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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Телефон следит за ребенком 06.10.2003 Французская компания сотовой телефонии "Алькатель" предложила родителям школьников новую услугу. Мобильный телефон может следить за ребенком, сообщая родителям, если тот отклонится от обычного маршрута дом - школа - дом или почему-то задержится на этом пути. Каждый мобильный телефон время от времени сообщает о своем местонахождении, чтобы телефонная сеть знала, на какую базовую станцию слать вызов. В память телефона, находящегося в ранце школьника, заносятся базовые станции, с которыми он обычно связывается в тех местах, где ребенку позволено находиться. При выходе за пределы этой зоны родители получают тревожное сообщение. Тревога поднимается и в том случае, если в каком-то разрешенном месте ребенок находится в неположенное время или слишком долго. Впрочем, идея нравится не всем. Говорят, что не стоит с раннего детства приучать человека всегда таскать с собой телефон, что излучение его может быть небезопасно для развивающегося организма, наконец, что новшество не способствует сохранению доверия между детьми и взрослыми.

Другие интересные новости:

▪ Чехол для изоляции смартфона от хозяина

▪ Чистая энергетика обошла угольную

▪ Ген суточного цикла влияет на продолжительность жизни

▪ Компьютер с душком

▪ Новый боевой самолет Airbus

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телевидение. Подборка статей

▪ статья Взыскательный художник. Крылатое выражение

▪ статья Чье тело, сожженное уже после смерти, распрямилось и село в костре? Подробный ответ

▪ статья А было ли землятресение? Детская научная лаборатория

▪ статья SE усилитель на лампе Г-807 от Манакова А.И.. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автомобильный источник питания для ноутбука, 12/18 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025