Ako vyrobiť regulátor napätia na 12 voltov vlastnými rukami

V elektrickom obvode automobilu sa často používa regulátor napätia 12 voltov. Potreba inštalácie sa vysvetľuje skutočnosťou, že automobilové napájacie zdroje (batéria a generátor) rôznych 12-voltových elektrických spotrebičov dodávajú jednosmerný prúd s napätím 12,5 až 14 V. Takéto veľké fluktuácie môžu viesť k poškodeniu a zlyhaniu citlivých a drahých LED diód. pásky, hmlové svetlá, rádio. Okrem elektrických systémov automobilov sa tieto zariadenia používajú aj v 12-voltových zdrojoch energie, ktoré sú schopné znížiť a premeniť striedavý prúd elektrickej domácej siete na konštantnú, čo je vhodnejšie pre množstvo zariadení.

Výber zariadenia

Pri výbere stabilizátora berte do úvahy nasledujúce charakteristiky:

• Veľkostí. Zvolený stabilizátor by mal byť kompaktne umiestnený na určenom mieste na inštaláciu s normálnym prístupom.
• Vyhliadka. Z komerčne dostupných zariadení sú najspoľahlivejšie, kompaktné a lacné stabilizátory založené na malých mikroobvodoch.
• Možnosť vlastnej opravy. Pretože zlyhajú aj najspoľahlivejšie zariadenia, je potrebné uprednostniť udržiavateľné stabilizátory, ktorých rádiové komponenty sú komerčne dostupné v dostatočnom množstve a za prijateľnú cenu.
• Spoľahlivosť. Zvolený stabilizátor by mal poskytovať konštantnú hodnotu napätia bez významných odchýlok od rozsahu deklarovaného ich výrobcom.
• Náklady. Pre elektrický systém vozidla stačí kúpiť zariadenie v hodnote až 200 rubľov.

Pri výbere stabilizátora je tiež potrebné brať do úvahy recenzie ich zákazníkov, ktoré nájdete na špecializovaných fórach a weboch.

Odrody 12V stabilizátorov

V závislosti od konštrukcie a spôsobu udržiavania 12 V napätia sa rozlišujú dva typy stabilizátorov:

• Impulzné stabilizátory pozostávajúce z integrátora (batéria, vysokokapacitný elektrolytický kondenzátor) a kľúča (tranzistor). Napätie je udržiavané v danom rozsahu hodnôt v dôsledku cyklického procesu akumulácie a rýchleho prenosu náboja integrátorom, keď je kľúč otvorený. Podľa konštrukčných prvkov a spôsobu riadenia sa tieto stabilizátory delia na kľúčové zariadenia so Schmittovým spúšťačom, ekvalizéry s moduláciou šírka impulzu a frekvencia impulzov.
• Zariadenia na stabilizáciu lineárneho napätia, v ktorých sú Zenerove diódy alebo špeciálne mikroobvody zapojené do série ako regulačné zariadenia.

Medzi najobľúbenejšie a najobľúbenejšie medzi automobilovými nadšencami sú lineárne zariadenia charakterizované jednoduchou montážou, spoľahlivosťou a odolnosťou. Pulzný režim sa používa oveľa menej často kvôli vysokým nákladom na súčiastky a ťažkostiam pri vlastnej výrobe a oprave.

Klasický model

Klasické stabilizátory sú veľkou triedou zariadení zostavených na základe takých polovodičových komponentov, ako sú bipolárne tranzistory a zenerove diódy. Spomedzi nich hlavnú funkciu udržiavania napätia na 12 V vykonávajú zenerove diódy - druh diód zapojených v obrátenej polarite (plus zdroj energie je pripojený ku katóde takého polovodičového zariadenia a mínus je pripojený k anóde), pracujúci v režime poruchy. Podstata práce týchto polovodičových častí je nasledovná:

• Ak je napätie zdroja energie pripojeného k zenerovej dióde menšie ako 12 V, je v zatvorenej polohe a nezúčastňuje sa na nastavovaní tejto charakteristiky elektrického prúdu.
• Ak je prahová hodnota 12 V prekročená, zenerova dióda sa „otvorí“ a udržuje túto hodnotu v rozsahu stanovenom podľa jej charakteristík.

V prípade nadmerného napätia privádzaného do zenerovej diódy v porovnaní s deklarovaným maximálnym výrobcom zariadenie veľmi rýchlo zlyhá v dôsledku tepelného rozkladu.

Aby ktorýkoľvek model zenerovej diódy slúžil čo najdlhšie, odporúča sa, aby sa v jeho špecifikácii stanovil rozsah napätia, intenzita prúdu, v ktorej by sa mala prevádzkovať.

V závislosti od pripojenia sa rozlišujú dve verzie klasického stabilizátora: lineárne - ovládacie prvky sú sériovo zapojené do zaťaženia; paralelný - zariadenia na stabilizáciu napätia sú paralelné s napájanými zariadeniami.

Integrovaný stabilizátor

Zariadenia sú zostavené pomocou mikroobvodov malých rozmerov, ktoré sú schopné pracovať pri vstupnom napätí až 26-30 V, a produkujú konštantný 12-voltový prúd až do 1 Ampéra. Funkciou týchto rádiových komponentov je prítomnosť 3 stôp - „vstup“, „výstup“ a „nastavenie“. Ten sa používa na pripojenie nastavovacieho odporu, ktorý sa používa na konfiguráciu čipu a na zabránenie jeho preťaženiu.

Pohodlnejšie a spoľahlivejšie ekvalizéry zostavené na základe stabilizácie mikroobvodov postupne nahradia analógy zostavené na diskrétnych prvkoch.

Ako vyrobiť 12V stabilizátor

Jednoduché, ale zároveň celkom efektívne, spoľahlivé a odolné stabilizačné zariadenia môžu byť vyrobené nezávisle pomocou jednoduchých zenerových diód a špeciálnych malých mikroobvodov ako LM317, LD1084, L7812, КРЕН (КР142ЕН8Б).

Stabilizátor na LM317

Proces montáže takéhoto zariadenia na stabilizáciu napätia pozostáva z nasledujúcich krokov:

1. 130 ohmový odpor sa spájkuje na priemerný výstupný kolík mikroobvodu.
2. Vodič je spájkovaný na vstupný pravý kontakt a dodáva nestabilizované napätie zo zdroja energie.
3. Ľavý nastavovací kontakt sa spájkuje s druhou vetvou rezistora inštalovanou na výstupe z mikroobvodu.

Proces spájkovania takého stabilizátora netrvá dlhšie ako 10 minút a vzhľadom na lacný mikroobvod nevyžaduje veľké investície. S pomocou tohto zariadenia sú napájané LED svetlá, pásky.

Integrovaný obvod LD1084

Zostava zariadenia na stabilizáciu napätia automobilového elektrického systému pomocou čipu LD1084 je nasledovná:

1. Vodič s kladným napätím z diódového mostíka je spájkovaný na vstupný kontakt mikroobvodu.
2. Emulátor bipolárneho tranzistora je spájkovaný s riadiacim kontaktom, ktorého základňa privádza prúd nízkého a vysokého lúča cez dva odpory s menovitou hodnotou 1 kOhm.
3. Na výstupný kontakt sa pripájajú dva odpory (jeden je normálny pri 120 ohmoch a druhý je zastrihávač pri 4,7 ohmoch) a elektrolytický kondenzátor pri 10 uF.

Aby sa vyhladil zvlnený prúd, za diódovým mostíkom sa inštaluje ďalší elektrolytický kondenzátor s kapacitou 10 mikrofarad.

Stabilizátor na diódach a doske L7812

Jednoduchý integrovaný ekvalizér na Schottkyho dióde a dva kondenzátory sú zostavené takto:

1. Na vstupný kontakt mikroobvodu sa spájkuje nasledujúci kontakt: dióda typu 1N4007, ktorej anóda je spojená s kladom zdroja energie pomocou drôtu, a plusová vložka výkonného 16-voltového elektrolytického kondenzátora s kapacitou 330 μF.
2. Zaťaženie a pätka plusovej platne 16-voltového elektrolytického kondenzátora pri 100 μF sa spájkujú na pravý výstupný kontakt.
3. Mínus pochádzajúci z batérie a drôt z mínusových platní kondenzátorov sa spájkujú so stredným nastavovacím kontaktom.

Z takého jednoduchého zariadenia môžete napájať výkonné pásky LED a rádiomagnetofón.

Najjednoduchším stabilizátorom je doska ROLL

Obvod regulátora napätia pre 12 voltov na báze kotúča (KR142EN8B) obsahuje nasledujúce komponenty:

• Usmerňovacia dióda typu 1N4007 spájkovaná so vstupnou svorkou.
• Čip KR142EN8B alebo KIA7812A.
• Dva vodiče spájkované na výstupný a ovládací kontakt mikroobvodu a pripojené k záťaži a mínus zdroj energie.

Dizajn na doske KREN je najjednoduchší a najrýchlejší na zostavenie. Zároveň je jeho účinnosť a rozsah rovnaká ako v prípade ostatných domácich analógov.