Zdravím všechny Datagoriany a hosty Datagorie!
Nabízím schéma zařízení, které je jednoduché na výrobu a nastavení. Jedná se o regulátor výkonu, který se svou funkčností příliš neliší od jiných podobných zařízení, jejichž širokou škálu schémat lze nalézt na internetu.
Osobně mě k vytvoření tohoto regulátoru inspirovalo několik okolností:
1) potřeba plynulé regulace světelného toku půlkilowattové skupiny halogenových žárovek;
2) nastavení teploty sekce topného článku;
3) stmívání skupin LED při provozu z různých napětí;
4) předřadník pro hudební centrum, zakoupený přáteli na EBAY, určený pro provoz na 110voltové AC síti.

Nevýhody tyristorových a triakových obvodů

Problém uvedený v odstavci „a“ lze ve skutečnosti vyřešit pevným stíněním a filtrováním silových obvodů, synchronizací řídicího obvodu triaku s nulovou hodnotou sinusoidy sítě, ale tato opatření nevyhnutelně povedou ke zhoršení hmotnostní a rozměrové parametry zařízení a jeho zdražení.

Rovněž je nemožné použít triakový obvod jako předřadník z důvodu úplného rozepnutí triaku v okamžiku sepnutí (aniž by se obvod zkomplikoval), což může vést k poruše zařízení napájeného přes takový předřadník.

A samozřejmě univerzální regulátor musí normálně fungovat v širokém rozsahu zatěžovacích proudů.

Obvod regulátoru se ukazuje jako poměrně jednoduchý, nehlučný a funkční při jakýchkoli hodnotách proudu v zátěži.
Začnu výkonnostními charakteristikami. Do 200 W se tranzistory s efektem pole prakticky nezahřívají(za tímto účelem je zajištěno jejich úplné otevření impulsy řídicího obvodu).
Při provozu regulátoru se zátěží o výkonu větším než 200 W by měly být na PT instalovány radiátory.
Takže například při zatěžovacím výkonu 1 kW na otevřeném PT kanálu s odporem řekněme 0,1 Ohm bude pokles napětí asi 0,45 V a ztrátový výkon překročí 2 W, což nevyhnutelně způsobí zahřívání krystalu tranzistoru. Při dlouhodobém provozu se silným zatížením (500 W a více) může být nutné profouknout radiátor. Při práci s výkonným transformátorem (od UPS - v režimu snižování) bylo sekundární vinutí transformátoru zatíženo 12voltovou automobilovou halogenovou žárovkou o výkonu 190 W.

Schéma využívá nejdostupnější části. Takže například tranzistory s efektem pole jsou z počítačových zdrojů (napětí a proudy jsou uvedeny ve schématu), ale lze použít jakékoli jiné, s přihlédnutím k práci na konkrétní zátěži.
Při zatěžovacím výkonu do 200 W může mít regulátor velmi malé (asi jako krabička od zápalek) rozměry.

V tomto případě jsou VD1, R1 a jeden z PT odstraněny a zátěž je zapnuta mezi kolektorem PT a plusem napájecího napětí, které je také přivedeno na kolík 8 čipu časovače.

Jednoduchý obvod pro úpravu a stabilizaci napětí je na obrázku. Takový obvod zvládne absolvovat i amatér nezkušený v elektronice. Na vstup je přiváděno 50 voltů, zatímco výstup je 15,7 V.

Stabilizační obvod.

Hlavní částí tohoto zařízení byl tranzistor s efektem pole. Může být použit jako IRLZ 24/32/44 a podobné polovodiče. Nejčastěji jsou vyráběny v pouzdrech TO-220 a D2 Pak. Stojí méně než jeden dolar. Tento výkonný polní spínač má 3 výstupy. Má vnitřní strukturu kov-izolátor-polovodič.

TL 431 v pouzdře TO - 92 zajišťuje nastavení výstupního napětí. Výkonný tranzistor s efektem pole jsme nechali na chladiči chladiče a připájeli jej dráty k desce plošných spojů.

Vstupní napětí pro takový obvod je 6-50 V. Na výstupu se dostaneme od 3 do 27 V, s možností nastavení proměnným odporem 33 kOhm. Výstupní proud je velký, až 10 A, v závislosti na radiátoru.

Vyrovnávací kondenzátory C1, C2 s kapacitou 10 až 22 μF, C2 - 4,7 μF. Bez těchto detailů bude obvod fungovat, ale ne v požadované kvalitě. Nesmíme zapomenout na přípustné napětí elektrolytických kondenzátorů, které musí být instalovány na výstupu a vstupu. Vzali jsme nádoby, které vydrží 50 V.

Takový stabilizátor je schopen rozptylovat výkon ne vyšší než 50 W. Polevik musí být namontován na chladič. Je vhodné, aby jeho plocha nebyla menší než 200 cm2. Při instalaci polního spínače na radiátor je nutné potřít kontaktní plochu teplovodivou pastou pro lepší odvod tepla.

Můžete použít 33 kOhm proměnný odpor typu WH 06-1. Takové odpory mají schopnost jemně nastavit odpor. Pocházejí z dovozu a domácí produkce.

Pro snadnou instalaci jsou na desku místo vodičů připájeny 2 podložky. Protože dráty rychle vypadnou.

Pohled na desku diskrétních součástek a proměnného odporu typ SP 5-2.

Výsledná stabilita napětí je vcelku dobrá a výstupní napětí dlouhodobě kolísá o několik zlomků voltu. Obvodová deska má kompaktní rozměry a snadno se používá. Dráhy desky jsou natřeny zeleným tsapon lakem.

Výkonný stabilizátor pole

Zvažte sestavu navrženou pro vysoký výkon. Zde jsou vlastnosti zařízení zlepšeny pomocí výkonného elektronického spínače ve formě tranzistoru s efektem pole.

Při vývoji výkonných stabilizátorů výkonu amatéři nejčastěji používají speciální řady mikroobvodů 142 a podobných, které jsou posíleny několika tranzistory zapojenými do paralelního obvodu. Proto se získá stabilizátor výkonu.

Schéma takového modelu zařízení je znázorněno na obrázku. Využívá výkonný polní spínač IRLR 2905. Slouží ke spínání, ale v tomto zapojení se používá v lineárním režimu. Polovodič má malý odpor a při zahřátí na 100 stupňů poskytuje proud až 30 ampérů. Potřebuje hradlové napětí až 3 volty. Jeho výkon dosahuje 110 wattů.

Budič pole je řízen mikroobvodem TL 431. Stabilizátor má následující princip činnosti. Při připojení transformátoru se na sekundárním vinutí objeví střídavé napětí 13 voltů, které je usměrněno usměrňovacím můstkem. Na vyrovnávacím kondenzátoru značné kapacity se objeví konstantní napětí 16 voltů.

Toto napětí přechází do kolektoru tranzistoru s efektem pole a prochází odporem R1 do hradla, čímž se tranzistor otevře. Část výstupního napětí prochází děličem do mikroobvodu, čímž se obvod OOS uzavře. Napětí zařízení se zvyšuje, dokud vstupní napětí mikroobvodu nedosáhne limitu 2,5 voltu. V tomto okamžiku se mikroobvod otevře, čímž se sníží napětí brány pole, to znamená, že se trochu uzavře a zařízení pracuje v režimu stabilizace. Kapacita C3 umožňuje stabilizátoru dosáhnout nominálního režimu rychleji.

Výstupní napětí je nastaveno na 2,5-30 voltů výběrem proměnného odporu R2, jeho hodnota se může pohybovat v širokých mezích. Nádoby C1, C2, C4 umožňují stabilní působení stabilizátoru.

U takového zařízení je nejmenší úbytek napětí na tranzistoru až 3 volty, i když je schopen pracovat při napětí blízkém nule. K tomuto nedostatku dochází, když je na bránu přivedeno napětí. Pokud je pokles napětí nízký, polovodič se neotevře, protože hradlo musí mít kladné napětí vzhledem ke zdroji.

Pro snížení úbytku napětí se doporučuje připojit obvod hradla ze samostatného usměrňovače o 5 voltů vyššího, než je výstupní napětí zařízení.

Dobré výsledky lze dosáhnout připojením diody VD 2 k usměrňovacímu můstku. V tomto případě se napětí na kondenzátoru C5 zvýší, protože úbytek napětí na VD 2 bude nižší než na usměrňovacích diodách. Pro plynulou regulaci výstupního napětí musí být konstantní odpor R2 nahrazen proměnným rezistorem.

Hodnota výstupního napětí je určena vzorcem: U out = 2,5 (1+R2 / R3). Pokud použijeme tranzistor IRF 840, bude nejnižší řídicí napětí hradla 5 voltů. Volí se malé tantalové nádoby, odpory jsou MLT, C2, P1. Usměrňovací dioda s nízkým úbytkem napětí. Vlastnosti transformátoru, usměrňovacího můstku a kapacity C1 se volí podle požadovaného výstupního napětí a proudu.

Polní zařízení je navrženo pro významné proudy a výkon, což vyžaduje dobrý chladič. Tranzistor slouží k montáži na radiátor pájením s mezilehlou měděnou deskou. Tranzistor a další části jsou k němu připájeny. Po instalaci se deska položí na radiátor. K tomu není zapotřebí pájení, protože deska má významnou kontaktní plochu s radiátorem.

Pokud pro externí instalaci použijete mikroobvod P_431 C, odpor P1 a čipové kondenzátory, pak jsou umístěny na desce plošných spojů z textolitu. Deska je připájena k tranzistoru. Nastavení zařízení spočívá v nastavení požadované hodnoty napětí. Zařízení je nutné ovládat a kontrolovat, zda je samobuzení ve všech režimech.

Před pár dny jsem si koupil malou vrtačku na vrtání plošných spojů, ale bohužel se točí konstantní frekvencí, ale chtěl bych regulovat otáčky této vrtačky.

Prohrabal jsem se na internetu a našel schéma tranzistorového regulátoru napětí pro „zábavný zdroj energie“ (Autor televizního kanálu Yunost)

A tak pojďme, potřebujeme:
1 rezistor 560 Ohm
2 rezistory na 1 kOhm
1 ladicí odpor za 10 Kom
1 tranzistor MP42, MP41 je také možný (použil jsem tento)
1 tranzistor P213
2 zenerovy diody "D814B"
Pájecí příslušenství
Kus PCB (v mém případě obyčejný kus plastu)
Dráty
Kleště
Řezačky drátu

Nejprve změňme náš diagram, abyste mu rozuměli a abyste nebyli zmateni.

Když máme schéma a všechny potřebné díly, můžeme se klidně pustit do montáže

Zařízení je bezkontaktní proudový chránič v zátěži napájené napětím 12-18V, s proudem maximálně 10A. Frekvenci přerušení lze plynule nastavit ve dvou mezích „x1“ od0,2 Hz až 2 Hz a "x2" od 0,4 Hz do 4 Hz.

Regulátor výkonu 12V

Obvod se vyznačuje přesnou rovností intervalů stavů vypnuto a zapnuto. Obvod zobrazený (obr. 1) na webu se skládá z výkonného spínače na P-kanálových tranzistorech s efektem pole VT1 a VT2, zapojených paralelně, a zdroje řídicích impulsů na čipu D1. Samozřejmě bylo možné vyrobit zdroj řídicích impulsů založený na multivibrátoru založeném na logických prvcích, například mikroobvod K561LA7, ale v tomto případě, aby byla zajištěna symetrie výstupních impulsů, by další D spouštěcí nebo čítací mikroobvod být vyžadováno.

V tomto případě jeden čip obsahuje jak multivibrátor, tak čítač. Čítač je navíc 14bitový, takže multivibrátor může pracovat na výrazně vyšší frekvenci, než je frekvence přerušení zátěže, což má příznivý vliv na frekvenční stabilitu daného RC obvodu. Frekvence multivibrátoru je nastavena RC obvodem C1R2R3. Plynulé nastavení frekvence se provádí proměnným rezistorem R2. Pulzní frekvence je dělena čítačem. V poloze přepínače S1 „x1“ je dělicí koeficient 16384 a v poloze „x1“ 8192.

Dále jsou impulsy z výstupu čítače přes spínač S1 přiváděny do spínače na výkonných tranzistorech VT1 a VT2 s efektem pole. Tranzistory jsou p-kanály, takže se otevírají záporným napětím vzhledem ke zdroji. Rezistor R4 má dvě funkce: za prvé snižuje nabíjecí proud hradlové kapacity tranzistorů s efektem pole, čímž snižuje špičkové zatížení na výstupu mikroobvodu, a za druhé, spolu se zenerovou diodou VD2 omezuje napětí. na hradlech VT1 a VT2 tak, aby nepřesáhlo 12V.

Maximální napájecí napětí čipu D1 je 15V a napájecí napětí tohoto zařízení může dosáhnout 18V a ještě více. Aby IC D1 v tomto případě selhal, je napětí na něm omezeno zenerovou diodou VD1 a rezistorem R5. A dioda VD3 chrání kondenzátor C2 před vybitím v případě, že při zapnutí zátěže pomocí klíče je pozorován pokles napájecího napětí na VT1 a VT2.

Tranzistorový regulátor s efektem pole

V polních podmínkách je velmi lákavé použít jako zdroj světla reflektor nebo svítilnu vyrobenou na bázi světlometu automobilu. Ještě lepší je, když lze jas tohoto osvětlovacího zařízení plynule nastavit ve velmi širokém rozsahu. Spotřeba běžné 65W žárovky do světlometu automobilu je 5,5A. A proud 100W lampy je již více než 8A. Samozřejmě můžete vyrobit lineární regulátor pomocí velmi výkonného tranzistoru s obrovským chladičem, ale mnohem efektivnější bude regulátor s pulzně šířkovým způsobem regulace výkonu.

Na rozdíl od lineárního budou jeho výstupní tranzistory vždy buď zcela zavřené, nebo zcela otevřené, což znamená, že odpor jejich kanálů v otevřeném stavu bude minimální a tedy i výkon na ně dopadající bude minimální. Proto vysoká účinnost a snadnější teplotní podmínky. Obvod (obr. 2) z hlediska koncového stupně a napájení je podobný obvodu proudového jističe (obr. 1). Rozdíl je ve schématu ovládání. Zde je na mikroobvodu K561LA7 vyroben multivibrátor, jehož pracovní cyklus výstupních impulsů lze nastavit ve velmi širokém rozsahu pomocí proměnného rezistoru R1.

Pulzní frekvence je konstantní a je asi 400 Hz. Úpravou proměnného rezistoru R1 měníme poměr trvání kladných a záporných půlvln vlivem rozdílu odporů R součástek frekvenčně nastavovacího RC obvodu, spínaného diodami VD4 a VD5. V praxi lze výkon upravit od 90 % do 10 % maximální hodnoty. Samotný multivibrátor je vyroben na prvcích D1.1 a D1.2. Z výstupu prvku D1.2 jsou impulsy posílány do výkonového zesilovače vytvořeného na zbývajících dvou prvcích mikroobvodu D1 D1.3 a D1.4.

Tyto prvky jsou zapojeny paralelně. Z jejich výstupů procházejí impulsy přes rezistor R4 do hradel tranzistorů s efektem pole. V tomto obvodu je redukován odpor R4, aby se zajistila vyšší rychlost otevírání tranzistorů a tím se snížilo jejich zahřívání při přechodu mezi uzavřeným a otevřeným stavem. V tomto ohledu se nedoporučuje zvyšovat napájecí napětí obvodu nad 15V, protože to povede ke zvýšené zátěži výstupů prvků D1.3 a D1.4 čipu D1.

Regulátor výkonu s chopperem

Pokud tato dvě zařízení zkombinujete, získáte obvod (obr. 3), pomocí kterého můžete nejen přerušit proud ve stejnosměrné zátěži, ale také regulovat výkon této zátěže. Například upravte jas a frekvenci blikání signálního reflektoru. V tomto případě jsou spojeny dva řídicí obvody z obvodu chopperu (obr. 1) a obvodu regulátoru výkonu (obr. 2). Navíc první okruh řídí druhý. To se děje následovně. Výkonový zesilovač založený na prvcích D1.3 a D1.4 je vyroben na dvou paralelně zapojených prvcích mikroobvodu K561LA7, to znamená, že se jedná o prvky „2I-NOT“.

Pokud je na jeden ze vstupů takového prvku aplikována logická nula, pak se na výstupu prvku nastaví logická jednička, bez ohledu na to, jaká logická úroveň je na jeho druhém vstupu. Výstupní spínací obvod je vytvořen na tranzistorech VT1 a VT2 s efektem pole. Tranzistory jsou p-kanálové, takže se otevírají záporným napětím vzhledem ke zdroji, tedy logickou nulou. A když je na jejich brány aplikována logická jednotka, zavřou se.

Vybereme tedy jeden ze vstupů prvků D1.3 a D1.4, propojíme je a přes spínač S1 jim přivedeme řídicí impulsy z generátoru přerušení vytvořené na čipu D2. Nyní, když je výstup S1 jedna, zátěž se zapne, a když je nula, vypne se. Abyste mohli zařízení používat jak v režimu přerušení, tak bez přerušení, má přepínač S1 tři polohy. V poloze „0“ nedojde k žádnému přerušení a zátěž bude pracovat nepřetržitě.

V této poloze jsou kolíky 9 a 13 prvků D1.3 a D1.4 připojeny přes spínač S1 ke kladnému výkonovému pólu mikroobvodu, to znamená, že je k nim přiváděna logická jednotka. V tomto režimu je vypínač deaktivován a funguje pouze regulátor výkonu. Výkon je regulován rezistorem R1, frekvence přerušení rezistorem R6, provozní režim přepínačem S1. Paralelně zapojené tranzistory VT2, VT3 typu IRF9540 lze nahradit IR9Z34, KP785A, KP784A. Mikroobvod CD4060B lze nahradit jakýmkoli analogem „xx4060“. Čip K561LA7 lze nahradit čipem K176LA7 nebo CD4011 nebo jakýmkoli analogem „xx4011“.

Zenerova dioda KS515A může být nahrazena KS215ZH, KS508B, 1N4744A, TZMC15. Zenerovu diodu KS213Zh lze nahradit KS213B, 1N4743A, BZX/BZV55C13. Jako HL1 LED můžete použít kterýkoli ze série indikátorů AP307, KIPM15, KIPD21, KIPD35, L1503, L383 nebo jiné. V zásadě jej můžete úplně opustit, ale pak nebude žádný náznak zapnutého stavu zátěže. Při provozu se zatěžovacím proudem do 10 A musí být tranzistory s efektem pole instalovány na společném chladiči s chladicí plochou alespoň 70 cm².

V tomto článku jsou popsána dvě schémata zapojení regulátoru na stejnosměrný proud, která jsou realizována na bázi operačního zesilovače K140UD6.

PWM regulátor napětí 12 voltů - popis

Vlastností těchto obvodů je možnost použít prakticky jakékoli dostupné operační zesilovače, s napájecím napětím např. 12 voltů, popř.

Změnou napětí na neinvertujícím vstupu operačního zesilovače (pin 3) můžete změnit výstupní napětí. Tyto obvody lze tedy použít jako regulátor proudu a napětí, ve stmívačích a také jako regulátor otáček stejnosměrného motoru.

Obvody jsou poměrně jednoduché, skládají se z jednoduchých a dostupných rádiových komponent a při správné instalaci začnou okamžitě fungovat. Jako ovládací spínač je použit výkonný n-kanálový tranzistor s efektem pole. Výkon tranzistoru s efektem pole, stejně jako plocha zářiče, musí být zvoleny podle aktuální spotřeby zátěže.

Aby se zabránilo zhroucení brány tranzistoru s efektem pole, je při použití regulátoru PWM s napájecím napětím 24 voltů nutné připojit mezi bránu VT2 a kolektor tranzistoru VT1 odpor 1 kOhm a připojit 15voltová zenerova dioda paralelně s odporem R7.

Pokud je nutné změnit napětí na zátěži, jejíž jeden z kontaktů je spojen se zemí (k tomu dochází v autě), pak se použije obvod, ve kterém je zapojen vývod n-kanálového tranzistoru s efektem pole. k plusu zdroje energie a zátěž je připojena k jeho zdroji.

Je žádoucí vytvořit podmínky, za kterých se tranzistor s efektem pole plně otevře, obvod ovládání hradla by měl obsahovat uzel se zvýšeným napětím řádově 27...30 voltů. V tomto případě bude napětí mezi zdrojem a bránou vyšší než 15 V.

Pokud je odběr proudu zátěže menší než 10 ampér, je možné v PWM regulátoru použít výkonné tranzistory p-kanál s efektem pole.

Ve druhém schématu PWM regulátor napětí 12 voltů Mění se i typ tranzistoru VT1 a mění se i směr otáčení proměnného odporu R1. Takže v první verzi obvodu snížení ovládacího napětí (rukojeť se přesune na zdroj energie „-“) způsobí zvýšení výstupního napětí. Druhá možnost má vše obrácené.