Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

Комментарии к статье

Для питания некоторых радиотехнических устройств требуется источник питания с повышенными требованиями к уровню минимальных выходных пульсаций и стабильности напряжения. Чтобы их обеспечить, блок питания приходится выполнять на дискретных элементах.

Приведенная на рис. 4.7 схема является универсальной и на ее основе можно сделать высококачественный источник питания на любое напряжение и ток в нагрузке.

Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току
Рис. 4.7. Электрическая схема источника питания

Блок питания собран на широко распространенном сдвоенном операционном усилителе (КР140УД20А) и одном силовом транзисторе VT1. При этом схема имеет защиту по току, которую можно регулировать в широких пределах.

На операционном усилителе DA1.1 выполнен стабилизатор напряжения, а DA1.2 используется для обеспечения защиты по току. Микросхемы DA2, DA3 стабилизируют питание схемы управления, собранной на DA1, что позволяет улучшить параметры источника питания.

Работает схема стабилизации напряжения следующим образом. С выхода источника (Х2) снимается обратная связь по напряжению. Этот сигнал сравнивается с опорным напряжением, поступающим со стабилитрона VD1. На вход ОУ подается сигнал рассогласования (разность этих напряжений), который усиливается и поступает через R10-R11 на управление транзистором VT1. Таким образом выходное напряжение поддерживается на заданном уровне с точностью, определяемой коэффициентом усиления ОУ DA1.1.

Нужное выходное напряжение устанавливается резистором R5.

Для того, чтобы у источника питания имелась возможность устанавливать выходное напряжение более 15 В, общий провод для схемы управления подключен к клемме "+" (Х1). При этом для полного открывания силового транзистора (VT1) на выходе ОУ потребуется небольшое напряжение (на базе VT1 Uбэ=+1,2 В).

Такое построение схемы позволяет выполнять источники питания на любое напряжение, ограниченное только допустимой величиной напряжения коллектор-эмиттер (Uкэ) для конкретного типа силового транзистора (для КТ827А максимальное Uкэ=80 В).

В данной схеме силовой транзистор является составным и поэтому может иметь коэффициент усиления в диапазоне 750...1700, что позволяет управлять им небольшим током - непосредственно с выхода ОУ DA1.1. Это снижает число необходимых элементов и упрощает схему.

Схема защиты по току собрана на ОУ DA1.2. При протекании тока в нагрузке на резисторе R12 выделяется напряжение. Оно через резистор R6 прикладывается к точке соединения R4-R8, где сравнивается с опорным уровнем. Пока эта разница отрицательна (что зависит от тока в нагрузке и величины сопротивления резистора R12) - эта часть схемы не оказывает влияния на работу стабилизатора напряжения.

Как только напряжение в указанной точке станет положительным, на выходе ОУ DA1.2 появится отрицательное напряжение, которое через диод VD12 уменьшит напряжение на базе силового транзистора VT1, ограничивая выходной ток. Уровень ограничения выходного тока регулируется с помощью резистора R6.

Параллельно включенные диоды на входах операционных усилителей (VD3...VD7) обеспечивают защиту микросхемы от повреждения в случае включения ее без обратной связи через транзистор VT1 или при повреждении силового транзистора. В рабочем режиме напряжение на входах ОУ близко к нулю и диоды не оказывают влияния на работу устройства.

Установленный в цепи отрицательной обратной связи конденсатор С3 ограничивает полосу усиливаемых частот, что повышает устойчивость работы схемы, предотвращая самовозбуждение.

Аналогичную схему источника питания можно выполнить на транзисторе с другой проводимостью КТ825А (рис. 4.8).

Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току
Рис. 4.8 Второй вариант схемы источника питания

При использовании указанных на схемах элементов данные источники питания позволяют на выходе получать стабилизированное напряжение до 50 В при токе 1.5 А.

Технические параметры стабилизированного источника питания получаются не хуже указанных для аналогичной по принципу работы схемы, приведенной на рис. 4.10.

Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току
Рис. 4.10. Электрическая схема универсального источника питания

Силовой транзистор устанавливается на радиатор, площадь которого зависит от тока в нагрузке и напряжения Uкэ. Для нормальной работы стабилизатора это напряжение должно быть не менее 3 В.

При сборке схемы использованы детали: подстроечные резисторы R5 и R6 типа СПЗ-19а; постоянные резисторы R12 типа С5-16МВ на мощность не менее 5 Вт (мощность зависит от тока в нагрузке), остальные из серии МЛТ и С2-23 соответствующей мощности. Конденсаторы С1, С2, С3 типа К10-17, оксидные полярные конденсаторы С4...С9 типа К50-35 (К50-32).

Микросхема сдвоенного операционного усилителя DA1 может быть заменена импортным аналогом маА747 или двумя микросхемами 140УД7; стабилизаторы напряжения: DA2 на 78L15, DA3 на 79L15.

Параметры сетевого трансформатора Т1 зависят от необходимой мощности, поступающей в нагрузку. Для напряжения до 30 В и тока 3 А можно использовать такой же, как и в схеме на рис. 4.10. Во вторичной обмотке трансформатора после выпрямления на конденсаторе С6 должно обеспечиваться напряжение на 3.5 В больше, чем требуется получить на выходе стабилизатора.

В заключение можно отметить, что если источник питания предполагается использовать в широком температурном диапазоне (-60...+100°С), то для получения хороших технических характеристик необходимо применять дополнительные меры. К их числу относится повышение стабильности опорных напряжений. Это можно осуществить за счет выбора стабилитронов VD1, VD2 с минимальным. ТКН, а также стабилизации тока через них. Обычно стабилизацию тока через стабилитрон выполняют при помощи полевого транзистора или же применением дополнительной микросхемы, работающей в режиме стабилизации тока через стабилитрон, рис. 4.9.

Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току
Рис. 4.9. Повышение стабильности опорных напряжений

Кроме того, стабилитроны обеспечивают наилучшую термостабильность напряжения в определенной точке своей характеристики. В паспорте на прецизионные стабилитроны обычно это значение тока указывается и именно его надо устанавливать подстроенными резисторами при настройке узла источника опорного напряжения, для чего в цепь стабилитрона временно включается миллиамперметр.

Автор: Шелестов И.П.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

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

Телеэкран толщиной с лист бумаги 10.04.2004

Исследователи из голландской фирмы "Филипс" предлагают новый принцип создания плоских и тонких дисплеев, на основе которого в скором будущем они надеются создать движущиеся цветные изображения на гибком листе не толще обычной бумаги.

В тонком "бутерброде" из прозрачных листов пластика заключены мелкие квадратные ячейки со стороной в четверть миллиметра. На верхний и нижний листы нанесен прозрачный проводящий слой. Под нижним листом белая подложка.

Каждая ячейка заполнена капелькой масла, в которой растворена черная краска. В норме масло расплывается черной пленкой по всей ячейке. При подаче электрического напряжения пленка съеживается к сторонам ячейки, и становится видимой белая подложка.

Чем выше напряжение, тем сильнее масло отступает к краям, то есть можно рисовать достаточно широкую шкалу серых оттенков в диапазоне от белого до черного. Причем эта реакция занимает менее 15 миллисекунд, что позволяет отображать движущиеся картины. Такой экран можно делать сколь угодно большим. Яркость изображения в четыре раза выше, чем у современных жидкокристаллических отражающих дисплеев.

В дальнейшем специалисты "Филипса" намерены, применив жирорастворимые краски трех основных цветов, создать на том же принципе цветные мониторы.

Другие интересные новости:

▪ Что можно увидеть в мыле

▪ Радиоприемник VICTOR RA-BF3 с системой замедления звука

▪ Видеоигры на карте реального мира

▪ Бюджетные светодиодные лампы Philips

▪ Источник материнского инстинкта

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья Как действовать при встрече с преступником. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему ассенизаторов называют золотарями? Подробный ответ

▪ статья Серпуха красильная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Компактные люминесцентные лампы. Технические характеристики. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздушное колесо. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Комментарии к статье:

Вячеслав
Уважаемые радиолюбители! Радиолюбительством (в основном, усилителями мощности) увлекаюсь более 25 лет. За прошедшее время делал достаточно много блоков питания, однако, не хвалясь, хочу сказать, что данная схема самая эффективная, удобная, практичная, качественная, а именно прекрасная стабилизация тока и напряжения(для примера нагрузил лампочку на 12 В, 15 Вт, ток потребления составил 0,92 А, разогревал выходной транзистор на среднем по размерам радиаторе площадью около 500 см2 в течение 20 минут, напряжение все время без исключения показывало 12, 000 в на мультиметре, поверьте точность была именно до тысячных долей и ни разу не изменилась. Диодный мост импортный на 16А, 600 В, конденсатор 10000 мк на 63 В, параллельно ему 20 мк на 160 В МБГО-2. На одной плате печатной два канала(с КТ827А - 3 шт., и 2Т825А - 2шт. + КТ825Г - 1шт., к эмиттерам добавил 5-ваттные резисторы по 0,22-0,3 ом), т. е. два однополярных блока с током нагрузки не менее 5 А, выход + одного блока, соединив с - другого, получаем двухполярный блок с общей точкой, но нужно два отдельных питания 2 по 15 В, чтобы каждая схема КР140УД20А питалась от своего персонального питания. В качестве трансформатора использовал ОСМ на 400 Вт, вторичные обмотки на 37 В мощным проводом около 1,7-2 мм2 по диаметру провода, я мотал в два провода по 0, 85 каждый. В качестве резистора-регулятора напряжения R6 использовал на 10 кОм импортный проволочный многооборотный повышенной точности. Но при подаче именно 37 В перем. напряж. этот резистор надо заменить резистором на 47 ком, только тогда предел регулировки будет расширен от 0 до почти 50 В, изначально с 10 кОм было от 0 до 30 В. Минимальное напряжение будет при минимальном сопротивлении R5. Прекрасно регулирует R6 необходимый для Вас предел ограничения тока. Здорово!Да и только. Радиатор для транзисторов под большие токи надо мощный около 1500см2 и более возможно и с применением кулеров там, где площадь недостаточная. До конца исследования все еще не провел. Но очень доволен. Ошибка есть в схеме: питание микросхемы указано + 15 В на ножках 9 и 14, правильно на ножках 9 и 13!!! Удачи. Извините печатка от руки не сохранилась. Отвечу по возможности на вопросы. С уважением, Вячеслав.

Вячеслав
Прошу отозваться тех любителей,которые повторяли схему данного блока питания. Есть вопросы. Спасибо.

Владимир
С каких это пор КТ815 стал PNP?

Эдик
[up] Схема работает отлично! Как изменить схему для работы на мощном полевом транзисторе на выходе схемы?

All languages of this page

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