ЭЛЕКТРОНИКА – ЭТО ПРОСТО! ТЕОРИЯ + ПРАКТИКА

Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!!

Продолжаем изучение блоков питания, надеюсь, Вы не устали и рассмотрим ещё одну интересную схему стабилизатора напряжения с ограничением тока в нагрузке.

Для начала вспомним всем известный эмиттерный повторитель! В качестве транзистора в нём можно применять один транзистор или два ( можно один, но транзистор Дарлингтона ). Эмиттерный повторитель является основой большинства стабилизаторов напряжения ( в схеме стабилизатора в Уроке 38 применяется видоизменённый вариант схемы Шеклаи ). Чем удобен эмиттерный повторитель на транзисторе Дарлингтона – это незначительный ток управления для получения заданного тока в нагрузке.

Рис. 1. Эмиттерный повторитель в качестве «стабилизатора напряжения».

Схема очень простая. Выходное напряжение задаётся очень просто, изменяя напряжение на базе, получаем необходимое напряжение на нагрузке с учетом падения на переходе база-эмиттер. Изменяя соотношение резисторов R1 и R2, регулируем выходное напряжение. В большинстве опубликованных схем эти два резистора заменяются на один потенциометр. Но напряжение на базе не стабилизировано и для его стабилизации потенциометр подключают к параметрическому стабилизатору, выполненному на стабилитроне и резисторе. А как бы отказаться от параметрического стабилизатора, ведь стабилитрон не очень идеальный стабилизатор и если к этому добавить отсутствие следящего каскада за выходным напряжением, то приходится искать более простой и в то же время более стабильный вариант. И такой вариант существует! Вы его знаете – это обыкновенный резистор, а точнее потенциометр!

Рис. 2. Потенциометр R2 и регулятор выходного напряжения, и стабилизатор выходного напряжения.

Если резистор R1 выбрать по максимальному рабочему току ( транзистор VT2 полностью закрыт ), то в этом случае транзистор VT1 выдержит режим короткого замыкания в нагрузке. Усложняем схему и добавляем токовый шунт для контроля за ограничением тока в нагрузке.

Рис. 3. Схема с токовым шунтом для каскада регулировки тока нагрузки.

Так как потенциометр R2, установлен после токового шунта, падение напряжения на шунте не влияет на стабильность напряжения на нагрузке. Раскрываем транзистор Дарлингтона VT1.

И теперь схема приобретает более знакомый вид.

Рис. 4. Схема на составном транзисторе – аналоге транзистора Дарлингтона.

Остаётся добавить каскад контроля-регулировки за током нагрузки.

Рис. 5. Схема стабилизатора напряжения с функцией ограничения тока нагрузки.

А теперь вернёмся к оригиналу схемы, опубликованному очень давно и повторенному очень многими радиолюбителями.

Рис. 6. Оригинал схемы опубликованный в журнале «РАДИО».

Для рассмотрения как она работает рассмотрим её в более крупном масштабе и с радиоэлементами несколько отличающимися от оригинала.

Рис.7. Схема, опубликованная в интернете. К сожалению, автора я не знаю, но очень ему благодарен.

Как же стабилизатор работает? В момент подачи питания транзисторы VT1 и VT3 открываются за счёт тока через резистор R1 и на выходе появляется напряжение, а дальше вступает в работу транзистор VT2, получающий на базу напряжение с движка потенциометра R6. Надо заметить, что этот стабильности параметров этого потенциометра зависит стабильность выходного напряжения. Транзисторы VT1 и VT3 будут открываться до момента пока не начнет открываться транзистор VT2, снижающий напряжение на базе транзистора VT1. Начинает работать петля обратной связи, регулирующая выходное напряжение. И выходное напряжение будет тем меньше чем выше бегунок потенциометра к плюсу, а если его повернуть к минусу – напряжение будет максимальным. Токовая защита, она же ограничитель тока собрана на резисторах R2, R5 и транзисторе VT4. Транзистор VT4 открывается при достижении падения напряжения на резисторе R4 плюс падение на переходе база-эмиттер транзистора VT3, а так как транзистор VT4 открывается не сразу ( у него есть порог отпирания как и всех кремниевых транзисторов ), то падение напряжение на переходе база-эмиттер VT3 обеспечивает начальное смещение и транзистор VT4 начинает реагировать на минимальное падение напряжения на резисторе R4, вызванное током нагрузки. Регулируя положение движка потенциометра R5 можно регулировать начало ограничения тока нагрузки в широких пределах.

При наладке стабилизатора необходимо выбрать номинал резистора R1 по максимальному току транзистора VT3, а возможно и по максимальному току диодного моста или обмоток трансформатора если транзистор мощнее. Следующим шагом является выбор резистора R2 когда движок потенциометра находится в левом положении и у схемы ограничения установлен максимальный ток в нагрузке.

И ещё два слова как происходит ограничение тока. Как только ток нагрузки достигает заданной величины, транзистор VT4 начинает открываться и тем самым подает на базу VT2 ток с эмиттера VT1 и транзистор VT2 открывается сильнее чем от задатчика напряжения R6, а резистор R3 предотвращает влияние потенциометра при максимальном выходном напряжении. Открываясь сильнее, транзистор VT2 снижает напряжение на базе VT1, снижая рабочий ток в нагрузке. Вот коротко об одном из самых лучших стабилизаторов с функцией регулировки тока нагрузки на транзисторах.

Если материал понравился, и Вы нашли в нём полезное для себя не посчитайте за труд и оставьте свой отзыв! Очень буду рад прочитать Ваши комментарии.

Чаще заходите на мой канал, подписывайтесь! Информация учебного и познавательного характера будет регулярно пополняться!

Желаю Всем читателям здоровья и успехов в творчестве!!!