Мощный стабилизатор с защитой по току

Для питания некоторых радиотехнических приборов потребуется источник питания с завышенными требованиями к уровню минимальных выходных пульсаций и стабильности напряжения. Чтоб их обеспечить, блок питания приходится делать на дискретных деталях.
Приведенная на рис. 3.23 схема считается универсальной и на ее базе можно изготовить качественный источник питания на хоть какое напряжение и ток в нагрузке. Блок питания собран на широко распространенном сдвоенном операционном усилителе (КР140УД20А) и одном силовом транзисторе
VT1. При этом схема имеет защиту по току, которую можно регулировать в широких пределах. На операционном усилителе DA1.1 исполнен стабилизатор напряжения, a DA1.2 употребляется для обеспечения защиты по току. Микросхемы DA2, DA3 стабилизируют питание схемы управления, собранной на DA1, что позволяет повысить характеристики источника питания.
Действует схема стабилизации напряжения следующим образом. С выхода источника (Х2) снимается сигнал обратной связи по напряжению. Данный сигнал сравнивается с опорным напряжением, поступающим со стабилитрона
VD1. На вход ОУ подается сигнал рассогласования (разницу этих напряжений), который усиливается и поступает через резисторы R10...R11 на управление транзистором VT1.

Мощный стабилизатор с защитой по току

Источник: А.П.Семьян 500 схем для радиолюбителей. Источники питания

Мощный стабилизатор с защитой по току

Таковым образом, выходное напряжение поддерживается на заданном уровне с точностью, характеризуемой коэффициентом усиления ОУ DAl.l. Необходимое выходное напряжение устанавливается резистором R5. Для того, чтоб у источника питания была возможность устанавливать выходное напряжение более 15 В, общий провод схемы управления включен к клемме «+» (XI). При этом для полного открывания силового транзистора (VT1) на выходе ОУ будет нужно маленькое напряжение (на базе VT1 ибэ = +1,2 В). Это построение схемы дозволяет делать источники питания на хоть какое напряжение, ограниченное только допустимой величиной напряжения коллектор-эмиттер (UK3) для конкретного типа силового транзистора (для КТ827А наибольшее UK3 = 80 В).
В предоставленной схеме силовой транзистор является составным и потому имеет возможность иметь коэффициент усиления в диапазоне 750... 1700, что позволяет управлять им небольшим током — непосредственно с выхода ОУ
DA1.1, что понижает количество необходимых элементов и упрощает схему.
Схема защиты по току собрана на ОУ
DA1.2. При протекании тока в нагрузке на резисторе R12 выделяется напряжение, которое через резистор R6 прикладывается к точке соединения R4, R8, где сравнивается с опорным уровнем. Покуда эта разница отрицательна (что зависит от тока в нагрузке и величины сопротивления резистора R12) — эта часть схемы не оказывает воздействия на работу стабилизатора напряжения. Как только напряжение в указанной точке станет положительным, на выходе ОУ DA1.2 появится отрицательное напряжение, которое через диод VD12 уменьшит напряжение на базе силового транзистора VT1, ограничивая выходящий ток.
Уровень ограничения выходного тока регулируется с помощью резистора
R6. Параллельно включенные диоды на входах операционных усилителей (VD3...VD6) обеспечивают защиту микросхемы от повреждения в случае подключения ее в отсутствии обратной связи через транзистор VT1 или при повреждении силового транзистора. В рабочем режиме напряжение на входах ОУ близко к нулю и диоды не оказывают влияния на работу устройства. Установленный в цепи отрицательной обратной связи конденсатор СЗ ограничивает полосу усиливаемых частот, что повышает устойчивость работы схемы, предотвращая самовозбуждение.
При использовании указанных на схемах элементов данные источники питания позволяют на выходе получать стабилизированное напряжение до 50 В при токе 1...5 А.
Силовой транзистор устанавливается на радиатор, площадь которого зависит от тока в нагрузке и напряжения
UK3. Для нормальной работы стабилизатора это напряжение должно быть не менее 3 В
При сборке схемы применены детали: подстроечные резисторы
R5 и R6 типа СПЗ-19а; постоянные резисторы R12 типа С5-16МВ на мощность не менее 5 Вт (мощность зависит от тока в нагрузке), остальные из серии МЛТ и С2-23 соответствующей мощности Конденсаторы CI, C2, СЗ типа К10-17, оксидные полярные конденсаторы С4...С9 типа К50-35 (К50-32). Микросхема сдвоенного операционного усилителя DA1 может быть заменена импортным аналогом цА747 или двумя микросхемами 140УД7; стабилизаторы напряжения: DA2 на 78L15, DA3 на 79L15. Параметры сетевого трансформатора Т1 зависят от необходимой мощности, поступающей в нагрузку. Во вторичной обмотке трансформатора после выпрямления на конденсаторе С6 должно обеспечиваться напряжение на 3...5 В больше, чем потребуется заполучить на выходе стабилизатора.
В заключение можно подметить, что если источник питания ожидается применять в широком температурном диапазоне (—60...+ 100°С), то для получения не плохих технических характеристик нужно использовать дополнительные меры К их числу относится повышение стабильности опорных напряжений. Это можно выполнить за счет выбора стабилитронов
VD1, VD2 с минимальным ТКН, а также стабилизации тока через них Обычно стабилизацию тока через стабилитрон выполняют при помощи полевого транзистора или же использованием дополнительной микросхемы, работающей в режиме стабилизации тока через стабилитрон. Кроме того, стабилитроны обеспечивают лучшую термостабильность напряжения в определенной точке своей характеристики. В паспорте на прецизионные стабилитроны обычно это значение тока указывается и именно его надо устанавливать подстроечными резисторами при настройке узла источника опорного напряжения, для чего в цепь стабилитрона временно включается миллиамперметр.

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика

Мощный стабилизатор с защитой по току

Мощный стабилизатор с защитой по току рис. 3.23