Stabilizátor napätia pre lm317
Po zlyhaní starej SN, podobnej tej, ktorá je opísaná v, vyrobenej počas mojich študentských rokov, bolo trochu ťažké pracovať. Po návšteve svojho obľúbeného rozhlasového trhu Karavaev Dacha v nádeji na niečo lacné, nekomplikované so slušnými parametrami a minimom dielov sa autor rozhodol pre KR142EN12A, importovaný analóg LM317. Keďže stabilizátor napätia na KR142EN12A IC nemá ochranu proti skratu, museli sme ho trochu upraviť.
Schéma modernizovaného CH je znázornená na obrázku, vzhľad je uvedený na webovej stránke. V štandardnom spínacom obvode KR142EN12A s posúvačom nastavovacieho odporu R5 v hornej polohe (nízky potenciál) má mikroobvod minimálne výstupné napätie 1,2 V. Pri vysokom potenciáli je maximum 37V. Maximálny stabilizačný prúd 1,5A.
Ochrana proti skratu funguje nasledovne: keď prúdi záťažový prúd (v autorskej verzii viac ako 1,1 A), úbytok napätia na rezistore R6 sa zvyšuje a zodpovedajúcim spôsobom sa zvyšuje prúd optočlena LED U1, čo vedie k otvoreniu tyristora optočlena a tranzistora VT1. Keď sa tranzistor otvorí na kolíku 1 stabilizátora DA1, potenciál je nízky, CH prejde do režimu minimálneho výstupného napätia. Prúd pretekajúci cez tyristor U1 optočlena je dostatočný na jeho udržanie v otvorenom stave.
LED VD1 (zelená farba) a VD2 (červená farba) slúžia na indikáciu aktivácie stabilizátora napätia, resp. režimu ochrany proti skratu. Tlačidlo SA1 sa používa na návrat ÚK do prevádzkového režimu. Nevýhodou konštrukcie je neúplné vypnutie výstupného napätia stabilizátora. Úsporou rozptylovej plochy radiátora DA1 inštaláciou malého chladiča z procesora PC na radiátor získal autor dôstojnú náhradu za neúspešný dizajn.
Podrobnosti. Stabilizátor používa odpory MLT-0,25, odpor R6 - C5-16V. Dovezené kondenzátory. Dovážané LED diódy malých rozmerov. Optočlen U1 – AOU103 s ľubovoľným písmenovým indexom.
Nastaviť. Po skontrolovaní správnej inštalácie zapnite zariadenie. (Transformátor a diódový mostík nie sú zobrazené na obr. 1.) Skontrolujte rozsah regulácie výstupného napätia, potom pripojením záťažového odporu (asi 20 Ohmov) postupne zvyšujte výstupné napätie z 1,2 V na maximum. Na monitorovanie pracovného prúdu ochrany sa používa ampérmeter. Môže byť potrebné zmeniť odpor odporu R6 a rezistor R7 môže byť vyradený z obvodu. V závislosti od typov LED diód VD1 a VD2 možno budete musieť zvoliť odpor rezistorov R1, R2.
V našom internetovom obchode ponúkame na objednávku obľúbené stabilizačné zariadenia s energeticky úsporným režimom riadenia a plne automatickým systémom na odstraňovanie havarijných stavov v elektrickej sieti. Hlavnými cieľmi týchto značiek Energia a Voltron sú: ochrana proti skratom, vysokorýchlostné vyrovnávanie vysokého a nízkeho napájania v domácich a priemyselných spotrebiteľských sieťach a riešenie problémov spojených s nepredvídateľným krátkodobým preťažením. Oficiálnym výrobcom ruských odporúčaných zariadení pre elektrické siete 220V, 380V je spoločnosť ETK Energy. Presnosť stabilizácie niektorých domácich pravítok je len ±3% a ±5%, vďaka čomu budú ideálne fungovať aj s vysoko presnými medicínskymi prístrojmi. Stabilizátor napätia s ochranou proti skratu si môžete kúpiť v Moskve, Petrohrade a regióne. Mnohé domáce jednofázové a trojfázové značky Energia a Voltron ponúkané na kúpu sú vynikajúce pre jednoduché a vysoko citlivé moderné elektrozariadenia aj preto, že majú plynulé automatické nastavovanie nebezpečných vstupných prepätí a poklesov. Za najlepšie elektrické spotrebiče ruskej výroby sa v súčasnosti považujú nové, vylepšené modely s čisto sínusovým priebehom, a to: Energy Hybrid, Classic a Ultra. Za zmienku tiež stojí, že počas prevádzky týchto liniek nedochádza k žiadnemu blikaniu žiaroviek. Univerzálny kryt automatov Energia Classic, Ultra, Hybrid U a Voltron RSN poskytuje okrem štandardnej podlahovej prevádzky aj kompaktnú nástennú inštaláciu.
Jednofázové a trojfázové stabilizátory napätia s ochranou proti skratu, ktoré sú dnes široko prezentované na našej webovej stránke, sú veľmi žiadané spotrebiteľmi o vysoko účinnú a trvanlivú ochranu rôznych jednotlivých nízkoenergetických zariadení a celého domu, bytu, kancelárie, krajiny. dom, vzdelávacie, zábavné a zdravotnícke inštitúcie, priemyselné a iné zariadenia, kde často vznikajú problémy v 1-fázovej alebo 3-fázovej sieti. Modelový rad pozostáva zo zariadení strednej a prémiovej triedy s maximálnymi kapacitami poskytovanými výrobcom pre 1, 2, 3, 5, 8, 10, 15, 20 a 30 kW (kVA). Preto si u nás môžete vybrať takéto elektrické zariadenia aj pre bezpečnosť tých najväčších chatových alebo priemyselných priestorov s veľkým počtom používaných spotrebiteľov. Stabilizátor napätia s ochranou proti skratu v Moskve, Petrohrade u nás kúpite za prijateľnú cenu. Podľa typu vyrovnania nekvalitného napájania v domácej elektrickej sieti existujú reléové, elektronické (tyristorové) a elektromechanické ruské sieťové zariadenia. Takmer všetky série majú vysoké technické vlastnosti a sú navyše vybavené autodiagnostickým systémom na starostlivé sledovanie stavu napájacieho zdroja na vstupe a výstupe. Pre nepretržité používanie v podmienkach negatívnych vonkajších teplôt (do -20, -30 stupňov Celzia) existujú špeciálne mrazuvzdorné modely. Digitálny displej umožňuje sledovať dôležité parametre v sieti. U nás si vyberiete kvalitné a veľmi spoľahlivé nízkošumové a absolútne tiché sieťové zariadenia s viacúrovňovou ochranou proti havarijným poruchám. Záruka 1-3 roky. Výrobcom udávaná životnosť väčšiny našich certifikovaných elektrospotrebičov je minimálne 10 rokov. Všetky zariadenia je možné používať 24 hodín denne.
Prúdový stabilizátor s ochranou proti skratu
Ochrana proti preťaženiu stabilizátora prúdu
Súčasné stabilizátory sú široko používané v rôznych zariadeniach. Ich schémy sú jednoduché a nie veľmi jednoduché. Ale v každom prípade bude lepšie, ak bude mať ochranu proti preťaženiu. Problém, ktorý zvážime, je nasledujúci, máme stabilizátor napätia s obmedzením záťažového prúdu. To znamená, že takýto stabilizátor sa nebojí skratov na svojom výstupe.
Ale v režime skratu sa na regulačnom tranzistore takéhoto stabilizátora uvoľní veľké množstvo energie, čo si bude vyžadovať použitie vhodného chladiča, čo bude mať za následok zvýšenie veľkosti zariadenia a dobre, jeho cena. V opačnom prípade - tepelný rozpad štruktúry výkonného tranzistora.
Zoberme si napríklad jednoduchý obvod stabilizátora prúdu na mikroobvode, znázornenom na obrázku 1.
Všetko je vo všeobecnosti. Stabilizačný prúd podľa vzorca 1 je 1A. Povedzme, že normálny odpor záťaže je 6 ohmov. Potom pri prúde 1A klesne napätie na mikroobvode rovné: U = IxR - IxRн = 12-1,25-6 = 4,75V. V súlade s tým sa na mikroobvode uvoľní výkon P = UxI = 4,75 W. Ak zatvoríte výstup stabilizátora prúdu, napätie na mikroobvode už klesne o 10,75 V a teda výkon uvoľnený na mikroobvode sa bude rovnať 10,75 W. Práve na tento výkon musí byť radiátor navrhnutý, potom bude spoľahlivosť vášho zariadenia najlepšia. Čo však robiť, ak nie je možné osadiť väčší radiátor? Správny! Je tiež potrebné obmedziť výkon pridelený čipu. Pred tento okruh je možné nainštalovať sledovací stabilizátor, ktorý by v prípade skratu prevzal časť uvoľneného tepelného výkonu, je to však trochu komplikované. V prípade skratu na jeho vstupe by bolo lepšie úplne vypnúť stabilizátor. S vedomím, že výkon sa rovná súčinu prúdu a prúd si nastavíme sami a je stabilizovaný, potom budeme sledovať pokles napätia na regulátore prúdu.
Obvod nastaviteľného stabilizátora prúdu je prevzatý z článku. Viac o fungovaní tohto nastaviteľného stabilizátora prúdu si môžete prečítať v článku.
Činnosť obvodu ochrany pred prepätím
Na zabezpečenie ochrany stabilizátora prúdu zavedieme do obvodu iba päť častí. Tranzistor VT1, ktorý funguje ako kľúč a úplne vypne stabilizátor počas režimu skratu. Je tu použitý MOSFET tranzistor s kanálom P. Pre malé prúdy, rádovo jeden alebo dva ampéry, je vhodný IRFR5505
Pri vysokých prúdoch je lepšie použiť tranzistor s veľkým pracovným odberovým prúdom a nižším odporom otvoreného kanála. Napríklad - IRF4905
Tyristorový optočlen, môžete použiť domáci - AOU103 s ľubovoľným písmenom, môžete si vybrať importovaný, napríklad - TLP747GF
Zenerova dióda, akákoľvek nízkoenergetická, prečítajte si článok až do konca a v prípade potreby si vyberte tú, ktorú potrebujete. R1 je odpor, cez ktorý sa do kľúčovej brány privádza záporné otváracie napätie. R2 je odpor, ktorý obmedzuje prúd tyristorovej optočlenovej LED diódy. Áno, ak je vstupné napätie viac ako 20V, tak paralelne s tyristorom optočlena je potrebné nainštalovať ďalšiu 12V zenerovu diódu, ktorá ochráni prechod hradlo-zdroj kľúčového tranzistora. Pretože väčšina tranzistorov MOSFET má maximálne povolené napätie tohto prechodu 20V.
Zoberme si napríklad prípad nabíjania dvanásťvoltovej batérie stabilným prúdom 3A. Keď je na obvod privedené napájacie napätie, tranzistor VT1 bude otvorený, pretože na jeho bránu sa privádza záporné napätie a obvod pracuje v normálnom režime. Úbytok napätia na spínači vzhľadom na jeho malú hodnotu nebudeme brať do úvahy. Za takýchto podmienok výkon P = (20 - 12) ∙ I = 8 ∙ 3 = 24 W klesne na samotný stabilizátor prúdu. Počas skratu sa výkon zvýši na 60W, ak je bez ochrany. To je priveľa a pre tranzistor VT2 to nie je bezpečné, preto po 30W stabilizátor vypneme umiestnením zenerovej diódy so stabilizačným napätím 10V do ochranného obvodu. Získame tak obvod s ochranou nielen pred skratmi, ale aj pred prekročením prípustnej straty výkonu na stabilizátore prúdu. Povedzme, že z nejakého, pre nás úplne zbytočného dôvodu, odpor záťaže začne klesať. To spôsobí zvýšenie poklesu napätia na stabilizátore a podľa toho aj stratu energie na ňom. Akonáhle však napätie medzi vstupom a výstupom presiahne 10 voltov, zenerova dióda VD1 „prerazí“ a prúd bude pretekať cez LED optočlena U1. Vyžarovaním LED sa otvorí fototyristor, ktorý obíde prechod hradlo-zdroj kľúčového tranzistora. Na druhej strane zatvorí a vypne obvod stabilizátora. Obvod bude možné vrátiť do pracovného stavu buď vypnutím napájania a jeho opätovným zapojením, alebo skratovaním fototyristora, napríklad tlačidlom. Takže sledovaním napätia medzi vstupom a výstupom stabilizátora prúdu môžete nastaviť prahovú hodnotu výkonu, ktorú potrebujete, pomocou zenerových diód pre rôzne stabilizačné napätia.
Tento obvod je použiteľný pre takmer všetky stabilizátory, či už pre prúd alebo napätie. Dá sa zabudovať do hotového stabilizátora, ktorý nemá ochranu proti skratu.
Veľa šťastia a šťastia. K.V.Yu.
V tranzistorových stabilizátoroch sa najčastejšie používajú tri druhy ochrany: pred zvýšením výstupného napätia, pred znížením výstupného napätia, pred nadprúdom alebo skratom v záťaži.
Nadprúdová ochrana v stabilizátoroch môže byť obmedzená na konštantnú úroveň I K.Z. prekročením hodnoty I NOM alebo pri prudkom poklese odberu prúdu na I K.Z.0 v režime skratu. V prvom prípade je nadprúdový režim charakterizovaný väčším výkonom prideleným riadiacemu tranzistoru. Preto sa v takýchto prípadoch zvyčajne vypne napájacie napätie na vstupe stabilizátora. V druhom prípade je výkon rozptýlený tranzistorom počas skratu výrazne menší ako výkon pri menovitom zaťažovacom prúde. Preto vypínanie napájania v takomto okruhu nie je potrebné.
Tradičné tranzistorové stabilizátory majú často nespoľahlivú ochranu proti preťaženiu. Ochranné systémy bez zotrvačnosti sa falošne spustia aj pri krátkodobých preťaženiach pri pripojení kapacitnej záťaže. Prostriedky inerciálnej ochrany nestihnú fungovať pri silnom prúdovom impulze, napríklad pri skrate vedúcom k poruche tranzistorov Zariadenia s obmedzovačom výstupného prúdu nemajú a spúšťací efekt, no v prípade skratu sa na riadiacom tranzistore rozptýli veľké množstvo výkonu, čo si vyžaduje použitie vhodného chladiča .
Jediným východiskom v tejto situácii je súčasné použitie prostriedkov na obmedzenie výstupného prúdu a zotrvačnej ochrany riadiaceho tranzistora pred preťažením, ktoré mu zabezpečia dvakrát až trikrát menší výkon a rozmery chladiča. To ale vedie k zvýšeniu počtu prvkov, konštrukčných rozmerov a komplikuje opakovateľnosť zariadenia v amatérskych podmienkach.
Schematický diagram stabilizátora, v ktorom je minimálny počet prvkov, je znázornený na obr. 1. Zdrojom referenčného napätia je tepelne stabilizovaná zenerova dióda VD1.
Aby sa eliminoval vplyv vstupného napätia stabilizátora na režim zenerovej diódy, jeho prúd je nastavený stabilným generátorom prúdu (GCT), postaveným na tranzistore VT1 s efektom poľa. Tepelná stabilizácia a stabilizácia prúdu Zenerovej diódy zvyšujú koeficient stabilizácie výstupného napätia.
Referenčné napätie je privedené na ľavý (podľa zapojenia) vstup diferenciálneho zosilňovača na tranzistoroch VT2.2 a VT2.3 mikrozostavy K125NT1 a odporu R7, kde sa porovnáva so spätnoväzbovým napätím odoberaným z deliča výstupného napätia. R8R9. Rozdiel napätia na vstupoch diferenciálneho zosilňovača mení rovnováhu kolektorových prúdov jeho tranzistorov.
Regulačný tranzistor VT4, riadený kolektorovým prúdom tranzistora VT2.2, má veľký základný koeficient prenosu prúdu. To zvyšuje hĺbku spätnej väzby a zvyšuje stabilizačný koeficient zariadenia a tiež znižuje výkon rozptýlený tranzistormi diferenciálneho zosilňovača.
Pozrime sa na fungovanie zariadenia podrobnejšie.
Predpokladajme, že v ustálenom stave so zvýšením záťažového prúdu bude výstupné napätie mierne klesať, čo spôsobí aj pokles napätia na emitorovom prechode tranzistora VT3.2. Súčasne sa zníži aj kolektorový prúd. To povedie k zvýšeniu prúdu tranzistora VT2.2, pretože súčet výstupných prúdov tranzistorov diferenciálneho zosilňovača sa rovná prúdu pretekajúcemu cez odpor R7 a prakticky nezávisí od prevádzkového režimu jeho tranzistorov.
Na druhej strane, rastúci prúd tranzistora VT2.2 spôsobuje zvýšenie kolektorového prúdu riadiaceho tranzistora VT4, úmerné jeho základnému koeficientu prenosu prúdu, čím sa výstupné napätie zvyšuje na pôvodnú úroveň a umožňuje jeho zachovanie bez ohľadu na zaťažovací prúd.
Pre krátkodobú ochranu zariadenia s jeho návratom do pôvodného stavu je zavedený obmedzovač kolektorového prúdu regulačného tranzistora, vyrobený na tranzistore VT3 a rezistoroch R1, R2.
Rezistor P1 plní funkciu prúdového snímača prúdiaceho cez regulačný tranzistor VT4. Ak prúd tohto tranzistora prekročí maximálnu hodnotu (asi 0,5 A), úbytok napätia na rezistore R1 dosiahne 0,6 V, t.j. prahové napätie pre otvorenie tranzistora VT3, premení emitorový prechod riadiaceho tranzistora, čím sa obmedzí jeho prúd približne do 0,5 A.
Keď teda zaťažovací prúd krátkodobo prekročí maximálnu hodnotu, tranzistory VT3 a VT4 pracujú v režime GTS, čo spôsobí pokles výstupného napätia bez vypnutia nadprúdovej ochrany. Po určitom čase, úmernom časovej konštante obvodu R5C1, to vedie k otvoreniu tranzistora VT2.1 a ďalšiemu otvoreniu tranzistora VT3, čím sa tranzistor VT4 uzavrie. Tento stav tranzistorov je stabilný, preto po odstránení skratu alebo odpojení záťaže je potrebné zariadenie odpojiť od siete a po vybití kondenzátora C1 ho opäť zapnúť.