Начало » Практика » Блоки питания » Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

 
 
 

Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

📆19.01.10 🙋AKM 👀132 659 💬13
Простенькая относительно схемка, со средними параметрами, на основe транзисторoв с большим усилением. Была сделана для своих нужд в качестве лабораторного.
Часто приходилось заниматься ремонтом или запуском разных схем, для которых нужно было просто иметь чем их питать 3V, 5V, 6V, 9V, 12V... И каждый раз искал что-нибудь подходящее. В ход шли блоки питания от калькуляторов, магнитофонов, аккумуляторы, батарейки. Иногда радовался, что соответствующий источник не давал больших токов, таким образом спасая меня от лишних трат. Конечно делал одно- двух-транзисторные стабилизаторы для решения этой проблемы, но резульнаты не удовлетворяли. Где-то на второй волне вдохновения родилось то, с чем хочу поделится.
Применяется до сих пор при ремонте и запуске устройств, если подходит выходное напряжение конечно. А также при не совсем обычном применении – проверка стабилитронов, зарядка пальчиковых аккумуляторов, просто как источник стабильного тока. В таких случаях крайне удобно наличие хотя бы вольтметра на выходе.

Содержание / Contents

Схема

Устройство разрабатывалось для выходного напряжения 1...12V и регулирования выходного тока в пределах 0,15...3А. Конечно для хороших результатов поставил транзисторы с усилением более 500 (сняты с платы МЦ-31 телевизора 3усцт), а составной регулирующий – около 10 000 (если измеритель не врёт – взял из модуля СКР телевизора 2усцт, коррекция растра).
Важно наверно, что питал схему от автомобильного аккумулятора, когда снимал данные.
Далее поставил трансформатор и некоторые чудеса, типа 3А при 12V, стали невозможными. Падало напряжение на выходе выпрямителя. Кому ещё интересно – ближе к схеме.


Схема стабилизатора напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

Итак, на Х1 подаётся минус источникa напряжения, а с Х2 берётся стабилизированное и ограниченное в выходном токе напряжение. Если вкратце, то VТ3 – регулирующий, VТ4 – компаратор и усилитель сигнала ошибки стабилизатора напряжения, VТ1 - компаратор и усилитель сигнала ошибки стабилизатора выходного тока, VТ2 - датчик наличия ограничения выходного тока. За основу был взят распространённый вариант стабилизатора напряжения.


Исходная схема с фиксированным напряжением и защитой по току

Она слегка изменена, чтобы можно было менять в возможно бОльших пределах выходное напряжение, и убрать блокирование стабилизатора. Добавлен R8, чтобы сделать возможным работу схемы ограничения выходного тока на VТ1. Добавлен R7 и VD3 для установки пределов изменения выходного напряжения. Конденсаторы С1 и С2 помогут уменьшить пульсации на выходе.

Теперь позвольте мне пройтись с объяснениями по второму кругу (cм. первую схему). При появлении на входе Х1 относительно общего провода отрицательного постоянного напряжения в пределах 9...15V, появится ток в цепи R2-VD2-R6-VD1. На стабилитроне VD1 появится стабильное напряжение. Часть этого напряжения подаётся на базу VТ4, который в результате откроется. Его ток коллектора откроет VТ3. Ток коллектора VТ3 зарядит С2, а через делитель R9, R10 часть напряжения С2 (оно же выходное) поступит на эмитер VТ4. Этот факт не позволит выходному напряжению расти больше чем удвоенное (Uбазы VT4 - 0,6V). Удвоенное потому, что делитель R9, R10 на два. Так как на базе VT4 напряжение стабильно, выходное тоже будет стабильным. Это есть рабочий режим. Транзисторы VТ1, VТ2 закрыты и никак не влияют.

Подсоединим нагрузку. Появится ток нагрузки. Он потечёт по цепи R2, Э-К VТ3 и дальше в нагрузку. R2 здесь работает датчиком тока. Пропорционально току на нём появляется напряжение. Это напряжение суммируется с частью напряжения, взятого с помощью R5 от VD2 и прилагается к базовому переходу VТ1 (R3 – чисто для ограничения тока базы VТ1 при бросках и защиты таким образом VТ1) и когда оно становится достаточным для открытия VТ1, устройство входит в режим ограничения выходного тока. Часть тока коллектора VТ4, который раньше поступал в базу VТ3, сейчас уходит через переход база-эмитер VТ2 в коллектор VТ1.
Благодаря большому коэффициенту усиления транзисторов, напряжение база-эмитер VТ1 будет поддерживаться около 0,6V. Это значит, что напряжение на R2 будет неизменным, следовательно и ток через него, а дальше через нагрузку тоже. Движком R5 можно выбирать ограничение тока от минимального до почти 3А.
При наличии режима ограничении тока открыт и VТ2, своим током коллектора он зажжёт светодиод HL1. Следует понимать, что ограничение тока «имеет приоритет» перед «стабильностью» выходного напряжения.

На выходе устройства я поставил вольтметр, а вот когда нужно ограничение на определённом токе, просто закорачиваю выход тестером в режиме амперметра и с помощью R5 добиваюсь желаемого.

Детали

Схемка простинькая но всё хорошее основано на большом усилении транзисторов (более 500). А VТ3 вообще составной. Букв на названиях транзисторов нет, но должны все подойти. У меня все «Г». Главное – усиление и малые утечки. В справочнике пишут, что у некоторых букв «Ку» от 200, но мои все имели более 600. Переменники попались группы А. Для VТ3 нужен радиатор. Я поставил какой был и влез в корпус. Максимальную надежность обеспечит лишь радиатор, расчитанный на рассеивание мощности равной Uвходное умножить на 3А, т.е. 30...50Вт.
Думаю мало кому понадобится 1V на 3А долговременно, поэтому смело можно ставить радиатор в 2...3 раза меньше.

VD2 и VD3 служат источниками напряжения в 0,6V. Можно использовать и другие кремниевые диоды. R4 – несколько сдвигает порог, когда загорается светодиод. Если он горит, значит вовсю идет ограничение выходного тока. R1 просто ограничивает ток светодиода. Потенциометры можно и с большим номиналом (в 2...3 раза). R8 можно уменьшить (где-то до 4к), если у транзистора VТ3 не хватит усиления.

С печатной платой – как обычно в простых схемах, изготавливаемых в единственном экземпляре. Была плата для другого регулируемого стабилизатора напряжения, параметры которого не устраивали. Она была превращена в макетницу и на ней собрана данная схема. Резисторы использованы на 0,25 Вт (можно и 0,125) – не вижу особых требований. При 3А (если Ваш выпрямитель их даст) – заводской проволочный R2 (2 Вт-а) будет на пределе и наверно стоит ставить мощнее (5Вт). Электролиты - К50-16 на 16V.

Eсли нет составного транзистора – «составьте» его из чего есть. Начните с КТ817 + КТ315, с буквами «Б» и дальше. (Если всё же не хватит усиления у VТ3, я бы уменьшил R9 и R10 до 200 Ом и R8 до 2 кОм).

Трансформатор, выпрямитель и конденсатор фильтра – Ваши. Они не менее важны, но я хотел рассказать только о таком более-менее универсальном стабилизаторе. (У меня стоит 10-ватный транс на 10V/1А переменного, откуда-то взятый блочный мостик на 1А, и 4000мкФ/16V электролит фильтра. Стыдно, зато всё влезает в корпус.

Нужно заметить, что стрелочный индикатор (в схеме не указан) с помощию переключателя, можно использовать и как вольтметр и как амперметр. В первом случае видим выходное напряжение, во втором выходной ток.

Итого

Вышерасписанное устройство у меня работает в составе «всё в одном»: развитый (хоть и однополярный) блок питания, частотомер и генератор звуковых частот (синус, квадрат, треугольник). Схемы взяты из журнала «Радио». (Работают не совсем так как хотелось бы. Во-первых потому, что внёс слишком много «несанкционированных» изменений – особенно в элементной базе – поставил что имел.) Конечно имеется возможность работы головки вольтметра в качестве индикатора частоты в частотомере. При пользовании генератором – частотомер показывает частоту. Имеется и выход переменного напряжения 6,3V и 10V , на всякий случай.

Корпус, который виден на фотографии не ахти, чтобы его повторять. И вообще: всё там задумывалось, как зеркальное отражение, но загнул переднюю панель по ошибке не в ту сторону. Я растроился и не стал уже его никак украшать.

Файлы

Виктор Бабешко повторил конструкцию, прислал свой вариант печатки и фотку.
Файл в LayOut: bp.zip 🕗 20/09/14 ⚖️ 17,02 Kb ⇣ 87
Аурел (AKM)
Молдова, Кишинёв
Профиль AKM
Люблю что-то делать своими руками. электросеть,отопление,мебель,и особенно разные схемы. До паяльника дорвался в 8 классе.
Начал как положено с детекторного. Напаял ЦМУ, зарядные для автомобильных АКБ, УЗЧ, Собирал телевизоры, дорабатывал Ноту 220С,
таймера, ДУ, БП, разную мелочь.
Есть небольшие свои разработки. Пришёл за информацией. Не верю мелким дом. кинотеатрам. Хочу сделать всё из "авто"-динамиков. Вижу я не один.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 57 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

04.05.18 изменил Datagor. Добавлен чертеж ПП

 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Расчет и анализ параметрического стабилизатора напряжения (MS EXCEL)... Параметрические стабилизаторы напряжения до сих пор используются для питания маломощных устройств...
Схема на Датагоре. Новая статья Лабораторный блок питания «Belarus 3A30» с защитой и коммутацией обмоток (0-30 V, 3 А)... Здравствуйте друзья. Позвольте представить вашему вниманию мой первый лабораторный блок питания. У...
Схема на Датагоре. Новая статья Высоковольтный БП (0-350V, 0.5А max) с вольт-амперметром на PIC16F690... Иногда при регулировочных работах требуется сравнительно высокое напряжение питания устройств или...
Схема на Датагоре. Новая статья Автоматическое зарядное устройство с циклическим и буфферным режимами для герметичных аккумуляторов малой ёмкости... Простое автоматическое зарядное устройство для зарядки свинцовых аккумуляторов небольшой емкости,...
Схема на Датагоре. Новая статья Схемка в блокнот. Низковольтный стабилизатор напряжения (от 0,7V; пригоден для зарядки и питания мобильного телефона)... При изготовлении разного рода устройств с использованием мобильного телефона (МТ), например GSM...
Схема на Датагоре. Новая статья Аналог мощного стабилитрона как тестовая нагрузка для проверки зарядных устройств автомобильных аккумуляторов... При переделке компьютерных импульсных блоков питания (далее – ИБП) под зарядные устройства для...
Схема на Датагоре. Новая статья Лабораторный импульсный блок питания. Часть 6. Защита ИБП и регуляторы тока нагрузки... Ограничение выходного тока импульсного блока питания необходимо прежде всего для защиты испытуемой...
Схема на Датагоре. Новая статья Лабораторный импульсный блок питания. Часть 5. Миниатюрный лабораторный ИБП... Несмотря на простоту схем импульсных блоков питания, описанных в предыдущих частях серии,...
Схема на Датагоре. Новая статья Транзисторный фильтр питания с высоким КПД для аудиоаппаратуры... При создании прибора для ремонта телевизоров мне потребовался регулируемый источник питания 30-300...
Схема на Датагоре. Новая статья Стабилизатор напряжения сети 1,8 кВт на PIC12F675... В последнее время мощности бытовых нагрузок возросли: появились фены, обогреватели, утюги, СВЧ печи...
Схема на Датагоре. Новая статья Универсальный привод с Системой Импульсно — Фазового Управления... Регулятор служит не только для плавного регулирования оборотов двигателя постоянного тока, но в...
Схема на Датагоре. Новая статья Блок питания с защитой по току для наладки усилителей и пр. радиоконструкций... Нередко при ремонте или создании нового усилителя возникает проблема безопасной проверки его...
 

Общаемся по статье 💬

«Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым ограничением выходного тока»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

<

shursh

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 19-01-10, 19:22.
Ответить
  • С нами с 15.02.2009
  • 45 комментариев
  • 6 публикаций
 
Молодец! Правильно,что собрал "всё в одном"!
Отличная кострукция, хорошо что регулирровать ток можно, да и генератор, как раз в тему...
Вот бы еще схему защиты добавить.
Я такое тоже сейчас делаю, только "ради прикола" всё на TDA 2030.

<

Ser.Balashoff

Сергей Балашов Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 2 от 19-01-10, 23:41.
Ответить
  • С нами с 4.03.2009
  • 39 комментариев
  • 0 публикаций
 
Хороший источник. Иногда большего и не надо. Мне лично понравилось. Единственное, что хотелось бы чтобы было выделено в статье это основные параметры ну максимальный ток, напряжение, пульсации.... Что удалось получить. Лично мне, конечно, понятны его потенциальные возможности, но может быть ком-то хотелось бы по-конкретнее узнать что получилось на практике. А насчет использования головки для аналогового частотомера есть очень интересное решение с автоматическим выбором предела измерения, чтобы не щелкать переключателем. Если надо, подскажу, где схема. В данном применении самое то будет.

<

metrolog

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 3 от 21-01-10, 0:00.
Ответить
  • С нами с 5.01.2010
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
Схема интересная и лаконичная. Не понял однако, для чего нужен диод VD3? Предполагаю что после его исключения напряжение будет регулироваться в пределах 0..12 в winked. Спасибо за схемку, приму на вооружение.

<

vladomir

Владимир Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 4 от 21-01-10, 4:00.
Ответить
  • С нами с 6.09.2009
  • 46 комментариев
  • 0 публикаций
 
Всегда ценил простоту в сочетании с широкими возможностями, что и есть в этой схеме, в том числе и защита (ограничение тока это и есть защита). К тому же люблю когда описание выложено подробно,это исключает много лишних вопросов.За всё это спасибо автору.

Вот только бы поднять выходное напряжение до Вольт 30...

<

Ser.Balashoff

Сергей Балашов Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 5 от 21-01-10, 13:35.
Ответить
  • С нами с 4.03.2009
  • 39 комментариев
  • 0 публикаций
 
  Схема интересная и лаконичная. Не понял однако, для чего нужен диод VD3?


Диод VD3 нужен, чтобы в начале регулятора не было мертвой зоны регулировки. Он компенсирует падение напряжения на БЭ переходе VT4. Вот с этим диодом и будет регулировка от 0. А без диода будет как бы от -0.65В (напряжение падения на перходе БЭ VT4) . Тут на портале есть очень хорошая книжка от Сергея Гаврилова по транзисторам, очень рекомендую. Доступна из его дневника с главной страницы.

<

metrolog

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 6 от 22-01-10, 0:39.
Ответить
  • С нами с 5.01.2010
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
Спасибо. Все понятно. smile

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 7 от 20-09-14, 14:35.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 243 комментария
  • 273 публикации
 
   janjak67,theradioblog.ru
Если при подключении нагрузки срабатывает защита от КЗ, хотя нагрузка почти никакая и защита срабатывать не должна была, то необходимо уменьшить R8, я уменьшил с 12к до 2к.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 8 от 06-01-16, 0:40.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 243 комментария
  • 273 публикации
 
Вопрос от прохожего Петра:
  Я собрал схему, все работает.
Но не могу понять как увеличить предел ограничения тока с 3 А до 7 А.
Помогите!

<

OMNIKAR

Николай Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 9 от 17-05-17, 11:58.
Ответить
  • С нами с 23.03.2014
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
Спасибо автору! Собрал с некоторыми изменениями, дополнениями. Все работает.

<

Сергей

Читатель Датагора
  • Прохожий
Комментарий # 10 от 04-07-17, 19:27.
Ответить
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
   как увеличить предел ограничения тока с 3 А до 7 А.
попробуй поставить R2 на 10 ват и спариный выходной транзистор кт 829а

<

Гость alex

Читатель Датагора
  • Прохожий
Комментарий # 11 от 01-08-17, 20:16.
Ответить
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
Схема классная. Только скажите как поменять её чтобы регулировать 0...25 В? Как изменятся сопротивления? И ещё мне всё же нужно регулировать плюс. Если заменть транзисторы на комплементарные и поменять полярность диодов и конденсатора, это удастся сделать??

Ещё вопрос. Можно сделать вместо КТ3102 два КТ315 поДарлингтону? Что изменится?

<

Radiolubitel

Илья Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 12 от 13-11-18, 18:58.
Ответить
  • С нами с 9.08.2009
  • 14 комментариев
  • 0 публикаций
 
Гость alex,
не стОит...
да и в принципе кт209 наверное получше будут вместо 3102.
Могу и ошибаться, но зачем в схеме малошумящие 3102 с большим усилением, если они больше как ключи ... ?
Поправьте, если ошибаюсь...
А схема интересная. Думаю повторить немного изменив. Требуется ограничить ток для автомобильного компрессора при питании от БП, который не может дать ток больше 6А (автомобильный компрессор кушает 7-12А)...А искать трансформаторы на такие токи - кощунство дорогое... Но для накачивания колёс велосипеда хватит и 3-4 Ампер для такого компрессора. Мой умный "лабораторник" с защитой на уровне 2А - запускал компрессор, колёса качались, но до 50-70%, а потом ток рос и БП пищал и снижал питание до 6 Вольт.
Отсюда и выводы, что может быть по-экономить денег на крутой трансформатор и ввести токовое ограничение?
Подскажите свои мысли по этому поводу...

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 13 от 15-11-18, 7:07.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 243 комментария
  • 273 публикации
 
Цитата: Radiolubitel
   Требуется ограничить ток для автомобильного компрессора при питании от БП, который не может дать ток больше 6А (автомобильный компрессор кушает 7-12А).
Илья, ваша гнедая лошадка ест, например, 2 ведра овса чтобы возить ваши санки.
Как думаете, если нанять Сидора, который у лошадки будет одно ведро отбирать, то далеко ли вы уедете?

А если без притчи, то ограничитель тока спасёт ваш БП от перегрузки, но компрессор то или не запустится вообще или будет работать как «пожилой калека».
По-моему, это не выход.

Цитата: Radiolubitel
  Могу и ошибаться, но зачем в схеме малошумящие 3102 с большим усилением, если они больше как ключи ... ?
Поправьте, если ошибаюсь...
Поправляем. Прочитайте внимательно статью, там приведено полное описание работы. Обратите внимание на раздел «Детали».

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте корректны и вежливы, соблюдайте правила!


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой

Офигенная миниатюрная рация на литии BaoFeng UV-5R, 5W, 5-15 км!

Тестер универсальный LCR-TC1 для транзисторов, конденсаторов, ESR, MOSFET и т.д.
  • smilelolhellowinkscepticthumbupbored
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashpartyhandshake
    musicnegativenowordspardonshoksleepunknown
    wackoyawnsainthelmethashsmokingwhew


Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.