Включим в токовую цепь нагрузки специальное сопротивление R T , выполняющего роль преобразователя тока в напряжение. При протекании по сопротивлению тока выделяется напряжение с полярностью, указанной на рисунке 22. Это напряжение воздействует на вход транзистора VT 3. При заданном токе транзистор открывается и берет на себя часть тока базы транзистора VT 1. Последний закрывается и ограничивает ток коллектора. При максимальном токе нагрузки транзистор VT 3 закрыт и не оказывает влияния на работу стабилизатора.
Частое напряжение питания доступно от бортового или встроенного источника питания постоянного тока. Оптимальным решением является использование питания, который может быть подключен к источникам переменного и постоянного тока. Поэтому не забудьте проверить, возможно ли и в какой степени это возможно для данной модели импульсного источника питания.
Укажите количество и значение напряжений, необходимых для питания отдельных цепей или цепей. Очень важно указать требования к точности настройки и точности стабилизации отдельных напряжений. Для оптимизации электропитания важно не излишне увеличивать требования к напряжению постоянного тока. Очевидно, что в случае питания цифровых цепей, процессоров и т.д. эти напряжения должны соответствовать заданным допускам, в прецизионных измерительных системах эти допуски для некоторых напряжений могут быть очень малыми.
1. Выбор токового резистора.
Примем, что защита должна включиться, если ток превышает двойной максимальный ток нагрузки. Примем транзистор VT 3 германиевый n-p-n типа . Напряжение открывания у такого транзистора составляет 0,3 В. (2 I Н max = 0,12 A). Вычисляем величину сопротивления R T .
R T = 0,3 В/0,12 А = 2,5 Ом. Выбираем меньшее номинальное значение
Однако важно, чтобы пользователь не рассматривал напряжения питания в качестве опорных напряжений для целей измерения. Эта частая ошибка часто препятствует эффективному функционированию всего устройства. Очень важно определить взаимную изоляцию между фиксированными выходными напряжениями. В некоторых системах это необходимо, потому что силовые цепи могут быть подключены к разным потенциалам или могут подвергаться помехам от источника питания другим чувствительным частям схемы.
Обратите внимание, что использование гальванической изоляции между выходными напряжениями является дополнительным препятствием и увеличивает стоимость и размеры источника питания и часто исключает точную стабилизацию и более высокие токи нагрузки. Токи нагрузки для отдельных фиксированных напряжений.
2,4 Ом. Вычисляется мощность рассеяния на резисторе и его тип.
2. Транзистор VT 3 можно выбрать любой германиевый n-p-n типа.
| U СТ |
В случае пробоя транзистора VT 1 (рисунок 19) на нагрузку попадает полное напряжение питания, что может вывести ее из строя. Необходима схема защиты нагрузки от возможного перенапряжения. В таких случаях используются быстродействующие электронные схемы защиты рисунок 23. На этой схеме показаны элементы индикации состояния стабилизатора, индикация будет рассмотрена далее.
Это токи, принимаемые отдельной схемой. Оценка значения этих токов имеет решающее значение при выборе правильных модулей питания. На практике намного сложнее определить ток нагрузки, чем требуемое напряжение питания. Ток зависит от многих переменных, таких как.
Условия работы системных допусков компонентов внешних условий системы. . Тем не менее, оценка токов нагрузки необходима для оптимизации питания. Часто используемая пользователями для значительного увеличения спроса на энергоснабжение по сравнению с реальными потребностями увеличивает цену и размеры источников питания. В случае часто используемых импульсных схем питания эта процедура иногда приводит к неспособности устройства работать с источником питания, поскольку простые источники питания импульсных источников питания не работают при слишком низком номинальном токе нагрузки.
Схема защиты состоит из тиристора VS 5, стабилитрона VD 4 и резистора. (Схема защиты по току на схеме не показана). В исходном состоянии тиристор VS 5 закрыт, его управляющий вход подключен к катоду через сопротивление R 2. Стабилитрон VD 4 также закрыт его напряжение включения на 10% больше напряжения нагрузки. Как только напряжение на нагрузке увеличивается по каким-либо причинам, стабилитрон VD 4 открывается, на управляющий электрод тиристора подается напряжение, тиристор открывается и закорачивает входную цепь стабилизатора. После этого сгорает плавкий предохранитель FU .
Также рассмотрим средние и мгновенные значения этих токов. В случае импульсного тока важно определить длительность импульса тока и коэффициента заполнения. Как правило, каждый блок питания способен выдерживать значительные, но кратковременные перегрузки без дополнительного усложнения системы и ненужных негабаритных компонентов.
Чтобы иметь дело с несколькими напряжениями питания, нужно установить связь между токами нагрузки и выяснить, какие из них фиксированы и которые различаются в широком диапазоне. Чем точнее условия энергопотребления, тем легче будет найти наименьший, самый дешевый и надежный источник питания.
1. Сопротивление R
2 ограничивает ток стабилитрона на уровне
5 ÷ 10 мА. Из этих условий выбирается стабилитрон и резистор. В рассматриваемом примере U
H = 10 В. Можно использовать стабилитрон КС213В с напряжением включения 13 В (таблица 2). При выходе из строя транзистора VT
1 на стабилитрон VD
4 может поступать минимальное напряжение питания, равное 20 В. Зададимся током стабилитрона равным 5 мА. При пробое стабилитрона к резистору R
2 прикладывается напряжение (20 – 13) = 7 В. Сопротивление R
2 = 7 В/5мА = 1,4 кОм.
Ответьте на изменение нагрузки перехода. Во многих силовых цепях во время включения принимаются импульсные токи и прерывается при отключении. Колебания мощности происходят в таких ситуациях, для которых соответствуют выходной импеданс источника питания и динамические характеристики замкнутого контура стабилизатора напряжения источника. Эти мгновенные изменения напряжения могут во многих случаях нарушать работу других приемников, подключенных к одному и тому же источнику. Правильная идентификация и определение потребления импульсного тока облегчают решение о том, следует ли изолировать напряжение питания, использовать источник питания с лучшими динамическими характеристиками или использовать дополнительные фильтрующие элементы непосредственно в источнике питания.
| + С 2 |
| С 1 |
| + |
| FU |
| VD 5 |
| VD 6 |
| R 2 |
| VS 5 |
| R H |
| VT 1 |
| U И |
| VD 4 |
| Рис. 23 - Схема защиты нагрузки и индикация |
| R 4 |
| Ст |
| R 3 |
Вычисляется мощность рассеяния на резисторе, выбирается его тип.
Проверим, не превышает ли ток через стабилитрон допустимое значение при максимальном напряжении источника питания равным 27,6 В.
(27,6 – 13) В/1,4 кОм = 10,4 мА, что вполне допустимо для выбранного типа стабилитрона.
2. Выбор тиристора.
Напряжение включения тиристора должно быть больше напряжения питания U И max (параметр U A таблица 5). При выборе тиристора можно ориентироваться следующим условием. Если ток нагрузки меньше 100 мА, то выбирается тиристор с током анода 100 мА и менее. Если ток нагрузки больше 100 мА, то выбирается тиристор с током анода 100 мА и более.
В таких случаях выбор специализированного импульсного источника питания в тесном сотрудничестве с производителем или компетентным торговым представителем обычно дает наилучшие результаты. Подавление помех и пульсаций. Во всех системах электропитания имеется определенная переменная составляющая напряжения, применяемая к правильному выходному напряжению постоянного тока. Причины этого шума и пульсации следующие.
Характер пульсации показан на рисунке. Важно знать о существовании и характере этих рябь, которые в принципе в правильно спроектированных и выполненных источниках питания не превышают нескольких десятков до нескольких сотен мВр-р. Некоторые системы требуют дополнительной фильтрации этих рябь. Однако важно помнить, что чрезмерные требования к пульсации в импульсном источнике питания приводят к значительному увеличению стоимости. В большинстве случаев эффективное ослабление намного проще проводить вблизи компонентов, особенно чувствительных к пульсации и шуму питания.
В примере можно выбрать тиристор КУ101В U А = 50 В, I А = 80 мА.
Выбранные элементы вносятся в перечень элементов схемы.
Индикация состояния стабилизатора
Индикация состояния стабилизатора осуществляется с помощью светодиодов (СИД). Нормальное состояние принято индицировать зеленым или желтым цветом, критическое состояние – красным.
При определении требований к производительности запуска источника питания всегда следует помнить о том, что традиционные системы обычных решений, имеют значительно более низкий уровень пульсации выходного напряжения и, следовательно, часто оптимальное решение для пользователя является использование такого питания, или комбинацию линейных стабилизаторов импульсов, используемых на одном или нескольких выходов Улучшение коэффициента устойчивости и уменьшение уровня пульсаций. Однако важно помнить, что это решение чаще всего связано со значительным сокращением текущего потребления этих выходов и возникновением проблем с дополнительными потерями мощности, приводящими к более высоким температурам.
1. Сопротивление R 4 выбирается исходя из условий минимального тока СИД и минимального напряжения на нем (таблица 6). Выберем светодиод КЛ101А с параметрами I ПР = 10 мА, U ПР = 5,5 В.
R 4 = (U Н – U ПР)/I ПР = 4,5 В/10 мА = 450 Ом. Выбираем ближайшее меньшее номинальное значение резистора. Вычисляется мощность рассеяния на резисторе, выбирается его тип.
Как правило, необходимо использовать дополнительные теплоотводы и структурные гарантии эффективного рассеивания тепла. В частности, в импульсных системах часто бывает, что измерение обременено очень большой ошибкой, вызванной индукцией быстро изменяющихся напряжений в измерительных проводах. Из-за возможности индуцирования помех в проводах, соединяющих выход импульсного источника питания с нагрузкой, рекомендуется использовать системы демпфирования непосредственно вблизи груза.
Здесь также следует отметить, что при определении точности стабилизации выходного напряжения следует учитывать пульсацию выходного напряжения. Часто бывают случаи, когда требования точности к стабилизации среднего значения выходного напряжения значительно ниже уровня реальной пульсации, что совершенно необоснованно.
2. Индикация состояния перегрузки стабилизатора осуществляется с помощью СИД VD 5. В исходном состоянии диод не светится. Если тиристор открывается, то напряжение на нем уменьшается до одного вольта и по СИД потечет ток. Расчет ограничительного сопротивления R 5 аналогичен расчету сопротивления R 4.
СИД выбирается с красным свечением.
Защита от короткого замыкания и перегрузки. Как правило, все токовые, более надежные источники питания защищены от перегрузки или короткого замыкания в выходных цепях. Исключение составляют простые и дешевые источники питания, которые постоянно интегрированы с простыми в использовании и невосприимчивыми силовыми цепями.
Из-за различных методов защиты, используемых в источниках питания, важно понимать, что некоторые из них могут быть несовместимы с требованиями, предъявляемыми нагрузкой. Ниже приведены основные типы функций безопасности и их характеристики. В этом случае в случае перегрузки схема защиты приводит к тому, что источник питания переходит от стабилизатора напряжения к режиму стабилизации выхода на определенном уровне. Этот ток поддерживается постоянными или слегка увеличивающимися значениями независимо от величины перегрузки до тех пор, пока импульсный переключатель не будет закорочен.
3. Плавкий предохранитель FU выбирается на такой ток, чтобы он сработал при допустимом токе тиристора.
4. Для устранения низкочастотных и высокочастотных помех на выходе стабилизатора параллельно нагрузке включаются емкости С 1 = 0,1 мкФ и С 2 = 10 ÷ 20 мкФ.
3.11 Заключение
После проведения всех расчетов и выбора элементов оформляется заключение. В нем отражается задание, т.е. что следовало спроектировать и приводятся параметры стабилизатора К СТ, R ВЫХ и U Иср, полученные в результате проектирования.
Выходные характеристики источника питания с такой защитой показаны на рисунке. Недостатками такого типа защиты являются прежде всего возникновение значительных потерь мощности в импульсной системе питания и высокий ток через цепи нагрузки, что может привести к дальнейшему повреждению.
Однако следует иметь в виду, что этот тип защиты позволяет ИБП надежно подключаться к большинству типов линейных и нелинейных нагрузок, что особенно важно при включении устройств, когда источник питания намного превышает номинальный ток . Этот тип защиты уменьшит выходной ток после превышения допустимого тока нагрузки. Это очень удобно для самого источника питания, поскольку он защищает его от чрезмерных потерь мощности в случае высокой перегрузки или короткого замыкания, но очень часто предотвращает работу источника питания с нелинейной нагрузкой.
3.12 Составление принципиальной схемы стабилизатора
После окончания расчётов отдельных узлов необходимо составить полную принципиальную схему устройства. К схеме рис. 19 добавляется схема защиты рис. 22, рис. 23. Нумерация элементов сквозная, номинальные значения элементов не указываются, стрелки направлений токов и напряжения, тоже не указываются. Схема устройства оформляется на листе формата А3, чертится рамка и основная надпись (штамп) приложение 3.
На рисунке 4 показаны выходные характеристики устройства с такой защитой и гипотетическая рабочая точка, которая может стабилизироваться при попытке включения или в случае кратковременной перегрузки. Этот тип защиты все чаще используется, особенно в импульсных источниках питания, где отключение управления ключами относительно просто. Основным преимуществом этого решения является упрощение конструкции, поскольку нет необходимости прогнозировать долговременную работу ИБП в условиях перегрузки или короткого замыкания.
В то же время, с тепловой защитой от перегрузки, можно интегрировать тепловую защиту, которая также должна отключать источник питания. Основным недостатком защиты при переключении является отсутствие возможности взаимодействия с приемниками, которые временно принимают ток, намного превышающий номинальный, и, следовательно, каждый раз выключают источник питания. Однако эта проблема на практике не является слишком большим препятствием. Как правило, уровень защиты и отключения питания от источника питания намного выше, чем номинальный ток из-за очень короткого времени работы ИБП с высокой перегрузкой.
При вычерчивании принципиальной схемы следует руководствоваться требованиями ГОСТ, с которыми можно ознакомиться в библиотеке. Можно воспользоваться типовой «рисовалкой» Microsoft Word, программами SPlan, Компас или Electronics Workbench.
Если схема выполняется на компьютере, то можно разделить её на две части, распечатать на двух листах А4 и затем склеить.
Во-вторых, он обычно отключается через несколько десятков или сотен миллисекунд, когда импульсный источник питания обычно работает в режиме, аналогичном текущей стабилизации. Если перегрузка уходит в течение этого периода времени, то, очевидно, выключение не произойдет. Часто источники питания с защитой от взлома включаются автоматически через короткий промежуток времени, и если условие перегрузки или короткого замыкания запущено, они начнут нормально работать. Во многих случаях такое поведение источника питания является достаточным и не представляет проблемы для пользователя.
Принципиальная схема должна сопровождаться перечнем элементов – спецификацией, выполняемой в соответствии с ГОСТ (приложение 4). Если позволяет место на листе А3, то таблицу с перечнем элементов можно поместить над основной надписью чертежа.
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ
4.1 Оформление работы
Курсовая работа должна быть оформлена в виде пояснительной записки, выполненной на листах формата А4 компьютерным или рукописным способом.
По всем четырём сторонам листа записки должны оставаться поля слева – 25 мм, кругом по 10 мм.
Листы пояснительной записки должны быть скреплены в двух – трёх точках на расстоянии 10 мм от левого края листа. Использование скрепок и пластиковых конвертов (файлов) не допускается.
Пояснительная записка обязательно должна включать условие задачи, размещаемой на втором листе (номер варианта указывается на титульном листе). Расчётные принципиальные схемы в пояснительной записке должны быть выполнены обязательно по трафарету. Схемы в тексте являются рисунками и должны иметь сквозную нумерацию и подрисуночные подписи.
Все буквенные обозначения физических величин должны быть указаны на рисунке или пояснены в тексте.
Расчёт численных значений физических величин должен быть оформлен следующим образом: после расчётной формулы, записанной в буквенных обозначениях , в неё подставляют численные значения величин, а затем приводят результат вычислений и обозначение единицы физической величины без скобок. Обязательно проставляется размерность полученной величины. Если хотя бы одна величина, входящая в формулу имеет три значащие цифры, то результат должен иметь также три значащие цифры. В качестве примера оформления расчетной формулы можно обратиться к формуле расчета коэффициента стабилизации К СТ.
Работы, сдаваемые на проверку, должны быть выполнены в полном объёме, приведён список использованной литературы, справочников.
Исправления следует вносить путём зачёркивания неправильного результата и вписывания правильного выше или правее неправильного. Если работа переоформлена полностью, то предыдущий вариант работы с замечаниями преподавателя должен быть вложен в исправленный текст (за исключением титульного листа, который должен быть перенесён на исправленный текст).
Пример оформления титульного листа записки приведён в приложении 2. Титульный лист является страницей номер 1, но номер не проставляется. Длинный номер под заголовком обозначает следующее. Первая позиция – номер учебной специальности, следующие две позиции в учебных проектах не заполняются, предпоследняя позиция – две последние цифры номера студенческого билета или зачётной книжки, последняя позиция – ПЗ – шифр документа – пояснительная записка.
В основной надписи принципиальной схемы эта позиция обозначается Э3 – обозначающую схему электрическую принципиальную.
В приложении приводятся вольт-амперные характеристики транзисторов, которые использовались в ходе расчётов. Эти характеристики можно скопировать из электронной версии пособия или из интернета и поместить в текст пояснительной записки.
4.2 Таблица выбора варианта и данных для расчета стабилизатора
Номер варианта выбирается по порядковому номеру студента в журнале группы.
Изменение напряжения источника питания составляет ±15% для всех вариантов.
Таблица 1.
| № Вар. | U СТ В | I H mA | ∆t 0 C | Материал транзистора | К СТ не менее | ТКН % от U СТ |
| 50±20% | Si | менее 1% | ||||
| 90±20% | Si | менее 1% | ||||
| 60±40% | Ge | менее 0,5% | ||||
| 70±20% | Si | менее 0,9% | ||||
| 80±30% | Ge | менее 0,5% | ||||
| 82±20% | Si | менее 1% | ||||
| 96±30% | Ge | менее 0,5% | ||||
| 50±40% | Si | менее 0,8% | ||||
| 90±20% | Ge | менее 0,5% | ||||
| 40±40% | Si | менее 1% | ||||
| 60±40% | Ge | менее 0,6% | ||||
| 80±30% | Si | менее 1% | ||||
| 70±20% | Ge | менее 0,9% | ||||
| 90±40% | Si | менее 0,9% | ||||
| 100±40% | Si | менее 0,7% | ||||
| 92±40% | Ge | менее 1% | ||||
| 80±20% | Si | менее 0,5% | ||||
| 60±30% | Ge | менее 1% | ||||
| 88±40% | Si | менее 0,8% | ||||
| 90±30% | Ge | менее 0,4% | ||||
| 50±20% | Si | менее 0,5% | ||||
| 40±40% | Ge | менее 1% | ||||
| 60±40% | Si | менее 0,5% | ||||
| 80±20% | Ge | менее 1% | ||||
| 120±10% | Si | менее 0,4% | ||||
| 70±40% | Ge | менее 0,8% | ||||
| 90±30% | Si | менее 0,5% |
Таблица 1. Продолжение.
5. СПРАВОЧНЫЙ РАЗДЕЛ
5.1 Определение площади радиатора
| Si |
Стабилизатор тока для светодиодов применяется во многих светильниках. Как и всем диодам, LED присуще нелинейная вольт-амперная зависимость. Что это значит? При повышении напряжения, сила тока медленно начинает набирать мощь. И только при достижении порогового значения, яркость светодиода становится насыщенной. Однако если ток не перестанет расти, то лампа может сгореть.
Правильная работа LED может быть обеспечена только благодаря стабилизатору. Эта защита необходима еще и по причине разброса пороговых значений напряжения светодиода. При подключении по параллельной схеме лампочки могут просто на просто сгореть, так как им приходится пропускать недопустимую для них величину тока.
По способу ограничения силы тока выделяются устройства линейного и импульсного типа.
Так как напряжение на светодиоде – неизменная величина, то стабилизаторы тока часто считают стабилизаторами мощности LED. Фактически последняя прямо пропорциональна изменению напряжения, что характерно для линейной зависимости.
Линейный стабилизатор нагревается тем больше, чем больше прилагается к нему напряжения. Это его главный недочёт. Преимущества данной конструкции обусловлены:
Более экономичными устройствами являются стабилизаторы на основе импульсного преобразователя . В этом случае мощность прокачивается порционно – по мере необходимости для потребителя.
Самая простейшая схема стабилизатора – это схема, построенная на основе LM317 для светодиода. Последний являются аналогом стабилитрона с определенным рабочим током, который он может пропускать. Учитывая малую силу тока можно собрать простой аппарат самостоятельно. Наиболее простой драйвер светодиодных ламп и лент собирают именно таким способом.
Микросхема LM317 уже не одно десятилетие является хитом среди начинающих радиолюбителей благодаря своей простоте и надежности. На её основе можно собрать регулируемый блок питания, светодиодный драйвер и другие БП. Для этого потребуется несколько внешних радиодеталей, модуль работает сразу, настройки не требуется.
Интегральный стабилизатор LM317 как никакой другой подходит для создания несложных регулируемых блоков питания, для электронных устройств с разными характеристиками, как с регулируемым выходным напряжением, так и с заданными параметрами нагрузки.
Основное назначение это стабилизация заданных параметров. Регулировка происходит линейным способом, в отличие от импульсных преобразователей.
Выпускаются LM317 в монолитных корпусах, исполненных в нескольких вариациях. Самая распространённая модель TO-220 с маркировкой LM317Т.
Максимальная «планка» входного напряжения должна быть не более заданной, а минимальная – выше желаемой выходной на 2 В.
Микросхема рассчитана на стабильную работу при максимальном токе до 1,5 А. Это значение будет ниже, если не применять качественный теплоотвод. Максимально допустимое рассеивание мощности без последнего равно примерно 1,5 Вт при температуре окружающей среды не более 30 0 С.
При установке микросхемы требуется изоляция корпуса от радиатора, к примеру, с помощью слюдяной прокладки. Также эффективный отвод тепла достигается путём применения теплопроводной пасты.
Коротко описать достоинства радиоэлектронного модуля LM317, применяемого в стабилизаторах тока, можно так:
Безусловно, наипростейшим способом токового ограничения для светодиодных ламп станет последовательное включение добавочного резистора. Но данное средство подходит лишь только для маломощных LED.
Чтобы сделать стабилизатор тока потребуется:
Микросхемка LM317;
Резистор;
Монтажные средства.
Собираем модель по нижеприведенной схеме:
Модуль можно применять в схемах разных зарядных устройств либо регулируемых ИБ.
Этот вариант более практичный. LM317 ограничивает потребляемый ток, который задается резистором R.
Помните, что максимально допустимое значение тока, которое нужно для управления LM317, составляет 1,5 А с хорошим радиатором.
Ниже изображена схема с регулируемым выходным напряжением 1.2–30 В/1,5 А.
Переменный ток преобразуется в постоянный с помощью моста-выпрямителя (BR1). Конденсатор С1 фильтрует пульсирующий ток, С3 улучшает переходную характеристику. Это означает, что стабилизатор напряжения может отлично работать при постоянном токе на низких частотах. Выходное напряжение регулируется ползунком Р1 от 1.2 вольта до 30 В. Выходной ток составляет около 1,5 А.
Подбор резисторов по номиналу для стабилизатора должен осуществляться по точному расчету с допустимым отклонением (небольшим). Однако разрешается произвольное размещение резисторов на монтажном плате, но желательно для лучшей стабильности размещать их подальше от радиатора LM317.
Микросхема LM317 является отличным вариантом для использования в режиме стабилизации основных технических показателей. Она отличается простотой в исполнении, недорогой стоимостью и отличными эксплуатационными характеристиками. Единственный недостаток – пороговое значение напряжения составляет лишь 3 В. Корпус в стиле ТО220 – это одна из самых доступных моделей, которая позволяет рассеивать тепло довольно хорошо.
Стабилизирующая схема, построенная на основе LM317 простая, дешёвая, и в то же время надежная.
Предлагаем большой выбор полностью автоматических аппаратов малой и высокой мощности от ведущего производителя «ЭТК Энергия» предназначенные для высокоскоростного устранения некачественного электроснабжения путём выравнивания скачков и просадок в однофазной и трёхфазной сети переменного тока и напряжения. В большинстве случаев наши модели Энергия и Вольтрон относятся к группе сетевых приборов премиум класса, но при этом есть и обычные серии, которые приспособлены решать проблемы в некритических условиях непрерывной эксплуатации. А сегодня мы располагаем хорошим ассортиментом релейных, гибридных, электромеханических и электронных (тиристорных) достойных своего внимания аппаратов. Купить стабилизатор напряжения с защитой по току возможно в Москве, Санкт-Петербурге и регионах. Кроме этой основной задачи по сглаживанию перепадов данные стабилизирующие устройства для электросетей 220В, 380В помогут подавить помехи, качественно поддержат хороший режим работы офисной или бытовой техники при кратковременных перегрузках и обеспечат полную безопасность современных потребителей при коротком замыкании. Для этого в конструкции 1-фазного, а также 3-фазного электрооборудования Энергия и Voltron применяются самые лучшие и надёжные рабочие элементы. Диапазон успешной работоспособности у многих марок составляет 100 … 280 Вольт. Есть также и универсальные высокой точности (погрешность ±3, ±5 процентов) приборы с плавной системой регулировки (Энергия Classic и Ultra 5000, 7500, 9000, 12000, 15000, 20000) способные без особых сложностей стабилизировать подачу электроэнергии от 65В.
Высококачественные стабилизаторы напряжения с защитой по току в нашем интернет магазине представлены самыми востребованными мощностями (2, 3, 5, 8, 10, 15, 20, 30 кВт), которые идеально подходят для круглосуточного применения в офисе, на даче, дома и в промышленных объектах. Гибридные и тиристорные высокоточные модели имеют чистую синусоидальную форму сигнала, благодаря чему успешно функционируют с простой и высокочувствительной электротехникой различного назначения. Среди отечественной сертифицированной продукции для стабилизации переменной сети также представлены к покупке усовершенствованные по технологии морозостойкие устройства, что позволяет безотказно работать при отрицательных температурах. Купить стабилизатор напряжения с защитой по току в Москве, СПБ вы можете через наш официальный сайт по минимальной цене от надёжного производителя. За счёт особого строения корпуса некоторые однофазные российские марки, возможно, установить стандартным напольным вариантом либо использовать более компактный и удобный способ крепления - на стене (настенный). В тех высокоэффективных линейках, где предусмотрено плавное выравнивание заниженного или критически завышенного питания совершенно отсутствует мерцание лампочек, что иногда доставляет небольшие неудобства в жилых домах, квартирах или дачах. По издаваемому во время эксплуатации оборудования уровню шума имеются абсолютно бесшумные и недорогие малошумные сетевые электроприборы. Гарантия на рекомендуемые к покупке аппараты российского производства, широко пользующиеся спросом в России, составляет 1-3 года. Совершенно все серии являются энергосберегающими и оснащены функцией автоматической самодиагностики.
рис.2 При сборке схемы кроме
указанных можно использовать: диоды выпрямителя (диодный мост), рассчитанные на
ток не менее 10А, напряжение более 200В (на радиаторы), VD5-VD8-1N4148, VD9-VD10-любые на
ток 1А, напряжение 100В, переменные, подстроечные резисторы R11 (впоследствии
заменен галетным переключателем с установленными и предварительно подобранными
в ходе настройки токоограничивающими резисторами), R10 и R15 типа СП3-19а, СПО-0,5 и
т.д. (в схеме использованы многооборотные проволочные для плавного изменения
напряжения на выходе с точностью до 0,1В; постоянные резисторы R2-R5 типа
С5-16МВ (проволочные или импортные) на мощность не менее 5 Вт (мощность зависит
от тока в нагрузке), остальные из серии МЛТ, ВС, С2-23 соответствующей
мощности. Конденсаторы С4, С5, С14 желательно качественные, например
полипропиленовые (импортные с маркировкой МКР). Микросхема сдвоенного
операционного усилителя DA1 может быть заменена импортным аналогом мА747С или
двумя микросхемами К(Р)140УД7 (соответственно согласно цоколевке необходима
правильная печатная плата); стабилизаторы напряжения: DA2-DA3-любые
отечественные, импортные на +-15В (78L15,79L15 и т.д.). С12-типа К10-17,
С10-С11-пленочные (К73-17 и др.).Стабилитроны VD1, VD2 с минимальным ТКН - Д818
(с любым буквенным индексом). Параметры
сетевого трансформатора Тр1 зависят от необходимой мощности, поступающей в
нагрузку (в данном случае ОСМ-0,4кВт). Во вторичной обмотке трансформатора
после выпрямления на конденсаторе С2 должно обеспечиваться напряжение на 5-7 В
больше, чем требуется получить на выходе стабилизатора (41 В-переменное).
Мощная вторичная обмотка намотана в два провода сечением 0,85мм2 каждый,
одинарный должен быть сечением не менее 1,5мм2. В качестве Тр2-любой мощностью
около 20Вт, имеющий две сдвоенные обмотки 2х 17 В (на каждую половину БП свои
отдельные обмотки с общей точкой для питания стабилизаторов) с током нагрузки 200мА. Выходные транзисторы необходимо
подобрать с близкими параметрами, а именно: по коэффициенту усиления. Для этого
во время настройки, подбора постоянных резисторов вместо R11- мультиметрами подключится к
резисторам R2-R4, расположенных на радиаторе (можно
по очереди, если нет достаточного количества мультиметров), подключить нагрузку
к примеру с током 1 А и зафиксировать значения падений напряжений (по
постоянному току) на каждом из резисторов, сравнить их, они должны быть
максимально близки друг к друга, если имеется существенное отличие на каком-то
резисторе, то необходимо заменить данный транзистор на другой и повторить
измерения. Такое количество применяемых мощных транзисторов вызвано тем, чтобы
более равномерно распределить тепловыделение на них при большой нагрузке, что
обеспечит стабильность, устойчивость работы БП в целом, хотя и один транзистор
достаточно устойчив к работе в
предельных режимах. В ходе испытаний при токе 5А два транзистора из трех КТ827А
дали утечку между КЭ (не пробой, Rкэ=9ком),видимо, вследствие сильного
разброса параметров. Амперметр с током полного отклонения 5 и более ампер (с
шунтом там, где это необходимо).
Прошу учесть, если нагрузка в виде спирали
(мощного проволочного резистора), то с течением времени она (он) будет
нагреваться и, соответственно, сопротивление будет увеличиваться, а ток,
наоборот, уменьшаться, поэтому измерения желательно осуществлять быстро.
Извините за некачественную печатную плату от руки
(элементы выпрямителя и фильтрации по питанию, платы стабилизаций по питанию +-15В
не указаны, хотя реально они расположены на одной печатной плате.).Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току
Для питания некоторых радиотехнических устройств требуется источник питания с повышенными требованиями к уровню минимальных выходных пульсации и стабильности напряжения. Чтобы их обеспечить, блок питания приходится выполнять на дискретных элементах.
Приведенная на рис. 4.7 схема является универсальной и на ее основе можно сделать высококачественный источник питания на любое напряжение и ток в нагрузке.
Дополнительный выходной конденсатор может быть добавлен для улучшения переходного отклика. Выключатель регулировки регулятора можно обойти, чтобы добиться очень высокого отклонения пульсаций. Этот калькулятор регулятора напряжения будет работать для всех регуляторов напряжения с опорным напряжением. В разделе. Чтобы определить выходное напряжение, введите значения для программы и установите резисторы и нажмите кнопку «Рассчитать».
Планируйте около 3 В относительно желаемого выходного напряжения. Вы не хотите использовать слишком высокое входное напряжение, так как избыток нужно будет рассеивать в виде тепла через регулятор. Приведенные выше технические данные регулятора напряжения для конкретных деталей относительно требований к выходу из строя и требованиям к радиатору. Когда внешние конденсаторы используются с регулятором напряжения, может потребоваться использование защитных диодов, чтобы конденсаторы не разряжались через низкие токовые точки в регулятор напряжения.
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 выполнен стабилизатор напряжения, a DA1.2 используется для обеспечения защиты по току. Микросхемы DA2, DA3 стабилизируют питание схемы управления, собранной на DA1, что позволяет улучшить параметры источника питания.
Никаких защитных диодов не требуется для выходного напряжения менее 25 В или более 10 мкФ. Твердые танталовые конденсаторы могут использоваться на выходе напряжения, чтобы улучшить подавление пульсаций регулятора напряжения. В зависимости от их конструкции существуют разные регуляторы напряжения, например, это может быть простая «Подача вперед», или она может включать «петлю управления обратной связью».
Работа различных регуляторов напряжения основывается на его проектировании и приложениях. Электронные регуляторы напряжения. Простой регулятор напряжения может быть изготовлен из резистора последовательно с диодом. Когда точное управление напряжением и эффективность не важны, эта конструкция может работать нормально. Регуляторы напряжения обратной связи работают путем сравнения фактического выходного напряжения с некоторым фиксированным опорным напряжением. Любая разница усиливается и используется для управления элементом регулирования таким образом, чтобы уменьшить ошибку напряжения.
Работает схема стабилизации напряжения следующим образом. С выхода источника (Х2) снимается обратная связь по напряжению. Этот сигнал сравнивается с опорным напряжением, поступающим со стабилитрона VD1. На вход ОУ подается сигнал рассогласования (разность этих напряжении) который усиливается и поступает через R10-R11 на управление транзистором VT1. Таким образом выходное напряжение поддерживается на заданном уровне с точностью, определяемой коэффициентом усиления ОУ DA1.1.
Это формирует цепочку управления обратной связью; увеличение коэффициента разомкнутого контура имеет тенденцию повышать точность регулирования, но снижает стабильность. Также будет компромисс между стабильностью и скоростью реакции на изменения. Если выходное напряжение слишком низкое, управляющий элемент управляется до определенной точки, чтобы получить более высокое выходное напряжение, уменьшив входное напряжение или вытягивая входной ток в течение более длительных периодов, если выходное напряжение слишком велико, как правило, командный элемент управления должен приводить к более низкому напряжению.
Для того, чтобы у источника питания имелась возможность устанавливать выходное напряжение более 15 В, общий провод для схемы управления подключен к клемме "+" (Х1). При этом для полного открывания силового транзистора (VT1) на выходе ОУ потребуется небольшое напряжение (на базе VT1 Uбэ=+1,2 В).
Однако многие регуляторы имеют защиту от перегрузки по току, так что они полностью прекратят подачу тока. Электромеханические регуляторы. В электромеханических регуляторах регулирование напряжения легко достигается путем намотки чувствительного провода на электромагнит. Магнитное поле, создаваемое током, притягивает движущуюся черную сердцевину, удерживаемую под натяжением пружины или гравитационным притяжением. По мере увеличения напряжения также увеличивается ток, усиливая магнитное поле, создаваемое катушкой, и тянет сердечник к полю.
Такое построение схемы позволяет выполнять источники питания на любое напряжение, ограниченное только допустимой величиной напряжения коллектор-эмиттер (Uкэ) для конкретного типа силового транзистора (для КТ827А максимальное Uкэ=80 В).
В данной схеме силовой транзистор является составным и поэтому может иметь коэффициент усиления в диапазоне 750...1700, что позволяет управлять им небольшим током - непосредственно с выхода ОУ DA1.1. Это снижает число необходимых элементов и упрощает схему.
Магнит физически подключен к механическому выключателю питания, который открывается, когда магнит перемещается в поле. По мере того, как напряжение уменьшается, происходит и ток, снимая напряжение пружины или вес сердечника и заставляя его убираться. Это закрывает переключатель и позволяет ему снова течь.
Когда подвижная катушка расположена перпендикулярно неподвижной катушке, магнитные силы, действующие на баланс подвижной катушки друг на друга, и выход напряжения не изменяется. Вращение катушки в одном или другом направлении от центрального положения приведет к увеличению или уменьшению напряжения во вторичной подвижной катушке. Этот тип регулятора может быть автоматизирован с помощью механизма сервоуправления, чтобы продвинуть положение подвижной катушки, чтобы обеспечить увеличение или уменьшение напряжения.
Схема защиты по току собрана на ОУ DA1.2. При протекании тока в нагрузке на резисторе R12 выделяется напряжение. Оно через резистор R6 прикладывается к точке соединения R4-R8, где сравнивается с опорным уровнем. Пока эта разница отрицательна (что зависит от тока в нагрузке и величины сопротивления резистора R12) - эта часть схемы не оказывает влияния на работу стабилизатора напряжения.
Тормозной механизм или высокочастотная передача используются для удерживания вращающейся катушки на месте против мощных магнитных сил, действующих на движущуюся катушку. Постоянный трансформатор напряжения - феррорезонансный трансформатор, феррорезонансный регулятор или трансформатор постоянного напряжения - это тип насыщающего трансформатора, используемого в качестве регулятора напряжения. Схема имеет первичный на одной стороне магнитный шунт и катушку настроенной цепи и вторичную с другой стороны.
Регулирование обусловлено магнитным насыщением в разрезе вокруг вторичного. Феррорезонансный подход привлекателен из-за отсутствия активных компонентов, опираясь на характеристики насыщения квадратной петли схемы резервуара для поглощения изменений среднего входного 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 выходной ток. Уровень ограничения выходного тока регулируется с помощью резистора R6.
Параллельно включенные диоды на входах операционных усилителей (VD3...VD7) обеспечивают защиту микросхемы от повреждения в случае включения ее без 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.
Когда напряжение не находится в допустимом диапазоне, измените кран на автоматическом трансформаторе, изменив коэффициент трансформации крана трансформатора и напряжение в требуемом диапазоне. Он работает только при заданном напряжении, будет проводить столько тока, сколько требуется, чтобы удерживать его напряжение на клемме до указанного напряжения. Блок питания рассчитан на то, чтобы обеспечить максимальный ток, который находится в безопасной эксплуатационной способности устройства регулирования шунта.
Регулятор напряжения используется для регулирования уровня напряжения. Когда требуется устойчивое, надежное напряжение, то предпочтительным устройством является стабилизатор напряжения. Он генерирует фиксированное выходное напряжение, которое остается постоянным при любых изменениях входного напряжения или условий нагрузки. Он действует как буфер для защиты компонентов от повреждений. Регулятор напряжения - это устройство с простой компоновкой проводов и использует контуры управления с отрицательной обратной связью.
Установленный в цепи отрицательной обратной связи конденсатор СЗ ограничивает полосу усиливаемых частот, что повышает устойчивость работы схемы, предотвращая самовозбуждение.
Аналогичную схему источника питания можно выполнить на транзисторе с другой проводимостью КТ825А (рис. 4.8).
При использовании указанных на схемах элементов данные источники питания позволяют на выходе получать стабилизированное напряжение до 50 В при токе 1 ...5 А.
В основном существуют два типа регуляторов напряжения: линейные регуляторы напряжения и регуляторы напряжения переключения; они используются в более широких приложениях. Линейный регулятор напряжения - самый простой тип регуляторов напряжения. Он выпускается двух типов, компактных и используемых в маломощных системах низкого напряжения. Давайте обсудим различные типы регуляторов напряжения.
В принципе, существуют два типа регуляторов напряжения: линейный стабилизатор напряжения и регулятор напряжения переключения. Существуют три типа регуляторов напряжения переключения: ступенчатые, понижающие и инверторные регуляторы напряжения. Существует два типа линейных регуляторов напряжения: серия и шунт. . Линейный регулятор действует как делитель напряжения. Сопротивление регулятора напряжения зависит от нагрузки, что приводит к постоянному выходному напряжению.
Технические параметры стабилизированного источника питания получаются не хуже указанных для аналогичной по принципу работы схемы, приведенной на рис. 4.10.
Силовой транзистор устанавливается на радиатор, площадь которого зависит от тока в нагрузке и напряжения 11кэ. Для нормальной работы стабилизатора это напряжение должно быть не менее 3 В.
Преимущества линейного регулятора напряжения.
При сборке схемы использованы детали: подстроенные 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 С1, С2, 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.
И напряжение на нагрузке остается постоянным. Количество потребляемого тока эффективно используется нагрузкой; это основное преимущество регулятора напряжения серии. Даже когда нагрузка не требует никакого тока, регулятор серии не потребляет полный ток. Поэтому регулятор серии значительно эффективнее регулятора напряжения шунта.
Существуют различные типы регуляторов напряжения, некоторые из которых. Зенеровский диод. Это самый простой регулятор, он поддерживает напряжение на нем, изменяя ток, который он рисует. Они являются фиксированными значениями, то есть устройство предназначено для каждого конкретного напряжения, которое оно должно регулировать. Он обычно используется последовательно с резистором, так что избыточное напряжение питания появляется через резистор.
Параметры сетевого трансформатора Т1 зависят от необходимой мощности, поступающей в нагрузку. Для напряжения до 30 В и тока 3 А можно использовать такой же, как и в схеме на рис. 4.10. Во вторичной обмотке трансформатора после выпрямления на конденсаторе С6 должно обеспечиваться напряжение на 3...5 В больше, чем требуется получить на выходе стабилизатора.
Таким образом, через нагрузку появляется только регулируемое напряжение . Есть много микросхем, которые сделаны для регулирования напряжения. Преимущество такого типа регулятора напряжения заключается в том, что он может быть фиксированным или переменным. Переменные регуляторы поставляются с регулировочным штифтом, который можно использовать для получения требуемого вывода.
Существуют также источники питания, которые используют контур обратной связи для регулирования напряжения. Но это больше источников питания, а не регуляторов напряжения. Хорошая идея, чтобы узнать, как они работают, - это изучить таблицу данных регуляторов и изучить блок-схему. Таким образом, вы можете понять, что происходит внутри регулятора напряжения.
В заключение можно отметить, что если источник питания предполагается использовать в широком температурном диапазоне (-60...+100°С), то для получения хороших технических характеристик необходимо применять дополнительные меры. К их числу относится повышение стабильности опорных напряжений. Это можно осуществить 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 применением дополнительной микросхемы, работающей в режиме стабилизации тока через стабилитрон, рис. 4.9. Кроме того, стабилитроны обеспечивают наилучшую термостабильность напряжения в определенной точке своей характеристики. В паспорте на прецизионные стабилитроны обычно это значение тока указывается и именно его надо устанавливать подстроенными резисторами при настройке
Электронная схема защиты от низкой сложности, чтобы предотвратить перегрузку автомобильных аккумуляторов . В этом патенте представлена электронная схема защиты, которая предотвращает перегрузку автомобильных аккумуляторов и гарантирует, что они сохраняют как минимум минимальный заряд, необходимый для перезапуска транспортного средства. Его функция состоит в том, чтобы отключить аккумулятор, когда он потребляет ток, он медленно разряжается ниже уровня безопасности и таким образом обеспечивает минимальный ток, необходимый для запуска автомобиля.
узла источника опорного напряжения, для чего в цепь стабилитрона временно включается миллиамперметр. . ",
Для питания некоторых радиотехнических устройств требуется источник питания с повышенными требованиями к уровню минимальных выходных пульсаций и стабильности напряжения. Чтобы их обеспечить, блок питания приходится выполнять на дискретных элементах.
Электронная схема имеет электромеханическое реле, подключенное между положительным полюсом батареи и системой зажигания автомобиля. Вышеуказанное специально, когда автомобиль выключен; что позволяет избежать чрезмерного разряда батареи. Требования. Электронная схема защиты от низкой сложности, чтобы избежать чрезмерного разряда автомобильных аккумуляторов, характеризующихся регулятором напряжения, который позволяет отключение напряжения батареи быть таким же, как и компаратор напряжения на входе.
Приведенная на рис. 4.7 схема является универсальной и на ее основе можно сделать высококачественный источник питания на любое напряжение и ток в нагрузке.
Рис. 4.7. Электрическая схема источника питания
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 выполнен стабилизатор напряжения, а DA1.2 используется для обеспечения защиты по току. Микросхемы DA2, DA3 стабилизируют питание схемы управления, собранной на DA1, что позволяет улучшить параметры источника питания.
Работает схема стабилизации напряжения следующим образом. С выхода источника (Х2) снимается обратная связь по напряжению. Этот сигнал сравнивается с опорным напряжением, поступающим со стабилитрона VD1. На вход ОУ подается сигнал рассогласования (разность этих напряжений), который усиливается и поступает через R10-R11 на управление транзистором VT1. Таким образом выходное напряжение поддерживается на заданном уровне с точностью, определяемой коэффициентом усиления ОУ DA1.1.
Нужное выходное напряжение устанавливается резистором R5.
Для того, чтобы у источника питания имелась возможность устанавливать выходное напряжение более 15 В, общий провод для схемы управления подключен к клемме "+" (Х1). При этом для полного открывания силового транзистора (VT1) на выходе ОУ потребуется небольшое напряжение (на базе VT1 Uбэ=+1,2 В).
Такое построение схемы позволяет выполнять источники питания на любое напряжение, ограниченное только допустимой величиной напряжения коллектор-эмиттер (Uкэ) для конкретного типа силового транзистора (для КТ827А максимальное Uкэ=80 В).
В данной схеме силовой транзистор является составным и поэтому может иметь коэффициент усиления в диапазоне 750...1700, что позволяет управлять им небольшим током - непосредственно с выхода ОУ DA1.1. Это снижает число необходимых элементов и упрощает схему.
Схема защиты по току собрана на ОУ DA1.2. При протекании тока в нагрузке на резисторе R12 выделяется напряжение. Оно через резистор R6 прикладывается к точке соединения R4-R8, где сравнивается с опорным уровнем. Пока эта разница отрицательна (что зависит от тока в нагрузке и величины сопротивления резистора R12) - эта часть схемы не оказывает влияния 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 выходной ток. Уровень ограничения выходного тока регулируется с помощью резистора R6.
Параллельно включенные диоды на входах операционных усилителей (VD3...VD7) обеспечивают защиту микросхемы от повреждения в случае включения ее без 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 С3 ограничивает полосу усиливаемых частот, что повышает устойчивость работы схемы, предотвращая самовозбуждение.
Аналогичную схему источника питания можно выполнить на транзисторе с другой проводимостью КТ825А (рис. 4.8).
Рис. 4.8 Второй вариант схемы источника питания
При использовании указанных на схемах элементов данные источники питания позволяют на выходе получать стабилизированное напряжение до 50 В при токе 1.5 А.
Технические параметры стабилизированного источника питания получаются не хуже указанных для аналогичной по принципу работы схемы, приведенной на рис. 4.10.
Рис. 4.10. Электрическая схема
Силовой транзистор устанавливается на радиатор, площадь которого зависит от тока в нагрузке и напряжения Uкэ. Для нормальной работы стабилизатора это напряжение должно быть не менее 3 В.
При сборке схемы использованы 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 С1, С2, С3 типа К10-17, оксидные полярные конденсаторы С4...С9 типа К50-35 (К50-32).
Микросхема сдвоенного операционного усилителя DA1 может быть заменена импортным аналогом маА747 или двумя микросхемами 140УД7; стабилизаторы напряжения: DA2 на 78L15, DA3 на 79L15.
Параметры сетевого трансформатора Т1 зависят от необходимой мощности, поступающей в нагрузку. Для напряжения до 30 В и тока 3 А можно использовать такой же, как и в схеме на рис. 4.10. Во вторичной обмотке трансформатора после выпрямления на конденсаторе С6 должно обеспечиваться напряжение на 3.5 В больше, чем требуется получить на выходе стабилизатора.
В заключение можно отметить, что если источник питания предполагается использовать в широком температурном диапазоне (-60...+100°С), то для получения хороших технических характеристик необходимо применять дополнительные меры. К их числу относится повышение стабильности опорных напряжений. Это можно осуществить 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 применением дополнительной микросхемы, работающей в режиме стабилизации тока через стабилитрон, рис. 4.9.
:Для питания некоторых радиотехнических устройств требуется источник питания с повышенными требованиями к уровню минимальных выходных пульсаций и стабильности напряжения. Чтобы их обеспечить, блок питания приходится выполнять на дискретных элементах.
Приведенная на рис. 4.7 схема является универсальной и на ее основе можно сделать высококачественный источник питания на любое напряжение и ток в нагрузке.
Рис. 4.7. Электрическая схема источника питания
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 выполнен стабилизатор напряжения, а DA1.2 используется для обеспечения защиты по току. Микросхемы DA2, DA3 стабилизируют питание схемы управления, собранной на DA1, что позволяет улучшить параметры источника питания.
Работает схема стабилизации напряжения следующим образом. С выхода источника (Х2) снимается обратная связь по напряжению. Этот сигнал сравнивается с опорным напряжением, поступающим со стабилитрона VD1. На вход ОУ подается сигнал рассогласования (разность этих напряжений), который усиливается и поступает через R10-R11 на управление транзистором VT1. Таким образом выходное напряжение поддерживается на заданном уровне с точностью, определяемой коэффициентом усиления ОУ DA1.1.
Нужное выходное напряжение устанавливается резистором R5.
Для того, чтобы у источника питания имелась возможность устанавливать выходное напряжение более 15 В, общий провод для схемы управления подключен к клемме "+" (Х1). При этом для полного открывания силового транзистора (VT1) на выходе ОУ потребуется небольшое напряжение (на базе VT1 Uбэ=+1,2 В).
Такое построение схемы позволяет выполнять источники питания на любое напряжение, ограниченное только допустимой величиной напряжения коллектор-эмиттер (Uкэ) для конкретного типа силового транзистора (для КТ827А максимальное Uкэ=80 В).
В данной схеме силовой транзистор является составным и поэтому может иметь коэффициент усиления в диапазоне 750...1700, что позволяет управлять им небольшим током - непосредственно с выхода ОУ DA1.1. Это снижает число необходимых элементов и упрощает схему.
Схема защиты по току собрана на ОУ DA1.2. При протекании тока в нагрузке на резисторе R12 выделяется напряжение. Оно через резистор R6 прикладывается к точке соединения R4-R8, где сравнивается с опорным уровнем. Пока эта разница отрицательна (что зависит от тока в нагрузке и величины сопротивления резистора R12) - эта часть схемы не оказывает влияния 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 выходной ток. Уровень ограничения выходного тока регулируется с помощью резистора R6.
Параллельно включенные диоды на входах операционных усилителей (VD3...VD7) обеспечивают защиту микросхемы от повреждения в случае включения ее без 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 С3 ограничивает полосу усиливаемых частот, что повышает устойчивость работы схемы, предотвращая самовозбуждение.
Аналогичную схему источника питания можно выполнить на транзисторе с другой проводимостью КТ825А (рис. 4.8).
Рис. 4.8 Второй вариант схемы источника питания
При использовании указанных на схемах элементов данные источники питания позволяют на выходе получать стабилизированное напряжение до 50 В при токе 1.5 А.
Технические параметры стабилизированного источника питания получаются не хуже указанных для аналогичной по принципу работы схемы, приведенной на рис. 4.10.
Рис. 4.10. Электрическая схема
Силовой транзистор устанавливается на радиатор, площадь которого зависит от тока в нагрузке и напряжения Uкэ. Для нормальной работы стабилизатора это напряжение должно быть не менее 3 В.
При сборке схемы использованы 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 С1, С2, С3 типа К10-17, оксидные полярные конденсаторы С4...С9 типа К50-35 (К50-32).
Микросхема сдвоенного операционного усилителя DA1 может быть заменена импортным аналогом маА747 или двумя микросхемами 140УД7; стабилизаторы напряжения: DA2 на 78L15, DA3 на 79L15.
Параметры сетевого трансформатора Т1 зависят от необходимой мощности, поступающей в нагрузку. Для напряжения до 30 В и тока 3 А можно использовать такой же, как и в схеме на рис. 4.10. Во вторичной обмотке трансформатора после выпрямления на конденсаторе С6 должно обеспечиваться напряжение на 3.5 В больше, чем требуется получить на выходе стабилизатора.
В заключение можно отметить, что если источник питания предполагается использовать в широком температурном диапазоне (-60...+100°С), то для получения хороших технических характеристик необходимо применять дополнительные меры. К их числу относится повышение стабильности опорных напряжений. Это можно осуществить 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 применением дополнительной микросхемы, работающей в режиме стабилизации тока через стабилитрон, рис. 4.9.
