Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения?

Почему греется стабилизатор напряжения?


Стабилизатор напряжения — это прибор, основной частью которого является трансформатор. При работе любой трансформатор выделяет тепло. Однако, сильно греться стабилизатор напряжения не должен. Более того, существенный перегрев для стабилизатора может быть опасен, он может привести к поломке прибора и даже возгоранию.


Внешняя часть стабилизатора напряжения не должна существенно нагреваться, это нарушает требование пожарной безопасности. Внутренние комплектующие могут нагреваться до 70—80 градусов. Хорошо спроектированный стабилизатор напряжения не должен допускать перегрева и внутренних комплектующих, так как это приводит к их быстрому износу и поломке.


На практике многие китайские стабилизаторы напряжения сильно греются. Происходит это по двум причинам. Вот первая причина. Китайские производители просто экономят на комплектующих, устанавливают менее мощные элементы, что и приводит к дополнительному нагреву. Вторая причина лежит в области технического регулирования. В Китае нет ГОСТов или других стандартов, которые ограничивают температуру элементов бытовой техники. Нельзя сказать, что они нарушают требования обязательных стандартов, у них просто нет таких регуляторов.


Причиной нагревания стабилизатора сетевого напряжения может быть перегрузка, то есть к стабилизатору подключена нагрузка больше номинальной мощности стабилизатора.


Еще одной причиной может быть указание производителем стабилизатора напряжения завышенного значения мощности стабилизатора. Как правило, китайские производители (а также Российские и Прибалтийские, которые имеют только название торговой марки, а производятся стабилизаторы в Китае), завышают этот показатель в два раза. При низких значениях напряжения эти стабилизаторы выдают мощность значительно ниже номинальной.


Стабилизатор напряжения может перегреваться в случае нарушения процесса охлаждения стабилизатора.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Это может быть поломка вентилятора охлаждения или закрытие мусором вентиляционных каналов и радиаторов охлаждения.


Если описанные выше причины не являются причиной перегрева стабилизатора напряжения, то такой прибор обязательно нужно отправить в ремонт. Использование испорченного стабилизатора сетевого напряжения опасно.


Подробные ответы вы можете найти в следующих статьях.


Чем опасны дешевые китайские стабилизаторы сетевого напряжения
Сравнение реальных мощностей стабилизаторов напряжения разных марок
Сравнение стабилизаторов напряжения Ресанта, APC, Voltron, Калибри, Teplocom

Может ли стабилизатор «ЭКОНОМИТЬ»


Может ли реально стабилизатор дать экономию электрической энергии?
Вопрос на первый взгляд простой. Ответ напрашивается сам — «конечно нет», ведь закон сохранения энергии никто не отменял. Но давайте попробуем разобраться внимательней.

Стабилизатор напряжения — прибор, предназначенный для стабилизации напряжения электрической сети.
Изучаем вопрос на основе «школьной» физике.
Рассмотрим  различные ситуации с напряжением в сети.
Допустим в сети — ровно 220 Вольт. В этом случае стабилизатор работает как трансформатор с коэффициентом трансформации «единица». Но стабилизатор — прибор не идеальный, он имеет  внутреннее сопротивление, а значит имеет небольшие потери энергии на выделяемое тепло.
      Вывод: в случае нормального входного напряжения  использование стабилизатора приводит к потери электроэнергии, дать экономию он не может.
Рассмотрим вариант, когда в сети пониженное напряжение, к примеру 190 Вольт. Мы включаем стабилизатор. И о чудо — на выходе 220 Вольт.  Получили 190 Вольт, сделали 220 Вольт, все приборы в доме работают хорошо. Холодильник работает хорошо, чайник быстро греет воду. И все работает от 190 Вольт.  Возможно мы получили экономию электричества?  К сожалению нет.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Для питания необходимой нагрузки стабилизатор использует большую силу тока на входе, работает закон сохранения энергии. Сила тока на входе будет больше номинальной мощности питаемых приборов пропорционально падению напряжения внешней сети. Сам стабилизатор будет так же потреблять небольшую часть энергии.
      Вывод: в случае пониженного напряжения использование стабилизатора приводит к потери электроэнергии, дать экономию он не может.
Рассмотрим вариант, когда в сети повышенное напряжение, к примеру 250 Вольт. Мы включаем стабилизатор. На выходе прибора теперь 220 вольт. Все приборы в доме работают хорошо. Холодильник работает хорошо, чайник быстро греет воду. Но теперь все работает от 250 Вольт.  Возможно мы получили большой перерасход электричества? К счастью, нет. Для питания необходимой нагрузки стабилизатор использует меньшую силу тока на входе, работает закон сохранения энергии .  Сила тока на входе будет меньше номинальной мощности питаемых приборов пропорционально повышению напряжения внешней сети. Однако сам стабилизатор будет так же потреблять небольшую часть энергии.
      Вывод: в случае повышенного напряжения использование стабилизатора приводит к потери электроэнергии, дать экономию он не может.
Мы рассмотрели все возможные случае значения напряжения в сети и пришли к выводу, что с точки зрения школьного курса физики экономии энергии быть не может, а значит экономии нет. То есть стабилизатор напряжения не может экономить электроэнергию.
Можно было бы закончить на этом свою статью, но я постараюсь изучить вопрос глубже.
Изучаем вопрос на основе «не школьной» физике.
Ясно, что стабилизатор не может дать больше электроэнергии, чем получает на входе. Оспаривать действие закона сохранения энергии я не буду.
Однако, на мой взгляд использование стабилизатора напряжения реально дает экономию электроэнергии. И вот почему.
Все дело в эффективности работы самих потребителей. Все электрические приборы проектируются для использования при нормальных значениях параметров тока.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? И именно при нормальном напряжении они имеют максимальный КПД (коэффициент полезного действия).  При пониженном или повышенном напряжении КПД будет снижаться. А значит больше энергии пойдет на освещение, нагревание, охлаждение и другие виды работ.
Рассмотрим конкретные примеры.
Освещение. Все наблюдали, что при пониженном напряжении лампочки накаливания  светя очень тускло. При напряжении в 180 Вольт яркость свечения лампы падает в два раза. Значит для освещения комнаты нужно будет включить еще одну лампу. При этом энергия конечно не пропадает, просто большая часть ее уйдет в выработку тепла.
Использование стабилизатора в этом случае дает реальную экономию электроэнергии на освещение.
Холодильник. При пониженном напряжении холодильник работает плохо, часто запускает компрессор, долго его не выключает. При очень низком напряжении может часто отключаться, так и не набрав «холода». При пониженном напряжении плохо работает электродвигатель компрессора. Как следствие давление хладагента не достаточно для эффективной теплоотдачи. Напряжение падает на 20 %, а компрессор вынужден работать в два раза дольше.  
Использование стабилизатора в этом случае дает реальную экономию электроэнергии на охлаждение.
Чайник. Более простого устройства не найти. Но и чайник не любит пониженного напряжения. Хотя нет. Чайники в принципе «все ровно». Мы не любим, когда вода в чайнике греется пол часа, или вовсе не нагревается до нужной температуры. Пропадает ли здесь электроэнергия? Конечно нет.  Просто при медленном нагреве чайник успевает отдать больше тепла окружающей среде. То есть чайник работает и как тепловой радиатор.
Использование стабилизатора в этом случае дает реальную экономию электроэнергии на нагревание.
Вибрационный насос.  Повышенное напряжение приведет к тому, что с большей силой якорь магнита будет ударяться о корпус насоса. Да звук работы насоса станет громче, но будет ли он качать больше воды. Нет, частота работы будет та же, и объем поршня то же не вырастет.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? КПД насоса в этом случае упадет. При пониженном напряжении насос будет работать менее эффективно, возможно упадет производительность (вплоть до полной остановки). При пониженном напряжении увеличиться сила тока в обмотках электромагнита насоса, что приведет к его перегреву.

Использование стабилизатора в этом случае дает реальную экономию электроэнергии на прокачку воды.
Итак. Подведем общий итог рассуждений.
Может ли стабилизатор напряжения экономить электричество? Делаем вывод на основе «школьной» и «не школьной» физики.
С точки зрения простой физики стабилизатор не может дать экономию потребляемой электроэнергии. И это так.
Но с точки зрения необходимости выполнить полезную работу, использование стабилизатора напряжения может дать экономию электроэнергии, необходимой для выполнения единицы работы. Так в этом случае стабилизатор напряжения приводит к сокращению потерь питаемых электрических приборов.
Закончить статью хотелось бы эпизодом из мультфильма. «Холодильник, который мы на прокат берем, он наш или государственный? Холодильник — государственный. А холод, который он дает? А холод — наш, мы его ради холода и берем!»
Вот и с электроэнергией — так же.  Для нас важнее сколько энергии пойдет на производство холода, а не сколько энергии потребит всего холодильник. Если в итоге на выработку единицы холода электроэнергии пошло меньше, значит стабилизатор напряжения может экономить электричество.
Найти надежные стабилизаторы напряжения, которые способны эффективно нормализовать параметры тока, а значит экономить электроэнергию, вы можете в разделе «Стабилизаторы напряжения»

ᐅ Wester STB-1500R отзывы — 86 честных отзыва покупателей о стабилизаторе напряжения Wester STB-1500R

Самые выгодные предложения по Wester STB-1500R

 


Леонид Савалов, 26.04.2019

Достоинства:
Отлично выравнивает напряжение.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения?

Недостатки:
Пока не нашел

Комментарий:
Подключил и забыл. Своих денег стоит. Работает бесшумно. Не греется. Компактный. С сильными перепадами напряжения справляется. Советую.


Геннадий, 25.03.2019

Достоинства:
 Добрый день, друзья! Наступает весна и уже планирую выбираться с работой на дачу. В прошлом году скачки местного напряжения дали свои плоды на технике, поэтому решил обезопасить свой компьютер и решил купить стабилизатор. У коллеги по работе уже была такая модель, отзывы только положительные. Так что не мудрил и взял такой же. Так же плюс что есть 3 розетки, можно подключить еще что то.


александр автаев, 23.03.2019

Достоинства:
Недорогой и простой пылесос. Отлично подойдет для перевозки в багажнике и быстрой уборке в салоне авто. Я приобрела его недавно, так как двое детей на заднем сиденье постоянно крошат, пачкают и вообще мусорят))), а заезжать каждый раз на мойку, накладно.
Теперь делаю быструю уборку салона практически три раза в неделю. Осенью песок и пыль очень хорошо собирает. В комплекте несколько насадок, пользуюсь правда не всеми. Шнур довольно длинный. Хороший пылесос, тем более за свою мизерную цену.


Ольхович, 17.03.2019

Достоинства:
Понравился тем, что 4 розетки и активная мощность на 1.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? 2кВт. Для холодильника, телека, ноута хватает вполне. Когда плитку или чайник подключаю, то убираю ноут и телек. Нагрузку держит отлично, даже не греется.

Комментарий:
Пользуюсь несколько месяцев, пока устраивает.


Александр Мастренко, 21.02.2019

Достоинства:
Хорошо выравнивает напряжение,доступный ценник

Недостатки:
не очень качественный пластик

Комментарий:
Подключить вообще нет проблем, любой сможет. Подключен к нему у меня комп игровой (достаточно дорогой). Теперь стабилизатор отвечает за его безопасность.
На современном рынке оказалась для меня самая подходящая модель по критериям характеристики/качество/цена. Берите и не заморачивайтесь.


Денис, 13.02.2019

Достоинства:
Нужно было стабилизировать напряжение для электрокотла. У него очень чувствительная электроника к скачкам напряжения. Выбирал долго, сосед посоветовал wester. Продавцы подобрали нужную модель по мощности. Работает нормально, звуки которые издавала электроника исчезли. На экране стабилизатора высвечивается входное и стабилизированое напряжение. Есть четыре розетки, но мне они не пригодились. За свои деньги отличный вариант!


Михаил Аверьянов, 29.01.2019

Достоинства:
Тихий, маленький и при этом сразу на 4 розетки.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Со стабилизацией справляется хорошо, теперь постоянные колебания в поселке, где домик стоит,нас не касаются. С учетом ценника получил от него максимально возможную на мой взгляд отдачу.


Игорь Лазаренков, 25.01.2019

Достоинства:
Недорогой, работает стабильно, розеток много.По габаритам достаточно компактный вариант. Удобно, что есть индикация. При скачках за все время работы ни разу не подвел. Щелкает на мой слух негромко.

Комментарий:
Запах пластика выветривался долго, но для меня это не проблема в общем-то.


GRAF-PAPCOV ПАПЦОВ, 17.01.2019

Достоинства:
Цена.

Недостатки:
Корпус «сыроват»

Комментарий:
Не так давно его купил, но вроде как все нормально. Подумываю еще на дачу такой поставить, но пока не буду спешить, подожду месяцок, как дальше себя проявит, если не будет проблем возьму еще один. Немного напрягает иногда, когда он щелкает, а так в целом если брать, то все в порядке. В принципе, могу порекомендовать.


Алексей Пушков, 11.01.2019

Достоинства:
Нормальный компактный стабик, четырех розеток и мощности хватает,чтобы дачную технику подстраховать, Ровняет нормально, ни одного косяка с момента покупки не вылезло. В общем удачный вариант по цене и параметрам, плюс выглядит нормально и щелкает негромко, прошлые мои релешки громче были.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения?


Саша, 28.12.2018

Достоинства:
Работает как надо. Надежно защищает от перепадов и просадок. На выходе держит заявленное напряжение.


Гость, 25.12.2018

Недостатки:
Их просто нет

Комментарий:
Нормальный стабилизатор на 4 розетки. Очень удобно подключать на даче технику. У нас кухня совмещена в доме с комнатой и телек, холодильник, плитка, ноут подключены к стабу напрямую. Работает он тихо, не греется, нагрузку держит отлично


Egor, 25.12.2018

Достоинства:
Защищен от повышенного напряжения.

Недостатки:
Ничего не нахожу.

Комментарий:
Брал для дачи, напряжение скачет там у нас не поймешь как, уже один холодильник сгорел. Со стабилизатором стало ровнее, за технику спокоен.


Перегудов, 19.12.2018

Достоинства:
Несколько месяцев находится у меня в пользовании — все устраивает. Есть 4 розетки, я подключил на даче сразу холодильник, телек, ноут и зарядку для телефона.

Недостатки:
пока никаких

Комментарий:
Для плитки покупал отдельный стаб той же фирмы.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Покупками доволен, нареканий никаких нет.


Василий Хализов, 16.12.2018

Достоинства:
Посоветовать могу – 4 розетки, небольшой размер, хорошая точность стабилизации, обошелся недорого.

Недостатки:
Нет.

Комментарий:
Стабилизатор у меня уже полгода – лампочки перестали перегорать, как и шнуры пыхтеть, не боюсь заряжать телефон (раньше зарядки летели часто). Хорошая вещь, не пожалеете, если возьмете сто процентов.


Гена Заманоцов, 23.11.2018

Достоинства:
цена, простота подключения, неприхотливость

Недостатки:
шум как и от всех релейных стабилизаторов

Комментарий:
купил в вагончик, запитал комп и маленький холодильник, пока все работает стабильно, стабик иногда щелкает, на данный момент претензий нет


максим овсянников, 18.11.2018

Достоинства:
Купил стабилизатор из-за его небольшой цены, компактности и хороших характеристик. Брал на дачу для плиты, холодильника и микроволновки. Пока все отлично работает.

Недостатки:
никаких

Комментарий:
Сперва немного пластиком пах, чем меня напрягал, потом запах выветрился.


Юрий Живолуп, 14.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? 11.2018

Достоинства:
4 розетки, отличная точность стабилизации, как поставил – перепадов напряжения нет, ничего не горит (раньше подзарядки сгорали частенько), удобно управлять, ну и заявленные характеристики производителем выдает на все сто. Я доволен покупкой именно этого стабилизатора, т.к. просматривал другие варианты, видел и дороже, а по характеристикам 1 в 1, переплачивать за название производителя не имеет смысла.


Игорь Кичатов, 12.11.2018

Недостатки:
Недостатков нет.

Комментарий:
Стабилизатор подходит мне по мощности. Неприхотлив ко входному напряжению. Не знаю как насчет 140 Вольт по паспорту, так низко у нас не проседает. а вот со 160 вытягивал на нормальное. Щелкает негромко, нормальный релейник. С ним спокоен за дорогую технику, а раньше волновался по поводу скачков напряжения.


ш т, 09.11.2018

Достоинства:
Отличный стабилизатор для бытового использования.Лично я применяю питания телевизора, напряжение частенько скачет особенно на выходных.

Комментарий:
На моем опыте, все работает безупречно,бесшумно, стабильно и надежно. Никаких нареканий, со своей работой справляется.


Алексей Самедов, 24.10.2018

Достоинства:
Работает стабильно, ни разу после установки скачков не наблюдал.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Не шумит, не греется. 4 розетки на все хватает. Цена невысокая.

Комментарий:
Стабик на гарантии,что тоже в плюс,причем она дольше,чем у всего что в него воткнуто вместе взятого))


Артем Майер, 23.10.2018

Достоинства:
предоставляет надежную защиту от перегрузок, защищает оборудование от скачков и проседания тока, + гарантия на 60 месяцев

Недостатки:
не рекомендуется подключение осветительных приборов т.к начинает мерцание

Комментарий:
Немецкий стабилизатор с бюджетной ценой приобрел сей прибор для офиса, часто у нас перебои со светом. К этому стабилизатора смело можно подключить комп, монитор и принтер + еще подключаю к нему радиотелефон, удобно что есть 4 розетки (в самый раз). Идеальный вариант как для дачи так и для офиса.


Александр Зимин, 16.10.2018

Достоинства:
Взял себе стабилизатор на дачу. Работаю им уже почти год, замечаний и претензий нет.

Недостатки:
замечаний и претензий нет.

Комментарий:
В общем пользуюсь по мере необходимости- никаких проблем не выплывало, все достаточно просто и удобно с ним, и отдельный плюс, что стоимость его невысокая.


васильев евгений, 11.10.2018

Комментарий:
Решил разориться на стабилизатор.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Стабилизатор отлично выполняет свои функции. Пользуюсь в гараже, мелкие работы делаю и т.д., ну там. Этот малыш отлично помогает в быту.


Игорь Богатов, 08.10.2018

Достоинства:
Со скачками напряжения на даче справляется без вопросов, подключен к нему комп, холодильник и телевизор, нагрузку держит отлично.

Недостатки:
Без поломок и сбоев в работе.

Комментарий:
Четырех розеток вполне достаточно, работает исправно все лето.


Нестерович Дмитрий, 29.09.2018

Достоинства:
Недорогой, качественный и надежный стабилизатор. Нормально выполняет свои функции, от перегрузок сети спасает более чем, как и от замыкания. Я доволен тем, что его купил.

Комментарий:
Обошелся недорого, польза весома и ощутима. Чего уж, нормальная вещь за небольшие деньги.


Иван Царь, 24.09.2018

Достоинства:
уберегает мою технику от постоянных перебоев электричества на даче. Рекомендую стабилизатор. ОТЛИЧНЫЙ!


Семен, 22.09.2018

Недостатки:
Пользуюсь не так давно, нареканий пока нет

Комментарий:
Стаб куплен для телевизора, кинотеатра и приставки + телефонная зарядка постоянно в нем.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? При перепадах напряжения не отключается, справляется отлично, даже небольшие щелчки слышно от него.


павел пенской, 19.09.2018

Достоинства:
Качественный и надежный стабилизатор.

Недостатки:
Недостатков я пока не заметил.

Комментарий:
Работает просто отлично, обошелся недорого. Ни разу не пожалел о том, что купил именно эту модель, поэтому могу советовать. Со стабилизатором перебоев с электричеством никаких нет.


Чурин, 24.08.2018

Достоинства:
Стабилизатор компактный, надежный и простой. При работе не греется, со своими обязанностями справляется.

Комментарий:
Покупал для техники в квартиру. Телек, кинотеатр, приставка детям через него работают. Нареканий никаких.

Типовые проблемы с электроникой (1)

Вопросы вроде ‘дисплей загорается только при подключении по USB’ и ‘почему не греет стол’, пожалуй, так же часты, как и ‘помогите выбрать из двух зол’ и ‘почему не печатает’. Надо один раз это дело подробно описать, чтобы потом однострочно ссылаться.

Получили ответ от тех. поддержки китайской компании Huawei, одна из строк — ‘Китайское электричество до конца не изучено…’

На самом деле, нет. В нашем случае — изучено достаточно неплохо. В моем личном косячном хит-параде на пальме первенства сидит линейный стабилизатор AMS1117-5.0.

Сгоревший стабилизатор на Arduino

Проблема характерна для бюджетного и чрезвычайно распространенного варианта электроники — Arduino Mega + RAMPS.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Причина — предельный режим работы цепи питания Arduino. Дело в том, что эта цепь рассчитана на то, чтобы ‘кормить’ сам чип ATmega 2560, мост USB UART и оставить немного запаса на простенькую периферию. Светодиодами помигать, например. А в ходе развития репрапостроения получилось неприятное. От Arduino питается вся низковольтная часть электроники принтера. В том числе дисплей, кардридер, и еще ‘по копеечке’ набегает — у кого-то светодиоды на концевых выключателей, у кого-то активный датчик автоуровня. А теперь, немного цифр. Основной источник питания принтера выдает 12 вольт. ATmega и ее прихлебатели — пятивольтовые.

Папа работает трансформатором. Получает 220, отдает 127, а на остальные гудит.

Аксакалы помнят, зачем 127. Но тут у нас другая ситуация. Линейный стабилизатор AMS1117-5.0 получает 12 вольт, выдает 5. А на семь вольт он не гудит, а греется. И при навешивании на него все большего количества потребителей, он, вроде, должен справляться — до превышения допустимого тока еще далеко. Только тут надо смотреть на рассеиваемую мощность. А она, когда требуется уронить 7В, очень серьезна. И да, и перегрев, и выход из строя. Кстати, нередко бедный стабилизатор быстро, решительно уничтожают, пытаясь решить другую проблему, описанную ниже. Когда увеличивают выходное напряжение блока питания. Логично, ведь при этом ему нужно ‘погудеть’ еще на большее напряжение, и он не справляется.

Симптомы выхода из строя стабилизатора очень просты. При включении питания дисплей принтера не подает признаков жизни. Что-то начинает рисовать только при подключении по USB. Почему так? Да потому что на Arduino Mega есть цепь, которая при наличии питания от USB переключается на него. Иначе мы бы ничего не смогли сделать с голой ‘ардуиной’, подключенной к компьютеру.

Что делать? Возможны варианты.

То, что обведено — это другая история. Сейчас важен приклеенный на двухсторонний скотч зеленый преобразователь.

  • Просто заменить AMS1117-5.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? 0. Чтобы аккуратно удалить это дело с платы, понадобится либо термовоздушная паяльная станция, либо хорошие кусачки и мощный паяльник (откусываем ноги, прогреваем корпусной вывод, удаляем, ликвидируем остатки выводов). Неоднократно слышал о том, что простая замена стабилизатора помогает, объяснить это могу разве что тем, что китайцы ставят на свои ‘меги’ какую-то галимую отбраковку.
  • Заменить AMS1117-5.0 на дубовый LM7805 (КР142ЕН5А). Удалить AMS как в п.1, подпаять провода, а к ним — уже ‘кренку’, для большего спокойствия установленную на радиатор (обращаем внимание на то, что цоколевка (порядок выводов) у 7805 другой). Поскольку 7805 в более брутальном корпусе TO-220, она способна ‘погудеть’ на большее количество ватт по сравнению с 1117.
  • Использовать внешний пятивольтовый источник. Для этого на RAMPS удаляется диод D1 (через который идет основное питание с RAMPS на ‘мегу’;), и к любой ненужной паре контактов VCC-GND (скажем, колодка для серводвигателей) подцепляется 5В ‘откуда-то’. Это может быть зарядка для мобильника с USB-выходом. Или DC-DС преобразователь. В общем, на откуп фантазии пользователя.
  • Заменить Arduino Mega на аналог с модифицированной цепью питания. Такие встречаются, хоть и нечасто, и стоят не очень гуманно. Можно нагуглить как Taurino Power, например.
  • Выкинуть весь бутерброд Arduino+RAMPS и использовать ‘моноблочную’ плату, на которой пятивольтовое питание реализовано через стабилизатор 7805 или DC-DC преобразователь. Каноничный пример — MKS Gen (или ее оптимизированная и удешевленная версия, MKS Gen-L),

Импульсный понижающий (DC-DC Step-down) преобразователь.

Интегрированный преобразователь на MKS Gen.

Редкий клон Arduino Mega с нормальным питанием.

Светит, но не греет

— Отдам даром микроволновку крутится, но не греет, выглядит хорошо. Пишите в ЛС.

— Т.е. курица не разогреется, но накатается вдоволь?

Теперь — ко второй вечной проблеме бюджетного репрапа.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Называется ‘не греется стол’. Как правило, возникает при желании попечатать ABS, то есть, прогреть стол хотя бы до 90 градусов. И начинается веселье. Распространенный вариант — когда температура набирается невменяемо долго (100 градусов — более 15 минут). Диагностировать нужно с помощью мультиметра (тестера, ‘цешки’, кому как).

  • Измеряем напряжение на клеммах блока питания. При выключенном нагреве стола и при включенном. Если есть заметная разница в единицы вольт (скажем, 12В и 10В), выкидывайте этот блок в помойку (или отложите, вдруг пригодится для менее привередливых потребителей).
  • Измеряем напряжение непосредственно на столе. Если, опять же, есть серьезная разница, выкидываем. На этот раз — провода. ‘Правило большого пальца’ (Rule of thumb) — провода на стол должны иметь сечение 2.5 квадратных миллиметра. И да, если у вас стол коммутируется через основную плату (RAMPS, например), провода от БП до нее должны быть соответствующими.
  • Если на БП и на столе напряжение одинаковое (ну, с разницей до 0.5В), и при этом нагрев идет еле-еле, выкидываем. Теперь — стол. Если у вас более-менее вменяемый мультиметр, попробуйте померять сопротивление стола. Отключенного от платы. Точнее, сначала закоротите щупы, запомните циферки. А потом уже сопротивление стола. Реальное значение — второе измерение минус первое. Для 12-вольтового стола норма — порядка 1.2 Ом. Если там порядка 2 Ом (повторяюсь, нужно быть уверенным в качестве мультиметра), то это печаль и брак. Раскочегарить такой стол можно, но для этого придется поднимать напряжение блока питания (если на нем есть сответствующая ‘крутилка’;). Увеличение напряжения до 13.5-15В обычно помогает, но если у вас типовой бутерброд Arduino+RAMPS, это прямой путь к уничтожению стабилизатора, о чем написано выше.
  • А еще бывает идиотизм. Например, плохо припаянные провода. Или плохо зажатые концы в клеммах. Или плохо пропаянные клеммы. Тут все просто, где плохо — там греется и горит. В буквальном смыслее.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Отдельного смачного пинка заслуживают изобретатели новомодных столов с разъемами (шесть штырьков, два средних — термистор, слева два плюса, справа — минусы). Уже не раз видел картину: плюс и минус заведены в разъеме на один штырек (не на пару), разъем оплавлен. Потому что ну ни разу один пин не рассчитан на 10 ампер. Решение — выкидывать. Пины со стола, подпаивать туда нормальный провод. Если у вас принтер с Y- столом (‘прюша’, дрыгостол), то нужно будет озаботиться фиксацией провода, чтобы он не переламывался в месте, близком к точке пайки.

Еще один трехногий

Мосфет — это тип транзистора. Транзистор — это такая деталь с тремя ногами, если за одну дернуть, то он начинает через две оставшиеся пропускать ток. Совсем на пальцах. Но поскольку он не идеален, то току через эти две ноги создается определенное сопротивление. Измеряется оно единицами и десятками миллиом. И при относительно большом сопротивлении мосфет, коммутирующий стол, гудит. Ну, то есть, греется. Вплоть до самоотпаивания от платы. Тут опять большой привет разработчикам RAMPS, они туда поставили далеко не лучший вариант, хоть и дешевый. Радостные китайцы под копирку шпарят. А потом начинается колхоз с выносом мосфета на проводах, присобачиванием к нему радиаторов. Варианты тут тоже есть…

Вот эта зараза.

  • Заменить мосфет сразу. Например, на IRL2203. Да, просто выкинуть (который раз это слово уже употребляется?) STP55NF06L и заменить.
  • Использовать для коммутации стола твердотельное реле постоянного тока (тип DD). Выбирайте ‘низковольтное’, с напряжением коммутации до 60В. Те, которые коммутируют большее напряжение, могут быть основаны на мосфете с относительно высоким сопротивлением, в итоге, греться будут как кипятильник.
  • Использовать для коммутации стола электромагнитное автомобильное реле. Не забыть его снабдить диодом во встречном включении (катод к плюсу обмотки, анод к минусу). Щелкает, да и контакты могут подгорать.
  • Заменить хлам на плату с нормальными мосфетами.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения?
  • Использовать силиконовую 220-вольтовую грелку. Все хорошо и красиво, твердотельные реле переменного тока (DA) холодные и эффективные, но в полный рост встает вопрос электробезопасности. Убиться можно немного.

Я не представляю, в каком состоянии был гуманоид, придумавший ЭТО.

Винтовой хлам

Даже хорошие провода, плохо зажатые в плохие винтовые клеммы — это беда. Там получается ‘узкое место’, разогрев и оплавление с пиротехническими эффектами. Провода надо либо плотно скручивать и облуживать, либо упаковывать в наконечники НШВИ, обжатые обжимкой, а не плоскогубцами. Или же выпаивать клеммы и подпаивать провода напрямую, но это чревато отрывом дорожек при неудачных телодвижениях. Опять же, можно вынести силовую часть на твердотельное реле, там винтовые зажимы куда более сообразные.

В следующий раз — продолжу. Например, про оторванные провода от шаговых двигателей.

Питание для Arduino, востанавливаем ардуино

МикроконтроллерATmega328
Рабочее напряжение
Входное напряжение (рекомендуемое)7-12 В
Входное напряжение (предельное)
Постоянный ток через вход/выход

 Под рабочим напряжением имеется в виду рабочее напряжение микроконтроллера. Данный микроконтроллер может работать с напряжением от 1,8 до 5 вольт(1.8 — 5.5V for ATmega328P — datasheet). Отсюда уже можно понять что пониженное напряжение для него не страшно, это только может сказаться на работе подключенных датчиков и серийном порте. Но превышение 5.5 вольт является очень критичным, как только напряжение превысит этот показатель то микроконтроллер(далее МК) сгорит. Так же в оригинальных ардуино или копиях оригинала для связи МК с компьютером есть еще одна МК Atmega16u2, данная микросхема отвечает за прошивку основной МК atmega328 и связи ее с компьютером(по сути она преобразует сигнал последовательного порта rs-232 ttl в параллельный usb).Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? Для запуска atmega16u2 необходимо больше напряжение, минимальное напряжение 2.7В (Operating Voltages – 2.7 — 5.5V — datasheet).

 В arduino предусмотрено подключение питания 3-мя различными способами:

  1. Питание от USB компьютера или другого устройства
  2. Через разъем для питания
  3. Разъемы GND и Vin на плате

 Напряжение от usb поступает напрямую на плату не через стабилизатор, так как в usb стабильное напряжение 5 вольт которое нам подходит. Напряжение в остальных двух случаях проходит через стабилизатор NCP1117ST50T3G который выдает на выходе 5 вольт. Перед стабилизатором в схеме предусмотрен диод D1(M7) он защищает от не правильной полярности. Контакт Vin тоже попадает на стабилизатор.   На схеме часть со стабилизатором и входом обозначена розовым цветом VOLTAGE REGULATOR SUBSYSTEM. Так как в данных платах предусмотрено напряжение 3,3 вольта после получение со стабилизатора 5 вольт или от usb напряжение попадает на второй стабилизатор LP2985-330BVR в результате чего оно понижается до 3,3 вольт (на схеме выделено голубым MULTIPLE INPUT MANAGEMENT SUBSYSTEM). Но и это еще не все, для защиты портов usb на плате предусмотрен предохранитель F1 (500мА) — защита от больших токов. На плате предусмотрено отключение питание usb при наличии достаточного напряжения на входе Vin или разъеме питания. Принцип действия заключается в том, что напряжение Vin попадает на делитель напряжения образованный резисторами RN1A и RN1B, после этого напряжение попадает на компаратор (микросхема LMV358IDGKR) на втором входе (-) 3,3 вольт. Выход компаратора управляет затвором p-канального MOSFET транзистора FDN340P, в случае если напряжение на входе больше 6,6 вольт на затвор попадает положительное напряжение и цепь USBVCC обрывается (отключается питание usb), а если меньше то питание usb идет дальше по схеме и попадает на «шину» +5 и стабилизатор 3,3 вольт. Для примера на входе 7 вольт, после делителя получилось 3,5 вольт и это больше чем 3,3 на втором входе компаратора, а значит на выходе компаратора и затворе транзистора положительное напряжение и как следствие цепь usb отключается.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения?

Поскольку со схемой питания мы разобрались, перейдем к неисправностям.

Неисправности и их решения

1. Нет питание от usb, плата не определяется компьютером

 Что делать если ваша плата перестала определяться?! Первым делом нужно проверить напряжение на микроконтроллере atmega16u2, именно она отвечает за загрузку скетча, определения платы и обеспечивает работу терминала. Отсутствие напряжение на микроконтроллере означает потерю связи компьютер-плата. Для начала нужно проверить поступает ли напряжение на плату, удобнее это сделать с обратной стороны. Для того что бы проверить входное напряжение на плате нужно подключить кабель к usb и замерить напряжение на выходах отмеченных на рисунке ниже.

 Если там напряжение около 5 вольт значит идем дальше, если нет проверяем кабель и устройство к которому подключаем. Для дальнейшей проверки мы будем пользоваться рисунком ниже.

  Поскольку напряжение поступает на плату дальше можно проверять все по цепи питания либо замерить напряжение на микроконтроллере atmega16u2 (на рисунке отмечен синим цветом). Мы будем проверять напряжение на микроконтроллере, это может иногда сэкономить время. Поскольку размеры atmega16u2 не большие мы будем замерять напряжение на контакте конденсатора C7 (отмечен красным, связан с плюсом питания микросхемы) и контакте конденсатора С9 (отмечен красным, связан с плюсом питания микросхемы). При отсутствии напряжения около 5 вольт, есть смысл проверить предохранитель F1 (на схеме рисунке отмечен коричневым цветом). При выходе из строя предохранителя нужно заменить на похожий для токов 500мА, либо запаять перемычку(небезопасно). Ну а если дело не в предохранителе берем схему и проверяем все по порядку.

 Если же напряжение atmega16u2 нормальное (около пяти вольт) то нужно смотреть в сторону контроллера и интерфейса usb, можно проверить входные сопротивления на рисунке отмечены фиолетовым цветом (должны быть номиналом 20ОМ). Если же сопротивления в порядке, следует проверить сам микроконтроллер  для это нужно подключить программатор к разъему программирования isp справа от микроконтроллера и попробовать считать с него данные.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? В случае успеха не стоит радоваться заранее, у микроконтроллера могут выгореть ножки подключенные к усб, но в целом он будет работать. Признаки не исправного микроконтроллера :

  • Сильно греется (за пару секунд нагревается до больших температур)
  • Возрастает энергопотребление
  • Возможно не все ноги микроконтроллера работают

 Так же есть небольшая вероятность выхода из строя кварцевого генератора (обведен на рисунке зеленым цветом), можно проверить его осциллографом. В случае неисправности atmega16u2 её необходимо заменить, но её крохотные размеры делают замену очень очень трудной. Можно работать если «жив» основной микроконтроллер atmega328p и без atmega16u2, прошивая атмегу 328-ую программатором через isp разъем, но если atmega16u2 греется то перегревом она может вывести из строя другие элементы.

На фото выпаянный микроконтроллер atmega16u2:

2. Нет питания микроконтроллера (5 Вольт)

 У вас подозрение что напряжение а микроконтроллере далеко не 5 вольт или его вовсе нет?! За напряжение 5 вольт от внешнего источника отвечает стабилизатор напряжения NCP1117ST50, при потере питания 5 вольт стоит проверить его. Причинами выхода из строя может быть несколько перегрев, превышение допустимых токов и т.д. Расположение и схема включение показана на рисунке ниже.

Для проверки напряжения на стабилизаторе нужно измерить напряжение между ногами GND(1) и Output(2), оно должно быть 5 вольт. При отсутствии или меньшем напряжении нужно проверить напряжение на входе, для этого нужно замерить напряжение на ногах GND(1)  и Input(3) оно должно быть примерно таким как источника питания. При отсутствии напряжения нужно проверить диод D1 (отмечен на рисунке ниже). При низком напряжении на выходе стоит так же проверить конденсаторы С1 и С2 которые расположены под разъемом питания.

 Если же конденсаторы в подряде и напряжение на входе нормальное, то следует заменить стабилизатор NCP1117ST50 (при отсутствии такого можно использовать AMS1117 5.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? 0 — применяется в китайских копиях Arduino UNO).

Замена стабилизатора

 Для замены стабилизатора без фена (паяльником) я откусываю кусачками три ноги как на рисунке ниже.

 Металлическое основание стабилизатора откусывать не надо (оно выполняет функцию теплоотвода), после того как мы ампутировали три ноги его достаточно хорошо прогреть паяльником и снять стабилизатор пинцетом.  Я пытался откусить основание и оторвал немного дорожку под ним, это не критично но с точки зрения эстетичности так себе. Осталось выпаять оставшиеся концы ног, после чего Вуаля:

 Запаиваем новый стабилизатор и радуемся работоспособности. Таким же методом и меняем стабилизатор (откусыванием ног) 3,3 вольт.

 3. Нет напряжения 3,3 вольта

 В вашей плате исчезло напряжение 3,3 вольта?! Это пожалуй самый простой сценарий и легко поправимый. За преобразования напряжения в 3,3 вольта отвечает маленькая микросхема LP2985-33DBVR, и с связан ней только один элемент конденсатор С3 1мкф. В случае отсутствия нужного напряжения есть смысл первым делом смотреть  в ее сторону. Нам нужно проверить напряжение на её входе и выходе.

 Для проверки входного напряжение мы должны проверить напряжение на ноге Vin(1) и GND(2), как на рисунке выше. В случае наличие напряжение там около 5 вольт мы будем проверять выходное напряжение, в противном случае нужно искать по схеме где «обрыв». Для проверки напряжения на выходе стабилизатора необходимо замерить напряжение между контактами Vout(5) и Gnd(2), при нормальной работе там будет 3,3 вольта. Так же особенностью данного стабилизатора является то что у нее есть контакт включения и выключения, те для работы нужно подать на 3-ю ногу высокий уровень сигнала, но в arduino ноги Vin и ON/OFF соединены между собой и на ней будет около 5 вольт при нормальной работе. При желании наличие напряжение на ноге можно замерить между 2 и 3 ногой. Если напряжение на входах присутствует, а на выходе стабилизатора его нет, то данный стабилизатор подлежит замене.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения?

Советы по продлению жизни Arduino.

  • Не стоит подключать сомнительные и не рабочие блоки питания (блок с прыгающим напряжении +-0,4 вольта сжег стабилизатор ), лучше выбирать стабилизированные блоки питания.
  • Не допускать замыкание контактов + и -.
  • Ну и хоть и предельное напряжение всегда высокое, но стоит учесть что чем выше разность входного напряжение и напряжения стабилизатора (+5 В) тем больше нагрев стабилизатора. А перегрев стабилизатора может вывести из строя другие элементы платы. Идеальное напряжение на входе будет 6,6-7,6 вольт. Можно использовать и 12 вольт и все будет работать, но если плата будет работать круглосуточно то я рекомендовал бы способ описанный ниже.

Для достижение этих показателей можно использовать стабилизатор между Arduino и источником питания, тем самым будет греться стабилизатор находящийся за пределами платы. В качестве токового стабилизатора я выбрал L7808CV, поскольку 6,6-7,6 вольт ничего не было пришлось брать на 8 вольт. Собрать можно хоть на макетке если не заворачиваться, схема следующая:

 Всем спасибо за внимание, надеюсь статья оказалась полезной.

Проблема стабилизатора напряжения 3.3В — APM Copter Team

Случается, что на плате APM разных версий, особенно касается клона с HobbyKing, сгорает стабилизатор напряжения 3.3В. В статье собрал материал, как проверить его работоспособность.

Ранее Алексей Козин писал в своем дневнике на RCDesign.ru заметку под названием «Китайский недоклон Ardupilot mega 2.5.? HKpilot и проблема трехвольтового стабилизатора». Первым делом рекомендую почитать данную заметку.

Перепечатка материала Алексея Козина:

По непроверенным данным, считайте слухам в серии китайских клонов ардупилота «HKPILOT» есть «баг»
я говорю о «серии» но не о том что все платы такие, потому что первую партию они выпустили как ардупилот, американцы сделали им замечание что ардупилот зарегистрированый ттоварный знак, и хотя схему и код использовать можно но товарный знак — нельзя.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения?

моему коллеге в руки попала одна из реализаций этой платы. в этом релизе производитель видимо не найдя стабилизатора питания 3,3вольта по бюджетной цене заменил его на функциональный аналог.
но на этом функциональном аналоге имелся дополнительный управляющий вход — включающий и выключающий регулятор. непонимаю ход мысли производителя печатной платы но вместо того чтобы завести управляющий пин на + или — питания в зависимости от типа используемой микросхемы — они вывели управление на программируемый выход центрального процессора…
и немного изменив прошивку получили оригинальное решение — тип регулятора используемого в плате можно выбирать из программного кода.
однако покупатели приобретая плату заменяют исходную устаревшую прошивку на свежую версию и.. получают неработающий или периодически неработающий контроллер

вобщем у кого проблемы с китайскими платами — смотрите куда идет 3 нога 3 вольтового стабилизатора если на gnd или +5 — это нормально если на процессор — придется либо заливать модифицированную прошивку либо резать дорожки…

замена tps79133 на max8877-33
особенностью регулятора max8877-33 в отличие от родного является то что 3 ножка должна быть подтянута к плюсу питания а не к gnd, поэтому ее не припаиваем, а отгибаем вверх и соединяем перемычкой с ножкой №1
Особенностью регулятора max8877-33

попутно попалось интересное решение как заменить 3,3V регулятор в версии 2.5.2 на доступный AMS1117-3.3V (или аналогичный)
Решение замены

еще один вариант замены родного стаба TPS79118 на 3.3v на XC6206.
Коряво, но без разреза дорожек. Решение предложил IceMiner .
Решение замены от IceMiner

визуальные отличия двух версий плат:
Отличия плат

собственно весьма часто спрашивают какая надежнее 2.5.2 или 2.5
ответить сложно и те и другие попадались с выгоревшими стабилизаторами, из тех плат что я покупал оригинальные и рцтаймеровские все без нареканий, низкого качества оказались платы hkpilot (похожи на апм 2.Стабилизатор напряжения греется: Почему греется стабилизатор напряжения? 5.2) 2шт с браком из 3 купленных, коллеги жаловались на платы 2.5.2 купленные с гудлакбай, есть пост в обсуждении ардупилота с жалобой на версию arduflyer 2.5 c рцтаймера.

оригинальный регулятор 3,3 вольта имеет маркировку PESI
его даташит тут
согласно документации
-он имеет выходной ток 100ма (этого более чем достаточно)
-он имеет защиту от перегрузки и перегрева
это означает что спалить его случайным замыканием невозможно — тем не менее случаев отказа достаточно много

слабости регулятора:
Input voltage range(2) −0.3 V to 6 V
это означает что
1. даже малейшее кратковременное обратное напряжение приложенное к нему на вход может вывести его из строя (например включение питающего разъема от регулятора наоборот)
2. подача питающего напряжения свыше 6 вольт моментально прожжет в нем дыру.

Андрей Сивохин:

Сгорел очередной стаб на 3.3 В, порылся в загашнике и нашел LM 317 L , регулируемый стабилизатор напряжения , обточил его немного на наждаке , подобрал напряжение и впаял. Все заработало и даже полетело , распиновка у него необычная: 1-управление , 2-выход , 3-вход.
Решение замены Андрея Сивохина

Сергей Макаров поделился ссылкой на форум RCGroups.

Тимур Ганиев:

Когда у меня сгорел стаб на 3.3 вольта — плата вела себя так: при подаче питания инициализация не проходила как надо (смотрел по светодиодам). При подключении к компу плата определялась системой, прошивалась в МП, но не коннектилось к ней. Ошибка «No heartbeat», то есть проходил обратный отсчет до нуля и все.
Общий смысл такой — 3,3 вольта нужно некоторым микрухам питание, например компасу (возможно акселям, врать не хочется). При подаче напряжения АРМ пытается инициализироваться сама, инициализировать датчики. А от них ответа нет. Вот и виснет на инициализации. Соответственно, прошивка контроллера нормально не стартует (до опупения ждет ответа от датчиков), соответственно нет коннекта с платой.

Алексей Козин:

самый простой и легко запоминаемый способ — 4 контактное гнездо i2c — в него включается внешний компас
на его крайних выводах нужно проверить 3.3 вольта. макс допуск +- 10%. обычно если стаб горит то там существенно меньше (доли вольта) или существенно беольше — чтото близкое к 5 вольтам

Обсуждение на форуме: Замена стабилизатора напряжения 3.3В


Если вы нашли ошибку на странице, то нажмите Shift + Enter или нажмите здесь, чтобы уведомить нас.

Вопросы и ответы о работе стабилизаторов напряжения

Самые популярные вопросы, которые присылают пользователи.

Для чего нужен стабилизатор напряжения?

При периодическом повышении напряжения на 10% и более любая техника и оборудование уменьшают свой жизненный цикл. Иными словами повышенное напряжение изнашивает схемы очень быстро и техника ломается на несколько лет раньше срока износа.
Другая ситуация — напряжение пониженное, в этом случае техника может перестать запускаться. Например, выключится и не запустится холодильник, насос, перестанет работать котел отопления и т.д. И в том и другом случае применение стабилизатора электрического напряжения защитит работу оборудования.

Почему щелкает стабилизатор?

Щелчки это нормальная работа релейного механизма стабилизации, при переключении ступеней. Такие стабилизаторы обычно не устанавливают в спальне или небольшом доме. Для бесшумной работы следует выбирать тиристорные модели, например такие, симисторные (пример в обзоре) или инверторные (обзор модели), у них уровень шума при работе равен 0 дБ.

Читайте по теме:
— Какие стабилизаторы вам точно не подходят >

Так же часто приходит вопрос: «почему пищит стабилизатор?». Подобный звук может издавать ползунок в электромеханических моделях, который быстро перемещается по обмотке.

Почему отключается стабилизатор?

Если вы обнаружили, что не работает стабилизатор напряжения, скорее всего сработала встроенная защита. Возможные варианты: напряжение ушло за допустимые пределы, ниже нижней или выше верхней границы. После возврата к нормативным значениям, стабилизатор включится самостоятельно. Другой случай: сработала термозащита из-за повышения температуры в помещении, т.е. аппарат перегрелся. Так же после остывания самоактивируется и продолжит работу.

Читайте по теме:
— Какие стабилизаторы вам точно не подходят >

Почему греется?

Возможно, ваш прибор работает уже длительное время с максимальной стабилизацией, в этом нет ничего страшного, если есть активное охлаждение внутри корпуса.

Что такое Байпас?

Байпас — это режим работы, когда стабилизатор напряжения пропускает ток без изменения. Т.е. ток идет через него, но без улучшения параметров.

Почему выходное напряжение стабилизатора такое же, как входное?

Возможно, включен режим «Байпас» (см. выше).

Почему стабилизатор повышает напряжение?

У любого типа стабилизаторов есть погрешность, она работает, как вниз, так и вверх. Т.е. если погрешность составляет 5%, то напряжение 231 Вольт будет нормой для данной модели.

Зачем нужен стабилизатор напряжения для газового котла?

Котлы очень прихотливы в качестве электропитания. Искаженная синусоида тока, отключение котла при падении напряжения, перегорание управляющей платы, все это блокирует работу отопительной техники. Иногда вплоть до ремонта.

Что лучше ИБП или стабилизатор напряжения?

По данной тематике читайте развернутую статью.

У меня к вам вопрос.

Мощность и тепловыделение

По мере роста объема и сложности вашего встроенного проекта потребление энергии становится все более очевидной проблемой. По мере увеличения энергопотребления такие компоненты, как линейные регуляторы напряжения, могут нагреваться во время нормальной работы. Небольшой нагрев — это нормально, однако, когда становится слишком жарко, производительность линейного регулятора ухудшается.

Сколько — это много?

Хорошее практическое правило для регуляторов напряжения: если внешний корпус становится неудобным на ощупь, то деталь должна иметь эффективный способ передачи тепла другой среде.Хороший способ сделать это — добавить радиатор, как показано ниже.


Радиатор, прикрепленный к линейному регулятору напряжения на блоке питания макетной платы.

Радиатор часто представляет собой просто большой кусок металла, который помогает отводить тепло от детали под нагрузкой. За счет увеличения площади поверхности радиатора большее количество тепла передается более холодному воздуху, тем самым охлаждая деталь более эффективно. Вот почему вы видите «ребра» на некоторых радиаторах, как показано на рисунке выше.

Если вы используете радиатор, рекомендуется добавить радиатор или термоленту в зону физического контакта между регулятором напряжения и радиатором. Компаунд для радиатора или лента обеспечивает надлежащую передачу тепла от регулятора напряжения к радиатору. На картинке выше вы можете увидеть белый теплоотвод. Помните, что вам нужно совсем немного!


В вашем макете также можно использовать медные пластины в качестве радиаторов.

Иногда медные заливки на печатных платах используются в качестве радиаторов.На изображении выше микросхема для зарядки литий-полимерной батареи MCP73831 должна рассеивать тепло на печатной плате. Серые области — это медные плоскости, а черные точки — переходные отверстия (медные отверстия в нижнем слое). Вся эта медь составляет большую площадь излучаемой тепловой массы, которая будет эффективно рассеивать тепло в наружный воздух.


Почему греется регулятор напряжения?

Для этого краткого обсуждения мы поговорим о линейных регуляторах (по сравнению с SMPS).Эффективность линейного регулятора зависит от разницы между входным и выходным напряжениями и от величины тока, потребляемого вашей схемой. Чем больше разница между входным и выходным напряжением или больше ток, тем больше тепла будет рассеиваться регулятором. Это означает, что линейные регуляторы мощности не очень эффективны при регулировании напряжения, поскольку так много энергии теряется в виде тепла! Импульсные источники питания (SMPS) намного более эффективны и становятся все более распространенными, однако их трудно использовать, поскольку они иногда чувствительны к генерации шума при неправильном использовании.

Мы можем рассчитать среднее количество мощности, рассеиваемой регулятором, которое напрямую связано с теплом, выделяемым регулятором.

.

Чтобы рассчитать мощность, используемую регулятором в приведенной выше схеме, нам необходимо знать:

  1. Vin, напряжение на входе регулятора.
  2. Vout, выход регулятора и напряжение, которое используется для питания внешних устройств.
  3. I, максимальное количество тока, которое может потреблять система.Для надежной оценки сложите указанный (RTFM) максимальный ток, потребляемый всеми устройствами (MCU, GPS, светодиоды и т. Д.).

Теперь мы можем использовать уравнение мощности и подставить три значения для расчета мощности, используемой регулятором.


ПРИМЕР 1

Какую мощность потребляет регулятор на картинке выше? Вот данные значения:

  1. Вин. Допустим, мы используем полностью заряженный аккумулятор на 9 В.
  2. Vout.В нашем примере это 5 В.
  3. I. Предположим, что максимальный ток, потребляемый всеми устройствами, составляет 2,5 А.

Используйте уравнение мощности:


Power = мощность в ваттах
V = напряжение в вольтах
I = ток в амперах

10 Вт — это много энергии, которую нужно рассеять через небольшой электронный компонент! Вот почему может потребоваться использование радиаторов с линейными регуляторами напряжения.

Важный момент, о котором следует помнить: наш расчет можно рассматривать как пиковую мощность, рассеиваемую регулятором, потому что на самом деле система не потребляет 2,5 А непрерывно. Модули MCU, GPS и CELL обычно пульсируют током, который в среднем достигает гораздо меньшего значения. Но всегда полезно принимать значения наихудшего сценария!

лм317 — Почему регулятор LM 317 нагревается?

Входное напряжение — 33 В, выходное — 16 В, поэтому напряжение на LM317 составляет 17 В, а выходной ток — 150 мА.Это означает, что мощность, рассеиваемая LM317, составляет 17 x 0,15 Вт = 2,55 Вт. Вам нужен радиатор — прочтите технический паспорт и обратите внимание на то, какое повышение температуры на ватт, и поймите, что если температура поднимается намного выше 150 ° C, выход начинает отключаться, чтобы защитить себя.


Справка по радиатору с использованием данных пакета T0-220FP из технического паспорта ST: —

Если вы посмотрите паспорт устройства, он скажет вам, на сколько градусов нагреются «внутренности» устройства на ватт, рассеиваемый в окружающую среду.Например, T0-220FP составляет 60 градусов Цельсия / ватт. Вы рассеиваете почти 3 Вт, поэтому без радиатора он будет внутри (переход) на 180 ° C теплее, чем ваша местная температура окружающей среды, но, конечно, он «отключается» задолго до 205 ° C, чтобы защитить себя. ОК до сих пор? Это текущая ситуация без радиатора.

Существует еще одна величина, называемая тепловым сопротивлением (между переходом и корпусом), она составляет 5 градусов Цельсия / ватт. Если бы у вас был «бесконечный» радиатор, вы бы обнаружили, что переход (внутри чипа) стал бы только на 15 градусов теплее, чем внешний мир, и жизнь была бы приятной.

Но у вас не может быть бесконечного радиатора, поэтому вы найдете его примерно так: —

Отсюда из Фарнелла. Вы читаете спецификацию, и в ней указано, что его тепловое сопротивление составляет 21 градус Цельсия / ватт.

Затем вы добавляете 5 градусов Цельсия / ватт к 21 градусам Цельсия / ватт, чтобы получить окончательное тепловое сопротивление (переход к окружающей среде) 26 градусов Цельсия / ватт. При рассеивании 3 Вт температура повышается на 78 ° C выше (скажем) 25 ° C окружающей среды — это означает, что температура устройства поднимется примерно до 103 ° C. Этот радиатор может быть в порядке, но если ваша электроника установлена ​​в небольшой коробке, местная температура может повыситься на 20 градусов по Цельсию, поэтому вам, возможно, придется принять дополнительные меры, чтобы отсортировать дополнительное повышение.

Мне только что напомнили, что 60 градусов Цельсия / ватт (переход к окружающей среде) ниже: —

… Это параллельный путь к соединению / корпусу + радиатору / тепловому сопротивлению окружающей среды, так что это означает, что показатель 26 градусов Цельсия / Вт падает до 18 градусов Цельсия / Вт, поскольку параллельное тепловое сопротивление рассчитывается точно так же, как обычные параллельные резисторы в схема.

В качестве альтернативы понизьте входное напряжение до 16 В с помощью понижающего стабилизатора — это примерно от 90% до 95% энергоэффективности и, следовательно, рассеивает только около 200 мВт, но это другой вопрос, если вы хотите пойти по этому разумному пути.

Основы электроники: регулятор напряжения

Создание регулятора напряжения

Теория

: как работает регулятор напряжения?

Название говорит само за себя: регулятор напряжения. Аккумулятор в вашем автомобиле, который заряжается от генератора переменного тока, розетка в вашем доме, которая обеспечивает все необходимое вам электричество, сотовый телефон, который вы, вероятно, держите под рукой каждую минуту дня, — все они требуют определенного напряжения для работы. Колеблющиеся выходы, превышающие ± 2 В, могут привести к неэффективной работе и, возможно, даже к повреждению ваших зарядных устройств.Существует множество причин, по которым могут возникать колебания напряжения: состояние электросети, включение и выключение других устройств, время суток, факторы окружающей среды и т. Д. Из-за необходимости постоянного постоянного напряжения введите регулятор напряжения.

Стабилизатор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это можно сделать разными способами, в зависимости от топологии схемы внутри, но для того, чтобы этот проект оставался базовым, мы в основном сосредоточимся на линейном регуляторе.Линейный регулятор напряжения работает, автоматически регулируя сопротивление через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, при этом сохраняя постоянное выходное напряжение.

Микросхема стабилизатора напряжения в корпусе ТО-220
С другой стороны, для импульсных регуляторов
, таких как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижающий-повышающий (повышающий / понижающий), требуется несколько дополнительных компонентов, а также повышенная сложность как различные компоненты повлияют на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования энергии, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы очень хорошо работают в качестве регуляторов напряжения в низковольтных приложениях.

В зависимости от приложения, стабилизатору напряжения может также потребоваться больше внимания для улучшения других параметров, таких как пульсирующее напряжение на выходе, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум. Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в импульсных регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании микросхемы стабилизатора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Примечания по применению».

Рекомендации по применению
для регулятора 7805T

У
Afrotechmods также есть информативное видео о работе с популярным регулятором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.

Проект

Комплект регулятора напряжения макетной платы — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистое 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он способен принимать диапазон входного напряжения от 6 до 18 В постоянного тока и имеет контакты, размер которых идеально подходит для любой стандартной макетной платы с 0.Расстояние 1 дюйм.

В комплект входят:

(1) Печатная плата
(1) Выключатель питания
(1) Разъем питания постоянного тока 2,1 мм
(1) Электролитический конденсатор 10 мкФ
(1) Монолитный конденсатор 0,1 мкФ
(1) резистор 1 кОм
(1) Красный источник питания светодиодный индикатор
(1) Разъемы контактов
(1) Руководство пользователя

Вам понадобятся:
• Паяльник
• Припой
• Фрезы
• Сетевой адаптер 6-18 В (Mean Well GS06U-3PIJ)

Комплект стабилизатора напряжения макетной платы Solarbotics 34020

Направление:

1.Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:

Удалите ленту и согните выводы резистора, затем вставьте его в положение, обозначенное R1. Припаяйте его с другой стороны и отрежьте лишние выводы. Сделайте то же самое для конденсатора 0,1 мкФ в позиции C2. Неважно, как эти детали установлены — они не поляризованы.

2. Регулятор напряжения и цилиндрический домкрат:

Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции выровнена с жирной линией на символе — обратное направление не работает! Затем обрежьте лишние провода.Защелкните цилиндрический домкрат в положение B1 и припаяйте его на место.

Шаг 1

Шаг 2

3. Конденсатор 10 мкФ и индикатор питания:

Установите электролитический конденсатор 10 мкФ в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Убедитесь, что более длинный провод входит в площадку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, убедившись, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к этикетке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; более длинный вывод входит в круглую площадку. Вы можете подтвердить, что светодиод находится в правильном положении, заметив небольшую выемку на светодиоде, расположенную на стороне символа светодиода с линией (рядом с квадратной площадкой).

4. Выключатель питания и контакты макетной платы:

Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. С выводами на макетной плате посложнее — они идут снизу, и их сложнее удерживать при пайке. Тщательно припаяйте их как можно ровнее вручную или, если вы уверены, вставьте длинную сторону контактов в макет так, чтобы они совпали с отверстиями в печатной плате, затем припаяйте их, пока макетная плата удерживает все выровненные.

Шаг 3

Шаг 4

5. Настройка шин питания:

ЭТО ВАЖНО.Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, на какой стороне макета вы хотите установить плату (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих макетной платы «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор контактных площадок на плате соответствует этому расположению, и нанесите каплю припоя на маленькие полумесяцы.

Если вы планируете переключать полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. В этом случае не кладите на подушечки капельки.Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.

Подайте питание на плату от любого источника постоянного тока диаметром 2,1 мм с номинальным напряжением 6–18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании от более 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макетной плате, используйте контактные площадки с маркировкой «+ -» на конце, ближайшем к гнезду цилиндра, для регулируемой выходной мощности 5 В.

Шаг 5

SWT7 Навесной

Вопросы для обсуждения

1. Как тепло и шум будут влиять на выход схемы?
2.Как конденсаторы помогают отфильтровывать проблемы с помехами?
3. Каковы преимущества и недостатки линейных и импульсных регуляторов?

Повышающий / Понижающий регулятор напряжения 5 В S9V11F5

Обзор

Семейство эффективных импульсных регуляторов S9V11x (также называемых импульсными источниками питания (SMPS) или преобразователями постоянного тока) использует топологию повышающего и понижающего напряжения для преобразования как более высоких, так и более низких входных напряжений в регулируемое выходное напряжение.Они принимают входные напряжения от 2 В до 16 В и увеличивают или уменьшают их по мере необходимости, обеспечивая типичный КПД более 85% и типичный выходной ток до 1,5 А. Гибкость входного напряжения, предлагаемая этим семейством регуляторов, особенно высока. хорошо подходит для приложений с батарейным питанием, в которых напряжение батареи начинается выше регулируемого напряжения и падает ниже по мере разряда батареи. Без типичного ограничения на то, чтобы напряжение батареи оставалось выше требуемого в течение всего срока службы, можно рассмотреть новые аккумуляторные блоки и форм-факторы.

Различные члены этого семейства предлагают различные варианты выходного напряжения, от фиксированных напряжений с выбираемыми альтернативами до регулируемых напряжений, которые можно установить в пределах от 2,5 В до 9 В с помощью прецизионного 12-виткового потенциометра. Некоторые версии также имеют регулируемую отсечку по низкому напряжению, которую можно установить в любом месте в диапазоне выходного напряжения от 2 В до 16 В и использовать для предотвращения чрезмерной разрядки аккумулятора. Это особенно полезно для аккумуляторных батарей, которые могут быть повреждены при чрезмерной разрядке, включая литий-ионные и литий-полимерные.В таблице ниже перечислены все регуляторы семейства S9V11x вместе с ключевыми характеристиками каждой версии:

Эти регуляторы имеют защиту от короткого замыкания, а тепловое отключение предотвращает повреждение от перегрева; у них нет защиты от обратного напряжения. Обратите внимание, что пусковой ток ограничен примерно 700 мА, пока выходное напряжение не достигнет номинального напряжения; после запуска доступный ток зависит от входного напряжения (см. ниже раздел «Типичный КПД и выходной ток»).

Характеристики

  • Входное напряжение: от 2 В до 16 В (примечание: для запуска этого регулятора требуется 3 В, но после запуска он может работать до 2 В)
  • Фиксированный выход 5 В с точностью + 5 / -3%
  • Типичный максимальный непрерывный выходной ток: 1,5 А (при входном напряжении около 5 В; в разделе «Типичный КПД и выходной ток» ниже показано, как достижимый длительный выходной ток зависит от входного напряжения)
  • Функция энергосбережения поддерживает высокий КПД при малых токах (ток покоя меньше 0.2 мА)
  • Встроенная защита от перегрева и короткого замыкания
  • Малый размер: 0,3 ″ × 0,45 ″ × 0,15 ″ (7,6 × 11,4 × 3,8 мм)

Использование регулятора

При нормальной работе этот продукт может стать достаточно горячим, чтобы вас обжечь. Будьте осторожны при обращении с этим продуктом или другими подключенными к нему компонентами.

Соединения

Повышающий / понижающий регулятор имеет всего три соединения: входное напряжение (VIN), заземление (GND) и выходное напряжение (VOUT).Эти сквозные отверстия расположены с шагом 0,1 дюйма по краю платы для совместимости со стандартными беспаечными макетными платами, перфорированными платами и разъемами, в которых используется сетка 0,1 дюйма. Вы можете припаять провода непосредственно к плате или припаять либо прямую штыревую полоску 3 × 1, либо полоску штыревой под прямым углом 3 × 1, которая входит в комплект. VOUT обозначен на шелкографии на одной стороне платы, а GND находится посередине и может быть идентифицирован по его квадратной площадке.

Входное напряжение, VIN, должно быть между 3 В и 16 В при первом включении регулятора.После запуска он может продолжать работать до 2 В. Нижние входы могут выключить регулятор напряжения; более высокие входы могут разрушить регулятор, поэтому вы должны убедиться, что шум на вашем входе не является чрезмерным, и вам следует опасаться деструктивных всплесков LC (дополнительную информацию см. ниже).

Выходное напряжение VOUT устанавливается на фиксированное значение 5 В, но оно может достигать 5,2 В при небольшой нагрузке на регулятор или ее отсутствии.

Типичный КПД и выходной ток

КПД регулятора напряжения, определяемый как (выходная мощность) / (входная мощность), является важным показателем его производительности, особенно когда речь идет о сроке службы батареи или нагреве.Как показано на графике ниже, этот импульсный регулятор обычно имеет КПД от 85% до 95%. Функция энергосбережения поддерживает этот высокий КПД даже при очень низком токе регулятора.

Максимально достижимый выходной ток платы зависит от входного напряжения, но также зависит от других факторов, включая температуру окружающей среды, воздушный поток и теплоотвод. На приведенном ниже графике показаны максимальные выходные токи, которые регулятор может обеспечивать непрерывно при комнатной температуре в неподвижном воздухе и без дополнительного теплоотвода.Регулятор может временно выдавать ток примерно до 2 А, хотя обычно в таких условиях он быстро перегревается и переходит в режим теплового отключения.

Обратите внимание, что пусковой ток ограничен примерно 700 мА, а токи, превышающие это значение, доступны только после того, как выход достигнет 5 В. Большие емкостные нагрузки обычно не представляют проблемы, потому что постепенно заряжаются даже при активном ограничении тока, поэтому, хотя они могут увеличить время, необходимое регулятору для запуска, регулятор все равно должен в конечном итоге достичь 5 В.Однако чисто резистивная нагрузка может помешать стабилизатору когда-либо достичь 5 В. Например, если вы поместите резистор 5 Ом между VOUT и GND, а затем подадите питание на стабилизатор, выходное напряжение никогда не превысит 3,5 В, напряжение, при котором потребляемый ток достигает предела 700 мА. Таким образом, этот регулятор предназначен для таких приложений, как робототехника, где любые большие нагрузки являются управляемыми и могут применяться только после того, как регулятор завершил запуск.

LC скачки напряжения

При подаче напряжения на электронные схемы первоначальный выброс тока может вызвать скачки напряжения, которые намного превышают входное напряжение.Если эти выбросы превышают максимальное напряжение регулятора, регулятор может выйти из строя. Если вы подключаете напряжение более 12 В, используя провода питания длиной более нескольких дюймов или источник питания с высокой индуктивностью, мы рекомендуем паять электролитический конденсатор емкостью 33 мкФ или больше рядом с регулятором между VIN и GND. Конденсатор должен быть рассчитан минимум на 20 В.

Дополнительную информацию о пиках LC можно найти в нашей заметке по применению «Понимание деструктивных пиков напряжения LC».

Люди часто покупают этот товар вместе с:

Перегрев регулятора напряжения | Большой беспорядок в проводах

Какой ток может обеспечить типичный линейный стабилизатор напряжения, такой как LM317? В таблице данных указано 1,5 ампера, чего должно хватить для большинства макетных плат для любителей — по крайней мере, я так думал. Несколько лет назад я купил небольшой блок питания на базе LM317 с разъемами, подходящими для макетной платы, и он оказался отличным, за исключением случайной тенденции к случайному отключению, когда я использую «слишком много энергии».Я никогда не останавливался, чтобы продолжить исследования или измерить, какой ток слишком велик, до сих пор.

Сейчас у меня есть приличный небольшой компьютерный эксперимент на базе 68008, работающий над макетной платой (подробности скоро), и он работает бесконечно с блоком питания LM317. Но когда я добавил на макет Arduino Pro Mini, источник питания всегда отключался в течение 30 секунд, даже если ни один из входов / выходов Arduino ни к чему не был подключен! Какого черта? Я измерил потребляемый системой 68008 ток около 250 мА, а система плюс Arduino — 280 мА.Это кажется достаточно низким — намного меньше 1,5 А.

Ах да, рассеивание мощности! Моя настенная бородавка подает 12 В, которое регулируется LM317 до 5 В. Падение 7 В, умноженное на 280 мА, равняется почти 2 Вт, рассеиваемым в виде тепла. У меня там есть радиатор, но это всего лишь одна из тех маленьких гнутых металлических частей размером в 1 квадратный дюйм. Сколько ватт они могут безопасно рассеять? Я нашел некоторую информацию, согласно которой их тепловое сопротивление оценивается в 21 градус Цельсия на ватт, поэтому при 2 Вт оно должно подняться на 42 градуса Цельсия выше температуры окружающей среды: примерно 63 C.Это довольно жарко, но не безумно жарко. Я ожидал, что LM317 продолжит работать при такой температуре.

Я удалил Arduino и добавил несколько случайных светодиодов, чтобы увеличить потребляемый ток до 350 мА, просто чтобы убедиться, что в Arduino нет чего-то особенного, вызывающего проблему. Затем я протестировал несколько различных размеров и конфигураций радиаторов. Независимо от того, какой радиатор, LM317 отключился примерно через 35 секунд после запуска из холодного состояния. Он был на редкость надежным, и радиаторы большего размера, похоже, не имели значения.Если LM317 был уже нагрет, он отключился бы уже через 3-5 секунд. Я только что обнаружил, что устанавливал радиаторы задом наперед — ребра были обращены наружу, а не внутрь. Но я не думаю, что это могло бы это объяснить.

Я могу переключиться на настенную розетку 9 В или какой-либо другой регулятор, так что это не является серьезной проблемой. Но мне любопытно — это нормально? Мне кажется, что я что-то не замечаю, и LM317 не должен отключаться при таких относительно низких уровнях тока.

Что такое регулятор напряжения? | EAGLE

Регуляторы

, установка:

Регулятор напряжения и как он защищает вашу электрическую схему

Будь то ваш автомобиль, ноутбук или смартфон, каждое электронное устройство нуждается в защите от скачков напряжения. В наши дни, когда устройства становятся плотнее, чем когда-либо, с такими чувствительными компонентами, как микропроцессоры и интегральные схемы (ИС), даже малейшее изменение напряжения может нанести ущерб вашей тщательно спроектированной схеме.Итак, что может сделать чувствительный компонент, когда он требует защиты? Ему нужен регулятор, чтобы поддерживать стабильное и плавное напряжение от входа к выходу.

Краткий обзор регуляторов напряжения

В мире электронных компонентов стабилизатор напряжения — один из наиболее широко используемых, но что делает эта ИС? Он обеспечивает схему с предсказуемым и фиксированным выходным напряжением в любое время, независимо от входного напряжения.

LM7805 — один из самых популярных линейных стабилизаторов напряжения.(Источник изображения)

Как регулятор напряжения решает эту задачу, в конечном итоге зависит от разработчика. Некоторое напряжение можно контролировать с помощью более простого стабилитрона, в то время как для других приложений требуется продвинутая топология линейных или импульсных стабилизаторов. В конце концов, у каждого регулятора напряжения есть первичная и вторичная цель:

.

Первичный: Для создания постоянного выходного напряжения цепи в ответ на изменения условий входного напряжения. У вас может быть 9 В на входе, но если вы хотите только 5 В на выходе, вам нужно будет понизить его (Бак) с помощью регулятора напряжения.

Вторичный : Регуляторы напряжения также служат для экранирования и защиты вашей электронной схемы от любого потенциального повреждения. Меньше всего вам нужно сжечь микроконтроллер, потому что он не справляется с скачком напряжения.

Когда дело доходит до добавления регулятора напряжения в вашу схему, вы обычно работаете с одним из двух типов — линейными регуляторами напряжения или импульсными регуляторами напряжения. Давайте посмотрим, как они работают.

Линейные регуляторы напряжения

Этот тип регулятора действует как делитель напряжения в вашей цепи и представляет собой тип регулятора, обычно используемый при разработке маломощных и недорогих приложений.С линейным регулятором вы получите преимущество силового транзистора (BJT или MOSFET), который играет роль переменного резистора, повышая и понижая выходное напряжение вашей схемы при изменении входного питания.

Независимо от того, какая нагрузка находится в вашей цепи, линейный регулятор напряжения всегда будет идти в ногу, чтобы обеспечить вам постоянное стабильное выходное напряжение. Например, трехконтактный линейный стабилизатор напряжения, такой как LM7805, обеспечивает постоянный выходной сигнал 5 вольт на 1 ампер, пока входное напряжение не превышает 36 вольт.

LM705 подключен последовательно для обеспечения стабильного выходного напряжения. (Источник изображения)

Обратной стороной этого типа регулятора в конечном итоге является принцип его работы. Поскольку он ведет себя как резистор для стабилизации напряжения, он в конечном итоге тратит массу энергии на преобразование тока сопротивления в тепло. Вот почему линейные регуляторы напряжения идеально подходят для приложений, в которых требования к мощности невысоки, а разница между входным и выходным напряжениями минимальна. Давайте сравним две разные ситуации регулирования напряжения, чтобы увидеть, как складывается линейный регулятор:

С входным источником 10 В, который понижается до 5 В с помощью LM7805, вы в конечном итоге потратите 5 Вт и получите только 50% эффективности от ваших усилий.

Возьмите тот же регулятор LM7805 и подайте на него входное напряжение 7 В, пониженное до 5 В, и в итоге вы потратите только 2 Вт и получите КПД 71%.

Как видите, чем ниже начальная потребляемая мощность, тем эффективнее может быть линейный стабилизатор напряжения. При работе с этими регуляторами в вашей собственной схеме вы обычно столкнетесь с двумя вариантами: последовательным или шунтирующим.

Стабилизатор напряжения серии

В этом стандартном стабилизаторе последовательно с нагрузкой установлен транзистор, управляемый стабилитроном.Здесь регулятор использует в качестве переменного элемента (в данном случае транзистор), плавно увеличивая или уменьшая сопротивление в зависимости от переменного входного напряжения, чтобы обеспечить стабильное и стабильное выходное напряжение.

Простая схема последовательного регулятора напряжения, обеспечивающая регулируемый выход постоянного тока. (Источник изображения)

Шунтирующий регулятор напряжения

Это приложение работает аналогично последовательному регулятору напряжения, но не подключено последовательно. Все избыточное напряжение по-прежнему отправляется на землю через тот же процесс переменного сопротивления, что снова приводит к потере энергии.Чаще всего шунтирующие регуляторы используются в:

  • Прецизионные ограничители тока
  • Контроль напряжения
  • Блоки питания с регулируемым напряжением
  • Усилители ошибок
  • Цепи источника и потребителя тока
  • Импульсные источники питания с низким выходным напряжением

Шунтирующий регулятор напряжения не подключен последовательно, но по-прежнему посылает избыточный ток на землю. (Источник изображения)

В целом, если вы работаете с маломощным и недорогим приложением, в котором эффективность преобразования энергии не является основным приоритетом, то линейный стабилизатор напряжения будет вашим выбором.Вот некоторые окончательные преимущества и недостатки, о которых следует помнить перед выбором линейного регулятора для вашего следующего проекта:

Преимущества Недостатки
  • Имеет более низкие электромагнитные помехи и шум, чем импульсные регуляторы
  • Вариант с очень низким энергопотреблением, если разница между входным и выходным напряжением велика
  • Быстро реагирует на изменения нагрузки или сетевого напряжения
  • Часто требуется добавление радиатора для рассеивания всей потраченной впустую энергии
  • Обеспечивает стабильное и стабильное низкое выходное напряжение, идеально подходит для приложений с низким энергопотреблением.
  • У вас нет возможности получить выходное напряжение выше входного

Импульсные регуляторы напряжения

Импульсные регуляторы

идеально подходят, когда у вас большая разница между входным и выходным напряжениями.По сравнению с линейными регуляторами напряжения переключение выигрывает в эффективности преобразования энергии. Однако вся эта дополнительная эффективность также делает вашу схему более сложной.

Вы обнаружите, что импульсные регуляторы имеют совершенно другую внутреннюю схему, в которой для регулирования напряжения используется управляемый переключатель. Вот почему он называется импульсным регулятором.

Как работает импульсный регулятор? Вместо того, чтобы постоянно сопротивляться входному напряжению и посылать его на землю в качестве приемника, импульсные регуляторы вместо этого накапливают, а затем доставляют заряд меньшими частями к выходному напряжению на основе обратной связи.Подавая выходное напряжение обратно в переключатель, регулятор постоянно проверяет, нужно ли ему увеличивать или уменьшать синхронизацию порций напряжения для вывода.

Регуляторы переключения становятся немного сложнее. (Источник изображения)

Импульсный стабилизатор поддерживает свой уровень заряда с помощью транзистора, который включается, когда для его накопителя требуется больше энергии, и выключается, когда он достигает желаемого выходного напряжения. Это помогает обеспечить гораздо более энергоэффективный метод управления уровнями выходного напряжения с помощью своего рода плотиноподобной системы, которая не просто сопротивляется потоку входного напряжения, но вместо этого реагирует на изменения напряжения и включение / выключение как нужный.

Однако у этого процесса включения / выключения есть некоторые недостатки. Чем быстрее ваш импульсный регулятор переключается, тем больше времени он потратит на переход из проводящего в непроводящее состояние, что приводит к общему снижению эффективности преобразования. Вы также получите намного больше шума в своей цепи с импульсным стабилизатором, чем с линейным регулятором напряжения.

Однако, в отличие от линейных регуляторов напряжения, импульсные регуляторы намного более разнообразны в своих доступных применениях.Эти регуляторы не просто понижают или повышают ваше напряжение, но также могут инвертировать его. Вот три метода, которыми известны импульсные регуляторы напряжения:

Boosting (Повышение)

Этот метод обеспечивает более высокое регулируемое выходное напряжение за счет увеличения входного напряжения.

Эта схема увеличивает входное напряжение 5 В до 12 В на выходе. (Источник изображения)

Bucking (понижающий)

Этот метод обеспечивает более низкое регулируемое выходное напряжение на основе переменного входного напряжения, аналогично тому, как работает линейный регулятор.

Эта схема понижает входное напряжение 8-40 В до 5 В на выходе. (Источник изображения)

Boosting / Bucking (инвертор)

Этот метод представляет собой своего рода гибрид, предоставляющий разработчику возможность повышать, понижать или инвертировать выходное напряжение по мере необходимости.

В целом, если вы работаете со сложной конструкцией, в которой важна эффективность преобразования мощности, а разница между входным и выходным напряжениями велика, то вам подойдет импульсный стабилизатор.Вот некоторые окончательные преимущества и недостатки, о которых следует помнить, прежде чем выбирать этот регулятор для вашего следующего проекта:

Преимущества Недостатки
  • Достигает гораздо более высокого КПД преобразования мощности, чем линейные регуляторы, 85% +
  • Производит больше электромагнитных помех и шума, чем линейные регуляторы
  • Не требует добавления радиатора на вашу плату, экономя место
  • Требуется большая сложность и дополнительные компоненты на вашем макете
  • Может легко работать с силовыми приложениями, где есть широкий диапазон входных и выходных напряжений.
  • Дополнительные компоненты увеличивают общую стоимость проекта, что не идеально для низкозатратных или бюджетных проектов.

Оставаясь простым — стабилитрон

Многим разработчикам может не понадобиться иметь дело со сложными линейными или импульсными регуляторами напряжения. В этих ситуациях мы можем полагаться на еще более простое решение для регулирования напряжения с помощью стабилитрона. Один только этот компонент в некоторых случаях может обеспечить все необходимое регулирование напряжения, не требуя каких-либо специальных деталей.

Стабилитрон выполняет свою работу, шунтируя все избыточное напряжение выше его порогового значения на землю.Однако вся эта простота имеет ограниченные возможности, и вы обычно будете использовать стабилитроны только в качестве регуляторов напряжения для приложений с очень низким энергопотреблением.

Какой регулятор вам нужен?

Все конструкции уникальны, и нет ни одного универсального регулятора, который удовлетворит потребности каждого инженера. Лучше оценивать каждый новый проект в индивидуальном порядке и задавать себе следующие вопросы:

  • Требует ли ваша конструкция низкого уровня шума на выходе и низкого уровня электромагнитных помех? Если это так, то линейные регуляторы — это то, что вам нужно.
  • Требуется ли ваша конструкция максимально быстрого реагирования на помехи на входе и выходе? Линейные регуляторы снова побеждают.
  • Есть ли у вашего проекта строгие ограничения по стоимости, и вам нужно учитывать каждый доллар? Линейные регуляторы — это экономичный выбор.
  • Ваша конструкция работает на уровне мощности выше нескольких ватт? В этой ситуации импульсные регуляторы дешевле, поскольку не требуют радиатора.
  • Требуется ли для вашей конструкции высокий КПД преобразования мощности? Импульсные регуляторы — это отличный выбор, обеспечивающий КПД 85% + для повышающих и понижающих применений.
  • Ваше устройство работает только от источника постоянного тока, и вам нужно увеличить выходное напряжение? Регуляторы переключения справятся с этим.

Все еще не уверены, какого риэлтора выбрать? Вот некоторые другие детали, которые следует учитывать в разделе Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для моей схемы? от Силовой Электроники.

Регуляторы, монтаж вверх

Какое бы устройство вы ни создавали, ему потребуется серьезная защита от колебаний напряжения.Стабилизаторы напряжения — идеальный инструмент для этой задачи, способный обеспечить стабильное выходное напряжение, чтобы ваша схема работала должным образом. В конечном итоге, выбор регулятора напряжения зависит от требований вашей конструкции. Работаете с малопотребляющим и недорогим приложением, где преобразование энергоэффективности не имеет значения? Возможно, вам подойдут линейные регуляторы. Или, может быть, вы работаете над более сложной конструкцией, требующей повышения и понижения напряжения по мере необходимости. Если это так, подумайте о переключении регуляторов.Какой бы регулятор вы ни выбрали, вы защитите свою электрическую цепь от опасностей, связанных с этими напряжениями в дикой природе.

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE включает в себя массу бесплатных библиотек регуляторов напряжения, готовых для использования в вашем следующем проекте? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Технология регулирования напряжения Balmar — BalmarBalmar

Технология регулирования напряжения Balmar
Генераторы с высокой выходной мощностью — важная часть вашей системы ухода за батареями, но определенно не единственная ее часть.Без надлежащего регулирования напряжения зарядка аккумулятора может быть медленным процессом или, что еще хуже, идеальным рецептом для раннего выхода аккумулятора из строя.

Все коммерческие генераторы переменного тока поставляются с внутренней схемой выпрямителя / регулятора, которая:

(1) Преобразует переменный ток, генерируемый генератором переменного тока, в постоянный, и (2) фиксирует выходное напряжение на статическом уровне — обычно 14,6 вольт.

Есть несколько недостатков с внутренними регуляторами:

(1) Не все аккумуляторные технологии хотят получать 14.6 вольт. (2) Все типы аккумуляторов имеют оптимальный «профиль» зарядки, что означает, что им нужны разные напряжения и токи на разных этапах цикла зарядки, а также изменения при изменении температуры аккумулятора. (3) После полной зарядки батареи могут перегреться, если на них подается постоянный ток с фиксированным зарядным напряжением.

Запатентованные Balmar

регуляторы напряжения Max Charge и ARS-5 обеспечивают динамический метод мониторинга состояния батареи и применяют правильный уровень управления генератором (напряжение и ток), чтобы гарантировать, что ваши батареи заряжаются быстро и безопасно.Во время работы двигателя регуляторы Balmar проходят следующие этапы для обеспечения надлежащей зарядки аккумулятора:

Этап 1: Задержка пуска —

После запуска двигателя регулятор ожидает в течение нескольких секунд перед подачей тока возбуждения на генератор. Это позволяет двигателю и ремням прогреться перед приложением нагрузки генератора.

Этап 2: Мягкая рампа —

Регулятор медленно увеличивает возбуждение генератора, чтобы уменьшить нагрузку на ремень.

Этап 3: Массовая зарядка —

Регулятор увеличивает выходную мощность возбуждения до максимально безопасного уровня, позволяя генератору достичь максимальной выходной силы тока на основе целевых пределов заряжаемого типа батареи. Целевое напряжение колеблется от 14,1 В до 14,6 В в зависимости от выбранного типа батареи (напряжение объемной зарядки 24 В находится в диапазоне от 28,2 В до 29,2 В). Заводская установка времени заполнения составляет 18 минут, и ее можно полностью настроить в режиме расширенного программирования.

Этап 4: Расчетный объем —

В конце установленного периода времени большой емкости регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генераторов переменного тока достигать и поддерживать заданное напряжение, а также процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения.На этом этапе будет поддерживаться объемная зарядка до тех пор, пока не будут выполнены все критерии, после чего регулятор снизится до напряжения поглощения.

Этап 5: Напряжение абсорбции —

Обычно на две десятых вольта ниже основного целевого напряжения, абсорбционное напряжение позволяет генератору подавать ток в почти полностью заряженные батареи без перезарядки. Время абсорбции предварительно установлено на 18 минут и регулируется в расширенном режиме программирования регулятора.

Этап 6: Расчетное поглощение —

В конце установленного периода времени поглощения регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генератора переменного тока достигать и поддерживать заданное напряжение и процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения.На этом этапе будет поддерживаться напряжение абсорбционной зарядки до тех пор, пока не будут выполнены все критерии, после чего регулятор снизится до напряжения холостого хода.

Этап 7: Напряжение холостого хода —

Обычно напряжение холостого хода на вольт ниже основного целевого напряжения позволяет генератору подавать ток в полностью заряженные батареи, достаточный для замены любой емкости батареи, используемой во время движения. Время плавания предварительно установлено на 18 минут и регулируется в режиме программирования регуляторов.

Этап 8: Расчетное число с плавающей запятой —

В конце установленного периода времени плавающего режима регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генератора переменного тока поддерживать заданное напряжение плавающего режима и процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения.Если все критерии расчета соблюдены, регулятор продолжит поддерживать напряжение холостого хода. Если расчет показывает, что генератор не поддерживает напряжение батареи, регулятор вернется к напряжению поглощения.

Многоступенчатый регулятор Balmar: дополнительные характеристики

Выбираемые пользователем предустановленные программы батарей

Balmar предоставляет несколько профилей зарядки для обеспечения оптимальной зарядки. Просто выберите программу аккумуляторов, соответствующую вашей технологии аккумуляторов.Семейство регуляторов Max Charge содержит 8 предустановленных профилей заряда. ARS-5 содержит 5 предустановленных профилей.

Расширенные режимы программирования

Многоступенчатые регуляторы

Balmar обладают широким набором расширенных настроек регулятора. Получив доступ к расширенной функции программирования, пользователь может изменять время зарядки и напряжения на всех этапах зарядки, настраивать время задержки запуска, пределы температурной компенсации, крутизны температурной компенсации и изменять уставки для реакции генератора на перегрев.

Датчик и контроль температуры генератора и аккумулятора

Многоступенчатые регуляторы

Balmar обладают способностью автоматически корректировать мощность зарядки, чтобы гарантировать правильную зарядку аккумуляторов независимо от температуры окружающей среды. Если температура батареи превышает безопасный рабочий уровень, регуляторы максимального заряда и напряжения ARS-5 автоматически уменьшают выходную мощность зарядки, чтобы избежать опасных условий теплового разгона.

Управление нагрузкой на ленту

Многоступенчатые регуляторы

Balmar могут защитить двигатель и ремень, позволяя пользователю снижать выходную мощность генератора с небольшими приращениями, регулируя диспетчер нагрузки на ремень.Регулируемый с шагом 4%, диспетчер нагрузки на ремень расширяет полосу пропускания импульсов поля регулятора, тем самым снижая нагрузку на приводной ремень. Диспетчер нагрузки на ремень также можно использовать для защиты генератора переменного тока в приложениях, где емкость аккумулятора превышает идеальные коэффициенты зарядки.

Выбор подходящего многоступенчатого регулятора Balmar для ваших нужд может вызвать затруднения. В следующей таблице указаны соответствующие регуляторы Balmar для каждого применения и серии генераторов Balmar. Щелкните номер детали, чтобы получить лист технических данных.

Регуляторы Balmar Digital Duo Charge Центральный центральный двигатель со сдвоенным двигателем
12 В 24 В
Предустановленные многоступенчатые программы для батарей Номер детали: АРС-5 МС-614 MC-612-DUAL МС-624 DDC-12/24 CFII-12/24
Universal Factory Program, Deep Cycle Flooded, Gel Cell, Absorbed Glass Mat (AGM) и Spiral Wound Flooded (Optima) Есть Есть Есть Есть Есть Есть
Стандартные затопленные, чувствительные к напряжению галогенные системы, литиевые Есть Есть Есть Есть Есть
Модели генератора переменного тока Balmar
Генераторы 6-й серии (70A-120A) Есть Есть Есть Есть Есть Есть
Генераторы переменного тока серии AT (165A-200A) Есть Есть Есть Есть
Генераторы переменного тока с большим корпусом серии 9 (140A-310A) Есть Есть Есть Есть Есть
Несколько конфигураций генератора / двигателя
Двойной двигатель, по одному генератору на каждый Да (требуется 2) Да (требуется 2) Есть Есть
Один двигатель, два генератора Есть Да (требуется 2) Есть Есть

.