Как подбирать линейный стабилизатор напряжения (микросхему)

[^Баюн^]

1) Допустим ток потребления 1А. Имеет ли смысл брать с запасом? Будет ли он от этого меньше греться?

2) Я так понимаю они оснащены защитой от перегрева, перегрузки, замыкания? итп. т.е. после стабилизатора сразу можно подавать на схему или же нужно защиту ещё от переполюсовки питания, перегруза и КЗ?

[SmarTrunk]

Запас должен быть, конечно, всегда.

Защита от перегрева-перегрузки-замыкания обычно есть. На входе и выходе обычно надо ставить конденсаторы (согласно справочнику), иначе будет возбуждаться.

Нагрев только от рассеиваемой мощности зависит, и от теплоотвода.

Это Вам надо какого-нибуд Хоровица-Хилла почитать, теорию, или типа того

[Enman]

Я бы не сильно рассчитывал на все защиты, реально работает только от КЗ....от перегревов, переполюсовок ведь горят....Тут надо определяться самому с вариантами "противоправных" ситуаций, от всего "вообще" защиты не бывает...
Греется стаб от выделяемой на нём мощности, а не от справочных данных....

[^Баюн^]

Благодарю, в общем для надёжности следом ещё схему от "всего"...

В соседней теме встретил расчёт:

--Рассеиваемая мощность на стабе = (18v-5v)*2 = 26 Вт.
Почему на 2 умножается

--Площадь радиатора 20*26 = 520 кв.см. (не меньше)
20 это от куда берётся?

[Dr. West]

Мощность равна падению напряжения на стабилизаторе, помноженному на ток через него - очевидно это 13 Вольт и 2 Ампера соответственно.

Площадь равна (внезапно!) длине, помноженной на ширину.

[Enman]

...20 кв см на 1 Вт мощности....размерности-то в школе как-то подгоняли ?...)))

[^Баюн^]

Dr. West, благодарю, про площадь это не ответ, там автор явно перемножил 26Вт на 20 вот про 20 мне не понятно было..
Enman, благодарю, стало про 20 понятно.. (Чего школу только что закончил? Размерности какие-то помнишь..)

[Serj66610]

Есть еще такой момент,при выходе из строя стабилизатора(к примеру КР142ЕН5А и его аналога IL7805)....так вот,первый при "вылете" выход делает которышем(т.е. на выходе ноль вольт),второй(зарубежка)-на выход шпарит все напряжение которое было до него....как итог-всегда горит питаемая схема.....посему,либо советские "кренки",либо предохранитель на выход и после него супрессор(для пяти вольт-6,8в(P6,8KE) лепить)-это если стабилизатор "буржуйский".

[^Баюн^]

Почитал интернет, понял что супрессор он же защитный диод, срабатывает очень быстро (быстрее варистора) и используется в низковольтных схемах.

И тут следом вопросы:

1) У них мощность до 1500Вт.. Как подбирать? Как рассчитывать? Какой предохранитель? Или вместо предохранителя, резистор на 10ом поставить, который лопнет в случае конца.. Тож на сколько ватт?
Например в схеме 9В 4А.. Пробой - на 10В будет открываться..

2) Они разных типов: однонаправленный и двунаправленный, в каких случаях они используются?

[YS]

У них мощность до 1500Вт..

Это в импульсе, разумеется. Вообще, мощность супрессора - это параметр достаточно синтетический, который нужно понимать скорее в смысле энергии, которую этот самый супрессор способен поглотить. Разумеется, полуторакиловаттный супрессор не способен сколько-нибудь долговременно рассеивать реальные 1.5 кВт.

Предназначение супрессоров - защита от импульсных помех; например, очень характерное применение - защита устройств, включаемых в бортовую сеть автомобиля. Потому ставить его в цепи защиты от долговременного перенапряжения философски не совсем корректно.

Симметричные супрессоры используются там, где имеются двуполярные сигналы. Например, в цепях переменного тока.

Современные регуляторы очень надежны. В моей практике регулятор выходил из строя только один раз - когда я нечаянно переполюсовал вход питания. Защищать имеет смысл в основном вход регулятора - вот там можно поставить и супрессор, и ферритовую бусинку, и еще кучу всего. Но если ваше устройство будет питаться от батарейки или адаптера, реальный смысл имеет только защита от переполюсовки по входу.

Что реально важно - так это убедиться, что регулятор не возбуждается. Следует изучить даташит. Некоторые регуляторы заявлены как безусловно стабильные без применения дополнительных мер, другим же для стабильности требуется определенная емкость на входе, выходе или и там, и там, причем в таких случаях всегда нормируется и ESR применяемых конденсаторов. Впрочем, стабильным регуляторам входная и выходная емкость тоже не повредит (улучшится отклик на ступенчатое изменение нагрузки).

[^Баюн^]

Бусенок я в продаже не вижу..
Супрессор может сразу после выпрямительного мостика тогда ставить, дальше уже фильтрующие конденсаторы итд.. Или как лучше?
Я просто видел схемы где ставят предохранитель на плюс, когда супрессор перемыкает надолго, то предохранитель перегорает, нагрузка спасена..
После уже буду отдельно схему защиты лепить..

И я так не понял про мощность, как её подбирать допустим трансформатора выхлоп 12В 200мА и 12v 4А

[YS]

Бусенок я в продаже не вижу..

Официально эта деталь называется "дроссель подавления ЭМП". Например вот такие они бывают, а еще такие, например.

Супрессор может сразу после выпрямительного мостика тогда ставить, дальше уже фильтрующие конденсаторы итд..

Если питание от трансформатора, то супрессор лучше ставить до трансформатора. Симметричный.

И я так не понял про мощность, как её подбирать допустим трансформатора выхлоп 12В 200мА и 12v 4А

Мощность чего? Трансформатора? Супрессора? Регулятора?

Вы расскажите, что вы собираетесь питать. А там и посмотрим, как это лучше сделать. Можно, конечно, натыкать везде супрессоров, защит, подавителей помех, предохранителей и т.п., но лучше решать задачи адекватными средствами.

[^Баюн^]

Вы расскажите, что вы собираетесь питать. А там и посмотрим, как это лучше сделать. Можно, конечно, натыкать везде супрессоров, защит, подавителей помех, предохранителей и т.п., но лучше решать задачи адекватными средствами.

Тыкай : ) Собираюсь спроектировать блоки питания на разную мощность для питания аудиоустройств чувствительным к помехам: усилители, примочки, гитарные процессоры итп. Борьба с шумами, фонами, наводками, соседней радиовышкой и прочими на первом месте.. Пока разбираюсь с запчастями чуть позже тему создам со схемами и расчётами, я уже примерно знаю что и как хочу..

Официально эта деталь называется "дроссель подавления ЭМП". Например вот такие они бывают, а еще такие, например.

Благодарю! А индуктивность как подбирать?

Если питание от трансформатора, то супрессор лучше ставить до трансформатора. Симметричный.

Я думал на вход ставить предохранитель и варистор, но так понимаю лучше получается супрессор, или может оба?

И я так не понял про мощность, как её подбирать допустим трансформатора выхлоп 12В 200мА и 12v 4А

Мощность чего? Трансформатора? Супрессора? Регулятора?

Трансформатора.

[YS]

Собираюсь спроектировать блоки питания на разную мощность для питания аудиоустройств чувствительным к помехам: усилители, примочки, гитарные процессоры итп.

Ага, проясняется. То есть это скорее всего будет схема вида "трансформатор - диодный мост - стабилизатор".

По поводу подбора помехоподавляющих компонентов (ферритовых бусин, дросселей, супрессоров и прочего). Рассчитать их, в сущности, невозможно. Вы же не знаете точно, какие помехи будут действовать на ваше устройство? Потому такие компоненты как правило выбирают, опираясь на здравый смысл и стандарты, если они есть.

Например, для автомобильной электроники существуют соответствующие стандарты и наборы рекомендаций.

В других случаях защиту выбирают эмпирически. Например, навешивают на кабель разные фильтры и измеряют помехи, пробуют разные методы экранирования и т.п. Останавливаются на наиболее приемлемом варианте. Но это все в тех случаях, когда наблюдаемые помехи ощутимо мешают работе устройства. Однако не стоит решать проблемы, которых нет - так можно сделать только хуже. Например, девушка ушла от меня ровно потому, что решала несуществующие проблемы.

Возвратимся, однако, к вашему устройству. В итоге оно же будет питаться от сети? Вот и давайте посмотрим стандарт на напряжение сети. Там написано, что напряжение в розетке в норме должно составлять 230 В +6 / -10%. То есть если напряжение в розетке больше 244 В - это нештатно.

Исходя из этого можно выбрать, например, супрессор 1.5KE150A и поставить два таких во встречном (но не параллельном!) включении на вход устройства. Можно поискать симметричный супрессор, у которого standoff voltage в районе 250 В, но мне лень это делать.

Что касается мощности супрессора, то мы с вами без понятия, импульсы какой энергии придется выдерживать нашему устройству. Потому начнем с 1.5 кВт просто потому, что такие супрессоры дешевы, да и это распространенный номинал, подходящий в большинстве подобных случаев ("A 1500 W TVS will typically be sufficient for most of these "secondary" protection levels ..."). А эксплуатация покажет, в какую сторону корректировать значения (и стоит ли это делать).

Предохранитель выбирается по максимальному току, потребляемому от сети. Единственно только, не думайте, что при превышении номинального тока он сразу же сгорит. Но вкупе с супрессором он обеспечит неплохую защиту.

Мощность трансформатора должна быть не меньше полной потребляемой мощности, то есть тока устройства, которое планируется питать, умноженного на номинальное выходное напряжение трансформатора. Не на выходное напряжение регулятора! Мощность, рассеиваемую на регуляторе, тоже надо учесть.

Если делать по фен-шую, надо предусмотреть все так, чтобы при минимальном входном напряжении устройство выдавало нужные параметры. Из вышенаписанного ясно, что минимум в сети - примерно 207 В. Соответственно, трансформатор надо выбрать так, чтобы при таком входном напряжении он выдавал на вторичной обмотке сумму выходного напряжения, минимального падения на регуляторе, а также падения на диодах диодного моста (примерно 1.2 В).

Если это аудио, то не стоит скупиться на емкости электролитических конденсаторов. Но учтите, что если их емкость будет слишком велика, то для ограничения пускового импульса потребуется включить на входе (там же, где супрессор) NTC-термистор. Эмпирическое правило - 1000 мкФ на каждый Ампер тока нагрузки.

В целом как-то так, может быть что-то упустил, но пост и так получился очень длинным.

[^Баюн^]

1) Может тогда просто несколько разных дросселей подавления ЭМП влепить на плюс, пусть давят себе разные диапазоны..

2) А всё же кроме скорости срабатывания чем супрессор лучше варистора?

Про мощность транса я просто смотрю что устройство потребляет 9В 2.5А, транс беру на 12В 3,6А (ну это мне запас на ампер нужен, там от 2,5А потребление)
12в должно хватить на потери в выпрямительных диодах и запитку микросхемы стабилизации..

Про ёмкости я схемки смотрел - рекомендации 5000мкф на 1А, после диодного моста ставят в подобных схемах связанных с аудио..

NTC-термистор - хороший совет, я так понимаю их подбирают по максимальной мощности схемы, в интернете чего-то не густо единственную статью которую нашёл, там сборка из 6 штук - это целесообразно?

[YS]

Я не думаю, что вам там вообще нужны ферритовые бусины. Максимум, с чем вы скорее всего столкнетесь, - сетевой фон, а он подавляется другими методами.

Ферритовые бусины я использовал, когда делал USB-звуковую карту. Вот там да, была четко слышимая помеха на интермодуляционной субгармонике частоты USB, от которой помогали ферритовые колечки. У вас в схеме не будет компонентов, переключающихся на высокой частоте, так что и бусины ни к чему.

Супрессор более надежный элемент. Варистор, например, в некоторой степени деградирует после каждого срабатывания. Варисторы исторически держат более высокое напряжение, потому чаще применяются во входных силовых цепях.

Тут смотря что за схема. Питание малошумящего предусилителя и выходного усилителя мощности - разные вещи. Малошумящему предусилителю нужен стабилизатор, причем с упором на малые шумы питания, а тысячи микрофарад ему совсем не нужны. Многоамперному усилителю мощности стабилизатор как правило вообще не нужен, зато требуются огромные конденсаторы в шинах питания.

NTC-термистор подбирают так, чтобы он был способен штатно пропускать через себя рабочий ток схемы и при этом в холодном состоянии имел такое сопротивление, которое ограничило бы пиковый ток до значения меньшего, чем пиковый ток диодов выпрямительного моста (surge current, Ifsm). Но если у вас там будут десятки тысяч микрофарад, то уже имеет смысл делать отдельную активную схему плавного включения (с реле).

[^Баюн^]

Благодарю!
Высокочастотные помехи гуляют по сети, я считаю нужно ставить, так же думаю нужно ставить дроссели подавления ЭМП и на выходе питания (в точке запитывания устройства).. Вся эта околозвуковая тема, особенно на сильном усилении и искажении начинает жрать просто всё из розетки.. Так что я считаю лучше перебздеть..

[Vovk_Z]

Про мощность транса я просто смотрю что устройство потребляет 9В 2.5А, транс беру на 12В 3,6А (ну это мне запас на ампер нужен, там от 2,5А потребление)

- если потребление 2,5 А, то средний ток вторичной обмотки трансформатора будет около 2,5*1,4 = 3,5 А. Т.е. у вас запасу никакого нет. Выбрано в самый раз. Учитывая, что врядли устройство потребляет все время прям ровно 2,5 Ампера, то должно хватить.
Вообще, трансформаторы качеством бывают разные, одни почти не греются при номинальном токе, а другие нагреваются очень заметно, так что по тепловому режиму тут я не угадаю.

12в должно хватить на потери в выпрямительных диодах и запитку микросхемы стабилизации..

- да, должно.

[YS]

Высокочастотные помехи гуляют по сети

Я думаю, в сети вряд ли будут достаточно мощные помехи частотами в сотни мегагерц - а именно на таких частотах проявляется эффективность ферритовых фильтров.

Впрочем, если хотите, ставьте. Хуже от того, что вы наденете на кабель ферритовый элемент, не будет.

Вся эта околозвуковая тема, особенно на сильном усилении и искажении начинает жрать просто всё из розетки..

Не стоит списывать все на питание. При большом усилении усилитель может просто самовозбуждаться, или может снижаться запас по фазе, что тоже может приводить к искажениям звука. Есть много причин, по которым параметры усилителя могут деградировать, и плохое питание - лишь одна из них, тем более что большинство усилителей обеспечивает довольно приличный PSRR.

[^Баюн^]

Vovk_Z, у устройства родной импульсный БП на 3А.. Он как-то от линейного отличается сильно?