Линейная стабилизация тока. Вопросы

Тема в разделе "Свет", создана пользователем pushistui, 21 окт 2007.

  1. Купил кренку LM317T
    Рассчитал резисторы для соотв токов.
    Включил схему-замерил токи-получил совсем не те значения, что были рассчитаны.

    Питание 6в. Светодиод 1ватт Люксеон. МС в режиме простейшего стабилизатора тока.
    Где может быть ошибка?
     
  2. и какие же токи получились? ::)
    :)
     
  3. 63 95 131 и 114 ма
    вобщем на глаз приблизительно одно и тоже.
    расчёт вёлся по след формуле
    r=1.25/i

    закупленные сопротивления
    5.1ом
    18 ом
    43 ом
    9 ом
    короче говоря даже порядки не совпали.

    Жду ответов!
     
  4. Dhaitya

    Dhaitya Guest

    Совет не лишен остроумия.
    Uled_280mA=~3V4
    Udrop_317_280mA=~1V9
    Uref=1V25
    6-3.4-1.9-1.25=-0.55 Error=undervoltage. Please use ICs with lower Udrop; must be lower 1.9-0.55=1.35V@280mA
     
  5. Ангел

    Резисторы-это не совсем то,что нужно. Нужен стабильно освещающий фонарь, а не медленно умирающий на глазах.

    Почему схема на КЗ, где именно? Иной вариант схемы?

    DJ Сварщик

    Глоссарий соответствия абревиатур для уровня "паяльник в руках держал".

    Что в схеме не так? теоретически она должна функционировать.
    Что вы предлагаете при текущих условиях(линейная стабилизация тока)?
     
  6. Dhaitya

    Dhaitya Guest

    Написан в версии alpha, но не размещён ещё.
    Как работает такая схема?
    Задаваемый ею ток определяется через падение напряжения на образцовом резисторе. ИМС поддерживает напряжение на нём постоянным, значит и ток через этот резистор постоянен из з-на Ома: I=U/R, т.к. сопротивление тоже постоянно.
    Принцип работы определяет недостатки - может требоваться высокое напряжение питания.
    Итак, падение на образцовом резисторе мы вычитаем из напряжения питания, из него же вычитаем и напряжение на светодиоде - понятно, что питание должно превышать минимально требуемое для диода. То, что остаётся - запас на стабилизацию, он необходим почти всем линейным схемам.
    Посчитаем его. 6В-1.25В-3.4В=1.35В. Казалось бы, достаточно. Но часть напряжения падает между входом ИМС и её выходом - такова её конструкция. Для 142ЕН12 (хх317) это напряжение не может быть меньше 1В5, а при токе 280мА может составить 1В9 и больше - до 2В5.
    Значит, запас составит 1.35В-1.9В=-0.55В, это означает, что минимальное напряжение питания должно быть выше на 0.55В или что падение напряжения м/входом и выходом ИМС должно быть на 0.55В менее; 142ЕН12 второе условие обеспечить не может.
    Стабилизация напряжения с запасом или стабилизатор тока - решение проблемы.
    Можно выбрать любой из двух путей, оба ведут к необходимой цели, - включить хх317 стабилизатором напряжения (1) или стабилизировать ток недорогой схемой на дискретных элементах (2).
    1. Нужно разогреть СИД до 75-85 град. С под током 280-300мА и замерить напряжение на нём; после чего установить её выходное напряжение на 280мВ больше, а СИД подключить к её выходу ч/т.н. "резистор термокомпенсации" номиналом ~1R. Недостаток этой схемы в том, что при падении температуры ток СИД будет уменьшаться. Частично это компенсируется повышением КПД СИД при пониженной температуре.
    2.
    [​IMG]
    Т1 - любой: кремниевый, германиевый PNP на ток от 0.5А и рассеиваемую мощность более 2Вт. Например, КТ814х.
    Т2, Т3 - КТ315х и подобные NPN.
    R4 - исключен.
    R3 - 1k-10k, подбирается.
    R2 - 0R5-3R, подбирается.
    R1 - 200R-1k, подбирается.
    С1, С2, С3 - значения не критичны. Электролитические - более 47мкФх10В при питании от 6В.

    Несколько лучшие параметры можно получить на этой схеме:
    [​IMG]
    Автор - solncasvet.
     
  7. Сами вопросы

    1) Нагрев светодиодов-использование данного метода маловероятно

    2) одна из двух схем.

    первая основанная на транзисторах

    Ввиду недостаточного понимания принципов функционирования транзисторов, способов подключения и функционального назначения необходимы ссылки или краткие пояснения
    в рамках данной темы.

    Мой учебник электроники рассматривает транзисторы с тз p-n переходов.
    Необходим же понятный уровень простого изложения.

    * насколько эфффективна эта схема и характеристики её работы.
    * До какого уровня заряда батарей она будет работать?

    * Смысл подключения конденсаторов? В цепи постоянного тока это разрыв цепи.

    * M-FUSE-это что такое?

    Вторая схема
    наиболее вероятная и более простая на мой взгляд.

    * Что обозначает треугольник в центре, ИМС? Я насчитал 5 ножек для подключения. Что-то много.
    * Что означает средний элемент в самом правом ряду элементов, тот что со стрелкой?
    * Эту схему можно использовать только для 3-4.5 в или и для 6ти? Как переделать её.

    *И опять эффективность и принцип функционирования последней схемы.
    * Чем от моей отличается.

    Насколько я понял в схеме присутствует ещё диод-то есть основное отличие-закл в его использовании.

    DJ Сварщик
     
  8. Это полевой тразистор (с P-каналом ??? )
    Даташит здесь: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf7301.pdf
    Даташит на 317-ю здесь:
    http://www.ortodoxism.ro/datasheets2/c/0hj5dxz6qa1kdqxjigl5zpok4iky.pdf
    На руском вкурить о ней можно здесь: http://www.cqham.ru/lm317.htm

    Вот. Может тебе это поможет.
     
  9. Dhaitya

    Dhaitya Guest

    Вопрос не понят. Нагрев можно провести парикмахерским феном. 75-80 град. С - его предельная температура.
    Найдите и прочтите П.Хоровиц, У.Хилл, "Искусство схемотехники". Я не знаком с этой книгой, но её характеризуют положительно: всё просто, подробно, доходчиво. В сети она есть.

    Работа схемы.
    Чем больше ток, протекающий ч/СИД, тем больше разность напряжений на резисторе R2, т.к. этот ток течёт и ч/него тоже. Это напряжение считывается базой транзистора Т3 и открывает его тем больше, чем оно (напряжение) выше. Транзистор Т2 работает с транзистором Т3: чем больше открыт Т2, тем меньше напряжение между его коллектором и эмиттером; т.к. коллектор Т2 подключен к базе Т3, то соответственно, чем более открыт Т2, тем менее открыт Т3, так как его база подключена к 0 и сопротивления резистора R3 уже недостаточно, чтобы открывать Т2. А чем более закрыт Т2, тем более закрыт Т1, т.к. Т2 открывает Т1, подключая его базу ч/себя к 0. Т2 иной полярности, чем Т1 - чтобы открыть Т1, его базу подключают к 0, а чтобы открыть Т2 или Т3, их базы подключаются к +. Не напрямую, конечно. Чем более закрыт, в свою очередь, Т1, тем меньше напряжение, доступное д/работы СИД. Следовательно, ток СИД падает.
    Берём начало выкладки и её конец: если ток ч/СИД становится велик, то регулирующий транзистор Т1 закрывается и ток снова падает. Это принцип регулировки отрицательной обратной связью.

    Не понял "тз".

    Эффективна, как и любая другая линейная схема. В сравнении с обычными стабилизаторами напряжения у неё есть особенность: когда входное напряжение понижается, становясь меньше выходного, схема отслеживает его и повторяет на своём выходе за вычетом 0.1-0.5В, падающих на регулировочном транзисторе. Обычный же линейный стабилизатор в таких условиях работать не может - когда входное напряжение становится меньше, чем выходное+(некоторое ещё), выходное сопротивление стабилизатора резко возрастает и напряжение на нагрузке так же резко падает.
    Это зависит от настройки схемы также. Правильно настроенная - до уровня 3.4+0.5+0.4=4.5В, но это характеристика не схемы, а нагрузки - СИД.
    Совершенно постоянное напряжение создать невозможно - всегда присутствуют шумы. Транзисторы любого типа и другие полупроводниковые компоненты являются также источниками шумов, но транзисторы ещё и усиливают шумы. Провода являются индуктивностями, близко расположенные проводники - емкостями. Всё это создаёт очень хорошие условия для разнообразных колебательных процессов. Даже абсолютно правильно собранная схема будет абсолютно неработоспособна, если извлечь конденсаторы питания. Их задача - удалять, отфильтровывать шумы и колебания напряжения. Т.к. конденсатор обладает способностью проводить переменный ток, он не оказывает влияния на постоянную составляющую, но подавляет переменную, шумовую до безопасного уровня, не давая развиться колебательным процессам. (объяснение упрощено!)
    Многоразовый предохранитель. Значение его тока должно быть в 1.5-2 раза выше максимального тока схемы, последовательно с которой он включен.

    ИМС операционного усилителя, ОУ.
    Я тоже.
    Выход. + питания. 0. Инвертирующий вход. Неинвертирующий вход. Пояснения - ниже.
    МОП ПТ, FET, MOSFET, КМОП, CMOS - полевой транзистор, говоря иначе. Силовой элемент, которым управляет ОУ, регулируя ток СИД.
    До 10В питания.
    Наиболее экономичная схема при низких напряжениях питания.

    Принцип функционирования.
    Правая часть схемы - источник опорного напряжения: D1, R3, R4, R5. Диод включен так, что он открыт и проводит - он подключен к питанию ч/R5. Следовательно, на диоде падает напряжение, т.к. он обладает сопротивлением. Свойство цепи D1-R5 в том, что при разных напряжениях питания и разных токах, текущих ч/диод, напряжение на диоде не меняется. Это напряжение делится на цепочке R3-R4 и подаётся на неинвертирующий вход ОУ. Если теперь напряжение на его инвертирующем входе будет хоть сколько-нибудь больше напряжения на неинвертирующем, то выходное напряжение ОУ уменьшится, уменьшая напряжение на затворе ПТ. Чем меньше напряжение на затворе ПТ, тем хуже он проводит ток. Ток ч/СИД падает и падает ток ч/R1, т.к. СИД включен ч/ПТ и R1 и его ток течёт ч/них. Раз ток ч/R1 падает, значит, падает и напряжение на выводах R1. Напряжение это подаётся, как видно из схемы, на инвертирующий вход ОУ. Итак, если ток СИД возрастает (из-за роста питания, например), то напряжение на выходе ОУ падает, ПТ начинает проводить хуже и ток СИД уменьшается. В основе процесса лежит сравнение 2-х напряжений - опорного и считываемого с R1.
    Меньше опорное напряжение и нет значащих минималных потерь на самой схеме, т.е. выше эффективность при малых напряжениях. Данный тип схем может нормально работать, когда питание всего на 150-200мВ больше напряжения, требуемого нагрузкой. Это достигается использованием ПТ.
    См. выше - про опорное напряжение.
    Я за него.
    N-channel
     
  10. DJ Сварщик
    Книжку постараюсь добыть.
    У нас схемотехника была для проектирования и реализации вычислительных систем. И давали нам несколько иной материал.
    Приходится заново учить основы электроники-но это приносит удовольствие...
    Ни в школе, ни в институте на простом и понятном инженеру языке никто не может донести принципы и основы предмета. Вы наверное преподаёте? Буду соотносить ваши комментарии и пояснения со схемой.

    тз-точка зрения

    "(объяснение упрощено!)"
    В самый раз))

    "Я тоже."
    Тогда буду искать цоколёвку.

    "До 10В питания"
    Отлично

    Предварительные вопросы:
    1) "схема отслеживает его и повторяет на своём выходе за вычетом 0.1-0.5В"
    В моём учебнике есть устройство-повторитель напряжения. Это не то же самое? Правда ни схемы, ни толкового описания я там не нашёл.
    2) ОУ (операционный усилитель)-в кратце что это такое?) У меня всё это относится к микропроцессорным устройствам.

    3) "Правильно настроенная - до уровня 3.4+0.5+0.4=4.5В"
    а 4 батарейки по 1.5 вольт насколько разряжаются полностью?
    Исходно имеем-6 вольт. если до 4.5 то 1.5/4=0.375 . То есть 1.5-0.375=1.1.
    Иными словами схема разрядит(идеально) до 1.1 в.

    4)"Многоразовый предохранитель"
    Нет, каталог мне ТОЧНО нужен. Можно о них поподробнее. Насколько многоразовые, осн. характеристики?

    5)Этот вопрос требует вдумчивого анализа схемы и технических пояснений.
     
  11. Dhaitya

    Dhaitya Guest

    Нет, это не повторитель напряжения функционально, просто есть режим, когда это устройство повторяет напряжение. Сами повторители весьма разнообразны и бывают очень сложны, но самый простой называется "эмиттерный повторитель" - включат в себя один транзистор и ничего кроме.
    " Операционный усилитель (ОУ) - это унифицированный многокаскадный усилитель постоянного тока, выполненный на интегральной схеме и удовлетворяющий следующим требованиям к электрическим параметрам:
    1. коэффициент усиления по напряжению стремится к бесконечности;
    2. входное сопротивление стремится к бесконечности;
    3. выходное сопротивление стремится к нулю;
    4. если входное напряжение стремится к нулю, то выходное напряжение также равно нулю;
    5. бесконечно широкая полоса усиливаемых частот.
    Название “операционный” он получил от аналогов на дискретных компонентах, выполнявших различные математические операции (суммирование, вычитание, логарифмирование и др.) в основном в аналоговых ЭВМ. В настоящее время операционным называют усилитель, выполненный в виде интегральной микросхемы."
    Будут разряжены поностью, но во время части разряда стабилизация потеряется и яркость начнёт уменьшаться. Схема на ОУ этого недостатка лишена.
    Выкладка неясна. Батарея на 6В, как и на другое напряжение, будет разряжена до 2В5-2В7 (напряжение порога СИД), но стабилизация потеряется, когда напряжение батареи достигнет 4В3-4В5 - с этого момента яркость станет падать. То же относится к схеме на ОУ, но она будет стабилизировать дольше.
    По большей части, низковольтные устройства - до 60В. Срабатывают при превышении током, текущим ч/них, порога. Метод работы - фазовая перестройка в жидкости. Срабатывают медленно - самые медленные защитные устройства: 4-30 сек в зависимости от тока превышения и температуры среды.
    Количество срабатываний не ограничено, но за 10000 их сопротивление возрастает вдвое.
    Можно соединять параллельно, но не последовательно.
    Диапазон токов у низковольтных - 100мА-10А и более.
    Подвижных частей не имеют. 2 вывода.
    Дополнительно: http://www.dodeca.ru/polysw.htm

    Это? - http://www.dodeca.ru/katalog.htm
     
  12. Уважаемый DJ Сварщик!

    Я подготовлю вопросы в ближайшее свободное время

    Пока могу сказать то, что я пробовал подключать диод через резистор.
    Макс ток при тех же номиналах что и выше был около 135 ма. Или около того.
    Только от 12 вольт и оч малом сопротивлении что-то около 200ма выдало.

    Нет, каталог не тот. К тому же платный(((
     
  13. Dhaitya

    Dhaitya Guest

    Т.е просто цепь из диода и резистора? Или со 142ЕН12-м стабилизатором? Опишите условия "12-вольтового" опыта.
     
  14. Значит так
    решил я опробовать вариант с тупым подключением простейшей схемы.
    Питание резистор крокодилы и диод.

    Для начала 6 вольт. БАТАРЕЙКИ. Мерял мультиметром...Результаты знаете.
    Потом откопал АДАПТЕР и опробовал последовательно 6в 9 и 12. И разные резисторы-начиная с больших кончая маленькими. Мерил.
    Ну вот и всё. Закон ома у меня не работал)) Я домножал в каждом опыте ток на сопротивление и полукчал всякую хрень. Что чуть ли не одним вольтом у меня всё питается.

    Без всяких кренок, стабилизаторов и тд.
    Вообще что надо сделать чтобы рассчитать резюки для получения нужных токов пи изаданных условиях без кренок?

    Вариант с ОУ будет прорабатываться.
     
  15. Dhaitya

    Dhaitya Guest

    Есть 2 варианта:
    1. довериться автоматике и считать на внешнем калькуляторе: http://www.ledz.org/modules.php?name=Pages&page=26 , ссылка из оглавления раздела.
    2. считать вручную:
    нужно знать:
    а. какой ток вы хотите пропускать ч/диод. Iled
    б. какое напряжение на выводах диода будет при этом токе. (ответ получают чтением документации или, с достаточной точностью, зная мощность СИД: для белых строго - до 2Вт - 3В4; 3Вт - 3В9, 5Вт - 6В9.) Uled
    в. какое напряжение на выводах источника питания будет при желаемом токе СИД - из характеристики источника питания, путём прямого замера. Us
    Очевидно, что напряжение источника питания должно быть больше напряжения на диоде. Если это условие не может соблюдаться, вы должны использовать импульсный преобразователь. Очевидно и что часть напряжения будет избыточной, лишней, раз напряжение источника больше напряжения на диоде. Лишнее напряжение необходимо устранить, этому служит резистор, включаемый последовательно с диодом. Он - единственное подлежащее вычислению.
    Итак, Us-Uled=Uover , это напряжение необходимо погасить, оно должно упасть на сопротивлении, по которому потечёт ток диода, т.к. это сопротивление включено последовательно с диодом. Тогда, по з-ну Ома: R=Uover/Iled=(Us-Uled)/Iled
    Пример: питание 6В, диод 1Вт, ток 280мА:
    R=(6-3.4)/0.28=9.29R, ближайшее стандартное значение - 9R1. Мощность резистора должна быть больше напряжения на нём (Uover), умноженного на ток СИД.
    Иногда режим измерения тока тестера сам вносит погрешность в опыт, тогда нужно использовать замер напряжения: действительно, ток СИД вы получите, измерив напряжение на последовательном резисторе и разделив это напряжение на сопротивление резистора.
    Да, это оптимальный вариант.
    Советую вам переписать и установить: http://ltspice.linear.com/software/swcadiii.exe , это поможет проводить простые опыты виртуально, б/сборки стенда.
     
  16. У меня есть отладочная плата) я на ней собираю. Единственная сложность-не использую всех её возможностей, которая она представляет. А инструкции на русском нет. Из беглого перевода с англ ничего особо полезного я не нашёл.

    Программу закачаю. Какой её вес?
    Ошибку в расчёте я понял. Однако при подкл сопротивления на 5.1 ом ток был макс - 135 ма.
    Это нормально? Сегодня у меня голова уже ничего не считает-оверфлоу)
     
  17. Dhaitya

    Dhaitya Guest

    7.17Мб
    Нет. Либо ошибка тестера, либо резистор не на 5R1, либо под нагрузкой падает выходное напряжение источника питания - адаптера, - до 4В.
     
  18. Итак вопросы

    Можно ли перерисовать схему с нарисованными направлениями токов, у транзистора пометить Э К и Б
    Какими параметрами мы регулирем ток на выходе для наших условий в схеме?
    Затвор полевого транзистора?
    использование резистора R2
    смысл деления напряжения R3 и R4
    приблизительная стоимость компонентов
    что произойдёт если исключить систему диод+R5
     
  19. C тестером тоже есть вопросы.

    блин-листок с расчётами исчёз...

    вобщем при измерении силы тока на разрыве цепи-с амперметром сила тока заметно падает.
    Каким внутр сопротивлением обладает тестер и как узнать истиную характеристику тока?
     

Поделиться этой страницей