Стабилизатор напряжения 12 вольт
Содержание
Напряжение постоянного тока для питания многих электрических устройств, гаджетов и электронных схем, требует стабилизации. Часто встречающиеся величины напряжений – 5, 9, 12 и 24 вольта. Наиболее востребованы преобразователи на 12 В. Питание генераторов, усилителей, светодиодных подсветок, зарядных устройств осуществляется именно этой величиной напряжения. Стабилизатор 12в является неотъемлемой частью схем блоков питания.
Стабилизаторы напряжения (СН)
Разновидности 12В стабилизаторов
Подобные устройства могут быть собраны на транзисторах или на интегральных микросхемах. Их задача – обеспечить значение номинального напряжения Uном в нужных пределах, несмотря на колебания входящих параметров. Наиболее популярны следующие схемы:
- линейная;
- импульсная.
Схема линейной стабилизации представляет собой простой делитель по напряжению. Его работа заключается в том, что при подаче на одно «плечо» Uвх, на другом «плече» изменяется сопротивление. Это поддерживает Uвых в заданных пределах.
Импульсная стабилизация контролируется ШИМ-контроллером. Он, управляя ключом, регулирует длительность токовых импульсов. Контроллер проводит сравнение величины опорного (заданного) напряжения с напряжением на выходе. Входное напряжение подаётся на ключ, который, открываясь и закрываясь, подаёт полученные импульсы через фильтр (ёмкость или дроссель) на нагрузку.
Классический стабилизатор
Такое устройство имеет в своём составе: трансформатор, выпрямитель, фильтры и узел стабилизации. Стабилизация обычно осуществляется при помощи стабилитронов и транзисторов.
Основную работу выполняет стабилитрон. Это своеобразный диод, который подключается в схему в обратной полярности. Рабочий режим у него – режим пробоя. Принцип работы классического СН:
- при подаче на стабилитрон Uвх < 12 В элемент находится в закрытом состоянии;
- при поступлении на элемент Uвх > 12 В он открывается и удерживает заявленное напряжение постоянным.
Схема классического линейного СН
Интегральный стабилизатор
Все элементы конструкции таких устройств располагаются на кристалле из кремния, сборка заключена в корпусе интегральной микросхемы (ИМС). Они собраны на базе двух типов ИМС: полупроводниковых и гибридно-плёночных. У первых компоненты твердотельные, у вторых – изготовлены из плёнок.
Схема СН на ИМС
Целесообразность использования LT 1083/84/85
В схеме стабилизатора напряжения на 12 вольт может быть разная ИМС. В зависимости от серии микросхемы, условия для её работы разнятся. Микросборки серии LT 1083/84/85 можно применять для изготовления стабилизатора на такое напряжение.
Конструкторы для радиолюбителей, поставляемые из Китая, предлагают самостоятельно собрать схему простого блока питания на подобной платформе стабилизаторов.
Схема БП на LT 1083
Стабилизатор, входящий в данную схему, выдаёт на выходе ток до 7,4 А. Резистор R2, позволяющий изменять величину выходного напряжения, можно заменить постоянным, подобрав его значение так, чтобы U на выходе было равно 12 В. Диоды подбираются на напряжение не менее 50 В и ток не менее 12 А.
Простой СН, сделанный своими руками
Стабилизатор напряжения 12 вольт для светодиодов, подсветок автомобильных бортовых систем быстро и удобно выполнять, используя для этого микросхемы: LM317, LD1084, L7812, КРЕН 8Б и им подобные устройства. Несколько диодов, сопротивление и сама микросхема – вот составляющие такого СН.
Стабилизатор на LM317
В зависимости от варианта изготовления корпуса LM317 подбирают расположение деталей на плате.
LM317 с креплением на теплоотвод
Изготовление стабилизатора сводится к следующему:
- к выходу (Vout) припаивают сопротивление с номинальным значением 130 Ом;
- к контакту входа (Vin) присоединяют провод, подающий напряжение для стабилизации;
- регулировочный вход (Adj) подключают ко второму выводу резистора.
При подключении в качестве нагрузки светодиодных фонарей, лент и т.д. радиатор не требуется. Сборка занимает 15-20 минут при минимуме деталей. Используя несложную формулу, можно рассчитывать величину сопротивления R для получения определённой величины допустимого тока нагрузки.
Схема СН на LM317
Схема на микросхеме LD1084
Поддержанию напряжения 12 В неизменным для устройств светодиодной иллюминации, подключённой к бортовой сети автомобиля, поможет применение данной микросборки.
Даташит LD1084
Здесь для сборки самодельного СН в цепь обвязки микросхемы включаются:
- два электролитических конденсатора по 10 мкФ * 25 В;
- резисторы: 1 кОм (2 шт.), 120 Ом, 4,7 кОм (можно постоянный);
- диодный мост RS407.
Устройство собирается следующим образом:
- напряжение, снимаемое с диодного моста выпрямителя, подаётся на вход LD1084;
- на контакт, управляющий режимом стабилизации (Adj), присоединяют эмиттер транзистора КТ818, база которого соединена через два одноколонных сопротивления с цепями питания света фар (ближнего и дальнего);
- выходная цепь микросхемы соединена с резисторами R1 и R2, а также с конденсатором.
СН для бортовой сети
Стабилизатор на диодах и сборке L7812
Подобная микросхема в связке с диодом и конденсаторами может снабжать светодиоды стабильным напряжением 12 В.
Схема построена по ниже изложенному принципу:
- диод Шоттки 1N401 пропускает через себя ток от плюсовой клеммы аккумулятора и подаёт его на вход микросхемы. При этом «+» электролита (конденсатора на 330 мкФ) также соединён с катодом диода;
- на выход L7812 присоединяют цепь нагрузки и «+» конденсатора ёмкостью 100 мкФ;
- все минусовые клеммы (от аккумулятора и обоих электролитических конденсаторов) соединяются с управляющим входом микросхемы.
Электролитические конденсаторы подбирают на напряжение не ниже 25 В.
Схема стабилизатора 12 В на ИМС L7812
Самый простой стабилизатор – плата КРЕН
Схемы с использованием крен довольно популярны. Так называют ИМС, в маркировку которых входят сочетания букв КР и ЕН. Это мощные СН, позволяющие выдавать на нагрузку ток до 1,5 А. Они имеют на выходе стабильные 12 В при подаче на вход напряжения до 35 В.
Схема с использованием этой микросхемы собирается так:
- напряжение с плюсовой клеммы АКБ (аккумуляторной батареи) на вход крен подаётся через диод 1N4007, он защищает цепь аккумулятора от обратных напряжений;
- минусовая клемма АКБ соединяется с управляющим электродом КРЕН;
- напряжение с выхода подаётся на нагрузку.
При необходимости микросхему прикручивают к радиатору.
КР142ЕН8Б, схема подключения
Сборка своими руками стабилизаторов напряжения на 12 В с использованием схем линейных и интегральных СН не составляет особого труда. При этом необходимо следить за температурой нагрева корпуса элементов и при Т0С выше допустимой устанавливать их на теплоотводы (радиаторы).
