Stabilizator napona za lm317
Nakon kvara starog SN, sličnog opisanom u, napravljenog u mojim studentskim godinama, postalo je malo teško raditi. Nakon što je posjetio svoje omiljeno radio tržište, Karavaev Dacha, u nadi za nešto jeftino, nekomplicirano s pristojnim parametrima i minimumom dijelova, autor se odlučio na KR142EN12A, uvezeni analog LM317. Kako stabilizator napona na KR142EN12A IC nema zaštitu od kratkog spoja, morali smo ga malo modificirati.
Dijagram moderniziranog CH je prikazan na slici, izgled je predstavljen na web stranici. U standardnom sklopnom krugu KR142EN12A, sa klizačem za podešavanje otpornika R5 u gornjem položaju (nizak potencijal), mikrokolo ima minimalni izlazni napon od 1,2 V. Pri visokom potencijalu, maksimum je 37 V. Maksimalna stabilizacijska struja 1,5 A.
Zaštita od kratkog spoja radi na sljedeći način: kada teče struja opterećenja (u autorskoj verziji, više od 1,1 A), pad napona na otporniku R6 se povećava, a struja LED-a optokaplera U1 raste u skladu s tim, što dovodi do otvaranja tiristora optospojnika i tranzistora VT1. Kada se tranzistor otvori na pinu 1 stabilizatora DA1, potencijal je nizak, CH prelazi u režim minimalnog izlaznog napona. Struja koja teče kroz optospojler tiristor U1 dovoljna je da se održi u otvorenom stanju.
LED diode VD1 (zelena boja) i VD2 (crvena boja) služe za indikaciju aktiviranja stabilizatora napona i režima zaštite od kratkog spoja. Dugme SA1 se koristi za vraćanje CH u radni mod. Nedostatak dizajna je nepotpuno gašenje izlaznog napona stabilizatora. Uštedom na površini raspršivanja radijatora DA1 ugradnjom malog hladnjaka iz PC procesora na radijator, autor je dobio dostojnu zamjenu za neuspjeli dizajn.
Detalji. Stabilizator koristi otpornike MLT-0,25, otpornik R6 - C5-16V. Uvezeni kondenzatori. Uvezene LED diode male veličine. Optocoupler U1 – AOU103 sa bilo kojim slovnim indeksom.
Postaviti. Nakon što provjerite ispravnu instalaciju, uključite uređaj. (Transformator i diodni most nisu prikazani na slici 1.) Provjerite opseg regulacije izlaznog napona, a zatim, povezivanjem otpornika opterećenja (oko 20 Ohma), postepeno povećavajte izlazni napon od 1,2V do maksimuma. Ampermetar se koristi za praćenje struje rada zaštite. Možda će biti potrebno promijeniti otpor otpornika R6, a otpornik R7 može biti isključen iz kola. Ovisno o tipovima LED dioda VD1 i VD2, možda ćete morati odabrati otpor otpornika R1, R2.
Nudimo naručiti u našoj online trgovini popularne stabilizatore sa režimom upravljanja koji štedi energiju i potpuno automatskim sistemom za otklanjanje hitnih situacija u električnoj mreži. Glavni ciljevi ovih brendova Energia i Voltron su: zaštita od kratkih spojeva bez kvarova, brzo izjednačavanje velikih i malih napajanja u kućnim i industrijskim potrošačkim mrežama i rješavanje problema povezanih s nepredvidivim kratkotrajnim preopterećenjima. Zvanični proizvođač ruske preporučene opreme za 220V, 380V električne mreže je kompanija ETK Energy. Tačnost stabilizacije nekih kućnih ravnala je samo ±3% i ±5%, zahvaljujući čemu će idealno raditi čak i sa visoko preciznim medicinskim uređajima. Stabilizator napona sa zaštitom od kratkog spoja možete kupiti u Moskvi, Sankt Peterburgu i regiji. Mnogi domaći monofazni i trofazni brendovi Energia i Voltron koji se nude za kupovinu odlični su za jednostavnu i visoko osjetljivu modernu električnu opremu i zbog toga što imaju glatko automatsko podešavanje opasnih ulaznih prenapona i padova. Najboljim električnim aparatima ruske proizvodnje u ovom trenutku smatraju se novi, poboljšani modeli sa čistim sinusoidnim valnim oblikom, a to su: Energy Hybrid, Classic i Ultra. Također je vrijedno napomenuti da tokom rada ovih linija nema apsolutno nikakvog treperenja sijalica. Univerzalno kućište automatskih uređaja Energia Classic, Ultra, Hybrid U i Voltron RSN omogućava, pored standardnog podnog rada, i kompaktnu zidnu instalaciju.
Monofazni i trofazni stabilizatori napona sa zaštitom od kratkog spoja, danas naširoko predstavljeni na našoj web stranici, veoma su traženi kod potrošača za visokoefikasnu i izdržljivu zaštitu različite pojedinačne opreme male snage i cijelog doma, stana, ureda, zemlje. kuće, obrazovne, zabavne i medicinske ustanove, industrijske i druge objekte u kojima često nastaju problemi u 1-faznoj ili 3-faznoj mreži. Asortiman modela se sastoji od uređaja srednje i premium klase sa maksimalnim kapacitetima koje je proizvođač obezbedio za 1, 2, 3, 5, 8, 10, 15, 20 i 30 kW (kVA). Stoga kod nas možete odabrati takvu električnu opremu čak i za sigurnost najveće vikendice ili industrijskih prostora s velikim brojem potrošača u upotrebi. Kod nas možete kupiti stabilizator napona sa zaštitom od kratkog spoja u Moskvi, Sankt Peterburgu po pristupačnoj cijeni. Prema vrsti izjednačavanja nekvalitetnog napajanja u kućnoj električnoj mreži, razlikuju se relejni, elektronski (tiristorski) i elektromehanički ruski mrežni uređaji. Gotovo sve serije imaju visoke tehničke karakteristike i dodatno su opremljene samodijagnostičkim sistemom za pažljivo praćenje stanja napajanja na ulazu i izlazu. Za kontinuiranu upotrebu u uslovima negativnih spoljašnjih temperatura (do -20, -30 stepeni Celzijusa) postoje posebni modeli otporni na mraz. Digitalni displej omogućava praćenje važnih parametara na mreži. Kod nas možete odabrati kvalitetnu i vrlo pouzdanu niskošumnu i apsolutno tihu mrežnu opremu sa višeslojnom zaštitom od hitnih kvarova. Garancija 1-3 godine. Navedeni vijek trajanja od strane proizvođača za većinu naših certificiranih električnih uređaja je najmanje 10 godina. Svi uređaji se mogu koristiti 24 sata dnevno.
Strujni stabilizator sa zaštitom od kratkog spoja
Zaštita strujnog stabilizatora od preopterećenja
Strujni stabilizatori se široko koriste u raznim uređajima. Njihove šeme su jednostavne i ne baš jednostavne. Ali u svakom slučaju, biće bolje da ima zaštitu od preopterećenja. Problem koji ćemo razmotriti je sljedeći, imamo stabilizator napona sa ograničenjem struje opterećenja. Odnosno, takav stabilizator se ne boji kratkih spojeva na svom izlazu.
Ali u režimu kratkog spoja, na regulacionom tranzistoru takvog stabilizatora će se osloboditi velika količina energije; to će zahtijevati upotrebu odgovarajućeg hladnjaka, što će dovesti do povećanja veličine uređaja i, dobro, njegova cijena. Inače - termički slom strukture snažnog tranzistora.
Na primjer, uzmimo jednostavan krug stabilizatora struje na mikrokolu, prikazan na slici 1.
Sve je generalno. Struja stabilizacije, prema formuli 1, je 1A. Recimo da je normalni otpor opterećenja 6 oma. Tada će, pri struji od 1A, napon na mikrokrugu pasti jednak: U = IxR - IxRn = 12-1,25-6 = 4,75V. U skladu s tim, snaga P = UxI = 4,75 W će se osloboditi na mikrokolu. Ako zatvorite izlaz strujnog stabilizatora, tada će napon na mikrokrugu već pasti 10,75V i, shodno tome, snaga oslobođena na mikrokrugu bit će jednaka 10,75W. Radijator mora biti dizajniran za tu snagu, tada će pouzdanost vašeg uređaja biti najbolja. Ali što učiniti ako nije moguće ugraditi veći radijator? Tačno! Također je potrebno ograničiti snagu dodijeljenu čipu. Ispred ovog kola je moguće ugraditi prateći stabilizator, koji bi u slučaju kratkog spoja preuzeo dio oslobođene toplinske snage, ali je to malo komplicirano. Bilo bi bolje potpuno isključiti stabilizator u slučaju kratkog spoja na njegovom ulazu. Znajući da je snaga jednaka umnošku struje, a struju sami postavljamo i ona se stabilizuje, onda ćemo pratiti pad napona na strujnom regulatoru.
Krug podesivog stabilizatora struje preuzet je iz članka. Više o radu ovog podesivog stabilizatora struje možete pročitati u članku.
Rad zaštitnog kruga od prenapona
Da bismo osigurali zaštitu strujnog stabilizatora, uvodimo samo pet dijelova u krug. Tranzistor VT1, koji djeluje kao ključ i potpuno isključuje stabilizator u režimu kratkog spoja. Ovdje se koristi MOSFET tranzistor sa kanalom P. Za male struje, reda veličine jednog ili dva ampera, pogodan je IRFR5505
Pri visokim strujama, bolje je koristiti tranzistor s velikom radnom strujom odvoda i manjim otporom otvorenog kanala. Na primjer - IRF4905
Tiristorski optospojnik, možete koristiti domaći - AOU103 sa bilo kojim slovom, možete odabrati uvozni, na primjer - TLP747GF
Zener dioda, bilo koja male snage, pročitajte članak do kraja i, ako je potrebno, odaberite onu koja vam je potrebna. R1 je otpornik kroz koji se negativni napon otvaranja dovodi do ključnog gejta. R2 je otpornik koji ograničava struju tiristorskog optokaplera LED. Da, ako je ulazni napon veći od 20V, tada je paralelno s tiristorom optokaplera potrebno ugraditi još jednu 12V zener diodu, koja će zaštititi prijelaz gejt-izvor ključnog tranzistora. Budući da većina MOSFET tranzistora ima maksimalni dozvoljeni napon ovog spoja od 20V.
Na primjer, uzmimo slučaj punjenja baterije od dvanaest volti sa stabilnom strujom od 3A. Kada se napon dovede na kolo, tranzistor VT1 će biti otvoren, jer se negativni napon dovodi do njegovog gejta i krug radi u normalnom režimu. Nećemo uzeti u obzir pad napona na prekidaču zbog njegove male vrijednosti. Pod takvim uslovima, snaga P = (20 - 12) ∙ I = 8 ∙ 3 = 24 W će pasti na samom stabilizatoru struje. Tokom kratkog spoja, snaga će se povećati na 60W, ako nema zaštite. Ovo je previše, a nije sigurno za VT2 tranzistor, pa ćemo nakon 30W isključiti stabilizator postavljanjem zener diode sa stabilizacijskim naponom od 10V u zaštitno kolo. Tako dobivamo krug sa zaštitom ne samo od kratkih spojeva, već i od prekoračenja dopuštene disipacije snage na trenutnom stabilizatoru. Recimo da iz nekog razloga, nama potpuno nepotrebnog, otpor opterećenja počinje opadati. To će uzrokovati povećanje pada napona na stabilizatoru i, shodno tome, rasipanje snage na njemu. Ali čim napon između ulaza i izlaza prijeđe 10 volti, zener dioda VD1 će se "probiti" i struja će teći kroz LED optokaplera U1. Emisija LED-a će otvoriti fototiristor, koji će zaobići tranziciju gejt-izvor ključnog tranzistora. Zauzvrat će zatvoriti i isključiti krug stabilizatora. Krug će biti moguće vratiti u radno stanje ili isključivanjem napajanja i ponovnim povezivanjem, ili kratkim spojem fototiristora, na primjer pomoću gumba. Dakle, praćenjem napona između ulaza i izlaza strujnog stabilizatora, možete postaviti prag ograničenja snage koji vam je potreban pomoću zener dioda za različite napone stabilizacije.
Ovaj sklop je primjenjiv na gotovo sve stabilizatore, bilo za struju ili napon. Može se ugraditi u gotov stabilizator koji nema zaštitu od kratkog spoja.
Sretno i sretno. K.V.Yu.
U tranzistorskim stabilizatorima najčešće se koriste tri vrste zaštite: od povećanja izlaznog napona, od smanjenja izlaznog napona, od prekomjerne struje ili kratkog spoja u opterećenju.
Prekostrujna zaštita u stabilizatorima može se ograničiti na konstantan nivo I K.Z. prekoračenje vrijednosti I NOM ili sa naglim smanjenjem potrošnje struje na I K.Z.0 u režimu kratkog spoja. U prvom slučaju, prekostrujni način rada karakterizira veća snaga dodijeljena upravljačkom tranzistoru. Stoga se u takvim slučajevima obično isključuje napon napajanja na ulazu stabilizatora. U drugom slučaju, snaga koju troši tranzistor tokom kratkog spoja je znatno manja od snage pri nazivnoj struji opterećenja. Stoga isključivanje napajanja u takvom krugu nije potrebno.
Tradicionalni stabilizatori tranzistora često imaju nepouzdanu zaštitu od preopterećenja. Zaštitni sistemi bez inercije se lažno aktiviraju čak i od kratkotrajnih preopterećenja pri povezivanju kapacitivnog opterećenja. Inercijska zaštitna sredstva nemaju vremena za rad u slučaju jakog strujnog impulsa, na primjer, u slučaju kratkog spoja koji dovodi do kvara tranzistora. Uređaji sa limitatorom izlazne struje su bez inercije, nemaju efekta okidanja, ali u slučaju kratkog spoja, velika količina energije se raspršuje na upravljačkom tranzistoru, što zahtijeva korištenje odgovarajućeg hladnjaka.
Jedini izlaz u ovoj situaciji je istovremena upotreba sredstava za ograničavanje izlazne struje i inercijalne zaštite kontrolnog tranzistora od preopterećenja, što će mu osigurati dva do tri puta manju snagu i dimenzije hladnjaka. Ali to dovodi do povećanja broja elemenata, dimenzija dizajna i komplicira ponovljivost uređaja u amaterskim uvjetima.
Šematski dijagram stabilizatora, broj elemenata u kojem je minimalan, prikazan je na Sl. 1. Izvor referentnog napona je termički stabilizirana zener dioda VD1.
Da bi se eliminirao utjecaj ulaznog napona stabilizatora na način rada zener diode, njegova struja se postavlja generatorom stabilne struje (GCT), izgrađenim na tranzistoru s efektom polja VT1. Termička stabilizacija i stabilizacija struje Zener diode povećavaju koeficijent stabilizacije izlaznog napona.
Referentni napon se dovodi na lijevi (prema strujnom krugu) ulaz diferencijalnog pojačala na tranzistorima VT2.2 i VT2.3 mikrosklopa K125NT1 i otporniku R7, gdje se upoređuje sa povratnim naponom uzetim sa djelitelja izlaznog napona. R8R9. Razlika napona na ulazima diferencijalnog pojačala mijenja ravnotežu kolektorskih struja njegovih tranzistora.
Regulacijski tranzistor VT4, kontroliran kolektorskom strujom tranzistora VT2.2, ima veliki koeficijent prijenosa bazne struje. Ovo povećava dubinu povratne sprege i povećava koeficijent stabilizacije uređaja, a također smanjuje snagu koju rasipaju tranzistori diferencijalnog pojačala.
Pogledajmo detaljnije rad uređaja.
Pretpostavimo da će se u stacionarnom stanju, s povećanjem struje opterećenja, izlazni napon blago smanjiti, što će uzrokovati i smanjenje napona na emiterskom spoju tranzistora VT3.2. Istovremeno će se smanjiti i struja kolektora. To će dovesti do povećanja struje tranzistora VT2.2, jer je zbroj izlaznih struja tranzistora diferencijalnog pojačala jednak struji koja teče kroz otpornik R7 i praktički ne ovisi o načinu rada njegovih tranzistora.
Zauzvrat, rastuća struja tranzistora VT2.2 uzrokuje povećanje kolektorske struje kontrolnog tranzistora VT4, proporcionalno njegovom koeficijentu prijenosa bazne struje, povećavajući izlazni napon na originalni nivo i omogućava da se on održava nepromijenjen bez obzira na struja opterećenja.
Za kratkotrajnu zaštitu uređaja s njegovim vraćanjem u prvobitno stanje, uvodi se kolektorski ograničavač struje regulacionog tranzistora, napravljen na tranzistoru VT3 i otpornicima R1, R2.
Otpornik P1 obavlja funkciju senzora struje koji teče kroz regulacijski tranzistor VT4. Ako struja ovog tranzistora pređe maksimalnu vrijednost (oko 0,5 A), pad napona na otporniku R1 će dostići 0,6 V, odnosno prag napona za otvaranje tranzistora VT3. Otvaranjem se shuntuje emiterski spoj kontrolnog tranzistora, čime se ograničava njegova struja do otprilike 0,5 A.
Dakle, kada struja opterećenja nakratko pređe maksimalnu vrijednost, tranzistori VT3 i VT4 rade u GTS režimu, što uzrokuje pad izlaznog napona bez aktiviranja prekostrujne zaštite. Nakon nekog vremena, proporcionalno vremenskoj konstanti kola R5C1, to dovodi do otvaranja tranzistora VT2.1 i daljeg otvaranja tranzistora VT3, čime se zatvara tranzistor VT4. Ovo stanje tranzistora je stabilno, stoga je nakon otklanjanja kratkog spoja ili de-napajanja opterećenja potrebno isključiti uređaj iz mreže i ponovo ga uključiti nakon pražnjenja kondenzatora C1.