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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Электрический барьер защитит купальщиков от акул 02.12.2014 В небольшой бухте Кейптауна (ЮАР) испытывается электронная система отпугивания морских хищников, которая разработана южноафриканскими инженерами, и в случае успешных результатов испытаний будет выпускаться австралийской компанией. На морском дне недалеко от берега закрепили 100-метровый кабель с небольшими столбиками, генерирующими низкочастотные электрические поля. Как полагают разработчики, такой барьер защитит купающихся, при этом не причиняя вреда акулам или другим морским обитателям. Дело в том, что нос акулы способен улавливать даже очень слабые электрические поля, чтобы найти добычу. Генерируя несильное, но чувствительное для агрессивных хищников поле, такие столбики создадут в районе пляжа зону, свободную от акул.

Другие интересные новости:

▪ Пена вместо кондиционера

▪ Лазерная система ПВО Щит света

▪ Портативный увлажнитель кожи лица Xiaomi Lady Bei

▪ Телеобъектив для телефона

▪ Системная плата Gigabyte Z590 Aorus Tachyon

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Клочок бумаги. Крылатое выражение

▪ статья Почему павлин распускает перья? Подробный ответ

▪ статья Змеевик. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья И зарядит, и приварит. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Протягивание нитки через лед. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025