Розглянутий компенсаційний стабілізатор напруги безперервної дії знижує максимальне значення потужності, що розсіюється регулюючим транзистором у режимі короткого замикання. Принципова електрична схема стабілізатора наведена на рис. 5.
Режим обмеження струму
Резистор R 1 є датчиком струму. При перевантаженні по струму на R 1 виникає напруга, яка через резистор R 2 подається на базо-емітерний перехід транзистора VT3 , який відкривається. В результаті з'являються базовий та колекторний струм. VT3 , які зменшують базовий струм транзистора VT2 відповідно зменшуються колекторні струми транзисторів VT2 і VT1 що призводить до обмеження вихідного струму стабілізатора напруги.
Захист від короткого замикання
Для захисту використовується 2 резистори – R 2 і R 3 та за нормального режиму роботи
напруга на емітері транзистора VT1 і вихідному. При короткому замиканні вихідна напруга дорівнює нулю, відповідно напруга на емітері транзистора VT1
теж одно нулю і вся вхідна напруга прикладена до резисторів R 2 і R 3 . Напруга на
R 2 зростає і до нього додається падіння напруги на R 1 що призводить до відкриття
Мал. 5. Принципова електрична схема стабілізатора напруги
на ОУ із змінним рівнем обмеження струму
та із захистом від короткого замикання
транзистора VT3 . Резистори R 2 і R 3 розраховані таким чином, щоб колекторний струм VT3 у режимі короткого замикання становив приблизно 80% від базового струму VT2 . Відповідно, базовий струм VT2 знижується приблизно в 5 разів, що призводить до зниження колекторного струму VT1 теж у 5 разів. Тим самим є транзистор VT1 захищається від навантаження при короткому замиканні.
Стабілізація вихідної напруги
Якщо в нормальному режимі роботи з якихось причин вихідна напруга стабілізатора змінюється, то змінюється і напруга, яку створює дільник. R 6 , R 7 , R 8 у точці А. Операційний підсилювач DA1 посилює різницю між опорною напругою () та напругою в точці A (), яку можна порахувати за формулою
Якщо напруга на виході стабілізатора зменшилася, то різниця буде позитивною і збільшується, що призводить до зменшення струму, що проходить через стабілітрон VD3 , який є частиною струму, що проходить через R 4 . Інша частина йде на основу транзистора VT2 та на вихід операційного підсилювача DA1 . Відповідно, якщо зменшується, то збільшуються струми, і, відповідно, збільшується. При збільшенні схема стабілізації працює за аналогічним ланцюжком (зменшуючи відхилення.
Стабілітрон VD3 включається для того, щоб операційний підсилювач DA1 працював у активному режимі, у якому має становити приблизно половину напруги живлення операційного підсилювача(+U). Вихідна напруга самого стабілізатора () може бути значно вищою. На базі транзистора VT2 напруга вища, ніж на 2. Відповідно, різниця між напругою на базі VT2 складає певну величину, яка компенсується за допомогою стабілітрону VD3
ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ
СПРОЩЕНИЙ СТАБІЛІЗАТОР НАПРУГИ З ПОДВІЙНИМ ЗАХИСТОМ ВІД ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ
Стабілізатор напруги з подвійним захистом від КЗ в навантаженні, описаним в , викликав чималий інтерес радіоаматорів Однак, суля за відгуками, йому притаманний істотний недолік: двигун
регулятора вихідною напруги необхідно встановити в нульове положення після усунення перевантаження та струму до натискання кнопки SB! «Пуск* У зв'язку з цим і з'явилися пропозиції щодо усунення цього недоліку. На вхід стабілізатора налають від випрямляча ностодна напруга 40...44 В. Вихідна стабілізована напруга від 0,2 до 28 В встановлюють резистором R2 і контролюють вольтметром PU1. Максимальний струм навантаження – 2 А.
Зовнішній вигляд лабораторного блоку живлення, в якому встановлено описуваний стабілізатор напруги, показаний у заголовку статті. Деталі стабілізатора змонтовані на платі з фольгованого склотекстоліту
(рис. 2) та на лицьовій панелі корпусу блоку живлення. Регулюючий транзистор VT2 установ ¬
льон на тепловідводі – задній стінці приладу.
Транзистор КТ608 (з буквеним індексом А або Б) можна замінити на КТ815 (Б, В, Г),
KT8I7 (В. Г). КТ801 (А Б), а КТ803А – на КТ802А. КТ805 (А. Б), КТ808А, КТ819 (В. Р). Триністор КУ202К замінимо на КУ201В-КУ201Л, К У202 В-КУ202Н, стабілітрон Д816Б - на Д816В або КС533А (можна включити послідовно дна стабілітрона Д815 Д816 на сумарну напругу стабілізатор Д2Д2 19, Д220,
Д223, КД102, КД ПЗ з будь-якими буквеними індексами, а замість діода КД105Б (VD3) КД106А або будь-який інший кремнієвий з прямим струмом до 300 мА і зворотним напругою не менше 50 В.
Змінний резистор R2 (6.8... 15 кОм) будь-якого типу з характеристикою А. Реле К1 - РЕМ9 (паспорт РС4.524 200) або інше з двома групами контактів на перемикання, що спрацьовують при напрузі не більше 30 Ст.
Резистор R4 - кілька витків константа нове, піхромового або маігінінового дроту, намотаного на корпус резистора МЛТ-1. Нею опір визначається значенням струму обраної межі спрацьовування, що, у свою чергу, залежить від напруги на електроді, що керує встановленого триністора, при якому цей ключ стабілізатора відкривається Так. наприклад, якщо за максимальний струм спрацьовування системи прийняти 2 А, а трннн-стор відкривається при напрузі на електроді, що управляє, близько 1 В, опір резистора R4 повинен бути (за законом Ома) близько до 0,5 Ома.
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 напруги
10... 15 В. Потім змінним резистором, що виконує функцію еквівалента naiрузки встанов-
У цій статті буде розглянуто схему простого, але ефективного стабілізатора напруги із захистом від короткого замикання на виході. Основою стабілізатора служить інтегральний стабілізатор К157ХП2, як керуючий транзистор використовується n-p-n транзистор КТ808А. Схема стабілізатора представлена малюнку 1.
Спочатку розглянемо внутрішню структуру мікросхеми К157ХП2. Її схема представлена малюнку 2.
Крім самого стабілізатора мікросхема має ще дві окремих транзисторних структури, це транзистори VT29 і VT30. Їх, у паралельному включенні, ми й будемо використовувати як попередній каскад посилення для керуючого транзистора VT1 КТ808А. Мікросхема має функцію плавного вмикання стабілізатора. Час наростання вихідної напруги залежить від ємності конденсатора С5 1 малюнок, підключеного до висновку 8 DA1. Наявність плавного наростання напруги дозволяє набагато зменшити амплітуду імпульсу струму заряду під час роботи стабілізатора на ємнісне навантаження. Мікросхема має внутрішній захист від перевищення струму навантаження. Датчиком струму у разі є резистор R12. Поріг обмеження дорівнює 200мА. І ще одна дуже корисна опція у даної мікросхеми, це Вкл \ Вимк. Якщо висновок 9 DA1 подати напругу більше двох вольт, то стабілізатор включиться, якщо прибрати напругу, то стабілізатор вимкнеться практично повністю. Вихідна напруга закритого стабілізатора становить лише кілька десятків мілівольт.
Ще один плюс це тепловий захист. Захист кристала від перегріву здійснюється транзистором VT18, на базу якого подана частина зразкової напруги, недостатня для його відкриття при нормальній температурі. При підвищенні температури кристала до +165...180°З транзистор VT18 відкривається і шунтує базовий ланцюг транзистора VT22.
При подачі напруги на схему стабілізатора, ця напруга потрапляє на колектора транзисторів VT1, малюнок 1, VT29 та VT30 висновки 12 та 3 мікросхеми DA1. Так само ця напруга подається на конденсатор С4, який знаходиться в ланцюзі запуску схеми стабілізатора. У момент подачі напруги на схему струм заряду цього конденсатора включає стабілізатор мікросхеми. На виході стабілізатора мікросхеми, висновок 11, з'являється напруга, що відкриває через обмежуючий резистор R3 подається на бази транзисторів VT29 і VT30 мікросхеми DA1. З емітерів, 1 висновок DA1, цих транзисторів сигнал подається на базу потужного транзистора VT1 малюнок 1. Напруга з'явиться на виході повної схеми стабілізатора. Частина цієї напруги через резистор R3, величиною більше 2В надійде висновок 9 DA1- On/Off. Тепер вже стабілізатор у включеному стані буде утримуватися не струмом заряду конденсатора С4, а струмом, що протікає через резистор зворотного зв'язку R3. З вище сказаного, ставати зрозуміло, як працює схеми захисту стабілізатора від режиму короткого замикання. При замиканні вихідних клем стабілізатора верхній вивід резистора R3 виявляється замкнутим на загальний провід пристрою, напруга на виводі 9 DA1 пропадає, стабілізатор вимикається. Повернути схему в робочий стан можна буде відключенням та повторним включенням стабілізатора. Можна встановити кнопку «Перезапуск» паралельно конденсатору запуску С4.
Регулювання вихідної напруги здійснюється за допомогою змінного резистора R4. Мінімальна вихідна напруга стабілізатора дорівнює напрузі внутрішнього ІОН і відповідає 1,3 В. Максимальна напруга залежить природно від величини вхідного, але не більше 40 вольт, падіння напруги на схемі стабілізатора та величини резистора R5. Якщо вам не потрібно обмеження вихідної напруги, цей резистор зі схеми можна виключити.
Як потужний управляючий транзистор VT1 використаний транзистор n-p-n структури КТ808А
Його можна замінити будь-якими відповідними транзисторами КТ819, КТ827, КТ829, імпортними транзисторами із серії ТІР тощо. і т.п. Конденсатор фільтра С3 краще використовувати танталовий, типу ЦЕ, але через брак можна поставити і звичайний електроліт. Конденсатор С1 будь-який. Він стоїть паралельно вхідним клем схеми, але фізично він повинен знаходитися безпосередньо біля мікросхеми DA1. Як і конденсатор С2, за схемою він стоїть паралельно виходу, але так само має бути поруч із мікросхемою. Підсилювач помилки даної мікросхеми має великий коефіцієнт посилення, чим більше Кус, тим більша схильність до збудження. Тому, як ви здійсните монтаж стабілізатора, залежить стійкість його роботи. Зрештою, від цього залежить надійність роботи тих пристроїв, які живляться від цього стабілізатора.
Зовнішній вигляд експериментального модуля стабілізатора показано на фото 1.
На фото показана експериментальна плата, але ви, коли робитимете свою, то обов'язково дотримуйтесь показаного компонування. Резистор R1 можна розмістити на платі, а можна припаяти до висновків транзистора VT1. Щоб зменшити вихідний опір стабілізатора, верхній і нижній висновки регулюючого ланцюжка R4 і R5 необхідно підключати до вихідних клема пристрою, щоб унеможливити вплив падіння напруги на монтажних проводах, та й про переріз проводів для відповідного струму навантаження не забувайте.
Успіхів, удачі. К.В.Ю.
У транзисторних стабілізаторах найчастіше застосовуються три види захисту: від підвищення вихідної напруги, від зниження вихідної напруги, від навантаження струмом або короткого замикання в навантаженні.
Захист від перевантаження струмом у стабілізаторах може бути виконаний з обмеженням на постійному рівні I К.З. перевищує значення I НОМ або з різким зменшенням струму споживання до I К.З.0 в режимі короткого замикання. У першому випадку режим навантаження по струму характеризується більшою потужністю, що виділяється на регулюючому транзисторі. Тому в таких випадках зазвичай вимикають напругу живлення на вході стабілізатора. У другому випадку розсіювана потужність на транзисторі при короткому замиканні значно менше потужності при номінальному струмі навантаження. Тому вимикання харчування в такій схемі не є обов'язковим.
У традиційних транзисторних стабілізаторів нерідко ненадійний захист від навантаження. Безінерційні системи захисту помилково спрацьовують навіть від короткочасних навантажень при підключенні ємнісного навантаження. Інерційні ж засоби захисту не встигають спрацювати при сильному імпульсі струму, наприклад, при короткому замиканні, що призводить до пробою транзисторів, Пристрої з обмежувачем вихідного струму - безінерційні в них відсутній тригерний ефект, але при короткому замиканні на регулюючому транзисторі. .
Єдиний вихід за такої ситуації - одночасне застосування засобів обмеження вихідного струму та інерційного захисту регулюючого транзистора від навантаження що забезпечить йому в два-три рази меншу потужність та габарити тепловідведення. Але це призводить до збільшення кількості елементів, габаритів конструкції та ускладнює повторюваність пристрою в аматорських умовах.
Принципова схема стабілізатора, кількість елементів у якому мінімально, наведено на рис. 1. Джерелом зразкової напруги є термостабілізований стабілітрон VD1.
Для виключення впливу вхідної напруги стабілізатора на режим стабілітрону його струм задається генератором стабільного струму (ГСТ), побудованим на польовому транзисторі VT1. Термостабілізація та стабілізація струму стабілітрона підвищують коефіцієнт стабілізації вихідної напруги.
Зразкова напруга надходить на лівий (за схемою) вхід диференціального підсилювача на транзисторах VT2.2 і VT2.3 мікроскладання К125НТ1 і резистори R7, де порівнюється з напругою зворотного зв'язку, що знімається з дільника вихідної напруги R8R9. Різниця напруги на входах диференціального підсилювача змінює баланс колекторних струмів його транзисторів.
Регулюючий транзистор VT4, керований колекторним струмом транзистора VT2.2, має великий коефіцієнт передачі струму бази. Це збільшує глибину ООС і підвищує коефіцієнт стабілізації пристрою, а також зменшує потужність, що розсіюється транзисторами диференціального підсилювача.
Розглянемо роботу пристрою докладніше.
Припустимо, що в режимі, що встановився, при збільшенні струму навантаження вихідна напруга дещо зменшиться, що викличе і зменшення напруги на емітерному переході транзистора VT3.2. При цьому струм колектора також зменшиться. Це призведе до збільшення струму транзистора VT2.2, оскільки сума вихідних струмів транзисторів диференціального підсилювача дорівнює струму, поточному через резистор R7 і практично не залежить від режиму роботи його транзисторів.
У свою чергу, струм транзистора VT2.2, що росте, викликає збільшення струму колектора регулюючого транзистора VT4, пропорційне його коефіцієнту передачі струму бази, підвищуючи вихідну напругу до початкового рівня і дозволяє підтримувати його незмінним незалежно від струму навантаження.
Для короткочасного захисту пристрою з поверненням у вихідний стан введений обмежувач струму колектора регулюючого транзистора, виконаний на транзисторі VT3 і резисторах R1, R2.
РезисторП1 виконує функцію датчика струму, що протікає через регулюючий транзистор VT4. У разі перевищення струму цього транзистора максимального значення (близько 0,5 А) падіння напруги на резисторі R1 досягне 0,6 В, тобто порогової напруги відкривання транзистора VT3 Відкриваючись, він шунтує емітерний перехід регулюючого транзистора, тим самим обмежуючи його до 0,5 А.
Таким чином, при короткочасних перевищення струмом навантаження максимального значення транзистори VT3 і VT4 працюють в режимі ГСТ, що викликає падіння вихідної напруги без спрацьовування захисту від перевантаження струмом. Через деякий час, пропорційне постійному часу ланцюга R5C1, це призводить до відкривання транзистора VT2.1 і подальшого відкривання транзистора VT3, що закриває транзистор VT4. Такий стан транзисторів стійкий, тому після усунення короткого замикання або знеструмлення навантаження необхідно вимкнути пристрій від мережі і знову включити після розрядки конденсатора С1.
Пропонуємо замовити в нашому інтернет-магазині популярні стабілізуючі пристрої з енергозберігаючим режимом управління та повністю автоматичною системою усунення позаштатних ситуацій в електричній мережі. Головними передбаченими у даних марок Енергія та Вольтрон завданнями є: безвідмовний захист від короткого замикання, високошвидкісне вирівнювання підвищеного та зниженого електроживлення в побутових, а також промислових споживчих мережах та вирішення проблем пов'язаних із непередбачуваними короткочасними навантаженнями. Офіційний виробник російського обладнання для електромережі 220В, 380В - компанія «ЕТК Енергія». Точність стабілізації у деяких побутових лінійок становить лише ±3% і ±5%, завдяки чому вони ідеально працюватимуть навіть із медичними високоточними приладами. Купити стабілізатор напруги із захистом від КЗ можна у Москві, Санкт-Петербурзі та області. Багато пропонованих до покупки вітчизняних однофазних і трифазних марок Енергія і Voltron відмінно підходять для простої і високочутливої сучасної електротехніки ще й тому, що мають плавне автоматичне регулювання небезпечних на вході стрибків і просадок. Кращими електроприладами російського виробництва на даний момент часу вважаються нові вдосконалені моделі з чистою синусоїдальною формою сигналу, а саме: Енергія Гібрид, Classic та Ultra. Також варто відзначити, що в процесі функціонування цих лінійок зовсім немає мерехтіння лампочок. Універсальний корпус автоматичних апаратів Енергія Класик, Ультра, Гібрид U та Voltron РСН передбачає крім стандартної підлогової експлуатації та компактну настінну установку.
Однофазні та трифазні стабілізатори напруги із захистом від КЗ широко представлені у нас на сайті на сьогодні користуються величезним купівельним попитом для високоефективного та довговічного захисту різної окремої малопотужної техніки та всього будинку, квартири, офісу, заміської дачі, навчальних, розважальних та медичних установ, промислових та інших об'єктів, де часто виникають проблеми в 1-фазній або 3-фазній мережі. Модельний ряд складається з апаратів середнього та преміум класу з максимальними передбаченими виробником потужностями на 1, 2, 3, 5, 8, 10, 15, 20 та 30 кВт (кВа). Тому у нас ви зможете вибрати подібне електрообладнання навіть для безпеки найбільшого котеджу або виробничого приміщення з великою кількістю споживачів. Придбати стабілізатор напруги із захистом від КЗ у Москві, СПБ ви можете у нас за доступною ціною. За типом вирівнювання неякісного електропостачання в побутовій електромережі є релейні, електронні (тиристорні) та електромеханічні російські мережеві прилади. Майже всі серії мають високі технічні характеристики і додатково оснащені системою самодіагностики для ретельного відстеження стану електропостачання на вході і виході. Для безперервного застосування за умов негативних зовнішніх температур (до -20, -30 градусів Цельсія) навколишнього середовища є спеціальні морозостійкі моделі. Слідкувати за важливими параметрами мережі дозволяє цифровий дисплей. У нас ви зможете підібрати якісне та дуже надійне малошумне та абсолютно безшумне мережеве обладнання з багаторівневим захистом від аварійних збоїв. Гарантія 1-3 роки. Заявлений виробником термін призначеної роботи більшість наших сертифікованих електроприладів становить щонайменше 10 років. Усі пристрої можуть використовуватись цілодобово.
