Превращаем LM7805 в ШИМ-контроллер: гибридный импульсный стабилизатор 5 В своими руками

⚙️ Назначение и особенности схемы

На первый взгляд — это обычный стабилизатор напряжения с использованием популярной микросхемы LM7805. Однако при внимательном рассмотрении видно: устройство работает в импульсном режиме, используя транзистор BD242 как ключевой элемент. Это превращает схему из линейным стабилизатора в импульсный. А LM7805 в ШИМ-контроллер, позволяя обеспечить выход 5 В с высоким КПД и хорошей токовой отдачей.

Загляните на мой Телеграмм КАНАЛ Азбука РадиоСхем

Идея схемы

На базе широко распространённого стабилизатора LM7805 реализуем DC/DC преобразователь с высоким КПД. Вместо обычного линейного режима микросхема работает в импульсном (ШИМ) режиме с использованием внешнего p-n-p транзистора (BD242), дросселя и диода Шоттки.

Такой подход позволяет достичь более высоких токов , при этом схема остаётся простой и доступной для повторения даже начинающим радиолюбителям.

Как построить Лабораторный БП на LM317 с фиксированными уровнями НАПРЯЖЕНИЯ для новичков

Подробный разбор схемы

Входной каскад

• J2 — разъём для подключения источника питания 24 В DC.

• C1 (47 мкФ) — электролит для сглаживания начальных пульсаций и выбросов.

• R1 (47 Ом) — ограничивает ток в базу транзистора, формируя условия для импульсной работы.

Импульсный модуль

• Q1 — BD242 (NPN транзистор):Работает в ключевом режиме: включается и выключается с частотой, определяемой динамикой обратной связи.
  Основная задача — подавать энергию на дроссель L1 и тем самым заряжать выходной конденсатор C2.
  

• IC1 — LM7805:Используется здесь не как линейный стабилизатор в традиционном смысле.
  Он контролирует напряжение на выходе и задаёт уровень для обратной связи, косвенно влияя на длительность включения транзистора.
  

ШИМ-функциональность и фильтрация

• L1 (680 мкГн) — дроссель сглаживает импульсы, формируя стабильное постоянное напряжение.

• C2 (470 мкФ) — конечный фильтр, накопительный элемент, сглаживающий выход.

• D1 — 1N5817:Диод Шоттки с низким прямым падением и быстрым восстановлением.
  Позволяет току дросселя течь при закрытом транзисторе (freewheeling режим).
  

• R2 и R3 — формируют цепь обратной связи. Они передают информацию о состоянии выхода в управляющую часть схемы.

Как это работает

1. Первоначальный запуск
   После включении питание поступает через R1 и LM7805 на выход. Напряжение также подаётся на базу транзистора Q1, который открывается. Через L1 начинает протекать ток, заряжая выходной конденсатор C2.

2. Установка напряжения
   Когда напряжение на выходе достигает 5 В, LM7805 закрывается. Ток через резистор R1 прекращается и Базовый ток Q1 исчезает, и транзистор закрывается.

3. Импульсный режим
   После выключения Q1, ток через дроссель L1 также прекращается.  Но в дросселе накоплено магнитное поле и происходит самоиндукция. Ток начинает опять течь только в противоположную сторону через диод D1, обеспечивая непрерывное питание нагрузки. Когда напряжение на выходе немного проседает, LM7805 снова начинает проводить, и цикл повторяется.

4. Автоматический переход в линейный режим
   При низкой нагрузке (или её отсутствии) транзистор Q1 остаётся закрытым, и схема ведёт себя как обычный линейный стабилизатор — выходной ток течёт только через LM7805. Это упрощает работу при холостом ходе и повышает надёжность.

Характеристики и КПД

• При входе 24 В и выходе 5 В, КПД достигает 60–65%, что значительно лучше обычного линейного регулятора.

• При использовании LM7812/7815 и выходах 12 В / 15 В КПД возрастает до 75%.

• При этом схема не требует сложных контроллеров, трансформаторов или микросхем с ШИМ.

Гибкость: другие напряжения

Хотите 12 В или 15 В? Просто замените LM7805 на LM7812 или LM7815. Чтобы обеспечить стабильную работу в ШИМ-режиме при повышенном напряжении,

Практические рекомендации

• Резистор R1 можно подбирать под нужный порог включения ключа.

• Используйте радиаторы для транзистора Q1 1 А.

• Для повышения КПД — замените BD242 на MOSFET и подберите схему драйвера.

• При желании можно добавить индикатор перегрузки

Высоковольтный Регулируемый источник ПИТАНИЯ от 0 до 300 вольт на IRF740

Преимущества схемы

• Повышенный КПД по сравнению с линейными стабилизаторами.

• Простая реализация ШИМ на дискретных элементах.

• Поддержка больших токов за счёт внешнего транзистора.

• Меньшая тепловая нагрузка на LM7805.

помогите с редактированием hex файла.заменить soir ukraine .когда редактирую в ponyprog2000.и прошиваю(атмега8) то перестает запускатся.зависает на экране с надписью.или это сложно ?

Надёжный регулируемый Источник Питания на LM317: от 1,5В до 15В

Многие устройства с автономным питанием используют напряжения, кратные 1,5 В – это стандартное значение для одного гальванического элемента (батарейки). Однако в стационарных условиях гораздо выгоднее перейти на питание от сети, чтобы не расходовать батареи. Здесь на помощь приходит сетевой источник питания, позволяющий заменить элементы питания стабильным напряжением из розетки.

Рассмотрим простую, надёжную и удобную схему на популярной микросхеме LM317, позволяющую получать фиксированные значения напряжения от 1,5В до 15В с шагом 1,5В. Устройство особенно полезно для питания радиоконструкторов, датчиков, измерительной и аудиотехники, а также для зарядки аккумуляторов.

Загляните на мой Телеграмм КАНАЛ Азбука РадиоСхем

Схема источник питания на LM317

На рисунке показана схема сетевой источник питания для аппаратуры:

Трансформатор на схеме не показан, потому что это может быть практически любой силовой трансформатор с выходным переменным напряжением в пределах 15-20V.

Даже можно использовать китайский трансформатор с двойной вторичной обмоткой 9-0-9V, используя крайние выводы, а средний отвод не подключая в схему.

🧩 Устройство и принцип действия

Схема состоит из трёх основных частей:

1. Выпрямитель на диодах VD1–VD4 (1N4004) – Переменное напряжение 18V (от 15 до 20V) поступает на мостовой выпрямитель на диодах VD1-VD4. Выпрямитель преобразует переменное напряжение от трансформатора в постоянное.

2. Фильтрующий конденсатор C1 – сглаживает пульсации.

3. Регулируемый стабилизатор на LM317 – задаёт выходное напряжение.

При указанных на схеме величинах сопротивления резисторов R1-R14. На выходе схемы можно выбрать одно из десяти фиксированных напряжений:
1,5В, 3В, 4,5В, 6В, 7,5В, 9В, 10,5В, 12В, 13,5В и 15В.

Переключение значений осуществляется механическим переключателем S1, который подключает соответствующий резистор из набора R2–R14.

Высоковольтный Регулируемый источник ПИТАНИЯ от 0 до 300 вольт на IRF740

Как работает стабилизация

Микросхема LM317 регулирует выходное напряжение в зависимости от сопротивлений в цепи обратной связи:

В этой схеме резистор R1 = 330 Ом остаётся постоянным, а R2 (R2-R14) выбирается переключателем. Именно этот подбор сопротивлений формирует нужное напряжение.

На выходе стоит конденсатор C2 на 100 мкФ – он фильтрует выход и обеспечивает устойчивую работу при изменении нагрузки. Диод VD5 защищает LM317 от обратного напряжения, которое может возникнуть при отключении питания.

Важные моменты

• LM317 требует разницу между входным и выходным напряжением не менее 3В для стабильной работы.

• Используйте радиатор для LM317, особенно при нагрузке более 200 мА.

• Величины напряжений, указанные на схеме, могут немного отличаться из-за допуска резисторов. Если нужно точно — подбирайте резисторы вручную или ставьте подстроечные.

Факты и советы

• LM317 был разработан в 1970-х и используется до сих пор из-за своей надёжности и простоты.

• Благодаря встроенной тепловой защите и ограничению тока, LM317 прощает многие ошибки новичков.

• Можно использовать прецизионные резисторы с допуском 1% для более точного напряжения.

• Если требуется плавная регулировка – можно заменить переключатель переменным резистором.

Как сделать Стабилизатор тока на LM317 с плавной регулировкой

Заключение

Этот источник питания — отличное решение для лаборатории, мастерской или радиолюбительского уголка. Простота сборки, доступность компонентов и возможность точной настройки делают его незаменимым помощником при разработке и ремонте электроники.

Регулируемый источник питания от 0 до 300 вольт

Регулируемый источник питания с диапазоном напряжения от 0 до 300 вольт является важным инструментом для радиолюбителей и электронщиков. Позволяя тестировать и разрабатывать различные электронные устройства.

Схема как вы понимаете линейная и больших токов с неё не получить.  Но это не всегда и нужно.

Чаще возникает ситуация когда нужно запитать какую-то схему или просто провести какой-то эксперимент.

И нужно Высокое напряжение с небольшими токами, а такого под рукой и нет.

Вот как раз на помощь приходят такого рода схемы.

В этой статье мы подробно рассмотрим принцип работы такого источника питания, его основные компоненты и особенности, уделяя особое внимание пониманию для начинающих радиолюбителей.

Загляните на мой Телеграмм КАНАЛ Азбука РадиоСхем

Основные компоненты и их функции

Рассмотрим ключевые элементы схемы регулируемого источника питания:

1. Трансформатор (Tr1 1:1): Обеспечивает гальваническую развязку между сетью переменного тока 220 В и цепями источника питания, повышая безопасность работы. В данной схеме используется трансформатор с коэффициентом трансформации 1:1, то есть напряжение на выходе трансформатора примерно равно входному напряжению.

2. Выпрямительный мост (диоды D1-D4): Преобразует переменное напряжение, поступающее с трансформатора, в пульсирующее постоянное напряжение. Диоды, способные выдерживать обратное напряжение до 1000 В и прямой ток до 1 А, подходят для данной схемы.

3. Сглаживающий конденсатор (C1): Сглаживает пульсации после выпрямления, обеспечивая более стабильное постоянное напряжение на выходе.

4. Регулирующий элемент (MOSFET IRF740): Полупроводниковый прибор, который управляет подачей напряжения на выход. В данной схеме используется мощный MOSFET-транзистор IRF740, способный выдерживать высокие напряжения и токи.

5. Управляющий транзистор (VT2 BC337): Биполярный транзистор, который управляет работой MOSFET, обеспечивая регулировку выходного напряжения.

6. Резистор шунта (R2 3,3 Ом): Ограничивает ток через управляющий транзистор, защищая его от перегрузки.

7. Переменный резистор (VR1): Позволяет пользователю устанавливать желаемое выходное напряжение, изменяя управляющее напряжение на затворе MOSFET.

Эффективный способ сглаживания Пульсаций по Питанию: схема Электронного ДРОССЕЛЯ

Принцип работы схемы

1. Преобразование напряжения: Переменное напряжение 220 В поступает на первичную обмотку трансформатора Tr1, который обеспечивает гальваническую развязку и передает напряжение на вторичную обмотку.

2. Выпрямление: Выпрямительный мост, состоящий из диодов D1-D4, преобразует переменное напряжение в пульсирующее постоянное.

3. Сглаживание пульсаций: Конденсатор C1 сглаживает пульсации, обеспечивая более стабильное постоянное напряжение.

4. Регулировка напряжения: Переменный резистор VR1 позволяет изменять напряжение на затворе MOSFET IRF740, регулируя его проводимость и, соответственно, выходное напряжение. Управляющий транзистор VT2 BC337 усиливает сигнал управления для MOSFET.

5. Ограничение тока: Резистор R2 ограничивает ток через управляющий транзистор, предотвращая его повреждение при перегрузках.

Важные замечания для начинающих

• Безопасность превыше всего: Работа с высокими напряжениями требует особой осторожности. Всегда проверяйте изоляцию и правильность соединений перед подачей питания.

• Качество компонентов: Использование качественных компонентов повышает надежность и долговечность устройства.

• Теплоотвод: MOSFET IRF740 при работе может выделять значительное количество тепла. Рекомендуется установить радиатор для эффективного отвода тепла.

• Калибровка: После сборки устройства рекомендуется проверить и откалибровать выходное напряжение с помощью точного вольтметра.

Можно также упростить схему и входную часть заменить на готовый модуль с высоким выходным напряжением.

Допустим вот такого плана:

Интересный факт

MOSFET-транзисторы, такие как IRF740, широко используются не только в источниках питания, но и в аудиоусилителях, системах управления двигателями и даже в современных электромобилях благодаря их высокой эффективности и быстродействию.

Понимание работы регулируемого источника питания и его компонентов является фундаментальным для радиолюбителей. Такие знания позволяют не только собирать собственные устройства, но и глубже понимать принципы работы электроники в целом.