Стабилизатор тока до 150 ампер

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

В литературе не часто можно встретить описания стабилизаторов тока на 100...200 А, однако в некоторых процессах (гальваника, сварка и др.) они необходимы. На первый взгляд, для стабилизации таких токов необходимы и соответствующие мощные транзисторы. В статье описывается стабилизатор тока на 150 А (с плавной регулировкой от нуля до максимума), выполненный на обычных, широко распространенных транзисторах серии КТ827. Примененное схемотехническое решение позволяет легко увеличить или уменьшить максимальный стабилизируемый ток.

Принципиальная схема предлагаемого стабилизатора тока изображена на рис. 1.

Как видно, нагрузка включена несколько необычно - в разрыв провода, соединяющего отрицательный вывод диодного моста VD5-VD8 с общим проводом устройства. Все мощные транзисторы VT1 - VT16 включены по схеме с общим коллектором, но каждый из них нагружен на свой уравнивающий резистор (R4-R19), также соединенный с общим проводом. Таким образом, через подключенную к розетке XS1 нагрузку стабилизатора протекает суммарный ток всех 16 транзисторов.

Ток через каждый из транзисторов VT1 - VT16 выбран около 9,4 А, что значительно меньше предельно допустимого значения для КТ827А - КТ827В. При падении напряжения на транзисторе 10...11 В рассеиваемая мощность достигает 100 Вт. Разброс параметров транзисторов и сопротивлений резисторов R4 - R19 не имеет значения, так как каждый транзистор управляется своим операционным усилителем. Выходы ОУ DA1.1 - DA8.2 через транзисторы VT17 - VT32 соединены с базами транзисторов VT1 - VT16, а напряжения обратных связей поданы на инвертирующие входы с эмиттеров соответствующих транзисторов. ОУ поддерживают на инвертирующих входах (и соответственно на эмиттерах транзисторов VT1 - VT16) такие же напряжения, какие имеются у них на неинвертирующих входах.

На неинвертирующие входы всех ОУ подано стабильное управляющее напряжение с резистивного делителя R2R3, подключенного к выходу интегрального стабилизатора DA11. При изменении управляющего напряжения изменяется ток через каждый из резисторов R4 - R19 и, соответственно, через общую нагрузку, подключенную к розетке XS1. Питаются ОУ от стабилизатора, выполненного на микросхемах DA9, DA10 и транзисторе VT33.

Вместо составных транзисторов КТ827А в стабилизаторе тока можно применить транзисторы этой серии с индексами Б, В, Г или комбинации из двух транзисторов соответствующей мощности (например, КТ815+КТ819 с любыми буквенными индексами). Сдвоенные ОУ КР140УД20 заменимы на К157УД2 или на одинарные ОУ КР140УД6, К140УД7, К140УД14 и им подобные, стабилизатор 78L05 - на КР142ЕН5А, КР142ЕН5Б или 78L09, транзисторы КТ315Е - на КТ3102, КТ603 и др., диоды Д200 - на Д160. Вместо трансформатора ТПП232 (Т1) допустимо применение ТПП234, ТПП253 или любого другого с двумя вторичными обмотками на напряжение 16...20 В.

Резистор R1 может быть любого типа, R2 желательно применить стабильный (например, С2-29). Для регулирования тока нагрузки автор использовал переменный резистор СП5-35А (с высокой разрешающей способностью), но можно, конечно, применить и любой другой, обеспечивающий требуемую точность установки тока. Конденсатор C3 набран из десяти конденсаторов К50-32А, С4, С6 - К50-35, остальные - любого типа. Использовать в качестве C3 один конденсатор большой емкости нельзя, так как он будет сильно перегреваться из-за того, что его выводы не рассчитаны на такие большие токи (недостаточно сечение).

Сдвоенные ОУ DA1 - DA8, транзисторы VT17 - VT32, интегральный стабилизатор напряжения DA11, резисторы R2, R3 и конденсаторы С4 - С7 монтируют на печатной плате, изготовленной по чертежу, показанному на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Транзисторы VT1 - VT16 закрепляют на теплоотводах, способных рассеять не менее 100 Вт каждый. Автор использовал ребристые теплоотводы размерами 200x100x26 мм (рис. 3). Все 16 теплоотводов собраны в батарею, для их охлаждения применены четыре вентилятора ВВФ-112М. Это позволило включать стабилизатор тока на долговременную постоянную нагрузку. Если нагрузка будет кратковременной или импульсной, можно обойтись и теплоотводами меньших размеров.

Резисторы R4 - R19 изготавливают из высокоомного (манганинового или константанового) провода диаметром 1...2 мм и закрепляют на теплоотводах соответствующих им транзисторов.

Для охлаждения диодов VD5 - VD8 используют стандартные теплоотводы, рассчитанные на установку диодов Д200 (обдув их вентилятором не требуется). Микросхему DA9 и транзистор VT33 размещают на небольших пластинчатых теплоотводах.

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

Вторичная обмотка трансформатора Т2 должна обеспечивать напряжение около 14 В при токе нагрузки 150 А (хорошо подходит сварочный трансформатор). Падение напряжения на сопротивлении нагрузки стабилизатора должно быть не более 10 В (остальное напряжение падает на транзисторах VT1 - VT16 и резисторах R4 - R19). При большем падении напряжения на нагрузке придется повысить напряжение вторичной обмотки трансформатора Т2, однако в этом случае необходимо проследить, чтобы мощность рассеяния каждого из транзисторов не превысила максимально допустимую.

Налаживание собранного из исправных деталей устройства сводится к установке максимального стабилизируемого тока подбором резистора R2. Это удобно сделать, временно заменив последний включенным реостатом подстроечным резистором сопротивлением 1,5...2 кОм. Установив его движок в положение максимального сопротивления, а движок резистора R3 в верхнее (по схеме) положение и включив последовательно с нагрузкой амперметр на ток 150...200 А (или просто подсоединив его к гнездам розетки XS1), включают стабилизатор в сеть и, уменьшая сопротивление подстроечного резистора, добиваются отклонения стрелки амперметра до соответствующей отметки шкалы. Затем измеряют сопротивление введенной части подстроечного резистора и заменяют его постоянным ближайшего номинала.

При максимальном токе 150 А напряжение на эмиттерах транзисторов VT1 - VT16 должно быть около 1,88 В. Поэтому налаживание можно проводить и по напряжению на эмиттере какого-либо из этих транзисторов, хотя точность установки тока при этом будет небольшой из-за разброса сопротивлений резисторов R4 - R19.

Если необходимо увеличить или уменьшить отдаваемый в нагрузку максимальный ток, можно соответственно увеличить или уменьшить число транзисторов и ОУ. Таким образом, на основе описанного стабилизатора можно создать значительно более мощный источник тока.

Подключая нагрузку к стабилизатору тока, следует помнить, что на "земляном" проводе будет плюсовой выход стабилизатора.

Автор: И.Коротков, пос.Буча Киевской обл., Украина

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Чистый воздух - лучшее условие для высоких школьных оценок 05.05.2025 Влияние качества воздуха на здоровье давно стало объектом внимания ученых и врачей, но в последние годы стало очевидно, что от состояния атмосферы внутри помещений зависит не только самочувствие, но и успеваемость школьников. Один из ярких примеров - исследование, проведенное в Милане, где специалисты впервые масштабно оценили эффект от установки воздухоочистителей в школьных классах. В условиях мегаполиса, страдающего от смога и высокой концентрации загрязняющих веществ, такой эксперимент оказался особенно актуален. Работа проводилась в пяти учебных заведениях с участием примерно двух тысяч школьников. В рамках проекта в классах были установлены современные очистители воздуха. По результатам наблюдений стало ясно, что частота пропусков занятий снизилась на 11 процентов, а в среднем каждый ученик стал отсутствовать на 1,3 дня в году меньше. Особенно заметное улучшение отмечалось среди тех учащихся, кто ранее регулярно пропускал школу, а также среди детей-иностранцев, часто испытывающих повышенную уязвимость к неблагоприятным факторам окружающей среды. Параллельно с мониторингом посещаемости исследователи измеряли качество воздуха в помещениях. Они зафиксировали значительное снижение уровня загрязнения: концентрация мелких твердых частиц (PM2.5), которые считаются одними из наиболее вредных для дыхательной системы, уменьшилась на 28 процентов. Ученики, по их собственным словам, стали реже сталкиваться с проблемами дыхания и ощущали общее улучшение самочувствия. Тем не менее, ученые подчеркивают, что остается неясным, какие именно компоненты загрязненного воздуха оказали наибольшее влияние. Это могли быть как твердые частицы PM2.5, так и пыльца, аллергены или патогены. Сложность интерпретации результатов также связана с отсутствием контрольной группы, в которой воздухоочистители были бы неактивны. Это не исключает возможное влияние эффекта плацебо - сама видимость заботы о чистом воздухе могла повлиять на отношение учеников и их родителей к посещаемости. Особое значение полученные данные имеют для таких городов, как Милан, где проблема загрязнения воздуха усугубляется природными и географическими факторами. Однако исследователи подчеркивают, что их выводы применимы и к другим европейским мегаполисам, где уровни загрязнения стабильно превышают санитарные нормы. Внедрение подобных технологий может стать важным шагом в направлении не только охраны здоровья, но и повышения образовательных результатов. Опыт миланских школ демонстрирует, что забота о микроклимате в учебной среде приносит реальные и измеримые результаты. Хотя необходимы дальнейшие исследования, уже сейчас можно сказать, что чистый воздух становится неотъемлемой частью современной образовательной инфраструктуры, способной не только оберегать здоровье, но и способствовать успеху в учебе.

Другие интересные новости:

▪ Новый материал ловит молекулы углекислого газа

▪ Компьютер размером в 1 кубический мм

▪ Кристаллы с ДНК желающих отправят на Луну

▪ Открыт принципиально новый вид фотосинтеза

▪ Генное омоложение

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Устройства защитного отключения. Подборка статей

▪ статья В своем репертуаре. Крылатое выражение

▪ статья Зачем англичане распространили убеждение, что морковь прямо улучшает зрение? Подробный ответ

▪ статья Бересклет бородавчатый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Полуавтоматический октан-корректор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрооборудование лифтов. Освещение. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025