В этой статье рассмотрим как сделать стабилизатор напряжения. Стабильное электрическое напряжение играет важную роль в обеспечении надежной работы электронной аппаратуры. Для поддержания постоянного уровня напряжения в различных условиях существуют специальные устройства - стабилизаторы напряжения. В данной статье мы рассмотрим, как работают стабилизаторы напряжения, их виды, принципы действия и области применения.
Если вам нужен был стабилизатор напряжения с низким падающим напряжением и стабильными 5 В при токе 3 А, то эта схема вам подойдет. Многие трех контактные регуляторы из серии 78ХХ имеют падение напряжения 2,5 В и более, поэтому можно использовать схему LDO, представленную ниже, используя дискретные компоненты. Эта схема стабилизатора с низким падением напряжения работает так же хорошо, как и ИС-регуляторы напряжения.
Схема следующая. Она может выдавать следующие параметры:
Напряжение падения (3 А): 0.75 V
Регулирование нагрузки (0-3 A): Менее 10 мВ
Регулировка линии (Vin 6 - 15 В): Ниже 10 мВ
Подавление пульсаций (@ 3 A): -63 дБ
Без нагрузки: 4.96 V
Выходное напряжение изменяется при изменении температуры, в основном из-за стабилитрона и транзистора. Эти детали не должны находиться рядом с источниками тепла, такими как радиатор для транзистора VT1 или силовой трансформатор. В схеме нет ограничителя тока, поэтому вы можете добавить компоненты, показанные на этой схеме, чтобы сделать его. Это увеличит падение напряжения на 0,5 В.
Вы также можете установить ограничение по току без увеличения напряжения падения, нагрузив выход на нужный ток и увеличивая значение резистора R1 до тех пор, пока выходное напряжение не упадет.
Этот метод требует экспериментов с RI, который может потребовать повторной калибровки в случае замены VT1. Если вам нужно только ограничить ток и вы сможете смириться с небольшим падением напряжения, то эта схема - лучший вариант.
Эта схема может автоматически отключиться, если выходное напряжение упадет ниже 1,2 В. Чтобы перезапустить стабилизатор напряжения , необходимо отключить входное напряжение и подождать несколько секунд, прежде чем включить ее снова. Простое снятие нагрузки не приведет к перезапуску. Компоненты C1 и D1 обеспечивают надежный запуск даже при емкостной нагрузке.
Компоненты для сборки схемы
Рассмотрим коротко какие компоненты нужны для сборки. Для регулятора напряжения в 5 вольт и 3 ампера подберем следующие элементы:
.Транзистор VT1 нужно TIP2955, на 70 В, 10 А
.Резистор R1 базы транзистора рассчитывается по этой формуле и составляет 33 Ома
.Мощность его рассчитаем по формуле, и составляет 1 ватт.
.Транзистор VT2 используем BD139, 80 В, 1 А.
.Резистор R2 базы этого транзистора рассчитаем по формуле, и составляет 1300 Ом, подходящий номинал будет 1,2 кОм
.Мощность его составит 21 мВт (милливатта)
.Третий транзистор у нас BC548, 25 В, 100 мА
.Стабилитрон выбираем с напряжением 5 - 0,65 = 4,35 В. Поскольку ток через базу транзистора VT3 обычно невелик, можно использовать диод Зенер мощностью 400 мВт или 1 Вт.
.Резистор R3 для смещения диода Зенера будет 35 Ом, можно использовать 33-омный резистор, 1/4 Вт
.Резистор R4 предотвращает включение транзистора VT1 из-за утечки. Его точное значение не имеет значения, но резистор 100 Ом, 1/4 Вт обычно подходит.
.Резистор R5 препятствует прохождению слишком большого тока через базу транзистора VT3. Его сопротивление может составлять 100 Ом.
.C1 - это пусковой конденсатор. Подойдет любой емкостью от 1 до 4,7 мкФ, с номинальным напряжением выше входного напряжения.
.C2 - конденсатор для стабильности. Подойдет 100 мкФ на ампер тока нагрузки. Можно использовать конденсатор емкостью 330 мкФ с номинальным напряжением выше выходного напряжения, например на 16 вольт.
.Конденсатор C3 нужен для стабильности и должен быть около 10 нФ.
.Разместите транзистор VT1 на теплоотвод, если он будет потреблять много энергии.
В завершении отметим
Стабилизатор напряжения сегодня необходимы как в бытовых, так и в промышленных условиях для обеспечения стабильной работы различного оборудования. Они помогают предотвращать повреждения оборудования, вызванные перепадами напряжения, а также увеличивают его срок службы. Благодаря стабилизаторам напряжения удается обеспечить эффективную работу электроники даже при нестабильных условиях сети.
Понимание принципов работы и особенностей различных типов стабилизаторов напряжения позволит выбрать оптимальное решение для конкретных задач и обеспечить надежность работы электронной техники. Надеемся, что данная статья поможет вам лучше понять роль и значение стабилизаторов напряжения в современном мире электроники.
Схема простая и собрать ее сможет каждый желающий.