И умыслил Фарадей явление электромагнитной индукции, провёл он опыт физический, да очертил схему трансформатора досель невиданного.
И увидел Господь, что это хорошо, и благословил мужей усердных в науках естественных на сотворение кенотрона вакуумного, а совокупно и фильтра ёмкостного сглаживающего, воеже в триединстве и целостности явился миру источник питания на всяку потребу богоприятный.
Ладно, с этим разобрались.
А для чего сиим источникам питания вдруг понадобились какие-то стабилизаторы напряжения?
«Стабилизатор напряжения — это электрическое (электронное) устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки» — учит нас википедия.
Отлично сказано мужики, ни убавить, ни прибавить — для стабильной работы и сохранения высоких параметров большинства схем требуется постоянное, неподконтрольное никаким воздействиям напряжение питания.
Ещё совсем недавно такие узлы строились на стабилитронах и транзисторах, однако с появлением специализированных микросхем, необходимость в самостоятельном конструировании подобных схем скоротечно отпочковалась, ввиду простоты реализации и высоких параметров стабилизаторов, выполненных на интегральных микросхемах.
Существует два типа подобных микросхем — регулируемые стабилизаторы напряжения и стабилизаторы с фиксированным значением выходного напряжения. Во втором случае схема стабилизатора приобретает неприлично примитивный вид, незаслуживающий какого-то серьёзного обсуждения.
В случае же стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением, схема всё ещё остаётся достаточно простой, но требует некоторых умственных манипуляций, связанных с расчётом резистивного делителя для получения требуемого выходного напряжения.
Типовая схема включения большинства регулируемых микросхем приведена на Рис.1.
Рис.1
Формула для расчёта выходного напряжения имеет вид Vout = Vref * (1+R2/R1) + Iadj * R2 ,
причём номинал сопротивления R1, как правило, задаётся производителем микросхемы для достижения наилучших параметров выходных характеристик.
Отдельные бойцы для снижения пульсаций рекомендуют ставить дополнительные электролиты параллельно резистору R2. Оно, конечно, бойцы эти герои, но зачем же стулья ломать?
Любое резкое увеличение тока нагрузки, приводящее к снижению выходного напряжения, не сможет моментально отработаться схемой автоматической регулировки из-за задержки в цепи обратной связи, обусловленной данным конденсатором, а это в значительной степени снизит быстродействие устройства.
И если для статических нагрузок параметр быстродействия стабилизатора по барабану, то для динамических (к примеру, таких как УНЧ) — очень даже немаловажен.
Справочная таблица с основными техническими характеристиками наиболее часто используемых интегральных стабилизаторов с регулировкой выходного напряжения.
| U вх макс В | І вых макс А | І вых мин мА | U вых мин В | U вых макс В | |
| КР142ЕН11 | -40 | 1,5 | 10 | -1,2 | -37 |
| КР142ЕН12 | 40 | 1,5 | 10 | 1,2 | 37 |
| КР142ЕН18 | -40 | 1,5 | 10 | -1,2 | -37 |
| КР142ЕН22 | 35 | 5 | 10 | 1,25 | 34 |
| КР142ЕН22А | 35 | 7,5 | 10 | 1,25 | 34 |
| КР142ЕН22Б | 35 | 10 | 10 | 1,25 | 34 |
| LT1083 | 35 | 7,5 | 10 | 1,2 | 34 |
| LT1084 | 35 | 5 | 10 | 1,2 | 34 |
| LT1085 | 35 | 3 | 10 | 1,2 | 34 |
| LM117 | 40 | 1,5 | 5 | 1,2 | 37 |
| LM137 | -40 | 1,5 | 10 | -1,2 | -37 |
| LM138 | 35 | 5 | 10 | 1,2 | 32 |
| LM150 | 35 | 5 | 10 | 1,2 | 33 |
| LM217 | 40 | 1,5 | 5 | 1,2 | 37 |
| LM317 | 40 | 1,5 | 5 | 1,2 | 37 |
| LM317LZ | 40 | 0,1 | 5 | 1,2 | 37 |
| LM337 | -40 | 1,5 | 10 | -1,2 | -37 |
| LM337LZ | -40 | 0,1 | 10 | -1,2 | -37 |
| LM338 | 35 | 5 | 10 | 1,2 | 32 |
| LM350 | 35 | 5 | 10 | 1,2 | 33 |
| TL783 | 126 | 0,7 | 0,1 | 1,25 | 125 |
Приведённая ниже таблица позволяет рассчитать номиналы резисторов делителя некоторых популярных типов микросхем регулируемых стабилизаторов, представленных разными производителями.
ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ СТАБИЛИЗАТОРА
Если не хотите, чтобы вдруг «раздался мощный пук» — послеживайте за полярностью включения конденсатора С2. Она должна совпадать с полярностью входного (выходного) напряжения.
Отдельно хочу остановиться на МИКРОМОЩНЫХ СТАБИЛИЗАТОРАХ С МАЛЫМ СОБСТВЕННЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ.
Такого рода стабилизаторы окажутся совсем не лишними в хозяйстве, так как смогут обеспечить такой важнейший показатель радиоэлектронной аппаратуры с автономным питанием, как экономичность входящих в её состав узлов.
Здесь выбор интегральных микросхем заметно беднее, а цены, как правило, заметно ощутимей, чем на аналоги со стандартным потреблением, поэтому начну я с простой, но проверенной временем схемы на дискретных элементах.
Рис.2
Чем хорош КТ315 в данном включении?
На обратно смещённом переходе КТ315 при напряжении 6 — 7,5В, в зависимости от экземпляра транзистора, возникает электрический (не побоюсь этого слова) пробой, что позволяет использовать его в качестве стабилитрона на эту-же самую величину напряжения пробоя. При этом транзистор в таком включении, в отличие от многих промышленных стабилитронов, хорошо работает и при малых токах стабилизации, порядка 100 мкА.
Из относительно гуманных по цене интегральных стабилизаторов с малым собственным потреблением, могу порекомендовать LP2950, LP2951, LM2931, LM2936 и им подобные.
Для того, чтобы рассчитать мощность стабилизатора необходимо отметить пункты в таблицах ниже. Но не стоит выбирать все, т.к. необходимая мощность, в этом случае будет, как у производственного цеха.
Вспомните сценарий активности своей семьи в выходные дни и отметьте, то, что будет работать одновременно. Например: Холодильник + Электроплита + Пылесос + Освещение + Бойлер + Электроточило.
Указана мощность в Вт, расчет ведется по среднему значению. Абсолютному большинству потребителей хватит стабилизатора на 8-12 кВт, смотрите в рейтинге соответствующие модели.
- Электроплита 1100-6000
- Холодильник 150-600
- Тостер 600-1500
- Кофеварка 800-1500
- Духовка 1000-2000
- СВЧ-печь 1500-2000
- Гриль 1200-2000
- Электрочайник 1000-2000
- Освещение 20-250
- Телевизор 100-400
- Компьютер 400-750
- Пылесос 400-2000
- Утюг 500-2000
- Обогреватель 1000-2400
- Аудиосистема 400-2000
- Кондиционер 1000-3000
- Вентиляторы 750-1700
- Освещение 20-250
- Фен 450-2000
- Стиральная машина 2500-5000
- Триммер 750-2500
- Освещение 20-250
- Бойлер 1200-1500
- Водяной насос 500-900
- Насос высокого давления 2000-2900
- Проточный нагреватель воды 3000-6000
- Освещение 20-250
- Дрель 400-800
- Перфоратор 600-1400
- Электроточило 300-1400
- Дисковая пила 750-1600
- Электрорубанок 400-1000
- Электролобзик 250-700
- Шлифмашина 650-2200
- Электромоторы 550-3000
- Сварочный аппарат 1500-5000
- Газонокосилка 750-2500
- Компрессор 750-2800
- Освещение 20-250
Сайт для радиолюбителей
На рисунке показаны схемы простых параметрических стабилизаторов. Стабилизатор состоит из транзистора VT1 и стабилитрона VD с балластным резистором Rб. Вторая схема аналогична первой, но в нее добавлен эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. Эмиттерный повторитель позволяет снизить максимальный ток нагрузки для стабилитрона, соответственно дает возможность применить маломощный стабилитрон.
Онлайн калькулятор расчета стабилизатора позволит Вам подобрать нужный транзистор, стабилитрон и определить сопротивление балластного резистора.
Расчет стабилизатора в онлайн калькуляторе происходит в три этапа:
- Ввод первоначальных данных, входное и выходное напряжение, ток нагрузки. Первоначальные данные позволяю рассчитать максимальную рассеиваемую мощность транзистора. Нам основе этих данных из справочника выбирают регулирующий транзистор. Его предельно допустимая рассеиваемая мощность должна быть больше значения Рmax, предельно допустимое напряжение между эмиттером и коллектором — больше Uвх, а максимально допустимый ток коллектора — больше Iн.
Для примера в таблице показаны основные параметры отечественных транзисторов большой мощности низкочастотные КТ 800-819
| Тип прибора | Прово- димость | Предельные значения параметров при Т=25°С | Значения параметров при Т=25°С | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 8 | 9 |
| КТ801А | n-p-n | 80 | 2 | 5 | 13…50 | 2 | 10 (2,0) |
| КТ801Б | n-p-n | 60 | 2 | 5 | 30…150 | 2 | 10 (2,0) |
| КТ802А | n-p-n | (130) | 5 | 50 | і 15 | 5 | 60 |
| КТ803А | n-p-n | 60 (80) | 10 | 60 | 10…70 | 2,5 | 30 (50) |
| 2Т803А | n-p-n | 60 (80) | 10 | 60 | 10…50 | 2,5 | 30 (20) |
| КТ805А | n-p-n | (160) | 5,0 (8,0) | 30 | і 15 | 2,5 (1,5) | 60 (100) |
| КТ805Б | n-p-n | (135) | 5,0 (8,0) | 30 | і 15 | 5,0 (5,0) | 70 (100) |
| КТ805АМ | n-p-n | (160) | 5,0 (8,0) | 30 | і 15 | 2,5 (1,5) | 60 (100) |
| КТ805БМ | n-p-n | (135) | 5,0 (8,0) | 30 | і 15 | 5,0 (5,0) | 70 (100) |
| КТ805ВМ | n-p-n | (135) | 5,0 (8,0) | 30 | і 15 | 2,5 (5,0) | 70 (100) |
| КТ807А | n-p-n | 100 (120) | 0,5 (1,5) | 10 | 15…45 | 1 | 5,0 (15) |
| КТ807Б | n-p-n | 100 (120) | 0,5 (1,5) | 10 | 30…100 | 1 | 5,0 (15) |
| КТ807АМ | n-p-n | 100 (120) | 0,5 (1,5) | 10 | 15…45 | 1 | 5,0 (15) |
| КТ807БМ | n-p-n | 100 (120) | 0,5 (1,5) | 10 | 30…100 | 1 | 5,0 (15) |
| КТ808А | n-p-n | 120 (250) | 10 | 50 | 10…50 | 2,0 (2,5) | 3,0 (50) |
| КТ808АМ | n-p-n | 130 (250) | 10 | 60 | 20…150 | 2,0 (2,5) | 2,0 (50) |
| КТ808БМ | n-p-n | 100 (250) | 10 | 60 | 20…150 | 2,0 (2,5) | 2,0 (50) |
| КТ808ВМ | n-p-n | 80 (250) | 10 | 60 | 20…150 | 2,0 (2,5) | 2,0 (50) |
| КТ808ГМ | n-p-n | 70 (250) | 10 | 60 | 20…150 | 2,0 (2,5) | 2,0 (50) |
| 2Т808А | n-p-n | 120 (250) | 10 | 50 | 10…50 | 2,0 (2,5) | 3,0 (50) |
| 2Т808А-2 | n-p-n | 120 (250) | 10 | 50 | 10…50 | 2,0 (2,5) | 3,0 (50) |
| КТ809А | n-p-n | 400 | 3,0 (5,0) | 40 | 15…100 | 1,5 (2,3) | 3,0 (50) |
| 2Т809А | n-p-n | 400 | 3,0 (5,0) | 40 | 15…100 | 1,5 (2,3) | 3,0 (50) |
| КТ812А | n-p-n | (700) | 8 (12) | 50 | і 4 | 2,5 (2,5) | 5,0 (150) |
| КТ812Б | n-p-n | (500) | 8 (12) | 50 | і 4 | 2,5 (2,5) | 5,0 (150) |
| КТ812В | n-p-n | (300) | 8 (12) | 50 | 10…125 | 2,5 (2,5) | 5,0 (150) |
| 2Т812А | n-p-n | (700) | 10 (17) | 50 | 5…30 | 2,5 (2,5) | 5,0 (50) |
| 2Т812Б | n-p-n | (500) | 10 (17) | 50 | 5…30 | 2,5 (2,5) | 5,0 (50) |
| КТ814А | p-n-p | 25 | 1,5 (3,0) | 10 | і 40 | 0,6 (1,2) | 0,05 |
| КТ814Б | p-n-p | 40 | 1,5 (3,0) | 10 | і 40 | 0,6 (1,2) | 0,05 |
| КТ814В | p-n-p | 60 | 1,5 (3,0) | 10 | і 40 | 0,6 (1,2) | 0,05 |
| КТ814Г | p-n-p | 80 | 1,5 (3,0) | 10 | і 30 | 0,6 (1,2) | 0,05 |
| КТ815А | n-p-n | 25 | 1,5 (3,0) | 10 | і 40 | 0,6 (1,2) | 0,05 |
| КТ815Б | n-p-n | 40 | 1,5 (3,0) | 10 | і 40 | 0,6 (1,2) | 0,05 |
| КТ815В | n-p-n | 60 | 1,5 (3,0) | 10 | і 40 | 0,6 (1,2) | 0,05 |
| КТ815Г | n-p-n | 80 | 1,5 (3,0) | 10 | і 30 | 0,6 (1,2) | 0,05 |
| КТ816А | p-n-p | 25 | 3,0 (6,0) | 25 | і 25 | 0,6 (1,5) | 0,1 |
| КТ816Б | p-n-p | 45 | 3,0 (6,0) | 25 | і 25 | 0,6 (1,5) | 0,1 |
| КТ816В | p-n-p | 60 | 3,0 (6,0) | 25 | і 25 | 0,6 (1,5) | 0,1 |
| КТ816Г | p-n-p | 80 | 3,0 (6,0) | 25 | і 25 | 0,6 (1,5) | 0,1 |
| КТ817А | n-p-n | 25 | 3,0 (6,0) | 25 | і 25 | 0,6 (1,5) | 0,1 |
| КТ817Б | n-p-n | 45 | 3,0 (6,0) | 25 | і 25 | 0,6 (1,5) | 0,1 |
| КТ817В | n-p-n | 60 | 3,0 (6,0) | 25 | і 25 | 0,6 (1,5) | 0,1 |
| КТ817Г | n-p-n | 80 | 3,0 (6,0) | 25 | і 25 | 0,6 (1,5) | 0,1 |
| КТ818А | p-n-p | 40 | 10 (15) | 60 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818Б | p-n-p | 50 | 10 (15) | 60 | і 20 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818В | p-n-p | 70 | 10 (15) | 60 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818Г | p-n-p | 90 | 10 (15) | 60 | і 12 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818АМ | p-n-p | 40 | 15 (20) | 100 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818БМ | p-n-p | 50 | 15 (20) | 100 | і 20 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818ВМ | p-n-p | 70 | 15 (20) | 100 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818ГМ | p-n-p | 90 | 15 (20) | 100 | і 12 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818А1 | p-n-p | 40 | 15 (20) | 100 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818Б1 | p-n-p | 50 | 15 (20) | 100 | і 20 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818В1 | p-n-p | 60 | 15 (20) | 100 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ818Г1 | p-n-p | 80 | 15 (20) | 100 | і 12 | 2,0 (3,0) | 1 |
| 2Т818А | p-n-p | 100 | 15 (20) | 100 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т818Б | p-n-p | 80 | 15 (20) | 100 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т818В | p-n-p | 60 | 15 (20) | 100 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т818А2 | p-n-p | 100 | 15 (20) | 40 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т818Б2 | p-n-p | 80 | 15 (20) | 40 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т818В2 | p-n-p | 60 | 15 (20) | 40 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| КТ819А | n-p-n | 40 | 10 (15) | 60 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819Б | n-p-n | 50 | 10 (15) | 60 | і 20 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819В | n-p-n | 70 | 10 (15) | 60 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819Г | n-p-n | 100 | 10 (15) | 60 | і 12 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819АМ | n-p-n | 40 | 15 (20) | 100 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819БМ | n-p-n | 50 | 15 (20) | 100 | і 20 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819ВМ | n-p-n | 70 | 15 (20) | 100 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819ГМ | n-p-n | 100 | 15 (20) | 100 | і 12 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819А1 | n-p-n | 40 | 15 (20) | 100 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819Б1 | n-p-n | 50 | 15 (20) | 100 | і 20 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819В1 | n-p-n | 60 | 15 (20) | 100 | і 15 | 2,0 (3,0) | 1 |
| КТ819Г1 | n-p-n | 80 | 15 (20) | 100 | і 12 | 2,0 (3,0) | 1 |
| 2Т819А | n-p-n | 100 | 15 (20) | 100 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т819Б | n-p-n | 80 | 15 (20) | 100 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т819В | n-p-n | 60 | 15 (20) | 100 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т819А2 | n-p-n | 100 | 15 (20) | 40 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т819Б2 | n-p-n | 80 | 15 (20) | 40 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
| 2Т819В2 | n-p-n | 60 | 15 (20) | 40 | і 20 | 1,0 (1,5) | — |
- На втором этапе расчета необходимо указать минимальный коэффициент передачи тока выбранного (по справочнику) транзистора, для расчета ток базы регулирующего транзистора. Так же можно указать минимальный коэффициент передачи тока для транзистора эмиттерного повторителя, что позволяет снизить максимальный ток нагрузки для стабилитрона, соответственно дает возможность применить маломощный стабилитрон.
- Третий этап расчета. Подбирают подходящий стабилитрон. Его напряжение стабилизации должно быть равно выходному напряжению стабилизатора, а значение максимального тока стабилизации превышать максимальный ток базы.
Тип
прибора
Предельные значения
параметров при Т=25°С
Значения параметров
при Т=25°С