Схеми стабілізаторів напруги. Регульоване джерело живлення із захистом струму Стабілізатор напруги з струмовим захистом

Просте відносно схемка, з середніми параметрами, на основі транзисторів з великим посиленням. Була зроблена для своїх потреб як лабораторне.
Часто доводилося займатися ремонтом або запуском різних схем, для яких потрібно було просто мати чим їх живити 3V, 5V, 6V, 9V, 12V... І щоразу шукав щось потрібне. У хід йшли блоки живлення від калькуляторів, магнітофонів, акумуляторів, батарейок. Іноді тішився, що відповідне джерело не давало великих струмів, таким чином рятуючи мене від зайвих витрат. Звичайно робив одно-дво-транзисторні стабілізатори для вирішення цієї проблеми, але результати не задовольняли. Десь на другій хвилі натхнення народилося те, з чим я хочу поділитися.
Застосовується досі при ремонті та запуску пристроїв, якщо підходить вихідна напруга звичайно. А також при незвичайному застосуванні - перевірка стабілітронів, зарядка пальчикових акумуляторів, просто як джерело стабільного струму. У таких випадках дуже зручна наявність хоча б вольтметра на виході.

Схема

Отже, на Х1 подається мінус джерела напруги, а з Х2 береться стабілізована і обмежена у вихідному струмі напруга. Якщо коротко, то VТ3 – регулюючий, VТ4 – компаратор та підсилювач сигналу помилки стабілізатора напруги, VТ1 – компаратор та підсилювач сигналу помилки стабілізатора вихідного струму, VТ2 – датчик наявності обмеження вихідного струму. За основу було взято поширений варіант стабілізатора напруги.

Вона злегка змінена, щоб можна було змінювати у можливо більших межах вихідну напругу, та прибрати блокування стабілізатора. Доданий R8, щоб уможливити роботу схеми обмеження вихідного струму на VТ1. Доданий R7 та VD3 для встановлення меж зміни вихідної напруги. Конденсатори С1 та С2 допоможуть зменшити пульсації на виході.

Тепер дозвольте мені пройтися з поясненнями по другому колу (див. першу схему). При появі на вході Х1 щодо загального дроту негативної постійної напруги в межах 9...15V, з'явиться струм у ланцюзі R2-VD2-R6-VD1. На стабілітроні VD1 з'явиться стабільна напруга. Частина цієї напруги подається на базу VТ4, що в результаті відкриється. Його струм колектора відкриє VТ3. Струм колектора VТ3 зарядить С2, а через дільник R9, R10 частина напруги С2 (воно ж вихідне) надійде на емітер VТ4. Цей факт не дозволить вихідній напрузі зростати більше, ніж подвоєне (Uбази VT4 - 0,6V). Подвоєне тому, що дільник R9, R10 на два. Так як на базі VT4 напруга стабільна, вихідне теж буде стабільним. Це робочий режим. Транзистори VТ1, VТ2 закриті і не впливають.

Під'єднаємо навантаження. З'явиться струм навантаження. Він потече по ланцюгу R2, Е-К VТ3 і далі навантаження. R2 працює датчиком струму. Пропорційно струму на ньому утворюється напруга. Ця напруга сумується з частиною напруги, взятої за допомогою R5 від VD2 і додається до базового переходу VТ1 (R3 – чисто для обмеження струму бази VТ1 при кидках та захисту таким чином VТ1) і коли воно стає достатнім для відкриття VТ1, пристрій входить у режим обмеження вихідного струму. Частина струму колектора VТ4, який раніше надходив до бази VТ3, зараз йде через перехід база-емітер VТ2 в колектор VТ1.
Завдяки великому коефіцієнту посилення транзисторів, напруга база-емітер VТ1 підтримуватиметься близько 0,6V. Це означає, що напруга на R2 буде незмінною, отже струм через нього, а далі через навантаження теж. Двигуном R5 можна вибирати обмеження струму від мінімального до майже 3А.
За наявності режиму обмеження струму відкритий і VТ2, своїм струмом колектора він запалить світлодіод HL1. Слід розуміти, що обмеження струму має пріоритет перед «стабільністю» вихідної напруги.

На виході пристрою я поставив вольтметр, а ось коли потрібне обмеження на певному струмі, просто скорочую вихід тестером в режимі амперметра і за допомогою R5 домагаюся бажаного.

Деталі

VD2 і VD3 є джерелами напруги в 0,6V. Можна використовувати інші кремнієві діоди. R4 – дещо зсуває поріг, коли спалахує світлодіод. Якщо він горить, значить йде обмеження вихідного струму. R1 просто обмежує струм світлодіода. Потенціометри можна і з більшим номіналом (у 2...3 рази). R8 можна зменшити (десь до 4к), якщо транзистора VТ3 не вистачить посилення.

З друкованою платою - як завжди в простих схемах, що виготовляються в єдиному екземплярі. Була плата для іншого регульованого стабілізатора напруги параметри якого не влаштовували. Вона була перетворена на макетницю і на ній зібрана дана схема. Резистори використані на 0,25 Вт (можна і 0,125) – не бачу особливих вимог. При 3А (якщо Ваш випрямляч їх дасть) - заводський дротяний R2 (2 Вт-а) буде на межі і варто ставити потужніше (5Вт). Електроліти – К50-16 на 16V.

Якщо немає складеного транзистора - "складіть" його з чого є. Почніть із КТ817 + КТ315, з літерами «Б» і далі. (Якщо все ж таки не вистачить посилення у VТ3, я б зменшив R9 і R10 до 200 Ом і R8 до 2 кОм).

Трансформатор, випрямляч та конденсатор фільтра – Ваші. Вони не менш важливі, але я хотів розповісти тільки про такого більш-менш універсального стабілізатора. (У мене стоїть 10-ватний транс на 10V/1А змінного, звідки взятий блоковий місток на 1А, і 4000мкФ/16V електроліт фільтра. Соромно, зате все влазить у корпус.

Потрібно помітити, що стрілочний індикатор (у схемі не вказаний) за допомогою перемикача, можна використовувати як вольтметр і як амперметр. У першому випадку бачимо вихідну напругу, у другому вихідний струм.

Разом

Корпус, який видно на фотографії не дуже, щоб його повторювати. І взагалі: все там замислювалося, як дзеркальне відображення, але загнув передню панель помилково не в той бік. Я розтроївся і не став його ніяк прикрашати.

Файли

Від значення ККД залежить ефективність роботи стабілізатора - що він вище, тим краще. У різних моделей параметр перебуває у діапазоні від 80 до 90%. Найвищий ККД властивий електромеханічним моделям і досягає 97%. За невеликого енергоспоживання вони здатні підтримувати роботу споживачів з високою сумарною потужністю.

Габарити та тип установки

Більшість стабілізаторів розраховані на установку для підлоги, так як масивні моделі мають габарити більше 1 м в довжину і ширину. Невеликі побутові пристрої можуть кріпитися до стіни. Вони мають тонкий корпус, товщина якого, зазвичай, становить трохи більше 8 – 10 див.

Конструктивні особливості

При покупці стабілізатора слід звернути увагу на клас захисту від води. Якщо нема ризику попадання вологи, можна придбати модель у негерметизованому корпусі (IP20). Коли є можливість попадання води, вибирають стабілізатори у вологозахисному виконанні (від IP21 до IP24). Якщо прилад передбачається використовувати на вулиці або в приміщенні, що не опалюється, вибирають стабілізатор в кліматичному виконанні - його корпус витримує мінусові температури. Моделі для встановлення в опалювальних приміщеннях розраховані на роботу лише за плюсових температур.
Якщо стабілізатор використовуватиметься протягом тривалого часу, йому необхідна система охолодження. Найбільш ефективна – примусова вентиляція корпусу. З нею такий прилад не відключатиметься через перегрівання. У багатьох моделей пасивне охолодження - це виправдано, коли обладнання розраховане на короткочасні робочі цикли.

Контрольні та захисні системи

Стабілізатор контролює напругу на вході та виході, його значення виводяться на панель, де знаходиться механічний або електронний вольтметр.
Система автоматичного відключення спрацьовує при загрозі навантаження, перегріву або короткого замикання. Вона запобігає поломкам стабілізатора та підключених до нього приладів.
На панелі також передбачені два світлові індикатори - включення та оповіщення про помилки. Моделі з вбудованим мікропроцесором забезпечують постійний контроль робочих параметрів пристрою, мережі та підключеного навантаження.

Довідкова стаття, що базується на експертній думці автора.

Пропонований стабілізатор має роздільний захист від навантаження по струму та КЗ. При КЗ на виході стабілізатора спрацьовує вузол захисту VT3 (рис.1). При перевантаженні струмом спрацьовує захист на VS1 і К1.

Рис.1. Схема стабілізатора напруги

Вузол електронного захисту спрацьовує, коли струм навантаження створює на резисторі R6 падіння напруги, достатнє відкривання тиристора VS1, тобто. коли різниця напруг між керуючим електродом і катодом тиристора досягає приблизно 1 В. Від'ємний імпульс напруги через діод VD3, що виникає при цьому, надходить на базу транзистора VT3 і практично закриває його, а отже, і регулюючий транзистор VT1. Одночасно діод VD3 захищає транзистор VT3 від влучення з його основу позитивного напруги з анодної ланцюга тиристора.

Однак електронна система захисту все ж таки не оберігає повністю транзистор VT1 від теплового пробою залишковим струмом, особливо якщо транзистор вже був розігрітий у процесі роботи, або тривалий час не натискали кнопку SB1.

Для запобігання тепловому пробою транзистора VT1 і служить електромагнітна система захисту, що спрацьовує через кілька мілісекунд (залежить від реле К1, що використовується) після того, як тиристор VS1 відкриється. Тоді спрацьовує реле К1. Його контакти К1.1 замикають базу VT3 на мінусовий провідник джерела живлення, а контакти К1.2 включають світлодіод HL2 сигналізатор дії захисту. Після усунення причини навантаження досить швидко натиснути кнопку SB1, щоб відновити колишній режим роботи блоку живлення, не відключаючи пристрій від мережі.

На вхід стабілізатора подається від випрямляча постійна напруга 40 В. Вихідна стабілізована напруга від 3 до 30 В встановлюється резистором R2. Максимальний струм навантаження - 2 А. Струм навантаження контролюють головкою РА1, переключивши SA1.

Деталі стабілізатора змонтовані на платі з фольгованого склотекстоліту (рис. 2 та 3) та на лицьовій панелі корпусу блоку живлення. Регулюючий транзистор VT1 встановлений тепловідведення. Транзистор КТ825 можна замінити на КТ825Б, Г; КТ818В, Р, ВМ, ГМ; КТ814Г – на КТ814В, Б; КТ816Б, В, Р; КТ315В – на КТ315Г, Д, Е.

Рис.2. Друкована плата – сторона друкованих провідників

Рис.3. Друкована плата – сторона монтажу

Тиристор КУ202К замінюється на КУ201В...КУ201Л, КУ202В...КУ202Н. Замість діода Д220А (VD2) підійдуть Д219, Д220, Д223, КД102, КД103 з будь-якими буквеними індексами, а замість діода КД105Б (VD3, VD4, VD5) - КД106А або будь-який інший кремнієвий з прямим струмом до 0 Ст.

Змінний резистор R2 - будь-якого типу з характеристикою А. Реле К1 - РЕМ48А (паспорт РС4.590.206) або інше з двома групами контактів, що перемикають, спрацьовує при напрузі не більше 30 В.

Резистор R6 виконаний у вигляді кількох витків константанового, ніхромового або манганінового дроту, намотаного на корпус резистора МЛТ-1. Його опір визначається значенням струму спрацьовування, що, своєю чергою, залежить від напруги на керуючому електроді тиристора, при якому він відкривається. Так, наприклад, якщо за максимальний струм спрацьовування захисту прийняти 2 А, а тиристор відкривається при напрузі на електроді, що управляє, близько 1 В, опір резистора R6 має бути (за законом Ома) близько до 0,5 Ом. Можливе застосування резисторів типу С5-16 відповідної потужності.

Більш точно опір резистора підганяють під обрану межу спрацьовування захисту в такому порядку. До виходу стабілізатора підключають послідовно з'єднані амперметр і дротяний змінний резистор опором 25...30 Ом. На вхід стабілізатора подають відповідну напругу від випрямляча, і резистором R2 встановлюють на виході напруга 10...15 В. Потім змінним резистором, що виконує функцію еквівалента навантаження, встановлюють по амперметру струм, рівний 2 А, і підбором опору .

У радіоаматорській практиці нерідкі обставини коли від перевантаження струмами меншого значення, наприклад, 50 або 100 мА, захищати доводиться не тільки сам стабілізатор напруги, але і пристрій, що живиться від нього. При цьому бажано мати ступінчасту систему захисту, виконану, наприклад, за схемою, наведеною на рис. Тут резистор R6.1 першого ступеня, розрахований на мінімальний струм захисту 50 мА, включений у стабілізатор постійно, а паралельно йому перемикачем SA2 підключають резистори R6.2...R6.5 чотирьох інших ступенів: 100 мА, 500 мА, 1 А 2 А.

Рис.4. Ступінчаста система захисту

Зазначені на схемі опору резисторів – орієнтовні. Точніше їх можна розрахувати лише знаючи напругу відкривання тиристора, що працює в стабілізаторі. Виміряти цю напругу можна так. Двигун змінного резистора R2 встановіть у крайнє нижнє (за схемою) положення та підключіть до нього керуючий електрод тиристора, відпаявши його від правого (за схемою) виведення резистора R6.1. Потім увімкніть живлення і повільно збільшуйте резистором R2 напругу на електроді керуючого тиристора. У момент відкриття тиристора, про що просигналізує світлодіод, виміряйте вольтметром цю напругу.

Резистори R6.2...R6.5 монтуються безпосередньо на контактах перемикача SA2. Резистори RS1 і R12 підбираються безпосередньо під існуючий вимірювальний прилад.

Джерела

1. О.Лук'янчіков. Стабілізатор напруги з подвійним захистом від КЗ у навантаженні. - Радіо, 1986, N9, С.56.
2. О.Бізер. Захисні пристрої блоків живлення. - Радіо, 1977, N2, С.47.
3. Ю.Тімлін. Подвійний двополярний блок живлення. - на допомогу радіоаматору, вип. 71. - М.: ДТСААФ, 1980
4. В.Борисов. Стабілізований блок живлення. - Радіо, 1979, N6, С.54.

Цей стабілізатор напруги призначений для живлення радіоаматорських конструкцій у процесі їх налагодження. Він виробляє постійну стабілізовану напругу від 0 до 25,5В, яку можна змінювати з кроком 0,1В. Струм спрацьовування захисту від навантаження можна плавно змінювати від 0,2 до 2А.

Схема пристрою показана на рис 1 лічильники DD2 DD3 формують цифровий код вихідної напруги. ЦАП на прецизійних резисторах перетворює код лічильника в ступінчасто наростаючу напругу.

Також стабілізатор має індикатор (рис3) на ППЗУ К573РФ2.

Налагодження стабілізатора полягає в підборі R26 так, щоб максимальна вихідна напруга дорівнювала 25,5В.

Файли креслень друкованих плат - ftp://ftp.radio.ru/pub/2007/08/st0_255.zip

Література Ж.Радіо 8 2007

• Схожі статті

Увійти за допомогою:

Випадкові статті

• 24.09.2014

  Сенсорний вимикач показаний на малюнку має двоконтактний сенсорний елемент, при торканні обох контактів напруга живлення (9В) від джерела живлення подається в навантаження, а при наступному торканні сенсорних контактів живлення відключається від навантаження, навантаженням може бути лампа або реле. Сенсор дуже економічний і споживає малий струм у режимі очікування. У момент …

• 08.10.2016

  MAX9710/MAX9711 — стерео/моно УМЗЧ з вихідною мозкістю 3 Вт, що мають режим зниженого споживання. Технічні характеристики: Вихідна потужність 3 Вт на навантаженні 3 Ом (при КНД до 1%) Вихідна потужність 2,6 Вт на навантаженні 4 Ом (при КНІ до 1%) Вихідна потужність 1,4 Вт на навантаженні 8 Ом (при КНІ до 1 %) Коефіцієнт придушення шумів.

Пропонуємо великий вибір повністю автоматичних апаратів малої та високої потужності від провідного виробника «ЕТК Енергія» призначені для високошвидкісного усунення неякісного електропостачання шляхом вирівнювання стрибків та просадок в однофазній та трифазній мережі змінного струму та напруги. У більшості випадків наші моделі Енергія та Вольтрон відносяться до групи мережевих приладів преміум класу, але при цьому є і звичайні серії, які пристосовані до вирішення проблем у некритичних умовах безперервної експлуатації. А сьогодні ми маємо гарний асортимент релейних, гібридних, електромеханічних та електронних (тиристорних) вартих своєї уваги апаратів. Купити стабілізатор напруги із захистом по струму можливо в Москві, Санкт-Петербурзі та регіонах. Крім цієї основної задачі згладжування перепадів дані стабілізуючі пристрої для електромереж 220В, 380В допоможуть придушити перешкоди, якісно підтримають хороший режим роботи офісної або побутової техніки при короткочасних навантаженнях і забезпечать повну безпеку сучасних споживачів при короткому замиканні. Для цього в конструкції 1-фазного, а також 3-фазного електрообладнання Енергія та Voltron застосовуються найкращі та надійніші робочі елементи. Діапазон успішної працездатності у багатьох марок становить 100…280 Вольт. Є також і універсальні високої точності (похибка ±3, ±5 відсотків) прилади з плавною системою регулювання (Енергія Classic і Ultra 5000, 7500, 9000, 12000, 15000, 20000) здатні без особливих труднощів стабілізувати подачу.

Високоякісні стабілізатори напруги із захистом по струму в нашому інтернет магазині представлені найбільш затребуваними потужностями (2, 3, 5, 8, 10, 15, 20, 30 кВт), які ідеально підходять для цілодобового застосування в офісі, на дачі, вдома та в промислових. об'єктах. Гібридні та тиристорні високоточні моделі мають чисту синусоїдальну форму сигналу, завдяки чому успішно функціонують із простою та високочутливою електротехнікою різного призначення. Серед вітчизняної сертифікованої продукції для стабілізації змінної мережі також представлені до покупки удосконалені за технологією морозостійкі пристрої, що дозволяє працювати безперервно при негативних температурах. Придбати стабілізатор напруги із захистом по струму в Москві, СПБ ви можете через наш офіційний сайт за найнижчою ціною від надійного виробника. За рахунок особливої ​​будови корпусу деякі однофазні російські марки, можливо, встановити стандартним варіантом підлоги або використовувати більш компактний і зручний спосіб кріплення - на стіні (настінний). У тих високоефективних лінійках, де передбачено плавне вирівнювання заниженого або критично завищеного живлення, зовсім немає мерехтіння лампочок, що іноді завдає невеликих незручностей у житлових будинках, квартирах або дачах. За рівнем шуму, що видається під час експлуатації обладнання, є абсолютно безшумні і недорогі малошумні мережеві електроприлади. Гарантія на рекомендовані до покупки апарати вітчизняного виробництва, які мають попит у Росії, становить 1-3 року. Цілком всі серії є енергозберігаючими та оснащені функцією автоматичної самодіагностики.