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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Минимизация вреда от недосыпания 18.05.2023 Исследователи Медицинского университета Гуанчжоу (Китай) нашли способ снизить негативные последствия недосыпания. Они пришли к выводу, что риск ранней смерти, вызванный недостатком сна, может быть снижен благодаря физическим нагрузкам. Ученые проанализировали данные 92 тысяч человек в возрасте от 40 до 73 лет, которых попросили носить браслет с акселерометром. За семь лет, которые длился эксперимент, умерли 3080 участников - 1074 человека умерли от сердечно-сосудистых заболеваний и 1871 - от рака. Испытуемые были распределены на три категории по продолжительности сна - короткая (менее шести часов), нормальная (от шести до восьми часов) или длинная (более восьми часов), а также по уровню физической активности - низкий, средний и высокий. Также в расчет принималась интенсивность занятий спортом - от умеренной до интенсивной. Полученные данные были скорректированы с учетом возраста, пола, этнической принадлежности, депривации, уровня образования, индекса массы тела, диеты, вредных привычек и графика работы. В результате было установлено, что занятия спортом нейтрализуют негативное влияние слишком короткого или слишком продолжительного сна. Отмечается, что у испытуемых с низким уровнем активности короткий и длительный сон коррелировали с повышением риска смерти от всех причин соответственно на 16 и 37 процентов. Люди, имевшие средний уровень физической нагрузки, страдали только в случае недосыпания (рост преждевременного риска смерти на 41%), а у лиц, активно занимавшихся спортом, взаимосвязи между ранней смертью и продолжительностью сна обнаружено не было. При этом у людей с коротким сном и низкой активностью риск сердечно-сосудистых заболеваний и гибели от них оказался повышенным на 69%, а у тех, кто спал долго, но также пренебрегал спортом, на 21% увеличивалась вероятность смерти от рака. При этом в обоих случаях при умеренной или высокой спортивной активности риски полностью исчезали.

Другие интересные новости:

▪ Насекомые способны генерировать электричество

▪ Перья в янтаре

▪ Охлаждение крошечной электроники до рекордно низких температур

▪ Часы с интерфейсом Bluetooth

▪ Планшет нового типа от Lenovo

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Измерительная техника. Подборка статей

▪ статья Незлым, тихим словом вспомнить (помянуть). Крылатое выражение

▪ статья Почему скорость кораблей измеряется в узлах? Подробный ответ

▪ статья Ольха европейская. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Протравы для имитации розового дерева. Простые рецепты и советы

▪ статья Электронная настройка приемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026