Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизатор напряжения с защитой по току схема

Стабилизатор напряжения с защитой по току схема

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Архив статей и поиск
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Викторина онлайн
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Голосования
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Стабилизатор напряжения с защитой по току на микросхеме КР142ЕН19

Современные стабилизаторы напряжения защищают от перегрузки, как правило, ограничением тока. В случае замыкания выхода ток нагрузки становится намного меньше рабочего, поэтому стабилизаторы не перегреваются.

Устранение замыкания защищенные стабилизаторы «обнаруживают» по появлению напряжения на выходе. Однако если это напряжение оказывается слишком малым, стабилизатор не «распознает» устранение замыкания и, следовательно, не запускается. Такое бывает, когда нагрузка стабилизатора потребляет большой ток уже при небольшом напряжении питания, как, например, накал кинескопа или коллекторный электродвигатель.

Похожая ситуация возникает и в случае питания нагрузки двуполярным напряжением. Если одно плечо стабилизатора успело запуститься раньше, часть его напряжения может попасть через нагрузку на выход другого и воспрепятствовать его запуску.

В этих случаях приходится использовать более сложные стабилизаторы, в которых ток замыкания существенно увеличен и предусмотрена возможность его регулировки. Поскольку такие устройства в виде микросхем пока не выпускают, радиолюбителям приходится их разрабатывать на основе дискретных элементов.

В статье описан защищенный стабилизатор напряжения с увеличенным и регулируемым током перегрузки. Коэффициент стабилизации устройства, схема которого показана на рисунке, более 800, падение напряжения на стабилизаторе не более 0,5 В. Ток перегрузки можно установить в пределах от 30 мА до 1,5 А. Такой большой интервал регулирования обеспечен тем, что при перегрузке ток поступает в нагрузку не через регулирующий транзистор VT3 стабилизатора, а от пускового узла на транзисторе VT1, специально предназначенного для работы в режиме замыкания выхода.

Основной элемент стабилизатора — микросхема КР142ЕН19. В ее состав входят аналог стабилитрона с напряжением стабилизации 2,5 В и усилитель сигнала ошибки. Когда напряжение на управляющем входе 1 микросхемы превысит 2,5 В, ток анода (вывод 3) очень быстро увеличивается от 1,2 мА до уровня, ограниченного внешним резистором. Максимальный ток открытой микросхемы не должен превышать 0.1 А, а рассеиваемая мощность — 0,4 Вт. Напряжение на открытой микросхеме, определяемое ее внутренним устройством, составляет примерно 2,5 В. На закрытой же микросхеме оно не должно превышать 30 В.

Работает описываемый стабилизатор следующим образом. Когда выходное напряжение увеличивается, повышается также напряжение на движке регулятора выходного напряжения — переменного резистора R8. Если оно превысит порог 2,5 В, микросхема DA1 откроется, тем самым последовательно закрывая транзисторы VT2 и VT3.

Поскольку напряжение на аноде микросхемы не может быть меньше 2,5 В, напряжение на эмиттере транзистора VT2, чтобы он мог эффективно закрываться, должно быть несколько больше. Поэтому через диоды VD1 и VD2 на эмиттер транзистора VT2 подана часть выходного напряжения.

Читайте так же:
Схемы стабилизаторов напряжения с регулятором тока

Резистор R5 ограничивает ток базы регулирующего транзистора VT3. Поэтому от его сопротивления зависит ток срабатывания защиты. Значение тока увеличивается с уменьшением сопротивления этого резистора.

В случае замыкания выхода транзистор пускового узла VT1 открыт и насыщен током, протекающим через резистор R2. Ток перегрузки определяется сопротивлением резистора R1 и поэтому практически не зависит от температуры. Напряжение на базе транзистора VT1 при перегрузке не превышает 0,5 В относительно минусового провода. Этого уровня не хватает, чтобы открыть транзистор VT2, а затем и транзистор VT3. Поэтому в режиме перегрузки ток через них не протекает и они не нагреваются. Транзистор VT1 пускового узла нагревается очень слабо вследствие малого падения напряжения на участке коллектор-эмиттер.

После устранения причины перегрузки появляется напряжение на выходе стабилизатора, что ведет к увеличению напряжения на базе транзистора VT1, а затем и на базе транзистора VT2. Сначала транзистор VT2, а затем и транзистор VT3 открываются, и стабилизатор запускается. Когда напряжение на выходе стабилизатора достигнет номинального уровня, микросхема DA1 откроется, частично закроет транзистор VT2 и полностью закроет транзистор VT1.

Если транзисторы VT2 и VT3 заменить значительно менее высокочастотными, нежели указанные на схеме, возможна генерация, которую можно предотвратить подключением между выводами 1 и 3 микросхемы DA1 конденсатора емкостью несколько сотен пикофарад.

На эмиттерных переходах транзисторов VT1 и VT2 возможны импульсы обратного напряжения, по амплитуде пропорциональные выходному напряжению стабилизатора. Поэтому ГТ705Д (VT1) в крайнем случае можно заменить на транзистор другой серии, эмиттерный переход которого выдерживает обратное напряжение не менее 10 В, например, у КТ859А.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Полезные статьи, радиосхемы, конструкции, разработки, рабочие и готовые к повторению

Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе КП901 с защитой по току

Этот лабораторный блок питания способен обеспечить стабилизацию как тока, так и напряжения. Основой его служит электронный стабилизатор — именно он определяет все выходные параметры устройства. При сравнительной схемной простоте стабилизатор имеет хорошие параметры, прост в эксплуатации.

Основные технические характеристики: в режиме стабилизации напряжения

Выходное напряжение, В, при токе нагрузки 1,5 А. 4 ..12;
Коэффициент стабилизации. 500. 1000;
Напряжение пульсаций, мВ, не более. 5;
Выходное сопротивление, Ом. 0,05:
в режиме стабилизации тока
Выходной ток, А. 0,05. 1,5;
Выходное сопротивление, кОм, не менее . К
Напряжение пульсаций, мВ, не более . 5

Схема блока показана на рис. 3.2. Упрощения схемы и получения при этом значительного выходного тока — до К5. 2 А удалось добиться использованием в регулирующем элементе блока мощного полевого транзистора VT4, имеющего большую крутизну характеристики (100. 150 мА/В). Это позволило получить довольно большой коэффициент стабилизации напряжения при использовании в управляющем элементе только одного транзистора VT2.

Но для того, чтобы регулирующий полевой транзистор обеспечивал большой выходной ток, необходимо подавать на затвор открывающее напряжение 10. 20 В. По этой причине в блоке предусмотрены два источника на напряжение 20 В. Один из них — мощный на диодах VD3, VD4 — служит источником нагрузочного тока, а второй — маломощный на диодах VD1, VD2 — питает управляющий элемент. Источники питаются от одной вторичной обмотки сетевого трансформатора Т1.

В стабилизатор напряжения входят, кроме регулирующего (VT4) и управляющего (VT2) транзисторов, измерительный элемент на резисторах R9. R11 и конденсаторе СЗ и источник образцового напряжения — параметрический стабилизатор на транзисторе VT5 и стабилитроне VD8. Выходное напряжение регулируют переменным резистором R10. Стабилизатор тока состоит из источника образцового напряжения (транзистора VT3 и стабилитрона VD7), датчика тока нагрузки (резистора R6), управляющего элемента (ОУ DA1).

Регулирующим элементом стабилизатора тока служит тот же транзистор VT4. На транзисторе VT1, диодах DV5, VD6 и светодиоде HL1 собран узел индикации блока. Стабилизируемый ток устанавливают переменным резистором R8. В режиме стабилизации напряжения транзистор VT2 работает в линейном режиме, а ОУ DA1 насыщен и в работе не участвует В режиме стабилизации тока, наоборот, ОУ работает в линейном режиме и управляет транзистором VT4, а транзистор VT2 закрыт. Переход из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока происходит автоматически, при увеличении тока нагрузки до установленного значения. Выходное напряжение при этом уменьшается. Если сопротивление нагрузки увеличивается, то увеличивается выходное напряжение до установленного значения, после чего блок переходит снова в режим стабилизации напряжения.

При замыкании выходной цепи устройство остается в режиме стабилизации установленного тока, а выходное напряжение уменьшается до нуля. Поэтому перегрузка по току устройству не грозит. После устранения причины замыкания или уменьшения тока нагрузки ниже установленного устройство автоматически переходит в режим стабилизации напряжения, светодиод гаснет. Такое качество лабораторного блока питания позволяет устанавливать для каждого конкретного случая свое значение максимально достижимого тока нагрузки и тем самым обеспечить защиту от перегрузки как испытуемого устройства, так и самого блока.

Читайте так же:
Стабилизатор тока 12в схема

Блок позволяет получать и меньшее, чем 0,05 А, значение стабилизируемого тока, но в этом случае необходимо обеспечить более плавное регулирование напряжения на неинвертирующем входе ОУ DA1 — К140УД6. Это можно, например, сделать включением переменного резистора сопротивлением 470 Ом между нижним по схеме выводом резистора R8 и точкой соединения резистора R6, стабилитрона YD7 и стока транзистора VT4.

Кроме указанных на схеме, в блоке можно использовать транзисторы КТ361 А, КТ361В. КТ361Е, КТ208А. КТ208М, КТ209А. КТ209М (VT1); КТ3102Б (VT2); КП103Г (VT3, VT4). Транзистор VT4 при токе нагрузки до 1. 1,5 А можно заменить на КП901Б

Если же необходимо увеличить ток нагрузки до 2. 3 А, то надо или установить два транзистора КП901А (КП901Б), или же применить один транзистор КП904А, при этом никаких переделок в блоке не требуется. Но в последнем случае нижний предел регулировки выходного напряжения поднимется до 5. 6 В Диоды VD1, VD2, VD5, VD6 могут быть любыми из серии КД105, а также из серий КД521, КД522, Д220. Диоды VD3, VD4 — КД201А, КД202Б. КД202Р, Д214, Д215, Д242, Д243.

В качестве сетевого можно использовать унифицированный трансформатор ТПП266 или ТПП267, ТПП278. Годится и любой другой трансформатор с магнитопроводом сечением не менее 5 см2 и вторичной обмоткой, каждая половина которой обеспечивает переменное напряжение 12,5. 14,5 В при токе нагрузки 2 А. Печатная плата приведена на рис. 3.3.

схемопедия

Каталог электронных схем
  • Добавить статью
  • Обратная связь

Стабилизатор напряжения на микросхеме КР142ЕН19 с защитой

Стабилизатор напряжения на микросхеме КР142ЕН19 с защитой

В статье описан стабилизатор напряжения с надежной импульсной защитой. Если выходной ток стабилизатора некоторое время превышает порог срабатывания защиты, стабилизатор выключается на несколько секунд для охлаждения регулирующего транзистора, потом включается и отключается снова, пока не будет устранена авария в нагрузке. Поскольку регулирующий транзистор в таком режиме большую часть времени закрыт, рассеиваемая им средняя мощность даже при коротком замыкании выхода не больше, чем в штатном режиме. В предлагаемом стабилизаторе применен узел импульсной защиты на герконовом реле, включенном в сильноточную цепь. Такой узел содержит мало дополнительных деталей, почти не уменьшает КПД стабилизатора, а главное, ток срабатывания герконовой защиты очень слабо зависит от температуры. Коэффициент стабилизации устройства превышает 400. Минимальное падение напряжения между входом и выходом – 0,5 В. Схема стабилизатора показана на рисунке.

Основной элемент стабилизатора – микросхема КР142ЕН19 (DA1). Если напряжение на управляющем входе (вывод 1) микросхемы относительно катода (вывод 2) превысит порог ее открывания (2,5 В), ток анода возрастает с крутизной примерно 2 мА/мВ. Напряжение на аноде открытой микросхемы, определяемое ее внутренним устройством, – не менее 2,5 В. Эта микросхема имеет особенность: если напряжение на входе окажется больше, чем надо для ее полного открывания, она может выключиться. При этом она перестает управлять стабилизатором, в результате чего на его выходе может появиться входное напряжение. Перегрузка входа микросхемы может произойти из-за броска выходного напряжения, который возникает при отключении нагрузки от работающего стабилизатора. При этом ток, поступавший в нагрузку до ее отключения, начинает заряжать конденсатор, установленный на выходе стабилизатора. Это приводит к увеличению выходного напряжения, пока прошедшим через стабилизатор сигналом ошибки не будет закрыт регулирующий транзистор. Очевидно, выброс напряжения будет тем меньше, чем больше емкость конденсатора на выходе устройства и чем быстрее проходит через стабилизатор сигнал ошибки. Эксперименты с отключением нагрузки показали, что емкости не менее 1000 мкФ на каждый ампер выходного тока вполне достаточно, чтобы отключения микросхемы в описываемом стабилизаторе возникнуть не могло.

При повторении устройства следует воздерживаться от изменений, приводящих к уменьшению быстродействия, например, от применения низкочастотных транзисторов. Особенно опасно искусственно уменьшать быстродействие добавлением интегрирующих RC-звеньев в тракт прохождения сигнала ошибки с целью борьбы с генерацией. Поскольку часть выходного напряжения подана с движка резистора регулировки выходного напряжения R12 на вход управления микросхемы, увеличение напряжения между выходными выводами стабилизатора приводит к увеличению напряжения между входом управления микросхемы и ее катодом, что приводит к открыванию микросхемы. Ее выходной сигнал закрывает транзистор VT3, включенный по схеме с общим затвором, а затем и составной регулирующий транзистор VT2VT1, включенный в минусовый провод стабилизатора, что приводит к уменьшению тока через него. Если закрыта микросхема, транзистор VT3 должен быть открыт, ток его канала должен быть в пределах 4…10 мА. Такой режим получается, если на затвор подано напряжение около 5 В относительно общего плюсового провода. Оказалось, что подача на затвор части входного напряжения с пульсациями приводит к появлению пульсаций на выходе стабилизатора с амплитудой около 1 мВ. Поэтому напряжение на затворе транзистора VT3 стабилизировано относительно общего провода стабилитроном VD1, а затем еще и отфильтровано цепями R2C3, R5C4. Применение полевого транзистора позволило существенно уменьшить ток через фильтры, а, следовательно, и их габариты. Резистор R7 предотвращает самовозбуждение. Без него ступень на транзисторе VT3 может самовозбудиться на частоте около 20 МГц.

Читайте так же:
Что такое параметрический стабилизатор тока

Описываемый стабилизатор имеет три степени защиты от аварий как в нагрузке, так и в самом стабилизаторе. Быстрая защита от кратковременных перегрузок обеспечена резистором R8. При существенном, примерно в два раза, превышении током нагрузки заданного максимума в 2 А падение напряжения на резисторе R8 увеличивается до уровня входного напряжения, транзистор VT2 вследствие этого насыщается и перестает усиливать ток, что приводит к ограничению тока нагрузки. От более продолжительных аварий стабилизатор защищен импульсной защитой на герконовом реле К1. Если ток нагрузки превышает ток срабатывания реле (2 А), геркон замыкается, и конденсатор СЗ быстро разряжается через резистор R1. При этом начинается также разрядка конденсатора С4 через резистор R5. Но этот процесс протекает значительно медленнее из-за сравнительно большого сопротивления резистора R5. Когда падение напряжения на конденсаторе С4 уменьшится примерно до 1 В, транзистор VT3 закроется, выключая тем самым стабилизатор. Задержка отключения стабилизатора цепью R5C4 введена для того, чтобы конденсатор СЗ успел до момента размыкания геркона К1.1 разрядиться практически полностью. После размыкания геркона начинается медленная зарядка конденсатора СЗ через резистор R2. Это приводит к постепенному открыванию транзистора VT3 и запуску стабилизатора. Аналогично происходит и запуск стабилизатора при включении питания. Если от этого стабилизатора питать УМЗЧ, при его включении не будет щелчка в акустических системах.

Описываемый стабилизатор, как и любое устройство с глубокой обратной связью, может быть склонен к генерации. При макетировании устройства генерация наблюдалась в виде импульсов на выходе стабилизатора с амплитудой около 5 мВ и частотой около 100 кГц. Оказалось, что на склонность стабилизатора к генерации больше всего влияет качество конденсатора С5. Понять, почему это происходит, помогают следующие рассуждения. Допустим, на выходе стабилизатора случайно изменилось напряжение на 1 мВ. Микросхема преобразует это напряжение в изменение выходного тока 2 мА. Регулирующие транзисторы усилят его примерно в 500 раз, что в результате приведет к изменению тока через стабилизатор и конденсатор С5 на 1 А. Это изменение тока вызовет падение напряжения на эквивалентном последовательном сопротивлении (ЭПС) конденсатора, которое пойдет по цепи обратной связи «по второму кругу». Если это падение напряжения превысит 1 мВ, может возникнуть генерация.

Очевидно, устойчивость стабилизатора может обеспечить конденсатор С5 с ЭПС менее 0,001 Ом. Чтобы сделать выбор, были проведены измерения ЭПС конденсаторов различных серий. На конденсатор через резистор подавалось однополярное напряжение с частотой 100 кГц и размахом тока 1 А. ЭПС вычислялось по напряжению на конденсаторе, измеренному осциллографом. Оказалось, что для конденсаторов емкостью более 500 мкФ ЭПС на частоте 100 кГц зависит в основном от конструкции конденсатора, а от его емкости и номинального напряжения зависит слабо.

По результатам измерений конденсатор С5 составлен из десяти параллельно соединенных конденсаторов серии К50-24 по 470 мкФ, в результате чего подавлено самовозбуждение без применения других средств. Для полного использования малого сопротивления батареи конденсаторов С5 нужно, чтобы длина соединительных проводов от выводов конденсатора С5 до правого по схеме вывода резистора R13 и до точки соединения резисторов R10 и R14 была как можно меньше, что показано на схеме. Склонность стабилизатора к генерации, как следует из вышеизложенного, увеличивается при возрастании максимально возможной амплитуды импульса тока, который стабилизатор может подать в конденсатор С5. Это может стать основной проблемой при попытке увеличить максимальный выходной ток. Улучшить устойчивость стабилизатора можно подбором резистора R10, создающего местную отрицательную обратную связь в цепи катода микросхемы. При налаживании стабилизатора этот резистор замыкают перемычкой, затем увеличением числа конденсаторов в батарее С5 устраняют генерацию, после чего перемычку убирают. Стабилизатор приобретает запас устойчивости, достаточный для его нормальной работы даже после частичной потери емкости батареи С5. Конденсатор С2 устраняет влияние индуктивности обмотки герконового реле на устойчивость стабилизатора. В стабилизатор может быть добавлена еще одна степень защиты – от перегревания регулирующего транзистора VT1. Для этого достаточно прижать к корпусу этого транзистора термореле с биметаллической пластиной, срабатывающее при температуре 60…70 °С. Замкнутые контакты термореле включают в разрыв цепи стока транзистора VT3. Перегревание транзистора VT1 вызовет размыкание контактов термореле, в результате чего транзистор VT1 будет закрыт до тех пор, пока не охладится.

Читайте так же:
Что такое импульсный стабилизатор тока

Транзистор КП507А (VT3) заменим близким по параметрам КП508А. Микросхему КР142ЕН19 (DA1) допустимо заменить на КР142ЕН19А или зарубежный аналог TL431. Конденсаторы СЗ, С4, используемые в узле защиты как времязадающие, должны быть с малой утечкой, например, из серий ФТ, К78, К71-4. От емкости конденсатора СЗ зависит период срабатывания импульсной защиты, а также длительность запуска стабилизатора. При указанных на схеме сопротивлении резистора R2 и емкости конденсатора СЗ этот период примерно равен 3 с. Существенно уменьшать его снижением емкости конденсатора СЗ не следует, так как при слишком быстром запуске ток зарядки конденсаторов, которые могут находиться в составе нагрузки, может превысить 2 А, что вызовет срабатывание защиты. Герконовое реле К1 – самодельное. На герконе КЭМ1 (или другом аналогичном) наматывают 15 витков обмоточного провода диаметром 0,4-0,7 мм. Затем уточняют число витков по срабатыванию геркона при токе нагрузки 2 А. Транзистор VT1 должен быть установлен на теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности не менее 200 кв.см. При налаживании на вход подают напряжение с выхода лабораторного источника питания. Его максимальное значение не должно превышать 30 В (предельное напряжение анод-катод микросхемы DA1). Подбором резистора R14 устанавливают верхнюю границу регулировки выходного напряжения на 0,5…1 В меньше входного напряжения. Резистор R8 подбирают так, чтобы падение напряжения на нем при токе нагрузки около 2 А было равно половине входного напряжения.

Стабилизатор следует с осторожностью использовать в двуполярных источниках из-за его медленного запуска. Так как геркон импульсной защиты может замыкаться от сильной тряски, не рекомендуется применять предлагаемый стабилизатор в бортовых системах.

С. Каныгин, г. Харьков, Радио №10, 2006г.

Простая схема регулируемого трансформаторного блока питания на транзисторах с защитой от перегрузки и КЗ.

В этой статье предлагаю рассмотреть достаточно простую схему, классический вариант, блока питания с регулировкой выходного напряжения и тока срабатывания защиты от токовой перегрузки и короткого замыкания. Новичкам, которые первый раз видят данную схему наверняка будет не совсем понятен сам принцип действия и работа этого устройства. А что касается надежности этой схемы, то она уже проверена многими годами и многими радиолюбителями, электронщиками, которые в свое время обязательно должны были собирать этот регулируемый блок питания для своих различных электронных устройств. Так что схема проста, работоспособна и вполне надежна.

Давайте разберем эту схему. Вначале стоит обычный трансформаторный блок питания подходящей мощности. Поскольку в самой схеме регулятора напряжения стоит силовой транзистор КТ817, который может через свой переход коллектор-эмиттер пропустить до 3х ампер, то этим током пока и ограничимся. Итак, наш регулируемый блок питания будет выдавать на своем выходе постоянное напряжение от 0 до 12 вольт, с максимальной силой тока до 3 А. Следовательно максимальная рабочая мощность блока питания будет около 36 Вт (мы 12 В умножаем на 3 А). Поскольку трансформаторы такой мощности имеют КПД примерно равный 80%, то этот трансформатор у нас должен быть мощностью где-то 50 Вт.

Чтобы мы на выходе данного блока питания получили свои максимальные 12 вольт, то нужно чтобы наш трансформатор на вторичной обмотке выдавал переменное напряжение не менее 13,5 вольт. Почему так. Просто небольшая часть напряжения, а именно где-то 1,2 вольта потеряется на схеме стабилизатора напряжения. Ну об этом чуть позже. В итоге, нужно найти трансформатор мощностью около 45-60 Вт, вторичная обмотка которого может обеспечить ток до 3 ампер и напряжение 13,5-15 вольт. Ну, и желательно чтобы размеры этого трансформатора были подходящими, компактными, а это значит что лучше приобретать тор (круглая форма магнитного сердечника). В таких трансформаторах и размеры меньше и КПД выше. На входе первичной обмотке желательно предусмотреть плавкий предохранитель (на схеме обозначен как Z1), который в случае чего обезопасит схему блока питания от выгорания трансформатора.

Далее пониженное переменное напряжение, что выходит со вторичной обмотки трансформатора, поступает на диодный выпрямительный мост. Задача моста проста, сделать из переменного тока постоянный, то есть его выпрямить. На схеме я указал, что эти диоды в мосте D1 должны быть типа 1n4007, но изначально схема была нарисована на выходной тока до 1ого ампера. Именно этот ток (до 1 А) могут обеспечить данный тип диода. Поскольку мы уже делаем блок питания на 3 ампера, то либо нужен соответствующий диодный мост типа BR310 (можно и даже нужно делать запас по току и брать мосты ампер так на 5 или 6) либо же соединить параллельно 3 или 4 моста с диодами 1n4007. Обратное напряжение диодов моста должно быть, естественно, больше, чем напряжение, что на них подается.

Читайте так же:
Стабилизаторы напряжения тока назначение принцип действия

Но как известно после диодного моста выходит пульсирующее напряжение, хотя оно уже и не меняет свою полярность. Чтобы эти пульсации убрать, или по крайней мере их свести к минимуму, то обычно для этого ставиться обычный фильтрующий конденсатор электролит. В схеме он обозначен как C1 и его емкость 500 микрофарад, хотя можно поставить и побольше, микрофарад так на 5000, будет только лучше. Учтите, что напряжение конденсаторов должно быть чуть больше того, которое на них подается в схеме при работе. Поскольку в противном случае возникает опасность выхода из строя данного конденсатора. Даже может бабахнуть.

Далее в регулируемом блоке питания, с защитой по току от КЗ и перегрузок, стоит сама схема, которая выполняет функцию регулируемого стабилизатора напряжения, и токовой защиты. В начале этой схемы стоит обычный параметрический стабилизатор напряжения, состоящий из стабилитрона VD1 и резистора R1.

На стабилитроне оседает опорное напряжение, то на какое рассчитан сам стабилитрон. В этой схеме нужен стабилитрон с напряжением стабилизации 13,5 вольт (14 В). Причем стоит заметить, выходное напряжение будет равно напряжению стабилитрона плюс 1,2 вольта, что потеряются на составном транзисторе, состоящем из VT1 и VT2 (на их база-эмиттерном переходе).

Напряжение питание должно быть больше хотя бы на 0,5-2 вольта, чем напряжение стабилитрона. Именно эта добавленное напряжение и нужно для нормальной, стабильной работы стабилитрона (параметрического стабилизатора). Сам стабилитрон можно поставить например Д814Д, либо поставить несколько параллельно соединенных стабилитронов и диодов, общее напряжение стабилизации чтобы было равно 14 вольтам.

Параллельно стабилитрону подключен переменный резистор R2. Именно им осуществляется регулировка величины выходного напряжения. Со среднего вывода этого резистора, относительно минуса, напряжение снимается и подается на базу первого транзистора VT1 (составного). Этот составной транзистор состоит из VT1 и VT2 и включен по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель). А как известно, при таком подключении транзисторов усиление происходит только по току, напряжение же остается практически неизменным, и даже чуть меньше. И получается, что какое напряжение будет выставлено на переменном резисторе, то такое напряжение (с вычетом 1,2 В) и будет на выходе регулируемого блока питания. Но при этом через составной транзистор будет проходит максимально возможный ток, ограничивается только величиной нагрузки и максимально допустимым током самих силовых транзисторов (напомню, что КТ817 может выдерживать до 3 ампера). Этот транзистор следует установить на радиатор для лучшего охлаждения.

Ну и теперь что касается функции защиты по току от короткого замыкания и чрезмерной перегрузки. Как видно на схеме коллектор-эмиттерный переход транзистора VT3 подключен параллельно выводам переменного резистора, с которых снимается регулируемое напряжение. Следовательно, если этот транзистор защиты по току будет открываться, то тем самым он будет способствовать снижению выходного напряжения. А это, естественно, приведет и к снижению величины силы тока в нагрузке. Ну, а чтобы транзистор защиты начал открываться, нужно появление напряжения на его база-эмиттерном переходе, который подключен к еще одному переменному резистору R3. Именно этим резистором можно регулировать силу тока перегрузки и КЗ. Этот переменный резистор подключен к еще одному резистору R4, который и выполняет роль датчика величины тока в цепи нагрузки.

Работа этого датчика тока проста. На рисунке под схемой (в нижнем, правом углу) можно увидеть три последовательно соединенных резистора, что соответствует сопротивлениям силового транзистора (коллектор-эмиттерный переход), сопротивления самой нагрузки и сопротивления резистора R4. Если мы увеличим нагрузку, уменьшив ее сопротивления, то напряжение будет перераспределяется между другими сопротивлениями в этой цепи. Следовательно на резисторе R4 при перегрузке или коротком замыкании увеличится напряжение, что и приведет к открытию защитный транзистор VT3. Сопротивления датчика тока R4 можно подбирать под нужный диапазон тока перегрузки и его величина может быть от 0,1 до 10 Ом. При этом мощность этого сопротивления должна быть не менее 1 Ватта.

Ну и на выходе нашего блока питания стоит еще один конденсатор электролит, который еще лучше фильтрует возможные пульсации, делая выходное постоянное напряжении более стабильным и ровным. Его емкость может быть от 500 мкф до 2200 мкф и напряжением 16 или 25 вольт.

Видео по этой теме:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию