Применение
Одна из задач, которую приходится решать радиолюбителям в своей практической работе – это построение сильноточного (более 5 А) стабилизатора с выходным напряжением 35 В и более.
Выпускаемые микросхемы стабилизаторов с такими параметрами не очень распространены и ограничены, к тому же (особенно теперь) не всегда доступны.
Собрать подобный стабилизатор можно на основе мощного переключательного МОП-транзистора, который вполне удовлетворительно работает в линейном режиме.
Схема электрическая
В схеме применён мощный переключательный полевой транзистор IRF1310N (VT1) с допустимым напряжением сток-исток 100 В, максимальным током стока до 20 А при температуре 25°С, сопротивлением открытого канала 0,036 Ом и допустимой рассеиваемой мощностью 125 Вт.
Транзистором управляет параллельный стабилизатор напряжения VD2 Tl431.
Выходное напряжение схемы в пределах от 35 до 70 В устанавливают подстроечным резистором R6. Максимально допустимое напряжение для этой микросхемы равно 30 В, поэтому для обеспечения нормального режима её работы предусмотрен транзистор VT2.
Транзистор VT2 уменьшает напряжение на параллельном стабилизаторе вследствие того, что на его базу поступает только часть выходного напряжения. Конденсаторы С1, С3, С4 обеспечивают устойчивую работу стабилизатора. Конденсатор С2 и диод VD1 способствуют повышению коэффициента стабилизации при снижении входного напряжения, поскольку конденсатор заряжается практически до амплитудного значения входного напряжения.
После подачи входного напряжения полевой транзистор начинает открываться и на выходе стабилизатора напряжение увеличивается. Когда оно достигнет значения, при котором на входе управления VD2 станет около 2,5 В, ток через него и транзистор VT2 увеличится и напряжение на затворе транзистора VT1, а значит, и на выходе стабилизатора уменьшится.
Минимальное падение напряжения на транзисторе при токе 5 А составляет около 4 В.
Конструкция, детали и наладка
Схема собрана на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, чертёж которой показан выше. Плату вместе с регулирующим транзистором размещают на теплоотводе, который должен быть изолирован от других элементов устройства.
В устройстве, наряду с указанными на схеме, можно применить и другие электронные компоненты: регулирующий транзистор VT1 подходящий по параметрам от IR, например IRF840, VD2 – любой из серии TL431 или отечественный аналог КР142ЕН19, VT2 – КТ815Г, КТ817Г, КТ630А…КТ630Г.
Налаживание сводится к установке требуемого выходного напряжения. Его вычисляют по формуле:
Uвых = 2,5[1+(R3+R4)/(R5+R6)].
Следует обязательно проверить, нет ли самовозбуждения схемы во всем интервале рабочего тока. Если оно возникает, параллельно выводам транзистора VT1 затвор-исток следует установить конденсатор ёмкостью 0,01..0,1 мкФ с выводами минимальной длины.
Номиналы элементов, указанные на схеме, обеспечивают интервал регулирования выходного напряжения от 35 до 70 В.
Резистор R3 подбирают так, чтобы напряжение на базе транзистора VT2 не превышало 30 В во всем интервале выходного напряжения.
Для указанных на схеме элементов входное напряжение не должно превышать 95 В, а выходное может достигать 90 В. При больших значениях следует применять элементы, рассчитанные на соответствующее напряжение.
