Главная » Статьи » Статьи » Источники питания

Регулируемый стабилизатор напряжения с защитой

В лабораторных блоках питания широко используются интегральные стабилизаторы с регулируемым выходным напряжением. Чем больше интервал регулировки, тем более универсален такой блок. Однако при включении или выключении, регулировке выходного напряжения и в аварийных ситуациях возможны броски выходного напряжения с амплитудой, достигающей мак- симально возможного для данного блока значения. Если в эти моменты к нему подключена нагрузка, требующая напряжения лишь несколько вольт, это может вывести ее из строя. Как уменьшить вероятность возникновения таких выбросов напряжения, рассказывает автор этой статьи. Стабилизаторы напряжения на микросхемах серий КР142ЕН12, КР142ЕН18 и аналогичных очень популярны у радиолюбителей, поскольку они просты в изготовлении и удобны в эксплуатации. На их основе собирают блоки питания как с фиксированным, так и с регулируемым выходным напряжением. В последнем случае это, как правило, лабораторные блоки питания. Повышение надежности их работы остается актуальной задачей, поскольку от этого зависит исправность различных устройств и приборов, для питания которых и используются эти блоки. Ниже приводится описание стабилизатора с регулировкой выходного напряжения от 0 до 20 В. В нем применены технические решения, направленные на уменьшение вероятности бросков выходного напряжения. Схема стабилизатора напряжения показана на рисунке. Основной элемент — микросхема DA1 КР142ЕН12А [1]. Она поддерживает постоянным (около 1,25 В) напряжение между своим выходом и входом управления. Поэтому для того, чтобы была возможность регулировать выходное напряжение от 0 В, на вход управления необходимо подать напряжение -1,2...-1,3 В. Его источником служит стабилизатор напряжения отрицательной полярности на микросхеме DA2 КР142ЕН18А [2]. Выходное напряжение стабилизатора регулируют резистором R3. В верхнем по схеме положении движка этого резистора на вход управления микросхемы DA1 поступает напряжение с выхода микросхемы DA2, поэтому на выходе стабилизатора напряжение близко к нулю. При перемещении движка вниз (по схеме) напряжение на входе управления DA1 растет, поэтому увеличивается и выходное напряжение Uвых. Его значение зависит от соотношения сопротивления резистора R2 и введенного сопротивления резистора R3; Uвыx= 1,25(1+R3/R2) В. Поэтому при указанных на схеме номиналах элементов максимальное выходное напряжение — около 17 В. Используя эту формулу, можно определить номиналы резисторов для любого интервала регулировки выходного напряжения. Следует только учесть, что ток, проходящий через эти резисторы, должен быть не менее 3...4 мА. Кроме того, максимально допустимое входное напряжение микросхемы DA1 равно 45 В, поэтому выходное напряжение выпрямителя, к которому она подключена, с учетом нестабильности сетевого напряжения, должно быть не более 35...36 В. Значит, и максимальное выходное напряжение стабилизатора будет около 30 В. Транзистор VT2 обеспечивает защиту нагрузки от бросков выходного на- пряжения, которые могут возникнуть из-за существенного увеличения переходного сопротивления между токопро- водящим элементом резистора R3 и его подвижным контактом. Такие нарушения возможны в процессе регулировки или при механических воздействиях, например, ударах или вибрации. Если это произойдет, то в соответствии с приведенной выше формулой выходное напряжение стабилизатора должно увеличиться вплоть до значения, близкого к входному. Но в этом стабилизаторе ток, протекающий через резисторы R2, R3, поступит в цепь базы транзистора VT2, он откроется и на входе управления микросхемы DA1 установится напряжение, близкое к нулю, поэтому на выходе стабилизатора напряжение не превысит 1,3...1,5 В. Транзистор VT1 защищает нагрузку от бросков выходного напряжения при возникновении аварийной ситуации в цепи стабилизатора на микросхеме DA2 или при включении (выключении) блока питания. В этом случае возможна ситуация, когда стабилизатор на микросхеме DA2 временно или постоянно не работает, напряжение отрицательной полярности на его выходе отсутствует и ток через резисторы R2, R3 не протекает. Это должно было бы привести к бесконтрольному увеличению выходного напряжения стабилизатора. Но в таком случае через резистор R1 на базу транзистора VT1 поступит напряжение, при котором он откроется и на входе управления микросхемы DA1 установится напряжение, близкое к нулю, поэтому выходное напряжение не превысит 1,3...1,5 В. В нормальном состоянии ток, протекающий через резистор R1 и диоды VD1, VD2, создает на базе транзистора VT1 напряжение, близкое к нулю. Поэтому транзистор закрыт и не влияет на работу стабилизатора на микросхеме DA1. В стабилизаторе можно применить конденсаторы К50-35 или аналогичные, но все же желательно, чтобы конденсатор С3 был неполярным, поскольку в аварийных ситуациях на нем возможно появление напряжения обратной полярности. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-33, Р1-4, переменный резистор должен иметь надежную конструкцию, подойдет проволочный ППБ или аналогичный, у которого выводы припаяны или приварены к проволочной обмотке. Переменные резисторы, у которых выводы приклепаны к токопроводящему элементу, например СП-1, применять нежелательно. Диоды—любые малогабаритные кремниевые выпрямительные (серий ком стока (десятки ампер) и мощностью (100 Вт и более). Указанные свойства позволяют использовать эти транзисторы в качестве мощных стабилитронов (в том числе и регулируемых) или ограничителей напряжения (в том числе и переменного) Рис. 1 на какой-либо нагрузке. Схема включения таких транзисторов как аналогов стабилитрона показана на рис. 1. Балластный резистор R1 соответствующих сопротивления и мощности здесь играет ту же роль, что и в параметрическом стабилизаторе с обычным стабилитро- КД103, КД105) или импульсные (серий КД521, КД522), транзисторы — КТ3102 с любыми буквенными индексами: В качестве источников входного напряжения стабилизатора можно использовать выпрямители на диодных мостах. Сглаживающие конденсаторы не используются, поскольку их функции выполняют конденсаторы С1 и С2. Понижающие трансформаторы — ТН42, ТН46, ТН52. Напряжение 25...30 В можно получить, если выпрямить напряжение трех последовательно соединенных обмоток, а 8...10 В — одной. Для того чтобы сделать аналогичный стабилизатор с отрицательным выходным напряжением, следует поменять полярность включения конденсаторов, диодов, входных напряжений, поменять местами микросхемы и заменить транзисторы на КТ3107 с любыми буквенными индексами. ЛИТЕРАТУРА 1. Нефедов А., Головина В. Микросхемы КР142ЕН12. — Радио, 1993, № 8, с. 41,42. 2. Нефедов А., Головина В. Микросхемы КР142ЕН18А, КР142ЕН18Б. — Радио, 1994, №3, с. 41,42.
1 2 3 4 5 Категория: Источники питания \| Добавил: admin (05.05.2012)
Просмотров: 5282 \| Рейтинг: 2.0/1