Импульсный лабораторный блок питания 0...30В 0,01...5А

var LinkRuRND = Math.round(Math.random() * 100000000); document.write(''); document.write('');Предлагаемый импульсный ИП обладает широкими функциональными возможностями, при этом прост и обладает выкосим КПД.

На рис.1 показана его функциональная схема.



Основа устройства - понижающий стабилизатор напряжения с широтноимпульсным регулированием на коммутирующем транзисторе VT1. После накопительных элементов L1 и С1 включен последовательно регулируемые линейные ограничители тока А1 и стабилизатор напряжения А3. Диод VD1 обеспечивает протекание тока  дросселя  L1 в конденсатор С1 и нагрузку, когда закрыт коммутирующий транзистор VT1. Ток нагрузки ограничен сверху узлом А1 от 10мА до 5 А. Стабилизатор А3 регулирует выходное напряжение от 0 до 30В.  Дифференциальные усилители А2 и А4 с коэффициентом усиления около 5 контролируют падение напряжения на блоках А1 и А3. Когда хотя бы одно из них слишком велико, то коммутирующий транзистор VT1 закрывается по сигналу широтно-импульсного регулятора А5. Этим и достигается высокий КПД и стабилизация тока и напряжения.

На рис. 2 показана схема устройства. VT4,VD5,L1,C8 соответствуют VT1,VD1,L1,C1 на рис. 1 . На VT1-VT3,C1,VD3,HL1,R3-R8 собран широтно-импульсный регулятор А5.

Ограничитель тока А1 собран по схеме стабилизатора тока на VT6 и VT7,VD6-VD10,R10-R20 , резисторы при этом подключены к SA2, который регулирует стабилизатор А3 собранный на DA4. Дифференциальный усилитель А2 - высоковольтный ОУ КР1408УД1 (DA3) с резисторами R21,R23,R25,R26. Аналогичный усилитель А4 - DA5,R28,R31,R33,R34.

Пониженное трансформатором Т1 до 30 В сетевое напряжение с обмотки II выпрямляется диодным мотом и сглаживается конденсатором С4. Это напряжение примерно 40 В является входным для импульсного стабилизатора.

R1 и VD1 образуют параметрическую стабилизацию напряжения питания задающего генератора выполненного на VT2. VT3 - усилитель тока задающего генератора. КТ825Г в качестве коммутирующего VT4 обусловлен его высокой надежностью и широкой доступностью.

На R2 и светодиоде HL1 собран параметрический стабилизатор напряжения около 2В для фиксации уровня напряжения на эмиттере  регулирующего VT1. VD3 - препятствует подаче обратного напряжения на эмиттерный переход этого транзистора.

Открываясь VT4 подключает L1 к выходу выпрямителя на VD4. Протекающим через L1 током заряжается С8. Изменяя напряжение на базе VT1, можно регулировать ширину импульсов открывающих VT4 и соответственно напряжение на С8.

А1 выполнен на дискретных элементах.
Расчет сопротивления регулирующих резисторов:
R=Ur/I, где I - требуемый ток ограничения.
Автор разбил весь диапазон тока на 11 пределов - 10, 50, 100, 250, 500, 750 мА - 1,2,3,4,5 А, им соответствуют резисторы R10-R20. При этом Ur = 0,6В. Соответственно на пределе 1 А мощность рассеивания на резисторе будет 0,6*1 =0,6 Вт - выбирая с запасом 1Вт, при сопротивлении 0,6/1=0,6 Ом.

Регулируемый стабилизатор напряжения А3 выполнен на DA4. VD13,VD14 повышают его надежность, через эти диоды при отключении блока питания от сети разряжаются С12 и С13 - устраняющие самовозбуждение стабилизатора.

Дополнительно - в схеме предусмотрен стабилизатор +5В и -5В для питания индикатора напряжения(вольтметра) на КР572ПВ2А собранного по типовой схеме  либо использовать стрелочный вольтметр или выносной цифровой вольтметр для контроля выходного напряжения.

Выходные сигналы операционных усилителей DA3 DA5 через VD11 VD12 поступают на общую нагрузку - резисторный делитель R3R4. HL3 - сигнализирует о переходе блока питания в режим стабилизации по току.

Конструкция и детали:

VT4 VD5 установлены на одном теплоотводе (площадь 200см²) без изолирующих прокладок. На теплоотводе площадью 400см² смонтированы VT6 DA4 через изолирующую прокладку. VD6-VD10 желательно установить на теплоотводе но поближе к VT6.

Т1 должен быть рассчитан на 250Вт - 300Вт, при этом обмотка II на ток не менее 5-6 А при напряжении около 40 В, обмотка III рассчитана на ток примерно до 500 мА и напряжение 8-12 вольт на каждую полу обмотку (для получения +5 и -5 В).
 L1 наматывают на магнитопроводе Б48 из феррита 1500НМ1 в навал в два провода диаметром 0,8мм до заполнения каркаса, Немагнитный зазор между чашками должен быть - 1мм. После стягивания дросселя болтом М6, дроссель пропитывают клеем БФ-2 и сушат в духовке при 100 градусах Цельсия.

Так же можно использовать дроссель фабричного производства рассчитанный на ток 10А при этом магнитопровод не должен входить в насыщение.

Стабилизатор LT1084 можно заменить на КР142ЕН22А. Переменный резистор R29 лучше использовать проволочный.

Налаживание:

Подбором R30 устанавливаем нулевое напряжение на выходе БП, а R32 служит для подстройки напряжения 30В выхода БП.

Подключая вольтметр к выводам 2 и 3 DA4 подбором R4 устанавливаем напряжение 1,5В.

Так же может потребоваться регулировка R10-R12 для контроля перехода БП в ежим перехода его в стабилизацию по току, контролируем выходной ток амперметром подключенный к выходу через нагрузку (R нагрузки мощностью не менее 150 Вт) следя одновременно за состоянием индикатора HL3. Например - устанавливаем предел 1 А, медленно изменяем нагрузку следя за U вых ( до 1А напряжение выхода должно быть неизменным) и I потребления нагрузки, при достижении 1 А должен загореться светодиод HL3, далее уменьшаем сопротивление нагрузки, при этом ток должен оставаться 1 А а выходное напряжение должно  падать в соответствии с уменьшение сопротивления нагрузки.

Статья представлена в переработанном виде, оригинальная статья в указанном номере.
Ж.Радио 4 2008  Автор: К.МОРОЗ, г. Надым Ямало-Ненецкого авт. округа.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.