Стабилизатор тока от 0 до 150 А. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тока, напряжения, мощности

 Комментарии к статье

В литературе нечасто можно встретить стабилизаторы тока на 100-200 А, но в некоторых процессах они необходимы (гальваника, сварка). На такие токи, как правило, нужны сверхмощные транзисторы. Я предлагаю схему на 150 А с плавной регулировкой тока от 0 до 150 А на обычных транзисторах КТ827.

На рис.1 показана управляющая часть стабилизатора, на рис.2 - силовая часть.

(нажмите для увеличения)

Как видно из рис.2, нагрузка включена несколько необычно: в разрыв отрицательного вывода диодного моста и земляного провода. Все мощные транзисторы (а их 16) включены по схеме с общим коллектором, но каждый из них нагружен на свою нагрузку. Все нагрузочные резисторы вторым выводом также соединены с землей. Таким образом, через выводы Rн протекает суммарный ток всех 16 транзисторов.

Ток через один транзистор выбран около 9,4 А, что вполне допускают транзисторы КТ827. При падении напряжения на транзисторе 10-11 В мощность рассеяния одного транзистора составит около 100 Вт. Разброс параметров транзисторов VT1...VT16 и сопротивлений резисторов R2...R17 не имеет значения, так как каждый транзистор стабилизатора управляется своим операционным усилителем (рис.1). Выход каждого сдвоенного ОУ DA1...DA8 через транзисторы VT1...VT16 (рис.1) соединен с базами транзисторов VT1...VT16 (рис.2), а обратная связь подана на инвертирующий вход ОУ с эмиттера соответствующего ему транзистора. ОУ поддерживает на инвертирующем входе (и соответственно на эмиттере) такое же напряжение, какое у него на неинвертирующем входе. На все 16 неинвертирующих входов через резисторы R1...R16 (рис.1) подано стабильное управляющее напряжение со стабилизатора DA9 и резисторов R17, R18. При изменении управляющего напряжения изменяется ток через каждый из резисторов R2...R17 (рис.2) и соответственно через общую нагрузку Rн.

ОУ DA1...DA8 питаются от стабилизатора, выполненного на элементах DA1, DA2, VT17 (рис.2). Для ОУ можно применить любой другой источник питания с напряжением ±12...15 В.

Конструкция. Печатная плата управляющих ОУ приведена на рис.3. На ней расположены все элементы с рис.1.

Силовые транзисторы располагают на радиаторах, способных рассеять не менее 100 Вт. Я использовал ребристые радиаторы размером 10х20 см. Все 16 радиаторов были собраны в батарею и обдувались 4 вентиляторами (типа ВВФ-112М или подобными).

Это позволило включить стабилизатор тока на долговременную постоянную нагрузку. Если нагрузка кратковременная или импульсная, возможно потребуются радиаторы меньшей площади.

Резисторы R2...R17 (рис.2) изготавливают из высокоомного провода (манганина или константана) диаметром 1-2 мм и крепят на радиаторах соответствующих им транзисторов. Конденсатор С3 (рис.2) набирают из нескольких конденсаторов емкостью 1000015000 мкФ. Нельзя использовать один конденсатор большой емкости, так как он начинает сильно перегреваться (его выводы имеют недостаточное сечение и не рассчитаны на такие большие токи).

При использовании набора конденсаторов меньшей емкости ток распределяется по выводам, и они остаются холодными. Диоды VD5...VD8 располагают на стандартных радиаторах, рассчитанных на установку диодов Д200.

При использовании диодов Д200 обдув их вентилятором не требуется. Микросхему DA1 и транзистор VT17 (рис.2) располагают на небольших пластинчатых радиаторах.

При монтаже стабилизатора тока нужно не забывать, что через некоторые цепи будет течь ток 150 А, поэтому их необходимо выполнить проводом соответствующего сечения.

В качестве трансформатора TR2 используют трансформатор с вторичной обмоткой, способной выдержать ток 150 А, и напряжением около 14 В.

Для этой цели хорошо подходит сварочный трансформатор. Падение напряжения на сопротивлении нагрузки стабилизатора тока при напряжении питания 14 В должно быть не более 10 В, так как нужно учитывать падение напряжения на каждом транзисторе и резисторах R2...R17 (рис.2).

При большом падении напряжения на Rн допускается увеличение напряжения вторичной обмотки трансформатора TR2, необходимо только следить, чтобы мощность рассеяния каждого из транзисторов не превышала максимально допустимую для транзистора.

При необходимости увеличить или уменьшить максимальный ток, отдаваемый в нагрузку, можно соответственно увеличив или уменьшив количество силовых транзисторов и соответствующих им ОУ.

Таким образом, на осно ве данного стабилизатора тока можно создать более мощный источник тока.

Детали. Составные транзисторы КТ827А можно заменить транзисторами с другой буквой или составить их из двух транзисторов (например, КТ815 + КТ819 с любым буквенным индексом). Сдвоенные ОУ КР140УД20 можно заменить К157УД2 или одинарными ОУ КР140УД6, К140УД7, К140УД14 и др. Стабилизатор 78L05 можно заменить КР142ЕН5А, Б или 78L09. Транзисторы КТ315Е заменимы КТ3102, КТ603 и др. Диоды Д200 можно заменить диодами Д160. Трансформатор TR1 типа ТПП232 заменяется ТПП234, ТПП253 или любым другим с вторичными обмотками с напряжением 16-20 В. Все резисторы, кроме R17, R18, любого типа. Резистор R17 желательно взять стабильный (например, С2-29). Переменный резистор R18 я использовал типа СП5-35А с возможностью точной подстройки, но можно применить и любой другой.

Конденсатор С3 (рис.2) набран из 10 конденсаторов типа К50-32А, конденсаторы С2, С4 (рис.1) типа К50-35, остальные любого типа.

Наладка. Собранный из исправных деталей стабилизатор тока сразу же работоспособен. Необходимо только выставить максимальный стабилизируемый ток при помощи резистора R17. Это удобно сделать, поставив вместо последнего подстроечный резистор сопротивлением 1,5-2 кОм. Установив его в положение максимального сопротивления, а движок резистора R18 - в верхнее по схеме положение и подсоединив последовательно с нагрузкой амперметр на ток 150-200 А (или замкнув выводы подключения нагрузки накоротко через амперметр), включают стабилизатор в сеть и, уменьшая сопротивление резистора R17, устанавливают стрелку амперметра на необходимый максимальный ток. Затем, измерив сопротивление подстроечного резистора, впаивают вместо него постоянный.

При максимальном токе 150 А напряжение на эмиттерах мощных транзисторов должно быть около 1,88 В. Поэтому наладку можно проводить и по напряжению на эмиттере какого-либо из транзисторов, хотя точность установки тока при этом будет небольшой из-за разброса сопротивлений проволочных резисторов. На этом наладка заканчивается.

На основе подобного стабилизатора тока можно собрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, применив только один силовой транзистор и один ОУ. Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора показана на рис.4. Она позволяет плавно регулировать ток зарядки аккумулятора от 0 до 9 А. В процессе зарядки ток остается неизменным. Напряжение обмотки 4 трансформатора TR1 (рис.4) должно быть 22-25 В, так как к силовому транзистору прикладывается напряжение обмотки трансформатора TR1 минус напряжение аккумулятора.

(нажмите для увеличения)

При подключении нагрузки к вышеописанным стабилизаторам тока не следует забывать, что на "земляном" проводе находится плюсовой выход стабилизатора.

Автор: И.А. Коротков

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тока, напряжения, мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Рекорд самой низкой искусственно созданной температуры 28.09.2021 Ученым-физикам из Германии удалось получить самую низкую температуру, зарегистрированную за все время существования науки, всего 38 пикокельвинов, 38 триллионных долей градуса выше точки абсолютного нуля. В проведенном ими эксперименте использовался процесс свободного падения облака квантового газа и включение-выключение магнитного поля для того, чтобы замедлить атомы газа практически до полной остановки их теплового движения. Точка абсолютного нуля, -273.15 градуса Цельсия, является самой низкой температурой, которую можно получить согласно всем канонам термодинамики. При такой температуре полностью прекращается тепловое движение атомов и эти атомы перестают обладать какой-либо кинетической энергией, что должно приводить к появлению весьма странных эффектов. Однако, достижение точки абсолютного нуля и ниже на практике недостижимо из-за того, что физически невозможно отобрать у атомов абсолютно всю их кинетическую энергию. Однако ученые постоянно пытаются приблизиться к точке абсолютного нуля, несколько лет назад ученые из Гарварда успешно провели "самую холодную" химическую реакцию при температуре в 500 нанокельвинов, 500 миллионных частях градуса выше абсолютного нуля. Несколько позже в лаборатории Cold Atom Lab на борту Международной космической станции были проведены эксперименты при температуре в 100 нанокельвинов. Однако, упомянутые выше температуры достаточно высоки по сравнению с последним достижением немецких ученых. И для того, чтобы получить такую температуру ученые использовали облако, состоящее из 100 тысяч атомов рубидия, пойманных в магнитную ловушку внутри вакуумной камеры. Сначала облако атомов было охлаждено до температуры, при которой образовался так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна, все атомы которого имеют квантовую взаимосвязь. Благодаря этой взаимосвязи все облако конденсата ведет себя как один большой атом, что позволяет видеть проявление квантовых эффектов в макро-масштабе. Конденсат Бозе-Эйнштейна был сформирован при температуре в две миллиардных части выше точки абсолютного нуля, но при этом он был еще недостаточно холодным. Эксперимент проводился в специальной башне Bremen Drop Tower, в которой установлена вакуумная камера с магнитными ловушками, высотой 120 метров, в которой производятся эксперименты, связанные со свободным падением. И во время того, как облако конденсата Бозе-Эйнштейна свободно падало под воздействием гравитации, ученые включали и выключали магнитное строго в заранее рассчитанные моменты времени. Когда магнитное поле включалось, облако конденсата Бозе-Эйнштейна несколько сжималось. Когда же происходило выключение магнитного поля, облако конденсата расширялось. Моменты включения и выключения магнитного поля были синхронизированы таким образом, что оказываемое этим воздействие привело практически к полной остановке движения атомов конденсата, что означает эффективное понижение температуры. Во время такого эксперимента ученым удалось достичь и удержать рекордно низкую температуру на протяжении 2 секунд. Однако, расчеты созданных математических моделей показали, что в космосе в условиях микрогравитации или невесомости на борту спутника, к примеру, такая температура может продержаться в течение 17 секунд, чего будет достаточно для проведения весьма сложных экспериментов.

Другие интересные новости:

▪ Началась работа над расшифровкой елки

▪ Полное погружение в виртуальную реальность

▪ Алмазный термометр

▪ Карта расширения QM2-2P2G2T

▪ Пульт дистанционного управления клетками

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Охрана труда отдельных категорий работников. Справочник

▪ статья Какой город был самым крупным в 1500 году? Подробный ответ

▪ статья Японское бумажное дерево. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Обоснование выбора современного осциллографа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простое переговорное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024