Регуляторы постоянного напряжения на транзисторах. Вы здесь: Схема регулятора напряжения своими руками

Регулятор напряжения своими руками

В этой статье разберем как самому сделать несложный регулятор напряжения на одном переменном резисторе, постоянном резисторе, и транзисторе . Что пригодится для регулирования напряжения на блоке питания или универсальном адаптере для питания устройств.

А так как наша схема для начинающих.

То рассмотрим все аспекты.

Для начала рассмотрим схему устройства. Ее вы видите ниже, и можно увеличить, кликнув нажатием.

Начинаем собирать, сначала для удобства чертеж можно распечатать. Печатаем его 1 к 1. И вырезаем без картинок.Прикладываем к текстолиту со стороны фольги.Так нам будет легче наметить и просверлить отверстия.

После того как просверлили отверстия. Рисуем дорожки на фольге текстолита пермонентным маркером.

Обрезаем остатки тестолита и приступим к пайке компонентов. Сначала припаивываем транзистор, только будьте внимательны - не перепутайте ножки на транзисторе местами (эмиттер и базу).

Дальше устанавливаем резистор на 1ком, затем впаиваем проводами переменный резистор на 10ком. Можно поставить и другой резистор, сразу припаять резистор без этих соплей, но мой резистор не позволил этого, и пришлось повесить на провода... Остается припаять 4 вывода к питанию, и к выходам.

К атегория:

1Отечественные автомобили

Устройство и работа контактно-транзисторного регулятора напряжения РР-362

Рост количества и мощности потребителей электроэнергии на современных автомобилях привел к увеличению мощности генератора. С увеличением мощности генератора растет величина тока его возбуждения, который должен разрываться контактами регулятора напряжения. Однако контакты при повышении мощности разрываемого тока начинают сильнее подгорать и быстро выходят из строя. Поэтому были разработаны контактно-транзисторные регуляторы, в которых роль контактов, разрывающих ток возбуждения, выполняет транзистор, а контакты регулятора напряжения только управляют его работой.

Наиболее распространенным контактно-транзисторным регулятором является реле-регулятор РР-362, применяемый с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях «Москвич», ГАЗ -5ЭА и их модификациях.

Контактно-транзисторный реле-ре гул я тор РР-362 состоит из регулятора напряжения РН и реле защиты РЗ, которые имеют аналогичную конструкцию и представляют собой реле с одной парой замыкающих контактов. Подвижный контакт обоих реле (контакт якоря) электрически соединен с корпусом (магнитопроводом) реле. В отсеке, отделенном от электромагнитных реле перегородкой, имеющейся на внутренней части крышки, расположены транзистор Г, крепящийся на теплоотводе - латунной (или алюминиевой) пластине, и два диода Д, и Д2.

Рис. 1. Общий вид контактно-транзисторного реле-регулятора РР-362 со снятой крышкой: РН - регулятор напряжения, РЗ - реле защиты, Др- разделительный диод, Т--транзистор, Ш, ВЗ и М - выводные клеммы для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора

В блоке электромагнитных реле под панелью расположены резисторы. Реле-регуля-тор имеет три выводные клеммы Ш, ВЗ, /И для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора. Для ускорения замыкания контактов регулятора напряжения служит ускоряющий резистор Ry.

Регулятор напряжения включает в себя транзистор Т, электромагнитное реле регулятора напряжения РН, полупроводниковые диоды Д, и Дг; резисторы Ry, Ra, Rтк. Лб- Электромагнитное реле РН управляет транзистором. Его обмотка РН0 является чувствительным элементом схемы регулятора, а замыкающие контакты РН, включенные между плюсовой клеммой регулятора ВЗ и базой транзистора, управляют транзистором.

Ток управления транзистора (ток базы) незначителен и меньше тока возбуждения генератора на величину коэффициента усиления транзистора (в 15 раз). Напряжение на контактах также незначительно - 1,5-2,5 В. Поэтому контакты регулятора напряжения при длительной работе практически не имеют износа. Термокомпенсация регулятора напряжения осуществляется резистором RTK и подвеской якоря на термобиметаллической пластине.

Для защиты транзистора Т от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения генератора служит реле защиты РЗ, которое имеет три обмотки: основную РЗо, встречную РЗВ , магнитный поток которой направлен навстречу основной обмотке, и удерживающую РЗу. Замыкающие контакты РЗ включены через разделительный диод Др параллельно контактам РН.

Рис. 2. Схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР-362: а - полумонтажная, 6 - развернутая; РН - регулятор напряжения, РЗ - реле защиты, Т - транзистор П217В, Э, К, Б - выводы транзистора; эмиттер, коллектор, база; Дг - гасящий диод Д242, Д, - запирающий диод Д242, Др - разделительный диод Д7Ж; Яу и Яд- ускоряющий и добавочный резисторы 4,5 и 62 Ом, Rg - резистор базы транзистора 42 Ом; RTK- резистор температурной компенсации 12,5 Ом; РН0 - обмотка регулятора напря-жения, 1240 витков, 17 Ом; Р30-основная обмотка реле защиты, 75 витков; РЗу - удерживающая обмотка реле защиты, 950 витков, 42 Ом; РЗщ - встречная обмотка реле защиты, 1350 витков, 76 Ом; ОВ - обмотка возбуждения генератора; S3, Ш, М - выводные клеммы

Работа регулятора напряжения. Когда обороты ротора генератора молы и Ur< UpH, электромагнитное усилие, создаваемое обмоткой РН0, недостаточно для преодоления усилия пружины, и якорь РН не притянут к сердечнику. Контакты РН разомкнуты, и транзистор Т открыт, так как имеется ток перехода эмиттер - база /g, определяемый резистором R6. Цепь тока базы следующая: клемма ВЗ, диод Д, эмиттер - база транзистора Т, резистор Rg, клемма М. При открытом транзисторе сопротивление перехода Э-К мало (доли Ома), и через обмотку возбуждения ОВ генератора проходит ток возбуждения по цепи клемма 83 -диод Д, - эмиттер - коллектор транзистора Т - обмотка реле защиты РЗо- клемма Ш реле-регулятора - обмотка возбуждения ОВ - «масса».

При замыкании контактов РН и запирании транзистора Т ток возбуждения падает, уменьшается напряжение генератора и контакты РН размыкаются. Затем весь процесс повторяется. Диод Дг служит для шунтирования токов самоиндукции обмотки возбуждения гене1 ратора, возникающих при переключении транзистора Т. Тем самым исключаются опасные для транзистора перенапряжения.

Работа реле защиты. При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения генератора на «массу» встречная обмотка РЗ в закорачивается. Ее магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку основной обмотки РЗ о, исчезает, и магнитный поток основной обмотки, притягивая якорь реле, замыкает контакты РЗ (при токе через основную обмотку Р30, равном 3,2-3,6 А). При этом на базу транзистора подается «+» (аналогично замыканию контактов РН), транзистор запирается, чем и защищается от повреждения.

Одновременно через замкнутые контакты реле защиты получает питание удерживающая обмотка РЗу, которая удерживает контакты РЗ замкнутыми до тех пор, пока выключатель зажигания не будет выключен, и короткое замыкание устранено. Реле-регулятор будет готов к работе только после устранения короткого замыкания и повторного включения выключателя зажигания ВЗ. Разделительный диод Др служит для исключения ложного срабатывания реле защиты при замыкании контактов РН.

Контактно-транзисторный реле-регулятор имеет более высокий срок службы и меньшую разрегулировку в процессе эксплуатации, чем вибрационные реле-регуляторы. Однако наличие механической системы разрыва электрической цепи (контакты, пружина, подвеска якоря реле) и наличие воздушных зазоров между якорем и сердечником реле требуют во время эксплуатации систематической проверки и регулировки регулятора. Указанные недостатки отсутствуют в бесконтактных транзисторных регуляторах напряжения, применяемых с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях ЗИЛ -130 и ГАЗ -24 «Волга».

К атегория: - 1Отечественные автомобили

Транзисторный регулятор напряжения

В нескольких номерах журнала "Радиоаматор" были напечатаны схемы регуляторов сетевого напряжения на тиристорах, но такие устройства имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением (электролампой, нагревательным элементом) и нельзя использовать одновременно с нагрузкой индуктивного характера (электродвигателем, трансформатором).

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор. Такую конструкцию я и предлагаю, причем ее может повторить любой, даже неопытный радиолюбитель, затратив при этом минимум времени и средств. Транзисторный регулятор напряжения содержит мало радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и с индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, электрокамина, скорости вращения электродвигателя, вентилятора, электродрели или напряжения на обмотке трансформатора.

Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки зависит от используемого транзистора и может составлять 500 Вт и более. Регулирующий элемент прибора - транзистор VT1 (см. рисунок).

Диодный блок VD1-VD4 в зависимости от фазы сетевого напряжения направляет это напряжение на коллектор или эмиттер VT1. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220. В до 5-8 В. которое выпрямляется диодным блоком VD6-VD9 и сглаживается конденсатором С1. Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора.

Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки. Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1. При этом выпрямитель, состоящий из диодного блока VD6-VD9, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его.

Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD1-коллектор-эмиттер VT1-VD4. Вращая движок R1 и изменяя управляющее напряжение, можно управлять величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего и наоборот. При крайнем правом по схеме положении движка R1 транзистор окажется полностью открыт, и "доза" электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым, и ток через нагрузку не потечет. Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тиристорный устройствам.

Конструкция . Диодный блок, диоды, конденсатор и резистор R2 устанавливают на монтажной плате размером 55x35 мм, выполненной из фольгированного текстолита толщиной 1-2 мм.

В устройстве можно использовать следующие детали: транзисторы КТ840А,Б (Р=100 Вт), КТ856А (Р=150 Вт), КТ834А,Б,В (Р=200 Вт), КТ847А (Р=250 Вт).

Если мощность регулятора требуется увеличить еще больше, то необходимо использовать несколько транзисторов, соединив их соответствующие выводы. Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов.

Диоды VD1-VD4 типа КД202Р, КД206Б или любые другие малогабаритные на напряжение более 250 В и ток в соответствии с током, потребляемым нагрузкой.

Диодный блок VD6-VD9 типа КЦ405, КЦ407 с любым буквенным индексом. Диод VD5 - Д229Б,К,Л или любой другой на ток до 1 А. Переменный резистор R1 типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт. Постоянный резистор R2 типа ВС, МЛТ, ОМПТ, С2-23 мощностью не менее 2 Вт. Оксидный конденсатор типа К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор типа ТВЗ-1-6 - от ламповых радиоприемников и усилителей, ТС-25, ТС-27 - от телевизора "Юность", но с успехом можно применить и любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5-8 В. Предохранитель FU1 на напряжение 250 В и ток в соответствии с максимально допустимой мощностью транзистора. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3-5 мм.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работу сразу после включения в сеть.

Для регулировки в широких приделах мощности удобно использовать широтно импульсную модуляцию (ШИМ ).

Схема в пояснениях не нуждается. Это драйвер с развязкой, для управление IGBT транзистором. Само управление реализовано программно. Однако - КТ940 не лучший выбор. Но что было у меня под рукой - то и поставил. Работает, 2 Квт электрическую плитку тянет, транзистор 40N60 холодный. Что и требовалось.

На схемах выше 3 варианта. Самый правый мне нравится больше. И тот и другой проверил, разница между ними в управлении и надежности. У левого - при подаче логической 1 (с порта, на анод оптопары, не забудьте поставить токоограничивающий резистор! скажем в 500ом) 40n60 закрывается . В схеме регулятора который посередине переменного напряжения - наоборот, открывается. Еще форма импульса получше. Q? - практически любой полевой, с током не менее 50ма. D1 - светодиод. То же желательно с током не менее 50ма. Еще вариант - зашунтировать его резистором, 20-50ом. Транзисторы КТ940 - даалеко не лучший выбор, в этой схеме работают практически на пределе. Желательно поставить КТ815, КТ817. Ну у меня их нет..

Самый правый вариант схемы - уменьшена задержка в переходных процессах. Из за ПОС. Так же добавлены защитные диоды. Хоть и в самом IGBT стоит диод, но веры ему нет. Продублировал на всякий.

Для питания схемы используется внешний источник (у меня 16в, переделанная зарядка от мобильника).

Ниже фотографии устройства с работой на 30 ом нагрузку (при 300в. на мосту это, 3Квт мощности). То же работает и почти не греется.

А можно обойтись простейшей схемой, с симистором и оптопарой. Например такой:

В качестве оптического симистора подойдет: MOC3023, MOC3042, MOC3043, MOC3052, MOC3062, MOC3083 и т.п. Но на всякий случай ознакомтесь с даташитом. Управляемый симистор: например из серии BT138-600, BT136-600 и т.д.

При применении симистора нужно быть готовым к появлению значительных помех (если нагрузка будет мощная, индуктивная и управляющий элемент (MOC xxxx) без Zero Crossing ). Еще, желательно триак держать включенным четное число полу-периодов. Иначе он начинает "выпрямлять" ток в сети. А это недопустимо (см. ГОСТы).

Сам ШИМ сделан программно, управление LPT-порт, потом гальваническая развязка с помощью оптопары (на схеме 4N25, а по факту 4N33). На схеме не показан резистор, между оптопарой и выходом LPT порта 510 ом.

Часть индо-кода в С++ :

A_tm_pow=(y_tm_pow*pow_shim)/100; b_tm_pow=y_tm_pow-a_tm_pow; // главный цикл ШИМ for (i=0; i

В нескольких номерах журнала "Радиоаматор" были напечатаны схемы регуляторов сетевого напряжения на тиристорах, но такие устройства имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих их возможности. Во-первых, они внос0n,"en":["YL41FPH_H-s","fYSeVCtK6fE","00-fB9E2v40","JRjGFjnD9Wo","w8D8GrgHKfM","0uM6MsWA-CU","fYSeVCtK6fE","Y4NL4zdvaHw","Adm9kqvP3b8"],"de":["qfS_Y60WdLE","uk-4vsS_ZAc","j6X2n7WMGOw"],"es":["SSbHCadxdpY","sFlwgdQw_nE","SSbHCadxdpY","03DfI9r63mM","4VwPsQ4CPRQ","03DfI9r63mM","qfW8hAMe_44","sFlwgdQw_nE","1QeikGzeV_8","03DfI9r63mM","hUH6vtLLdcI"],"pt":["4VwPsQ4CPRQ","4gu_V4NS9Ps","V4Yluy6bu2w","4VwPsQ4CPRQ","01-8UmRTiWU","BlwAKj8Y7MI","V4Yluy6bu2w","820VUzYJDDg","4VwPsQ4CPRQ"],"fr":["uouZ7OixVmU","uouZ7OixVmU","c2WDbTCrCuw","ot9aNy_Pm3Q","7JY2JpB4JU0","7JY2JpB4JU0"],"it":["J7Z291vc1Dc","SN1cT59abG8","J7Z291vc1Dc","SN1cT59abG8","SN1cT59abG8","SN1cT59abG8","SN1cT59abG8"],"bg":["2ja5bSFpAo0","3LeF4iKu_v8","4B5l9vJOHjI"],"cs":["3LeF4iKu_v8","u_0DIqr38yE","cjYXxv0XiAE"],"pl":["ODQubiRWw28","m7W9gGyYmIA","Uqdqj9U1V2I","hg7FTzWSi9E","NUuLma9VQVU","J_YrgP8HEdQ","m7W9gGyYmIA","ODQubiRWw28","J_YrgP8HEdQ","ODQubiRWw28"],"ro":["qRNLnzh2dCU","GSzVs7_aW-Y","Te5YYVZiOKs","WcMHhv0duuo","9gAwJ4bFFjc","l_CHew1mhHI","Rq-1PwTJvNc"],"lt":["jn24G2KFpQQ"],"el":["vOfX5V-dAqA"]}