Схемы простых стабилизаторов напряжения

Компенсационный последовательный

Компенсационный последовательный стабилизатор имеет обратную связь. В нем выходное напряжение сравнивается с эталоном. Разница между ними нужна для создания сигнала устройству, контролирующему напряжение.

С сопротивления снимается некоторое количество выходного напряжения, сравнивающееся с основным значением стабилитрона. Эта разница поступает на усилитель и подается на транзистор.

Устойчивое функционирование создается при сдвиге фаз. Так как часть напряжения на выходе поступает на усилитель, то оно сдвигает фазу на угол 180 градусов. Транзистор, подключенный по типу усилителя, фазы не сдвигает, и петлевой сдвиг равен 180 градусов.

Импульсные

Электрический ток, обладающий неустойчивыми свойствами, с помощью коротких импульсов поступает на устройство накопления стабилизатора, которым является конденсатор или катушка.

Накопленная энергия далее выходит на потребитель с другими свойствами. Есть два способа стабилизации:

1. Управление длиной импульсов.
2. Сравнение выходного напряжения с наименьшим значением.

Импульсный стабилизатор может изменять напряжение с разными результатами. Их делят на виды:

• Инвертирующий.
• Повышающе-понижающий.
• Повышающий.
• Понижающий.

Достоинства:

Малая потеря энергии.

Недостатки:

Помехи в виде импульсов на выходе.

Последовательный стабилизатор напряжения на биполярном транзисторе

Последовательный стабилизатор напряжения на биполярном транзисторе – это по сути параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключенный ко входу эммитерного повторителя.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона за счет падения напряжения на переходе база-эммитер транзистора (для кремниевых транзисторов – около 0,6 вольт, для германиевы – окло 0,25 вольт), что нужно учитывать при выборе стабилитрона. Эммитерный повторитель (он же – усилитель тока) позволяет увеличить максимальный ток стабилизатора напряжения по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне в β (h_21э) раз (где β (h21э) – коэффициент усиления по току данного транзистора, берется наименьшее значение).

Схема последовательного стабилизатора на биполярном транзисторе:

Так-как данный стабилизатор состоит из двух частей – источник опорного напряжения (он же параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне) и усилителя тока на транзисторе (он же эммитерный повторитель), то расчет такого стабилизатора производится аналогично выше приведенному примеру.Единственное отличие:- к примеру нам надо получить ток нагрузки 50 мА, тогда выбираем транзистор с коэффициентом усиления β (h_21э) не менее 10 (β (h_21э)=Iнагрузки/Iст=50/5=10 – мощность балластного резистора рассчитываем по формуле: Ррез=Uпад*(Iст+Iнагрузки)

Ток нагрузки можно увеличить еще в несколько раз, если применить схему с составным тразистором (два транзистора, включенные по схеме Дарлингтона или Шиклаи):

Вот, в принципе, и все.

Особенности подключения стабилизатора Ресанта 10000

Прежде чем приступать к монтажу следует убедиться, что учитываются все условия эксплуатации данного прибора. Так, есть ограничения в температуре, при которой разрешается работа устройства: от +5 до +40 градусов Цельсия. Показатель влажности не должен быть более 80%.

Важно, чтобы устройство имело доступ к воздуху. С этой целью вокруг него обязательно оставляется свободное пространство (5–10 см)

Если это напольная модель, ее следует расположить от стены на расстоянии в 50 см. Данное правило актуально и для любых легковоспламеняющихся предметов, которые будут стоять рядом со стабилизатором. Солнечные лучи не должны попадать на агрегат. В обязательном порядке производится заземление стабилизатора.

Рассмотрим само подключение. Ресанта 10000 имеет 5 клемм. Две имеют обозначение «L» — фазы, другие две «N» — нейтральные провода. Пятая отводится под заземление.

В первую очередь устройство заземляется. Далее подключают «вход», при этом фаза подсоединяется к клемме «L». Нейтральный провод соединяется с нейтральной клеммой.

Далее включается оборудование и проверяется наличие напряжения на выходе. После этого агрегат выключается. Если на выходе имеется напряжение, подключаются выходные кабеля по тому же принципу, что и входящие.

Если же выходного напряжения нет, то нужно проверить, правильно ли подключены входные провода.

Примеры применения стабилизатора LM338 (схемы включения)

Следующие примеры продемонстрируют вам несколько очень интересных и полезных схем питания построенных с помощью LM338.

Простой регулируемый блок питания на LM338

Данная схема — типовое подключение обвязки LM338. Схема блока питания обеспечивает регулируемое выходное напряжение от 1,25 до максимума подаваемого входного напряжения, которое не должно быть более 35 вольт.

Переменный резистор R1 используется для плавного регулирования выходного напряжения.

Простой 5 амперный регулируемый блок питания

Эта схема создает выходное напряжение, которое может быть равно напряжению на входе, но ток хорошо изменяется и не может превышать 5 ампер. Резистор R1 точно подобран таким образом, чтобы поддерживать безопасные 5 ампер предельного тока ограничения, которые могут быть получены из цепи.

Регулируемый блок питания на 15 ампер

Как уже было сказано ранее микросхема LM338 в одиночку может осилить только 5А максимум, однако, если необходимо получить больший выходной ток, в районе 15 ампер, то схема подключения может быть модифицирована следующим образом:

В данном случае используются три LM338 для обеспечения высокой токовой нагрузки с возможностью регулирования выходного напряжения.

Переменный резистор R8 предназначен для плавной регулировки выходного напряжения

Источник питания с цифровым управлением

В предыдущей схеме источника питания, для осуществления регулировки напряжения использовался переменный резистор. Ниже приведенная схема позволяет посредством цифрового сигнала подаваемого на базы транзисторов получать необходимые уровни выходного напряжения.

Величина каждого сопротивления в цепи коллектора транзисторов подобрана в соответствии с необходимым выходным напряжением.

Схема контроллера освещения

Кроме питания, микросхема LM338 также может быть использована в качестве светового контроллера. Схема показывает очень простую конструкцию, где фототранзистор заменяет резистор, который используется в качестве компонента для регулировки выходного напряжения.

Лампа, освещенность которой необходимо держать на стабильном уровне, питается от выхода LM338. Ее свет падает на фототранзистор. Когда освещенность возрастает сопротивление фоторезистора падает и выходное напряжение уменьшается, а это в свою очередь уменьшает яркость лампы, поддерживая ее на стабильном уровне.

Зарядное устройство 12В на LM338

Следующую схему можно использовать для зарядки 12 вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов. Резистором R* можно задать необходимый ток зарядки для конкретного аккумулятора.

Путем подбора сопротивления R2 можно скорректировать необходимое выходное напряжение в соответствии с типом аккумулятора.

Схема плавного включения (мягкий старт) блока питания

Некоторые чувствительные электронные схемы требуют плавного включения электропитания. Добавление в схему конденсатора С2 дает возможность плавного повышения выходного напряжения до установленного максимального уровня.

Нужно ли утилизировать светодиодные лампы

Светодиоды, утратившие потребительские свойства, относятся к отходам четвертого класса опасности, то есть они считаются малоопасными. Используемые на производственном этапе материалы могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду и их необходимо отдавать в переработку.

Класс опасности, состав отходов и код по ФККО

Светодиодные светильники являются отходами IV класса опасности. Предприятия, занимающиеся изготовлением светотехники, обязаны проводить их паспортизацию. Об этом подробно расписано в Постановлении Правительства России №712, изданном 16.09.2013.

Дополнительная информация: Согласно Федеральному классификатору коммунальных отходов (ФККО) светодиоды обозначены кодом 4 82 415 01 52 4.

Любой светодиодный светильник многокомпонентный. Он состоит из:

• цокольных элементов;
• алюминиевых корпусных деталей;
• поликарбоната;
• пластика.

Все эти компоненты должны утилизироваться или использоваться во вторичном производстве после переработки. В процессе утилизации или переработки не используются химические вещества. Сортировка проводится без применения индивидуальных средств защиты.

Что говорится в законодательстве, требования Роспотребнадзора

Светодиодные осветительные приборы изготавливаются в России по ГОСТ Р 54815-2011/1ЕС/PAS 62612/2009. Часто люди, пользующиеся в быту такими лампами, выбрасывают их в обыкновенные контейнеры для мусора, что противоречит требованиям Роспотребнадзора.

Перед утилизацией светодиодных светильников конструкция должна быть разобрана на отдельные элементы, рассортирована по материалам. Остальное на себя берут специальные перерабатывающие предприятия.

Административная ответственность для ИП и организаций

Если на отработанные светодиодные осветительные приборы отсутствуют паспорта отходов для изделий четвертого класса опасности, предприятие несёт административную ответственность. Согласно действующей нормативной базе, нарушитель обязан выплатить штрафные санкции в размере до 250 тысяч рублей. Помимо этого, организации могут выдать административное постановление о приостановлении деятельности на срок до трех месяцев.

Схемы 3-фазных нагрузок через 1-фазные стабилизаторы

Устройства, применяемые в быту, расходуют меньше энергии, чем промышленные образцы. Поэтому для нормальных свойств сети можно использовать три равных по характеристикам стабилизатора напряжения, которые соответствуют нагрузке для 1-фазной линии.

Если они применяют разделение нуля, то для их монтажа подходит такая схема:

По этой схеме для наглядности шина провода защиты РЕ не указана, а соединение стабилизаторов к ней выполнено упрощенно.

Рабочий нулевой провод после защит, находящихся в распредщитке дома, разделяется на клеммы вывода каждого стабилизатора. Его шина создается путем параллельного соединения клемм выхода всех трех устройств. Нули ко всем нагрузкам подходят жилами проводов от этой шины.

Клемма фазы, которая входит в каждый стабилизатор, подключается к своим клеммам защитного устройства, выходная клемма с группой автоматов, подающих питание на потребители.

Если объединить рабочие отходящие и входящие нули, то это делает схему проще. Но у отдельных моделей такой способ нарушает некоторые алгоритмы управления при возникновении аварии. Поэтому изготовители осуществляют такое разделение.

На схеме изображено подключение аналогичных стабилизаторов к 3-фазным нагрузкам.

Все схемы показаны для ознакомления с принципом действия стабилизаторов напряжения. Поэтому на схеме не изображаются устройства коммутации, распредкоробки и другие устройства.

Подключение стабилизатора к сети

Watch this video on YouTube

Простейший стабилизатор напряжения своими руками

Рассмотрим, каким образом можно изготовить самостоятельно стабилизатор на 220 вольт собственными руками, имея под рукой несколько простых деталей. Если в вашей электрической сети напряжение значительно снижено, то такой прибор подойдет вам как нельзя кстати. Чтобы его изготовить, понадобится готовый трансформатор, и несколько простых деталей. Лучше взять такой пример прибора себе на заметку, так как получается неплохое устройство, обладающее достаточной мощностью, например, для микроволновки.

Для холодильников и различных других бытовых устройств понижение напряжения сети очень вредно, больше чем повышение. Если поднять величину напряжения сети, применяя автотрансформатор, то во время уменьшения напряжения сети на выходе прибора напряжение будет нормальной величины. А если в сети напряжение станет в норме, то на выходе мы получим повышенное значение напряжения. Например, возьмем трансформатор на 24 В. При напряжении на линии 190 В на выходе устройства получится 210 В, при значении сети 220 В на выходе получится 244 В. Это вполне допустимо и нормально для работы бытовых устройств.

Для изготовления нам понадобится основная деталь – это простой трансформатор, но не электронный. Его можно найти готовый, либо изменить данные на уже имеющемся трансформаторе, например, от сломанного телевизора. Трансформатор будем соединять по схеме автотрансформатора. Напряжение на выходе будет получаться примерно на 11% выше напряжения сети.

При этом нужно соблюдать осторожность, так как во время значительного перепада напряжения в сети в большую сторону, на выходе устройства получится напряжение, которое значительно превышает допустимую величину. Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%

Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом

Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%. Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом.

Регулятор SA1 дает возможность, если нужно, подсоединять нагрузку потребителя без автотрансформатора. Конечно, это не полноценный стабилизатор, но зато для его изготовления не требуется больших вложений и много времени.

Самодельный стабилизатор напряжения

Watch this video on YouTube

Характеристики

Типовая схема интегрального стабилизатора состоит из следующих элементов:

• источника опорного напряжения;
• усилителя ошибки;
• включённых между источником и нагрузкой элементов регулировки;
• схему выключения устройства при подачи сигнала извне;
• транзистора для защиты от короткого замыкания или перегрузки.

Интегральные микросхемы стабилизаторов представляют собой функционально завершённые устройства и имеют всего три внешних вывода: входной, выходной и заземление. Данные микросхемы производятся для фиксированных значений напряжения от 5 до 24 В и нагрузки до 1 А.

Стабилизационные устройства на ИМС обеспечиваются встроенными схемами, ограничивающими выходной ток, а также схемой защиты от перегрузок по температуре.

Последовательный стабилизатор

Это стабилизатор, установленный последовательно по отношению к нагрузке. Последовательный стабилизатор состоит из стабилитрона (VR1), ограничивающего ток сопротивления (R1), и сопротивления нагрузки (RL).

Стабилитрон и ограничивающее ток сопротивление соединены последовательно, чтобы образовался делитель напряжения. База транзистора подсоединена к делителю напряжения. Контур транзистора «эмиттер-коллектор» соединён последовательно с сопротивлением нагрузки.

Схема последовательного стабилизатора, соединённого с мостовым выпрямителем

Поскольку транзистор в последовательном стабилизаторе напряжение, воздействующее на базу транзистора, равно падению напряжения в стабилитроне. Этот потенциал положителен относительно эмиттера транзистора. Так как стабилитрон поддерживает падение напряжения на постоянном уровне, потенциал, воздействующий на базу транзистора, будет оставаться постоянным.

Последовательный стабилизатор поддерживает постоянный уровень напряжения, подаваемого на нагрузку, изменяя величину падения напряжения в транзисторе. Возрастание тока через нагрузку может быть вызвано либо повышением напряжения источника питания, либо снижением сопротивления нагрузки. Когда ток возрастает, возрастает также и падение напряжения на нагрузке. В результате, напряжение, приложенное к эмиттеру транзистора, возрастает, делая его более положительным. Это означает, что разность электрических потенциалов между эмиттером и базой становится меньше, поэтому возрастает внутреннее сопротивление транзистора.

Подключение стабилизатора напряжения

Одной из причин по которой бытовая техника и электроприборы преждевременно выходят из строя, является скачкообразные перепады напряжения в электрической сети.

Для предотвращения данных нежелательных ситуаций служат стабилизаторы – защитные устройства, позволяющие защитить бытовое и промышленное оборудование от помех и искажений напряжения.

Защита обеспечивается электронной схемой, отслеживающей значение входного напряжения, которая отключает нагрузку при выходе его за допустимые пределы. Подключение нагрузки происходит при возвращении значений параметров сети в допустимые нормы.

Схема подключения стабилизатора напряжения в сеть 220 В

Подключение стабилизатора напряжения производится при обесточенной сети. Это основное требование техники безопасности. Для его выполнения отключается вводной автомат, расположенный в распределительном шкафу, после чего необходимо окончательно удостоверяются в отсутствии напряжения, используя указатель.

В большинстве случаев включение стабилизатора происходит сразу за счетчиком, на вводе в помещение, перед нагрузкой. Тип включения – последовательный, в разрыв фазного провода. Довольно часто производители электронной продукции обозначают структурную схему стабилизатора на поверхность корпуса.

В стабилизаторе напряжения имеется, как правило, три контакта для подключения:

• – фаза – “вход”;
• – фаза – “выход”;
• – нуль.

Фазный провод от вводного автомата подключается на “вход” стабилизатора. Затем к “выходу” подсоединяется фазный провод нагрузки. К нулевому контакту стабилизатора подсоединяется нулевой провод сети без разрыва.

Чтобы подключить нулевой провод нужно сначала подсоединить его к стабилизатору, а затем к общему нулевому проводу сети (с помощью клеммных соединителей (колодок) или обычной скрутки).

Что делать если на корпусе стабилизатора четыре контакта для подключения?

В некоторых случаях схема стабилизатора напряжения выполнена таким образом, что для подключения его к сети используется не три, а четыре контакта:

• – фаза – “вход”;
• – нуль – “вход”;
• – фаза – “выход”;
• – нуль – “выход”.

В этом случае схема стабилизатора напряжения, по которой он включается в сеть, выполняется следующим образом: фазный и нулевой провод от вводного автомата (электрощита) подсоединяются к соответствующим контактам «вход» на защитном устройстве, а фазный и нулевой провод нагрузки соединяется с контактами «выход».

После монтажа следует тщательно проверить правильность подключения проводов. Перед первым включением устройства (подачей напряжения на вход) необходимо отключить всю нагрузку от его выхода (освещение, вытащить вилки электроприборов с розеток и т.п.).

Включив стабилизатор необходимо проконтролировать его работу, он должен стабильно и нормально работать без постороннего шума, потрескивания и т.п.

Некоторые маломощные стабилизаторы напряжение (P

Подключение стабилизатора к 380 В

Если рассматривать конструкцию агрегата, то трехфазный стабилизатор выполнен в виде трех однофазных устройств, где каждое отвечает за стабилизацию однофазного напряжения. Прежде чем приступать к монтажным работам, необходимо внимательно ознакомиться с прилагаемой инструкцией и строго следовать всем ее пунктам.

Отталкиваясь от способа подключения, трехфазные стабилизаторы бывают двух видов. Первый тип оборудования характеризуется тремя модулями на три клеммы, к которым и подключаются провода. К клеммам подключаются вход и выход «фазы» и нулевой кабель (ввод, три модуля и цепь питания). Каждый отдельный модуль соединяется с однофазной сетью.

Агрегат второго типа тоже имеет три однофазных стабилизатора, где у каждого по 4 клеммы для подключения проводов. Помимо входа и выхода «фазы» к ним также подключается вход и выход «нуля». Это позволяет нулевому проводу ввода питания работать отдельно от нулевого провода стабилизированной электросети.

К трехфазной сети можно подключить три однофазных агрегата или один трехфазный. Каждый вариант имеет свои преимущества.

У первого это:

• Для каждой фазы появляется возможность подобрать оборудование индивидуальной мощности;
• Отталкиваясь от условий эксплуатации, для каждой фазы подбирается определенный вид агрегата;
• Три однофазных прибора выйдут несколько дешевле, по сравнению с одним трехфазным;
• Однофазные модели легче транспортировать;
• Если потребуется сервисное обслуживание, то отключается только тот прибор из трех, который требует вмешательства.

Преимущество подключения трехфазного агрегата в аналогичную сеть:

Без проблем подключается потребитель на три фазы.
При этом имеются определенные недостатки, которые следует брать во внимание:
Стабилизаторы данного вида только электромеханические, а это может стать проблемой при частых скачках напряжения;
Сложности транспортировки. Обуславливается не только весом и габаритами, но и тем, что перевозить их допускается только в вертикальном положении;
Нельзя распределять мощность по фазам в зависимости от потребителя.

Виды стабилизаторов

Широко примененяются в электронике два типа интегральных стабилизаторов:

• полупроводниковый (твердотельный);
• гибридно-плёночный (с элементами изготовленными из плёнок).

Полупроводниковые стабилизаторы, в свою очередь, подразделяются ещё на несколько групп:

1. имеющие регулируемое напряжение на выходе — требуют подключения дополнительных элементов;
2. обладающие фиксированным напряжением, подаваемым на выход – являются готовым к эксплуатации изделием, не требующим необходимости дополнительных включений в схему;
3. двуполярные – используются для приборов, требующих двуполярного напряжения на выходе.