На сегодняшний день существует постоянная потребность в электричестве для различных устройств. Так как устройства имеют разное назначение и разный набор функций , то и напряжение питания требуется разное. Рассмотрим обычный пример - есть мобильный телефон, но нет зарядного устройства от сети автомобиля, конечно сейчас есть масса предложений зарядных устройств за смешные деньги, но к примеру если надо зарядить несколько устройств сразу, или хочется универсальное устройства для зарядки от легкового автомобиля ( +14,4 В ) и от сети грузового автомобиля (+28 В), то выбрать практически не из чего.
Ниже приведена простая схема стабилизатора напряжения. Для расчета номиналов элемента поставим задачу :
- входное напряжение - 30 вольт
- выходное напряжение - 5 вольт
- максимальный ток нагрузки - 3 ампера
Расчет схемы и подбор номиналов компонентов начнет с выбора основы - транзистора Т1. Мой выбор пал на транзистор 2SC5586. Данный транзистор один из многих, который можно купить в розничной сети, и не является единственным решением для данной задачи. По своим параметрам, он более чем подходит. В приведенной схема весь потребляемый ток (3 ампера) идет через транзистор Т1, который выдерживает токи до 5 ампер, при условии установки транзистора на радиатор. Еще не маловажный параметр, как рассеиваемая мощность - 100 ватт. По данному параметру транзистор был взят с запасом, в схеме тепловая мощность будет : (30 Вольт - 5 Вольт) * 3 Ампера =75 Ватт, при полной нагрузке.
Резистор R1 служит для открытия транзистора - что позволяет пустить ток к потребителю. Его номинал можно поставить 1 кОм.
Следующим шагом рассмотрим сам алгоритм стабилизации выходного напряжения. В данном случае транзистор Т2 управляет транзистор Т1 в зависимости от напряжения на выходе. Когда напряжение повышается выше заданного порога - 5 Вольт, то транзистор Т2 открывается и забирает часть тока с резистора R1 , тем самым частично снижает подачу напряжения на выход - 5 Вольт. На место транзистора Т2 достаточно поставить вполне распространенный транзистор BC847. Максимально возможный ток в схеме через транзистор Т1 будет равен +30В / 1кОм = 30 мили ампер. Этот же ток пойдет через стабилитрон D1. Стабилитрон для схемы выберем КС433А. Номинальное напряжение у стабилитрона 3,3 вольта при токе 30 мили ампер. Исходя из параметров стабилитрона и транзистора Т2 - получаем , что требуемое напряжение, для работы схемы, на базе транзистора Т2 составит 3,3 вольта + 0,7 вольта = 4 Вольта. Требуемое напряжение получается с делителя , выполненного на резисторах R2 и R3. Номиналы для делителя необходимы следующие : для резистора R2- 1 кОм, для резистора R3 - 3.9кОм.
Для более стабильной работы схемы рекомендуется добавления на выход электролитического конденсатора большой емкости и на рабочее напряжение не менее 16 Вольт. Данный конденсатор обеспечит отсутствие бросков напряжения при подключении - отключении потребителей на выход стабилизатора.
Ниже показана схема с рассчитанными номиналами.
