В настоящее время тяжело найти какое-либо электронное устройство не использующее стабилизированный источник питания. В основном в качестве источника питания, для подавляющего большинства различных радиоэлектронных устройств, рассчитанных на работу от 5 вольт, наилучшим вариантом будет применение трехвыводного интегрального 78L05 .
L05 схемы самодельных устройств
Регуляторы напряжения имеют разные типы. Это интегральная схема, основной целью которой является регулирование нерегулируемого входного напряжения и обеспечение постоянного регулируемого выходного напряжения. Общим типом классификации является 3 терминальных стабилизатора напряжения и 5 или многопозиционный стабилизатор напряжения.
Эти регуляторы обеспечивают постоянное выходное напряжение. Фиксированный регулятор напряжения может быть положительным регулятором напряжения или отрицательным регулятором напряжения. Положительный стабилизатор напряжения обеспечивает постоянное положительное выходное напряжение.
Описание стабилизатора 78L05
Данный стабилизатор не дорогой () и прост в применении, что позволяет облегчить проектирование радиоэлектронных схем со значительным числом печатных плат, к которым подается нестабилизированное постоянное напряжение, и на каждой плате отдельно монтируется свой стабилизатор.
Микросхема - стабилизатор 78L05 (7805) имеет тепловую защиту, а также встроенную систему предохраняющую стабилизатор от перегрузки по току. Тем не менее, для более надежной работы желательно применять диод, позволяющий защитить стабилизатор от короткого замыкания во входной цепи.
Единственное различие заключается в полярности выходных напряжений. Регулируемый стабилизатор напряжения - это своего рода регулятор, регулируемое выходное напряжение которого может варьироваться в диапазоне. Есть два варианта одного и того же; известный как положительный регулируемый регулятор напряжения и отрицательный регулируемый регулятор.
Могут быть определенные условия, в которых может потребоваться переменное напряжение. Схема подключения показана ниже. Требуемое выходное напряжение может быть рассчитано с использованием уравнения. Таким образом, приведенное выше уравнение можно переписать как. Регулировка нагрузки составляет 1 процент, а линейное регулирование - 01% на вольт. Это означает, что выходное напряжение изменяется только на 01% для каждого напряжения входного напряжения. Отверстие пульсации составляет 80 дБ, что эквивалентно 10.
Технические параметры и цоколевка стабилизатора 78L05:
- Входное напряжение: от 7 до 20 вольт.
- Выходное напряжение: от 4,5 до 5,5 вольт.
- Выходной ток (максимальный): 100 мА.
- Ток потребления (стабилизатором): 5,5 мА.
- Допустимая разница напряжений вход-выход: 1,7 вольт.
- Рабочая температура: от -40 до +125 °C.
Больше схем на регулируемых регуляторах напряжения
Как показано на блоке-схеме выше, встроенные опорное напряжение. Существует много этапов усиления напряжения для используемого здесь операционного усилителя. Таким образом, ток, протекающий через делитель потенциала, может быть записан как. Таким образом, выходное напряжение можно записать в виде. Это повышение температуры может быть в основном обусловлено чрезмерным внешним напряжением, температурой окружающей среды или даже потерей тепла.
Штырьки 1, 2 и 3 - вход, выход и земля. В противном случае он прекратит регулирование. Кроме того, существует максимальное входное напряжение из-за чрезмерной рассеиваемой мощности. В переключающих регуляторах выходное напряжение регулируется путем управления временем переключения схемы обратной связи; то есть путем регулировки рабочего цикла. Регуляторы, рассмотренные выше, являются линейными регуляторами напряжения, которым необходим последовательный транзистор для регулирования в активной области.
Аналоги стабилизатора 78L05 (7805)
Существуют два типа данной микросхемы: мощный 7805 (ток нагрузки до 1А) и маломощный 78L05 (ток нагрузки до 0,1А). Зарубежным аналогом 7805 является ka7805. Отечественными аналогами являются для 78L05 - КР1157ЕН5, а для 7805 - 142ЕН5
Схема включения 78L05
Типовая схема включения стабилизатора 78L05 (по datasheet) легка и не требует большого количества дополнительных радиоэлементов.
Стабилизаторы для питания микросхем
Несмотря на то, что они выбраны для разных целей, у них есть недостаток в рассеянии мощных транзисторов серии. Пропускной резистор серии должен выдерживать большую нагрузку при увеличении тока нагрузки. Это приводит к тому, что транзисторы серии проходят громоздкими с более объемным радиатором. Это, в свою очередь, также увеличивает общую стоимость. Такие линейные регуляторы также нуждаются в понижающем трансформаторе, который снова увеличивает размер всей схемы.
Большие ряби, производимые схемой, должны быть устранены, и для этого требуются конденсаторы с большим размером фильтра. Все эти проблемы могут быть решены с помощью регулятора напряжения переключения. Вся операция полностью отличается по сравнению с линейным регулятором напряжения. Здесь транзистор транзистора серии не используется в качестве усилителя, а как переключатель. То есть вместо транзистора, работающего в активной области, происходит переход между областью насыщения или областью отсечения.
Конденсатор С1 на входе необходим для ликвидации ВЧ помех при подачи входного напряжения. Конденсатор С2 на выходе стабилизатора, как и в любом другом источнике питания, обеспечивает стабильность блока питания при резком изменении тока нагрузки, а так же уменьшает степень пульсаций.
Типовая схема включения стабилизатора напряжения в техвыводном корпусе с фиксированным выходным напряжением
Таким образом, рассеиваемая мощность уменьшается и, следовательно, может выдерживать большие нагрузки при низком напряжении с менее громоздкими теплоотводами. Таким образом, этот регулятор находит свое широкое применение в персональных компьютерах. Базовый коммутационный регулятор предназначен для работы в трех конфигурациях. Их принципиальные схемы и пояснения приведены ниже.
Продолжаем собирать блок питания своими руками
Регулятор напряжения переключения - Типы. Пошаговый регулятор переключения Как показано на рисунке выше, прямоугольные импульсы подаются на основание транзистора. В течение каждого цикла импульса транзистор изменяется между насыщением и отключением. Компоненты переменного тока входного напряжения для фильтра блокируются, и компонент постоянного тока пропускается через фильтр. По мере переключения транзистора среднее значение всегда будет меньше входного напряжения. Вот почему мы называем это «понижающим» переключающим регулятором.
При разработке блока питания необходимо иметь в виду, что для устойчивой работы стабилизатора 78L05 напряжение на входе должно быть не менее 7 и не более 20 вольт.
Ниже приводятся несколько примеров использования интегрального стабилизатора 78L05.
Лабораторный блок питания на 78L05
Данная схема отличается своей оригинальностью, из-за нестандартного применения микросхемы , источником опорного напряжения которого служит стабилизатор 78L05. Поскольку максимально допустимое входное напряжение для 78L05 составляет 20 вольт, то для предотвращения выхода 78L05 из строя в схему добавлен параметрический стабилизатор на стабилитроне VD1 и резисторе R1.
Когда транзистор насыщен, ток течет через индуктор. Когда транзистор переключится на отсечку, на катушке индуктора будет индуцировано большое напряжение из-за внезапного коллапса магнитного поля вокруг него. Таким образом, ток продолжает течь в одном направлении. Эта схема называется «ступенчатым» переключающим регулятором, потому что напряжение, индуцированное индуктором, будет больше входного напряжения. Регулятор переключения полярности. Как показано на рисунке выше, когда транзистор насыщен, ток течет через индуктор.
Виды стабилизаторов напряжения
Поскольку транзистор отключен, единственный путь проходит через конденсатор. Если проверяется направление зарядного тока через конденсатор, выходное напряжение оказывается отрицательным. Простой коммутационный регулятор разработан с использованием сочетания схем, которые мы уже знаем. Работа начинается с релаксационного генератора, который генерирует прямоугольную волну. Квадратная волна задается как входной сигнал интегратору и создает выходную треугольную волну. Это задается как вход для положительного вывода треугольника в импульсный преобразователь.
Микросхема TDA2030 подключена по типу неинвертирующего усилителя. При таком подключении коэффициент усиления равен 1+R4/R3 (в данном случае 6). Таким образом, напряжение на выходе блока питания, при изменении сопротивления резистора R2, будет меняться от 0 и до 30 вольт (5 вольт х 6). Если нужно изменить максимальное выходное напряжение, то это можно сделать путем подбора подходящего сопротивления резистора R3 или R4.
Затем выходной импульс будет управлять базовым транзистором. Рабочий цикл этих импульсов определит выходное напряжение. Когда выходное напряжение увеличивается, схема компаратора создает более высокое выходное напряжение, и поэтому инвертирующий вход треугольника в импульсный преобразователь будет иметь высокое значение. Это уменьшит импульсы на базовом входе транзистора. Поскольку рабочий цикл меньше, отфильтрованное выходное напряжение меньше, что, как правило, отменяет почти все первоначальное увеличение выходного напряжения.
Стабилизатор с плавным выходом на номинальное напряжение
Это означает, что любое попытка увеличения выходного напряжения создает отрицательное напряжение обратной связи, которое почти исключает первоначальное увеличение. Обратное происходит, если выходное напряжение падает. В системе достаточно усиления разомкнутого контура, чтобы обеспечить хорошо отрегулированное выходное напряжение.
Бестрансформаторный блок питания на 5 вольт
данная характеризуется повышенной стабильностью, отсутствием нагрева элементов и состоит из доступных радиодеталей.
Структура блока питания включает в себя: индикатор включения на светодиоде HL1, вместо обычного трансформатора - гасящая цепь на элементах C1 и R2, диодный выпрямительный мост VD1, конденсаторы для уменьшения пульсаций, стабилитрон VD2 на 9 вольт и интегральный стабилизатор напряжения 78L05 (DA1). Необходимость в стабилитроне вызвана тем, что напряжение с выхода диодного моста равно приблизительно 100 вольт и это может вывести стабилизатор 78L05 из строя. Можно использовать любой стабилитрон с напряжением стабилизации от 8…15 вольт.
Коммутационные регуляторы доступны в различных конфигурациях, таких как конфигурация обратного хода, подача вперед, двухтактная и неизолированная односторонняя или однополярная. Является регулятором напряжения 5 В, который ограничивает выход напряжения до 5 В и потребляет 5 В регулируемый источник питания. Он поставляется с возможностью добавления радиатора.
Если напряжение около 5 В, то оно не производит никакого тепла и, следовательно, не нуждается в радиаторе. Если вход напряжения больше, то избыточное электричество выделяется как тепло от. Это стандарт, от имени последние две цифры 05 обозначает количество напряжения, которое он регулирует.
Внимание! Так как схема не имеет гальванической развязки с электросетью, следует соблюдать осторожность при наладке и использовании блока питания.
Простой регулируемый источник питания на 78L05
Диапазон регулируемого напряжения в данной схеме составляет от 5 до 20 вольт. Изменение выходного напряжения производится при помощи переменного резистора R2. Максимальный ток нагрузки составляет 1,5 ампер. Стабилизатор 78L05 лучше всего заменить на 7805 или его отечественный аналог КР142ЕН5А. Транзистор VT1 можно заменить на . Мощный транзистор VT2 желательно разместить на радиаторе с площадью не менее 150 кв. см.
Регулировка выходного напряжения
Сохраните это изображение для справки. Линейные регуляторы экономичны и недороги, что также является еще одним фактором его репутации и почти доступно в любом электронном магазине. Теперь онлайн-продавцы дней предлагают их по гораздо более низкой цене для навальных заказов.
Регулятор напряжения является одним из наиболее важных и часто используемых электрических компонентов. Регуляторы напряжения отвечают за поддержание постоянного напряжения в электронной системе. Колебания напряжения могут привести к нежелательному воздействию на электронную систему, поэтому для поддержания постоянного постоянного напряжения необходимо в соответствии с требованием напряжения в системе.
Схема универсального зарядного устройства
Эта схема зарядного устройства достаточно проста и универсальна. Зарядка позволяет заряжать всевозможные типы аккумуляторных батарей: литиевые, никелевые, а так же маленькие свинцовые аккумуляторы используемые в бесперебойниках.
Предположим, что если простой светодиод может принимать максимум от 3 В до макс, что произойдет, если вход напряжения превысит 3 В?, Конечно, диод будет гореть. Это также характерно для всех электронных компонентов, таких как светодиоды, конденсаторы, диоды и т.д. малейшее увеличение напряжения может привести к отказу всей системы, повредив другие компоненты. Во избежание повреждения в таких ситуациях регулятор напряжения используется для регулируемого источника питания.
Ну так и зачем всё это нужно то?
В зависимости от используемого регулятора напряжения мы можем получить регулируемое положительное или отрицательное напряжение в зависимости от того, какое напряжение мы хотим. Прежде чем мы сможем подключить схему, позвольте нам сначала разобрать схему выводов регулятора напряжения, что жизненно важно для подключения схемы.
Известно, что при зарядке аккумуляторов важен стабильный ток зарядки, который должен составлять примерно 1/10 часть от емкости аккумулятора. Постоянство зарядного тока обеспечивает стабилизатор 78L05 (7805). У зарядника 4-е диапазона тока зарядки: 50, 100, 150 и 200 мА, которые определяются сопротивлениями R4...R7 соответственно. Исходя из того, что на выходе стабилизатора 5 вольт, то для получения допустим 50 мА необходим резистор на 100 Ом (5В / 0,05 А = 100) и так для всех диапазонов.
Параллельное включение стабилизаторов
Регулятор напряжения представляет собой трехконтактное устройство. Выходное напряжение любого источника напряжения, который вы хотите отрегулировать вниз, подается на этот вывод. Так, например, если у вас есть 10 вольт от трансформатора, который вы хотите отрегулировать до 5 вольт, выход трансформатора подается на вход регулятора, так что регулятор может регулировать его до желаемого напряжения. Помните, что входное напряжение должно быть больше напряжения, которое регулятор регулирует. Для того, чтобы регулятор выдавал 5 вольт, ввод напряжения должен быть как минимум на 2 вольта выше, поэтому он должен быть не менее 7 вольт. 7 вольт будет работать идеально.
Так же схема снабжена индикатором, построенном на двух транзисторах VT1, VT2 и светодиоде HL1. Светодиод гаснет при окончании зарядки аккумулятора.
Регулируемый источник тока
По причине отрицательно обратной связи, следующей через сопротивление нагрузки, на входе 2 (инвертирующий) микросхемы TDA2030 (DA2) находится напряжение Uвх. Под влиянием данного напряжения сквозь нагрузку течет ток: Ih = Uвх / R2. Исходя из данной формулы, ток, протекающий через нагрузку, не находится в зависимости от сопротивления этой нагрузки.
Однако для экспериментальных целей и простоты получения деталей мы будем использовать 9-вольтовую батарею в качестве нашего входного напряжения. Он подключается к земле в нашей цепи. Без заземления схема не могла быть полной, потому что напряжение не имело бы электрического потенциала, и схема не имела бы обратного пути.
Это контакт, который выдает регулируемое напряжение, которое в этом случае составляет 5 вольт. В конце этого эксперимента, когда наша схема подключена, мы будем считывать напряжение с помощью мультиметра, и он должен выдавать близко к 5 вольтам. Хорошо, теперь давайте построим схему.
Таким образом, меняя напряжение поступающее с переменного резистора R1 на вход 1 DA2 от 0 и до 5 В, при постоянном значении резистора R2 (10 Ом), можно изменять ток протекающий через нагрузку в диапазоне от 0 до 0,5 А.
Подобная схема может быть с успехом применена в качестве зарядного устройства для зарядки всевозможных аккумуляторов. Зарядный ток постоянен во время всего процесса зарядки и не находится в зависимости от уровня разряженности аккумулятора или от непостоянства питающей сети. Предельный ток заряда, можно менять путем уменьшения или увеличения сопротивление резистора R2.
(161,0 Kb, скачано: 3 935)
Отрегулированное напряжение питания очень важно для многих электронных устройств, поскольку полупроводниковые компоненты, применяемые в них, могут быть чувствительны для скачков и шумов нерегулируемого напряжения. Электронные приборы, питаемые от сети сначала преобразуют переменное напряжение в постоянное благодаря диодному мосту или другому подобному элементу. Но это напряжение не стоит использовать в чувствительных схемах.
В данном случае нужен регулятор (или стабилизатор) напряжения. И одним из самых популярных и распространенных регуляторов на сегодняшний день является регулятор серии 7805.
Микросхема 7805 расположена в трехвыводном корпусе TO-220 с выводами вход, выход, земля (GND). Также контакт GND представлен на металлическом основании микросхемы для крепления радиатора. Данный стабилизатор поддерживает входное напряжение до 40 В, а на выходе обеспечивает 5 В. Максимальный ток нагрузки 1.5 А. Внешний вид регулятора напряжения 7805 с расположением выводов представлен на изображении ниже.
Благодаря стабилизатору напряжения серии 7805 выход фиксируется на определенном уровне без ощутимых скачков и шумов. Чтобы эффективно минимизировать шумы на выходе и максимально сделать выходное напряжение стабильным, регулятор 7805 нужно правильно «обвязать», то есть подключить к его входу и выходу блокиовочные, сглаживающие конденсаторы. Схема подключения конденсаторов к микросхеме 7805 (U1) показана ниже.
Здесь конденсатор C1 представляет собой байпасный или блокировочный конденсатор и используется для гашения на землю очень быстрых по времени входных скачков. C2 является фильтрующим конденсатором, позволяющим стабилизировать медленные изменения напряжения на входе. Чем больше его значение, тем больше уровень стабилизации, но не стоит брать это значение слишком большим, если не хотите, чтобы он разряжался дольше после включения. Конденсатор C3 также стабилизирует медленные изменения напряжения, но уже на выходе. Конденсатор C4, как и C1, гасит очень быстрые скачки, но уже после регулятора и непосредственно перед нагрузкой.
Типичная схема включения регулятора напряжения 7805 представлена ниже. Здесь переменное напряжение выпрямляется диодным мостом и подается на регулятор с требуемой обвязкой из конденсаторов для более качественной стабилизации выходного напряжения. В схему также добавлен диод D5, позволяющий избежать короткого замыкания и тем самым обезопасить регулятор. Если бы его не было, то выходной конденсатор имел бы возможность быстро разрядиться во время периода низкого импеданса внутри регулятора.
Таким образом, регулятор напряжения является очень полезным элементом в схеме, способным обеспечить правильное питание вашего устройства.