Генератор тока нагрузки на биполярных транзисторах

Для проверки работоспособности и настройки источников питания удобно использовать имитатор нагрузки в виде регулируемого генератора тока. С помощью такого устройства можно не только быстро настроить блок питания, стабилизатор напряжения, но и, например, использовать его как генератор стабильного тока для зарядки, разрядки аккумуляторных батарей, устройств электролиза, для электрохимического травления печатных  плат как стабилизатор тока питания электроламп, для «мягкого» пуска коллекторных электродвигателей

Принципиальная схема такого устройства показана на рис. 1 Устройство является двухполюсником, не требует дополнительного источника питания и может включаться в разрыв цепи питания различных устройств и исполнительных механизмов. Диапазон регулировки тока от 0......0,16 до 3 А, максимальная потребляемая (рассеиваемая) мощность 40 Вт, диапазон питающих напряжений 3. 30 В постоянного тока.. Конструкция представляет собой управляемый источник стабильного тока, собранный на мощных биполярных транзисторах VT1 -VT3.

Работает устройство следующим образом На вход от источника питания в соответствии с полярностью подаётся напряжение питания. При увеличении тока через резисторы R2. R3. R7. R8. R11. R12. R13, включенные последовательно с переходами эмиттер-коллектор параллельно включенных составных транзисторов VT2. VT3, вызванного, например, увеличением напряжения питания или уменьшением сопротивления включенной последовательно с устройством нагрузки также увеличивается падение напряжения на этих резисторах..

Это приводит к тому, что когда напряжение база-эмиттер VT1 превысит 0,6 В. этот транзистор открывается, тем самым, шунтируя переходы база-эмиттер VT2. VT3 Ток базы составных

транзисторов VT2, VT3 уменьшается, что влечёт за собой уменьшение тока через R2, R3. R7, R8, R11, R12, R13 и. следовательно, к снижению потребляемого устройством тока. Ток потребления регулируется переменным резистором R6. Чем левее по схеме движок резистора R6. тем больший ток потребляет устройство

При разомкнутых контактах переключателя SA1 резистором R6 можно установить ток потребления от 0,16 до 0,8 А. При замкнутых контактах этого переключателя ток регулируется в интервале 0,7. ..ЗА. Конденсатор С1 устраняет возможное самовозбуждение устройства на высоких частотах. Резисторы R9, R10, R12. R13 необходимы для выравнивания токов через транзисторы VT2, VT3, что обеспечивает примерно одинаковую рассеиваемую ими мощность.

Резисторы R1. R14 ограничивают протекающий через светящиеся светодиоды ток При изменении напряжения питания от 10 до 25 В, потребляемый устройством ток увеличивается на 12 %

При входном напряжении 3 В устройство может генерировать максимальный ток 0.75 А. при входном напряжении 5 В максимальный ток может достигать 1,8 А. Ток 3 А достижим при входном напряжении более 9 В. Для получения возможности иметь больший ток при меньшем входном   напряжении нужно установить

Схемы источники питания

Генератор тока нагрузки на биполярных транзисторах

резисторы R2, R3 меньшего сопротивления При разомкнутых контактах переключателя SA1 светодиод HL1 начинает ярко светиться при токе через устройство более 0.5 А, при замкнутых контактах SA1 этот светодиод начинает светиться при токе 1,2 А. Светодиод HL2 начинает ярко светиться при токе более 2.5 А. Плавкий предохранитель FU1 защищает устройство от повреждения при перегрузке и переполюсовки напряжения питания.

Все детали устройства кроме транзисторов VT2, VT3. светодиодов. переменного резистора и переключателя SA1 смонтированы на печатной плате размерами 120x60 мм. рис.2 Маломощные резисторы топов МЛТ, С1-4, С2-23 или импортные аналоги Мощные низкоомных резисторы С5 16MB. С5-37 или другие, могут быть проволочные или непроволочные. Переменный резистор СП4-1. СП1. СПЗ-ЗОа. или СПЗ-12, СПЗ-30 с встроенным выключателем, который можно включить последовательно с плавким предохранителем FU1. Обе группы контактов выключателя соединяют параллельно Конденсатор С1 может быть любого типа керамический или плёночный на рабочее напряжение не ниже 30 В и ёмкость 0,047 0.47 мкФ. например. К10-50. К73-9. Светодиоды АЛ307КМ красного цвета свечения могут быть заменены любыми аналогичными, которые начинают достаточно ярко светиться при напряжении на их выводах 1.5... 1,6 В, например. АЛ307ЛМ. КИПД66Т-К Импортный составной     транзистор      типа     2SC3987

опрессован пластмассой и не требует применения изолирующей прокладки при установке на теплоотвод. Транзистор этого типа допускает постоянный прямой ток коллектор эмиттер до 3 А и может рассеивать мощность до 20 Вт. Имеет два встроенных резистора, защитный диод и защитный стабилитрон. Два таких транзистора можно заменить аналогичными отечественными составными транзисторами из серии КТ829 Цоколевка обоих типов транзисторов одинаковая. Хотя транзисторы серии КТ829 более мощные, чем 2SC3987, этот факт во внимание можно не брать, поскольку при больших токах или большой рассеиваемой мощности транзисторы КТ829 ненадёжны. Оба транзистора устанавливают на общий дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности не менее 500 см кв. (одна сторона), который может быть частью корпуса устройства. Если требуется увеличить максимальный рабочий ток и рассеиваемую устройством мощность, то правильным решением будет использование одного - двух мощных составных транзисторов из серий КТ827, 2Т827 При установке одного такого транзистора вместо пары 2SC3987 максимальный постоянный ток может достигать 20А. а рассеиваемая мощность до 125 Вт при температуре корпуса транзистора 25 "С («бесконечный теплоотвод»). При изготовлении устройства на больший ток и потребляемую мощность потребуется более эффективный теплоотвод и замена резисторов R2, R3. R7. R8. R11, R12. R13. более мощными и на меньшее сопротивление    Упомянутые  для замены составные транзисторы также содержат в своем составе по встроенному защитному диоду, подключенному к выводам коллектора и эмиттера. Транзистор КТ817Г можно заменить любым из серий КТ817 КТ815, КТ961, BD137-16. 2SD822P. 2SD822Q. 2S02166. Коэффициент передачи тока базы этого транзистора должен быть не менее 100 при токе коллектора 100 мА. Этот транзистор устанавливают на дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности 4 см кв При настройке и  эксплуатации устройства

следует учитывать, что мощные резисторы могут сильно нагреваться, во избежание ожога не следует к ним прикасаться во время работы устройства. При желании дополнить устройство индикатором тока, можно параллельно резистору R11 через токоограничительный резистор подключить стрелочный микроамперметр, например. М4761 от индикатора уровня записи/воспроизведения старого кассетного или катушечного магнитофона

-

Бутов АЛ

Генератор тока нагрузки на биполярных транзисторахГенератор тока нагрузки на биполярных транзисторах
Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика

Источник: Радио-конструктор 7 за 2012 год

Генератор тока нагрузки на биполярных транзисторах

Очень популярный журнал для радиолюбителей и профессионалов, рассматривающий вопросы радиолюбительского конструирования и ремонта электронной техники.