Как можно изменить выходной ток стабилизатора

6.2. Увеличение выходного тока стабилизатора.

Для увеличения выходного тока стабилизатора могут использоваться мощные внешние проходные транзисторы [4], как показано на рис.6.3. Внутренний выходной транзистор стабилизатора с внешним проходным транзистором образуют комплементарный составной транзистор (внешний транзисторp-n-pтипа). На рис.6.3. показан пример схемы, в которой выходной ток микросхемы стабилизатора ограничивается максимальной величиной в 100 мА. При токе нагрузки меньше 100 мА внешний транзисторVTзакрыт (U_эб< 0,6 В) и не оказывает влияния на работу схемы. При больших токах нагрузки напряжение на резистореR1 (R1= 6 Ом) повышается до 0,6 В, транзисторVTоткрывается и обеспечивает необходимый ток нагрузки. При этом входной ток микросхемы стабилизатора ограничивается величиной 100 мА. Микросхема стабилизатора поддерживает напряжение на выходе на неизменном уровне, повышая или понижая входной ток, т.е. ток через резисторR1 и тем самым, управляя током транзистораVT. Минимальная разность между входным и выходным напряжением должна быть равна допустимой разности входного и выходного напряжения микросхемы стабилизатора плюс напряжение эмиттер-база транзистораVT.

При коротком замыкании выхода стабилизатора сильно возрастает ток через внешний транзистор, что приводит к выходу его из строя. Поэтому необходимо ограничивать выходной ток. На рис.6.4 показана схема ограничения выходного тока на неизменном уровне. В этой схеме, когда ток транзистора VT1 превысит заданный уровень, напряжение на резистореR2 повышается до уровня отпирания транзистораVT2. Открывающийся транзисторVT2 понижает уровень управляющего напряженияU_эб VТ1, тем самым, ограничивая его ток. Эта схема ограничения тока имеет те же недостатки, что и раннее рассмотренные схемы для стабилизаторов с ОУ. Это большая рассеиваемая мощность внешним транзистором и транзистор должен выдерживать большой ток, равный максимальному току стабилизатора, при большом перепаде напряженияU_кэ.

Для ограничения тока целесообразно применять схему ограничения с изменяющимся уровнем тока ограничения. В этой схеме происходит уменьшение выходного тока при увеличении перепада напряжений на проходном транзисторе.

6.3. Некоторые схемы стабилизаторов на интегральных схемах

Для получения отрицательных напряжений могут использоваться стабилизаторы на положительное напряжение, если входное напряжение гальванически изолировано от земли. Такая схема показана на рис.6.5. Для получения отрицательных напряжений могут использоваться стабилизаторы отрицательных напряжений. Одна из возможных схем получения двух симметричных напряжений показана на рис.6.6 [6]. В этой схеме средняя точка трансформатора подключена к земле и поэтому отрицательное напряжение не может быть стабилизировано схемой, приведенной на рис.6.5. В схеме включены диоды, для предотвращения выхода из строя стабилизаторов при возможном изменении полярности напряжения на выходе стабилизатора через сопротивление нагрузки. Такая ситуация может возникнуть при выходе из строя одного из стабилизаторов или при появлении одного из питающих напряжений раньше другого вследствие различного сглаживания. На рис.6.7 показана практическая схема источника питания.

Рассмотренные схемы стабилизаторов напряжения далеко не исчерпывают всего многообразия микросхем стабилизаторов и их включений. Более подробную информацию можно получить в литературе и на сайтах производителей микросхем: NationalSemiconductors,Fairchild,Motorolaи др.

Стабилизатор напряжения с регулировкой – подробное описание

В каждой электрической сети периодически возникают помехи, отрицательно влияющие на стандартные параметры тока и напряжения. Данная проблема успешно решается с помощью различных устройств, среди которых очень популярны и эффективны стабилизаторы тока. Они имеют различные технические характеристики, что делает возможным их использование совместно с любыми бытовыми электроприборами и оборудованием. Особые требования предъявляются к измерительному оборудованию, требующему стабильного напряжения.

ЛАТРы и последующая их эволюция

Помните, в советские времена широко использовались лабораторные стенды с автотрансформаторами – ЛАТРами с ручной регулировкой? Основным применением их было – лабораторные задания в рамках школьного курса по физике и вузовской телемеханики, где требовалось получить на выходе точную величину нестандартных параметров. Из категории экспериментальных ЛАТРы незаметно перекочевали в образ бытовой техники.

Одно время их можно было видеть при телевизорах, в настоящее же время их использование стало очень многообразным – от разных технологических процессов (в птицеводстве, ремонтных мастерских, стоматологии и т. п.) до устройств на 110 В. На ЛАТРе довольно просто устанавливается и не такой показатель сети.

Существуют ЛАТРы с рабочими пределами 0–250 В, и, более того, до 300 В. Чем больше порог, тем больше дополнительной мощности у прибора, позволяющей с низких значений подниматься до высоких нагрузок. Нужно понимать, что лабораторному автотрансформатору вручную задаётся такой режим, который нужен. Тем самым устанавливается дополнительный диапазон входного напряжения – так называемая дельта.

К примеру, до удалённой розетки из-за сетевого падения доходят только 200 В. При установке ЛАТРа, поворотом ручки управления можно получить на выходе 220 В. «Дельта» в этом случае будет равна 20 В. При дальнейшем падении напряжения до 180 В, ЛАТР добавит лишь выставленную «дельту» в 20 В, и на выходе можно будет получить не более, чем 180+20=200 В.

Для удобства и наблюдения аппараты позже стали выпускаться с жидкокристаллическим дисплеем, позволяющим регулировать технические показатели прибора уже с более высокой точностью. Теперь, если требуется плавная стабилизация напряжения в 220 В, рекомендуется применение таких устройств, как:

• стабилизатор с регулировкой выходного напряжения;
• стабилизатор с регулировкой выходного тока.

Приборы с такими названиями нередко встречаются в электрических схемах. Возникают вопросы: какая разница между ними и как они работают?

Экскурс в теорию

Напряжение сети, предназначенное для электропитания, может иметь значительные колебания, ухудшающие работу различной техники. В сетях переменного тока встречаются перепады двух видов: краткосрочные и многочасовые. И те и другие изменения негативно сказываются на работе техники. Есть устройства, которые вообще не способны работать без стабилизации параметров, к ним относятся лампы бегущей волны, электронные вольтметры, осциллографы и т. д.

Стабилизаторы с регулировкой напряжения – это аппараты с функцией поддерживания напряжения на нагрузке с нужной точностью при изменении сопротивления нагрузки и параметров сети в заданном диапазоне.

Стабилизаторы с регулировкой тока при тех же изменениях поддерживают в нагрузке с необходимой точностью величину заданного тока. Стабилизаторы одновременно с главными своими функциями осуществляют также сглаживание пульсаций.

Функции приборов

Диапазон входного напряжения

Наряду с точностью стабилизации, является важнейшей его характеристикой. Этот диапазон делится на две категории:

• рабочий с обеспечением заявленной величины стабилизации, к примеру, 220±5%;
• предельный с сохранением работоспособности при напряжении на выходе, отличающемся от заявленного значения в большей или меньшей степени до 15-18%.

При выходе параметров за рамки предельного, устройство отключает питание, оставаясь в сети для контроля и возможности введения техники вновь в работу при возвращении сети электроснабжения в заданный диапазон.

Системный контроль параметров

В случае выхода корректора из строя или резкого подъёма входного напряжения такая система отключает приборы от нормализатора и предотвращает их выход из строя.

Регулировка выходного напряжения

Некоторые модели имеют возможность регулирования выходного напряжения в пределах 210–230 В, что помогает решить одновременно несколько задач:

• возможность установить на выходе стабилизатора западные стандарты напряжения 230 В для импортного электрооборудования. Без такой функции стабилизатор постоянно будет выходить за заданный для подобных приборов нижний диапазон напряжения, что может вызвать сбой в их работе;
• для ламп накаливания лучшим решением будет установка напряжения примерно 210 В, что существенно продлит срок их службы. На силу светового потока ламп это никак не повлияет – пределы останутся такими же, какие заявлены изготовителем.

Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждением

Всем привет! Сегодня я расскажу вам, как самостоятельно можно сделать регулируемый блок питания на микросхеме TL431, в котором присутствует автоматическое охлаждение. Перед началом хочу посоветовать вам свой видеоролик, тут я показывал весь процесс сборки данной схемы.

Первое что нам потребуется найти так, это понижающего трансформатора, именно от него будут зависеть максимальные характеристики блока питания.

Я взял вот такого тороидального трансформатора (на одном стриме его прозвали ёжиком ) с выходной обмоткой 19В. Напряжение на трансформаторе не должно превышать 25В!

Напряжение потребуется выпрямить и с этой задачей хорошо справляется диодный мост. Я взял китайского моста KBU8K он на 8А и с него можно спокойно снимать 5А.

Его также можно сделать самостоятельно из четырех отдельных диодов.

Паять всё на я буду на самодельной печатной плате, которую сделал самостоятельно методом лут. Файл платы можете скачать по этой ссылке архив с платой и схемами. Кстати зеркалить её не нужно, я забыл и отзеркалил, поэтому вход будет справа, а выход слева. Не допустите моей ошибки!

Диодный мост во время работы будет греется поэтому я вынесу его на проводах, потом нам потребуется его прикрутить к радиатору.

На выходе моста будут 100-герцовые пульсации и чтобы их убрать нам потребуется поставить конденсатор.

Я взял два электролита по 4700мкф каждый. Грубо говоря можно сказать так: на 1А нам нужен конденсатор на 1000мкф.

Для лучшей фильтрации неплохо было бы поставить ещё один конденсатор, но уже плёночный или керамический. Я взял плёнку на 2.2мкф этого должно хватить.

Напряжение должно вырасти в 1.4 раза, связано это с тем, что конденсаторы заряжаются до амплитудного напряжения, допустим у нас на трансформаторе напряжение 19В, а на конденсаторах напряжение уже будет 26.6В, при таком напряжении ничего не сгорит и всё будет хорошо. А если у нас на трансформаторе будет 30В то на конденсаторах будет напряжение 42В, при таком напряжении микросхема TL431 выйдет из строя, если кто-то не знал то эта микросхема выдерживает максимальное напряжение 36В, а при 42В она сгорит.

С первой частью БП мы закончили, предоставляю вам принципиальную схему данного узла.

Дальше нам потребуется сделать регулятор напряжения. Схему вы можете видеть перед собой, она не сложная и запуститься должна с первого раза.

Первое что нам потребуется запаять на плату так это три резистора: 2 резистора на 1К и один резистор на 100Ом.

Мощность резисторов не важна. Идеально подойдут резисторы с мощностью 0.125Вт.

Для регулировки напряжения нам потребуется найти резистор на 10К но можно взять и на 20К хоть на 50К работать будет, просто диапазон регулировки напряжение будет разным.

Его я рекомендую вынести на проводах. У меня завалялся вот такой разъем и я решил его сюда поставить.

Главным элементом схемы является микросхема TL431 она дешёвая и найти её будет просто.

Простыми словами можно сказать так, TL431 это управляемый стабилитрон и со своей задачей она справляется хорошо.

В дело пошли транзисторы. Один транзистор нужен маломощный я взял КТ602 но подойдут любые другие транзисторы с схожими характеристиками. Рекомендую брать BD139.

Ну а главным силовым транзистором у меня будет 2SC5200 он мощный и для БП в принципе подходит. Схема линейная, то есть всё лишнее напряжение транзистор перерабатывает в тепло! Не стоит брать транзисторы в корпусе ТО-220 они могут отдать 30-40Вт тепла не больше, мой транзистор может рассеять примерно 70Вт, рекомендую брать транзисторы в корпусе ТО-3 они спокойно могут отдать 100Вт тепла. Лучше всего брать транзистор КТ827 он составной и ток коллектора у него хороший и тип корпуса тоже хороший. Про него мы потом чуть позже вспомним.

2SC5200 тоже выведу на проводах. Также не забывайте изолировать все контакты в термоусадку.

На данном этапе схему можно уже проверять. Она у меня заработала, минимальное напряжение 2.5 вольта а максимальные почти 25в. На но самом деле максимальное напряжение около 17 вольт. Мы уже знаем что схема работает, поэтому можем паять дальше.

На базу транзистора кт602 желательно припаять конденсатор на 100мкф с ним схема будет работать лучше.

Дальше на выходе схемы припаиваем резистор на 10К он будет создавать небольшую нагрузку на выходе.

Ну и параллельно к резистору припаиваем электролит на 100мкф. Ну и про неполярный конденсатор тоже не забываем я взял пленку на 470 нФ. Без резистора на 10к конденсаторы будут долго разряжаться напряжение будет показываться некорректно.

Вторая часть блока питания готова.

Нам осталось всего на всего спаять схему терморегулятора, она не сложная, но работает хорошо. Скажу сразу, светодиод я подключил неправильно.

Схема питается от 12В, а на диодном мосту у нас целых 25В — это много. Поэтому схему мы будем запитывать через стабилизатор напряжения КРЕН8Б но вы можете брать любой другой современный аналог.

Стабилизатор я тоже выведу на проводах, потом мы его прикрутим к радиатору, так как при работе он будет греется. Микросхема греется из за того что она работает в линейном режиме. На 1 и 3 ногу стабилизатора желательно припаять керамические конденсаторы 0.1мкф с ними будет лучше.

На выход стабилизатора я припаяю светодиод с токоограничительным резистором на 22К.

Теперь у нас есть индикатор работы блока питания.

В качестве датчика температуры у нас выступает терморезистор, при нагреве его сопротивление будет падать.

Для регулировки чувствительности схемы мы используем подстроечный резистор на 10К. Можно взять обычного переменника но я вам советую брать именно подстроечного резистора. С ним мы сможем более точно выставить нужную температуру срабатывания схемы.

А пропускать всю нагрузку через себя будет полевой транзистор irfz44n он поддельный но для данного случая он подходит сюда идеально, греется он не должен поэтому к радиатору мы его не будем прикручивать.

Также нам потребуются найти вентилятор я нашел его в компьютерном блоке питания. Он на 12В и дует более-менее нормально.

Подаём питание и проверяем схему и она у меня работает. Я настроил схему так что от температуры тела вентилятор начнет крутиться.

За кадром я тестировал схему и к сожалению китайский транзистор вышел из строя. Он не выдержал нагрузки 4А при напряжении 12В, транзистор к радиатору был прикручен.

Поэтому я возьму ранее упомянутого кт827 он точно оригинальный и по своим характеристикам он даже лучше.

Для охлаждения деталей нам потребуется радиатор чем он будет больше тем лучше. Все-таки схема работает в линейном режиме.

Сначала я прикручу транзистор, термопасту я не буду использовать так как корпус транзистора это коллектор.

Из обычного провода делаем клемму, должно получиться что-то типо такого.

Этот провод нужно прикрутить к радиатору.

Стабилизатор напряжения обязательно прикручиваем через специальную изолирующую прокладку с пластиковой шайбой.

Не забываем про диодный мост, тут я уже взял и намазал немного термопасты.

Термодатчик я прижал вот такой вот штукой, не очень красиво, но держится крепко. Но будьте внимательны датчик довольно хрупкий и может треснуть.

Ну и можно сказать что уже всё готово осталось только протестировать схему. Большой мультиметр измеряет входное напряжение которое есть на трансформаторе, а мультиметр поменьше измеряет напряжение на выходе схемы. Схема прекрасно работает, напряжение регулируется. И это очень и очень хорошо.

Вместо трансформатора я подключу регулируемый блок питания и на входе буду регулировать напряжение и мы увидим как схема стабилизирует напряжение на выходе. На схеме я выставил напряжение 12 В на входе было почти 24В, сейчас я это напряжение буду менять, схема напряжение стабилизирует хорошо.

При напряжении 14В уже пошла просадка на выходе. Дальше на выходе я выставил 5В и на входе начал регулировать напряжение и уже при напряжении 7В пошла просадка на выходе. Получается так что на входное напряжение должно быть на несколько вольт выше чем выходное напряжение.

Ну а сейчас проведем тест под нагрузкой, в качестве нагрузки у нас будет вот такая традиционная лампочка. Выставляем 12В и подключаем нагрузку.

При токе 3 А напряжение просело но не очень сильно, стабилизация хорошая.

Измерять температуру радиатора мы будем вот такой вот штукой.

Сейчас я хочу провести десятиминутный тест схемы под нагрузкой. Напряжение тоже самое 12В и ток тоже 3А ну, а входное напряжение на трансформаторе примерно будет 19В. Температура на радиаторе растет, напряжение на трансформаторе меняется в ту или иную сторону ну, а на выходе напряжение стабильное.

При температуре 38°C вентилятор начал крутиться, конечно он стоит неправильно но температура перестала расти, всё таки что-то вентилятор помогает.

Десяти минутный тест схема прошла без никаких проблем

Сейчас будет очень жёсткий тест схемы, вместо лампочки я подключил толстую нихромовую спираль. Под нагрузкой напряжение сильно не просело а ток был аж 15А. Ну схему я не буду мучать этим током так как она не рассчитана на него.

А на этом всё, надеюсь вам понравилась моя статья, всем пока!

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Еще раз кратко об отличиях

Известны три вида стабилизаторов с регулировкой выходного напряжения: понижающие, повышающие и всеядные. Наиболее интересными являются последние. Независимо от входного, на выходе можно получить необходимое значение напряжения.

Всеядный импульсник как будто не замечает, какое напряжение на входе – ниже или выше требуемого. Аппарат автоматически переключает режимы с повышением или понижением напряжения и удерживает заданное значение на выходе. Помимо этого, такое устройство почти не нагревается.

Пока всё понятно. А как быть со стабилизатором с регулировкой выходного тока? Не станем открывать Америку, если скажем, что такой аппарат нормализует ток. Внешне это устройство напоминает импульсный стабилизатор. Если в паспорте прибора указано значение выходного тока, то именно такой ток и будет. Выходное же напряжение можно изменять в зависимости от нужного значения для потребителя.

Не углубляясь слишком в теорию, просто заметим, что напряжение не требуется регулировать, аппарат сам сделает все исходя из нужд потребителя. С отличиями вроде бы разобрались.

Часто при подключении нагрузки стоит задача, выполнить контроль именно значения тока. Стабилизатором с регулировкой тока, чтобы такая техника не сгорела, ограничивается ток. Следует понимать, что у регуляторов устанавливается пороговое значение тока. После определённого предела приборы начнут нагреваться, и придётся покупать более мощное устройство. Понятно, что при росте тепловыделения, КПД уменьшается.

Стабилизатор тока на двух транзисторах

Благодаря своему простому исполнению, в электронных схемах очень часто используются стабилизаторы на двух транзисторах. Их основным недостатком считается не вполне стабильный ток в нагрузках при изменяющемся напряжении. Если же не требуется высоких токовых характеристик, то данное стабилизирующее устройство вполне сгодится для решения многих несложных задач.

Кроме двух транзисторов в схеме стабилизатора присутствует токозадающий резистор. Когда на одном из транзисторов (VT2) увеличивается ток, возрастает напряжение на токозадающем резисторе. Под действием этого напряжения (0,5-0,6В) начинает открываться другой транзистор (VT1). При открытии этого транзистора, другой транзистор – VT2 начинает закрываться. Соответственно, уменьшается и количество тока, протекающего через него.

В качестве VT2 используется биполярный транзистор, однако в случае необходимости возможно создать регулируемый стабилизатор тока на полевом транзисторе MOSFET, используемом в качестве стабилитрона. Его выбор осуществляется исходя из напряжения 8-15 вольт. Данный элемент используется при слишком высоком напряжении источника питания, под действием которого затвор в полевом транзисторе может быть пробит.

Более мощные стабилитроны MOSFET рассчитаны на более высокое напряжение – 20 вольт и более. Открытие таких стабилитронов происходит при минимальном значении напряжения на затворе 2 вольта. Соответственно, происходит и увеличение напряжения, обеспечивающего нормальную работу схемы стабилизатора тока.

А насколько это всё нужно-то?

Выбор между регуляторами определяется тем, какой требуется инструмент для облегчения работы или решения определенного круга задач.

Стабилизаторы с регулировкой тока, в отличие от устройств с регулировкой напряжения, нормализуют выходной ток, при этом корректируя напряжение на выходе так, чтобы ток для нагрузки в любой момент оставался одинаковый. Именно в этом заключается основное отличие аппаратов. Путать их между собой не следует, чтобы это не привело к выходу из строя техники.

Простой, мощный регулируемый стабилизатор напряжения

Общее устройство и принцип работы стабилизаторов тока

Знание основных принципов работы стабилизаторов тока способствует наиболее эффективному использованию этих устройств. Электрические сети буквально насыщены различными помехами, негативно влияющими на работу бытовых приборов и электрооборудования. Для преодоления отрицательных воздействий используется схема простого стабилизатора напряжения и тока.

В каждом стабилизаторе имеется основной элемент – трансформатор, обеспечивающий работу всей системы. Самая простая схема включает в свой состав выпрямительный мост, соединенный с различными типами конденсаторов и резисторов. Их основными параметрами считаются индивидуальная емкость и предельное сопротивление.

Сам стабилизатор тока работает по очень простой схеме. Когда ток поступает на трансформатор, его предельная частота изменяется. На входе она будет совпадать с частотой электрической сети и составит 50 Гц. После того как будут выполнены все преобразования тока, предельная частота на выходе снизится до 30 Гц. В схеме преобразования участвуют высоковольтные выпрямители, с помощью которых определяется полярность напряжения. Конденсаторы непосредственно участвуют в стабилизации тока, а резисторы снижают помехи.

Увеличение выходной мощности стабилизированных источников питания

Все трехвыводные интегральные стабилизаторы напряжения обеспечивают выходной ток не более 1,5 А. Но часто бывает необходимо получить большую выходную мощность, сохранив качество стабилизации выходного напряжения. Существуют различные пути решения этой задачи. Один из них состоит в параллельном соединении нескольких одинаковых интегральных стабилизаторов. Но вследствие неизбежного технологического разброса параметров отдельных стабилизаторов их выходные напряжения всегда несколько отличаются друг от друга. При параллельной работе стабилизаторов эти различия приводят к неравномерному распределению общего тока нагрузки между стабилизаторами: одни из них имеют максимальный выходной ток, в то время как другие ничтожно малый или вообще находятся в отключенном состоянии. Для обеспечения равномерного распределения токов здесь требуется применение достаточно сложных выравнивающих устройств. Более предпочтительно использование мощных внешних транзисторов, весьма просто объединяемых с интегральным стабилизатором и обеспечивающих существенное увеличение выходного тока источника питания.

Стабилизаторы тока. Виды и устройство. Работа и применение

Стабилизаторы тока предназначены для стабилизации тока на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит от его сопротивления. Стабилизаторы необходимы для функционирования различных электронных приборов, например газоразрядные лампы.

Для качественного заряда аккумуляторов также необходимы стабилизаторы тока. Они используются в микросхемах для настройки тока каскадов преобразования и усиления. В микросхемах они играют роль генератора тока. В электрических цепях всегда есть разного рода помехи. Они отрицательно влияют на действие приборов и электрических устройств. С такой проблемой легко справляются стабилизаторы.

Виды стабилизаторов тока

Отличительной чертой стабилизаторов тока является их значительное выходное сопротивление. Это дает возможность исключить влияние напряжения на входе, и сопротивления нагрузки, на значение тока на выходе устройства. Стабилизаторы тока поддерживают выходной ток в определенных пределах, меняя при этом напряжение таким образом, что ток, протекающий по нагрузке, остается постоянным.

Стабилизаторы тока на резисторе

В элементарном случае генератором тока может быть схема, состоящая из блока питания и сопротивления. Подобная схема часто используется для подключения светодиода, выполняющего функцию индикатора.

Из недостатков такой схемы можно отметить необходимость использования высоковольтного источника. Только при таком условии можно использовать резистор, имеющий высокое сопротивление, и получить хорошую стабильность тока. На сопротивлении рассеивается мощность P = I 2 х R.

Стабилизаторы на транзисторах

Значительно лучше функционируют стабилизаторы тока, собранные на транзисторах.

Можно выполнить настройку падения напряжения таким образом, что оно будет очень маленьким. Это дает возможность снижения потерь при хорошей стабильности тока на выходе. На выходе транзистора сопротивление очень большое. Такая схема применяется для подключения светодиодов или зарядки аккумуляторных батарей малой мощности.

Напряжение на транзисторе определяется стабилитроном VD1. R2 играет роль датчика тока и обуславливает ток на выходе стабилизатора. При увеличении тока падение напряжения на этом резисторе становится больше. Напряжение поступает на эмиттер транзистора. В итоге напряжение на переходе база-эмиттер, которое равно разности напряжения базы и эмиттерного напряжения, снижается, и ток возвращается к заданной величине.

Схема токового зеркала

Аналогично функционируют генераторы тока. Популярной схемой таких генераторов является «токовое зеркало», в которой вместо стабилитрона применяется биполярный транзистор, а точнее, эмиттерный переход. Вместо сопротивления R2 применяется сопротивление эмиттера.

Стабилизаторы тока на полевике

Схема с применением полевых транзисторов более простая.

Нагрузочный ток проходит через R1. Ток в цепи: «+» источника напряжения, сток-затвор VТ1, нагрузочное сопротивление, отрицательный полюс источника – очень незначительный, так как сток-затвор имеет смещение в обратную сторону.

Напряжение на R1 положительное: слева «-», справа напряжение равно напряжению правого плеча сопротивления. Поэтому напряжение затвора относительно истока минусовое. При снижении нагрузочного сопротивления, ток повышается. Поэтому напряжение затвора по сравнению с истоком имеет еще большую разницу. Вследствие этого транзистор закрывается сильнее.

При большем закрытии транзистора нагрузочный ток снизится, и возвратится к начальной величине.

Устройства на микросхеме

В прошлых схемах имеются элементы сравнения и регулировки. Аналогичная структура схемы применяется при проектировании устройств, выравнивающих напряжение. Отличие устройств, стабилизирующих ток и напряжение, заключается в том, что в цепь обратной связи сигнал приходит от датчика тока, который подключен к цепи нагрузочного тока. Поэтому для создания стабилизаторов тока используют популярные микросхемы 142 ЕН 5 или LМ 317.

Здесь роль датчика тока играет сопротивление R1, на котором стабилизатор поддерживает постоянное напряжение и нагрузочный ток. Величина сопротивления датчика значительно ниже, чем нагрузочное сопротивление. Снижение напряжения на датчике влияет на напряжение выхода стабилизатора. Подобная схема хорошо сочетается с зарядными устройствами, светодиодами.

Импульсный стабилизатор

Высокий КПД имеют импульсные стабилизаторы, выполненные на основе ключей. Они способны при незначительном напряжении входа создавать высокое напряжение на потребителе. Такая схема собрана на микросхеме МАХ 771.

Сопротивления R1 и R2 играют роль делителей напряжения на выходе микросхемы. Если напряжение на выходе микросхемы становится выше опорного значения, то микросхема снижает выходное напряжение, и наоборот.

Если схему изменить таким образом, чтобы микросхема реагировала и регулировала ток на выходе, то получится стабилизированный источник тока.

При падении напряжения на R3 ниже 1,5 В, схема работает в качестве стабилизатора напряжения. Как только нагрузочный ток повышается до определенного уровня, то на резисторе R3 падение напряжения становится больше, и схема действует как стабилизатор тока.

Сопротивление R8 подключается по схеме тогда, когда напряжение становится выше 16,5 В. Сопротивление R3 задает ток. Отрицательным моментом этой схемы можно отметить значительное падение напряжения на токоизмерительном сопротивлении R3. Эту проблему можно решить путем подключения операционного усилителя для усиления сигнала с сопротивления R3.

Устройство и принцип действия

На нестабильность нагрузочного тока влияет значение сопротивления и напряжения на входе. Пример: в котором сопротивление нагрузки постоянно, а напряжение на входе повышается. Ток нагрузки при этом также возрастает.

В результате этого повысится ток и напряжение на сопротивлениях R1 и R2. Напряжение стабилитрона станет равным сумме напряжений сопротивлений R1, R2 и на переходе VT1 база-эмиттер: Uvd1=UR1+UR2+UVT1(б/э)

Напряжение на VD1 не меняется при меняющемся входном напряжении. Вследствие этого ток на переходе база-эмиттер снизится, и повысится сопротивление между клеммами эмиттер-коллектор. Сила тока на переходе коллектор-эмиттере и нагрузочное сопротивление станет снижаться, то есть переходить к первоначальной величине. Так выполняется выравнивание тока и поддержание его на одном уровне.

Стабилизатор для светодиодов

Изготовить такое устройство самостоятельно можно с применением микросхемы LМ 317. Для этого останется только подобрать резистор. Питание для стабилизатора целесообразно применять следующее:

• Блок от принтера на 32 В.
• Блок от ноутбука на 19 В.
• Любой блок питания на 12 В.

Достоинством такого устройства является низкая стоимость, простота конструкции, повышенная надежность. Сложную схему нет смысла собирать самостоятельно, проще ее приобрести.