Всем здравствуйте. Вот решил предложить еще одну схему линейного стабилизатора напряжения можно сказать классику. В основе стабилизатора микросхема LM723 U1, она имеет встроенный опорный и чувствительный усилитель и выход на 150 мА для транзисторов. Опорное напряжение U1 обеспечивает стабильную точку сравнения для внутренней схемы регулятора. Принципиальная схема приведена на рисунке.
В этом источнике он подключен к не инвертирующему входу операционного усилителя с измерением напряжения. Внутреннее напряжение установлено на 7,15 В, но абсолютное значение не является критическим, поскольку предусмотрена регулировка выходного напряжения (R12). Важно то, что напряжение стабильно с заданным отклонением 0,05% на длительное время работы.
На выходе операционного усилителя установлен транзистор (Q5) TIP112, который управляет тремя транзисторами 2N3055 на схеме (Q1-Q3). Эта двухступенчатая конструкция не столь эффективна, чем непосредственное подключение силовых транзисторов к микросхеме LM723, но Q5 может обеспечить значительно больший базовый ток для транзисторов 2N3055, чем максимальный номинальный выходной ток 150 мА микросхемы LM723.
Конечно, можно добавить дополнительные транзисторы 2N3055 параллельно, чтобы увеличить выходную мощность источника питания. Вся эта конструкция не прихотлива в выборе выходных транзисторов или используемого транзистора Q5. Просто убедитесь, что все эти транзисторы имеют номинальное напряжение не менее 40В. А Q5 должен иметь номинальный ток коллектора 5 А (или выше) и коэффициент усиления более 100. Выходные транзисторы должны быть рассчитаны на токи коллектора 10 А и иметь усиление не менее 10. Резисторы R17, R18 и R19 не позволяют току утечки через переход коллектор-база открывать транзистор, отводя его в обход перехода база-эмиттер.
Когда выходные транзисторы нагреваются, при U CE, имеющимися в этой конструкции, ток утечки может достигать 3 мА. Суммарное падение напряжения на 33-омных резисторах составляет 0,1 В - это безопасное значение для напряжения BE. Когда выходные транзисторы подключены просто параллельно, они обычно не распределяют ток в равной степени. Включив низкоомный резистор в вывод эмиттера каждого транзистора (балластные резисторы R1-R3), обеспечивается равномерное распределение тока. Пример, когда транзистор с меньшим падением напряжения пытается пропустить больший ток, падение напряжения на эмиттерном резисторе увеличивается, позволяя другим транзисторам выравнивать ток.
Поскольку точка измерения напряжения находится на стороне нагрузки резисторов, транзисторы вынуждены динамически распределять ток нагрузки. При токе эмиттера 5 A на каждом резисторе 0,05 Ом развивается 0,25 В, выделяя 1,25 Вт тепла. В идеале номинальная мощность резистора должна быть как минимум вдвое больше мощности, которую он должен рассеивать. Чтобы помочь резисторам рассеивать тепло, установите их на радиатор или закрепите их на металлическом корпусе. Возможно использовать резисторы со значением от 0,065 до 0,1 Ом, но надо помнить, что рассеиваемая мощность выше при использовании резисторов с более высокими значениями сопротивления (на схеме используются резисторы 10 Вт).
При высоких выходных токах, обеспечиваемых этим источником, выходные транзисторы рассеивают значительную мощность. При токе 5 А через каждый транзистор и при условии падения напряжения 9В на транзисторе устройство рассеивает 45 Вт. Поскольку мощность 2N3055 составляет 115 Вт при использовании радиатора надлежащего размера, этот уровень не должен вызвать проблемы. Если источник питания предназначен для работы в непрерывном режиме, увеличьте размер радиатора и установите его так, чтобы ребра были ориентированы вертикально, это способствует циркуляции воздуха. Да и еще хотелось добавить по поводу входного фильтра не плохие результаты получаются вот с такими готовыми фильтрами.
Датчик выходного напряжения подключен через резистивный делитель к отрицательному выходу U1. Микросхема U1 использует разницу между своими отрицательными и положительными входами для управления транзисторами, которые, в свою очередь, обеспечивают выходной ток. Компенсационный конденсатор C3 подключен между этим входом и специальным компенсационным выводом для предотвращения возбуждения. Выходное напряжение регулируется потенциометром R12 и двумя постоянными резисторами R6 и R7.
Датчик напряжения подключен к положительной выходной клемме источника питания, J3. Измерение тока осуществляется через резистор R4, 0,075 Ом, 50 Вт, подключенный между эмиттерно-балластными резисторами и разъемом J3. Рассеиваемая мощность R4 намного выше, чем у R1, R2 или R3, потому что он контролирует общий выходной ток. При 15 A R4 рассеивает 17 Вт. При 20 A рассеиваемая мощность увеличивается до 30 Вт.
Микросхема U1 обеспечивает ограничение тока через два входа, подключенных через R4. Ограничение имеет место, когда напряжение на входах превышает 0,65 В. Для ограничения максимального выходного тока 15 А для этого требуется резистор 0,043 Ом. Используя резистор большего значения и потенциометр, есть возможность изменять ограничение тока. Подключение потенциометра R13 к R4 обеспечивает диапазон ограничения тока от полного предельного напряжения (предел 8,7 А). Это позволяет при необходимости точно настраивать ограничение тока, а также позволяет использовать легкодоступные значения резисторов (например, резисторы 0,075 Ом).
Вольтметр М1 стандартный магнитоэлектрической системы, R9 и потенциометр R15 обеспечивают калибровку вольтметра. Если имеется резистор с фиксированным значением, R15 можно не устанавливать. Совокупное значение резистора и потенциометра определяется потребностью в полномасштабном токе используемого измерителя. Амперметр М2 на самом деле представляет собой вольтметр, который измеряет потенциал на резисторе R4. R8 и потенциометр R14 подключаются между положительной выходной клеммой (J3) и отрицательным выводом M2 для обеспечения регулировки. Значения резисторов R8 и R14 определяются требованиями к току катушки используемого вольтметра.
Вот на этом закончу описание схемы регулируемый лабораторный блок питания 15А. Всем спасибо.
