Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Темы » Советы » Мощный стабилизатор напряжения на полевом транзисторе

    Мощный стабилизатор напряжения на полевом транзисторе

    Приветствую, радиолюбители-самоделкины!



    Очень часто для питания различных электронных устройств требуются напряжения разной величины - например, чувствительные микроконтроллеры могут питаться (в зависимости от конкретного экземпляра) только строго от 5В, другим микросхемам бывает нужно напряжение 9-12В, а есть и совсем низковольтные устройства, которые требуют уровня питания 3-3,3В. Для повышения напряжения, например, чтобы получить из 3,7В литий-ионного аккумулятора целых 9-12В используются импульсные источники питания - в них напряжение повышается за счёт использования явления самоиндукции в катушке индуктивности. Понижающие же преобразователи можно поделить на два типа: те же импульсные и линейные. Первые обладают высоким КПД, но имеют несколько более сложную схемотехнику с применением индуктивностей и специальных ШИМ-контроллеров. Линейные актуальны в том случае, если нужна простота, миниатюрность и отсутствие каких-либо помех на выходе - ведь линейные стабилизаторы, в отличие от импульсных, наоборот уменьшают пульсации напряжения, в отличие от импульсных, которые их наоборот генерируют за счёт высокой частоты работы. И если импульсные стабилизаторы, как повышающие, так и понижающие, очень удобно использовать в виде готовых модулей, которые по небольшим ценам продаются на Али, то вот линейные стабилизаторы имеет смысл изготавливать своими руками, под заданные параметры.

    Существуют специальные микросхемы стабилизаторов, например, серия 78lхх, они имеют на выходе фиксированные значения напряжения, либо LM317, микросхема в корпусе ТО-220, которая позволяет регулировать напряжение на выходе в широких пределах. Казалось бы, зачем выдумывать что-то ещё, если можно просто взять готовую LM317 - но не так всё просто, ведь она имеет один недостаток - выходной ток всего 1,5А. Конечно, этого достаточно для большинства применений линейного стабилизатора, тем более, что уже даже на таком токе он будет сильно нагреваться, но всё же иногда может возникнуть использовать именно мощный линейный стабилизатор с током более 1,5А, например, для подачи стабилизированного питания на аудио-усилитель. Использовать для питания усилителей импульсные источники - не самый лучший вариант по той причине, что помехи от импульсного источника в последствии будут попадать и в звуковой тракт, что явится в виде постороннего шума в звуке. Сделать мощный линейный стабилизатор можно разными путями, например, по схеме, представленной ниже - и использованием мощного полевого транзистора в качестве силового элемента и микросхему TL431 в качестве регулирующего. Такая схема обеспечивает хорошую стабильность выходного напряжения - как пишет автор, напряжение на выходе изменяется лишь на доли вольта в течение большого промежутка времени, а мощный полевой транзистор обеспечивает максимальный ток через нагрузку в 10А и рассеиваемую мощность в 50Вт - при использовании радиатора соответствующих размеров. Схема такого стабилизатора представлена на картинке ниже.



    На контакты в левой части схемы подаётся входное напряжение, оно может лежать в диапазоне 6-50 вольт, что, кстати, больше, чем диапазон входных напряжений у той же LM317. Плюс подаётся на верхний контакт, минус - на нижний, таким образом, минусовые контакты входного напряжения и нагрузки просто соединяются, а коммутация происходит через плюсовой контакт. Конденсатор С1 стоит параллельно питанию на входе, 22 мкФ - минимальная ёмкость, желательно взять побольше, хотя бы 100-470 мкФ, если от стабилизатора питается чувствительная к пульсациям напряжения нагрузка, например, усилитель, ёмкость конденсаторов можно поднять до уровня 2000-4000 мкФ. Далее по схеме в плюсовой цепи стоят контакты сток-исток полевого транзистора, а в цепи его затвора установлена микросхема TL431, которая и следит за напряжением на выходе стабилизатора, поддерживая его на заданном уровне. Купить эту микросхему можно за считанные рубли в магазинах радиодеталей, либо взять из неисправного сетевого импульсного блока питания - там они встречаются довольно часто.

    Эта микросхема выпускается в корпусе ТО-92 и имеет три вывода, точно так же, как и транзисторов в этих корпусах, поэтому нужно читать маркировку и не перепутать. Три этих вывода являются катодом, который идёт непосредственно к затвору транзистора, анодом, он подключается к минусу всей схемы, а третий вывод - регулирующий, на него через делитель на резисторах поступает часть выходного напряжения стабилизатора. Соотношение сопротивлений в этом делителе определяет и выходное напряжение, поэтому один из резисторов делителя является постоянным, это R3 на схеме, а второй - переменным, его вращением можно будет регулировать напряжение, в данном случае это RV1 на схеме. Резистор R2, включенный последовательно с ним, нужен для ограничения крайнего положения и особой роли не играет.

    Данные номиналы делителя, указанные на схеме, позволят регулировать напряжение на выходе в диапазоне от 3 до 27В, чего достаточно для большинства применений, но при необходимости этот диапазон можно менять в большую или меньшую сторону, подбирая общее сопротивление переменного резистора RV1. Здесь можно использовать либо полноценный переменный резистор с удобной ручкой для регулировки, либо небольшой подстроечный, например, такие, как на фото ниже. Также имеет смысл установить сюда многооборотный подстроечный резистор, он позволит устанавливать выходное напряжение с высокой точностью.



    Конденсатор С3 служит для фильтрации помех в регулировочной части, для большей стабильности выходного напряжения, а С2 - фильтрующий на выходе. Его ёмкость на схеме указана как 22 мкФ, не стоит превышать это значение, слишком большая ёмкость на выходе может привести к неправильной работе схемы, для подавления пульсаций лучше установить большую ёмкость на входе стабилизатора. Для наглядности ниже приведено изображение все трёх электролитических конденсаторов, необходимых для сборки схемы. Обратите внимание, что все они имеют полярность и при впаивании их на плату важно её не перепутать, на схеме минусовые контакты конденсаторов помечены в виде заштрихованной обкладки, а на самих корпусах минусовой вывод отмечен в виде вертикальной полоски. Несоблюдение полярности электролитических конденсаторов обычно приводит к тому, что они начинают быстро разогреваться, а если вовремя не отключить питание от схемы, то вовсе взрываются, разбрасывая вокруг ошмётки бумаги.



    Транзистор на схеме можно применить, например, один из следующих вариантов - IRLZ24/32/44, либо аналогичные им. Ключевыми параметрами здесь являются максимальное напряжение и ток через транзистор.



    Схема собирается на небольшой печатной плате, рисунок которой для открытия в программе Sprint Layout представлен в архиве в конце статьи, изготовить плату можно методом ЛУТ.



    Как можно увидеть, плата имеет довольно миниатюрные размеры, а потому её без труда можно встроить внутрь какого-либо устройства, того же усилителя. Транзистор не спроста стоит на краю плату спинкой в сторону - его необходимо установить на массивный радиатор. Чем больше будут токи, протекающие через стабилизатор, тем сильнее будет нагреваться транзистор, соответственно и большего размера потребуется радиатор. Не лишним будет и активное охлаждение с помощью кулера в особых случаях. Расчёт рассеиваемой на транзисторе мощности достаточно прост - нужно лишь умножить разницу в вольтах между входным напряжением и выходным и умножить её на ток, протекающий в цепи - в результате получится мощность в ваттах. Обратите внимание, что она не должна превышать 50Вт, иначе транзистор может не справится с таким большим тепловыделением.




    Готовая плата будет иметь такой вид, как на картинках выше. Для подключения проводов весьма удобно использовать винтовые клеммники.



    Таким образом, получился весьма простой и мощный стабилизатор, который обязательно найдёт себе применение в радиолюбительском деле. Удачной сборки! Все вопросы и дополнения пишите в комментариях.

    pcb-stabilizator.rar [6,81 Kb] (скачиваний: 63)

    Источник (Source)

    Светомузыкальный инструмент своими руками

    Разработка и использование акустических выключателей освещения

    Добавить комментарий

    14 комментариев
    Korolev
    ino53,
    И какое здесь ключевое слово?
    Ключевое слово: почти! smile
    ino53
    Цитата: Korolev
    Я не вредный, я почти полезный, типа ядовитый санитар леса:

    И какое здесь ключевое слово? meeting
    Цитата: Korolev
    Совсем недавно у меня была проблема с клавой

    Не помню, откуда:"Плевал я на причины, я вижу результат...(с)" smile
    Цитата: Korolev
    Думаю, для неносителя языка это не страшно:

    Согласен, тут и носители иной раз как ляпнут... not_i
    Korolev
    ino53,
    Вот Королев вредный
    Я не вредный, я почти полезный, типа ядовитый санитар леса:
    Всё есть яд и всё есть лекарство. Только доза делает лекарство ядом и яд лекарством. Парацельс
    ok
    возможностью регулирования подстрочным резистором...Описка? Тогда почему дальше
    Совсем недавно у меня была проблема с клавой, нечётко реагировала на нажатие нескольких буковок. Зоморачиваться пока не стал, просто поменял клаву.
    окрасил всё дно платы зеленым цапонлаком
    Думаю, для неносителя языка это не страшно:
    Стоит около 0.58$ грн в розницу
    yes smile
    ino53
    Korolev,
    Вот Королев вредный, почти как я...
    Сходил и я на исходник, порадовался. xaxa
    Несложная схема для регулирования, а также стабилизации напряжения представлена на картинке выше...
    Это самая первая строчка исходника, до всех картинок.
    ...возможностью регулирования подстрочным резистором...
    Описка? Тогда почему дальше:
    ...Возможно использование подстрочного резистора 33k типа WH06-1, WH06-2...
    Наверное, есть и подкадровые... И напоследок:
    ...для защиты дорожек окрасил всё дно платы зеленым цапонлаком...
    Korolev
    ino53,
    можно толково описать в полутора-двух десятках строк, а не разводить здесь рассуждения
    А вот низзя! В исходнике 23 строки, меньше нельзя! smile
    R555
    LeoBrynn,
    R555, Шарж. yahoo Отправил тебе набросок в личку.
    Ок, я видел, спасибо. Позже вникну. У нас в городе ща праздуют день ВДВ. Памятник первому десанту (высадка 90 лет назад) от меня по прямой порядка 800 метров. Шмаляют конкретно из калашей, пулемётов, разрывы гранат слышны yahoo Дружбана из десантуры хотел поздравить, но он трубку не берёт уже со вчерашнего дня. Сам не пошёл туда, дома запарка по разным делам...
    Кто не ошибается, тот не делает ничего.
    ino53
    Цитата: Гость Александр
    Работоспособная схема ...

    А кто спорит? Но ее, эту схему, со всеми ее параметрами, достоинствами и недостатками можно толково описать в полутора-двух десятках строк, а не разводить здесь рассуждения о малопонятных аффтару вещах с единственной целью: "Больше текста - больше гонорар. А на вас, дурни, плевать..."

    Цитата: LeoBrynn
    Отправил тебе набросок в личку.

    Что за эгоизм?!... clapping На общее обсуждение!... yahoo
    LeoBrynn
    Цитата: R555
    Бидончик, готовься, я на тебя уже картинку рисую, народ просит, даже требует. Как это то там ка..карикатура? Или как там по-современному? xaxa
    R555, Шарж. yahoo Отправил тебе набросок в личку.
    Прагматик.
    Korolev
    R555,
    Бидончик, готовься, я на тебя уже картинку рисую
    Солдат ребёнка не обидит! nea
    R555
    Бидончик, готовься, я на тебя уже картинку рисую, народ просит, даже требует. Как это то там ка..карикатура? Или как там по-современному? xaxa
    Кто не ошибается, тот не делает ничего.
    Иван_Похмельев
    1. Зачем огромная картинка трёх конденсаторов с номиналами, не соответствующими схеме?
    2. "Конденсатор С3 служит для фильтрации помех в регулировочной части," - скорее - для повышения быстродействия стабилизатора.
    3. "небольшой подстроечный, например, такие, как на фото ниже." - применять подстроечник типа СП3-38 (правый на фото) крайне нежелательно.
    4. "Транзистор не спроста стоит на краю плату спинкой в сторону" - поскольку он всё равно вынесен на проводах, то без разницы, куда эти провода паять.
    5. Конденсаторы, налезающие друг на друга уже на этапе проектирования ПП - no comment.
    6. Непонятно, зачем сделана фотография платы в зеркальном отображении.((
    Гость Александр
    Работоспособная схема делал не раз проблем не было
    LeoBrynn
    ino53,
    Поясните, плиз, как тут работает защита от КЗ?
    Об этом Вам скажет индикация в виде белого дыма с приятным ароматом бакелита. xaxa
    Прагматик.
    ino53
    Я - начинающая радиолюбительница и многого не знаю. pardon Поясните, плиз, как тут работает защита от КЗ?

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы знаете, что на сайте оплачиваются отчеты о создании самоделок?

    Последние комментарии

    Все комментарии