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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stabilizzatore di corrente da 0 a 150 A. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di corrente, tensione, potenza In letteratura raramente si trovano stabilizzatori di corrente per 100-200 A, ma in alcune lavorazioni sono necessari (placcatura, saldatura). Tali correnti, di regola, richiedono transistor per carichi pesanti. Propongo un circuito da 150 A con corrente regolabile in continuo da 0 a 150 A utilizzando transistor KT827 convenzionali. La Fig. 1 mostra la parte di controllo dello stabilizzatore, la Fig. 2 mostra la parte di potenza.
Come si può vedere dalla Fig. 2, il carico è collegato in modo un po' insolito: nello spazio tra il terminale negativo del ponte a diodi e il filo di terra. Tutti i transistor potenti (ce ne sono 16) sono collegati secondo un circuito con un collettore comune, ma ciascuno di essi è caricato con il proprio carico. Tutti i resistori di carico sono inoltre collegati a terra con il loro secondo terminale. Pertanto, la corrente totale di tutti i 16 transistor scorre attraverso i terminali Rн. La corrente che attraversa un transistor viene selezionata su circa 9,4 A, che è pienamente accettabile per i transistor KT827. Con una caduta di tensione sul transistor di 10-11 V, la potenza di dissipazione di un transistor sarà di circa 100 W. La differenza nei parametri dei transistor VT1...VT16 e le resistenze dei resistori R2...R17 non ha importanza, poiché ciascun transistor stabilizzatore è controllato dal proprio amplificatore operazionale (Fig. 1). L'uscita di ciascun doppio amplificatore operazionale DA1...DA8 tramite i transistor VT1...VT16 (Fig. 1) è collegata alle basi dei transistor VT1...VT16 (Fig. 2) e il feedback viene fornito all'invertitore ingresso dell'amplificatore operazionale dall'emettitore del transistor corrispondente. L'amplificatore operazionale mantiene la stessa tensione sull'ingresso invertente (e, di conseguenza, sull'emettitore) che sul suo ingresso non invertente. Tutti i 16 ingressi non invertenti attraverso i resistori R1...R16 (Fig. 1) sono forniti con una tensione di controllo stabile dallo stabilizzatore DA9 e dai resistori R17, R18. Quando la tensione di controllo cambia, la corrente cambia attraverso ciascuno dei resistori R2...R17 (Fig. 2) e, di conseguenza, attraverso il carico totale Rн. Gli amplificatori operazionali DA1...DA8 sono alimentati da uno stabilizzatore realizzato sugli elementi DA1, DA2, VT17 (Fig. 2). Per l'amplificatore operazionale è possibile utilizzare qualsiasi altra fonte di alimentazione con una tensione di ±12...15 V. Progetto. Il circuito stampato dei controlli dell'amplificatore operazionale è mostrato in Fig. 3. Tutti gli elementi della Fig. 1 si trovano su di esso.
I transistor di potenza sono posizionati su radiatori in grado di dissipare almeno 100 W. Ho utilizzato dei radiatori alettati da 10x20 cm, tutti i 16 radiatori sono stati assemblati in batteria e soffiati da 4 ventole (tipo VVF-112M o simili). Ciò ha permesso di accendere lo stabilizzatore di corrente per un carico costante a lungo termine. Se il carico è a breve termine o pulsato, potrebbero essere necessari radiatori più piccoli. I resistori R2...R17 (Fig. 2) sono costituiti da filo ad alta resistenza (manganina o costantana) con un diametro di 1-2 mm e sono montati sui radiatori dei transistor corrispondenti. Il condensatore C3 (Fig. 2) è assemblato da diversi condensatori con una capacità di 1000015000 μF. Non è possibile utilizzare un condensatore di grandi dimensioni, poiché inizia a surriscaldarsi (i suoi terminali hanno una sezione trasversale insufficiente e non sono progettati per correnti così elevate). Utilizzando una serie di condensatori più piccoli, la corrente viene distribuita tra i terminali e questi rimangono freddi. I diodi VD5...VD8 sono posizionati sui radiatori standard predisposti per l'installazione dei diodi D200. Quando si utilizzano diodi D200, non è necessario soffiarli con una ventola. Il chip DA1 e il transistor VT17 (Fig. 2) sono posizionati su piccoli radiatori a piastre. Quando si installa uno stabilizzatore di corrente, non bisogna dimenticare che in alcuni circuiti scorrerà una corrente di 150 A, quindi è necessario cablarli con la sezione adeguata. Il trasformatore TR2 è un trasformatore con avvolgimento secondario in grado di sopportare una corrente di 150 A e una tensione di circa 14 V. Un trasformatore di saldatura è particolarmente adatto a questo scopo. La caduta di tensione sulla resistenza di carico dello stabilizzatore di corrente con una tensione di alimentazione di 14 V non deve essere superiore a 10 V, poiché è necessario tenere conto della caduta di tensione su ciascun transistor e sui resistori R2...R17 (Fig. 2) . Se la caduta di tensione su Rн è elevata, la tensione dell'avvolgimento secondario del trasformatore TR2 può essere aumentata; è sufficiente assicurarsi che la dissipazione di potenza di ciascun transistor non superi il massimo consentito per il transistor. Se necessario, è possibile aumentare o diminuire la corrente massima fornita al carico aumentando o diminuendo di conseguenza il numero di transistor di potenza e i relativi amplificatori operazionali. Pertanto, sulla base di questo stabilizzatore di corrente è possibile creare una fonte di corrente più potente. Dettagli. I transistor compositi KT827A possono essere sostituiti con transistor con una lettera diversa o costituiti da due transistor (ad esempio KT815 + KT819 con qualsiasi indice di lettera). Gli amplificatori operazionali doppi KR140UD20 possono essere sostituiti con K157UD2 o amplificatori operazionali singoli KR140UD6, K140UD7, K140UD14, ecc. Lo stabilizzatore 78L05 può essere sostituito con KR142EN5A, B o 78L09. I transistor KT315E sono intercambiabili con KT3102, KT603, ecc. I diodi D200 possono essere sostituiti con diodi D160. Il trasformatore TR1 tipo TPP232 è sostituito da TPP234, TPP253 o qualsiasi altro con avvolgimenti secondari con una tensione di 16-20 V. Tutti i resistori, eccetto R17, R18, di qualsiasi tipo. Si consiglia di prendere un resistore stabile R17 (ad esempio C2-29). Ho usato un resistore variabile R18 tipo SP5-35A con possibilità di regolazione fine, ma puoi usarne qualsiasi altro. Il condensatore C3 (Fig. 2) è composto da 10 condensatori del tipo K50-32A, i condensatori C2, C4 (Fig. 1) sono del tipo K50-35, il resto è di qualsiasi tipo. Impostare. Uno stabilizzatore di corrente assemblato con parti riparabili è immediatamente operativo. È sufficiente impostare la corrente massima stabilizzata utilizzando il resistore R17. È conveniente farlo sostituendo quest'ultimo con un resistore di sintonizzazione con una resistenza di 1,5-2 kOhm. Impostandolo sulla posizione di massima resistenza e il cursore del resistore R18 sulla posizione superiore secondo lo schema e collegando un amperometro con una corrente di 150-200 A in serie al carico (o cortocircuitando i terminali di collegamento del carico tramite un amperometro), accendere lo stabilizzatore alla rete e, riducendo la resistenza del resistore R17 , impostare l'ago dell'amperometro sulla corrente massima richiesta. Quindi, dopo aver misurato la resistenza del resistore di sintonizzazione, saldarne invece uno costante. Alla corrente massima di 150 A, la tensione sugli emettitori di potenti transistor dovrebbe essere di circa 1,88 V. Pertanto, la regolazione può essere effettuata dalla tensione sull'emettitore di qualsiasi transistor, sebbene la precisione dell'impostazione della corrente sarà piccolo a causa della variazione della resistenza dei resistori a filo. Questo completa la configurazione. Sulla base di tale stabilizzatore di corrente, puoi assemblare un caricabatterie per la batteria di un'auto utilizzando solo un transistor di potenza e un amplificatore operazionale. Lo schema elettrico di un caricabatterie per una batteria per auto è mostrato in Fig. 4. Permette di regolare dolcemente la corrente di carica della batteria da 0 a 9 A. Durante il processo di carica, la corrente rimane invariata. La tensione dell'avvolgimento 4 del trasformatore TR1 (Fig. 4) dovrebbe essere 22-25 V, poiché al transistor di potenza viene applicata la tensione dell'avvolgimento del trasformatore TR1 meno la tensione della batteria.
Quando si collega il carico agli stabilizzatori di corrente sopra descritti, non bisogna dimenticare che l'uscita positiva dello stabilizzatore si trova sul filo “terra”. Autore: I.A. Korotkov
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