Стабилизатор на 5 вольт своими руками схема
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 18.09.2024
Для питания различных радиоэлектронных устройств на цифровых микросхемах часто требуются источники питания с различным выходным напряжением, для микросхем ТТЛ — 5 В ±5%, ЭСЛ — 5,2 В ±5%, а для КМОП—9 В ±10%. Для этих целей используют стабилизаторы напряжения на транзисторах, что ведет к увеличению числа деталей, размеров всего устройства и снижению его экономичности. При конструировании такой аппаратуры некоторые элементы микросхем нередко остаются неиспользованными. Тем не менее они все равно потребляют энергию (за исключением элементов КМОП). Между тем эти элементы можно с успехом использовать в составе линейного стабилизатора напряжения, сократив, таким образом, общее число транзисторов или улучшив показатели стабилизатора.
Схема такого стабилизатора напряжения с применением элемента ТТЛ приведена на рис. 93 [11]. В нем нет традиционного стабилитрона, эффект стабилизации осуществляется за счет специфического режима работы логического элемента, о чем уже говорилось ранее. Элемент DD1.1 выполняет функции сравнивающего устройства, a DD1.2 и DD1.3 работают как усилители напряжения постоянного тока. Для согласования мощного выходного регулирующего транзистора ѴТІ с элементом служит транзистор ѴТ2. Для устойчивой работы стабилизатора в нем применена местная ООС по высокой частоте через конденсатор С1.
Основные параметры такого стабилизатора:
- напряжение стабилизации 4. 5,5 В;
- максимальный ток нагрузки 1 А;
- коэффициент стабилизации 70;
- выходное сопротивление 0,02 Ом.
Если стабилизатор работает на ток нагрузки не более 0,5 А, то транзистор VT1 может быть типа ГТ402 — ГТ402Г. Можно также применить транзисторы КТ814А — КТ814Г, но в этом случае сопротивление резистора R3 следует увеличить в 2 . 3 раза. Налаживание стабилизатора сводится к установке требуемого выходного напряжения подбором резистора R1.
К его недостаткам можно отнести относительно узкий интервал выходного напряжения (4. 5,5 В) и невысокую температурную стабильность выходного напряжения.
В подобных стабилизаторах напряжения можно использовать и элементы КМОП, но только как линейные усилители и совместно со стабилитронами. При последовательном включении элементов КМОП можно добиться большого коэффициента стабилизации.
Рис. 93. Схема стабилизатора напряжения (а) и его монтажная плата (б)
Схема такого варианта стабилизатора приведена на рис. 9.4,а. Его основные параметры: выходное напряжение 7. 10 В; максимальный ток нагрузки 0,3 А; коэффициент стабилизации 1000; выходное сопротивление 0,05 Ом.
Суть действия такого стабилизатора заключается в следующем. После подачи на его вход напряжения выходное напряжение начнет увеличиваться, и когда оно достигнет примерно 4,7 В (напряжение стабилизации стабилитрона VD1), на входе элемента начнет появляться напряжение. Когда оно достигнет напряжения, соответствующего линейному участку передаточной характеристики, стабилизатор и элемент DD1.2 начнут работать как усилители постоянного напряжения. Для согласования выхода элемента DD1.2 с регулирующим транзистором VT1 служит транзистор VT2. Если выходное напряжение увеличивается, то увеличивается и напряжение на входе элемента DD1.1, причем в процентном отношении значительнее, чем на выходе стабилизатора. Это изменение усиливается, что приводит к увеличению напряжения на выходе элемента DD1.2. Это в свою очередь приведет к открыванию транзистора VT2, закрыванию VT1, т. е. уменьшению выходного напряжения. Таким образом, выходное напряжение будет стабилизироваться.
Монтажная плата стабилизатора приведена на рис. 94,6. Его налаживание сводится к установке требуемого значения выходного напряжения подстроенным резистором R2. При этом, если использовать элементы микросхем серий 561 или 564, выходное напряжение может быть в пределах 3. 16 В. В этом случае стабилитрон должен ыть с другим напряжением стабилизации, которое можно определить по приближенной формуле Uст ~ 0,3Uвих, где Uст — напряжение стабилизации стабилитрона; UBux — выходное напряжение стабилизатора.
Сопротивление резистора R2 следует выбирать исходя из значения номинального тока стабилизации используемого стабилитрона.
Рис. 94. Схема (а) и монтажная плата (б) стабилизатора напряжения на микросхеме серии 176
Литература: И. А. Нечаев, Массовая Радио Библиотека (МРБ), Выпуск 1172, 1992 год.
В нашей статье мы рассмотрим стабилизаторы напряжения семейства LM78ХХ. Серия 78ХХ выпускается в металлических корпусах ТО-3 (слева) и в пластмассовых корпусах ТО-220 (справа). Такие стабилизаторы имеют три вывода: вход, земля (общий) и вывод.
Схема подключения
А вот и схема подключения таких стабилизаторов. Эта схема подходит ко всем стабилизаторам семейства 78ХХ.
На схеме мы видим два конденсатора, которые запаиваются с каждой стороны. Это минимальные значения конденсаторов, можно, и даже желательно поставить большего номинала. Это требуется для уменьшения пульсаций как по входу, так и по выходу. Кто забыл, что такое пульсации, можно заглянуть в статью как получить из переменного напряжения постоянное.
Характеристики стабилизаторов
Какое же напряжение подавать, чтобы стабилизатор работал как надо? Для этого ищем даташит на стабилизаторы и внимательно изучаем. Нас интересуют вот эти характеристики:
Output voltage — выходное напряжение
Input voltage — входное напряжение
Ищем наш 7805. Он выдает нам выходное напряжение 5 Вольт. Желательным входным напряжением производители отметили напряжение в 10 Вольт. Но, бывает так, что выходное стабилизированное напряжение иногда бывает или чуть занижено, или чуть завышено.
Рассеиваемая мощность на стабилизаторе может достигать до 15 Ватт — это приличное значение для такой маленькой радиодетали. Поэтому, если нагрузка на выходе такого стабилизатора будет кушать приличный ток, думаю, стоит подумать об охлаждении стабилизатора. Для этого ее надо посадить через пасту КПТ на радиатор. Чем больше ток на выходе стабилизатора, тем больше по габаритам должен быть радиатор. Было бы вообще идеально, если бы радиатор еще обдувался вентилятором.
Работа стабилизатора на практике
Давайте рассмотрим нашего подопечного, а именно, стабилизатор LM7805. Как вы уже поняли, на выходе мы должны получить 5 Вольт стабилизированного напряжения.
Соберем его по схеме
Берем нашу Макетную плату и быстренько собираем выше предложенную схемку подключения. Два желтеньких — это конденсаторы, хотя их ставить необязательно.
Итак, провода 1,2 — сюда мы загоняем нестабилизированное входное постоянное напряжение, снимаем 5 Вольт с проводов 3 и 2.
На Блоке питания мы ставим напряжение в диапазоне 7,5 Вольт и до 20 Вольт. В данном случае я поставил напряжение 8,52 Вольта.
И что же у нас получилось на выходе данного стабилизатора? 5,04 Вольта! Вот такое значение мы получим на выходе этого стабилизатора, если будем подавать напряжение в диапазоне от 7,5 и до 20 Вольт. Работает великолепно!
Давайте проверим еще один наш стабилизатор. Думаю, Вы уже догадались, на сколько он вольт.
Собираем его по схеме выше и замеряем входное напряжение. По даташиту можно подавать на него входное напряжение от 14,5 и до 27 Вольт. Задаем 15 Вольт с копейками.
А вот и напряжение на выходе. Блин, каких то 0,3 Вольта не хватает для 12 Вольт. Для радиоаппаратуры, работающей от 12 Вольт это не критично.
Как сделать блок питания на 5, 9,12 Вольт
Как же сделать простой и высокостабильный источник питания на 5, на 9 или даже на 12 Вольт? Да очень просто. Для этого Вам нужно прочитать вот эту статейку и поставить на выход стабилизатор на радиаторе! И все! Схема будет приблизительно вот такая для блока питания 5 Вольт:
Два электролитических конденсатора для для устранения пульсаций и высокостабильный блок питания на 5 вольт к вашим услугам! Чтобы получить блок питания на большее напряжение, нам нужно также на выходе трансформатора тоже получить большее напряжение. Стремитесь, чтобы на конденсаторе С1 напряжение было не меньше, чем в даташите на описываемый стабилизатор.
Для того, чтобы стабилизатор напряжения не перегревался, подавайте на вход минимальное напряжение, указанное в даташите. Например, для стабилизатора 7805 это напряжение равно 7,5 Вольт, а для стабилизатора 7812 желательным входным напряжением можно считать напряжение в 14,5 Вольт. Это связано с тем, разницу напряжения, а следовательно и мощность, стабилизатор будет рассеивать на себе.
Как вы помните, формула мощности P=IU, где U — напряжение, а I — сила тока. Следовательно, чем больше входное напряжение стабилизатора, тем больше мощность, потребляемая им. А излишняя мощность — это и есть нагрев. В результате нагрева такой стабилизатор может перегреться и войти в состояние защиты, при котором дальнейшая работа стабилизатора прекращается или вовсе сгореть.
Заключение
Все большему числу электронных устройств требуется качественное стабильное питание без всяких скачков напряжения. Сбой того или иного модуля электронной аппаратуры может привести к неожиданным и не очень приятным последствиям. Используйте же на здоровье достижения электроники, и не парьтесь по поводу питания своих электронных безделушек.
Где купить стабилизатор напряжения
Купить дешево эти интегральные стабилизаторы можно сразу целым набором на Алиэкспрессе по этой ссылке. Здесь есть абсолютно любые значения даже для отрицательного напряжения.
А в видео можете посмотреть как сделать самый простой стабилизатор на LM 317:
Для сглаживания пульсаций напряжения и постоянства тока на выходе блока питания применяют стабилизаторы. Как правило в основе стабилизатора лежит стабилитрон. Стабилитрон – полупроводниковый прибор обладающий свойством стабилизации напряжения. В отличии от обычного диода работает в обратной полярности (на катод подается плюс), в режиме лавинного пробоя. Благодаря этому свойству стабилитрона напряжение на нем, а следовательно, и на нагрузке практический не меняется. На рисунке ниже представлена схема простейшего стабилизатора.
Такой стабилизатор подойдет для питания маломощных устройств.
Принцип работы стабилизатора на стабилитроне
Конденсатор нужен для сглаживания пульсаций по напряжению, называется он фильтрующим. Резистор нужен для сглаживания пульсаций по току и называется он гасящим. Стабилитрон стабилизирует напряжение на нагрузке. Для нормальной работы данной схемы напряжение питания должно быть больше 40…50 %. Стабилитрон следует подобрать под нужное нам напряжение и ток.
Стабилизатор на одном транзисторе
Для питания нагрузки большей мощности в схему добавляют транзистор. Пример схемы показан ниже.
Принцип работы стабилизатора на одном транзисторе
Цепочка из R1 и VT1 нам уже знакома из предыдущей схемы, это простейший стабилизатор, он задает стабилизированное напряжение на базе транзистора VT2. Транзистор в свою очередь выполняет функцию усилителя тока и является управляющим элементом в этой схеме. Например, при повышении входного напряжения, выходное напряжение будет стремится к возрастанию. Это приводит к понижению напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT2, что приводит к его закрытию. При этом падение напряжения на участке эмиттер – коллектор возрастает на столько, что напряжение на стабилитроне уменьшается до исходного уровня. При понижении напряжения стабилизатор реагирует в обратном порядке.
Стабилизатор на транзисторах с защитой от КЗ
В практике радиолюбителя бывают ошибки и происходит короткое замыкание. Для уменьшения последствий в результате КЗ рассмотрим схему стабилизатора на два фиксированных напряжения и с защитой от короткого замыкания.
Как видим в данную схему добавлен транзистор V4, диоды V6 и V7, и параметрический стабилизатор состоящий из резистора R1, диодов V2, V3 оснащен переключателем S2.
Принцип работы защиты стабилизатора
Данная схема рассчитана на ток срабатывания от КЗ 250…300 мА, пока он не превышен, ток будет проходить через делитель напряжения состоящий из диода V7 и резистора R3. Путем подбора данного резистора можно регулировать порог срабатывания защиты. Диод V6 при этом будет закрыт и никакого влияния на работы оказывать не будет. При срабатывании защиты диод V7 закроется, а диод V6 откроется и зашунтирует подключений стабилитрон, при этом транзисторы V4 и V5 закроются. Ток на нагрузке упадет до 20…30 мА. Транзистор V5 следует устанавливать на теплоотвод.
Стабилизатор с регулируемым выходным напряжением
В ремонте или наладке электронных устройств необходимо иметь блок питания с регулируемым выходным напряжением. Принципиальная схема стабилизаторы с регулировкой по напряжению представлена ниже.
Принцип работы стабилизатора с регулировкой напряжения
Параметрический стабилизатор состоящий из R2 и V2 стабилизируют напряжение на переменном резисторе R3. Напряжение с этого резистора поступает на управляющий транзистор. Этот транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, нагрузкой которого является резистор R4. Напряжение с резистора R4 подается на регулирующий транзистор V4, нагрузкой которого уже выступает наше питаемое устройство. Регулировка напряжения осуществляется переменным резистором R3, если движок резистора находится в минимальном положении по схеме, то напряжения для открытия транзисторов V3 и V4 недостаточно и на выходе будет минимальное напряжение. При вращении движка, транзисторы начинают открываться, что увеличивает напряжение на нагрузке. При увеличении тока нагрузки, падение напряжения на резисторе R1 и лампа Н1 начинает загораться, при токе в 250 мА наблюдается тусклое свечение, а при токе в 500мА и выше яркое. Транзистор V4 следует устанавливать на теплоотвод. При повышенной нагрузке более 500 мА, следует как можно быстрее выключить блок питания, так как при длительной максимальной нагрузке выходят из строя диоды в выпрямительном мостике и транзистор V4.
Данные схемы при правильной сборке не нуждаются в наладке. Также их можно модернизировать на более большой ток и напряжения. Путем подбора радиоэлементов с нужными нам параметрами.
На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.
На рисунке представлена 5V импульсный стабилизатор на основе LM2678. LM2678 — импульсный стабилизатор на одной микросхеме с минимальным количеством внешних элементов, который обеспечивают все необходимые функции, необходимые для регулирования и стабилизации напряжения до 5А. Микросхема имеет более чем 90% КПД. LM2678 выпускается в трех фиксированных значениях выходных напряжений (3.3V, 5V, 12V) с возможностью регулирования напряжения выхода. Микросхема также обладает защитой от перегрева, ограничение тока — ON / OFF — включение. С5D1 — цепь обратной связи. L1С6С7 — фильтр выходного напряжения. Вывод 7 микросхемы — управляющий вывод, если его замкнуть на землю стабилизатор-регулятор будет выключен(ток потребления в режиме отключения 50 мкА).
* Сборка схемы осуществляется на качественной печатной плате.
* Напряжение питания для схемы может быть от 8 до 40V DC.
* Цепь обратной связи должна быть расположена как можно дальше от индуктивности L1.
* Не используйте нагрузки, которые потребляют более 5А.
* Установите радиатор на микросхему.
-
- Предлагаемое устройство стабилизирует напряжение до 24В и током до 2А с защитой от замыкания. В случае неустойчивого запуска стабилизатора следует применить синхронизацию от автономного генератора импульсов рис. 2 . Схема стабилизатора показана на рис.1. На VT1 VT2 собран триггер Шмитта. - Этот стабилизатор напряжения предназначен для питания радиолюбительских конструкций в процессе их налаживания. Он вырабатывает постоянное стабилизированное напряжение от 0 до 25,5В, которое можно изменять с шагом 0,1В. Ток срабатывания защиты от перегрузки можно плавно менять от 0,2 до 2А. . - Сопротивление резистора R1 выбирают таким образом, чтобы VT1 открывался при токе нагрузки около 100 мА. Транзистор VT2 реагирует на изменение (под действием тока нагрузки) падения напряжения на резисторе R2 и открывается, когда оно достигает 0,6. 0,7 В, ограничивая тем самым ток через регулирующий. - LM195 - мощный интегральный модуль обеспечивает ограничение тока и выходной мощности, он выключает схему в случае значительного повышения температуры. При правильном использовании стабилизатора, ИС LM195 не выходит из строя при любой перегрузке. Это свойство особенно желательно в ИИП, где. - На рисунке показана схеме регулируемого стабилизатора напряжения с управлением от Arduino. Регулируемый стабилизатор питается от нестабилизированного источника постоянного напряжения 28. 35 В. Выходное напряжение стабилизатора регулируется от 0 до 25 В, выходной ток до 3 А. В стабилизаторе.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Случайные статьи
Предусилитель на TL072
На рисунке показана схема высококачественного предварительного усилителя выполненного на ОУ TL072 который представляет собой 2х канальный, малошумящий операционный усилитель с входным каскадом на полевых транзисторах. Предварительный усилитель имеет минимальный набор элементов, после сборки не нуждается в настройке. Напряжение питания ОУ TL072 ±15 В (±18 В макс.), КНИ не превышает 0,01 …Подробнее.
Усилитель мощности на TA8200AH
Микросхему TA8200AH используют в качестве усилителе мощности в ТВ и стерео комплексах. Микросхема имеет встроенную функцию MUTE и тепловую защиту. Усилитель на базе TA8200AH имеет следующие технические характеристики: Напряжение питания от +10 до +37В (номинальное напряжение +28В) Ток покоя от 50 до 105мА в зависимости от напряжения питания Пиковых выходной …Подробнее.
УМЗЧ класса D на TPA3122D2
На ИМС TPA3122D2 можно собрать усилитель звуковой частоты класса D. Выходная мощность усилителя 15В (при напряжении питания 28В и сопротивлении нагрузки 8 Ом) на канал. Из-за высокого КПД микросхеме TPA3122D2 не нужен радиатор охлаждения. Так же микросхему TPA3122D2 можно использовать в мостовом соединении каналов. МикросхемаTPA3122D2 работает в диапазоне напряжений от 10 …Подробнее.
Зарядное устройство никель-кадмиевых аккумуляторов
Преобразователь 12В в 220В/30ВА
На рисунке показана схема простого преобразователя напряжения от автомобильного аккумулятора в переменное 220В/50Гц мощностью 30ВА. Основа схемы нестабильный мультивибратор на таймере 555 который работает на частоте 100Гц, частота работы которого может быть скорректирована при помощи потенциометра PR1. На микросхеме 4013 собран делитель частоты который управляет мощными выходными транзисторами MJ3001. Сигнал …Подробнее.
Читайте также: