Схема стабілізатора струму
- Загальна пристроїв про та принцип роботи
- Релейні стабілізатори струму
- сімісторний стабілізатор
- Стабілізатор струму високої частоти
- Широтно-імпульсні пристроїв а
- Резонансний стабілізатор струму
- Стабілізатор змінного струму
- Стабілізуючі пристроїв а для світлодіода
- Регульований стабілізатор струму
- Стабілізатори постійного струму
- Простий стабілізатор струму з двох транзисторів
У діючих електричних мережах постійно присутні різні перешкоди, що роблять негативний вплив на роботу приладів і обладнання. Ефективно справитися з цією проблемою допомагає схема стабілізатора струму. Стабілізуючі пристроїв а розрізняються між собою за технічними характеристиками і залежать від джерел живлення. Якщо в домашніх умовах стабілізація струму не є першочерговим завданням, то при використанні вимірювального обладнання струмові показники обов'язково повинні бути стабільними. Особливою точністю відрізняються пристроїв а на польовому транзисторі. Відсутність перешкод дозволяє отримувати найбільш достовірні результати після проведення вимірювань.
Загальна пристроїв про та принцип роботи
Основним елементом кожного стабілізатора є трансформатор. Найбільш проста схема складається з випрямного моста, з'єднаного з конденсаторами і резисторами. У кожній схемі застосовуються елементи різних типів, з індивідуальною ємністю і граничним опором.
Принцип роботи стабілізатора досить простий. При попаданні струму на трансформатор, відбувається зміна його граничної частоти. На вході цей параметр збігається з частотою мережі і становить 50 Гц. Після виконання перетворення струму, значення граничної частоти на виході буде вже 30 Гц. В процесі роботи високовольтних випрямлячів, відбувається визначення полярності напруги. Стабілізація струму виконується за рахунок роботи конденсаторів, а зниження перешкод відбувається за допомогою резисторів. Зрештою, на виході знову утворюється постійна напруга, що надходить в трансформатор з частотою, що не перевищує 30 Гц.
Типи стабілізаторів струму
Відповідно до призначення, розроблено велику кількість різних типів стабілізуючих пристроїв.
Релейні стабілізатори струму. Їх схема складається з типових елементів, в тому числі і компенсаційних конденсаторів. У цьому випадку установка мостових випрямлячів проводиться на початку ланцюга. Слід враховувати і такий фактор, як наявність в стабілізаторі двох пар транзисторів. Встановлення першої пари виконується перед конденсатором. За рахунок цього піднімається гранична частота.
У стабілізаторі такого типу значення вихідної напруги буде складати близько 5 ампер. Підтримка певного рівня номінального опору проводиться за допомогою резисторів. У простих моделях використовуються двоканальні елементи. Вони відрізняються тривалим процесом перетворення, однак у них невеликий коефіцієнт розсіювання.
Сімісторний стабілізаторLM317. Дана модель широко використовується в різних областях. Її основним елементом служить симистор, за допомогою якого в пристроїв е значно зростає максимальне напруження. Цей показник на виході має значення близько 12 В. Система здатна витримувати зовнішній опір до 3 Ом. Підвищення коефіцієнта згладжування здійснюється з використанням багатоканальних конденсаторів. Транзистори відкритого типу застосовуються тільки в високовольтних пристроїв ах.
Контроль над зміною положення здійснюється за рахунок змінюється вихідного номінального струму. Стабілізатор струму LM317 може витримати диференціальне опір в розмірі до 5 Ом. У разі використання вимірювальних приладів - це значення повинно бути не менше 6 Ом. Потужний трансформатор забезпечує режим нерозривного струму дроселя. У звичайній схемі він встановлюється відразу за випрямлячем. У приймачах на 12 вольт застосовується баластовий тип резисторів, за рахунок яких знижуються коливання в ланцюзі.
Стабілізатор струму високої частоти. Його основним елементом є транзистор КК20, що характеризується прискореним процесом перетворення. Цьому сприяє зміна полярності на виході. Конденсатори, що задають частоту, попарно встановлюються в схемі. Імпульсний фронт в цьому випадку не повинен бути більше 2 мкс, в іншому випадку це призведе до суттєвих динамічним втрат.
У деяких схемах для насичення резисторів використовуються потужні підсилювачі в кількості, не меншій трьох. Щоб зменшити теплові втрати, застосовуються ємкісні конденсатори. Значення швидкісних характеристик ключового транзистора повністю залежить від параметрів подільника.
Широтно-імпульсні стабілізатори. У стабілізаторів цього типу досить значна індуктивність дроселя, за рахунок швидкої зміни дільника. У даній схемі використовуються двоканальні резистори, пропускають струм в різних напрямках, а також ємнісні конденсатори. Всі ці елементи дозволяють підтримувати на виході значення граничного опору в межах 4 Ом. Максимальне навантаження, що витримується такими стабілізаторами, становить 3 А. Дані моделі рідко використовуються в вимірювальних приладах. Граничне розсіювання джерел живлення в цьому випадку має бути не вище 5 вольт, що дозволяє підтримувати нормативне значення коефіцієнта розсіювання.
В стабілізаторах струму цього типу ключові транзистори володіють не дуже високими швидкісними характеристиками. Причина полягає в низькій здатності резисторів виконувати блокування струму, що надходить від випрямляча. В результаті, перешкоди з високою амплітудою викликають суттєві теплові втрати. Нейтралізація властивостей трансформатора знижується і призводить до спадів імпульсів. Перетворення струму здійснюється лише за рахунок роботи баластного резистора, встановленого безпосередньо за випрямним мостом. Широтно-імпульсний стабілізатор дуже рідко використовують напівпровідникові діоди, оскільки фронт імпульсів в ланцюзі становить не більше 1 мкс.
Резонансний стабілізатор струму. Складається з конденсаторів малої ємності і резисторів з різними опорами. Невід'ємною частиною таких підсилювачів є трансформатори. Збільшення коефіцієнта корисної дії приладу досягається за рахунок використання великої кількості запобіжників. Це призводить до зростання динамічних характеристик резисторів. Монтаж низькочастотних транзисторів здійснюється безпосередньо за випрямлячами. За умови гарної провідності струму, робота конденсаторів стає можливою при різних частотах.
Стабілізатор змінного струму. Як правило використовується в джерелах живлення, напругою до 15 вольт і є їх невід'ємною складовою частиною. Максимальне значення зовнішнього опору, сприйманого пристроїв ами, становить 4 Ом. Середнє вхідна напруга змінного струму буде в межах 13 В. В цьому випадку контроль над рівнем коефіцієнта згладжування здійснюється за допомогою конденсаторів відкритого типу. Схема побудови резисторів безпосередньо впливає на рівень пульсації, створюваний на виході.
Максимальний лінійний струм для таких стабілізаторів становить 5 ампер. Відповідно, диференціальне опір буде мати значення в 5 Ом. Величина максимально допустимої потужності розсіювання становить в середньому 2 Вт. Це свідчить про серйозні проблеми стабілізаторів змінного струму з фронтом імпульсів. Зниження їх коливань можливо тільки за допомогою мостових випрямлячів. Запобіжники дозволяють значно знизити теплові втрати.
Стабілізуючі пристроїв а для світлодіода. В даному випадку стабілізатори не повинні мати занадто велику потужність. Головним завданням стабілізатора струму є максимальне зниження порога розсіювання. Для виготовлення такого стабілізатора своїми руками використовуються дві основні схеми. Перший варіант виконується з використанням перетворювачів. Це дозволяє домогтися на всіх етапах граничної частоти не більше 4 Гц, значно збільшуючи тим самим продуктивність пристроїв а.
У другому випадку застосовуються підсилюють елементи. Основним завданням є нейтралізація змінного струму. Зменшити динамічні втрати можливо за допомогою високовольтних транзисторів. Зайве насичення елементів долається конденсаторами відкритого типу. Швидкодія трансформаторів забезпечується ключовими резисторами. Їх розташування в схемі стандартне - безпосередньо за випрямним мостом.
Регульований стабілізатор струму. Затребуваний в основному в галузі промислового виробництва. Регульований стабілізатор дає можливість виконувати настройку приладів і обладнання за рахунок зміни струму і напруги. Багато моделей можуть управлятися дистанційно за допомогою спеціальних контролерів, змонтованих усередині стабілізатора. Для таких пристроїв значення граничної напруги змінного струму становить приблизно 12 В. В цьому випадку рівень стабілізації повинен бути не менше 14 Вт. Гранична напруга знаходиться в прямій залежності з частотністю приладу.
Щоб змінити коефіцієнт згладжування, в регульованому стабілізаторі встановлені ємнісні конденсатори. Дані пристроїв а відрізняються хорошою продуктивністю: максимальний струм 4 А, диференціальне опір - 6 Ом. Забезпечення нерозривного режиму дроселя здійснюється трансформаторами ключового типу. Подача напруги на первинну обмотку проводиться через катод, ток на виході блокується в залежності від типу конденсаторів. Запобіжники, найчастіше, не беруть участі в стабілізації процесу.
Стабілізатори постійного струму. В основу їх роботи закладений принцип подвійного інтегрування. За цей процес відповідають спеціальні перетворювачі. Динамічні характеристики стабілізаторів збільшуються за допомогою двоканальних транзисторів. Істотна ємність конденсаторів дозволяє звести до мінімуму теплові втрати. Показники випрямлення визначаються шляхом точних розрахунків. Вихідна напруга постійного струму в 12А відповідає максимальному граничному значенню в 5 вольт, при частоті пристроїв а 30 Гц.