Схемы стабилизаторов тока

В радиолюбительской практике часто возникает необходимость иметь не только стабильное напряжение, но и ток. Например, в устройствах для зарядки аккумуляторов, или же при построении схем защиты от короткого замыкания, требуется ограничить максимально возможный ток нагрузки на определённом его уровне. Представленная здесь простая схема представляет собой именно такой стабилизатор тока. При изменении параметров и использовании подборе различных электронных компонентов, на основе этой схемы можно собрать стабилизатор тока с необходимыми вам характеристиками. При указанных на схеме элементах обеспечивается возможность регулировки величины стабильного выходного тока до 30 мА. О возможности регенерации батареек существует много различных мнений и доступной специализированной информации.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы стабилизаторов тока

Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Стабилизатор тока на LM 317

Стабилизаторы тока


Статья-ликбез по стабилизаторам тока светодиодов и не только. Рассматриваются схемы линейных и импульсных стабилизаторов тока.

Стабилизатор тока для светодиода устанавливается во многие конструкции светильников. Светодиоды, как и все диоды имеют нелинейную вольт-амперную характеристику. Это означает, что при изменении напряжения на светодиоде, ток изменяется непропорционально.

По мере увеличения напряжения, сначала ток растёт очень медленно, светодиод при этом не светится. Затем, при достижении порогового напряжения, светодиод начинает светиться и ток возрастает очень быстро. При дальнейшем увеличении напряжения, ток возрастает катастрофически и светодиод сгорает. Пороговое напряжение указывается в характеристиках светодиодов, как прямое напряжение при номинальном токе.

Номинальный ток для большинства маломощных светодиодов - 20 мА. Для мощных светодиодов освещения, номинальный ток может быть больше - мА или более. Кстати, мощные светодиоды выделяют тепло и должны быть установлены на теплоотвод. Для правильной работы светодиода, его надо питать через стабилизатор тока. Дело в том, что пороговое напряжение светодиода имеет разброс.

Разные типы светодиодов имеют разное прямое напряжение, даже однотипные светодиоды имеют разное прямое напряжение - это указано в характеристиках светодиода как минимальное и максимальное значения.

Следовательно, два светодиода, подключенные к одному источнику напряжения по параллельной схеме будут пропускать разный ток. Этот ток может быть настолько разным, что светодиод может раньше выйти из строя или сгореть сразу. Кроме того, стабилизатор напряжения также имеет дрейф параметров от уровня первичного питания, от нагрузки, от температуры, просто по времени. Следовательно, включать светодиоды без устройств выравнивания тока - нежелательно.

Различные способы выравнивания тока рассмотрены отдельно. В этой статье рассматриваются устройства, устанавливающие вполне определённый, заданный ток - стабилизаторы тока.

Стабилизатор тока устанавливает заданный ток через светодиод вне зависимости от приложенного к схеме напряжения. При увеличении напряжения на схеме выше порогового уровня, ток достигает установленного значения и далее не изменяется. При дальнейшем увеличении общего напряжения, напряжение на светодиоде перестаёт меняться, а напряжение на стабилизаторе тока растёт.

Поскольку напряжение на светодиоде определяется его параметрами и в общем случае неизменно, то стабилизатор тока можно назвать также стабилизатором мощности светодиода. В простейшем случае, выделяемая устройством активная мощность тепло распределяется между светодиодом и стабилизатором пропорционально напряжению на них.

Такой стабилизатор называется линейным. Также существуют более экономичные устройства - стабилизаторы тока на базе импульсного преобразователя ключевого преобразователя или конвертера. Они называются импульсными, поскольку внутри себя прокачивают мощность порциями - импульсами по мере необходимости для потребителя.

Правильный импульсный преобразователь потребляет мощность непрерывно, внутри себя передаёт её импульсами от входной цепи к выходной и выдаёт мощность в нагрузку уже опять непрерывно. Линейный стабилизатор тока греется тем больше, чем больше приложено к нему напряжение. Это его основной недостаток. Однако, он имеет ряд преимуществ, например:. Поскольку импульсный преобразователь не бывает абсолютно эффективным, существуют приложения, когда линейный стабилизатор имеет сравнимую или даже большую эффективность - когда входное напряжение лишь немного превышает напряжение на светодиоде.

Кстати, при питании от сети, часто используется трансформатор, на выходе которого устанавливается линейный стабилизатор тока. То есть, сначала напряжение снижается до уровня, сравнимого с напряжением на светодиоде, а затем, с помощью линейного стабилизатора устанавливается необходимый ток. В другом случае, можно приблизить напряжение светодиода к напряжению питания - соединить светодиоды в последовательную цепочку. Напряжение на цепочке будет равняться сумме напряжений на каждом светодиоде.

Самая простая схема стабилизатора тока - на одном транзисторе схема "а". Поскольку транзистор - это усилитель тока, то его выходной ток ток коллектора больше тока управления ток базы в h 21 раз коэффициент усиления.

Ток базы можно установить с помощью батарейки и резистора, или с помощью стабилитрона и резистора схема "б". Однако такую схему трудно настраивать, полученный стабилизатор будет зависеть от температуры, кроме того, транзисторы имеют большой разброс параметров и при замене транзистора, ток придётся подбирать снова. Гораздо лучше работает схема с обратной связью "в" и "г".

Резистор R в схеме выполняет роль обратной связи - при увеличении тока, напряжение на резисторе возрастает, тем самым запирает транзистор и ток снижается. Стабилизатор тока можно выполнить на базе полевого транзистора с p-n переходом схема "д". Напряжение затвор-исток устанавливает ток стока. При нулевом напряжении затвор-исток, ток через транзистор равен начальному току стока, указанному в документации.

Минимальное напряжение работы такого стабилизатора тока зависит от транзистора и достигает 3 вольт. Некоторые производители электронных компонентов выпускают специальные устройства - готовые стабилизаторы с фиксированным током, собранные по такой схеме - CRD Current Regulating Devices или CCR Constant Current Regulator. Некоторые называют его диодным стабилизатором, поскольку в обратном включении он работает как диод.

Компания On Semiconductor выпускает линейный стабилизатор серии NSIxxx, например NSICB , который имеет два вывода и для увеличения надежности, имеет отрицательный температурный коэффициент - при увеличении температуры, ток через светодиоды снижается.

Стабилизатор тока на базе импульсного преобразователя по конструкции очень похож на стабилизатор напряжения на базе импульсного преобразователя, но контролирует не напряжение на нагрузке, а ток через нагрузку. При снижении тока в нагрузке, он подкачивает мощность, при увеличении - снижает. Наиболее распространённые схемы импульсных преобразователей имеют в своём составе реактивный элемент - дроссель, который с помощью коммутатора ключа подкачивается порциями энергии от входной цепи от входной ёмкости и в свою очередь передаёт её нагрузке.

Кроме очевидного преимущества экономии энергии, импульсные преобразователи обладают рядом недостатков, с которыми приходится бороться различными схемотехническими и конструктивными решениями:. Поскольку экономия энергии во многих приложениях является решающей, разработчики компонентов, схемотехники стараются снизить влияние этих недостатков, и, зачастую, преуспевают в этом.

Поскольку стабилизатор тока основан на импульсном преобразователе, рассмотрим основные схемы импульсных преобразователей. Каждый импульсный преобразователь имеет ключ, элемент, который может находиться только в двух состояниях - включенном и выключенном. В выключенном состоянии, ключ не проводит ток и, соответственно, на нём не выделяется мощность.

Во включенном состоянии, ключ проводит ток, но имеет очень малое сопротивление в идеале - равное нулю , соответственно на нём выделяется мощность, близкая к нулю.

Таким образом, ключ может передавать порции энергии от входной цепи к выходной практически без потерь мощности. Однако, вместо стабильного тока, какой можно получить от линейного источника питания, на выходе такого ключа будет импульсное напряжение и ток.

Для того, чтобы получить снова стабильные напряжение и ток, можно поставить фильтр. С помощью обычного RC фильтра можно получить результат, однако, эффективность такого преобразователя не будет лучше линейного, поскольку вся избыточная мощность выделится на активном сопротивлении резистора. Но если использовать вместо RC - LC фильтр схема "б" , то, благодаря "специфическим" свойствам индуктивности, потерь мощности можно избежать.

Индуктивность обладает полезным реактивным свойством - ток через неё возрастает постепенно, подаваемая на него электрическая энергия преобразуется в магнитную и накапливается в сердечнике. После выключения ключа, ток в индуктивности не пропадает, напряжение на индуктивности меняет полярность и продолжает заряжать выходной конденсатор, индуктивность становится источником тока через обводной диод D. Такая индуктивность, предназначенная для передачи мощности, называется дросселем.

Ток в дросселе правильно работающего устройства присутствует постоянно - так называемый неразрывный режим или режим непрерывного тока в западной литературе такой режим называется Constant Current Mode - CCM. При снижении тока нагрузки, напряжение на таком преобразователе возрастает, энергия, накапливаемая в дросселе снижается и устройство может перейти в разрывный режим работы, когда ток в дросселе становится прерывистым.

При таком режиме работы резко повышается уровень помех, создаваемых устройством. Некоторые преобразователи работают в пограничном режиме, когда ток через дроссель приближается к нулю в западной литературе такой режим называется Border Current Mode - BCM. В любом случае, через дроссель течет значительный постоянный ток, что приводит к намагничиванию сердечника, в связи с чем, дроссель выполняется особой конструкции - с разрывом или с использованием специальных магнитных материалов.

Стабилизатор на базе импульсного преобразователя имеет устройство, регулирующее работу ключа, в зависимости от нагрузки. Стабилизатор напряжения регистрирует напряжение на нагрузке и изменяет работу ключа схема "а". Стабилизатор тока измеряет ток через нагрузку, например с помощью маленького измерительного сопротивления Ri схема "б" , включенного последовательно с нагрузкой.

Ключ преобразователя, в зависимости от сигнала регулятора, включается с различной скважностью. Есть два распространённых способа управления ключом - широтно-импульсная модуляция ШИМ и токовый режим. В режиме ШИМ, сигнал ошибки управляет длительностью импульсов при сохранении частоты следования.

В токовом режиме, измеряется пиковый ток в дросселе и изменяется интервал между импульсами. Рассмотренный выше вариант преобразователя называется понижающим, поскольку напряжение на нагрузке всегда ниже напряжения источника питания. Поскольку в дросселе постоянно течёт однонаправленный ток, требования к выходному конденсатору могут быть снижены, дроссель с выходным конденсатором играют роль эффективного LC фильтра.

В некоторых схемах стабилизаторов тока, например для светодиодов, выходной конденсатор может отсутствовать вообще. В западной литературе понижающий преобразователь называется Buck converter. Схема импульсного стабилизатора, приведённая ниже, также работает на основе дросселя, однако дроссель всегда подключен к выходу источника питания.

Когда ключ разомкнут, питание поступает через дроссель и диод на нагрузку. Когда ключ замыкается, дроссель накапливает энергию, когда ключ размыкается, возникающее на его выводах ЭДС добавляется к ЭДС источника питания и напряжение на нагрузке возрастает.

В отличие от предыдущей схемы, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, следовательно выходной конденсатор должен быть большим, и, возможно, понадобится дополнительный фильтр.

В западной литературе повышающе-понижающий преобразователь называется Boost converter. Еще одна схема импульсного преобразователя работает аналогично - когда ключ замыкается, дроссель накапливает энергию, когда ключ размыкается, возникающее на его выводах ЭДС будет иметь обратный знак и на нагрузке появится отрицательное напряжение.

Как и в предыдущей схеме, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, следовательно выходной конденсатор должен быть большим, и, возможно, понадобится дополнительный фильтр.

В западной литературе инвертирующий преобразователь называется Buck-Boost converter. Наиболее часто блоки питания изготавливаются по схеме, использующей в своем составе трансформатор. Прямоходовой преобразователь схема "а" передаёт энергию от источника в нагрузку в момент включенного состояния ключа. Фактически - это модифицированный понижающий преобразователь. В прямоходовом преобразователе трансформатор работает в обычном режиме и энергия накапливается в дросселе.

Фактически - это генератор импульсов с LC фильтром на выходе. Обратноходовой преобразователь накапливает энергию в трансформаторе. То есть трансформатор совмещает свойства трансформатора и дросселя, что создаёт определённые сложности при выборе его конструкции.


Стабилизатор тока на транзисторе

На рисунке один изображена схема стабилизатора тока на 10А. Схема регулируемого стабилизатора тока приведена на рисунке 2. Величина тока стабилизации в схеме, изображенной на рис. Стабилизатор тока на 10А.

Найдите идеи на тему «Принципиальная Схема». сентября г. Стабилизатор Схемы блоков питания и стабилизаторов тока на LM Список.

Как из простого преобразователя сделать стабилизатор тока

Дата последнего обновления файла При этом напряжение на нагрузке будет зависеть от ее сопротивления. Стабилизаторы тока требуются для питания электронных приборов, таких как светодиоды или газоразрядные лампы, они могут применяться в паяльных станциях или термостабилизаторах для задания рабочей температуры. Кроме того, стабилизаторы тока требуются для заряда аккумуляторов различного типа. Стабилизаторы тока широко применяются в составе интегральных микросхем для задания тока усилительных и преобразовательных каскадов. Там они обычно называются генераторами тока. Особенностью стабилизаторов тока является их большое выходное сопротивление. Это позволяет исключить влияние входного напряжения и сопротивления нагрузки на величину выходного тока. Конечно в простейшем случае в качестве генератора тока может служить источник напряжения и резистор.

Стабилизатор напряжения

Схемы стабилизаторов тока

Известно, что яркость светодиода очень сильно зависит от протекающего через него тока. В то же время ток светодиода очень круто зависит от питающего напряжения. Отсюда возникают заметные пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания. Но пульсации - это не страшно, гораздо хуже то, что малейшее повышение питающего напряжения может привести к настолько сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто выгорят. Чтобы этого не допустить, светодиоды особенно мощные обычно запитывают через специальные схемы - драйверы, которые по сути своей являются стабилизаторами тока.

Блог new.

Описание схемы стабилизатора тока, как универсального зарядного устройства

Идеальный источник тока должен отдавать потребителям всегда стабильный ток без скачков и перепадов. На практике же такая ситуация практически невозможна. Чаще всего в цепях питания используются элементы, обеспечивающие постоянное напряжение, то есть при подключении мощной нагрузки сила тока проседает. Для того, чтобы компенсировать скачки тока при различных нагрузках, применяются стабилизаторы тока. Стабилизатор тока далее СТ — это часть схемы или отдельное устройство, которое поддерживает ток на заданном уровне. В первом случае фактически работающим элементом является сильное сопротивление резистор , которое позволяет нивелировать колебания силы тока при подключении различных видов полезной нагрузки после него рис.

lm317 — регулируемый стабилизатор напряжения и тока

В литературе не часто можно встретить описания стабилизаторов тока на На первый взгляд, для стабилизации таких токов необходимы и соответствующие мощные транзисторы. Вашему вниманию предлагается стабилизатор тока на А с плавной регулировкой от нуля до максимума , выполненный на обычных, широко распространенных транзисторах серии КТ Примененное схемотехническое решение позволяет легко увеличить или уменьшить максимальный стабилизируемый ток. Принципиальная схема предлагаемого стабилизатора тока изображена на рис. Как видно, нагрузка включена несколько необычно — в разрыв провода, соединяющего отрицательный вывод диодного моста VD

В этой статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

Регулируемый стабилизатор тока

Схемы стабилизаторов тока

Стабилизатор тока на транзисторе схож со стабилизатором напряжения. Отталкиваясь от его основы, нередко изготавливаются зарядные устройства. Для вычисления параметров элементов прибегают к закону Ома. Задача элемента — стабилизировать электричество, о его особенностях пойдет речь в статье.

Стабилизатор тока светодиода

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Принцип работы стабилизатора тока. Азы ...

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! 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.

Бывают случаи, когда необходимо пропускать стабильный ток через светодиоды, ограничить ток зарядки аккумуляторов или испытать источник питания, а реостата под рукой нет. В этом, и не только, случае помогут специальные схемотехнические решения ограничивающие, регулирующие и стабилизирующие ток.

Подключение светодиодов через стабилизатор тока

При конструировании самых различных схем может потребоваться источник постоянного втекающего тока. Примером может служить ток фиксации управляющего электрода симистора в регуляторе яркости флуоресцентного или светодиодного светильника , или источник прецизионного втекающего тока на конце длинной линии , такой , скажем , как кабель ADSL модема. В обоих случаях необходимо создать схему , способную отдавать постоянный ток в широком диапазоне входных напряжений. В общем случае задача решается с помощью схемы , состоящей из датчика тока на измерительном резисторе, маломощного транзистора и мощного транзистора. На Рисунке 1 изображена схема стабилизатора тока, в которой используется мощный биполярный транзистор Q 1. При высоком напряжении схема отдает относительно постоянный ток , однако входит в регулирование лишь тогда , когда напряжение достигает примерно 60 В , и в базу транзистора начинает поступать достаточный ток. На Рисунке 2 мощный биполярный транзистор заменен MOSFET транзистором Q 1 , благодаря чему схема будет входить в режим регулирования при значительно меньшем напряжении.

Стабилизатор тока для светодиодов применяется во многих светильниках. Как и всем диодам, LED присуще нелинейная вольт-амперная зависимость. Что это значит? При повышении напряжения, сила тока медленно начинает набирать мощь.




Комментарии 3
Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Добавить комментарий

  1. Сусанна

    Я думаю, Вам помогут найти верное решение. Не огорчайтесь.

  2. Григорий

    Я бы с удовольствием прочитал и другие ваши статьи. Спасибо.

  3. Гавриил

    Я не знаю как кому, мне понравился!