Kadaise LY QTC žurnale buvo atspausdinta transiverio maitinimo šaltinio įtampos stabilizatoriaus schema. Tobulėjant elementinei bazei ir atsiradus pigiems, galingiems lauko tranzistoriams, stabilizatoriaus schema tapo gerokai paprastesnė. Šiame straipsnyje aptarsime įvairias stabilizatorių schemas, jų komponentus, veikimo principus ir pritaikymą, ypač 12V ventiliatorių maitinimui.
Įtampos stabilizatoriaus komponentai ir jų funkcijos
Nuolatinės srovės stabilizatorius daugiausia susideda iš keturių pagrindinių dalių:
- Galios transformatorius: Kadangi elektroninei įrangai reikalingos įvairios nuolatinės srovės įtampos, o elektros tinklas teikia 220V arba 380V kintamąją srovę, transformatorius naudojamas tinklo įtampą paversti reikalinga kintamąja srove. Po to ši įtampa yra tiesinama, filtruojama ir stabilizuojama.
- Tiesinimo grandinė: Joje naudojami vienkrypčio laidaus tiesintuvo elementai, tokie kaip tiesintuvo diodai ir tiristoriai, kurie sinusoidinę kintamąją srovę paverčia vienkrypte pulsuojančia nuolatine srove. Tokia pulsuojanti įtampa turi didelį pulsacijos komponentą ir paprastai negali būti naudojama tiesiogiai.
- Filtro grandinė: Pagrindinis filtro grandinės uždavinys yra kiek įmanoma sumažinti ištiesintos vienkryptės pulsuojančios nuolatinės srovės įtampos pulsacijos komponentus, kad ji taptų kuo lygesnė nuolatinė srovė. Filtro grandinę paprastai sudaro energijos kaupimo elementai, pavyzdžiui, kondensatoriai ir induktoriai.
- Įtampos reguliatoriaus grandinė: Tiesintuva ir filtro grandinės išėjimo įtampa vis dar negali atitikti elektronikos įrangos reikalavimų, nes ji keičiasi kintant apkrovai ir elektros tinklo įtampai. Šie svyravimai neigiamai veikia elektroninės įrangos darbą. Įtampos reguliatoriaus grandinė užtikrina stabilią išėjimo įtampą nepaisant įėjimo įtampos ir apkrovos pokyčių.
Paprasta stabilizatoriaus schema su lauko tranzistoriais
Ši schema naudoja pigius ir galingus lauko tranzistorius, todėl yra itin paprasta. Ji neturi apsaugos nuo trumpo jungimo, tačiau tai ne visada yra būtina, jei laidai įvesti į stabilizatoriaus korpusą ir patikimai prilituoti. Papildomai galima naudoti 30A saugiklį.
- Tranzistorius Q2: Bet koks mažos galios p-n-p tranzistorius, kurio maksimali kolektoriaus įtampa ne mažesnė kaip 30V.
- Tranzistorius Q1: Lygiagrečiai sujungti du
IRFP064N ,IRFP044N ,IRFZ48 ar panašūs. Galima naudoti po vienąIRFP3206 arHY4008 . Visų jų santakos jungiasi prie korpuso, todėl juos tvirtinant prie radiatoriaus izoliacinė tarpinė nereikalinga. - Lygintuvo diodai: Šottky diodai pasižymi mažu tiesioginės įtampos kritimu, kas svarbu žemos įtampos didelės srovės lygintuvuose. Prie radiatoriaus juos reikia tvirtinti per izoliacines tarpines.
- Išėjimo įtampa: Ją galima keisti keičiant stabilitroną
D2 .
Stabilizatoriaus schema su optopora ir valdomu stabilitronu
Ši schema naudoja optoporą ir valdomą stabilitroną
- Optopora: Bet kokia su paprastu (ne Darlingtono) tranzistoriumi.
- Išėjimo įtampa: Lygi stabilitrono
D2 stabilizavimo įtampos plius 1V (ant optoporos diodo krenta apie 1V). Vietoje paprasto stabilitronoD2 panaudojus valdomą stabilitronąTL431 galima padaryti reguliuojamą stabilizatoriaus įtampą. - Rezistorius R3: Nustatoma pradinė stabilitronu
D2 tekanti srovė (šiuo atveju apie 1mA). - Rezistorius R2: Apsaugo stabilitroną ir optoporos diodą nuo įtampos impulsų.
- Stabilitronas D3: Apsaugo tranzistoriaus
Q1 valdymo elektrodą nuo per didelės įtampos. Jo stabilizavimo įtampa apie 10V, galia minimali (pvz.,BZX55 ,BZX83 ,BZX84 ,BZX85 ). - Relė RLY1 ir R7: Įjungta tarp 230V tinklo laido ir transformatoriaus pirminės apvijos, įgalina „minkštą“ stabilizatoriaus paleidimą.
Transformatorių pasirinkimas ir apkrovimas
Pavyzdžiui, galima naudoti transformatorių ТПП-318 (200W). Jo visos antrinės apvijos sujungiamos nuosekliai. Kadangi tinklo įtampa 230V, tarpusavyje sujungiami pirminės apvijos 3 ir 9 išvadai, o į 1 ir 6 (7) (227V ar 234V) paduodama elektros tinklo įtampa. Maksimali leidžiama transformatoriaus antrinių apvijų srovė yra 12,9A, nurodyta pastovaus apkrovimo režime.
Maksimali leidžiama srovė nustatoma pagal maksimalų leidžiamą transformatoriaus apvijų temperatūrinį režimą be papildomo aušinimo bei įtampos kritimą. Jei transformatorius apkraunamas trumpą laiką (nespėja perkaisti) arba yra aušinamas, jį galima apkrauti didesne srove.
Kitas pavyzdys - transformatorius TH-61 (190W), kurio antrinių apvijų maksimali srovė yra 8A. Anksčiau minėtame pavyzdyje, jungiant antrines apvijas 7-8 ir 9-10 lygiagrečiai ir nuosekliai apvijoms 11-12 ir 14-15, gaunama apie 16V kintamos įtampos. Ilgesnį laiką dirbant 100W FT8 siuntimo režimu, transformatorius smarkiai kaisdavo. Virš transformatoriaus pastačius nedidelį 12V ventiliatorių, transformatorius kaito leistinose ribose.
How 3-Phase Transformers Work ⚡ (Beginner Friendly Explanation)
12V ventiliatoriaus aušinimas ir valdymas
Šilumai iš korpuso ištraukti galima naudoti kompiuterinį 12V 80x80 mm ventiliatorių, kurio apsisukimai priklauso nuo temperatūros. Kaip temperatūros daviklį galima naudoti prie radiatoriaus priglaustą diodą КД512.
Apsisukimų reguliatoriaus galima ir nedaryti. Jei ventiliatoriaus 13,8V maitinimo grandinėje nuosekliai įjungsime apie 100 Om rezistorių, ventiliatorius gaus apie 7-8V maitinimą.
Mikroschemų stabilizatoriai (78XX ir 79XX serijos)
Tai plačiai paplitę stabilizatoriai, skirti teigiamos (78XX) ir neigiamos (79XX) išėjimo įtampos stabilizavimui. Jie užtikrina stabilią išėjimo įtampą esant plačiam įėjimo įtampos diapazonui. Svarbu pažymėti, kad šiems stabilizatoriams reikalinga pastovi apkrovos srovė; be apkrovos išėjimo įtampa gali būti daug aukštesnė už nurodytą.
- Minimali srovė: Daugelis gamintojų nurodo 5mA mažiausią srovę.
- Apsaugos: Visi stabilizatoriai turi automatinį srovės ribojimą, apsaugą nuo perkaitimo ir trumpo jungimo.
- Žymėjimas: 78XX, 79XX, kur XX rodo stabilizuotą išėjimo įtampą (pvz., 7805 - 5V, 7812 - 12V).
- Įėjimo įtampa: Pavyzdžiui, 7805 stabilizatorius palaiko 5V išėjimo įtampą, kai įėjimo įtampa kinta ribose nuo 7V iki 35V.
- Rekomenduojama naudoti su radiatoriais, nes esant didesnei srovei jie gali smarkiai įkaisti.
Išėjimo įtampos variantai:
- Teigiami: 5V, 6V, 8V, 9V, 10V, 12V, 15V, 18V, 24V.
- Neigiami: -5V, -6V, -8V, -9V, -10V, -12V, -15V, -18V, -24V.
78LXX ir 79LXX serijos stabilizatoriai
Šie stabilizatoriai, kaip ir 78XX/79XX, skirti teigiamos (78LXX) ir neigiamos (79LXX) išėjimo įtampos stabilizavimui. Skiriasi korpusai ir maksimali apkrovos srovė - 100mA. Jie taip pat turi automatinį srovės ribojimą, apsaugą nuo perkaitimo ir trumpo jungimo. Gaminami TO-92, SO-8 ir SOT-89 korpusuose.
Įtampos keitikliai ir jų taikymas
Automobiliuose, norint gauti didesnę galią, nei gali suteikti 12V tinklas, naudojami įtampos keitikliai. Jie 12V nuolatinę įtampą keičia į kintamą ~12V įtampą, kurią transformatoriaus pagalba galima pakelti iki reikiamo lygio.
Automobiliniuose stiprintuvuose naudojami aukšto dažnio (20kHz-70kHz) stačiakampio formos impulsai. Aukštas dažnis palengvina galios tranzistorių darbą, sumažina transformatoriaus gabaritus ir greičiau pakrauna maitinimo kondensatorius.
Keitiklio schema su mikroschema SG3525
Ši schema pagrįsta mikroschema SG3525, kuri veikia kaip generatorius nuo 8V iki 35V. Dažnis
- MOSFET tranzistoriai: Turi būti galingi ir turėti kuo mažesnę varžą, kad būtų prarandama mažiau galios.
- Diodai: Turi būti FAST arba ULTRAFAST (greitaeigiai) ir atlaikyti didelę srovę (mažiausiai 10A). Priešingu atveju schema gali sudegti.
- Kondensatoriai: Gana mažos talpos dėl didelio keitiklio dažnio.
- Transformatorius: Svarbus elementas. Geriausia naudoti feritinius transformatorius iš kompiuterių maitinimo blokų (O formos (toroidai) arba E formos).
Transformatoriaus apvijos
- Būtina naudoti lakuotą laidą. Dėl „Skino“ efekto, didėjant darbo dažniui, srovė teka laido paviršiumi. Todėl reikia didinti laidų paviršiaus plotą, didinant laidų skaičių. Pavyzdžiui, pirminė apvijai galima naudoti 4 laidelius iš 0,6mm vielos.
- Vijos turi būti suvyniotos kuo stipriau. Pirminę apviją reikia suvynioti padengiant visą šerdies paviršių.
- Optimalu naudoti 4 vijas kiekvienai pirminei (suvynioti 4 vijas, po to dar 4 vijas ta pačia kryptimi). Antrinės apvijos vijų skaičių galima suskaičiuoti padauginus pirminės apvijos vijų skaičių iš vijų santykio.
Jungiamieji elementai ir saugumas
- Visi sujungimai iki transformatoriaus turi atlaikyti didelę srovę, todėl kontaktai turi būti kuo geresni, o montažinės plokštės takeliai kuo storesni. Ypač svarbu atkreipti dėmesį į schemoje pastorintas vietas.
- Būtina naudoti saugiklius.
- Laidas nuo maitinimo šaltinio (taip pat ir automobilyje) turi būti kuo didesnio skerspjūvio.
- Keitiklis turi būti maitinamas tiesiai nuo akumuliatoriaus, o ne iš radijo +12V ar kitur.
- Būtina prijungti saugiklį laidui, maitinančiam keitiklį, kuo arčiau akumuliatoriaus. Kitas saugiklis turi būti jungiamas prie +12V keitiklio maitinime.
Automobilio 12 voltų įtampos reguliatorius
Automobilio elektros grandinėje dažnai naudojamas 12 voltų įtampos reguliatorius. Poreikis jį įdiegti paaiškinamas tuo, kad įvairūs 12 voltų elektros prietaisai (akumuliatorius ir generatorius) skleidžia nuolatinę srovę, kurios įtampa yra nuo 12,5 iki 14 V. Tokie dideli svyravimai gali pažeisti ir sugadinti jautrius ir brangius šviesos diodus, juostas, rūko žibintus, radijo imtuvus.
Tarp automobilių entuziastų labiausiai paplitę ir populiarūs yra linijiniai įtaisai, kuriems būdingas savarankiškas surinkimas, patikimumas ir ilgaamžiškumas. Klasikiniai stabilizatoriai yra didelė prietaisų klasė, surenkama remiantis tokiais puslaidininkių komponentais kaip bipoliniai tranzistoriai ir zenerio diodai. Tarp jų pagrindinę 12 V įtampos palaikymo funkciją atlieka zenerio diodai - savotiški diodai, sujungti atvirkštiniu poliškumu, veikiantys gedimo režimu.
Įrenginiai surenkami naudojant mažo dydžio mikroschemas, galinčias veikti iki 26-30 V įėjimo įtampa, sukuriant nuolatinę 12 voltų srovę, neviršijančią 1 Ampero. Šių radijo komponentų bruožas yra 3 kojos - „įėjimas“, „išėjimas“ ir „sureguliavimas“. Tokio stabilizatoriaus litavimo procesas užtrunka ne ilgiau kaip 10 minučių ir, atsižvelgiant į nebrangų mikroschemą, nereikalauja didelių investicijų.
tags: #itampos #stabilizatoriaus #12v #ventiliatoriui #schema