Перейти к содержанию

Стабилизаторы Напряжения И Электронные Фильтры


Рекомендуемые сообщения

В этой теме будут схемы различных стабилизаторов напряжения и электронных фильтров для питания различных частей аудиоаппаратуры.

1) Параметрический стабилизатор напряжения.

2) Параллельный стабилизатор

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Параметрический стабилизатор напряжения.

Минусы: Стабилизатор работает довольно медленно, так что для питания выходного каскада в классе АB мало подходит.

Плюсы: простота реализации

Схема на биполярном транзисторе:

post-4994-1216837171_thumb.png

Схема на полевом транзисторе:

post-4994-1216837679_thumb.png

Элементы:

C1 - Фильтрующий конденсатор

C2 - Фильтрация НЧ помех на ИОНе (источник опорного напряжения).

C3 - Фильтрующий конденсатор

Конденсатор на входе (С1) должен быть меньшей емкости, чем конденсаторы на выходе (С3), раз эдак в пять-десять. Емкость зависи от токов и требуемых уровней пульсаций. Наглядно можно проверить в симуляторе Microcap нагрузив такой стабилизатор на резистивное сопротивление.

D1 - ИОН у нас здесь - это стабилитрон. Стабилитрон выбирается на то напряжение, которое требуется стабилизировать.

R1 - Гасящий резистор, требуется для работы стабилитрона. Номинал определяется следующим образом:

Рассчитывается требуемое падение напряжения на резисторе (Если Uвх у нас 20В а стабилитрон стоит на 15В, то на резисторе должно падать 5В). Ток стабилизации (эта величина для каждого стабилитрона своя, но по умолчанию можно принять это значение равным 15мА) возьмем 14мА (это для стабилитрона 1N4744A на 15В).

Номинал сопротивления будет 360 Ом (R=U/I R=5/0,014=357 - округляем до ближайшего значения по ряду Е24).

* цепочка R1-C2 так же обеспечивает плавный запуск нашего стабилизатора.

Q1 - тут все просто - биполярный (или полевой) транзистор с требуемым значением Uce и током коллектора. Для стабилизации положительного напряжения используем n-p-n, для отридцательного напряжения - p-n-p.

Тут есть один нюанс: У биполярного транзистора есть определнная величина падения напряжения на переходе коллектор-эмиттер в состоянии насыщения (когда транзистор полностью открыт).

Это значит вот что: допустим, что величина падения напряжения на переходе КЭ равна 2В, исходя из этого мы знаем, что для получения напряжения на выходе равным 40В на входе должно быть как минимум 42В.

У полевика же есть сопротивление перехода сток-исток в открытом состоянии (колеблется в пределах от 20мОм до единиц Ома). Падение напряжения на переходе зависит от протекающего тока.

R2 - для предотвращения выхода транзистора из строя (когда конденсатор С2 разряжен он представляет собой короткое замыкание, резистор ограничивает ток в момент заряда конденсатора).

** Не забываем рассчитывать мощность, рассеиваемую на R1, R2 и Q1. Q1 должен быть на радиаторе.

*** Данные схемы приведены для стабилизаторов (в случае биполярного транзистора!!!) с током не более 5А. Все зависит от бэты транзистора и тока базы.

Разберем на примере стабилизатора на 1А с транзистором BD135 (максимальный ток КЭ у него - 1,5А). Бэта (коэффициент усиления по току) транзистора при токе коллектора 1А судя по графикам из даташита равна примерно 50 (на самом деле это значение указано для тока 900мА, т.к. на 1А там ничего не разглядеть, транзистор не очень удачно выбран, ну да черт с ним :)).

Бэта, равна 50-ти, означает, что при токе коллектора 1А ток в базе будет равен 20мА (Iб=Iк/β Iб=1/50=0,02=20mA).

Значение получилось в притык к значению стабилитрона (вообще 1N4744A работает на токах до 60мА, но там он уже ощутимо греется).

Вывод из этого следующий: внимательно считаем все токи и учитываем бэту транзистора :)

off: BD135 хорошо работает при токе коллектора до 300мА, потом у него "деградирует" бэта

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

1. Начну, пожалуй, с того, что представленные схемы - это не параметрические, а (хоть и простейшие) последовательные компенсационные линейные стабилизаторы напряжения (cмотрим, например, здесь и далее по ссылке, которую дал fant). Параметрические стабилизаторы в этих схемах тоже присутствуют - это цепочки R1D1 (кстати, УГО стабилитрона неправильное, на схемах так обозначаются диоды Шоттки).

2. "...Стабилизатор работает довольно медленно ... " - если речь о параметрических стабилизаторах, то это неверно - параметрические стабилизаторы наиболее быстродействующие из существующих. Если речь о стабилизаторах по приведенным схемам, то и их быстродействие (при выборе соответствующего транзистора) вряд ли разочарует...

3. "...Конденсатор на входе (С1) должен быть меньшей емкости, чем конденсаторы на выходе (С3)..." - С1 - это, фактически, конденсатор фильтра выпрямителя и уменьшение его емкости ведет к росту амплитуды пульсаций на входе стабилизатора и, как следствие, к необходимости увеличение среднего проходного напряжения на транзисторе, а также к увеличению амплитуды пульсаций на выходе стабилизатора. С первым последствием бороться введением С2 бесполезно, а со вторым - малоэффективно, поскольку выходное сопротивление стабилизатора (в зависимости от тока нагрузки, примененных транзистора и стабилитрона и режима работы последнего) составляет величину от долей Ома до нескольких Ом. Введение R2 несколько повышает эффект от использования С2, но, одновременно, увеличивает выходное сопротивление стабилизатора и снижает его быстродействие...

3. "...У биполярного транзистора есть определнная величина падения напряжения на переходе коллектор-эмиттер в состоянии насыщения (когда транзистор полностью открыт).

Это значит вот что: допустим, что величина падения напряжения на переходе КЭ равна 2В, исходя из этого мы знаем, что для получения напряжения на выходе равным 40В на входе должно быть как минимум 42В."

3.1. У (известных мне) биполярных транзисторов нет перехода коллектор-эмиттер...

3.2. Транзистор в данной схеме должен ВСЕГДА находится в активном режиме. Если Вы загоните его в режим насыщения - то о какой стабилизации может идти речь?

3.3. Вы забыли упомянуть о падении напряжения на переходе база-эмиттер. По этой причине выходное напряжение будет примерно на 0,7В (для кремниевого транзистора) меньше напряжения ИОН. Это мало заметно при стабилизации напряжений в несколько десятков вольт, но при стабилизации напряжений в единицы вольт - становится (в ряде случаев) весьма значимым.

4. "...У полевика же есть сопротивление перехода сток-исток в открытом состоянии (колеблется в пределах от 20мОм до единиц Ома). Падение напряжения на переходе зависит от протекающего тока."

4.1. У (известных мне) полевых транзисторов нет перехода сток-исток, а есть канал...

4.2 Вы забыли упомянуть о влиянии порогового напряжения транзистора - для изображенного на схеме МДП транзистора с индуцированным каналом оно может составлять (в зависимости от типа и экземпляра) от 1,5...2В до 7...10В и выходное напряжение будет меньше напряжения ИОН по крайней мере на величину этого напряжения.

5. "...Разберем на примере стабилизатора на 1А ..." - пример неудачен, т.к. не задан диапазон изменения тока нагрузки. Если же ток нагрузки постоянен (т.е., 1А), то и расчет нужно вести иначе.

Прошу воспринять без обид.

Успехов!

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Span, спасибо.

Дополняйте и исправляйте, я только за.

P.S. Чуть погодя внесу исправления, еще наверное добавлю вариант с ИОНом на 431ой и операционнике.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 1 месяц спустя...

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. 

Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств. Подробнее параметры и результаты тестов новой серии PLM по ссылке.

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

ТЕМКА ЖИВА!!!!!!!!! :lol:

кому интересно стабилизированый БП от 5А и выше??? делал на 40А, жив до сех пор,уже 2 года служит! :P

Самое высшее наслаждение - сделать то, чего, по мнению других, вы не можете сделать.

Уолтер БЭДЖОТ

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

кому интересно стабилизированый БП от 5А и выше??? делал на 40А, жив до сех пор,уже 2 года служит! :P

очень интересно, желательно со схемой и описанием.

погодь, ты ж вроде делал ВЧ преобразователь?

Изменено пользователем zSADAMz

самовнушение - самое высокоефективное средство повышения качества звучания вашей АС

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 1 месяц спустя...

Здравствуйте.

Не могли бы Вы помочь мне спроектировать простой компенсационный стабилизатор напряжения для УНЧ с низким (не более 2В) падением напряжения на нем и на выходное напряжение 18 В, ток 3 А, на 1-2 транзисторах?

Транзисторы примерно КТ819, КТ818 и КТ3102, КТ3107. :rolleyes:

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Я хотел бы использовать эту схему

post-65167-1224994268_thumb.jpg

Конкретно, мне не нравится R2 в 2 ватта мощности(кстати, он для чего?), и R3 R5 R6 0.5 Вт на которых без всякой пользы будет рассеиваться тепло. Мне кажется есть необходимость пересчитать немного эту схему.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

R2 нужен для двух целей: во-первых для запуска стабилизатора (без него при включении все транзисторы останутся закрытыми), во-вторых для облегчения теплового режима транзистора VT2, т.к. часть тока нагрузки проходит через резистор, а не транзистор.

Мощность остальных резисторов на схеме выбрана с запасом, применение полваттных резисторов ещё не значит, что и выделяться на них столько будет. А тепло в этой схеме в основном будет рассеиваться на транзисторе VT2, это основной недостаток линейных компенсационных стабилизаторов. Причём принципиально неустранимый. Хотите меньше потерь - используйте ключевые стабилизаторы.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Хочется во первых собрать простой стабилизатор напряжения, так как монтаж навесной, во вторых получить представления о расчете подобных

стабилизаторов. В интернете много информации, но все не то.

В http://www.irls.narod.ru/index.htm увидел следующую схему

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С МАЛЫМИ ПУЛЬСАЦИЯМИ

post-65167-1225123667_thumb.jpg

"Схему можно использовать там, где требуется большой ток при малых пульсациях напряжения (например, в мощных усилителях класса АВ, где это необходимо для высокого качества звуковоспроизведения). Транзисторы Ql, Q2 и резистор R2 можно рассматривать как мощный составной транзистор. Стабилитрон ZD1 и резистор R1 обеспечивают опорное напряжение на базе транзистора Ql, Напряжение стабилизации стабилитрона ZD1 должно выбираться из условия VZD1 =VOUT - 1,2 В. Конденсатор С2 предназначен для сглаживания пульсации, и если выбрать емкость 100 мкФ, то она умножается на коэффициенты усиления транзисторов Ql и Q2, и при их минимальных значениях она составит С =100x15(Ql) x25(Q2) = 37000 мкФ."

:blink:

Мне кажется заманчивым вместо большого количества конденсаторов, использовать подобную схему на транзисторах.

1) На сколько работоспособна эта идея?

2)Как бы рассчитать самому необходимые данные?

Поможете? :huh:

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Сопротивление конденсатора 100 мкФ на частоте 100Гц порядка 16 Ом. Его нужно сравнить с дифференциальным сопротивлением стабилитрона -> выигрыш по уровню пульсаций (скорее всего он будет 1,5...3 раза) - следствие параллельного соединения этих сопротивлений...

P.S. Если же в качестве стабилитрона применить TL431 (142ЕН19), у которого дифференциальное сопротивление единицы Ом, то выигрыш заметить врядли удасться вообще :(

Успехов!

Изменено пользователем span
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Ну насчёт расчёта пульсаций - хрень полная. Зависят они в первую очередь от ёмкости С1 и потребляемого тока. Если при максимальном потребляемом токе напряжение на коллекторах транзисторов не опустится ниже (напряжение стабилизации + напряжение насыщения транзисторов), то пульсации будут равны пульсации на стабилитроне (поскольку схема является эмиттерным повторителем для этого напряжения). При правильном выборе тока через стабилитрон они весьма малы, и конденсатор С2 лишь немного их уменьшает. Практически увеличение его ёмкости свыше 100 мкФ к уменьшению пульсаций не приводит. Гораздо эффективнее заменить R1 на генератор тока.

Аналогично обстоит дело с подавлением пульсаций и в других стабилизаторах: выходное напряжение привязывается к напряжению стабилитрона (его называют опорным). Чем изначально оно стабильнее, тем стабильнее и выходное.

Сама схема - классика жанра, появилась практически одновременно с самим транзисторами :)

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Простые схемы с малым падением на регулирующем транзисторе.

Могут использоваться как основа для разработки БП на другие напряжения и токи.

3.gif

Изменено пользователем Патриот Ваня
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Всем большое спасибо!

Патриот Ваня

...Мне бы что-нибудь попроще.

Кстати, не так просто рассчитать стабилизатор... :o

В http://www.radioland.net.ua/sxemaid-353.html "Два простых аналоговых стабилизатора"

приводится пример двух стабилизаторов при одинаковых условиях использования и при одинаковом

наборе РЭА.

post-65167-1225379208_thumb.jpg

Первый

Iн,мА =500; Uвх,В=15.28; ~Uвх,мВ=2600; Uвых,В= 10.25; ~Uвых,мВ=470; Kстаб=5,5

Второй

Iн,мА =500; Uвх,В=14.9; ~Uвх,мВ=2800; Uвых,В= 12.10; ~Uвых,мВ=21; Kстаб=133

Почему второй вариант оказался с лучшими параметрами и соответственно какие ошибки были допущены

в первом (или в чем причина преимуществ 2-ого варианта) В чем причина почти 20 кратной разницы? :blink:

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Один параметрический, к тому же с дарлингтоном на выходе. Другой компенсационный, естественно что у него стабилизация лучше.

-

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

В первой схеме транзисторы используются по схеме с ОК - как эмиттерный повторитель, т.е. "повторяют" напряжение от стабилитрона и усиливают его только по току и , соответственно, по мощности. Таким образом коэффициент стабилизации задаётся исключительно самим стабилитроном!

Во второй схеме транзисторы уже не "повторяют" входное напряжение, а усиливают (повышают) коэффициент стабилизации потому, что работают в активном режиме, т.е. как усилители и повышают этот параметр за счёт своего усиления в цепи ОС. Т.е. повышают коэффициент стабилизации стабилитрона на свой коэф. усиления... . :)

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Оно конечно схемы разные, но посчитайте ток через стабилитроны для первой схемы.

Например в справочнике для КС168 минимальный ток "забит" 3мА.

Чтобы потекло столька току по 11 кОмам надо минимум 3х11=33Вольта.

Вторая схема тоже не подарок с этой точки здрения, но в ней хоть один стабилитрон "криво" запитан.

Изменено пользователем 131959G
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Всем большое спасибо!

Патриот Ваня

...Мне бы что-нибудь попроще.

Кстати, не так просто рассчитать стабилизатор... :o

Наверно не просто.. Но, лично я не очень понимаю зачем их вообще расчитывать. Они готовые, их навалом,.. кругом.

И если брать готовый, то используй свою вторую схему. Она имеет обратную связь по выходному напряжению и пр. собой именно стабилизатор - компенсационного типа.

По причине отсутствия обратной связи по выходу, твоя первая схема не является стабилизатором, а является аналогом мощного стабилитрона - мощным ограничителем входного напряжения.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Olegyurich

"Один параметрический, к тому же с дарлингтоном на выходе. Другой компенсационный, естественно что у него стабилизация лучше."

Схема Дарлингтона -- одна из схем соединения составных транзисторов. Их общмй коэф усиления равен произведению КУ каждого

транзистора, то есть так должно быть лучше (чем один). Но судя по вашей фразе "к тому же " данная схема применена неудачно. А что бы вы порекомендовали?

Borodach

"В первой схеме транзисторы используются по схеме с ОК - как эмиттерный повторитель, т.е. "повторяют" напряжение от стабилитрона и усиливают его только по току и , соответственно, по мощности. Таким образом коэффициент стабилизации задаётся исключительно самим стабилитроном!"

Вообще-то сколько я видел стабилизаторов, все их схемы запитаны с ОК. Как Вы думаете, если первую схему запитать как вторую -- с ОЭ,

будет ли улучшение?

131959G

"Оно конечно схемы разные, но посчитайте ток через стабилитроны для первой схемы.

Например в справочнике для КС168 минимальный ток "забит" 3мА.

Чтобы потекло столька току по 11 кОмам надо минимум 3х11=33Вольта.

Вторая схема тоже не подарок с этой точки здрения, но в ней хоть один стабилитрон "криво" запитан."

Тоесть другими словами разработчик поставил стабилитроны в условия, при которых они не могут работать как стабилитроны? :blink:

Давайте попробуем пересчитать сопротивления R1, так, чтобы он вошел в этот режим, сучетом изменения входного напряжения +_10%

Istmin=3mA; Istmax=45mA Uvh=15V.

Uvhmin=13.5V, Uvxmax=16.5V.

Хотя и считается, что чем меньше ток стабилизации стабилитрона, тем лучше, но я возьму его с некоторым запасом --10мА., для Uvh=15V

Тогда R1=15V/0.01A= 1500 Ом

IstVmin=13.5/1500 = 9 mA

IstVmax=16.5/1500=11mA

Значит можно принять R1=1500 Ом и коэфицент стабилизации обеих схем увеличиться.

Я прав? :rolleyes:

Патриот Ваня

Но, лично я не очень понимаю зачем их вообще расчитывать. Они готовые, их навалом,.. кругом.

Да мне просто интересно. Да наверно и не только мне.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Borodach

"В первой схеме транзисторы используются по схеме с ОК - как эмиттерный повторитель, т.е. "повторяют" напряжение от стабилитрона и усиливают его только по току и , соответственно, по мощности. Таким образом коэффициент стабилизации задаётся исключительно самим стабилитроном!"

Вообще-то сколько я видел стабилизаторов, все их схемы запитаны с ОК. Как Вы думаете, если первую схему запитать как вторую -- с ОЭ,

будет ли улучшение?

Видно Вы мало видели схем стабилизаторов, давеча я несколько штучек выложил, так, что можете ознакомиться на страничке "Лабораторный БП". http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=37966

А для того, чтобы подключить транзисторы по другому должна быть и другая схема подключения - см. вторую приведённую схему. :)

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Один параметрический, к тому же с дарлингтоном на выходе. Другой компенсационный, естественно что у него стабилизация лучше.
Нет, это не так. Оба стабилизатора являются компенсационными - об этом уже было в данной теме чуть выше (cм. Сообщение #3).
...Почему второй вариант оказался с лучшими параметрами...
Точность отработки сигнала ошибки в компенсационных схемах (в статике) определяется коэффициентом усиления разомкнутой цепи обратной связи (в данном случае - по напряжению). И Borodach прав: поскольку во второй схеме этот коэффициент выше, то в ней, в принципе, и выше коэффициент стабилизации.

Однако, следует иметь в виду, что в обоих этих схемах определяющую роль в коэффициент стабилизации вносит опорный источник напряжения, в качестве которого используется параметрический стабилизатор (R1VD1VD2 - в первой, и R1VD2 - во второй).Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора (опорного источника) можно оценить по формуле: Кст=R1*Ucт/(rд*Uвх), где Ucт - напряжение стабилизации стабилитрона (сумма напряжений для первой схемы), rд - дифференциальное сопротивление (сумма дифференциальных сопротивлений для первой схемы).

Успехов!

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Да мне просто интересно.

Если Вам интересно, то попробуйте прилепить конденсатор параллельно двум стабилитронам для первой схемы НЕ МЕНЯЯ НИЧЕГО НИ СЛЕВА НИ СПРАВА от схемы.

Вот мне интересно, как изменятся цифры сравниваемые и изменятся ли они вообще. :rolleyes:

Интересно еще как величина емкости конденсатора будет влиять на цифры?

Я прав?

Вы Лев! :rolleyes:

Изменено пользователем 131959G
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...