяльника можно собрать своими руками, ориентируясь на собственные возможности и потребности. Существует немало вариантов схем регулятора с различными ограничителями мощности и разными средствами управления. Здесь приведены некоторые, самые простые из них. А небольшой обзор корпусов, в которые можно смонтировать детали, поможет выбрать формат устройства.

Регулятор тока и напряжения своими руками

Многие современные приборы имеют возможность регулировать свои параметры, в том числе значения тока и напряжения. За счет этого можно настроить любое устройство в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Для этих целей существует регулятор тока, выпускаемый в различных конфигурациях и конструкциях. Процесс регулировки может происходить как с постоянным, так и с переменным током.

Регулятор тока и напряжения

Основными рабочими элементами регуляторов служат тиристоры, а также различные типы конденсаторов и резисторов. В высоковольтных устройствах дополнительно используются магнитные усилители. Модуляторы обеспечивают плавность регулировок, а специальные фильтры способствуют сглаживанию помех в цепи. В результате, электрический ток на выходе приобретает более высокую стабильность, чем на входе.

Регуляторы постоянного и переменного тока имеют свои особенности и отличаются основными параметрами и характеристиками. Например, регулятор напряжения постоянного тока имеет более высокую проводимость, при минимальных потерях тепла. Основой прибора является тиристор диодного типа, обеспечивающий высокую подачу импульса за счет ускоренного преобразования напряжения. Резисторы, используемые в цепи, должны выдерживать значение сопротивления до 8 Ом. За счет этого снижаются тепловые потери, предохраняя модулятор от быстрого перегрева.

Регулятор постоянного тока может нормально функционировать при максимальной температуре 40С. Этот фактор следует обязательно учитывать в процессе эксплуатации. Полевые транзисторы располагаются следом за тиристорами, поскольку они пропускают ток лишь в одном направлении. За счет этого отрицательное сопротивление будет сохраняться на уровне, не превышающем 8 Ом.

Основным отличием регулятора переменного тока является использование в его конструкции тиристоров исключительно триодного типа. Однако полевые транзисторы применяются такие же, как и в регуляторах постоянного тока. Конденсаторы, установленные в цепь, выполняют лишь стабилизирующие функции. Фильтры высокой частоты встречаются очень редко. Все проблемы, связанные с высокими температурами, решаются установкой импульсных преобразователей, расположенных следом за модуляторами. В регуляторах переменного тока, мощность которых не превышает 5 В, применяются фильтры с низкой частотой. Управление по катоду в таких приборах выполняется путем подавления входного напряжения.

Во время регулировок в сети должна быть обеспечена плавная стабилизация тока. При высоких нагрузках схема дополняется стабилитронами обратного направления. Для их соединения между собой используются транзисторы и дроссель. Таким образом, регулятор тока на транзисторе выполняет преобразование тока быстро и без потерь.

Следует отдельно остановиться на регуляторах тока, предназначенных для активных нагрузок. В схемах этих устройств используются тиристоры триодного типа, способные пропускать сигналы в обоих направлениях. Ток анода в цепи снижается в тот период, когда понижается и предельная частота данного устройства. Частота может колебаться в пределах, установленных для каждого прибора. От этого будет зависеть и максимальное выходное напряжение. Для обеспечения такого режима используются резисторы полевого типа и обычные конденсаторы, способные выдерживать сопротивление до 9 Ом.

Очень часто в таких регуляторах применяются импульсные стабилитроны, способные преодолевать высокую амплитуду электромагнитных колебаний. Иначе, в результате быстрого роста температуры транзисторов, они сразу же придут в нерабочее состояние.

Схема регулятора напряжения и тока

Прежде чем рассматривать схему регулятора напряжения, необходимо хотя-бы в общих чертах ознакомиться с принципом его работы. В качестве примера можно взять тиристорный регулятор напряжения, широко распространенный во многих схемах.

Основной деталью таких устройств, как регулятор сварочного тока является тиристор, который считается одним из мощных полупроводниковых устройств. Лучше всего он подходит для преобразователей энергии с высокой мощностью. Управление этим прибором имеет свою специфику: он открывается импульсом тока, а закрывается при падении тока почти до нулевой отметки, то есть ниже тока удержания. В связи с этим, тиристоры преимущественно используются для работы с переменным током.

Регулировать переменное напряжение с помощью тиристоров можно разными способами. Один из них основан на пропуске или запрете целых периодов или полупериодов на выход регулятора. В другом случае тиристор включается не в начале полупериода напряжения, а с небольшой задержкой. В это время напряжение на выходе будет нулевым, соответственно мощность не будет передаваться на выход. Во второй части полупериода тиристором уже будет проводиться ток и на выходе регулятора появится напряжение.

Время задержки известно еще и как угол открытия тиристора. Если он имеет нулевое значение, все входное напряжение будет попадать на выход, а падение напряжения на открытом тиристоре будет потеряно. Когда угол начинает увеличиваться, под действием тиристорного регулятора выходное напряжение будет снижаться. Следовательно, если угол, равен 90 электрическим градусам, на выходе будет лишь половина входного напряжения, если же угол составляет 180 градусов – выходное напряжение будет нулевым.

Принципы фазового регулирования позволяют создать не только регулятор тока и напряжения для зарядного устройства, но и схемы стабилизации, регулирования, а также плавного пуска. В последнем случае напряжение повышается постепенно, от нулевой отметки до максимального значения.

На основе физических свойств тиристоров была создана классическая схема регулятора тока. В случае применения охладителей для диодов и тиристора, полученный регулятор сможет отдавать в нагрузку до 10 А. Таким образом, при напряжении 220 вольт появляется возможность регулировки напряжения на нагрузке, мощностью 2,2 кВт.

Подобные устройства состоят всего из двух силовых компонентов – тиристора и диодного моста, рассчитанных на ток 10 А и напряжение 400 В. Диодный мост осуществляет превращение переменного напряжения в однополярное пульсирующее напряжение. Фазовая регулировка полупериодов выполняется с помощью тиристора.

Для параметрического стабилизатора, ограничивающего напряжение, используется два резистора и стабилитрон. Это напряжение подается на систему управления и составляет 15 вольт. Резисторы включаются последовательно, увеличивая тем самым пробивное напряжение и рассеиваемую мощность. На основании самых простых деталей можно легко изготовить самодельные регуляторы тока, схема которых будет довольно простой. В качестве конкретного примера стоит подробнее рассмотреть тиристорный регулятор сварочного тока.

Схема тиристорного регулятора сварочного тока

Принципы дуговой сварки известны всем, кто сталкивался со сварочными работами. Для получения сварочного соединения, требуется создать электрическую дугу. Она возникает в том момент, когда напряжение подается между сварочным электродом и свариваемым материалом. Под действием тока дуги металл расплавляется, образуя между торцами своеобразную расплавленную ванну. Когда шов остывает, обе металлические детали оказываются крепко соединенными между собой.

В нашей стране частота переменного тока составляет 50 Гц, фазное напряжение питания – 220 В. В каждом сварочном трансформаторе имеется две обмотки – первичная и вторичная. Напряжение вторичной обмотки трансформатора или вторичное напряжение составляет 70 В.

Сварка может проводиться в ручном или автоматическом режиме. В домашних условиях, когда создан регулятор тока и напряжения своими руками, сварочные работы выполняются ручным способом. Автоматическая сварка используется в промышленном производстве при больших объемах работ.

Ручная сварка имеет ряд параметров, подлежащих изменениям и регулировкам. Прежде всего, это касается силы сварочного тока и напряжения дуги. Кроме того, может изменяться скорость электрода, его марка и диаметр, а также количество проходов, требующихся на один шов. В связи с этим, большое значение имеет правильный выбор параметров и поддержание их оптимальных значений в течение всего сварочного процесса. Только таким образом можно обеспечить качественное сварное соединение.

Изменение силы тока при сварке может выполняться различными способами. Наиболее простой из них заключается в установке пассивных элементов во вторичной цепи. В этом случае используется последовательное включение в сварочную цепь резистора или дросселя. В результате, сила тока и напряжение дуги изменяется за счет сопротивления и вызванного им падения напряжения. Дополнительные резисторы позволяют смягчить вольтамперные характеристики источника питания. Они изготавливаются из нихромовой проволоки диаметром 5-10 мм. Данный способ чаще всего используется, когда требуется изготовить регулятор тока. Однако такая конструкция обладает небольшим диапазоном регулировок и сложностями перестройки параметров.

Следующий способ регулировок связан с переключением количества витков трансформаторных обмоток. За счет этого происходит изменение коэффициента трансформации. Данные регуляторы просты в изготовлении и эксплуатации, достаточно всего лишь сделать отводы при намотке витков. Для коммутации применяется переключатель, способный выдерживать большие значения тока и напряжения.

Нередко регулировки осуществляются путем изменения магнитного потока трансформатора. Этот способ также применяется, когда необходимо сделать регулятор тока своими руками. В этом случае для регулировки используется подвижность обмоток, изменение зазора или ввод магнитного шунта.

Простой регулятор тока сварочного трансформатора CAVR.

ru

Рассказать в:

 Простой регулятор тока сварочного трансформатора   Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. В промышленных аппаратах используют разные способы регулировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. К недостаткам такой регулировки надо отнести сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении. Наиболее оптимальный вариант — еще при намотке вторичной обмотки сделать ее с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно для подстройки тока, но не для его регулировки в широких пределах. Кроме того, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. Так, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200 А.  Другое дело — цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше. После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на рис.1. При предельной простоте и доступности элементной базы он прост в управлении, не требует настроек и хорошо зарекомендовал себя в работе — работает не иначе, как «часики». Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока (рис.2). Среднее значение тока при этом уменьшается. Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2. При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора. Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети. Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно. Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, мож- но заменить динисторами (рис.3). Аноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А. В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308. Вполне реальна замена их более современны- ми маломощными высокочастотными, имеющими близкие параметры. Переменный резистор типа СП-2, остальные типа МЛТ. Конденсаторы типа МБМ или МБТ на рабочее напряжение не менее 400 В. Правильно собранный регу-лятор не требует налаживания. Необходимо лишь убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме (или в стабильном включении динисторов). Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с сетью. Все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса.Литература:
1. Медведев А. ЮТ. От регулятора до антенны. 
2. Зубаль И. Сварочный трансформатор своими руками//Радiоаматор.- 2000.-№5.



Раздел:
[Cварочное оборудование]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:



Простой и надежный регулятор постоянного тока для сварки и зарядки

Предлагается конструкция удобного и надёжного регулятора постоянного тока. Диапазон изменения им напряжения — от 0 до 0,86 U2, что позволяет использовать этот ценный прибор для различных целей. Например, для зарядки аккумуляторных батарей большой ёмкости, питания электронагревательных элементов, а главное — для проведения сварочных работ как обычным электродом, так и из нержавеющей стали, при плавной регулировке тока.

Принципиальная электрическая схема регулятора постоянного тока.

График, поясняющий работу силового блока, выполненного по однофазной мостовой несимметричной схеме (U2 — напряжение, поступающее со вторичной обмотки сварочного трансформатора, alpha — фаза открывания тиристора, t — время).

Регулятор может подключаться к любому сварочному трансформатору с напряжением вторичной обмотки U2=50…90В. Предлагаемая конструкция очень компактна. Общие габариты не превышают размеры обычного нерегулируемого выпрямителя типа «мостик» для сварки постоянным током.

Схема регулятора состоит из двух блоков: управления А и силового В. Причём первый представляет собой не что иное, как фазоимпульсный генератор. Выполнен он на базе аналога однопереходного транзистора, собранного из двух полупроводниковых приборов n-p-n и p-n-p типов. С помощью переменного резистора R2 регулируется постоянный ток конструкции.

В зависимости от положения движка R2 конденсатор С1 заряжается здесь до 6,9 В с различной скоростью. При превышении же этого напряжения транзисторы резко открываются. И С1 начинает разряжаться через них и обмотку импульсного трансформатора Т1.

Тиристор, к аноду которого подходит положительная полуволна (импульс передаётся через вторичные обмотки), при этом открывается.

В качестве импульсного можно использовать промышленные трёхобмоточные ТИ-3, ТИ-4, ТИ-5 с коэффициентом трансформации 1:1:1. И не только эти типы. Хорошие, например, результаты дает использование двух двухобмоточных трансформаторов ТИ-1 при последовательном соединении первичных обмоток.

Причём все названные типы ТИ позволяют изолировать генератор импульсов от управляющих электродов тиристоров.

Только есть одно «но». Мощность импульсов во вторичных обмотках ТИ недостаточна для включения соответствующих тиристоров во втором (см. схему), силовом блоке В. Выход из этой «конфликтной» ситуации был найден элементарный. Для включения мощных использованы маломощные тиристоры с высокой чувствительностью по управляющему электроду.

Силовой блок В выполнен по однофазной мостовой несимметричной схеме. То есть тиристоры трудятся здесь в одной фазе. А плечи на VD6 и VD7 при сварке работают как буферный диод.

Монтаж? Его можно выполнить и навесным, базируясь непосредственно на импульсном трансформаторе и других относительно «крупногабаритных» элементах схемы. Тем более что соединяемых в данную конструкцию радиодеталей, как говорится, минимум-миниморум.

Прибор начинает работать сразу, без каких-либо наладок. Соберите себе такой — не пожалеете.

А.ЧЕРНОВ, г. Саратов. Моделист-конструктор 1994 №9.

Тиристорный регулятор напряжения своими руками: конструктивные особенности

На чтение 6 мин. Просмотров 64 Опубликовано Обновлено

Из-за использования в повседневной жизни большого количества электрических приборов (микроволновок, электрочайников, компьютеров и т.д.) нередко возникает необходимость регулировки их мощностей. Для этого применяют регулятор напряжения на тиристоре. Оно имеет простую конструкцию, поэтому собрать его самостоятельно несложно.

Нюансы в конструкции

Регулятор напряжения на тиристоре

Тиристор – это управляемый полупроводник. При необходимости он может очень быстро провести ток в нужном направлении. От привычных диодов устройство отличается тем, что имеет возможность контролировать момент подачи напряжения.

Регулятор состоит из трех компонентов:

  • катод – проводник, подключаемый к отрицательному полюсу источника питания;
  • анод – элемент, присоединяемый к положительному полюсу;
  • управляемый электрод (модулятор), который полностью охватывает катод.

Регулятор функционирует при соблюдении нескольких условий:

  • тиристор должен попадать в схему под общее напряжение;
  • модулятор должен получать кратковременный импульс, позволяющий устройству контролировать мощность электроприбора. В отличие от транзистора регулятору не требуется удержание этого сигнала.

Тиристор не применяется в схемах с постоянным током, поскольку он закрывается, если нет напряжения в цепи. В то же время в приборах с переменным током регистр необходим. Это связано с тем, что в подобных схемах имеется возможность полностью закрыть полупроводниковый элемент. С этим справится любая полуволна, если возникнет такая потребность.

Тиристор обладает двумя устойчивыми положениями («открыто» или «закрыто»), которые переключаются при помощи напряжения. При появлении нагрузки он включается, при пропадании электрического тока выключается. Собирать подобные регуляторы учат начинающих радиолюбителей. Заводские паяльники, имеющие регулировку температуры жала, стоят дорого. Гораздо дешевле купить простой паяльник и самому собрать для него регистр напряжения.

Существует несколько схем монтажа устройства. Самый несложный – это навесной тип. При его сборке не используют печатную плату. Не потребуется также специальные навыки при монтаже. Сам процесс занимает мало времени. Поняв принцип работы регистра, будет просто разобраться в схемах и рассчитать оптимальную мощность для идеальной работы оборудования, где тиристор установлен.

Область применения и цели использования

Применение тиристорного регулятора мощности

Используют тиристор во многих электроинструментах: строительных, столярных бытовых и прочих. Он играет в схемах роль ключа при коммутации токов, при этом работая от малых импульсов. Выключается только при нулевом уровне напряжении в цепи. К примеру, тиристор контролирует скорость работы ножей в блендере, регулирует быстроту нагнетания воздуха в фене, координирует мощность нагревательных элементов в приборах, а также выполняет другие не менее важные функции.

В схемах с высокоиндуктивной нагрузкой, где ток отстает от напряжения, тиристоры могут не закрываться полностью, что приведет к поломке оборудования. В строительных приборах (дрелях, шлифовальных машинах, болгарках и т.д.) тиристор переключается при нажатии кнопки, которая находится в общем с ним блоке. При этом происходят изменения в работе двигателя.

Тиристорный регулятор отлично работает в коллекторном двигателе, где есть щёточный узел. В асинхронных движках устройство менять обороты не сможет.

Принцип действия

Специфика работы прибора заключается в том, что напряжение в нем регулируется мощностью, в также электроперебоями в сети. Регулятор тока на тиристоре при этом пропускает его только в одном конкретном направлении. Если устройство не отключить, оно так и будет продолжать работать, пока его не выключат после определенных действий.

Изготавливая тиристорный регулятор напряжения своими руками, в конструкции следует предусмотреть достаточно свободного места для установки управляющей кнопки или рычага. При сборке по классической схеме имеет смысл использовать в конструкции специальный выключатель, который при изменении уровня напряжения светит разными цветами. Это обезопасит человека от возникновения неприятных ситуаций, поражений током.

Способы закрывания тиристора

Выключение тиристора путем изменения полярности напряжения между катодом и анодом

Подача импульса на управляющий электрод неспособна прекратить его работу или закрыть. Модулятор только включает тиристор. Прекращение действия последнего происходит только после того, как на ступени катод-анод прерывается подача тока.

Регулятор напряжения на тиристоре ку202н закрывается следующими способами:

  • Отключить схему от блока питания (батарейки). Устройство при этом не заработает до тех пор, пока не будет нажата специальная кнопка.
  • Размокнуть соединение анод-катод с помощью проволоки или пинцета. Через эти элементы идет все напряжение, поступая в тиристор. Если перемычку разомкнуть, уровень тока окажется нулевым и устройство выключится.
  • Уменьшить напряжение до минимального.

Простой регулятор напряжения

Схема регулятора мощности для паяльника

Даже самая простая радиодеталь состоит из генератора, выпрямителя, аккумулятора, а также переключателя напряжения. Такие устройства обычно не содержат стабилизаторов. Сам же тиристорный регулятор тока состоит из таких элементов:

  • диод – 4 шт.;
  • транзистор – 1 шт;
  • конденсатор – 2 шт.;
  • резистор – 2 шт.

Чтобы избежать перегрева транзистора, к нему устанавливают систему охлаждения. Желательно, чтобы последняя имела большой запас мощности, которая позволит заряжать в дальнейшем аккумуляторы с невысокой емкостью.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

Изменяют переменное электрическое напряжение при помощи таких электрических приборов, как: тиратрон, тиристор и прочие. При изменении угла этих структур на нагрузку подаются неполными полуволнами, а в результате регулируется действующее напряжение. Искажение вызывает возрастание тока и падение напряжения. Последнее меняет форму из синусоидальной в несинусоидальную.

Схемы на тиристорах

Система включится после того, как на конденсаторе соберется достаточно напряжения. При этом момент открытия контролируется при помощи резистора. На схеме он обозначен как R2. Чем медленнее заряжается конденсатор, тем больше сопротивления у этого элемента. Регулируется электроток через управляющий электрод.

Эта схема дает возможность контролировать полную мощность в устройстве, так как регулируются два полупериода. Это возможно благодаря установке в диодном мосте тиристора, который воздействует на одну из полуволн.

Регулятор напряжения, схема которого представлена выше, имеет упрощенную конструкцию. Контролируется здесь одна полуволна, в то время как другая без изменений проходит через VD1. Работает по аналогичному сценарию.

При работе с тиристором импульс на управляющий электрод следует подавать в определенный момент, чтобы срез фаз достиг требуемой величины. Нужно определять переход полуволны в нулевой уровень, иначе регулировка не будет эффективной.

Простой регулятор сварочного тока

Каждый, не имеющий сварочного аппарата, мечтает его приобрести. Каждый, имеющий сварочный аппарат мечтает, чтобы он варил … ну, как на заводе (фабрике и т.п.). Увы, наша домашняя (гаражная) однофазная электрическая сеть заметно отличается от промышленной — трехфазной, да и конструкции домашних сварочников тоже далеки от совершенства. Поэтому чаще всего мы варим переменным током с использованием соответствующих электродов. Некоторые энтузиасты (в т.ч. и я когда-то) ставят на выход сварочного трансформатора выпрямитель, но и в этом случае электродами, рассчитанными на постоянный ток, варить невозможно, ток ведь получается не постоянный, а пульсирующий. Сгладить пульсации теоретически несложно, ставь себе дроссель или конденсатор побольше, но, увы, пульсации таким способом можно фильтровать до определенного предела. Слишком большая индуктивность дросселя приводит к плохому зажиганию дуги и прилипанию электрода, а большая емкость конденсаторов фильтра вызывает маленький «взрыв» при начальном замыкании электрода на свариваемую деталь. Плюс еще одна проблема бытовых сварочных аппаратов — большой ток короткого замыкания, что приводит к перегрузке питающей сети, сильному падению напряжения и … жалобам соседей по улице (гаражу).

Итак, перечень проблем, требующих решения, определен. Далее переходим к описанию приставки к сварочному трансформатору, разработанной и изготовленной автором. Приставка выполняет следующие функции: сглаживание пульсаций постоянного тока; электронная бесступенчатая регулировка тока сварки; ограничение тока короткого замыкания.

Приставка подключается к выходу выпрямителя сварочного трансформатора с напряжением на вторичной обмотке 43 В (без нагрузки).

Основные характеристики:

— напряжение холостого хода — 60 В

— максимальный сварочный ток — 120 А

— пределы регулирования тока — 15 A … 120 А

— ток к.з. при токе сварки — 100 А … 130 А

Конструктивно приставка разделена на силовую часть и блок управления (БУ).

Рис.1. Принципиальная схема блока управления

БУ (см. схему 1) состоит из задающего генератора на микросхеме DD1, усилителя сигнала датчика тока ДТ на транзисторах VT1, VT2 и формирователя импульсов управления (DD2, VT3).

Задающий генератор выдает импульсы частотой 20 кГц, которые поступают на запускающий вход одновибратора DD2. Длительность импульсов, формируемых одновибратором, зависит от тока в цепи заряда конденсатора С4. Максимальная ширина импульса (при полностью запертом транзисторе VT2) определяется суммой сопротивлений R8 и R9. При открытии VT2 ширина выходного импульса одновибратора уменьшается. Диапазон изменения длительности импульса от 45 до 0,5 мкс. Транзистором VT2 управляет усилитель на VT1, на затвор которого поступает сигнал с датчика тока ДТ. При увеличении сварочного тока возрастает напряжение ДТ, что приводит к увеличению тока стока VT1, приоткрывается транзистор VT2, увеличивается ток заряда конденсатора С4 и уменьшается ширина импульса на выходе DD2, что приводит к снижению тока на выходе регулятора.

Крутизну характеристики усилителя на VT1, VT2 регулирует потенциометр R5 — регулятор сварочного тока. Диод VD1 на входе определяет пороговый уровень напряжения, с которого начинается ограничение тока сварки. Для обеспечения стабильной работы конденсаторы С1 и С4 должны иметь минимальный ТКЕ. Транзистор VT2 должен иметь коэффициент усиления по току не менее 200.

Рис.2. Принципиальная схема силовой части

Силовая часть (см. схему 2) представляет собой ключевой регулятор с широтно-импульсным управлением. Входной фильтр имеет емкость 35 тыс. мкф (работает и с 20 тыс. мкф, но пульсации выше при сварке большими токами). Транзисторы второго и третьего каскадов включены параллельно. В эмиттерные цепи VT 2,VT3 включены выравнивающие резисторы (5 см проволоки из нихрома ф1,2 мм), в эмиттерах VT4 … VT23 то же, но длина 10 см. Резистор R3 — из двух по 27 ом параллельно (МЛТ-0,5), R4 — из четырех по 10 ом (МЛТ-2). Транзисторы VT2 … VT23 установлены на двух радиаторах (алюминиевые пластины общей площадью около 900 см2). Диоды VD1 …VD6 установлены на ребристом радиаторе (300 см2). Для обдува применяется вентилятор от блока питания компьютера (12 В, 0,1А). Дроссель намотан жгутом из 16 проводов ф1 мм, 9 витков на двойном сердечнике от ТВС-110 (ч/б телевизоры). Сердечники сложены параллельно, между половинками зазор 2,5 мм (прокладки из стеклотекстолита). Датчиком тока служит шунт, изготовленный из нихрома (длина около 130 мм, сечение 20 мм2). Сигнал с шунта поступает на вход БУ а также через добавочный резистор R5 на измерительный прибор — указатель тока сварки. С3 — три конденсатора по 8,2 мкф, на 63 В, типа К73-16. С2 — К50-24, К50-29 или импортные.

НАЛАДКА блока управления:

Проверяют частоту импульсов на выводе 3 микросхемы DD1. Замыкают вход ДТ на массу, ставят резистор R5 в положение минимального тока (движок внизу), R8 — в среднее положение. Резистором R6 устанавливают на выходе 6 микросхемы DD2 длительность импульса 10 мкс. Переводят R5 в положение максимального тока (верхнее по схеме). Резистором R8 устанавливают длительность импульса на выходе 6 DD2 45 мкс. Проверяют работу БУ. При подаче на вход ДТ напряжения от 0 до 1 В ширина импульса на выходе должна изменяться от 45 до 0,5 мкс.

СИЛОВАЯ часть наладки не требует.

Схему разработал Олег Петров

Кроме статьи «Простой регулятор сварочного тока» смотрите также:

Понижающие преобразователи

1,2 А потребляют всего 2,8 мкА при регулировании нулевой нагрузки, принимают 38VIN или 55VIN

В современных системах с батарейным питанием,
продлевает срок службы батареи и разумно
власть управления имеет первостепенное значение. К
экономят электроэнергию, эти системы активно
переключаться между незанятым и активным состояниями.
Регуляторы напряжения в этих системах
должен уметь делать то же самое.
Регулирующий орган также должен поддерживать хорошо регулируемый
выходное напряжение при низком
текущие состояния простоя, чтобы он мог быстро
и автоматически подстраиваться под изменение
условия нагрузки и обеспечить напряжение для
функции поддержания активности.

Например, удаленный мониторинг
системы проводят большую часть своего времени в
состояние холостого хода с низким энергопотреблением, но требуются всплески
высокой мощности для передачи данных.
Микроконтроллеры и память требуют
регулируемое напряжение, даже на холостом ходу, чтобы
держать состояние. Эти типы приложений
требуют минимального потребления тока
в состоянии покоя, чтобы максимально увеличить заряд батареи
жизнь и плавный переход к активной
режим при вызове для подачи нескольких
ватты мощности.

LT3971 и LT3991 сверхнизкие
ток покоя монолитный,
понижающие регуляторы, поддерживающие
высокая производительность как при тяжелых, так и
легкие грузы.Они потребляют всего 1,7 мкА
ток покоя при малой нагрузке
ситуаций, но также может использовать ток до 1,2 А и включать в себя многие функции
высокопроизводительный понижающий регулятор на 1,2 А,
включая программируемый фиксированный
частотная работа, возможность быть
синхронизируется с внешними часами,
мягкий старт и выключение / включение
штырь. Широкий диапазон входного напряжения
эти части — 4,3–38 В для LT3971
и 4,3–55 В для LT3991 — удовлетворяют
требования автомобильной, промышленной,
и распределил принадлежности.

При низкой выходной нагрузке
LT3971 и LT3991 уменьшают
частота переключения для подачи питания
к выходу только при необходимости.Между импульсами тока большая часть
внутренняя схема части выключена,
уменьшить ток покоя до
всего 1,7 мкА. Даже при отсутствии тока нагрузки,
резисторы обратной связи и
утечка на диоде Шоттки
действуют как ток нагрузки в несколько мкА,
увеличение тока покоя
Схема приложения. Используя
сопротивление делителя обратной связи несколько МОм
и диод Шоттки с низким
утечка, всего 2,8 мкА входного тока
потребляется при регулировании 3,3 В
выход без нагрузки от входа 12 В.Приложение на рисунке 1 достигает
низкий входной ток на всем входе
диапазон напряжения при регулировке 3,3 В
выход без нагрузки.

Рис. 1. LT3971 может достигать сверхнизкого входного тока, регулируя выходное напряжение 3,3 В без нагрузки.

Один из способов продемонстрировать низкий
текущая производительность LT3971 составляет
выгнать деталь из заряженной массы
входной конденсатор. Используя 1000 мкФ, 35 В
электролитический конденсатор с меньшей утечкой
чем 1 мкА, заряжен до 16 В, LT3971
может регулировать 3.Выход 3 В без нагрузки
больше часа. Конденсатор 1000 мкФ
сливает со скоростью около 1 В каждые
пять минут до выпадения детали
при входном напряжении 4В. Этот тип
производительности показывает LT3971
потенциал в системах сбора энергии
и системы резервного копирования.

Ток покоя LT3971 равен
исключительно низкий даже по сравнению
к саморазряду аккумулятора. Перезаряжаемый
батареи имеют значительные
саморазряд. Никель-кадмий (NiCd)
батареи теряют от 15% до 20%
их заряд в месяц и никель
металлогидридные (NiMH) батареи
еще хуже.Есть несколько видов
NiMH аккумуляторов с низким саморазрядом
доступны, такие как SANYO
Eneloop, которые теряют около 15%
30% его заряда в год. Свинцово-кислотные
батареи разряжаются на несколько процентов
их заряда в месяц и лития
аккумуляторные батареи разряжаются около
вдвое медленнее.

Эти скорости разряда соответствуют
до более 100 мкА саморазряда в
в худшем случае и десятки мкА в лучшем
дело. Первичные батареи имеют много
более низкие скорости саморазряда. Щелочной
и литиевые праймериз могут занимать
от пяти до пятнадцати лет потерять 20%
их заряд.Это соответствует только
несколько микроампер саморазряда
Текущий.

По сравнению с этими числами,
Ток покоя LT3971 превышает
на порядок меньше саморазряда
аккумуляторных батарей, поэтому
влияние LT3971 на срок службы батареи
такой маленький, вы можете подключить его и забыть
об этом. Первичные батареи имеют саморазряд
сравнимо с LT3971
ток покоя, поэтому батарея только
истощается примерно в два раза быстрее, чем если бы
если бы он просто лежал на полке.

Пульсации выходного напряжения LT3971
менее 15 мВ при полной нагрузке
классифицировать.В условиях небольшой нагрузки
регулятор переходит в пакетный режим ®
где одиночные импульсы тока
используется для зарядки выходного конденсатора
когда часть обнаруживает выход
напряжение упало ниже нормы
ценить. Одноимпульсный режим работы
критично для контроля выходного напряжения
пульсации, потому что несколько импульсов
быстро зарядите выходной конденсатор
чрезмерно. Пик каждого тока
импульс установлен примерно на 330 мА, генерируя
стабильная характеристика пульсации по
диапазон рабочих нагрузок в пакетном режиме.Формы сигналов переключения на рисунке
2 показаны характеристики пульсации для
Нагрузка 10 мА.

Рис. 2. При малых нагрузках пульсации выходного напряжения контролируются в режиме одиночных импульсов. Для приложения с 12 В IN до 3,3 В OUT с нагрузкой 10 мА, пульсации выходного напряжения ниже 15 мВ с выходным конденсатором 22 мкФ.

В типичном гистерезисном пакетном режиме
реализации, размах
напряжение пульсации на выходе фиксировано
ценить. В отличие от одиночного импульса
Реализация пакетного режима, используемая в
LT3971, пульсации напряжения на выходе
можно отрегулировать, изменив выход
емкость.Пиковый ток
импульсы не зависят от выхода
размер конденсатора, потому что один, 330 мА
пульс доставляется всегда. Общая
заряд при каждом переключении
импульс постоянный, поэтому выходное напряжение
пульсация в пакетном режиме может
быть уменьшенным за счет увеличения выпуска
емкость. На рисунке 3 показано, как
пульсация на выходе в пакетном режиме
уменьшается пропорционально увеличению
в выходной емкости. Пик
ток в каждом импульсе переключения задавался
чтобы обеспечить пульсацию менее 15 мВ
даже с выходным конденсатором 22 мкФ.

Рис. 3. Пульсации выходного напряжения уменьшаются с увеличением емкости конденсатора в импульсном режиме. Пульсации на выходе составляют около 6 мВ P – P с 22 мкФ, 4 мВ P – P с 47 мкФ и 2 мВ P – P с выходным конденсатором 100 мкФ. Провод 0,5 дюйма к конденсатору емкостью 1 мкФ используется для фильтрации всплеска ESL на выходе, при этом необходимо измерять пульсации непосредственно на конденсаторе.

Никаких компромиссов для достижения
низкий ток покоя LT3971.
Деталь имеет хорошие переходные характеристики
и полный набор функций. Пик
схема управления текущим режимом с
внутренняя компенсация остается хорошей
стабильность при нагрузке и температуре;
пользователю просто нужно включить 10 пФ
фазовый подводящий конденсатор между выходом
и вывод FB. Ответ на
шаг нагрузки 0,5 А, начиная с
Показана нагрузка 0,5 А и нагрузка 25 мА.
на рисунке 4. Регулятор отображает
плавные переходы между Burst
Режим работы и полное переключение
частота.

Рис. 4. Переходные характеристики для скачка нагрузки от 25 мА до 525 мА и скачка нагрузки от 0,5 А до 1 А.Переход между пакетным режимом и работой на полной частоте происходит плавно.

Частота коммутации LT3971
можно запрограммировать в диапазоне 200 кГц
и 2 МГц с внешним резистором.
Подключив внешние часы к
Вывод SYNC, частота переключения
можно синхронизировать с частотой до 2 МГц.
Функция плавного пуска ограничивает броски тока
ток детали путем дросселирования
выключить ограничение тока во время запуска.
Штифт SS активно опускается, когда штифт EN низкий. Тогда 1µA
источник тока во внешний конденсатор
подключен к наборам контактов SS
скорость плавного пуска, когда деталь
запускает. LT3971 поставляется в 10-контактном корпусе MSOP или 10-контактном 3 мм.
× 3мм пакет DFN. Оба пакета
типы имеют открытую площадку, которая обеспечивает
более низкое тепловое сопротивление и
заземление.

Ток покоя LT3971
настолько низка, что в режиме выключения
ссылка на внутреннюю запрещенную зону все еще может
работают, потребляя всего 700 нА
входной ток. Это позволяет точно
Порог включения 1 В, когда V IN
выше 4,3 В. Когда контакт включения
выше 1 В, деталь включена и может
переключатель, и когда разрешающий контакт
ниже 1В деталь отключается и
не может переключиться.

Точный порог включения
может использоваться для программирования входа
порог включения напряжения (В IN (EN) ) по
подключение простого резистивного делителя
между V IN и EN. Когда вход
напряжение больше, чем V IN (EN)
порог LT3971 регулирует
выходное напряжение, а когда вход
напряжение ниже порога V IN (EN)
часть перестает регулировать выход
Напряжение.

Разрешение программируемого входного напряжения
порог очень полезен при езде
LT3971 с высоким импедансом
источник входного сигнала.Эти типы источников
могут быть распределены припасы, линии
используется как для питания, так и для сигнализации, или
типы устройств сбора энергии. А
понижающий регулятор потребляет постоянную мощность
со входа, таким образом появляясь
вход как отрицательный импеданс. Когда
преобразователь начинает потреблять ток
от источника с высоким импедансом
напряжение на входном контакте начинает падать,
и конвертер тогда рисует даже
более актуальный. Если регулятор рисует
больше мощности, чем может входить
предоставить, например, во время запуска
когда выходной конденсатор
заряжен, чем конвертер может
свернуть входную поставку.Вход
порог включения напряжения решает эту проблему
проблема с отключением части
когда входное напряжение падает до
порог V IN (EN) . Рисунок 5 показывает
приложение, в котором LT3971
управляемый источником 24 В с
последовательное сопротивление 1 кОм. 1 МОм
и резистивный делитель на 11 МОм устанавливает
12V V IN (EN) порог на входе.
Когда выходной конденсатор заряжается до
его регулируемое значение 4 В, V IN (EN)
порог предотвращает входное напряжение
от разрушения ниже 12 В, как видно
на рисунке 6.

Рис. 5. Схема приложения LT3971, в которой резистивный делитель на 1 МОм и 11 МОм устанавливает порог включения входного напряжения 12 В для предотвращения коллапса источника с импедансом 24 В и 1 кОм.

Рис. 6. Когда при запуске выход заряжается до 4 В, порог 12 В IN (EN) временно отключает компонент, чтобы предотвратить коллапс источника входного сигнала с высоким сопротивлением.

Выход не может, в среднем ,
потреблять больше энергии, чем может входить
питание с высоким сопротивлением.Тем не мение,
LT3971 может использовать до
Максимальный выходной ток 1,2 А для
короткое время, пока подведена энергия
по входной емкости. Фигура
7 показывает, что выходной ток составляет 1,2 А.
подается на 2 мс из емкости 100 мкФ
входная емкость. Способность
LT3971 для питания этого типа импульсных
нагрузка очень важна для удовлетворения
приложения для датчиков с низким коэффициентом заполнения
и приложения для сбора энергии,
которые используют как низкие
ток покоя и
1.2A максимальная нагрузка LT3971.

Рис. 7. Даже несмотря на то, что источник с высоким импедансом не может обеспечить мощность для подачи 1,2 А на выход, энергия большой входной емкости может давать короткие сильноточные выходные импульсы.

LT3991 имеет такой же низкий
текущая производительность и максимум 1,2 А
выходной ток как у LT3971,
но может работать с входным напряжением
до 55В. Он также включает плавный пуск и синхронизацию внешних часов.
функции и поставляется в 10-контактном MSOP
или пакет DFN 3 мм × 3 мм, оба
с открытой площадкой для заземления.

LT3991 имеет типичный минимум
время включения 110нс в комнате и
150 нс при 85 ° C, что позволяет
частоты переключения для большого понижения
соотношения по сравнению с другими
детали с аналогичным высоким входным напряжением
рейтинги. На рисунке 8 показан вход 48 В
к приложению с выходом 3,3 В с
частота переключения 300кГц. В
Индуктор 10 мкГн и выходной конденсатор 47 мкФ
дать небольшое общее решение
размер. Выходной конденсатор может быть
небольшой керамический конденсатор, в отличие от
к танталовому конденсатору, потому что
LT3991 не требует вывода
конденсатор ESR для стабильности.

Рис. 8. Низкое минимальное время включения LT3991 обеспечивает высокий коэффициент понижения: от 48 В IN до 3,3 В OUT при частоте переключения 300 кГц. Это дает небольшой размер решения с катушкой индуктивности 10 мкГн и керамическим выходным конденсатором 47 мкФ.

LT3971 и LT3991 сверхнизкие
регуляторы тока покоя, которые могут
регулировать вход 12 В на выход 3,3 В
в условиях холостого хода только
2,8 мкА входного тока. Легкая нагрузка
работа с одиночными импульсами тока
снижает пульсации выходного напряжения
чем 15мВ.Эти понижающие регуляторы
может также обеспечить до 1,2 А на выходе
Текущий. LT3971 и LT3991 являются
хорошо подходит для поддержания активности и удаленного
системы мониторинга с малой нагрузкой
циклические, сильноточные, импульсные выходы.
Широкий входной диапазон от 4,3 В до
до 38 В для LT3971 и 55 В для
LT3991 вместе с программируемым
порог включения входного напряжения
функция, позвольте этим конвертерам быть
управляемый из широкого диапазона входов
источники. Сверхмалый ток покоя
производительность LT3971 и
LT3991 делают их отличным выбором для
системы с батарейным питанием, в которых
сохранение имеет решающее значение.

Стабилизатор тока покоя 3 мкА для повышения эффективности схем малой мощности в промышленных, автомобильных и аккумуляторных системах

Многие электронные системы проводят большую часть времени в нерабочем состоянии, ожидая, что что-то произойдет. Промышленные системы дистанционного мониторинга и схемы поддержания активности — лишь два примера. Многие из этих систем зависят от заряда батареи, поэтому высокоэффективный источник питания имеет первостепенное значение для продления срока службы батареи. Эффективность в состоянии покоя имеет особое значение, поскольку активная работа может потреблять миллиамперы, а покоя — только микроамперы.Небольшие размеры и возможность защиты от обратного вывода и ввода также являются желательными характеристиками источника питания. Это сложная комбинация требований к источникам питания, но есть простой способ удовлетворить их с помощью одного устройства.

На рис. 1 показано типичное применение LT3009, линейного стабилизатора тока покоя с низким падением напряжения 3 мкА в крошечных корпусах DFN 2 мм × 2 мм и 8-выводных корпусах SC70. Его сверхмалый ток покоя 3 мкА хорошо контролируется — он не увеличивается чрезмерно при падении напряжения, как это происходит со многими регуляторами.Ток покоя составляет менее 5% от выходного тока при 20 мА I OUT , даже при отключении (Рисунок 2).

Рисунок 1. Новый стабилизатор тока покоя с малым падением напряжения 3 мкА.

Рисунок 2. Ток на выводе GND в зависимости от I НАГРУЗКА .

LT3009 может обеспечивать ток до 20 мА от входных источников в диапазоне от 1,6 В до 20 В до выходных напряжений в диапазоне от 0,6 В до 19,5 В. Падение напряжения на LT3009 составляет всего 280 мВ, а выходной ток составляет до 20 мА. Его можно перевести в состояние отключения с низким энергопотреблением, потянув вывод SHDN на низкий уровень.В состоянии отключения и без того низкий ток покоя снижается до токов утечки внутренних транзисторов. Эта утечка, обычно несколько нА при комнатной температуре, остается ниже 1 мкА во всем диапазоне рабочих температур. Низкий ток покоя и крошечный размер корпуса не приводят к снижению производительности LT3009. LT3009 отличается лучшими в отрасли функциями регулирования нагрузки, линии и температуры (см. Рисунки 3, 4 и 5).

Рисунок 3. Регулирование нагрузки в зависимости от температуры.

Рисунок 4.Линия регулирования в зависимости от температуры.

Рисунок 5. Зависимость выходного напряжения от температуры.

Помимо резисторов установки выходного напряжения, единственными необходимыми внешними компонентами являются входные и выходные шунтирующие конденсаторы. Внутренняя частотная компенсация в LT3009 стабилизирует выходной сигнал для широкого диапазона конденсаторов. Для стабильности требуется минимальная выходная емкость 1 мкФ, и можно использовать почти любой тип выходного конденсатора. Даже небольшие керамические конденсаторы с низким ESR могут использоваться без дополнительного последовательного сопротивления, обычно необходимого для других регуляторов.Сочетание небольшого размера корпуса и возможности использования небольших керамических конденсаторов позволяет LT3009 поместиться практически в любом месте.

LT3009 имеет ряд функций защиты для защиты себя и чувствительных цепей нагрузки. Если входное напряжение меняется на противоположное (например, из-за того, что батарея вставлена ​​в обратном направлении или из-за неисправности линии), ток от контакта IN ограничивается сопротивлением 100 кОм, и отрицательное напряжение на нагрузке не наблюдается. При использовании LT3009 не требуются внешние защитные диоды.При обратном напряжении от выхода к входу LT3009 действует так, как если бы он имел ограничительный резистор 500 кОм, соединенный последовательно с двумя диодами от выхода к входу, чтобы ограничить обратный ток. Для приложений с двойным питанием, где нагрузка регулятора возвращается к отрицательному источнику питания, выводы OUT и ADJ могут быть вытащены под землю (с разницей между входами и выходами до 20 В), при этом позволяя устройству запускаться и работать. LT3009 также включает стандартные функции защиты линейных регуляторов, такие как ограничение тока и температуры.

LT3009 представляет собой оптимальное решение для приложений удаленного мониторинга. Рабочий цикл многих из этих приложений очень короткий — они проводят большую часть своего времени в выключенном состоянии, ненадолго выходят из спящего режима, чтобы провести измерения и передать данные, а затем немедленно возвращаются в выключенное состояние. Помимо типичных требований к регулированию питания, требуемых чувствительной аналоговой схемой (жесткое регулирование питания, бесшумное питание, защита нагрузки и т. Д.), Основным требованием к источнику питания является низкое энергопотребление в режиме покоя.LT3009 отвечает всем требованиям благодаря току покоя 3 мкА в сочетании с лучшими в отрасли возможностями регулирования питания и множеством функций защиты.

Типичное приложение дистанционного мониторинга, часто используемое в счетчиках коммунальных услуг, представляет собой схему «последнего вздоха», показанную на рисунке 6. В этом приложении источник питания от 12 В до 15 В, получаемый от сети, заряжает большой конденсатор (SuperCap) через диод и токоограничивающий резистор. Это сохраненное на SuperCap напряжение обеспечивает входное напряжение для LT3009.LT3009 обеспечивает бесшумное, хорошо регулируемое питание 5 В для аналоговых схем обнаружения неисправностей, а также цифровой модуль связи, используемый для отправки сигналов бедствия в удаленный центр мониторинга. Схема обнаружения неисправности обычно активна всего несколько сотен миллисекунд каждые 15-минутный цикл обнаружения. В случае отказа линии сверхнизкий ток покоя LT3009 позволяет SuperCap обеспечивать достаточную мощность для схемы обнаружения неисправностей и связи для нескольких циклов обнаружения.

Рис. 6. Типичный контур последнего вздоха.

Ток покоя 3 мкА LT3009 уменьшает требуемый размер и стоимость SuperCap, одновременно продлевая срок службы цепей обнаружения и связи после отказа линии. Кроме того, с его выходным регулирования ± 2% по сравнению с линией нагрузки и температуры, LT3009 может выполнять двойную функцию в качестве высокоточного опорного напряжения для цепей обнаружения неисправностей.

Импульсные источники питания обеспечивают надежную локальную низковольтную / сильноточную мощность от высоковольтных шин, но импульсные источники питания слишком сложны для цепей поддержания активности с низким энергопотреблением, которые обычно работают с током всего несколько миллиампер.Есть много таких слаботочных приложений в промышленных системах, системах мониторинга, безопасности, детекторах дыма и других постоянно включенных цепях. Для многих из этих приложений LT3009 представляет собой относительно простое и недорогое решение.

Типичное приложение для поддержания активности показано на рисунке 7. Шина 12 В обеспечивает питание цепи поддержания активности для мониторинга или других целей. Здесь критически важен низкий ток покоя для уменьшения разряда батареи. Резервная батарея поддерживает выход в рабочем состоянии при возникновении неисправности на входе.В случае неисправности на шине 12 В задействуется резервная батарея. Внутренняя защита LT3009 ограничивает ток от выхода обратно ко входу, устраняя необходимость в защитных диодах.

Рис. 7. Типичный источник питания для поддержания активности.

LT3009 предлагает сверхнизкий ток покоя, режим отключения и широкий диапазон входного и выходного напряжения в крошечных корпусах DFN и SC70 размером 2 мм × 2 мм без ущерба для производительности или надежности. Стабильный выход доступен с широким диапазоном выходных конденсаторов, включая небольшие керамические. Схема внутренней защиты LT3009 устраняет необходимость во внешних защитных диодах, дополнительно экономя место и снижая стоимость. Конкурирующие устройства не могут сравниться по характеристикам и преимуществам, которые LT3009 предлагает в мире стабилизаторов сверхмалого тока покоя.

Другие усилители класса A

10 октября 2019 Пост 479

Несколько недель назад я получил электронное письмо, в котором сетовал на то, что я собираюсь использовать двойные и отдельные регуляторы нагревателя для фонокорректора Aikido PH-2 (где каждый канал получает свой отдельный регулятор нагревателя), поскольку оно запрещает использование шунтирующего регулятора Janus для включите фонокорректор, так как Janus имеет только один регулятор нагревателя.

Я ответил, что он мог просто разместить две гирлянды в PH-2 параллельно и использовать регулятор одиночного нагревателя Janus для питания всех восьми нагревательных элементов. Теперь у меня есть идея получше: используйте PS-20 и Dual / Bipolar LV-Reg.

PS-20 — это сверхпростой высоковольтный источник питания, в котором для создания напряжения B + используются ламповый выпрямитель и два полипропиленовых конденсатора в RC-фильтре.(Я бы заменил резистор RC дросселем.) Dual / Bipolar LV-Reg содержит два отдельных регулятора нагревателя.

С помощью этих двух печатных плат блока питания вы можете запустить ламповый выпрямитель и напряжение B + без электролитических конденсаторов. Это могло создать убийственную установку. Вот почему: если вы возьмете обмотку силового трансформатора на 6,3 В переменного тока и исправите ее, вы увидите перевернутые всплески в форме волны переменного тока высоковольтной вторичной обмотки из-за огромных, но кратких скачков тока через обмотку низкого напряжения, когда она заряжает огромную -значные конденсаторы, необходимые для нагревателей. Я считаю, что именно поэтому некоторые предпочитают включать кондиционер на обогреватели; это делает B + более плавным. Теперь, если мы используем отдельный тороид только для двух регуляторов нагревателя и обычный ламповый силовой трансформатор для напряжения B +, заклеив его обмотку 6,3 В переменного тока, мы получим лучшее из обоих миров: отдельные регуляторы постоянного тока для нагревателей и ламповый выпрямитель. Напряжение B +. Единственное, чего не хватает, так это одной из моих сборок Switch-AC.

В прошлый раз мы увидели, что выходные каскады класса A, безусловно, массивные и горячие, но не обязательно более сложные; Фактически, они предлагают то преимущество, что они легко смещаются автоматически, в отличие от выходных каскадов класса AB, требующих дополнительных усилий, особенно для полупроводниковых выходных каскадов; к счастью, трубки более щадящие. Среднее значение тока выходного каскада класса A равно току холостого хода. Например, двухтактная конструкция может работать на холостом ходу при 1 А и обеспечивать пиковые колебания на выходе 2 А, поэтому среднее значение 0 А и 2 А равно 1 А. Откуда взялся 0A? Представьте себе два полевых МОП-транзистора с выходной мощностью, каждый на холостом ходу с током 1 А; каждое выходное устройство будет повышать до 2Apk, а затем снижаться до 0A на полной мощности.

Попутно в моем последнем посте я упомянул свои конструкции с постоянной мощностью класса A, которые стремятся поддерживать фиксированное рассеивание тепла, независимо от изменений напряжения на стене.Большинство моих примеров дизайна были твердотельными, за исключением нескольких ламповых несимметричных конструкций в посте 349. Но прежде чем мы исследуем схемы с постоянной мощностью, давайте рассмотрим самый простой способ автосмещения одного выхода. лампа в несимметричном усилителе.

LM317, линейный регулируемый регулятор напряжения, сконфигурирован как источник постоянного тока. Мы устанавливаем желаемый ток холостого хода, варьируя номинал выходного резистора LM317.Математика очень проста: Iq = 1,25 В / сопротивление. В показанном выше примере мы получаем около 76 мА с резистором на 16,5 Ом. Добавлен резистор на 330 Ом, чтобы ограничить как рассеиваемую мощность, так и падение напряжения LM317, поскольку LM317 рассчитан только на 37 В; с другой стороны, мы можем использовать LM317-HV, который выдерживает 57 В. Эта схема работает хорошо, но она безразлична к колебаниям напряжения на стене.

В США стандартное напряжение на стене составляет 117 В переменного тока, но я жил с 115 до 122 В переменного тока.В целом, настенные напряжения росли за десятилетия, начиная с 105 В, 110 В, 112 В, а затем 115 В переменного тока. Фактически, большинство старых силовых трансформаторов для ламповых устройств рассчитаны на настенное напряжение 115 В переменного тока. Итак, что произойдет, если мы подключим первичную обмотку 115 В переменного тока к 122 В переменного тока? Получаем больше вторичного напряжения. На сколько больше? Разделите 122 В переменного тока на 115 В переменного тока, и мы получим 1,06, что означает, что если напряжение B + было когда-то 500 В постоянного тока, то теперь оно будет 530 В постоянного тока. В общем, это не такая уж большая проблема для большинства ламп в большинстве усилителей мощности класса AB, но это может быть проблемой для ламповых усилителей класса A, так как выходные лампы должны быть очень горячими, обычно около волосистой части. конец их пределов рассеивания.

Кроме того, страдают трубчатые нагревательные элементы, поскольку вместо ожидаемых 6,3 В переменного тока они видят 6,7 В переменного тока, что сокращает срок службы трубки. Мое обходное решение заключалось в размещении двух последовательных резисторов с каждой стороны нагревательного элемента. Например, в EL34 я помещаю два резистора на 0,13 Ом, чтобы снизить напряжение переменного тока до 6,3 В переменного тока. Кроме того, я шунтирую нагревательный элемент керамическим конденсатором 0,1 мкФ. Конечно, если силовой трансформатор был рассчитан на входное напряжение 112 В переменного тока, потребуются резисторы большего номинала.

Давайте посмотрим на изменение рассеиваемой пластины при изменении напряжения B +, когда мы поддерживаем постоянный ток холостого хода.

Обратите внимание на прямую линию, что имеет смысл, поскольку ток фиксировался источником постоянного тока, а напряжение B + изменялось. Чтобы добиться рассеивания пластин постоянной мощности на холостом ходу, требуется что-то более интересное. Прежде всего, мы должны переключиться на сеточное смещение, так как установка с катодным смещением не обеспечивает постоянной мощности без больших потерь энергии.(Возможным исключением могут быть некоторые из моих схем автосмещения на основе LM337.)

Хорошо, вот одно решение.

Операционный усилитель питается от напряжения шины питания -30 В и заземления. Большинство операционных усилителей выдерживают перепад напряжения питания 30 В, а некоторые, например LF442 и LF444, работают при перепаде напряжения источника питания до 40 В. Однако не все операционные усилители могут выдерживать более положительное входное напряжение, чем их положительное напряжение источника питания.В общем, здесь лучше всего работают входные каскады полевых транзисторов. Процедура достаточно проста: мы находим значение R1, умножая напряжение B + на 1 Мэг. Например, при напряжении B + 400 В мы будем использовать резистор 400 МОм для R1. Верно, они не делают резистор на 400 МОм; даже если бы они это сделали, мы бы не захотели использовать его, поскольку 400 В, вероятно, превысили бы максимальный перепад напряжения резистора. Этот максимум отличается от его максимального тепловыделения. Фактически, даже при падении напряжения 400 В резистор 400 МОм рассеивает только 0.4 мВт. Совсем немного, но его максимальное падение напряжения 300 В или 350 В будет превышено. Обходной путь — подключить последовательно четыре резистора по 100 МОм. Мы находим значение R2, умножая отрицательное напряжение источника питания операционного усилителя на 1 мегабайт. В этом примере с напряжением 30 В мы будем использовать резистор 30 МОм для R2.

Остается найти значение R3. Увы, здесь нужны эксперименты, либо на самом деле, либо со SPICE. Исходное значение догадки для R3 представляет собой опорное напряжение против 1Meg.Глядя на схему, похоже, что соотношение напряжения и резистора может быть примерно таким: R3 = (1 + 30V / 400V) * Vref * 1M. В этом примере Vref составляет 0,614 В, что представляет собой падение напряжения 1N4007 с двумя последовательно включенными резисторами 200 кОм и падение напряжения 400 В на всей цепочке. После некоторой игры в SPICE я нашел значение R3.

680k работал достаточно хорошо, чтобы построить следующий график.

Разброс напряжения B + на 100 В приводит только к 0.Изменение рассеивания пластины на 5 Вт. Обратите внимание на стабилитрон на 24 В, цель которого — увеличить отрицательный перепад напряжения операционного усилителя до уровня ниже отрицательного напряжения шины питания. В режиме ожидания выходной сигнал операционного усилителя должен составлять примерно половину отрицательного напряжения шины питания, так как это обеспечит максимальный диапазон регулировки с операционного усилителя. Другими словами, с разными выходными лампами может потребоваться стабилитрон более высокого напряжения, например, с выходной лампой 300B, или, возможно, стабилитрон может не понадобиться, например, с выходной лампой EL84.

Секрет работы этой схемы — постоянное напряжение, обеспечиваемое стабилитроном 30 В. Мы используем эти 3 опорного напряжение, чтобы создать искусственный источник постоянного тока из 30M резистора. Фиксированное падение напряжения на фиксированном сопротивлении равняется потреблению постоянного тока. Другими словами, мы могли бы заменить резистор 30М на источник постоянного тока 0,001 мА. Если мы хотим получить дополнительную фантазию, мы могли бы зашунтировать катодный резистор 8,2 Ом с двумя последовательно включенными диодами 1N4007 и с прямым смещением, поэтому, если KT88 выйдет за пределы своего предельного пикового тока класса A (154 мА), сервопривод постоянного тока будет 0.Конденсатор 1 мкФ не будет перезаряжен, что приведет к снижению тока холостого хода до тех пор, пока конденсатор не разрядится в достаточной степени.

Поскольку у меня на уме были блоки питания класса A и коммутатор с настенной розеткой (из-за того, что обе эти темы поднимались в обсуждениях на RMAF 2019), я пошел на охоту за схемами, которые сочетают в себе оба. Я нашел следующий буфер мощности, который я разработал для управления наушниками с низким импедансом без усиления сигнала — предполагалось, что для этой задачи будет использоваться ламповый линейный усилитель.

LM317 используется в качестве источника постоянного тока, а PNP MJE15033 и NPN MJL3281 имеют составную конфигурацию, в которой транзистор PNP управляет транзистором NPN. Два последовательно включенных диода предназначены для обеспечения большего номинала резистора коллектора для PNP-транзистора

MJE15033.

Я опасался, что входной импеданс PNP-транзистора окажется слишком низким для слабых ламповых линейно-каскадных усилителей, поэтому я решил разместить перед ним эмиттерный повторитель.

2N3053 — это забавный маленький NPN-транзистор, который поставляется в металлической банке (TO-39) и обеспечивает высокий коэффициент усиления по току. Два конденсатора по 1 кФ служат в качестве конденсаторов начальной загрузки, которые защищают 2N3053 от шума источника питания и позволяют транзистору качать гораздо более высокие выходные напряжения. В моделировании SPICE схема работала достаточно хорошо.

Обратите внимание, что этот график Фурье основан на выходном сигнале 4 В пик на нагрузке 50 Ом на частоте 20 кГц.Совсем неплохо. Тем не менее, эта схема мне не подошла, так как я подумал, не смогу ли я лучше использовать три транзистора и источник постоянного тока. Загвоздка оказалась входом 2N3053, который работал как буфер для управления выходным буфером, но не предлагал отрицательной обратной связи для выходного сигнала. Вместо этого я решил попробовать транзистор PNP.

Входной транзистор 2N5401 PNP контролирует выходной сигнал на своем эмиттере и сравнивает этот сигнал с сигналом на его базе, передавая сигнал настройки на свой коллектор и, в свою очередь, на базу NPN MJE15032, которая затем управляет PNP MJL1302.Результаты были обнадеживающими.

Обратите внимание на уменьшение всех гармоник. Максимальный размах пикового напряжения в наушниках равен току холостого хода относительно импеданса наушников. Например, при токе холостого хода 200 мА и с наушниками на 40 Ом получаем 8 В пик. Если требуется более высокий ток холостого хода, я бы разместил еще один LM317 и резистор для задания тока параллельно существующему LM317. Почему? Очевидный ответ — меньшее тепловыделение на устройство, но, кроме того, LM317 не является стабилизатором напряжения LDO (с низким падением напряжения), и требуемый минимальный дифференциал между входным и выходным напряжением увеличивается с увеличением тока.

Вот обобщение, которое в основном верно: большинство полупроводниковых усилителей мощности класса AB выпускаются с завода с небольшим смещением, хотя более высокое смещение приведет к лучшей производительности. Почему? Опасность теплового разгона слишком велика при оптимальном токе холостого хода. Проблема в том, что температура внутреннего кристалла транзистора может увеличиваться почти мгновенно, тогда как радиатору требуется время, чтобы поглотить тепло, измеряемое десятками секунд, что приводит к задержке по времени перед схемой компенсации смещения (также известной как схема распределения смещения), которая контролирует температуру радиатора, может догнать и вносить необходимые корректировки.Напротив, твердотельный выходной каскад класса A всегда нагревается, и этот высокий нагрев мало или медленно меняется с повышенным спросом. Фактически, некоторые усилители класса A охлаждаются, поскольку они подают мощность на импеданс внешней нагрузки.

Когда я впервые столкнулся с интересными пятиконтактными выходными транзисторами от ON Semiconductor (формально Motorola), в которых был установлен внутренний диод, я пролистал данные в надежде найти новые умные применения для NJL1302D и NJL3281D.Увы, падение напряжения на диоде не совсем соответствовало разности напряжений база-эмиттер самого транзистора, но оно отслеживало изменение напряжения базы-эмиттера транзистора в относительно реальном времени. Диод электрически отделен от транзистора, но опирается на ту же подложку, поэтому тепловая задержка по времени крошечная, особенно по сравнению с обычным отслеживанием температуры радиатора. Боб Корделл обнаружил, что падение напряжения на диоде уменьшилось на -1,7 мВ при повышении температуры на градус Цельсия, в то время как напряжение между базой транзистора и эмиттером упало на -2.1 мВ на ° C.

Затем мой интерес снова возрос, когда Джон Этвуд дал мне пригоршню этих ON Semiconductors. Я снова просмотрел таблицы данных, и примеры схем, которые они показали, при втором просмотре показались еще более ошибочными. Я решил, что мне придется разработать собственные схемы. В одной из схем, которые я придумал, использовался только один транзистор NPN NJL3281D и использовался простой выходной транзистор PNP MJL1303.

Это не выходной каскад вашего отца.Я разработал эту схему, когда был одержим выходными каскадами смешанного режима, такими как SE / PP и class-A / class-AB. Во-первых, это похоже на двухтактный выходной каскад, но это не так. Ну, по крайней мере, не в пределах его холостого тока. Другими словами, пока размах пикового выходного тока меньше, чем ток холостого хода, выходной каскад работает как несимметричный, а верхний выходной транзистор NPN ведет себя как источник постоянного тока. Правильно: верхний выходной транзистор работает как источник постоянного тока.

Обратите внимание на то, что транзистор NPN NJL3281D (зеленая линия графика) почти плоский, несмотря на полную мощность на нагрузке 8 Ом. Напротив, выходной транзистор PNP MJL1303 имеет ток более 2 А и почти нулевой ампер. Однако если мы увеличим выходной ток сверх тока холостого хода, тогда верхний транзистор увеличит свою проводимость и возьмет на себя двухтактный режим. Например, при нагрузке 4 Ом мы получаем следующие результаты.

Я заполнил фазу измерителя тока нижнего транзистора в SPICE <, чтобы мы могли лучше увидеть двухтактное действие.Однако ток через верхний транзистор никогда не падает ниже его значения тока холостого хода. Напротив, нижний выходной транзистор испытывает большие колебания тока, от нуля до удвоенного тока холостого хода. Во-вторых, этот выходной каскад поддерживает функцию автоматического смещения (с температурной компенсацией) из-за использования в схеме NJL3281D и его внутреннего диода D1.

Diode D2 — это просто внешний двухпроводной выпрямитель MUR410G. Когда транзистор NJL3281D нагревается, нагревается и его внутренний диод, и оба испытывают примерно одинаковое падение напряжения.В симуляциях SPICE я изменял температуру транзистора и диода с шагом 5 ° C от 25 ° C до 100 ° C, и я увидел почти идеальное отслеживание.

Без диодной компенсации ток холостого хода неуклонно растет с повышением температуры совершенно линейным образом, но рассеивание никогда не отражалось в моих предварительных расчетах, согласно которым ток холостого хода нагретого на 125 ° транзистора превысил 2А. С диодным трекингом ток холостого хода плавно повышается немного с повышенным нагревом — плоская линейка была бы идеальной, это достаточно близко к тому, что мы хотим по сравнению с крутой восходящей линией плавления.Я был ошеломлен результатами, так как знаю, что другие не получали подобных результатов с транзисторами ThermalTrack ™.

Основываясь на паспорте, я был уверен, что эта установка не будет работать, так как пример дизайна в паспорте показывает три внутренних диода, соединенных последовательно, а не только один. Другими словами, я был уверен, что падение напряжения на одиночном диоде с повышением температуры окажется слишком малым. Однако то, что могло заставить его работать, могло быть связано либо с выходным каскадом, работающим с высоким током холостого хода класса A, либо с током 10 мА, протекающим через диод, что поставило его в нужное место.Я знаю, что силовые транзисторы Sanken с внутренними диодами определяют оптимальный ток диода.

(Кстати, транзисторы Санкена электрически не отделяют диод с температурной компенсацией от транзистора, что улучшает тепловое слежение, но усложняет использование диода, так как он прикрепляется к базе транзистора.)

Добавление сервоцепи постоянного тока для предотвращения смещения напряжений на выходе было бы несложным, так как напряжения на шине питания +/- 12В постоянного тока идеально подходят для использования в операционных усилителях.(Не обращайте внимания на MJE15032, он должен быть 2N3053.)

Единственная потенциальная опасность — сделать входной резистор слишком большим по величине, скажем, 100 кОм и выше, поскольку через резистор будет протекать недостаточный ток, чтобы повысить выходное напряжение до 0 В постоянного тока. Другими словами, выходной сигнал операционного усилителя может достигать положительного предела, а выходной каскад может находиться в центре отрицательного напряжения. Один из способов решения этой проблемы — заменить входной NPN-транзистор (первоначально MJE15032) на транзистор с более высоким бета-коэффициентом, 2N3053.(Я придумал топологию более десяти лет назад, когда не знал, насколько хорош 2N3053, транзистор, который мне предложил читатель.) 2N3053 улучшил производительность, так что он остается.

Теперь все становится еще интереснее: с добавлением конденсатора большой емкости мы можем заставить выходной каскад работать в двухтактном режиме класса А.

Теперь оба выходных транзистора толкают и толкают, что означает, что мы можем вдвое уменьшить ток холостого хода и по-прежнему оставаться в пределах окна класса A протекания тока.(Если вы планируете всегда работать в двухтактном режиме, подключите резистор 1 кОм последовательно с выходом и верхней базой MJE15033.

Как сравнить эти две схемы? Вот график Фурье для выходной мощности 1 Вт на нагрузку 8 Ом. Имейте в виду, что эти графики были созданы с использованием старого входного транзистора MJE15032; Напротив, 2N3053 дает менее рваные высшие гармоники. Тем не менее, контраст между несимметричным и двухтактным режимами остается очевидным для любого входного транзистора.

Обратите внимание, что односторонние графики все ниже, чем линии двухтактных графиков. Теперь посмотрим на 5-ю и 7-ю гармоники SE, где мы видим сверхъестественно более глубокие нечетные гармоники в процентах. Единственное отличие заключалось в добавлении конденсатора и использовании того же тока холостого хода. Теперь давайте посмотрим на полную мощность, другими словами, 4 Вт или 8 В пик на 8 Ом.

Единственная гармоника, на которой выигрывает двухтактная версия, — это 4-я.

Мы даже можем добавить переключатель, чтобы мы могли выбирать между несимметричным и двухтактным режимом работы. Я бы добавил дополнительный последовательный резистор к большому конденсатору, чтобы он оставался заряженным, чтобы предотвратить неприятные всплески при переключении переключателя во время работы усилителя, чего мы никогда не должны делать, но мы часто в конечном итоге делаем.

Я собирался оставить эту схему здесь, но решил выложиться изо всех сил и посмотреть, как будет выглядеть преднамеренно двухтактная версия и как она будет работать.

Я использовал эмиттерные резисторы большего номинала, чтобы снизить ток холостого хода. Вдобавок я получил лучший баланс с большим номиналом резистора для выходного транзистора PNP. Вот что показала SPICE.

А вот график Фурье для 8Vpk при 1 кГц на 8 Ом.

Эту топологию можно уменьшить не столько по напряжениям шины питания, сколько по потребляемому току холостого хода, чтобы она могла питать наушники вместо громкоговорителей.При токе холостого хода 250 мА мы могли получить скачки напряжения 8 В пик на нагрузке 32 Ом и при этом оставаться в несимметричном режиме.

Одним из преимуществ составной схемы является то, что транзисторы драйвера управляют током, протекающим через выходные транзисторы. Транзисторы драйвера должны иметь довольно постоянную температуру, поэтому их напряжение база-эмиттер также должно оставаться довольно постоянным; таким образом, ток холостого хода через выходные транзисторы также должен оставаться довольно постоянным, несмотря на большие изменения температуры.

Еще раз, это буфер мощности, который обеспечивает усиление по току, а не по напряжению. Лампы рады развивать усиление сигнала, но не хотят передавать большой ток.

Между прочим, я построил «голые» ламповые несимметричные выходные каскады, в которых были только выходные лампы, источник питания и выходной трансформатор, но не входные каскады или драйверы. Эти «голые» усилители требовали линейного каскадного усилителя на основе горячей лампы для обеспечения необходимого входного сигнала 30 В (пик) для полного выхода.Эти усилия были хорошо восприняты слушателями — больше, чем когда та же самая схема линейно-каскадного усилителя содержалась в усилителе мощности. Парадокс. Это меня озадачило, и я стал искать объяснения. Одна из возможных причин заключалась в том, что внешний усилитель линейного каскада имел высоковольтный стабилизатор, а полная версия усилителя — нет. Другая возможность заключалась в том, что межблочные кабели лучше звучат при больших перепадах напряжения. Или, возможно, лампы усилителя линейного каскада не пострадали от гудящего силового трансформатора усилителя мощности или паразитных электрических полей.

Хорошо, вернемся к твердотельному буферу питания класса A с составным выходным каскадом, обратите внимание, что входные транзисторы передают свой коллекторный сигнал эмиттерным повторителям, которые управляют выходными транзисторами. Такое расположение позволяет нам использовать резисторы коллектора большего номинала, тем самым создавая более высокий коэффициент усиления без обратной связи. Каждый выходной транзистор снабжен собственным эмиттерным резистором сопротивлением 0,1 Ом, который предотвращает выброс тока. Напряжение на шине питания +/- 12 В постоянного тока ограничивает максимальное колебание выходного напряжения примерно до 8 В пик, что соответствует 4 Вт для 8-омных громкоговорителей.

При более высоком напряжении шины и большем количестве выходных транзисторов мы могли бы получить гораздо большую выходную мощность. Например, с шинами питания +/- 30 В постоянного тока и восемью выходными транзисторами и током холостого хода 1,6 А для двухтактного выхода класса A, мы могли бы получить 24 В пик и 3 А пик и 36 Вт выходной мощности на 8-омные громкоговорители. Каждый выходной транзистор должен работать при токе 0,4 А и рассеивать 12 Вт на холостом ходу. Другими словами, потребуются большие радиаторы и большой силовой трансформатор, а также каскадный усилитель с горячей линией, способный обеспечивать скачки выходного напряжения 24 В пик.

Предполагая, что линейно-каскадный усилитель будет расположен далеко от буфера (буферов) мощности, мы столкнемся с проблемой длинных межсоединений кабеля, что означает потенциально высокую емкость. Для управления высокой емкостью при больших колебаниях напряжения и высоких частотах требуется ток. Другими словами, линейный каскадный усилитель на базе 12AX7 не справится. Даже линейный каскадный усилитель на базе 12AU7 может заглохнуть, если не сможет обеспечить достаточный ток. Помните, что нарастание тока равняется емкости.

На выставке RMAF 2019 в зале PranaFidelity я слышал, как этот компакт-диск воспроизводится на их флагманских динамиках 108a. Удивительные вещи, как компакт-диск, так и динамики. Диск содержал гобелен звукового пейзажа, странного и сбивающего с толку. Тем не менее, это было мне до странности знакомо, так как я рос, слушая много мировой музыки. Одна из пластинок моего отца, которая всегда меня щекотала, была записью тибетских буддийских монахов, поющих под огромный рог из одной ноты.Когда компакт-диск развернулся, Стивен Норбер, основатель и главный дизайнер PranaFidelity, спросил, знаю ли я, что поется. Я ответил: «Конечно, они говорят по-тибетски».

Посмотрите это видео на YouTube, чтобы почувствовать вкус этого компакт-диска.

Имейте в виду, что если в вашем смартфоне, планшете или компьютере нет массивных сабвуферов, вы просто не получите полной отдачи.

Увы, Tidal не предлагает этот альбом, но предлагает несколько других альбомов Инлакеша: Didjeridoo Meditation и Medicine Work .

Мне пришлось купить их компакт-диск The Gathering , так как это было слишком весело и из него получился отличный демонстрационный компакт-диск — кроме того, это могло привести к некоторому духовному подъему.

// JRB

Просто щелкните любое из изображений выше, чтобы загрузить руководство пользователя в формате PDF.Кстати, все ссылки на руководства пользователя по печатным платам, показанные справа, сейчас работают.

Для тех из вас, у кого все еще есть старые компьютеры под управлением Windows XP (32-разрядная) или любой другой 32-разрядной ОС Windows, я установил доступность загрузки моих старых старых стандартов: Tube CAD, SE Amp CAD и Audio Gadgets. Загрузки можно найти в магазине GlassWare-Yahoo, а цена каждой программы составляет всего 9,95 доллара США.

http: // посуда.store.yahoo.net/adsoffromgla.html

Так много просили, что я должен был это сделать.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ЭТИ ТРИ ПРОГРАММЫ НЕ БУДУТ РАБОТАТЬ ПОД VISTA 64-Bit или WINDOWS 7 & 8 или любой другой 64-битной ОС.

Я действительно планирую переделать все эти программы в 64-битные версии, но это будет огромным испытанием, так как программирование требует огромных кусков свободного от шума времени, что очень редко бывает с детьми. В идеале я хотел бы выпустить версии, которые работают на iPad и планшетах с ОС Android.

// JRB

Снижение энергопотребления в режиме ожидания с помощью Ultra-Lo

Аннотация: В этой статье объясняется, как снизить уровень потребления низкого тока в изолированных источниках постоянного и постоянного тока и как улучшить производительность этих источников в условиях холостого хода. Учитывая сегодняшнюю потребность в инновационных «зеленых» решениях, обсуждение особенно сосредоточено на способах продления срока службы батарей электронных устройств с батарейным питанием и устройств системы связи с прерывистой передачей.

Эта статья также была опубликована в Maxim’s Engineering Journal, vol. 65 (PDF, 756кБ).

Японская версия этой статьи появилась в EDN Japan Power Supplement , декабрь 2008 г.

Сегодня во многих промышленных системах используются датчики и транспондеры с батарейным питанием, чтобы исключить дорогостоящую прокладку кабелей и снизить общее энергопотребление системы. Эти промышленные системы обычно имеют активный режим и режим ожидания. В активном режиме датчик передает данные на транспондер (радиомодем), который передает данные в главную систему.В режиме ожидания транспондер и датчик переходят в спящий режим на фиксированный или переменный период времени. Этот режим запуска и остановки, часто называемый прерывистым режимом работы, максимально увеличивает срок службы батареи устройства.

Для таких приложений, как система полива, в которой используются радиомодули GSM для датчиков, затраты на обслуживание будут высокими, если батареи, питающие радиостанции GSM, придется заменять каждые несколько дней или даже каждые несколько недель. Поскольку такая система большую часть времени проводит в режиме ожидания или спящего режима, минимизация потребления энергии из аккумулятора при отсутствии активности будет иметь большое значение для продления срока службы аккумулятора.В этой системе ток покоя без нагрузки становится ключевым аспектом конструкции, а с точки зрения безопасности гальваническая развязка является важным аспектом конструкции.

Чтобы решить эти проблемы, проектировщики должны сосредоточиться на конструкции преобразователя постоянного тока, чтобы он потреблял как можно меньше тока в условиях холостого хода. Все преобразователи постоянного тока в постоянный, даже в режиме ожидания, могут потреблять значительный ток покоя. Например, один коммерческий модуль питания (RECOM® R-78A3.3-1OR) потребляет около 7 мА в режиме холостого хода.Однако, с некоторым вниманием к топологии и тщательному проектированию, можно реализовать изолированный модуль преобразователя постоянного тока с током стока холостого хода менее 1 мА.

30-кратная разница в потребляемом токе может привести к сокращению количества замен батарей. Например, даже если батареи системы являются перезаряжаемыми, могут потребоваться дополнительные циклы перезарядки, если используется более высокий ток потребления. Более того, батареи, которые часто перезаряжаются, быстрее изнашиваются и попадают на свалки.Точно так же, если в устройстве используются одноразовые батареи, они быстрее разряжаются с более высоким током в режиме ожидания и чаще выбрасываются.

Хотя существует несколько подходов к решению этой проблемы, в этой статье рассматривается использование частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) для достижения соотношения 1700: 1 между включенным и резервным состояниями устройства.

Характеристики системы

Типичное энергопотребление в зависимости от времени выглядит как график на рис. 1 . Здесь ток нагрузки резко возрастает во время работы или активной зарядки, а затем падает, когда устройство находится в режиме ожидания.Ток холостого хода I Z должен быть минимизирован, чтобы уменьшить разряд батареи и продлить срок службы батареи и время ожидания. Таким образом, изолированный преобразователь постоянного тока в постоянный требует сверхмалого потребления тока, когда нагрузка не подключена, а также должен обеспечивать высокую изоляцию между входом и выходом. В идеале преобразователь должен также иметь высокую эффективность преобразования и занимать мало места.

Рис. 1. Взаимосвязь между включенным и ждущим состояниями устройства связи с прерывистой передачей.

Типичные коммерческие преобразователи постоянного тока в постоянный ток, перечисленные в таблице , таблица 1 , показывают входные токи от 7 мА до 40 мА, когда нагрузка не подключена со входом 12 В. В этих преобразователях традиционно используются контроллеры с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Однако контроллеры PWM всегда имеют активный генератор, даже когда нет нагрузки, и этот генератор постоянно потребляет ток от батареи.

Таблица 1. Характеристики коммерческих преобразователей постоянного тока в постоянный

Производитель Модель В ВН (В) В ВЫХ
(В)
I ВЫХ
(A)
I IN
(I OUT = 0, мА)
η
(%)
Изоляция
Traco® Electronic AG ТЭН 5-1210 12 3.3 1,2 20 77
XP Мощность JCA0412S03 12 3,3 1,2 38 83
RECOM International Power RW-123.3S 12 3,3 0,7 21 65
C&D Technologies® HL02R12S05 12 5 0.4 40 60
Bourns® Inc. MX3A-12SA 12 3,3 3,0 11 93
RECOM International Power Р-78А3.3-1 12 3,3 1,0 7 81

A Топология контроллера PFM

Альтернативный подход заключается в использовании преобразователя постоянного тока в постоянный, в котором используется контроллер с частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ).¹ В контроллере ЧИМ используются две одноразовые схемы, которые работают только тогда, когда нагрузка истощает ток с выхода преобразователя постоянного тока. ЧИМ основан на двух временах переключения (максимальное время включения и минимальное время отключения) и двух контурах управления (контур регулирования напряжения и контур максимального пикового тока, время отключения).

ЧИМ также характеризуется управляющими импульсами переменной частоты. Две одноразовые схемы в контроллере определяют T ON (максимальное время включения) и T OFF (минимальное время отключения).Схема однократного включения T ON активирует второй однократный сигнал T OFF . Каждый раз, когда компаратор контура напряжения обнаруживает, что V OUT не регулируется, активируется однократная схема T ON . Время импульса фиксируется до максимального значения. Это время импульса может быть уменьшено, если контур максимального пикового тока обнаруживает превышение предельного тока.

Потребление тока покоя контроллера ЧИМ ограничено только током, необходимым для смещения его компаратора задания и ошибки (10 с мкА).Напротив, внутренний генератор ШИМ-контроллера должен быть включен постоянно, что приводит к потреблению тока в несколько миллиампер. Реализация, представленная в этой статье, поддерживает потребление тока менее 1 мА при 12 В за счет использования топологии контроллера ЧИМ.

Полевые системы, такие как система полива, должны выдерживать жесткие условия окружающей среды, и поэтому преобразователь постоянного тока в постоянный в этих системах должен быть гальванически изолирован. Трансформатор обеспечивает изоляцию, но задача состоит в том, чтобы кормить обратно опорное напряжение от вторичной стороны к первичной стороне, не нарушая изоляцию.Самый распространенный подход решает проблему с помощью вспомогательной обмотки или оптрона.

Топология источника питания представляет собой ступенчатый подход; батарейный блок, используемый приложением, имеет номинальное напряжение 12 В, а внутренние электронные схемы системы работают при номинальном напряжении 3,6 В. На рисунке 2 показана принципиальная схема импульсного регулятора постоянного тока, а перечень материалов со значениями компонентов приведен в таблице , таблица 2 . Когда контур управления регулирует напряжение, оптопаре требуется постоянный ток через светодиод на первичной стороне трансформатора.Нижний предел тока фиксируется CTR оптопары при малых токах смещения (63% при 10 мА и 22% при 1 мА) и уменьшении времени отклика (2 мкс при 20 мА и 6,6 мкс при 5 мА).

Рис. 2. Схема изолированного обратноходового преобразователя постоянного тока с ЧИМ.

Таблица 2. Спецификация компонентов для обратноходового преобразователя постоянного тока PFM

Номер ссылки Значения Описание Производитель
C2 470 мкФ 25 В CEL 470 мкФ, 25 В, + 105 ° C, 10 мм x 10 мм SMD UUD1E471MNL1GS (Nichicon®)
C10 180пФ CS 180p C COG, 50 В 0603/1 GRM39 COG 181 J 50 PT (Murata®)
C1, C4, C7 100 нФ 16 В #CSMD 100nF K X7R 16 В 0603/1 GRM39X7R104K16PT (Мурата)
C5, C8 100 мкФ 16 В 0.1 Ом CEL TAN 100 мкФ ± 20% E 16 В 0,1 Ом T495D107K016ATE100 (Kemet®)
C6 100пФ CS 100p C COG 50V 0603/1 GRM39 COG 101 J 50 PT (Murata)
C3 1 нФ 50 В #CS 1n M X7R 50V 0603/1 GRM39 COG 271 J 50 PT (Murata)
C9 150 пФ CS 150p C COG 50V 0603/1 GRM39 COG 151 J 50 PT (Mutata)
D1 МБРС230ЛТ3Г D Schottky 2A, 30V SMB MBRS230LT3G (ON Semiconductor®)
D2 MBRA160T3G D Шоттки 1A, 60 В SMA MBRA160T3G (ON Semiconductor)
L1 22 мкГн 1.2A 0,19 Ом L SMD 22 мкГн, 1,2 А, 0,19 Ом SRR0604-220ML (Bourns®)
M1 IRFR120 Q IRFR120 DPAK 8,4 А, 100 В, 0,270 Ом, нМОП IRFR120 (внутренний выпрямитель)
R1, R6 680 Ом RS 680R J 1/16 Вт 0603/1 RK73B 1J T TD 680 J (KOA Speer®)
R9, R2 100 кОм #RS 100K F 1/16 Вт 0603/1 RK73H 1J T TD 1003 F (KOA Speer)
R3 10 Ом #RS 10R J 1/16 Вт 0603/1 RK73B 1J T TD 100 J (KOA Speer)
R4 4.7кОм #RS 4K7 J 1/16 Вт 0603/1 RK73H 1J T TD 4701 J (KOA Speer)
R5 390 кОм #RS 390K F 1 / 16W 0603/1 RK73H 1J T TD 3903 F (KOA Speer)
R7 0,047 Ом RS R047 J 1206/1 SR73 2B T TD R047 J (KOA Speer)
R10 270 кОм RS 270K F 0603/1 RK73H 1J T TD 2703 F (KOA Speer)
R11 820 кОм RS 820K F 0603/1 RK73H 1J T TD 8203 F (KOA Speer)
R8 100 Ом #R SMD 100R-J 1206/1 RK73B 2B T TD 101 J (KOA Speer)
Т1 ЭП10 3Ф3 T SMD EP10 3F3 ЯДРО CSHS-EP10-1S-8P-T (Ferroxcube®-Nuctor)
U1 MAX1771 Контроллер DC-DC Максим Интегрированный
U2 TLV431A U TLV431A V.REF 1.25V SOT23-5 TLV431ACDBVR (Texas Instruments ™)
U3 SFH6106-2 #U SFH6106-2 OPTO 63-125%, 5,3кВ СМД-4 SFH6106-2 (Vishay®)

Ток, потребляемый делителем выходного напряжения (образованный резисторами R5 и R11), составляет 7 мкА. Из-за этого, 0.5μA требует опорного входного сигнала плюс его тепловое отклонение не оказывает существенного влияния на выходное напряжение. Кроме того, напряжение, измеренное на выходе делителя, не подвергается соответствующей задержке благодаря малой входной емкости.Этот последний факт исключает необходимость в емкостном делителе для уменьшения входной емкости прецизионного эталона. В оптопаре фототранзистор потребляет 60 мкА (| I FB | (CTR ~ 26%).

Controlling It All

Для реализации ЧИМ-контроллера можно использовать повышающий импульсный контроллер источника питания MAX1771 BiCMOS (U1), обеспечивающий необходимую синхронизацию. MAX1771 предлагает улучшения по сравнению с предыдущими решениями по управлению с пропуском импульсов: уменьшенный размер требуемых катушек индуктивности за счет частоты переключения 300 кГц; схема управления ЧИМ с ограничением по току обеспечивает КПД 90% в широком диапазоне токов нагрузки; и максимальный ток питания всего 110 мкА.Помимо этих преимуществ, основными характеристиками MAX1771 в неизолированном приложении являются: КПД 90% при токах нагрузки от 30 мА до 2 А; выходная мощность до 24Вт; и диапазон входного напряжения от 2 В до 16,5 В.

Сопротивление контура регулирования напряжения выбрано так, чтобы иметь максимально возможные значения. Это решение представляет собой компромисс между потреблением тока и стабильностью контура. В результате ток через делитель напряжения меньше 7 мкА. Поскольку фильтрующие конденсаторы неидеальны, к этому току необходимо добавить ток утечки конденсатора.В этой конструкции ток утечки конденсатора фильтра в C5 и C8 составляет менее 20 мкА. Если требуется меньшая утечка, эти конденсаторы можно заменить керамическими конденсаторами со следующими характеристиками: 100 мкФ, 6,3 В, размер X5R и 1206 (Kemet C1206C107M9PAC). Использование керамических конденсаторов снижает утечку конденсатора до нескольких микроампер. Однако обратите внимание, что керамические конденсаторы стоят примерно в 3 раза дороже танталовых конденсаторов, и эта разница приведет к увеличению стоимости системы.

На рисунке 3 показан прототип преобразователя постоянного тока в постоянный с ЧИМ, который потребляет ток покоя равный нулю.24 мА. Плата имеет размеры менее 50 мм на 30 мм, может выдавать 3,6 Вт при диапазоне входного напряжения от 10 В до 15 В (номинальное напряжение 12 В) и работает с частотой переключения 300 кГц. Преобразователь может обеспечивать максимальный постоянный выходной ток 1 А при регулируемом выходе 3,6 В. Используя обратную топологию (понижение) с управлением как по току, так и по напряжению, выход преобразователя гальванически изолирован от входа.

Более подробное изображение (PDF, 4.59MB)
Рисунок 3.Вид сверху прототипа преобразователя DC-DC PFM для беспроводных приложений.

Прототип может использоваться в различных беспроводных приложениях, работающих в режиме прерывистой передачи. Максимальный ток потребления модулей может составлять 3А, а максимальный средний ток составляет 1А. Чтобы уменьшить пики тока и избежать проблем, которые они создают при работе радиостанции, используются методы, описанные в ссылках 2 и 3. Кроме того, некоторые основные рекомендации предполагают, что разработчикам следует использовать конденсаторы высокой емкости с низким последовательным сопротивлением.

Соответствие проектным характеристикам

Для проверки работоспособности блока питания измеряются следующие параметры: входное напряжение, В IN ; входной ток, I IN ; номинальное выходное напряжение, В ВЫХ ; потребляемый ток нагрузки, I OUT ; и эффективность источника питания. В таблицах 3 и 4 показаны результаты измерений, включая потери на входном синфазном фильтре и потери в схеме защиты.Также важно помнить, что блоки питания, работающие с низкими уровнями мощности, не так эффективны, как блоки питания с более высокими нагрузками. Источники питания с более высокой нагрузкой обычно являются синхронными, что помогает снизить потери в активных устройствах.

Таблица 3. Потребление тока в состоянии холостого хода для различных входных напряжений

V IN
(V)
I IN
(мА)
В ВЫХ
(В)
I ВЫХ
(A)
10.0 0,244 3,615 0
12,0 0,239 3,615 0
15,0 0,227 3,615 0

Ток потребления блока питания со схемой управления ЧИМ снижен до 0,24 мА. Однако из-за выбранных значений компонентов контур управления может колебаться при определенных условиях нагрузки. Чтобы предотвратить автоколебания, проектировщики должны учитывать различные допуски компонентов в производственной среде.Таким образом, номиналы резисторов и конденсаторов, используемых в контуре, должны выбираться с осторожностью.

В таблице 4 приведены значения входных и выходных параметров источника питания при различных условиях нагрузки. Оптимальный КПД достигается при нормальных условиях и в пределах номинального диапазона нагрузки.

Таблица 4. КПД при номинальном напряжении для различных нагрузок

V IN
(V)
I IN
(мА)
В ВЫХ
(В)
I ВЫХ
(A)
КПД
(%)
12.0 0,24 3,615 0 0
12,0 61 3,615 0,14 69,14
12,0 83 3,615 0,2 72,59
12,0 121 3,615 0,3 74,69
12,0 160 3,615 0,4 75.31
12,0 200 3,615 0,5 75,31
12,0 240 3,615 0,6 75,31
12,0 281 3,615 0,7 75,04
12,0 323 3,615 0,8 74,61
12,0 367 3.615 0,9 73,88
12,0 411 3,615 1,0 73,30

КПД преобразователя постоянного тока в постоянный без нагрузки равен нулю (, рис. 4, ), потому что ток, потребляемый беспроводным устройством в режиме ожидания и относящийся к выходной стороне 3,6 В, ниже 140 мкА. Этот ток незначителен по сравнению с 0,24 мА потребляемого входного тока источника питания в условиях холостого хода.

Рисунок 4. КПД блока питания при различных условиях нагрузки при номинальном входном напряжении (12 В).

Рисунок 5а. Выходное напряжение и управляющее напряжение без нагрузки (10 мс / дел, канал 2 — 1 В / дел, канал 3 — 5 В / дел).

Рисунок 5б. Выходное напряжение и управляющее напряжение для нагрузки 0,1 А (20 мс / дел, канал 2 1 В / дел и канал 3 5 В / дел).

Рисунок 5c. Выходное напряжение и управляющее напряжение для нагрузки 0,5 А (20 мс / дел, канал 2 1 В / дел и канал 3 5 В / дел).

Формы сигналов на рисунках , , b , c и d показывают выходное напряжение и управляющее напряжение для различных нагрузок; управляющие импульсы на затворе коммутационного устройства учащаются по мере увеличения нагрузки. Прототип преобразователя показывает сигналы на холостом ходу, при токовых нагрузках 100 мА, 500 мА и 1 А. Осциллограммы графически иллюстрируют работу схемы управления PFM. Нижняя кривая осциллографа масштабируется в 5 раз, чтобы сделать ее более заметной.Ось X представляет время, а ось Y — напряжение.

Рисунок 5г. Выходное напряжение и управляющее напряжение для нагрузки 1 А (20 мс / дел, канал 2 — 1 В / дел, канал 3 — 5 В / дел).

Резюме

Первоначальные отраслевые обзоры показывают, что лучшие коммерческие изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный для источников питания с низким потреблением тока в условиях холостого хода обычно имеют минимальное потребление тока около 20 мА. Однако с минимальными усилиями разработчики могут использовать схему ЧИМ для реализации изолированного источника питания с низким I Q , который имеет самое низкое потребление тока на рынке.Потребляемый ток без нагрузки представленного здесь блока питания составляет всего 0,24 мА.

Список литературы

  1. Maxim Integrated application note 664, «Изоляция обратной связи повышает безопасность и производительность источника питания» и журнал EDN (19 июня 1997 г.).
  2. J. Ig. Гарате, Дж. М. де Диего, «Последствия прерывистого потребления тока на беспроводных терминалах с батарейным питанием» [ ISIE06, Париж, Франция, , октябрь 2006 г.].
  3. Дж. М. де Диего, Дж.Ig. Гарате, «Улучшения систем электропитания в модулях« машина-машина »и стационарных сотовых терминалах с прерывистым потреблением тока» [ Digests 9 th ICIT06, Mumbai, India , декабрь 2006 г.].

Дополнительная литература

  1. И. Харун, И. Ламбадирис, Р. Хафез, «Проблемы радиочастотных систем в беспроводных сенсорных сетях», Microwave Engineering Europe (ноябрь 2005 г.), стр. 31–35.
  2. Дж. П. Йоосртинг, «Рассеивание мощности может ограничить производительность смартфона», Microwave Engineering Europe (апр.2006), комментарий стр. 9. Доступно на: www.mwee.com.
  3. «MAX1649 / MAX1651, 5 В / 3,3 В или регулируемые, высокоэффективные, понижающие DC-DC контроллеры с малым падением напряжения», Maxim Integrated Data Sheet, 19-0305; Ред. 2; 9/95.
  4. «MAX1771, 12 В или регулируемое, высокоэффективное, с низким I Q , повышающий DC-DC контроллер», Maxim Integrated Data Sheet, 19-0263; Ред. 2; 3/02.
  5. J. Ig. Гарате, Дж. М. де Диего, Дж. Монсальве, «Источники питания со сверхнизким входным током» [ ISIE07, Виго, Испания , июн.2006].
  6. J. Ig. Garate, J. M. de Diego, J. Monsalve, «Sistemas de transmisión discontinua. FAC aisladas y de muy bajo consumo en vacío», Mundo Electrónico (октябрь 2007 г.), стр. 38–45.
  7. R. W. Erikson, Основы силовой электроники , 1 st Ed. (Чепмен и Холл, Нью-Йорк, 1997).
  8. Б. Арбеттер, Р. Эриксон и Д. Максимович, «Конструкция преобразователя постоянного тока в системы с батарейным питанием», Труды конференции специалистов по силовой электронике IEEE® (1995), стр.102–109.
  9. Б. Саху и Г. А. Ринкора, «Низковольтный, неинвертирующий, динамический, синхронный повышающий преобразователь для портативных приложений», IEEE Transactions on Power Electronics , vol. 19, нет. 2 (февраль 2004 г.), стр. 443–452.
  10. Г. А. Ринкора и П. Э. Аллен, «Низковольтный стабилизатор с низким током покоя и малым падением напряжения», Журнал IEEE по твердотельным схемам , вып. 33, нет. 1 (январь 1998 г.), стр. 36–44.
  11. Д. Максимович, «Модель управления питанием и реализация ИС управления питанием для беспроводных приложений следующего поколения», Учебное пособие , представленное на Международной конференции по схемам и системам [ ISCAS , 2002].
  12. Data Acquisition Linear Devices Databook . Vol. 3, Национальная полупроводниковая корпорация (1989).
  13. «TPS62110 TPS62111 TPS62112, 17-В, 1,5-А, синхронный понижающий преобразователь», Texas Instruments Incorporated, SLVS585 – ИЮЛЬ 2005 (2006).

Регуляторы тока

Регуляторы тока

Теперь вы должны знать, как работают регуляторы напряжения для обеспечения постоянного выходного напряжения.В
в некоторых цепях может потребоваться регулировка токового выхода. Схема, которая
обеспечивает постоянный выходной ток, называется регулятором постоянного тока или просто ТОК
РЕГУЛЯТОР. Схема, показанная на рисунке 4-40, представляет собой упрощенную схему для тока.
регулятор. Переменный резистор, показанный на схеме, используется для иллюстрации концепции.
действующего регулирования. Изучая регуляторы напряжения, вы должны знать, что
переменный резистор не реагирует достаточно быстро, чтобы компенсировать изменения.Уведомление
что в эту цепь включен амперметр, чтобы указать, что показанная цепь
что из текущего регулятора. Когда схема функционирует нормально, текущее показание
амперметр остается постоянным. В этом случае переменный резистор (R V )
компенсирует изменения нагрузки или входного постоянного напряжения. Адекватное текущее регулирование
приводит к потере регулирования напряжения. Изучая показанную схему, следует вспомнить
что любое увеличение сопротивления нагрузки вызывает падение тока.Для поддержания постоянного
тока, сопротивление R V должно быть уменьшено всякий раз, когда сопротивление нагрузки
увеличивается. Это приводит к тому, что общее сопротивление остается постоянным. Увеличение
входное напряжение необходимо компенсировать увеличением сопротивления R В ,
тем самым поддерживая постоянный ток. Работа регулятора тока
аналогичен регулятору напряжения. Основное отличие в том, что регулируется ток.
а другой регулирует напряжение.

Рисунок 4-40. — Регулятор тока (упрощенно).

Поскольку использование переменного резистора не является практичным способом контроля колебаний тока
или вариант, используются транзистор и стабилитрон вместе с необходимыми резисторами.
Напомним, что диод Зенера обеспечивает постоянное опорное напряжение. Схема показана на
Рисунок 4-41 представляет собой схему регулятора тока. За исключением добавления R1,
Схема, показанная на рисунке, аналогична схеме последовательного регулятора напряжения.Резистор
подключается последовательно с нагрузкой и определяет любые изменения тока нагрузки. Уведомление
падение напряжения на R1 и отрицательная полярность напряжения, приложенного к эмиттеру Q1.
Полярность напряжения является результатом протекания тока через R1, и это отрицательное напряжение
выступает против смещения вперед для Q1. Однако, поскольку регулируемое напряжение на CR1 имеет
противоположной полярности, фактическое смещение транзистора — это разница между двумя
напряжения. Вы должны увидеть, что цель R2 — функционировать как ограничивающий ток
резистор для стабилитрона.

Рисунок 4-41. — Регулятор тока.

Назначение регулятора тока — обеспечить постоянный ток независимо от
изменения входного напряжения или тока нагрузки. Схема, показанная на рисунке 4-42, показывает, что
цепи, рассчитанной на постоянный ток 400 миллиампер. Вольтметры бывают
показано на схеме, чтобы подчеркнуть падение напряжения на определенных компонентах.Эти
напряжения помогут понять, как работает регулятор тока. Падение напряжения
через переход база-эмиттер Q1 составляет 0,6 вольт. Это напряжение — разница между
напряжение стабилитрона и падение напряжения на R1. Прямое смещение 0,6 В Q1 позволяет
правильная работа транзистора. Выходное напряжение на R L составляет 6 вольт как
показывается вольтметром. Благодаря регулируемому выходному току 400 миллиампер
сопротивление транзистора (R Q1 ) — 9 Ом.Это можно доказать с помощью закона Ома.
и значения, показанные на схеме. В этом случае ток (I) равен напряжению
падение (E) деленное на сопротивление (R). Следовательно:

12 вольт, разделенное на 30 Ом, равняется 0,4 ампера или 400 миллиампер.

Рисунок 4-42. — Регулятор тока (со схемными значениями).

Поскольку вы знакомы с базовой схемой регулирования тока, давайте рассмотрим
подробно описать работу различных компонентов для поддержания постоянного выходного сигнала 400 мА.См. Схему, показанную на рисунке 4-43. Помните причины снижения сопротивления нагрузки
соответствующее увеличение тока. В показанном примере сопротивление нагрузки R L
упало с 15 Ом до 10 Ом. Это приводит к большему падению напряжения на R1.
из-за повышенного тока. Падение напряжения увеличилось с 2,4 вольт до
2,5 вольта. Конечно, падение напряжения на CR1 остается постоянным на уровне 9 вольт из-за его
регулирующая способность.Из-за повышенного падения напряжения на R1 прямое смещение на
Q1 теперь 0,5 вольт. Поскольку прямое смещение Q1 уменьшилось, сопротивление
транзистор увеличивается с 9 Ом до 14 Ом. Обратите внимание, что увеличение сопротивления на 5 Ом
на транзисторе соответствует уменьшению сопротивления нагрузки на 5 Ом. Таким образом
общее сопротивление во внешнем контуре цепи остается постоянным. Поскольку
схема представляет собой регулятор тока, вы знаете, что выходное напряжение будет изменяться в зависимости от регулятора
поддерживает постоянный выходной ток.На рисунке выходное напряжение уменьшено до 4
вольт, которое вычисляется умножением силы тока (I) на сопротивление (R) (400 мА X 10 Ом
= 4 вольта).

Рисунок 4-43. — Регулятор тока (с уменьшением R L ).

Q.36 На рисунке 4-40 при увеличении сопротивления нагрузки (R L ),
сопротивление R V увеличивается / уменьшается (какой именно) для компенсации
перемена.
Q.37 На рисунке 4-43 любое уменьшение прямого смещения база-эмиттер в первом квартале приводит к
увеличение / уменьшение
(какой именно) сопротивления транзистора.

Микроволны101 | Линейные регуляторы напряжения

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу, посвященную схемам стабилизации питания

Линейные регуляторы

используются, когда источник питания постоянного тока доступен при более высоком напряжении, чем требуется в вашей конструкции, и он способен обеспечивать весь необходимый вам постоянный ток.Обычно они используются для устранения проблем с поставкой, которую вам дают; например, у вас может быть источник питания 12 В с пульсацией 100 мВ, и вам нужен сигнал 9 В. Линейный регулятор понизит три вольта (с 12 до 9 вольт) и сотрет большую часть пульсаций (с подавлением пульсаций до 80 дБ!) Это падение между входом и выходом называется служебным напряжением .

Преимущества линейных источников питания в том, что они отклоняют паразитные сигналы и пульсации, которые могут повлиять на фазовый шум вашего усилителя.

Недостатками линейных регуляторов является то, что они неэффективны, в частности, при высоком значении служебного напряжения и / или тока холостого хода. Если вы понижаете напряжение с 12 до 9 вольт при токе 10 ампер, ваш регулятор рассеивает 30 Вт. Отвод тепла может быть серьезной проблемой в линейных регуляторах.

Некоторые линейные регуляторы

Есть отрицательные регуляторы и положительные регуляторы в зависимости от того, что вы пытаетесь сделать. «Классическими» линейными регуляторами являются LM117 (LM317 — коммерческая версия).Они появились еще в то время, когда National Semiconductor (основанная в 1959 году) была мощной фирмой по производству аналоговой электроники. То, что от него осталось, было свернуто в TI. LM117 может обеспечить ток 1,5 А при пониженном напряжении до 1,2 В. Рассеивание внутренне ограничено, так что температура канала не превышает 150 ° C (125 ° C на LM317). Версия отрицательного регулятора — LM137 (коммерческая версия LM337).

Терморегуляторы

Многие линейные регуляторы имеют термические ограничения.Что означает внутреннее ограничение? Если вы не знаете, что делаете, устройство перегревается, выключается, остывает и снова включается, продолжая этот цикл, пока вы не отключите его от сети и не перепроектируете блок питания.

Регуляторы с малым падением напряжения

Регуляторы с малым падением напряжения (LDO) способны хорошо подавлять пульсации при низком верхнем напряжении. Это означает, что они могут работать более эффективно. Регулятор LDO может работать при падении напряжения всего 0,5 В, но вы должны быть осторожны, чтобы падение напряжения допускало максимальные колебания напряжения питания.Если у вас есть пиковая пульсация 0,5 В и используется LDO с падением 0,5 В, вы должны запланировать номинальное падение 0,75 В.

Математический линейный регулятор

Вы должны хотя бы знать, как работает линейный регулятор. Изображение ниже взято из таблицы данных.

Регулируемый регулятор представляет собой трехполюсное устройство. Слева — вход, справа — выход, а внизу — клемма «настройки». Регулятор выдает точное напряжение, называемое VREF. В случае LM117, опорное напряжение равно 1.25 вольт. когда вы думаете о том, как рассчитать выходное напряжение, вам нужно знать, что практически нулевой ток течет на клемме ADJ или выходит из нее. Фактически, он потребляет несколько микроампер, если вы хотите полностью проанализировать схему; при настройке выходного напряжения существуют и другие источники ошибок, поэтому постарайтесь изменить наш R2 …

.

Без нагрузки, регулятор потребляет ток холостого хода, который устанавливается:

I IDLE = V REF / R1

В этом примере регулятор рисует 5.2 мА, что, вероятно, является хорошим минимальным значением. Если вы увеличиваете ток холостого хода, ничего хорошего не происходит, но вы рассеиваете больше энергии.

Два резистора устанавливают выходное напряжение.

В ВЫХ = (1 + R2 / R1) В REF + I ADJ * R2

Для того, чтобы получить свой набор питания для точного числа, вы должны учитывать допуски на резисторы, напряжение реф и тока ADJ.

Обратите внимание, что линейные регуляторы можно заказать на заводе с настройками R1 и R2 на точное напряжение, например 5 В и 12 В.

Необходимо учитывать рассеивание линейного регулятора, чтобы он не отключался. Есть две составляющие: ток холостого хода и ток нагрузки, а также служебное напряжение.

Рассеиваемая мощность = (В IN -V OUT ) * (I IDLE + I OUT )

Если вы хотите знать, когда регулятор отключается, вам необходимо знать тепловое сопротивление. Значение, которое дается в паспорте предполагает, что вы знаете, температура плиты, что она крепится к, в реальной жизни будет повышение температуры в опорной плите во время работы, что может потребоваться анализ методом конечных элементов (МКЭ) для того, чтобы действительно прогнозировать производительность.Хорошие теплотехники на вес золота.

Конденсаторы

Для чего нужны эти конденсаторы? Конденсаторы выполняют две функции: регулятору они могут действительно понадобиться для стабильности, и они улучшают подавление пульсаций. Следуйте паспорту конденсаторов. Часто вы можете увидеть параллельные комбинации электролитических и керамических конденсаторов, каждый из которых имеет золотую середину в частотном спектре для подавления пульсаций.

В импульсных радиолокаторах на выходе размещаются большие батареи накопительных конденсаторов для генерации импульса тока.Об этом читайте здесь. При выборе размера регулятора вам нужно учитывать только средний постоянный ток, но имейте в виду, что вам придется защитить передатчик от идиота, чтобы он никогда не работал непрерывно.

Защитный диод

Важным моментом при проверке схемы регулятора для защиты от идиота является обеспечение того, чтобы на выходе никогда не было высокого напряжения, когда вход выключен. Когда приложению требуются зарядные накопительные конденсаторы, это может стать реальной проблемой, перебои в подаче питания могут привести к выходу из строя регулятора.Решение состоит в том, чтобы вставить защитный диод с выхода обратно на вход, который истощает накопитель заряда, когда на входе падает низкий уровень, или поддерживает входное напряжение близко к выходному напряжению, если вход разомкнут.

Есть много других схем защиты, просто используйте Google …

Упаковка

Регуляторы

доступны в широком ассортименте пластиковых и металлических упаковок, достаточно заглянуть на веб-сайт Digi-Key. Что, если вы хотите, чтобы микропроцессорная версия регулятора была помещена в модуль на основе микросхемы и проводов? Вам необходимо найти поставщика, который специализируется на версиях микросхем общих деталей.

Есть еще один нюанс использования микросхем версий таких деталей, как регуляторы: на какой правильный потенциал устанавливать микросхему? Если вы не учитываете это, вы можете просто установить регулятор на металлическую поверхность, имеющую потенциал земли. В некоторых случаях это может вызвать проблемы.

Представлено эмпирическое правило:

При работе с обычными кремниевыми интегральными схемами в форме микросхемы устанавливайте устройство на самом отрицательном потенциале его портов или на землю, если он более отрицательный.Таким образом, для отрицательного регулятора вы должны установить его на поверхность, которая подключена к VIN. Для положительного регулятора заземлите заднюю часть.

Как и все эмпирические правила, не ставьте на это свою карьеру, проведите небольшое исследование, всегда есть исключения из правил!

8 признаков неисправного регулятора напряжения (и стоимость замены в 2021 году)

Последнее обновление 29 апреля 2020 года

В автомобиле под капотом много энергии.Мы не говорим строго о лошадиных силах, а скорее о выходной энергии в целом. Энергия, необходимая автомобилю, обеспечивается топливом и аккумулятором.

Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.

Для работы двигателя требуется много мощности. Для небольших систем в автомобиле вам не понадобится такая большая мощность.

Некоторые электрические системы в вашем автомобиле могут перегреться, если они будут подвергаться воздействию сырого тока, и именно здесь в игру вступает регулятор напряжения генератора.Это помогает снизить эту мощность, чтобы не повредить критически важные системы.

Это похоже на зарядку iPhone напрямую от трансформатора энергии. Теоретически ваш телефон будет заряжаться, но, к сожалению, ваш телефон не выдержит столкновения. Он не предназначен для работы с таким напряжением.

Связанные: причины отсутствия зарядки генератора переменного тока

Как работает регулятор напряжения генератора?

На рынке представлено несколько различных типов регуляторов.Однако все они выполняют одну и ту же функцию. Они преобразуют постоянный ток в фиксированный, который не повредит другие системы в автомобиле.

Давайте посмотрим на различные компоненты, составляющие систему, чтобы лучше понять функцию регулирования.

Детали автомобильной системы зарядки

Аккумулятор

Аккумулятор представляет собой резервуар для хранения энергии. Он находится в режиме ожидания для таких функций, как запуск автомобиля и обеспечение питания при низком уровне энергоснабжения.

Если бы вы полагались исключительно на аккумулятор, ваша машина не могла бы работать долго без зарядки.

Связано: симптомы неисправного автомобильного аккумулятора

Генератор

Вот почему у нас есть генератор. Генератор — это компонент, который производит эту мощность. Пока вы едете, генератор вырабатывает энергию для питания системы, а избыточная энергия используется для зарядки аккумулятора.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения обеспечивает постоянное максимальное значение напряжения в цепи.Следовательно, он может подтолкнуть генератор к увеличению производительности или снизить выработку энергии.

Идея состоит в том, чтобы создать постоянный поток тока, который может обеспечить постоянное питание автомобиля. Избыточная мощность не тратится зря, потому что заряжает аккумулятор.

8 ​​основных симптомов неисправности регулятора напряжения

Хорошая новость заключается в том, что отказ регулятора напряжения — одна из тех проблем, которые развиваются со временем. Кроме того, это довольно легко диагностировать. Существуют различные методы устранения неполадок, которые помогут вам диагностировать эту проблему.

Вот восемь общих признаков, на которые следует обращать внимание:

# 1 — Выход высокого напряжения

Типичный автомобильный аккумулятор должен выдавать около 12,6 В в разомкнутой цепи (автомобиль не работает). Когда автомобиль заведен, в большинстве автомобилей напряжение должно быть примерно на 2 вольта выше.

Если выходное напряжение составляет 16 В или более, скорее всего, у вас неисправный регулятор напряжения. Слишком высокое напряжение может вызвать повреждение различных электрических компонентов.Чаще всего преждевременно перегорают лампы в фарах или задних фонарях.

# 2 — Периодические провалы питания

Если у вас плохой регулятор, это может привести к неправильной работе многих компонентов, таких как топливный насос, система зажигания или другие детали, требующие минимального напряжения.

При необходимости вы можете столкнуться с разбрызгиванием двигателя, резким холостым ходом или просто отсутствием ускорения. Это может показаться неважным, но это важно, потому что показывает, что мощность регулируется неправильно.

# 3 — Комбинация приборов не работает

Как и другие электрические компоненты, комбинация приборов требует определенного напряжения для отображения всей необходимой информации во время вождения. Плохой регулятор напряжения может привести к тому, что он просто не будет работать или вести себя хаотично.

Вероятно, вы вообще не сможете завести машину, но даже если бы вы могли, было бы неразумно делать это, не зная, насколько быстро вы едете, сколько топлива у вас осталось и т. Д. критическая информация.

# 4 — Затемнение или мерцание света

Обычно вы замечаете это по фарам, но это может повлиять на внутреннее освещение и даже на стереосистему. Это снова указывает на ток, который не контролируется должным образом.

Этот симптом существует для проблем, связанных с аккумулятором, но также может означать, что виноват регулятор напряжения.

# 5 — Дальний свет не работает

Одной из систем, на которую может отрицательно повлиять слишком большое или слишком маленькое напряжение, являются фары.Фары дальнего света особенно нуждаются в достаточной мощности для работы. Лучи, которые не загораются должным образом, указывают на проблему.

# 6 — Коррозия

Распространение коррозии на клеммы и верхнюю часть аккумулятора может быть, помимо прочего, признаком неисправности регулятора напряжения.

# 7 — Батарея разряжена

Это может быть связано с множеством других причин, в том числе из-за того, что вы забыли выключить свет, проблема с генератором или просто старая батарея, которую необходимо заменить.Но это также могло быть из-за плохого управления током из-за плохого регулятора напряжения.

См. Также: Различия между разряженной аккумуляторной батареей и неисправным генератором

# 8 — Загорается индикатор «Проверьте двигатель или аккумулятор»

Причин может быть несколько, но всегда рекомендуется сканировать на предмет диагностики коды неисправностей (проверьте индикатор двигателя) или запустите быструю проверку напряжения (индикатор батареи горит) с помощью мультиметра, чтобы узнать, является ли это причиной проблемы.

Стоимость замены регулятора напряжения

Новый регулятор напряжения генератора будет стоить вам от 40 до 140 долларов за детали, в значительной степени в зависимости от марки / модели автомобиля и от того, используются ли запчасти OEM или послепродажные.

Стоимость деталей не так уж и плоха, но, поскольку большинство регуляторов напряжения размещено внутри генератора, придется заплатить от 140 до 240 долларов за рабочую силу. Вы, вероятно, заплатите больше, если пойдете в дилерский центр, и меньше, если регулятор будет установлен снаружи генератора, где до него легче добраться.

В целом полная стоимость замены регулятора напряжения в большинстве случаев будет в пределах от 180 до 380 долларов. Если есть какое-либо электрическое повреждение или перегоревшие провода из-за неисправности регулятора, общая цена будет больше.

Поскольку затраты на рабочую силу составляют большую часть затрат, вы можете подумать о простой замене всего блока генератора переменного тока, если вы приближаетесь к 100 000 миль или около того.

Хотя современные генераторы могут служить в течение всего срока службы автомобиля, они часто выходят из строя раньше. Замена генератора избавит вас от необходимости снова оплачивать огромную оплату труда в ближайшем будущем.

Где находится регулятор напряжения?

Расположение зависит от марки и модели автомобиля. Он будет либо внутри, либо рядом с корпусом генератора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *