Стабилизатор напряжения 12 вольт. Схемы стабилизатора
Сложно представить навороченный тюнинг современных автомашин без светодиодного оформления. Отдельным доработкам нужно приложить немало усилий, к примеру, монтаж светодиодных лент в фары. И часто случается неприятный казус, если светодиоды вдруг сгорают или выходят из строя. Обычно, причина заключается в том, что схема подключения не оснащена стабилизатором.
Если в сети автомашины имеются светодиодная техника до 300 мА, то для увеличения их срока службы требуется установка ограничителя тока (резистора). При нестабильном напряжении в сети автомашины рекомендовано применять стабилизатор.
Итак, для обеспечения электрооборудования автомобиля качественным напряжением нужно использовать автономный стабилизатор. Даже такие модные сегодня элементы тюнинга, как светодиоды, лучше запитывать через стабилизатор 12 вольт.
Стабилизатор напряжения 12 вольт: как он работает?
Сегодня у нас есть некоторые замечательные электронные микросхемы, специально разработанные для применения регулирования напряжения. Такими микросхемами обеспечивается качественная стабилизация. Проектируются они на базе автопереключения секций применяемого трансформатора с помощью электронных ключей (тиристоров, симисторов и реле). Аппараты обладают быстродействием, широким диапазоном входных параметров и высоким КПД.
Имеется вариант — применить в качестве стабилизирующего ограничителя тока микросхему LM317. Принципиальная схема ниже показывает довольно простую конфигурацию, где СК 317 используется в стандартном режиме регулятора напряжения.
В предлагаемом устройстве включена микросхема LM317, которая ограничивает его от таких возможных опасностей, как перегрузка по току, перепады напряжения и короткие замыкания, обеспечивая идеальные условия для создания комфортного интерьера в автомобиле. Схема настроена на поддерживание 12 вольт на выходе. В системе предусмотрена тепловая защита (изоляция из слюды) и защита от короткого замыкания (пожарная опасность).
Упрощенный вариант стабилизатора напряжения 12 вольт
С использованием микросхемы LM196 и минимумом компонентов, как приведено ниже, конфигурация стабилизатора будет чрезвычайно простой.
где Р3 = 240 Ом, Д1, Д2 = 15 А, ІС1 = LM196.
Резисторами ограничивается ток на светодиоды, дабы они не сгорели. Мощность их должна быть не менее 0,05 Вт, поскольку при работе она находится в зависимости от разницы значений входного и выходного напряжения.
Однако два рассмотренных варианта имеют один довольно существенный недостаток – собранные по ним устройства греются. Потому что это линейные регуляторы. Импульсный же аппарат отличается от тех, что описаны выше, наряду с другими своими функциями тем, что практически не греется (лишь в случае, если очень перегрузить).
Импульсные стабилизаторы напряжения
Устройства в себе включают все что нужно. Исходя из их качеств, в большинстве случаев их и ставят для светодиодов.
Стабилизация осуществляется благодаря чередованию импульсов и пауз. Импульсные устройства обладают лучшим КПД по сравнению с линейными. Иными словами, они способны преобразовывать входное напряжение по параметрам, заданным заранее. Регулировка этих параметров легко выполняется благодаря различным вариантам электрических схем. Импульсные устройства бывают повышающие, понижающие либо инвертирующие.
Сеть автомашины довольно уязвима для всяких помех, скачков напряжения. Для защиты электросети в автомашинах применяют импульсный стабилизатор напряжения 12 вольт.
Благодаря ему нестабильное напряжение входной сети питает сеть стабильными 12 вольтами и током, около 0,3-0,4 ампера. Штатные электрические узлы автомашины, как правило, надежно защищены при установке.
Преимущества применения стабилизаторов
Стабилизаторы имеют ряд достоинств, среди которых:
- cглаживание небольших скачков и колебаний сети;
- защита электроприёмников внутренней сети от недонапряжения или перенапряжения;
- надёжная защита чувствительной электронной системы от неполадок из-за сетевых перепадов;
- исключение такого эффекта, как мерцание лампочек. И как следствие, существенное увеличение срока их службы.
Заключение
Электрическая система любого транспортного средства, вероятно, более изменчива, чем электрика в нашем доме, просто потому, что она создается из источника под названием автомобильный генератор. Выходные параметры последнего претерпевают существенные изменения в зависимости от скорости транспортного средства.
Это означает, что резкие изменения скорости или частое применение тормоза, генерируют изменение энергетических параметров на выходе генератора. Поскольку в настоящее время интерьеры нашего автомобиля или другого транспортного средства сильно наполнены сложными электронными устройствами, то нестабильные условия могут привести к нежелательным последствиям в работе этой техники, а именно повлиять на их производительность и срок службы.
Остаётся один выход: установить в автоматический стабилизатор напряжения или стабилизатор тока. Но что из них выбрать для установки?
- Если электроприёмник устанавливается в автомашину с нестабильным напряжением – без стабилизатора напряжения не обойтись.
- Если изделие рассчитано на 300 мА и выше – ставится стабилизатор тока.
Надеемся, что типовые решения для стабилизатора в автомашине, описанные в этой статье, помогут избавить вас от всех тревог и волнений.
Схема изготовления стабилизатора на 12в своими руками
Стабилизаторы напряжения являются важнейшей частью всех электронных схем, они дают непрерывное, устойчивое питание компонентам системы, обеспечивая стабильность её параметров и защиту при неисправностях в схеме или в первичном источнике напряжения. 12 вольт постоянного напряжения – наиболее востребованное, применяется для питания множества устройств, используемых отдельно или встроенных в различные конструкции.
Стабилизация с помощью стабилитрона
Классический стабилизатор
Большинство систем питания построено по схеме линейного стабилизатора напряжения на 12 вольт, которая может иметь несколько вариантов исполнения:
- Параллельный – регулировка с помощью включённого параллельно управляющего элемента;
- Последовательный – включение элемента регулировки последовательно с нагрузкой.
Простейшим стабилизатором напряжения является стабилитрон, также называемый диодом Зенера – это диод, работающий постоянно в режиме пробоя. Напряжение, при котором наступает пробой, – это напряжение стабилизации, основной параметр стабилитрона. При параллельном включении нагрузки получается элементарный стабилизатор напряжения, примерно равного напряжению стабилизации.
Балластное сопротивление R определяет ток стабилитрона, указанный в спецификации. Такое решение отличается низким коэффициентом стабилизации, зависимостью от температуры и применяется при малых токах нагрузки для питания отдельных компонентов основной схемы. Возможно значительно увеличить выходной ток, если последовательно с нагрузкой установить мощный транзистор.
Линейный стабилизатор с транзистором
В этой схеме транзистор подключён последовательно с нагрузкой как эмиттерный повторитель, весь ток течёт через его переход. Уровнем на базе управляет стабилитрон: при возрастании тока на выходе на базу подаётся большее напряжение, проводимость транзистора увеличивается, и выходное напряжение восстанавливается. Мощность такого стабилизатора определяется типом транзистора и может достигать десятков ватт.
Важно отметить! В таком виде стабилизатор не защищён от перегрузки и короткого замыкания, при котором мгновенно выходит из строя. Для практического применения схема значительно усложняется: вводятся элементы ограничения тока и различные защитные функции.
Интегральный стабилизатор
Стабилизатор напряжения 12 вольт легко может быть реализован, если применить специализированный интегральный линейный стабилизатор из серии 78ХХ с фиксированным выходным напряжением. Для выходного напряжения 12 вольт выпускаются микросхемы 7812, у разных производителей они носят наименование LM7812, L7812, K7812 и т.д.
Отечественный аналог – КР142ЕН8Б. Производятся в корпусах TO – 220, TO – 3, D2PAK с тремя выводами. Эти микросхемы можно найти в блоках питания любой аппаратуры, они практически вытеснили стабилизаторы на дискретных элементах.
Основные характеристики стабилизатора в широко распространённом корпусе TO – 220:
- Выходное стабилизированное напряжение – от 11,5 до 12,5 В;
- Входное напряжение – до 30 В;
- Выходной ток – до 1А;
- Встроенная защита от перегрузки и короткого замыкания.
Входное напряжение должно превышать выходное (12 вольт) минимум на 3 вольта во всём диапазоне выходного тока. На выходной ток до 100 мА выпускается вариант микросхемы –78L12. Типовая схема включения позволяет своими руками собрать надёжный стабилизатор напряжения 12 вольт с характеристиками, подходящими для многих задач.
Включение микросхемы 7812
Конденсатор фильтров рекомендуется устанавливать не далее 30 мм от выводов микросхемы. Если выходного тока 1 ампер недостаточно, можно установить дополнительный транзистор.
Увеличение выходного тока
Схема имеет параметры стабилизации, аналогичные применённой микросхеме.
В некоторых случаях целесообразно использование микросхем серии 1083/84/85. Это интегральные стабилизаторы с выходным током 3, 5, и 7, 5 ампер. Устройства относятся к типу Low Dropout (с низким падением напряжения) – для них разница между входным и выходным напряжением может быть 1 вольт. Схема включения полностью соответствует микросхемам типа 7812.
Видео
Оцените статью:
Как сделать стабилизатор напряжения 12 вольт?
Смотрите также обзоры и статьи:
Как сделать стабилизатор напряжения 12 вольт?
В электрической цепи машины, для подключения в авто светодиодной ленты все чаще необходима схема со стабилизатором, который бы выравнивал значения входного U для корректной работы и дальнейшей эксплуатации устройств. Не стоит путать преобразователь с блоком питания, ведь первый выравнивает значения до требуемой величины, а второй – подает с определенным номиналом. Кроме того, благодаря такому устройству можно даже заряжать powerbank, что весьма удобно.
В целом смонтировать стабилизатор напряжения 12 вольт своими руками не так и сложно – для этого есть все необходимые схемы, и несколько надежных стабилизаторов готовы к использованию! Давайте рассмотрим какова у стабилизатора напряжения 12в схема.
Как выполнить простой стабилизатор напряжения 12 вольт?
Для стабилизатора напряжения 12в схема довольно проста: для этого нужно купить хорошие стабилитроны и несколько микросхем, которые бы выравнивали значения U. Если у вас в руках микросхема типа LM317, то процесс сборки нужно начинать с припайки к средине выходного контакта сопротивления на 130 ом. Далее – припаять проводник и регулировочный контакт к резистору.
Таким образом можно запитать и сделать стабилизатор напряжения 12 вольт для фонарика на Лед-источниках света или светодиодной полоски. Конечно, даже, несмотря на очевидные преимущества, многих пугает высокая стоимость диодных источников света в сравнении с «ильичевками». Однако высокая цена обусловлена долговечностью прибора, который при правильной эксплуатации прослужит не менее пяти лет без сбоев, за это время перегорят десятки вольфрамовых нитей.
Преобразователь на микросхеме LD1084
Отдельного внимания заслуживает схема стабилизатора напряжения 12 вольт на основе микросхемы LD1084. Она используется на борту авто. От диодного моста проводник с положительным U соединяется с входным. Затем также припаивается по схеме эмиттер и два резистора для фар на 1-1,5 килом.
На выходе также требуется припаять резисторы, а кроме того и конденсаторы. Один сглаживает сигнал, а другой – электролитический. Таким образом можно добиться самого простого стабилизатора напряжения 12в, имея в арсенале несколько радиокомпонентов необходимого номинала.
Чем заряжать?
Есть несколько наиболее доступных и простых способов того, как заряжать повер банк. Первой из них – от сети 220 вольт, т.е.от розетки через шнур. Для того, чтобы ответить на вопрос чем заряжать power bank, подойдет обычный блок питания или сетевой адаптер от вашего мобильного телефона – выходное значение будет подходящим.
Вторым способом того, как заряжать павер банк станет обычный USB-кабель, который стоит подключить к устройству, а затем – к порту на компьютере, ноутбуке или планшете. Конечно, так его зарядка пойдет значительно медленнее, ведь блок питания имеет большую емкость заряда.
Не переживают о том, чем заряжать повербанк во время походов и вылазок при отсутствии розеток и автомобилисты, ведь всегда можно продлить жизнь внешнего аккумулятора, подключив его для зарядки к прикуривателю. Стоит также знать, что после покупки такого гаджета, который продлевает жизнь ваших телефонов и планшетов, его нужно полностью зарядить, до 100%.
Кроме того, есть отдельные модели устройства, благодаря которым вопрос о том, а нужно ли заряжать power bank вообще, отпадает сама собой. Это утверждение касается счастливых обладателей внешних аккумуляторов, которые работают от солнечной энергии. Правда, зарядка в них происходит очень и очень медленно, но все же. Таким образом вполне можно, чтобы ваш гаджет «дотянул» до места полноценной зарядки.
ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ
Поделиться в соцсетях
Стабилизатор напряжения | Описание работы, схема подключения.
Стабилизатор напряжения – важнейший радиоэлемент современных радиоэлектронных устройств. Он обеспечивает постоянное напряжение на выходе цепи, которое почти не зависит от нагрузки.
Стабилизаторы семейства LM
В нашей статье мы рассмотрим стабилизаторы напряжения семейства LM78ХХ. Серия 78ХХ выпускается в металлических корпусах ТО-3 (слева) и в пластмассовых корпусах ТО-220 (справа). Такие стабилизаторы имеют три вывода: вход, земля (общий) и вывод.
Вместо “ХХ” изготовители указывают напряжение стабилизации, которое нам будет выдавать этот стабилизатор. Например, стабилизатор 7805 на выходе будет выдавать 5 Вольт, 7812 соответственно 12 Вольт, а 7815 – 15 Вольт. Все очень просто.
Схема подключения
А вот и схема подключения таких стабилизаторов. Эта схема подходит ко всем стабилизаторам семейства 78ХХ.
На схеме мы видим два конденсатора, которые запаиваются с каждой стороны. Это минимальные значения конденсаторов, можно, и даже желательно поставить большего номинала. Это требуется для уменьшения пульсаций как по входу, так и по выходу. Кто забыл, что такое пульсации, можно заглянуть в статью как получить из переменного напряжения постоянное.
Характеристики стабилизаторов
Какое же напряжение подавать, чтобы стабилизатор работал как надо? Для этого ищем даташит на стабилизаторы и внимательно изучаем. Нас интересуют вот эти характеристики:
Output voltage – выходное напряжение
Input voltage – входное напряжение
Ищем наш 7805. Он выдает нам выходное напряжение 5 Вольт. Желательным входным напряжением производители отметили напряжение в 10 Вольт. Но, бывает так, что выходное стабилизированное напряжение иногда бывает или чуть занижено, или чуть завышено.
Для электронных безделушек доли вольт не ощущаются, но для прецизионной (точной) аппаратуры лучше все таки собирать свои схемы. Здесь мы видим, что стабилизатор 7805 может нам выдать одно из напряжений диапазона 4,75 – 5,25 Вольт, но при этом должны соблюдаться условия (conditions), что ток на выходе в нагрузке не будет превышать 1 Ампера. Нестабилизированное постоянное напряжение может “колыхаться” в диапазоне от 7,5 и до 20 Вольт, при это на выходе будет всегда 5 Вольт.
Рассеиваемая мощность на стабилизаторе может достигать до 15 Ватт – это приличное значение для такой маленькой радиодетали. Поэтому, если нагрузка на выходе такого стабилизатора будет кушать приличный ток, думаю, стоит подумать об охлаждении стабилизатора. Для этого ее надо посадить через пасту КПТ на радиатор. Чем больше ток на выходе стабилизатора, тем больше по габаритам должен быть радиатор. Было бы вообще идеально, если бы радиатор еще обдувался вентилятором.
Работа стабилизатора на практике
Давайте рассмотрим нашего подопечного, а именно, стабилизатор LM7805. Как вы уже поняли, на выходе мы должны получить 5 Вольт стабилизированного напряжения.
Соберем его по схеме
Берем нашу Макетную плату и быстренько собираем выше предложенную схемку подключения. Два желтеньких – это конденсаторы, хотя их ставить необязательно.
Итак, провода 1,2 – сюда мы загоняем нестабилизированное входное постоянное напряжение, снимаем 5 Вольт с проводов 3 и 2.
[quads id=1]
На Блоке питания мы ставим напряжение в диапазоне 7,5 Вольт и до 20 Вольт. В данном случае я поставил напряжение 8,52 Вольта.
И что же у нас получилось на выходе данного стабилизатора? 5,04 Вольта! Вот такое значение мы получим на выходе этого стабилизатора, если будем подавать напряжение в диапазоне от 7,5 и до 20 Вольт. Работает великолепно!
Давайте проверим еще один наш стабилизатор. Думаю, Вы уже догадались, на сколько он вольт.
Собираем его по схеме выше и замеряем входное напряжение. По даташиту можно подавать на него входное напряжение от 14,5 и до 27 Вольт. Задаем 15 Вольт с копейками.
А вот и напряжение на выходе. Блин, каких то 0,3 Вольта не хватает для 12 Вольт. Для радиоаппаратуры, работающей от 12 Вольт это не критично.
Как сделать блок питания на 5, 9,12 Вольт
Как же сделать простой и высокостабильный источник питания на 5, на 9 или даже на 12 Вольт? Да очень просто. Для этого Вам нужно прочитать вот эту статейку и поставить на выход стабилизатор на радиаторе! И все! Схема будет приблизительно вот такая для блока питания 5 Вольт:
Два электролитических конденсатора для для устранения пульсаций и высокостабильный блок питания на 5 вольт к вашим услугам! Чтобы получить блок питания на большее напряжение, нам нужно также на выходе трансформатора тоже получить большее напряжение. Стремитесь, чтобы на конденсаторе С1 напряжение было не меньше, чем в даташите на описываемый стабилизатор.
Для того, чтобы стабилизатор напряжения не перегревался, подавайте на вход минимальное напряжение, указанное в даташите. Например, для стабилизатора 7805 это напряжение равно 7,5 Вольт, а для стабилизатора 7812 желательным входным напряжением можно считать напряжение в 14,5 Вольт. Это связано с тем, разницу напряжения, а следовательно и мощность, стабилизатор будет рассеивать на себе.
Как вы помните, формула мощности P=IU, где U – напряжение, а I – сила тока. Следовательно, чем больше входное напряжение стабилизатора, тем больше мощность, потребляемая им. А излишняя мощность – это и есть нагрев. В результате нагрева такой стабилизатор может перегреться и войти в состояние защиты, при котором дальнейшая работа стабилизатора прекращается или вовсе сгореть.
Заключение
Все большему числу электронных устройств требуется качественное стабильное питание без всяких скачков напряжения. Сбой того или иного модуля электронной аппаратуры может привести к неожиданным и не очень приятным последствиям. Используйте же на здоровье достижения электроники, и не парьтесь по поводу питания своих электронных безделушек.
Где купить стабилизатор напряжения
Купить дешево эти интегральные стабилизаторы можно сразу целым набором на Алиэкспрессе по этой ссылке. Здесь есть абсолютно любые значения даже для отрицательного напряжения.
А в видео можете посмотреть как сделать самый простой стабилизатор на LM 317:
» src=»https://www.youtube.com/embed/h0IP0Vv3wwc?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
|
Выпрямители до 200 А
Выпрямители до 200 А
Выпрямители для гальваники до 200 Ампер имеют питание 220 Вольт и представлены в следующих модификациях:
Напряжение 12 Вольт:
- Выпрямитель 30 Ампер
- Выпрямитель 50 Ампер
- Выпрямитель 100 Ампер
- Выпрямитель 200 Ампер
Напряжение 24/36/48/96 Вольт (для анодирования):
- Анодирование выпрямитель 50 Ампер
- Анодирование выпрямитель 100 Ампер
- Анодирование выпрямитель 150 Ампер
- Анодирование выпрямитель 200 Ампер
Представлееные модели есть в наличии или изготавливаются за 2 дня. Источники могут работать в режиме стабилизации тока или напряжения. Каждый выпрямитель для гальваники может быть укомплектован блоком реверса, пультом дистанционного управления и проводами необходимой длины. Возможно подключение одного источника к нескольким ваннам или наоборот параллельное соединение выпрямителей для суммирования выходных токов.
По индивидуальному заказу могут быть изготовлены блоки питания для гальваники с любыми необходимыми характеристиками, напимер большой мощности или с настраиваемыми временными интервалами включения/выключения, реверса, плавный подъем/спад тока или напряжения, разные токи прямой/реверсный.
Технология
Лучшие выпрямители для гальванических ванн — это источники инверторы. Инверторная технология выпрямления тока позволяет получить массу преимуществ перед традиционной (старой) тиристорной.
Во первых, это конечно же качество выходных характеристик. Инверторы не дают пульсаций тока, а погрешность при этом составляет менее 1 %. Это естественно сказывается на качестве покрытия — оно более однородное, имеет однинаковую толщину во всех местах. Таким образом происходит экономия материала и получается наилучший внешний вид изделий.
Во вторых, инвертор имеет КПД более 90 % и не создает избыточную токовую нагрузку на сеть питания. Для питания гальванической линии можно использовать меньшие мощности и происходит экономия средств за счет малого потребления электроэнергии.
В третьих, инверторный источник имеет низкую чувствительность к колебаниям напряжения в сети электропитания. Изменения напряжения +/- 10% от номинала не повлияют на качество покрытий.
В четвертых, размеры и вес инверторных выпрямителей в несколько раз меньше тиристорных. Можно забыть про грооздкие неподъемные шкафы. Выпрямитель инвертор может быть установлен или отпрален в ремонт одним человеком, вес источников до 200 Ампер находится в пределах от 12 до 30 кг. Каждый блок питания оборудован ремнем или ручкой для переноски.
Выпрямитель 200 Ампер / 12 Вольт
Общие технические данные
(высокочастотный инверторный выпрямитель)
Наименование выпрямителя: | UNIV-200A/12В |
Напряжение питающей сети: | однофазное; 220В ±10%; 50Гц |
Номинальный выходной ток: | 200А |
Номинальное выходное напряжение: | 12В |
Диапазон регулировки выходного тока: | 0…100% |
Диапазон регулировки выходного напряжения: | 0…100% |
Дискретность (шаг) регулировки тока/напряжения: | 1А /0. 1В |
Выходная мощность выпрямителя: | 2400 Вт |
Точность отображения параметров на дисплее: | ±1% ±1 разряд |
Режим стабилизации выходного тока: | Да |
Режим стабилизации выходного напряжения: | Да |
Коэффициент мощности,не менее: | 0.87 |
Отклонение поддерживаемого параметра: | Не более 2 % |
Сопротивление изоляции: | Более 5 МОм |
Система охлаждения выпрямителя: | Принудительное воздушное |
Эффективность (КПД) в номинальном режиме: | ≥ 88% |
Встроенные функции защиты: | Защита от к.з., защита от перегрузки по току, напряжению, защита от перегрева |
Рабочее положение выпрямителя: | Горизонтальное |
Климатическое исполнение (по ГОСТ15150) : | УХЛ4 |
Степень защиты корпуса: | IP32 |
Ресурс работы, не менее: | 20000 часов |
Срок службы, не менее: | 10 лет |
Температура эксплуатации: | — 15°/±45° С (защита от перегрева) |
Температура хранения: | — 30°/±60° С |
Относительная влажность воздуха: | < 75 % |
Гарантийный срок эксплуатации: | 2 года |
Высокочастотный инверторный (реверсивный / не реверсивный) выпрямитель UNIV-200А/12В с функциями регулировки, стабилизации и поддержания выходного тока, и регулировки, стабилизации и поддержания выходного напряжения.
Возможное оснащение: пульт дистанционного управления, сенсорная (HMI) панель, реверс (автоматический или автоматический программируемый), включение/выключение по внешнему контакту (“сухой контакт”), различные интерфейсы управления: аналоговый 4-20мА («токовая петля»), цифровые RS-232, RS-485.
Область применения:питание гальванических ванн, обеспечение работы различного электротехнического оборудования, для работы усилителей, для электрохимической очистки воды,обеспечения работы установок испытательных стендов, станков, различного промышленного оборудования, для работы нагревателей, электромагнитов, светового оборудования, блоков розжига, для зарядки аккумуляторов и др.
Гарантийный срок эксплуатации: 24 месяца
Габаритные размеры: 250 х 370 х 320 мм
Масса выпрямителя: 18 кг
Мостовой выпрямитель какого размера мне нужен для преобразования 12 В переменного тока в 12 В постоянного тока при нагрузке 200 Вт?
Даташит на устройство пробовали читать? Там вы увидите прямое падение напряжения на диодах внутри выпрямителя. В общем, вам нужно найти и прочитать техническое описание каждого используемого вами электрического компонента.
Падение тока — это мощность (больше или меньше), которую необходимо рассеять. У нас также есть максимальная рабочая температура. Итак, вооружившись этой информацией, необходимо разработать систему охлаждения для работы с выпрямителем.
Итак, если мы посмотрим на действительные числа, у нас будет максимальное падение напряжения 1,2 В на элемент. В одно время у нас есть два проводящих диода, так что это 2,4 В умноженное на 17 А, что дает нам немного меньше 40 Вт в одном выпрямителе.
Далее мы имеем рабочую температуру полупроводникового перехода. От -65 до +150 градусов по Цельсию.
Итак, у нас есть следующая процедура, как получить повышение температуры выше температуры окружающей среды для устройства. Итак, давайте сначала посмотрим на тепловое сопротивление между переходом и корпусом.Это 1,5 К / Вт. Один кельвин и один градус Цельсия имеют одинаковую величину, поэтому таким образом мы можем получить повышение температуры.
Значит, при 40 Вт температура нашего спая будет на 60 К выше температуры корпуса. Оглядываясь назад на рабочие температуры, это дает нам максимальную температуру корпуса 90 градусов по Цельсию.
Теперь нам нужно оценить тепловое сопротивление радиатора, который нам нужно выбрать для нашего использования. Допустим, у нас температура окружающей среды 25 C. Это дает нам максимальную разницу температур 90-25 = 65 C между радиатором и окружающим воздухом.Итак, теперь мы делаем обратный расчет того, что у нас было на предыдущем шаге. У нас уже есть мощность 40 Вт и 65 С, поэтому делим их и получаем тепловое сопротивление радиатора 1625 К / Вт. Чем ниже, тем лучше, чтобы у вас было больше места для работы при более высоких температурах окружающей среды и для работы выпрямителя.
Теперь мы знаем, какой радиатор нам нужен. Некоторые из основных руководств по радиаторам доступны здесь и здесь. Они немного более «академичны». Этот от Sparkfun видит немного больше «примененного». Используя эти ресурсы, вам «просто» нужно найти подходящий радиатор для выпрямителя.
В реальной жизни вам, вероятно, понадобится большой кусок металла с множеством ребер и большой вентилятор, обдувающий его воздухом, чтобы просто охладить выпрямитель. По моему личному мнению, было бы лучше поискать альтернативные источники постоянного тока, которые были бы немного более эффективными.
Простой стабилизатор выпрямленного напряжения не дает достаточной мощности
Как уже отмечалось, если ваш рисунок точен, то нижний диод STPS30 вообще не используется, и все, что вы делаете, это полуволновое выпрямление и фильтрация выходного сигнала вторичной обмотки.
При отсутствии нагрузки на стабилизатор (при условии, что это клон 7812) его выходное напряжение будет иметь вид 12 вольт, но как только нагрузка начнет потреблять значительный ток из регулятора, падение на R будет увеличиваться, что сделает стабилитрон невидимым и уменьшение напряжения на регуляторе и на выходе из него.
Простым решением было бы избавиться от «R» и стабилитрона и позволить регулятору делать грязную работу, но для этого нам нужно знать, как выглядит вторичная обмотка трансформатора.
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Теперь, когда мы знаем, как выглядит трансформатор, у вас остается пара основных вариантов: использовать контакты 5 и 6 или 7 и 9 в качестве входов для двухполупериодного мостового выпрямителя, затем сгладить и отрегулировать выход мост, чтобы получить 12 вольт, необходимое для управления нагрузкой.Потери в трансформаторе 2R \ $, фактическое падение на диодах моста и ESR крышки резервуара, вы можете вызвать значительную пульсацию в вашей нагрузке.
С другой стороны, если вы используете обмотку на 16 вольт, вы можете намотать ее без пульсаций, но с напряжением около 21 вольт на 7812 и с нагрузкой 1,1 ампера от вентиляторов и светодиода 7812 придется сбросить разница между 21 вольт и 12 вольт при 1,1 ампера, что означает, что он должен рассеяться примерно:
$$ P = IE = 1. 1А \ раз (21В — 12В) \ примерно 10 \ text {ватт} $$
Для 7812 в корпусе TO-220 это много, чтобы рассеять его, и один из способов избежать использования большого радиатора для этого — использовать силовой резистор перед 7812, чтобы сбросить 21 вольт. к тому, с чем 7812 может справиться более разумно.
НАСТОЙ СЮРПРИЗ:
Вызывая подозрения из-за того, что трансформатору требуется примерно 23 ВА мощности (13 Вт на нагрузку и 10 Вт на регулятор), я бегло поискал трансформатор и обнаружил, что лучшее, что он может сделать, — менее 10 ВА!
Я потерял ссылку, но вы наверняка сможете ее найти, если погуглите WDB4109 или GAL4118E-WDB-01, это тот же трансформатор.
В любом случае, если учесть приличный трансформатор, вот как должен выглядеть ваш блок питания:
и вот список схем LTspice, если вы хотите поиграть со схемой:
Версия 4
ЛИСТ 1 880 852
ПРОВОД -256 48-368 48
ПРОВОД -160 48-256 48
ПРОВОД -96 48-160 48
ПРОВОД 224 48 160 48
ПРОВОД -368 80-368 48
ПРОВОД -256 80-256 48
ПРОВОД -704176-928 176
ПРОВОД -256176-256 144
ПРОВОД -256176-624 176
ПРОВОД -928 224-928 176
ПРОВОД -704 224-704 176
ПРОВОД -624 224-624 176
ПРОВОД -160 224 -160 48
ПРОВОД 224 224 224 48
ПРОВОД -672320-672 208
ПРОВОД -656320-656 208
ПРОВОД -928 352-928 304
ПРОВОД -736 352-928 352
ПРОВОД -704 352-704 304
ПРОВОД -704 352-736 352
ПРОВОД -624 352-624 304
ПРОВОД -592 352-624 352
ПРОВОД -368 352-368 144
ПРОВОД -368 352-592 352
ПРОВОД -368 384-368 352
ПРОВОД -256 384 -256 176
ПРОВОД -736 448-736 352
ПРОВОД -704 448-736 448
ПРОВОД -592 448-592 352
ПРОВОД -592 448-624 448
ПРОВОД -368 480-368 448
ПРОВОД -256 480 -256 448
ПРОВОД -256 480-368 480
ПРОВОД -160 480 -160 288
ПРОВОД -160 480-256 480
ПРОВОД 32 480 32 144
ПРОВОД 32 480-160 480
ПРОВОД 224 480 224 304
ПРОВОД 224 480 32 480
ПРОВОД -368 544-368 480
ФЛАГ -368 544 0
СИМВОЛ Шоттки -240144 R180
ОКНО 3-63 1 Левое 2
ОКНО 0-38 30 Левое 2
SYMATTR Значение B520C
SYMATTR InstName D3
SYMATTR Описание диода
SYMATTR Тип диод
СИМВОЛ ind2 -720 208 R0
ОКНО 0-43 40 Левое 2
ОКНО 3-43 75 Левое 2
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Значение 50
SYMATTR Тип ind
SYMATTR SpiceLine Rser =, 1
СИМВОЛ напряжение -928 208 R0
ОКНО 3 24104 Невидимое 2
ОКНО 123 0 0 Влево 2
ОКНО 39 0 0 Влево 2
SYMATTR Значение SINE (0 339 50)
SYMATTR InstName V1
СИМВОЛ ind2 -608 208 M0
ОКНО 0-46 46 Левое 2
ОКНО 3-62 79 Левое 2
SYMATTR InstName L2
SYMATTR Значение. 229
SYMATTR Тип ind
СИМВОЛ res 208 208 R0
SYMATTR InstName RL
SYMATTR Значение 8
СИМВОЛ res -608 432 R90
ОКНО 0 0 56 V Низ 2
ОКНО 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName Rimg
SYMATTR Значение 1G
СИМВОЛ PowerProducts \\ LT1085-12 32 48 R0
SYMATTR InstName U2
СИМВОЛ Шоттки -352448 R180
ОКНО 3 24 0 Левое 2
ОКНО 0 42 32 Влево 2
SYMATTR Значение B520C
SYMATTR InstName D2
SYMATTR Описание диода
SYMATTR Тип диод
СИМВОЛ Шоттки -352 144 R180
ОКНО 3 24 0 Левое 2
ОКНО 0 42 31 Слева 2
SYMATTR Значение B520C
SYMATTR InstName D1
SYMATTR Описание диода
SYMATTR Тип диод
СИМВОЛ Шоттки -240 448 R180
ОКНО 3-65 0 Левое 2
ОКНО 0-37 31 Левое 2
SYMATTR Значение B520C
SYMATTR InstName D4
SYMATTR Описание диода
SYMATTR Тип диод
СИМВОЛ polcap -176224 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Значение 1500µ
ТЕКСТ -352 512 Левый 2!.Тран 1
ТЕКСТ -720144 Левый 2! K1 L1 L2 1
Выпрямители и блоки питания постоянного тока
| 12 В постоянного тока | 24 В постоянного тока | 48V DC | 150 — 1000 Вт | Крепление в стойку | Настенное крепление | Настольное крепление
AC-DC
Напряжение / мощность :
Вход 120/240 В переменного тока
Выход 12, 24, 48 В постоянного тока
150-1000 Вт
Компоненты:
Выпрямители
Зарядные устройства
Модули питания
Управление питанием
Источники питания
Конфигурации:
Крепление в стойку
Настенное крепление
Настольное
Выпрямители для монтажа в стойку и компоненты управления
Силовой модуль
Вход: 120/230 В переменного тока
Выход: 12, 24 или 48 В постоянного тока, 560 — 2200 Вт
Эти универсальные выпрямительные модули работают как источники питания или как зарядные устройства для систем на 12, 24 или 48 вольт; положительная, отрицательная или плавающая земля. Их можно использовать по отдельности или в комбинации, что позволяет установщику масштабировать систему от 500 до 10 000 Вт на стойку. Блоки могут быть подключены параллельно для резервирования N + 1, а контакты сигнализации позволяют осуществлять локальный или удаленный мониторинг. Дополнительный комплект проводки для быстрого подключения постоянного тока позволяет легко заменять модули без отключения системы.
Подробнее о силовых модулях серии
Менеджер функций питания
Вход: 12, 24 или 48 В постоянного тока
Общая допустимая нагрузка по току: 500A
Power Function Manager — это системный интегрирующий компонент, который преобразует обычные источники питания (или силовые модули) в полностью интегрированную и многофункциональную систему питания.Устройство обеспечивает управление, мониторинг, параллельное соединение и защиту источников питания 12, 24 или 48 В постоянного тока, положительного отрицательного полюса или заземления с плавающей точкой.
Подробнее о Power Function Manager
Интегрированные энергосистемы
Вход: 115/230 В переменного тока
Выход: 12, 24 или 48 В постоянного тока
11-40 А с внутренней батареей
The Integrated Power System (IPS) — это уникальный многофункциональный источник питания, который включает в себя встроенную резервную батарею и множество аксессуаров питания в одном корпусе 2RU (3.5 ″), что исключает необходимость трудоемкой системной интеграции, поиска компонентов и установки, а также экономит драгоценное место в стойке — идеально подходит для любых приложений с низким и средним энергопотреблением, требующих отказоустойчивой работы переменного тока.
Подробнее о серии Integrated Power System
Мобильные, настенные и настольные блоки питания
Источники питания
— серия для тяжелых условий эксплуатации
Вход: 115/230 В переменного тока
Выход: 12 или 24 В постоянного тока, 5-35 А
Эти сверхпрочные блоки питания постоянного тока идеально подходят для питания оборудования связи 12 и 24 В на базовых станциях, удаленных объектах и в приложениях мобильной связи, где надежность важна. Проверенная конструкция линейной схемы обеспечивает чистый бесшумный выход и длительный срок службы.
Узнать больше Источники питания для тяжелых условий эксплуатации серии
Power-Pac серии
Вход: 115/230 В переменного тока
Выход: 12 В постоянного тока, 5 А
Резервная батарея: 7–14 А / Ч
Этот блок питания на 12 В, 10 А имеет встроенные резервные батареи, которые заряжаются во время нормальной работы, а затем продолжают питать радиостанции при отключении переменного тока.Выберите аккумулятор емкостью 7 или 14 ампер-часов.
Подробнее о серии Power-Pac
Система электроснабжения площадки
Вход: 115/230 В переменного тока
Выход: 12, 24 или 48 В, 250-500 Вт
Серия Site Power System (SPS) представляет собой законченное решение для питания постоянного тока, которое быстро интегрируется с батареями, нагрузками и мониторами. Доступный в конфигурациях 12, 24 и -48 В, 300 и 475 Вт, этот компактный узел содержит: источник питания с температурной компенсацией, автоматический цикл заряда аккумулятора Boost / Float; отключение низкого напряжения; и программируемые контакты сигнализации.Высокая рабочая температура с конвекционным охлаждением делает устройство идеальным для удаленных убежищ, бунгало на обочинах железных дорог и корпусов для установки на столб, а также для базовых станций частных сетей и микроволновых узлов.
Подробнее о системе питания площадки Серия
Конструкция блока питания постоянного тока
Выбор трансформатора и выпрямителя
Для получения постоянного напряжения из сети переменного тока используются трансформатор и выпрямитель, как показано ниже.Трансформатор изменяет сетевое напряжение на более подходящее для наших требований; а выпрямитель удаляет отрицательную часть сигнала, давая на выходе только положительные напряжения. На схеме ниже показан мостовой выпрямитель; можно использовать одинарный диодный выпрямитель, но он менее эффективен; а поскольку кремниевые диоды недороги, конструкция моста стала почти универсальной.
Для целей этого руководства я буду использовать в качестве примера источник питания с выходом 12 В постоянного тока; однако простая теория позволит вам разработать источники питания для любого желаемого напряжения и тока.В следующих разделах в качестве примера будет использоваться конструкция переменного источника питания 2 А при напряжении до 30 В.
Падение напряжения на выпрямителе
Выпрямитель: одиночный кремниевый выпрямительный диод с прямой проводимостью развивает напряжение около 0,7 В (но может достигать 2 В). Обычно мы допускаем падение напряжения около 2В для конфигурации мостового выпрямителя.
Трансформатор: Потери также возникают в обмотках трансформатора; однако трансформатор, рассчитанный на 220 В: 30 В при 10 А, обычно обеспечивает выходную мощность 30 В (среднеквадратичное значение) при выдаче номинального тока. Это означает, что напряжение без нагрузки будет выше.
Осциллограммы вокруг контура
На этих диаграммах показано напряжение в различных точках цепи для трансформатора 240: 12В.
Здесь вы можете увидеть выход трансформатора. На выходе получается синусоида с центром около 0 вольт.
Пиковое напряжение Vpk составляет 1,414 (квадратный корень из 2), умноженное на среднеквадратичное значение на выходе — указанное значение трансформатора.
Например, для трансформатора 240В: 12В пиковое напряжение будет
1.414 умножить на 12 = 17В
На этой схеме показан выходной сигнал мостового выпрямителя.
Вы можете видеть отрицательный «горб» от сигнала переменного тока выше, который был «перевернут вверх дном» блоком мостового выпрямителя. Пиковое напряжение теперь составляет 17 В — 2 В = 15 В.
Среднеквадратичное значение напряжения составляет около 10,6 В при полной нагрузке. Повышается при уменьшении нагрузки. Среднее напряжение 9,27
Вы также можете увидеть плоскую часть около нуля, где ни один из выпрямительных диодов не начал проводить.
Приведенный выше сигнал можно рассматривать как постоянное напряжение постоянного тока 9,27 В с наложенным изменяющимся сигналом около 15 В от пика к пику и средним значением 0 В.
Среднеквадратичное значение этого сигнала составляет около 15/2 * 1,414 = 5,4 В
Пример конструкции — выбор компонентов
Спецификация:
Разработайте и создайте блок питания для
работать от сети 240 В переменного тока. Он должен питать двигатель постоянного тока 12 В, который работает в течение длительного времени и при нормальном использовании потребляет от источника питания максимум 2 А.
Нам понадобится трансформатор на 12 В 2 А = 24 Вт или более
Здесь вы можете увидеть два возможных стиля трансформатора. Либо подойдет.
Оба рассчитаны на 12 В 48 Вт
Это кремниевый мостовой выпрямитель, рассчитанный на пиковое обратное напряжение 200 В и средний прямой ток 4 А. Это было бы хорошо.
Расчет тепла:
При использовании ток будет 2А, а прямое падение напряжения около 0.9 В на диод (техническое описание) или 1,8 В на оба диода.
2A * 1,8 В = 3,6 Вт.
Тепловое сопротивление воздуху (из техпаспорта) составляет 22 градуса Цельсия на ватт, поэтому в упаковке будет температура 22 * 3,6 = 80 градусов выше температуры окружающей среды. Это слишком тепло, поэтому мы добавим небольшой радиатор или прикрутим выпрямитель к металлическому корпусу.
Обсуждение:
Схема, показанная на этой странице, подходит для зарядки автомобильного аккумулятора или работы двигателя постоянного тока. В этих приложениях рябь не важна.Выход этого источника питания, как указано выше, будет 12 В — 1,8 = 10,2 В прибл. Мотор работал нормально.
Однако для большинства приложений требуется сглаженный выходной сигнал, и для обеспечения этого в следующей схеме мы будем использовать конденсатор. Добавление конденсатора увеличит среднее выходное напряжение — см. Сглаживание.
Учебное пособие по базовому исправлению блоков питания
Рис.1
Льюис Лофлин
Твитнуть
Многие устройства, в частности твердотельная электроника, должны использовать постоянный или постоянный ток.Диод — это твердотельное устройство, проводящее только в одном направлении. Когда анод (A) положительный, а катод (K) отрицательный, ток от положительного к отрицательному будет течь через диод, через нагрузку и обратно к источнику питания.
Таким образом, ток будет течь только в положительном полупериоде (от 0 до 180 градусов), а диод отключится во время отрицательного полупериода от 180 градусов до 360 градусов. Период синусоидальной волны от 0 до 360 градусов равен 1 / F.В случае 60 Гц это 1/60 = 16,7 мс.
Похожие видео:
Базовые электронные блоки питания, часть 1
Базовые электронные блоки питания, часть 2
Создание низковольтного источника питания постоянного тока, часть 3
Лаборатория питания переменного тока по последовательным цепям, часть 1
Лаборатория питания переменного тока по последовательным цепям, часть 2
Что такое мощность? Напряжение (в вольтах) — это «толчок», а ток (в амперах) — это то, что толкается. (Электрические заряды) Мощность равна напряжению, умноженному на ток. Мощность измеряется в ваттах.Таким образом, один ампер на один вольт равен одному ватту. (Я не буду вдаваться в подробности закона Ома. См. Ваш текст.) Чтобы получить питание, мы должны иметь напряжение и ток вместе, поэтому обрыв переключателя, обрыв провода или отключающий диод не дает питания.
В приведенном выше случае мы получаем очень плохую передачу мощности с выключенным диодом в течение отрицательного полупериода и положительного полупериода, постоянно меняющегося между нулем вольт и пиком. Обратите внимание, что Vmax является пиковым.
Рисунок 2
Допустим, AC на входе 12.6 вольт RMS. Чтобы получить пик, мы умножаем 12,6 на 1,414, что равно примерно 17,8 вольт. Но среднее (или измеренное) напряжение постоянного тока составляет пиковое время .3185 равно примерно 5,67 вольт. Это то, что называется пульсирующим постоянным током . Чистый постоянный ток, например, от автомобильного аккумулятора на 12 вольт, не имеет «пульсации» и будет настоящим 12 вольт.
Подключите вольтметр постоянного тока к нагрузке, показанной выше на рисунке 1, и вы увидите около 5,66 вольт. Переключите счетчик на переменный ток, все равно будет отображаться какое-то значение напряжения. Это нормально, поскольку вы читаете «рябь» на нефильтрованном необработанном D.C. Подключите тот же вольтметр переменного тока к чистому источнику постоянного тока, например, к автомобильному аккумулятору, он покажет нулевое напряжение переменного тока.
На рисунке 2 мы подключили конденсатор к нагрузке. Конденсатор заряжается в течение положительного полупериода, а затем разряжается через нагрузку в течение отрицательного полупериода, когда у нас нет выхода. Количество пульсаций зависит от сопротивления нагрузки и размера конденсатора.
Конденсатор большего размера создает меньшую пульсацию или более высокое сопротивление нагрузки (потребление меньшего тока, следовательно, меньшее время разряда конденсатора) снижает уровень пульсаций, поскольку у конденсатора меньше времени для разряда.Без нагрузки, только конденсатор и выпрямитель, конденсатор будет заряжаться до пика.
Предупреждение. При построении этих схем соблюдайте полярность конденсатора и диода. Номинальное напряжение конденсаторов должно превышать ожидаемое пиковое напряжение на 50%. Также обратите внимание на номинальные токи трансформаторов и диодов.
Рисунок 3
Двухполупериодное выпрямление
Двухполупериодное выпрямление преобразует обе полярности входного сигнала в постоянный ток (постоянный ток) и является более эффективным. Однако в схеме с трансформатором с нецентральным ответвлением требуется четыре диода вместо одного, необходимого для полуволнового выпрямления. Это связано с тем, что для каждой выходной полярности требуется по два выпрямителя. Расположенные таким образом четыре выпрямителя называются диодным мостом или мостовым выпрямителем.
Обратите внимание, что в этом примере стрелки показывают обычный ток, а не поток электронов, который я использую со своими учениками. Это вызывает бесконечную путаницу для студентов, поскольку военные и т. Д. Используют поток электронов в своих учебных материалах, в то время как классы полупроводников используют обычный ток.Просто помните об этом, следя за этим материалом. Электронный поток изменяется от отрицательного к положительному, обычный (или зарядовый) поток — от положительного к отрицательному.
На рисунке 3 D1 и D2 проводят в течение положительного полупериода, а D3 и D4 проводят в течение отрицательного полупериода. Мощность в два раза больше, чем при полуволновом выпрямлении, потому что мы используем оба полупериода. Используя снова 12 вольт переменного тока, мы получаем пиковое значение 12,6 X 1,414 или 17 вольт. (17,8 вольт) Но теперь, чтобы получить среднее значение, мы умножаем его на пик (17.8 вольт) на 0,637, что равняется 10,83 вольт, что вдвое больше, чем полуволна.
Кроме того, мы можем использовать конденсатор фильтра меньшего размера для устранения пульсаций, чем мы использовали для полуволнового выпрямления. Мы также удвоили частоту с 60 Гц до 120 Гц. Следует отметить, что при построении этой схемы напряжение на измерителе будет ниже одного вольт. Это связано с падением напряжения на диодах на 0,6 В, калибровкой измерителя из-за изменения частоты (с 60 Гц до 120 Гц) и ошибками расчетов.
Рисунок 4 типичных мостовых выпрямителей.
Рисунок 5
Рисунок 5 выше иллюстрирует другой метод получения двухполупериодного выпрямления. В этом случае мы используем трансформатор с центральным отводом и два диода. При использовании центрального ответвителя (C) в качестве общего, напряжение A и B сдвинуто по фазе на 180 градусов. Когда A положительный, D1 будет смещен в прямом направлении и будет проводить, в то время как B будет отрицательным, таким образом, обратное смещение D2 будет непроводящим. В отрицательном полупериоде по отношению к A, когда D1 не проводит, D2 будет проводить.
Следует отметить, что выходное напряжение будет уменьшено вдвое. Если мы используем трансформатор на 25,2 вольт, три ампер, выходное напряжение будет 12,6 вольт. Есть некоторые разногласия по поводу выходного тока. Мы имеем дело с усилителями RMS и должны учитывать импеданс трансформатора. (Z) В течение каждого полупериода в этой конфигурации ток проходит через половину всех обмоток. В зависимости от сопротивления провода, Z и т. Д. Ток может превышать номинальный ток в 1,2–1,8 раза. Я бы посоветовал с осторожностью относиться к этим утверждениям и не превышал бы 1.4. Все предыдущие правила для пикового, выходного напряжения и т. Д. Остаются в силе.
Материалы по теме: Основные силовые трансформаторы.
Трехфазный выпрямитель на 1000 А, 12 В, Напряжение: 12 В постоянного тока, 150000 рупий / шт.
Трехфазный выпрямитель на 1000 А, 12 В, Напряжение: 12 В постоянного тока, 150000 рупий / шт | ID: 18573554991