Стабилизатори на ток

Стабилизатори на ток. Видове и устройство. Работа и приложение

Стабилизаторите на ток са предназначени да стабилизират тока на товара. Напрежението на товара зависи от неговото съпротивление. Стабилизаторите са необходими за работата на различни електронни устройства, катогазоразрядни лампи.

За висококачественозареждане на батерии са необходими и токови стабилизатори. Те се използват в микросхеми за регулиране на тока на етапите на преобразуване и усилване. В микросхемите те играят ролята на генератор на ток. Велектрическите вериги винаги има различни видове смущения. Те влияят неблагоприятно на работата на уредите и електрическите устройства. Текущите стабилизатори могат лесно да се справят с такъв проблем.

Отличителна черта на токовите стабилизатори е техният значителен изходен импеданс. Това дава възможност да се елиминира влиянието на входното напрежение и съпротивлението на натоварване върху текущата стойност на изхода на устройството. Стабилизаторите на ток поддържат изходния ток в определени граници, като същевременно променят напрежението по такъв начин, че токът, протичащ през товара, остава постоянен.

Конструкция и принцип на действие

Нестабилността на тока на натоварване се влияе от стойността на съпротивлението и напрежението на входа. Помислете за пример, при който съпротивлението на натоварване е постоянно и входното напрежение се повишава. Токът на натоварване също се увеличава.

В резултаттокът и напрежението при съпротивленията R1 и R2 ще се увеличат. Напрежението на ценеровия диод ще стане равно на сумата от напреженията на съпротивленията R1, R2 и на прехода база-емитер VT1:Uvd1=UR1+UR2+UVT1(b/e)

Напрежението при VD1 не се променя с променящото се входно напрежение. В резултат на това токът при прехода база-емитер ще намалява и ще се увеличавасъпротивление между изводите емитер-колектор. Силата на тока на прехода колектор-емитер и съпротивлението на натоварване ще намалее, тоест ще премине към първоначалната стойност. Така токът се изравнява и поддържа на същото ниво.

Помислете за елементарна верига, използващаполев транзистор.

Токът на натоварване преминава през R1. Токът във веригата: “+” на източника на напрежение, дренажна врата VT1, съпротивление на натоварване, отрицателният полюс на източника е много малък, тъй като дренажната врата има отклонение в обратна посока.

Напрежението на R1 е положително: отляво е "-", отдясно напрежението е равно на напрежението на дясното рамо на съпротивлението. Следователно напрежението на затвора спрямо източника е минус. Тъй като съпротивлението на натоварване намалява, токът се увеличава. Следователно напрежението на портата в сравнение с източника има още по-голяма разлика. В резултат на това транзисторът се затваря по-силно.

При по-голямо затваряне на транзистора токът на натоварване ще намалее и ще се върне към първоначалната стойност.

Видове токови стабилизатори

Има много различни видове стабилизатори, в зависимост от тяхното предназначение и принцип на действие. Нека разгледаме по-подробно основните от тези устройства.

Резисторни стабилизатори

В елементарния случай генераторът на ток може да бъде верига, състояща се от захранване и съпротивление. Подобна схема често се използва за свързване на светодиод, който действа като индикатор.

Сред недостатъците на такава схема може да се отбележи необходимостта от използване на източник на високо напрежение. Само при това условие може да се използва резистор с високо съпротивление и може да се получи добра стабилност на тока. Разсейвана мощност на съпротивлениетоP = I 2 x R.

Стабилизатори на транзистори

Токовите стабилизатори, събрани натранзистори, работят много по-добре.

Можете да регулирате спада на напрежението, така че да е много малък. Това дава възможност за намаляване на загубите с добра стабилност на тока на изхода. На изхода на транзистора съпротивлението е много високо. Тази схема се използва за свързване на светодиоди или зареждане на батерии с ниска мощност.

Напрежението на транзистора се определя от ценеровия диод VD1. R2 играе ролята на датчик за ток и определя тока на изхода на стабилизатора. С увеличаването на тока спадът на напрежението върху този резистор става по-голям. Напрежението се прилага към емитера на транзистора. В резултат на това напрежението на прехода база-емитер, което е равно на разликата между базовото напрежение и напрежението на емитера, намалява и токът се връща към зададената стойност.

Текуща огледална верига

Генераторите на ток функционират по подобен начин. Популярна схема за такива генератори е „токовото огледало“, в което вместо ценеров диод се използва биполярен транзистор или по-скоро емитерно съединение. Вместо съпротивление R2 се използва съпротивлението на емитера.

Текови стабилизатори на терена

Схемата, използваща полеви транзистори, е по-проста. В него земният потенциал може да се използва като стабилизатор на напрежението.

Устройства на чип

В миналите схеми има елементи на сравнение и коригиране. Подобна структура на веригата се използва при проектирането на устройства за изравняване на напрежението. Разликата между устройствата, които стабилизират тока и напрежението, е, че сигналът идва към веригата за обратна връзка от сензора за ток, който е свързан към веригата на тока на натоварване.Следователно, за да се създадат токови стабилизатори, се използват популярни микросхеми 142 EH 5 или LM 317.

Тук ролята на датчик за ток се играе от съпротивлението R1, на което стабилизаторът поддържа постоянно напрежение и ток на натоварване. Стойността на съпротивлението на сензора е много по-ниска от съпротивлението на натоварване. Намаляването на напрежението на сензора влияе върху изходното напрежение на стабилизатора. Подобна схема върви добре със зарядни устройства, светодиоди.

Превключващ регулатор

Превключващите стабилизатори, направени на базата на ключове, имат висока ефективност. Те са способни да създават високо напрежение на потребителя при ниско входно напрежение. Такава схема е сглобена на микросхемаMAX 771.

Резисторите R1 и R2 играят ролята на делители на напрежението на изхода на микросхемата. Ако напрежението на изхода на микросхемата стане по-високо от референтната стойност, тогава микросхемата намалява изходното напрежение и обратно.

Ако веригата се промени по такъв начин, че микросхемата да реагира и регулира тока на изхода, тогава ще се получи стабилизиран източник на ток.

Когато напрежението на R3 падне под 1,5 V, веригата действа като регулатор на напрежението. Веднага след като токът на натоварване се повиши до определено ниво, тогава спадът на напрежението през резистора R3 става по-голям и веригата действа като регулатор на тока.

Резисторът R8 се свързва съгласно веригата, когато напрежението стане по-високо от 16,5 V. Резисторът R3 задава тока. Отрицателната точка на тази верига е значителен спад на напрежението в съпротивлението за измерване на ток R3. Този проблем може да бъде решен чрез свързване на операционен усилвател за усилване на сигнала от R3.

Стабилизатори на ток за светодиоди

Направи товаустройството може да се използва независимо с помощта на микросхемата LM 317. За да направите това, остава само да изберете резистор. Препоръчително е да използвате следното захранване за стабилизатора:

Блок за принтер 32V.
Блок от лаптоп за 19 V.
Всяко захранване 12V.

Предимството на такова устройство е ниска цена, прост дизайн, повишена надеждност. Няма смисъл да сглобявате сложна схема сами, по-лесно е да я закупите.