Стабилизаторы напряжения 24 вольт

Рассмотрим работу стабилизатора на 24 вольта на примере источника питания увлажнителя воздуха для инкубатора. Его питание как раз и составляет эту величину. Схема повышающего стабилизатора изображена на рисунке. Главным ее элементом является микроконтроллер UС 3843. Эта схема была дана в документах на эту модель микросхемы.

Особенности работы схемы

Интервал напряжений на входе находится в пределах 9,5-15 В. Мы заказали увлажнитель на расходуемый ток 0,5 А, поэтому номинальный ток потребления преобразователя выбирался в два раза выше, то есть, на 1 А.

Напряжение на выходе равняется 24 В. Вид снаружи этого устройства в сборе, изображен на фотографии, а на рисунке показана печатная плата.

Вместо мощного диода Шоттки использован диод сборки S 10С 40С. Можно использовать другие диоды серии Шоттки с током в прямом направлении не меньше 5 А, и напряжением в обратном направлении около 40 В. Вместо транзистора для переключений подходит любой полевой транзистор с видом канала «n», который рассчитан на 50 В напряжения сток – исток.

Оптимальным выбором будут транзисторы с минимальным сопротивлением канала в открытом виде. Подбирать необходимый полевой транзистор можно в любом интернет-магазине. В рассматриваемой схеме применен транзистор NDP 603 AL. Дроссель оснащен сердечником Ч22 с наружным диаметром чашек 22 мм. Сборка сердечника осуществляется с зазором 0,22 мм. Катушка дросселя имеет 18 витков обмоточного эмалированного провода с размером диаметра 1 мм.

Дроссель фиксируется к плате с помощью изоляционной шайбы. Вместо такого сердечника с чашками из феррита можно использовать желто-белое кольцо. Эти кольца используются в блоках питания компьютеров. При этом наружный диаметр кольца равняется 20,2 мм, а внутренний диаметр равен 12,6 мм. Его высота равна 6,35 мм. Число витков катушки – 33 штуки из этого же провода.

Допускается использовать кольцо с большим размером диаметра, снизив количество витков до 25. Диоды и транзисторы фиксируются сразу к корпусу прибора, в обязательном порядке через диэлектрические проставки. При такой мощности выхода преобразователя диод и транзистор с помощью импульсного режима могут функционировать и без радиатора охлаждения.

Но в аварийных случаях оптимальным решением будет в качестве отвода тепла использовать маленькие металлические пластины. Если правильно выполнить установку, и все детали будут исправными, то такой стабилизатор на 24 вольта начнет сразу работать.

Стабилизатор постоянного напряжения на 24 В

В широкой сфере радиоэлектронных приборов микросхема КР 142 ЕН 9Б в качестве стабилизатора с тремя выводами с постоянным напряжением 24 В может использоваться для подключения логических схем, а также измерительных приборов, аудиоустройств с качественным воспроизведением.

Наружные элементы могут применяться для ускорения процессов перехода. Конденсатор на входе нужен только в тех случаях, когда регулятор расположен на удалении не больше пяти сантиметров от конденсатора, выполняющего роль фильтра источника питания.

Основные технические параметры:

Внутренний ограничитель тока замыкания.
Защита транзистора на выходе.
Внутренняя термическая защита.
Нет необходимости в наружных элементах.
Допускаемый ток выхода 1 ампер.

Вход.
Заземление.
Выход.

Стабилизатор автомобильный на 24 В

Рассмотрим, одну простую электронную самоделку. Это будет стабилизатор 24 вольта. Но это не обычный стабилизатор, а надежный и мощный линейный прибор. Мы давно им пользуемся. Через эту схему в автомобиле подключен к питанию радар-детектор. Он оснащен внутренней стабилизацией. Однако иногда она подводит, и однажды детектор вышел из строя.

Мы не стали отдавать его в ремонт, а просто вытащили из него сгоревший стабилизатор и подключили от отдельного стабилизатора, сделанного своими руками. Уже около двух лет он работает исправно. Но сейчас снова понадобилась подобная схема. Только не для автомобиля, а для бытовых целей.

Необходимо подключить к питанию усилитель низкой частоты. Его питание напряжением составляет 24 вольта. Стабилизатор выполнен на базе микросхемы L 7824. Эта микросхема может обеспечить пропускание тока величиной 1,5 А. Однако при значительном токе она сильно нагревается, и снижает свою стабильность. Чтобы решить эту проблему и увеличить ток, с помощью которого будет стабилизация, разработана простейшая схема.

В этой схеме усиление будет происходить с помощью работы транзистора, подключенного по параллельной схеме. Схема простая и не нуждается в дорогостоящих дефицитных деталях. Она может быть выполнена навесным способом монтажа для проверки работы.

Радиатор охлаждения для такой схемы обязателен, так как вид схемы линейный, и на полупроводнике рассеивается значительная мощность. Линейность схемы является положительным моментом для усилителя, так как нет посторонних помех от шим-модулятора. Монтажная плата была вытравлена в растворе лимонной кислоты и перекиси водорода.

Как понизить постоянное и переменное напряжение — обзор способов

Эффективные способы понижения постоянного и переменного напряжения. Узнайте, как понизить напряжение с 220 до 110 или 36 Вольт, либо с 12 до 5 Вольт.

Понижаем переменное напряжение

Рассмотрим типовые ситуации, когда нужно опустить напряжение, чтобы подключить прибор, который работает от переменного тока, но напряжение его питания не соответствует привычным 220 Вольтам. Это может быть, как различная бытовая техника, инструмент, так и упомянутые выше светильники.

Читать еще: Светильник светодиодный потолочный с регулировкой яркости

Понижаем постоянное напряжение

При конструировании электроники часто возникает необходимость понижения напряжения имеющегося блока питания. Мы также рассмотрим несколько типовых ситуаций.

Если вы работаете с микроконтроллерами – могли заметить, что некоторые из них работают от 3 Вольт. Найти соответствующие блоки питания бывает непросто, поэтому можно использовать зарядное устройство для телефона. Тогда вам нужно понизить его выход с 5 до 3 Вольт (3,3В). Это можно сделать, если опустить выходное напряжение блока питания путём замены стабилитрона в цепи обратной связи. Вы можете добиться любого напряжения как повышенного, так и пониженного – установив стабилитрон нужного номинала. Определить его можно методом подбора, на схеме ниже он выделен красным эллипсом.

А на плате он выглядит следующим образом:

На следующем видео автор демонстрирует такую переделку, только не на понижение, а на повышение выходных параметров.

На зарядных устройствах более совершенной конструкции используется регулируемый стабилитрон TL431, тогда регулировка возможна заменой резистора или соотношением пары резисторов, в зависимости от схемотехники. На схеме ниже они обозначены красным.

Кроме замены стабилитрона на плате ЗУ, можно опустить напряжение с помощью резистора и стабилитрона – это называется параметрический стабилизатор.

Еще один вариант – установить в разрыв цепи цепочку из диодов. На каждом кремниевом диоде упадёт около 0,6-0,7 Вольт. Так опустить напряжение до нужного уровня можно, набрав нужное количество диодов.

Часто возникает необходимость подключить устройство к бортовой сети автомобиля, оно колеблется от 12 до 14,3-14,7 Вольт. Чтобы понизить напряжение постоянного тока с 12 до 9 Вольт можно использовать линейный стабилизатор типа L7809, а, чтобы опустить с 12 до 5 Вольт – используйте L7805. Или их аналоги ams1117-5.0 или ams1117-9.0 или amsr-7805-nz и подобные на любое нужное напряжение. Схема подключения таких стабилизаторов изображена ниже.

Для питания более мощных потребителей удобно использовать импульсные преобразователи для понижения и регулировки напряжения от источника питания. Примером таких устройств являются платы на LM2596, а в англо-язычных интернет-магазинах их можно найти по запросам «DC-DC step down» или «DC-DC buck converter».

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно рассмотрены способы понижения напряжения:

Вот и все наиболее рациональные варианты, позволяющие понизить напряжение постоянного и переменного тока. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Как повысить постоянное и переменное напряжение

Повысить переменное напряжение можно двумя способами – использовать трансформатор или автотрансформатор. Основная разница между ними состоит в том, что при использовании трансформатора есть гальваническая развязка между первичной и вторичной цепью, а при использовании автотрансформатора её нет.

Интересно! Гальваническая развязка – это отсутствие электрического контакта между первичной (входной) цепью и вторичной (выходной).

Рассмотрим часто возникающие вопросы. Если вы попали за границы нашей необъятной родины и электросети там отличаются от наших 220 В, например, 110В, то чтобы поднять напряжение со 110 до 220 Вольт нужно использовать трансформатор, например, такой как изображен на рисунке ниже:

Следует сказать о том, что такие трансформаторы можно использовать «в любую сторону». То есть, если в технической документации вашего трансформатора написано «напряжение первичной обмотки 220В, вторичной – 110В» – это не значит, что его нельзя подключить к 110В. Трансформаторы обратимы, и, если на вторичную обмотку подать, те же 110В – на первичной появится 220В или другое повышенное значение, пропорциональные коэффициенту трансформации.

Следующая проблема, с которой многие сталкиваются – низкое напряжение в электросети, особенно часто это наблюдается в частных домах и в гаражах. Проблема связана с плохим состоянием и перегрузкой линий электропередач. Чтобы решить эту проблему – вы можете использовать ЛАТР (лабораторный автотрансформатор). Большинство современных моделей могут как понижать, так и плавно повышать параметры сети.

Схема его изображена на лицевой панели, а на объяснениях принципа действия мы останавливаться не будем. ЛАТРы продаются разных мощностей, тот что на рисунке примерно на 250-500 ВА (вольт-амперы). На практике встречаются модели до нескольких киловатт. Такой способ подходит для подачи номинальных 220 Вольт на конкретный электроприбор.

Если вам нужно дёшево поднять напряжение во всем доме, ваш выбор — релейный стабилизатор. Они также продаются с учетом разных мощностей и модельный ряд подходит для большинства типовых случаев (3-15 кВт). Устройство основано также на автотрансформаторе. О том, как выбрать стабилизатор напряжения для дома, мы рассказали в статье, на которую сослались.

Цепи постоянного тока

Всем известно, что на постоянном токе трансформаторы не работают, тогда как в таких случаях повысить напряжение? В большинстве случаев постоянку повышают с помощью дросселя, полевого или биполярного транзистора и ШИМ-контроллера. Другими словами, это называется бестрансформаторный преобразователь напряжения. Если эти три основных элемента соединить как показано на рисунке ниже и на базу транзистора подавать ШИМ сигнал, то его выходное напряжение повысится в Ku раз.

Ku=1/(1-D)

Также рассмотрим типовые ситуации.

Допустим вы хотите сделать подсветку клавиатуры с помощью небольшого отрезка светодиодной ленты. Для этого вполне хватит мощности зарядного от смартфона (5-15 Вт), но проблема в том, что его выходное напряжение составляет 5 Вольт, а распространенные типы светодиодных лент работают от 12 В.

Читать еще: Регулировка силы тока зарядного устройства из блока питания

Тогда как повысить напряжение на зарядном устройстве? Проще всего повысить с помощью такого устройства как «dc-dc boost converter» или «импульсный повышающий преобразователь постоянного напряжения».

Такие устройства позволяют повысить напряжение с 5 до 12 Вольт, и продаются как с фиксированной величиной, так и регулируемые, что позволит в большинстве случаев поднять с 12 до 24 и даже до 36 Вольт. Но учтите, что выходной ток ограничен самым слабым элементом цепи, в обсуждаемой ситуации – током на зарядном устройстве.

При использовании указанной платы выходной ток будет меньше входного во столько раз, во сколько поднялось напряжение на выходе, без учета КПД преобразователя (он в районе 80-95%).

Подобные устройства строят на базе микросхем MT3608, LM2577, XL6009. С их помощью можно сделать устройство для проверки реле регулятора не на генераторе автомобиля, а на рабочем столе, регулируя значения с 12 до 14 Вольт. Ниже вы видите видео-тест такого устройства.

Интересно! Любители самоделок часто задают вопрос «как повысить напряжение с 3,7 В до 5 В, чтобы сделать Power bank на литиевых аккумуляторах своими руками?». Ответ прост – использовать плату-преобразователь FP6291.

На подобных платах с помощью шелкографии указано назначение контактных площадок для подключения, поэтому схема вам не понадобится.

Также часто возникающая ситуация — необходимость подключить к автомобильному аккумулятору 220В прибор, а бывает что за городом очень нужно получить 220В. Если бензинового генератора у вас нет – используйте автомобильный аккумулятор и инвертор, чтобы повысить напряжение с 12 до 220 Вольт. Модель мощностью в 1 кВт можно купить за 35 долларов – это недорогой и проверенный способ подключить 220В дрель, болгарку, котёл или холодильник к 12В аккумулятору.

Если вы водитель грузовика, вам не подойдёт именно указанный выше инвертор, из-за того, что в вашей бортовой сети скорее всего 24 Вольта. Если вам нужно поднять напряжение с 24В до 220В – то обратите на это внимание при покупке инвертора.

Хотя стоит отметить, что есть универсальные преобразователи, которые могут работать и от 12, и от 24 вольт.

В случаях, когда нужно получить высокое напряжение, например, поднять с 220 до 1000В, можно использовать специальный умножитель. Его типовая схема изображена ниже. Он состоит из диодов и конденсаторов. Вы получите на выходе постоянный ток, учтите это. Это удвоитель Латура-Делона-Гренашера:

А так выглядит схема несимметричного умножителя (Кокрофта-Уолтона).

С его помощью вы можете повысить напряжение в нужное число раз. Это устройство строится каскадами, от числа которых зависит сколько вольт на выходе вы получите. В следующем видео описан принцип работы умножителя.

Кроме этих схем существует еще множество других, ниже изображены схемы учетвертителя, 6- и 8-кратных умножителей, которые используются для повышения напряжения:

В заключении хотелось бы напомнить о технике безопасности. При подключении трансформаторов, автотрансформаторов, а также работе с инверторами и умножителями будьте аккуратны. Не касайтесь токоведущихчастей голыми руками. Подключения следует выполнять при отключенном питании от устройства, а также избегать их работы во влажных помещениях с возможностью попадания воды или брызг. Также не превышайте заявленный производителем ток трансформатора, преобразователя или блока питания, если не хотите, чтобы он у вас сгорел. Надеемся, предоставленные советы помогут вам повысить напряжение до нужного значения! Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Расчёт делителя напряжения

Всем привет, дорогие читатели! Сегодня мы рассмотрим с Вами такую тему как: «Расчёт делителя напряжения».

Перед прочтением статьи, советую ознакомиться со следующим материалом: Что такое ток простыми словами.

Недавно я столкнулся с маленькой проблемой: Надо было завести в контроллер аналоговый сигнал 0-10 Вольт с потенциометра 5кОм, но в шкафу управления у меня было только 24 Вольта. Задача вроде лёгкая, но на мгновение я завис. Сейчас я расскажу, как я легко подобрал сопротивления для делителя напряжения. Дело в том, что с одним потенциометром не получится решить задачу, так как он будет регулировать диапазон от 0 до 24 Вольт, а мне надо от 0 до 10 Вольт.

Давайте сначала поэкспериментируем и изобразим поставленную задачу наглядно. Изобразим схему, на которой мы всё-таки оставили один потенциометр и подали на него 24 Вольта.

Воспользуемся законом Ома и определим, какое напряжение будет на верхнем вольтметре. Для начала вычислим ток в цепи:

I = 24 Вольта / 5000 Ом=0,0048 Ампера

А теперь давайте выставим потенциометр так, чтобы сопротивление между средней и верхней точкой было 1 кОм (тогда между средней и нижней точкой сопротивление будет 4 кОм), и найдём падение напряжения на верхнем участке цепи:

U1= I * R= 0,0048 Ампер * 1000 Ом= 4,8 Вольт

Затем вычислим падение напряжения на нижнем участке цепи:

U2= I * R= 0,0048 Ампер * 4000 Ом= 19,2 Вольт

Если вы будете менять сопротивление потенциометра от 0 до 5 кОм, то заметите, что напряжение у Вас будет меняться от 0 до 24 Вольт. А как же нам сделать, чтобы напряжение менялось от 0 до 10 Вольт? Всё просто! Надо добавить в цепь простой резистор. И сейчас я Вам расскажу, как подобрать его номинал.

Читать еще: Регулировка пластиковых окон реутов

Расчёт делителя напряжения

Нам надо получить на переменном резисторе 10 Вольт.

Применим второй закон Кирхгофа (ЭДС= сумме падений напряжений на отдельных участках цепи)

24 вольта= 10Вольт+ X

X= 24 Вольта – 10 Вольт = 14 вольт

Значит на другом резисторе у нас должно быть 10 Вольт.

Теперь вычислим ток в нашей цепи согласно закону Ома

I = U / R

I= 10 Вольт/5000 Ом= 0,002 А.

Ток при последовательном соединении резисторов везде одинаковый, значит такой же ток будет и на верхнем резисторе (R1).

Теперь мы можем вычислить номинал верхнего сопротивления по закону Ома.

R = U / I

R= 14 Вольт/ 0,002 А= 7000 Ом.

Вывод: Если мы поставим один резистор номиналом 7000 Ом, то на втором переменном резисторе будет падение напряжения от 0 до 10 Вольт.

Подсказка: Чтобы быстро вычислить номинал резистора воспользуйтесь следующей формулой:

Делитель напряжения. Расчет делителя напряжения.

Делитель напряжения, одна из широко используемых схем соединения резисторов. Делитель напряжения позволяет уменьшить выходное напряжение. Например, на вход делителя подается 12 Вольт, а на выходе 3 Вольта, или сколько нужно, но не больше входного напряжения делителя. Схема соединения резисторов, о которой мы говорим, может использоваться только для слаботочной нагрузки, чуть позже я объясню почему. Вот собственно и сама схема делителя:

Делитель напряжения вы все ни один раз видели, например, регулятор громкости. Регулятором громкости является переменный резистор, соединенный по схеме потенциометра.

Потенциометр, можно представить как два резистора, соединённых последовательно, при вращении рукоятки один резистор уменьшает свое сопротивление, другой увеличивает.

В делителе напряжения, входное напряжение полностью падает на двух резисторах. Например, входное напряжение 40 Вольт и если на одном резисторе падает 3 Вольта, то на другом 37 Вольт.

Расчет делителя напряжения.

Сразу скажу одно правило, ток, протекающий через резистор R1 и R2 должен быть как минимум в 10 раз больше, чем ток нагрузки (иначе будет просадка напряжения на выходе). Например, если к нашему девайсу будет подсоединена лампа, потребляющая ток 40 мА, то делитель нужно рассчитывать так, чтобы ток, текущий через резисторы R1 и R2 был минимум 400 мА (в 10 и более раз больше).

И еще один нюанс. Ток делителя не только должен быть больше тока нагрузки в 10 раз, но и должен быть меньше тока, выдаваемого источником тока. Вот пример, мы посадили на выход делителя напряжения лампу, потребляющую 200 мА, соответственно ток через делитель потечет как минимум в 10 раз больше (2 Ампер), но если источник тока у нас рассчитан выдавать 1 Ампер, то он просто напросто не вытянет и сгорит, либо сработает защита.

Поэтому есть правило. При расчете делитель напряжения нужно рассчитывать так, чтобы ток через него был как минимум в 10 раз больше тока нагрузки и меньше максимального тока источника. Отсюда делитель напряжения используют для слаботочных нагрузок.

Входной ток (ток делителя) ищется по такой формуле:

Например, у меня входное напряжение 12 Вольт (10 Ампер), мне нужен делитель напряжения, у которого на выходе нагрузка напряжением 3 Вольта и током потребления 20 мА (зацеплю светодиод).

Ток делителя Iвх должен быть минимум в 10 раз больше тока нагрузки, возьму в 20 раз. Получается Iвх = 20 мА*20=400мА.

Найдем теперь сумму резисторов R1 и R2 (Rобщ) зная ток, текущий через них 0,4 Ампер и напряжение на них 12 Вольт. Rобщ=12 Вольт/0,4 Ампер = 30 Ом.

Далее нахожу номинал резистора R2 по следующей формуле:

R2 = (3 Вольта*30 Ом)/12 Вольт = 7,5 Ом.

Теперь нахожуу R1, R1 = Rобщ – R2 = 30 – 7,5 = 22,5 Ом.

Давайте проверим по этой формуле:

Iвх = 3 Вольт / 7,5 Ом = 0,4 Ампер.

Iвх = 12 Вольт / 30 Ом = 0,4 Ампер.

Рассчитаем мощность резисторов. Напряжение на R2 = 3 Вольт, значит напряжение на R1 = Uвх-Uвых = 9 Вольт (я уже говорил, если на одном падает 3 Вольта, то на втором резисторе делителя падает остальное напряжение).

Мощность ищется по следующей формуле:

P1 = 9 Вольт* 0,4 Ампер = 3,6 Вт (из стандартного ряда 5 Вт);

P2 = 3 Вольт* 0,4 Ампер = 1,2 Вт (из стандартного ряда 2 Вт);

Вот еще несколько формул, вы их можете использовать для расчета делителя напряжение в зависимости от того, какими известными значениями вы владеете.