Мощный стабилизатор тока: Схема мощного стабилизатора тока на 100

Схема мощного стабилизатора тока на 100

В литературе не часто можно встретить описания стабилизаторов тока на 100…200 А, однако в некоторых процессах (гальваника, сварка и др.) они необходимы. На первый взгляд, для стабилизации таких токов необходимы и соответствующие мощные транзисторы.

Вашему вниманию предлагается стабилизатор тока на 150 А (с плавной регулировкой от нуля до максимума), выполненный на обычных, широко распространенных транзисторах серии КТ827. Примененное схемотехническое решение позволяет легко увеличить или уменьшить максимальный стабилизируемый ток.

Принципиальная схема

Принципиальная схема предлагаемого стабилизатора тока изображена на рис. 1. Как видно, нагрузка включена несколько необычно — в разрыв провода, соединяющего отрицательный вывод диодного моста VD5…VD8 с общим проводом устройства.

Рис. 1. Принципиальная схема мощного стабилизатора тока 150А на транзисторах.

Все мощные транзисторы VT1. ..VT16 включены по схеме с общим коллектором, но каждый из них нагружен на свой уравнивающий резистор (R4…R19), также соединенный с общим проводом.

Таким образом, через подключенную к розетке XS1 нагрузку стабилизатора протекает суммарный ток всех 16 транзисторов. Ток через каждый из транзисторов VT1…VT16 выбран около 9 А, что значительно меньше предельно допустимого значения для транзисторов КТ827А…КТ827В. При падении напряжения на транзисторе 10… 11 В рассеиваемая мощность достигает 100 Вт.

Разброс параметров транзисторов и сопротивлений резисторов R4…RI9 не имеет значения, так как каждый транзистор управляется своим операционным усилителем.

Выходы ОУ DA1.1…DA8.2 через транзисторы VT17…VT32 соединены с базами транзисторов VT1…VT16, а напряжения обратных связей поданы на инвертирующие входы с эмиттеров соответствующих транзисторов. ОУ поддерживают на инвертирующих входах (и, соответственно, на эмиттерах транзисторов VT1…VT16) такие же напряжения, какие имеются у них на неинвертирующих входах.

На неинвертирующие входы всех ОУ подано стабильное управляющее напряжение с резистивного делителя R2, R3, подключенного к выходу интегрального стабилизатора DA11. При изменении управляющего напряжения изменяется ток через каждый из резисторов R4…R19 и, соответственно, через общую нагрузку, подключенную к розетке XS1. Питаются ОУ от стабилизатора, выполненного на микросхемах DA9, DA10 и транзисторе VT33.

Детали и конструкция

Вместо составных транзисторов КТ827А в стабилизаторе тока можно применить транзисторы этой серии с индексами Б, В, Г или комбинации из двух транзисторов соответствующей мощности (например, КТ315 + КТ819 с любыми буквенными индексами).

Сдвоенные ОУ КР140УД20 заменимы на К157УД2 или на одинарные ОУ КР140УД6, К140УД7, К140УД14 и им подобные, стабилизатор 78L05 — на КР142ЕН5А, КР142ЕН5В или 78М05, транзисторы КТ315Е — на КТ3102, КТ603, диоды Д200 — на Д160. Вместо трансформатора ТПП232 (Т1) допустимо применение ТПП234, ТПП253 или любого другого с двумя вторичными обмотками на напряжение 16. ..20 В.

Резистор R1 может быть любого типа, R2 желательно применить высокостабильный, например, С2-29. Для регулирования тока нагрузки был использован переменный резистор СП5-35А (с высокой разрешающей способностью), но можно, конечно, применить и любой другой, обеспечивающий требуемую точность установки тока.

Конденсатор C3 набран из десяти конденсаторов К50-32А, С4, С6 — К50-35, остальные — любого типа. Использовать в качестве C3 один конденсатор большой емкости нельзя, так как он будет сильно перегреваться из-за того, что его выводы не рассчитаны на такие большие токи (недостаточное сечение провода).

Сдвоенные ОУ DA1…DA8, транзисторы VT17…VT32, интегральный стабилизатор напряжения DA11, резисторы R2, R3 и конденсаторы С4…С7 монтируют на печатной плате, изготовленной по чертежу, показанному на рисунке 2.

Рис. 2. Печатная плата для мощного стабилизатора тока.

Транзисторы VT1-VT16 закрепляют на теплоотводах, способных рассеять не менее 100 Вт каждый. Все 16 теплоотводов собраны в батарею, для их охлаждения применены четыре вентилятора, что позволило включать стабилизатор тока на долговременную постоянную нагрузку. Если нагрузка будет кратковременной или импульсной, можно обойтись и теплоотводами меньших размеров.

Резисторы R4…R19 изготавливают из высокоомного (манганинового или константанового) провода диаметром 1…2 мм и закрепляют на теплоотводах соответствующих им транзисторов Для охлаждения диодов VD5…VD8 используют стандартные теплоотводы, рассчитанные на установку диодов Д200 (обдув их вентилятором не требуется).

Микросхему DA9 и транзистор VT33 размещают на небольших пластинчатых теплоотводах. При монтаже стабилизатора тока нужно учитывать, что через некоторые цепи будет течь ток 150 А, поэтому их необходимо выполнить проводом соответствующего сечения.

Вторичная обмотка трансформатора Т2 должна обеспечивать напряжение около 14 В при токе нагрузки 150 А (хорошо подходит сварочный трансформатор). Падение напряжения на сопротивлении нагрузки стабилизатора должно быть не более 10 В (остальное напряжение падает на транзисторах VT1. VT16 и резисторах R4…R19).

При большем падении напряжения на нагрузке придется повысить напряжение вторичной обмотки трансформатора Т2, однако в этом случае необходимо проследить, чтобы мощность рассеяния каждого из транзисторов не превысила максимально допустимую.

Налаживание

Налаживание собранного из исправных деталей устройства сводится к установке максимального стабилизируемого тока подбором резистора R2. Это удобно сделать временно заменив последний включенным реостатом подстроечным резистором сопротивлением 1,5 — 2 кОм.

Установив его движок в положение максимального сопротивления а движок резистора R3 в верхнее (по схеме) положение и включив последовательно с нагрузкой амперметр на ток 150-200А (или просто подсоединив его к гнездам розетки XS1) включают стабилизатор в сеть и, уменьшая сопротивление подстроенного резистора, добиваются отклонения стрелки амперметра до соответствующей отметки шкалы. Затем измеряют сопротивление введенной части подстроенного резистора и заменяют его постоянным ближайшего номинала.

При максимальном токе 150А напряжение на эмиттерах транзисторов VT1 — VT16 должно быть около 1,88В. Поэтому налаживание можно проводить и по напряжению на эмиттере какого-либо из этих транзисторов, хотя точность установки тока при этом будет небольшой из-за разброса сопротивлений резисторов R4-R19.

Если необходимо увеличить или уменьшить отдаваемый в нагрузку максимальный ток можно соответственно увеличить или уменьшить число транзисторов и ОУ.

Таким образом, на основе описанного стабилизатора можно создать значительно более мощный источник тока. Подключая нагрузку к стабилизатору тока, следует помнить, что на «земляном» проводе будет плюсовой выход стабилизатора.

И. Коротков.

Регулируемый стабилизатор тока LM317

Регулируемый трехвыводной стабилизатор тока LM317 обеспечивает нагрузку в 100 мА. Диапазон выходного напряжения составляет от 1,2 до 37 В. Прибор очень удобен в применении и требует только пару наружных резисторов, обеспечивающих выходное напряжение. Плюс к этому, нестабильность по рабочим показателям имеет лучшие параметры, чем у аналогичных моделей с фиксированной подачей напряжения на выходе.

Описание

LM317 – стабилизатор тока и напряжения, который функционирует даже при отсоединенном управляющем выводе ADJ. При нормальной работе прибор не нуждается в подключении к дополнительным конденсаторам. Исключение составляет ситуация, когда устройство находится на значительном расстоянии от первичного фильтрующего питания. В этом случае потребуется монтаж входного шунтирующего конденсатора.

Выходной аналог позволяет улучшить показатели стабилизатора тока LM317. В итоге повышается интенсивность переходных процессов и значение коэффициента сглаживания пульсаций. Такой оптимальный показатель трудно достичь в других трехвыводных аналогах.

Предназначение рассматриваемого прибора заключается не только в замене стабилизаторов с фиксированным выходным показателем, но и для широкого спектра применения. Например, стабилизатор тока LM317 может использоваться в схемах с высоковольтным питанием. При этом индивидуальная система устройства влияет на разность между входным и выходным напряжением. Функционирование прибора в таком режиме может продолжаться неопределенный срок, пока разность между двумя показателями (входным и выходным напряжением) не превысит предельно допустимой точки.

Особенности

Стоит отметить, что стабилизатор тока LM317 удобен для создания простых регулируемых импульсных приборов. Они могут применяться в качестве прецизионного стабилизатора, посредством подсоединения постоянного резистора между двумя выходами.

Создание вторичных питающих источников, работающих при недлительных коротких замыканиях, стало возможным благодаря оптимизации показателя напряжения на управляющем выводе системы. Программа удерживает его на входе в пределах 1,2 вольта, что для большинства нагрузок очень мало. Стабилизатор тока и напряжения LM317 изготавливается в стандартном транзисторном остове ТО-92, режим рабочих температур составляет от -25 до +125 градусов по Цельсию.

Характеристики

Рассматриваемый прибор отлично подходит для проектирования простых регулируемых блоков и источников питания. При этом параметры могут быть корректируемыми и заданными в плане нагрузки.

Регулируемый стабилизатор тока на LM317 обладает следующими техническими характеристиками:

• Диапазон выходного напряжения – от 1,2 до 37 вольт.
• Нагрузочный ток по максимуму – 1,5 А.
• Имеется защита от возможного короткого замыкания.
• Предусмотрены предохранители схемы от перегрева.
• Погрешность напряжения на выходе составляет не более 0,1%.
• Корпус интегральной микросхемы – типа ТО-220, ТО-3 или D2PAK.

Схема стабилизатора тока на LM317

Максимально часто рассматриваемое устройство используется в источниках питания светодиодов. Далее представлена простейшая схема, в которой задействован резистор и микросхема.

На входе поставляется напряжение источника питания, а главный контакт соединяется с выходным аналогом при помощи резистора. Далее происходит агрегация с анодом светодиода. В самой популярной схеме стабилизатора тока LM317, описание которого приведено выше, используется следующая формула: R = 1/25/I. Здесь I – это выходной ток устройства, его диапазон варьируется в пределах 0, 01-1.5 А. Сопротивление резистора допускается в размерах 0, 8-120 Ом. Рассеиваемая резистором мощность вычисляется по формуле: R = IxR (2).

Полученная информация округляется в большую сторону. Постоянные резисторы выпускаются с малым разбросом окончательного сопротивления. Это влияет на получение расчетных показателей. Чтобы урегулировать данную проблему, в схему подключают дополнительный стабилизирующий резистор необходимой мощности.

Плюсы и минусы

Как показывает практика, мощность резистора при эксплуатации лучше увеличить по площади рассеивания на 30 %, а в отсеке низкой конвекции – на 50 %. Кроме ряда преимуществ, стабилизатор тока светодиода LM317 имеет несколько минусов. Среди них:

• Небольшой коэффициент полезного действия.
• Необходимость отвода тепла от системы.
• Стабилизация тока свыше 20 % от предельного значения.

Избежать проблем в эксплуатации прибора поможет применение импульсных стабилизаторов.

Стоит отметить, что если нужно подключить мощный светодиодный элемент мощностью 700 миллиампер, потребуется рассчитать значения по формуле: R = 1, 25/0, 7 = 1.78 Ом. Рассеиваемая мощность соответственно составит 0, 88 Ватт.

Подключение

Расчет стабилизатора тока LM317 базируется на нескольких способах подключения. Ниже приведены основные схемы:

1. Если использовать мощный транзистор типа Q1, можно без радиатора микросборки получить на выходе ток 100 мА. Этого вполне хватает для управления транзистором. В качестве подстраховки от излишнего заряда используются защитные диоды D1 и D2, а параллельный электролитический конденсатор выполняет функцию по снижению посторонних шумов. При использовании транзистора Q1, предельная выходная мощность прибора составит 125 Вт.
2. В другой схеме обеспечивается ограничение подачи тока и стабильная работа светодиода. Специальный драйвер позволяет запитать элементы мощностью от 0, 2 ватт до 25 вольт.
3. В очередной конструкции применяется трансформатор понижения напряжения из переменной сети от 220 Вт до 25 Вт. При помощи диодного мостика переменное напряжение трансформируется в постоянный показатель. При этом все перебои сглаживаются за счет конденсатора типа С1, что обеспечивает поддержание стабильной работы регулятора напряжения.
4. Следующая схема подключения считается одной из самых простых. Напряжение поступает с вторичной обмотки трансформатора на 24 вольта, выпрямляется при проходе через фильтр, и на выдаче получается постоянный показатель 80 вольт. Это позволяет избежать превышения максимального порога подачи напряжения.

Стоит отметить, что простое зарядное устройство также можно собрать на базе микросхемы рассматриваемого прибора. Получится стандартный линейный стабилизатор с регулируемым показателем выходного напряжения. В аналогичной роли может функционировать микросборка устройства.

Аналоги

Мощный стабилизатор на LM317 имеет ряд аналогов на отечественном и зарубежном рынке. Самыми известными из них являются следующие марки:

• Отечественные модификации КР142 ЕН12 и КР115 ЕН1.
• Модель GL317.
• Вариации SG31 и SG317.
• UC317T.
• ECG1900.
• SP900.
• LM31MDT.

Отзывы

Как свидетельствуют отклики пользователей, рассматриваемый стабилизатор неплохо справляется со своими функциями. Особенно если это касается агрегации со светодиодными элементами, напряжением до 50 вольт. Упрощает обслуживание и эксплуатацию прибора возможность его регулировки и подключения в разных схемах. Нарекание на данное изделие имеется в том плане, что диапазон выдаваемых и подающих напряжений для него ограничен предельными нормами.

В завершение

Регулируемый стабилизатор интегрального типа LM317 оптимально подходит для проектирования простых источников питания, включая блоки и узлы для электронной аппаратуры, оборудованные различными выходными параметрами. Это могут быть устройства с заданным током и напряжением либо с регулируемыми указанными характеристиками. Для облегчения расчета, в инструкции предусмотрен специальный калькулятор стабилизатора, позволяющий подобрать нужную схему и определить возможность приспособления.

Причины использования стабилизаторов, как правильно выбрать стабилизатор напряжения

Распространенные причины низкого напряжения

Большинство устройств, связанных с нашей повседневной деятельностью, требуют бесперебойного и стабильного электропитания. Уменьшение напряжения может вызвать у нас большое разочарование.

Одной из самых серьезных проблем являются колебания напряжения.

Проще говоря, флуктуация напряжения — это постоянное изменение напряжения, когда широко используются устройства или устройства, требующие более высокой нагрузки. Экстремальные колебания напряжения могут нанести серьезный ущерб вашей жизни и имуществу. Важно выяснить основную причину колебаний напряжения в вашем доме или офисе.

 Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это устройство для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения.

Это электрическое устройство, которое используется для обеспечения стабильного выходного напряжения нагрузки на его выходных клеммах независимо от любых изменений на входе, т.е. входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения – защита тяжелых товаров, потребляющих большое количество электроэнергии (например, кондиционер, холодильник, телевизор и т. д.)

 Как аналоговые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения используются в офисах или дома.

Стабилизаторы напряжения однофазные с выходом 220-230 вольт или трехфазные с выходом 380/400 вольт.

При недостаточном питании могут произойти три вещи: колебания напряжения, скачки напряжения и пики. Последствия этого снижения напряжения включают плохую работу приборов, тусклое освещение, периодическое отключение света и т. д. Из-за этого приборы не получают надлежащего количества энергии, в которой они нуждаются, они перегреваются и, таким образом, перестают работать должным образом.

Дисбаланс в проводах влияет на распределение электроэнергии

Неравномерное распределение этих проводов в каждом доме может привести к снижению напряжения.

Подключаются от электроприбора к дому.

Один провод называется регулятором нейтрали.

Любая авария, происходящая с этими проводами, приводит к тому, что один провод перекрывается другим, и, таким образом, перегруженный провод начинает давать низкое напряжение.

Как правильно выбрать стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения — эффективное решение для дома по разумной цене.

При покупке стабилизатора напряжения люди сильно путаются.

Как покупатель, вы должны понимать полезность и назначение стабилизатора напряжения. Вы должны понимать общую номинальную мощность вашего устройства. Соответственно, купите хороший стабилизатор напряжения, исходя из потребляемой мощности и номинала кВА вашего прибора.

Стабилизаторы напряжения теперь стали основной потребностью каждого дома. Он защищает бытовые приборы от повреждений и продлевает им срок службы. Moglix предлагает инновационные технологии и надежную конструкцию для защиты всех подключенных устройств от колебаний напряжения. Мы предлагаем широкий ассортимент цифровых стабилизаторов для защиты ваших устройств от бесчисленных скачков напряжения и скачков напряжения. Вы можете проверить в Интернете лучшую цену от наших различных брендов, таких как Luminous, Microtek, V-Guard, Pulstron и т. д.

Распространенные причины низкого напряжения в жилых районах

кредитное изображение
https://i.ytimg.com

Падающее напряжение вызывает у нас большое разочарование. Мы, люди, предпочитаем свет в большом количестве, и всякий раз, когда мы сталкиваемся с проблемами низкого напряжения дома, мы очень расстраиваемся. С технической точки зрения, чтобы объяснить это, низкое напряжение относится к 90-процентному снижению тока по сравнению с его нормальным уровнем. При недостаточном питании могут произойти три вещи: колебания напряжения, скачки напряжения и скачки напряжения. Последствия этого пониженное напряжение включают в себя плохую работу прибора, тусклое освещение и периодическое отключение света и т. д. Из-за этого приборы не получают надлежащего количества энергии, в которой они нуждаются, они перегреваются и, таким образом, перестают работать должным образом.

Здесь мы обсудим некоторые распространенные причины низкого напряжения дома.

Перегрузка — одна из частых причин низкого напряжения

Основной причиной этого низкого напряжения является перегрузка. Вторая половина дня — время повышенного спроса, поэтому в это время напряжение имеет тенденцию к естественному снижению. Кроме того, летние дни также вызывают дефицит электроэнергии из-за избыточного спроса. Распространенной причиной этого являются кондиционеры, которые забирают большую часть энергии. Когда городская энергетическая корпорация выявляет этот огромный спрос, они быстро объявляют о 5-процентном снижении мощности в соответствующих регионах. Это приводит к уменьшение напряжения или колебания напряжения.

Само собой разумеется, это  уменьшающееся напряжение  заставляет свет становиться тусклым, мерцать или светиться необычно ярче, и это портит вам настроение, когда вы сидите, читаете что-то или делаете какую-либо работу по дому. Лампочки в некоторых случаях могут перегореть. Телевизор может не включиться, радио не запустится, и вам будет трудно включить компьютер.

Наш выбор

Расстояние является причиной снижения напряжения

Это обычная норма, что любой дом, расположенный на большом расстоянии от главного генератора, получит низкое напряжение по сравнению с теми, которые расположены рядом с ним. Вот почему сельские районы испытывают низкое напряжение во всем мире.

По мере того, как электричество проходит дальше, оно становится слабым, в городских районах напряжение обычно высокое.

Наш выбор

Дисбаланс в проводах влияет на распределение мощности

Неравномерное распределение трех проводов, естественно присутствующих в каждом доме, также может вызывать снижение напряжения. Подключаются от трансформатора к дому. Один провод называется регулятором нейтрали. Любой дисбаланс, который может случиться с этими проводами, заставляет один провод накладываться на другой, и, таким образом, перегруженный провод начинает давать низкого напряжения.

Наш выбор

Плохое состояние электропроводки

Состояние электропроводки в любом месте также является причиной низкое напряжение. Старые провода и коррозия являются двумя распространенными причинами низкого напряжения . Еще одной причиной могут быть грязные соединения и слабая изоляция. Кроме того, если население увеличивается, спрос увеличивается, и это оказывает влияние на распределение напряжения.

Наш выбор

Стихийные бедствия влияют на электропроводку

Это может произойти внутри дома или на главной дороге, на улице на линиях электропередач, вызвано стихийными бедствиями и приводит к низкое напряжение.  Иногда молния также нарушает распределение электроэнергии в области, что приводит к снижению напряжения .

кредитное изображение
http://i2.wp.com/yackler.ca

Как естественный результат этого, тресс застревает в линиях электропередач из-за сильного ветра, аварий транспортных средств и т. д. Иногда вы можете видеть, когда вы собираешься гладить одежду, твой телевизор перестает работать. Это связано с тем, что утюг забирает большую часть вашего электричества, предназначенного для вашего дома, и вызывает  уменьшение напряжения.