Регулируемый стабилизатор тока

При зарядке автомобильных аккумуляторных батарей рекомендуют поддерживать средний зарядный ток на постоянном уровне. Обычно в стабилизаторах тока в качестве регулирующего элемента используют транзистор.

В процессе работы на нем рассеивается большая мощность, и в связи с этим приходится применять громоздкие теплоотводы. КПД таких устройств весьма мал.

Ниже описано подобное устройство с более высоким КПД.

Принципиальная схема устройства показана на рис. 2.68, а временные диаграммы в его характерных точках - на рис. 2.67.

Основные технические характеристики

Максимальный ток нагрузки, А.............................................7;

Максимальное напряжение на нагрузке, В...........................16;

Коэффициент стабилизации по току нагрузки, не менее .... 200;

КПД, %, не менее.....................................................................70.

На транзисторе VT2 собран генератор пилообразного напряжения.

Через резистор R3 на базу транзистора VT2 подано открывающее напряжение (диаграмма А), а через резистор R2 с двуполупериодного выпрямителя на диодах VD5 - VD8 поступает закрывающее пульсирующее напряжение (Б).

 Суммарное напряжение на базе транзистора VT2 показано штриховой линией (Б). Диод VD11 ограничивает амплитуду закрывающего напряжения.

Сопротивление резисторов R2 и R3 выбрано таким, что транзистор большую часть времени закрыт. Конденсатор С4 заряжается через резистор R5. Но в момент приближения сетевого напряжения к нулю транзистор VT2 открывается, разряжая конденсатор С4.

На коллекторе транзистора формируется напряжение, близкое по форме к пилообразному (диаграмма В).

Через резистор R6 оно поступает на один вход дифференциального усилителя, собранного на транзисторах VT4, VT5, а на другой вход подастся напряжение (Г) с выхода операционного усилителя DA1, которое зависит от положения движка резистора R14.

Как только значения напряжения на базе транзисторов VT4 и VT5 сравняются, транзистор VT4 откроется.

 Вслед за ним откроется транзистор VT3 и сформирует импульс тока (Д), открывающий тиристор VS1.

 С этого момента полупериода на нагрузку будет подано выпрямленное напряжение с обмотки 1U трансформатора Т1 (диаграмма Е).

 Чем больше напряжение на базе транзистора VT5, тем позже будут возникать импульсы, открывающие тринистор, и тем меньше будет средний ток через нагрузку.

Функцию стабилизации тока выполняет узел на операционном усилителе DA1. Датчиком тока служит резистор R12. Напряжение, снимаемое с этого резистора, пропорционально току нагрузки. Через резистор R16 оно подведено к неинвертирующему  входу DA1.

Если по какой-либо причине ток через нагрузку увеличился, то увеличивается и напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя DA1.

Это приводит к соответствующему увеличению напряжения на базе транзистора VT5 и увеличению угла открывания тиристора VS1 - ток через нагрузку уменьшается.

Таким образом, отрицательная обратная связь по току нагрузки поддерживает нагрузочный ток на заданном уровне.

Конденсаторы С5, С7 сглаживают пульсации напряжения на выходе.

Резисторы Rll, R15 обеспечивают подачу небольшого отрицательного напряжения на инвертирующий вход ОУ в нижнем по схеме положении движка резистора R14.

Это позволяет регулировать ток нагрузки практически от нуля.

Конденсатор С6 повышает устойчивость работы операционного усилителя. Элементы устройства питают от двух стабилизаторов(VD9,VD1 иVDI2,R4).

Наладка

Для налаживания устройства к его выходу подключают проволочный резистор сопротивлением 1 - 2 Ом и мощностью не менее 100 Вт (можно использовать нихромовую проволоку диаметром 0,5 - 1 мм).

Движок переменного резистора R14 устанавливают в верхнее по схеме положение и подборкой резистора R13 устанавливают ток через нагрузку 7 А. При вращении ручки переменного резистора ток должен плавно уменьшаться до нуля.

В некоторых случаях требуется установка дополнительного резистора R18 и подбор резисторов R3 и R5. Резистор R3 регулирует время выдержки между началом и концом сигналя (см. диаграмму В на рис. 1.1), R5 регулирует крутизну подъёма и спада сигнала (диапазон сопротивлений, при регулировке, лежит в пределах 2,7 кОм + 27 кОм).

От амплитуды сигнала на базе VT1 зависит будет ли стабилизироваться большой ток.

Детали

Трансформатор Т1 выполнен на ленточном магнитопроводе ШЛ25Х32.

Обмотка I содержит 1100 витков провода ПЭВ-2 0,57;

Обмотка II — 160 витков провода ПЭВ-2 0,21 с отводом от середины;

Обмотка III - 120 витков провода ПЭВ-2 1,95.

Операционный усилитель К140УД1Б можно заменить на К140УД5, К140УД6, К140УД7, К153УД2 (с соответствующей цепью коррекции).

Транзистор КТ801Б - заменяется на любой из серий КТ603, КТ608. КТ801, КТ807,КТ815;КТ315В-на КТ312,КТ315,КТ316,КТ201;КТ814Б-наКТ814,КТ208.

Конденсаторы С1, С2, СЗ, С5, С7 - типа К50-6 или К50-3;

С4, Сб - КМ-б или К10-7в, КЛС.

Резистор Rl2 образован двумя параллельно соединенными резисторами C5-I6B сопротивлением0,1 Ом.

Амперметр РА1 - М5-2 с током полного отклонения стрелки 10 А.

Диоды VD1 - VD4 - можно заменить на любые из серий Д242 -- Д248, но в этом случае возрастет рассеиваемая на каждом диоде мощность и размеры теллоотводов придется увеличить.

Диоды VD1 - VD4 установлены на теплоотводах площадью 30 - 40 см1 каждьга.

Тиристор VS1 установлен на теплоотводе площадью не менее 100 см!.

Источник: Зарядные устройства 2.

Регулируемый стабилизатор тока

Регулируемый стабилизатор тока
Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика

Регулируемый стабилизатор тока

Рис. 2.67. Диаграммы поясняющие работу стабилизатора тока.

Регулируемый стабилизатор тока