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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Régulateur de tension réglable avec limitation de courant. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Parasurtenseurs L'article présenté à nos lecteurs décrit un stabilisateur de tension à découpage réglable avec limitation de courant. L'appareil permet non seulement d'alimenter divers équipements avec une tension stable de 2 à 25 V, mais également de charger diverses batteries avec un courant stable allant jusqu'à 5 A. L'alimentation décrite vous permet de réguler la tension de sortie stabilisée et le courant maximum dans la charge. Il peut être utilisé à la fois pour alimenter et configurer des équipements radio, ainsi que pour charger diverses batteries. L'appareil fonctionne selon deux modes : lors de l'alimentation d'équipements, comme stabilisateur de tension avec protection contre les surcharges, et lors du chargement des batteries, comme stabilisateur de courant avec limitation de tension. L'alimentation est facile à utiliser, ne craint pas les surcharges et les courts-circuits de sortie, a une indication lumineuse du mode de fonctionnement et est très efficace. Le schéma de l'appareil est présenté sur la Fig. 1. Principales caractéristiques techniques
Les paramètres tels que l'instabilité, l'ondulation et le rendement sont largement déterminés par le mode de fonctionnement et ne sont donc pas indiqués. Si vous le souhaitez, les caractéristiques peuvent être modifiées sans modifications significatives de l'appareil. Par exemple, s'il est nécessaire d'obtenir un courant de sortie plus important, vous devez installer un capteur de courant - une résistance R14 de puissance supérieure, et également augmenter la résistance de la résistance variable R5. Pour réduire l'ondulation, il est conseillé d'installer un filtre LC en sortie, mais cela entraînera une diminution de l'efficacité. L'alimentation contient les composants suivants : stabilisateur de tension négative interne VT1VD1R1 avec filtre C4 ; stabilisateur de tension interne « positif » VT2VD2R2 avec filtre C5 ; unité de limitation de courant DA1.1R3-R7R10R 14 ; unité de limitation de tension DA1.2VD3R15-R18 ; façonneur d'impulsions DD1.2DD1.3 ; indicateurs d'état DD1.1HL1R12 et DD1.4HL2R13 ; transistor de commutation VT3 ; condensateurs des filtres d'entrée C1-C3, des filtres intermédiaires C7, C8 et des filtres de sortie C6. Considérons le fonctionnement de l'appareil en mode stabilisation de tension. Lorsqu'elle est allumée, une tension apparaît sur la diode Zener VD3, dont une partie de la résistance variable R16 (qui régule la tension de sortie) est fournie à l'entrée inverseuse de l'ampli opérationnel DA1.2. Puisque le transistor de commutation VT3 est fermé, les condensateurs C6-C8 sont déchargés et la tension à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA1.2, extraite du curseur de la résistance ajustée R18, est proche de +UBX. Un niveau élevé apparaît à la sortie de l'ampli-op, ce qui conduit à l'inclusion de la diode électroluminescente de l'optocoupleur U1.4. En conséquence, le phototransistor de l'optocoupleur U1.2 s'ouvrira et un niveau haut apparaîtra à l'entrée inférieure de l'élément DD1.2. Par conséquent, la sortie de l'élément DD1.3 est également un niveau haut, ce qui ouvrira le transistor de commutation VT3. Le courant de charge commence à circuler à travers l'inductance L1 et charge les condensateurs C6-C8. La tension sur les condensateurs et sur la résistance d'accord R18 commence à augmenter. À un moment donné, la tension à l'entrée non inverseuse de l'ampli opérationnel DA1.2 deviendra inférieure à celle de l'entrée inverseuse. Un niveau faible apparaîtra à la sortie de l'ampli opérationnel DA1.2. La diode électroluminescente U1.4 et le phototransistor U 1.2 de l'optocoupleur se fermeront. A l'entrée inférieure de l'élément DD1.2 et aux entrées de l'élément DD1.4, le niveau haut passera au niveau bas. Le transistor de commutation se fermera et la LED HL2 s'allumera et indiquera que l'appareil fonctionne en mode stabilisation de tension. Au fur et à mesure que la charge se décharge, la tension sur les condensateurs C6-C8 et, par conséquent, sur la résistance d'accord R18 diminuera. Et dès que la tension à l'entrée non inverseuse devient supérieure à celle à l'entrée inverseuse, le processus se répète. La tension du capteur de courant - résistance R14 est fournie aux entrées de l'amplificateur opérationnel DA1.1. Dès que le courant de charge dépasse la valeur définie, la tension à l'entrée non inverseuse de l'ampli-op DA1.1 deviendra inférieure à celle de l'entrée inverseuse. Un niveau faible apparaîtra à sa sortie et la diode électroluminescente allumée de l'optocoupleur U1.3 s'éteindra. Le phototransistor de l'optocoupleur U1.1 se fermera. A l'entrée haute de l'élément DD1.2 et aux entrées de l'élément DD1.1, le niveau haut passera au niveau bas. En conséquence, le transistor de commutation se fermera et la LED HL1 qui s'allumera signalera que l'alimentation fonctionne en mode de stabilisation de courant. Au fur et à mesure que les condensateurs C7, C8 se déchargent, le courant traversant la résistance R14 diminuera, ce qui entraînera une augmentation de la tension à l'entrée non inverseuse de l'ampli opérationnel DA1.1, puis à l'ouverture du transistor VT3. Si le courant de charge augmente à nouveau, le processus se répétera. Le courant de stabilisation est réglé par la résistance variable R5. La plupart des pièces de l'alimentation électrique sont montées sur une carte constituée d'une feuille de fibre de verre unilatérale, dont le dessin est illustré à la Fig. 2. Le transistor de commutation VT3 et la diode VD4 sont placés sur un dissipateur thermique de dimensions 60x90x7 mm.
L'appareil peut être alimenté par un transformateur secteur avec une tension efficace sur l'enroulement secondaire de 20...25 V, qui fournira le courant de charge requis. Dans la version originale, le redresseur utilise des ensembles de diodes KD227GS. La self L1 est réalisée à base du noyau magnétique B36. Le bobinage contient 20 tours de fil PEV 1,35. La bobine finie est remplie de résine époxy. Lors de l'assemblage du circuit magnétique, un joint amagnétique de 0,3...0,5 mm est installé entre les coupelles. Si la tension d'alimentation de l'appareil diffère considérablement de celle indiquée sur le schéma, il convient de garder à l'esprit que la résistance des résistances R1 et R2 est calculée à partir de la condition d'assurer le courant des diodes Zener VD1 et VD2 dans la plage de 3. ..10 mA. Avec une augmentation significative de la tension d'alimentation, une augmentation significative de la puissance dissipée par les transistors VT1 et VT2 est possible - ils doivent être installés sur des dissipateurs thermiques. Si les condensateurs de filtrage ne peuvent pas être placés sur la carte (en raison de leurs grandes dimensions), il est conseillé de les placer séparément, en augmentant la capacité totale des condensateurs C1-C3 à 10000 15000-6 4700 μF et du condensateur CXNUMX à XNUMX XNUMX μF. Le condensateur C7 est en niobium ou en tantale (K52-9, K53-27) avec une tension nominale d'au moins 32 V. Le transistor IRFZ44N peut être remplacé par un IRF540N, bien qu'il nécessite un refroidissement plus intensif. LED HL1 et HL2 - toutes celles qui fournissent l'indication nécessaire. Il est souhaitable qu'ils soient de couleurs différentes. La configuration de l'alimentation commence avec le transistor VT3 désactivé. Tout d’abord, appliquez une tension à l’entrée et vérifiez le fonctionnement des stabilisateurs internes. La tension sur le condensateur C4 doit être comprise entre 15...16 V et sur le condensateur C5 - 8...9 V. Des écarts mineurs n'auront pas d'effet notable sur le fonctionnement de l'appareil. Les transistors VT1 et VT2 ne devraient pas devenir très chauds dans aucun mode. Après cela, une unité de limitation de courant est mise en place. Le moteur de la résistance variable R5 est réglé en position gauche selon le schéma, correspondant au courant minimum. Ensuite, en utilisant la résistance d'ajustement R3, les tensions aux entrées de l'ampli-op DA1.1 sont égalisées : vous devriez trouver une position dans laquelle, lorsque le moteur de la résistance R5 a commencé à tourner, la LED HL1 s'est éteinte, et dans la position la plus à gauche selon au schéma, il s'est allumé. Avec ce réglage, la résistance variable R5 peut être utilisée pour modifier le courant de sortie maximum de 5 à 5 A. Si vous ne parvenez toujours pas à obtenir un courant maximum de 5 A, vous devez augmenter la résistance de la résistance RXNUMX et répéter le réglage. Ensuite, le transistor de commutation VT3 est connecté et l'unité de limitation de tension est configurée. Le curseur de la résistance variable R5 est réglé sur la position où la LED HL1 est éteinte. Le curseur de la résistance d'ajustement R18 est réglé sur la position supérieure et le curseur de la résistance variable R16 est réglé sur la position médiane selon le circuit, correspondant à la moitié de la tension maximale. La résistance ajustable R18 définit la moitié de la tension de sortie maximale que l'alimentation doit fournir. Dans ce cas, il est nécessaire de connecter une charge à la sortie, par exemple une résistance d'une résistance de 100 Ohms et d'une puissance de 2 W. Il ne faut pas oublier que la tension de sortie maximale ne doit pas différer grandement de la tension alternative effective sur l'enroulement secondaire du transformateur secteur. Une fois l'installation terminée, il est conseillé de calibrer les résistances R5 et R16. Pour ce faire, lorsque l'alimentation est coupée, le curseur de la résistance R16 doit être placé en position médiane, le curseur de la résistance R5 en position extrême gauche, connecter un ampèremètre à la sortie et appliquer la tension d'alimentation. Ensuite, en déplaçant le curseur de la résistance R5, augmentez le courant dans le circuit jusqu'à une certaine valeur, par exemple 1 A, et placez le repère correspondant en face de la flèche de la poignée de la résistance, etc. Ensuite, en remplaçant l'ampèremètre par un voltmètre, calibrez résistance R16. Avec certaines compétences, en utilisant les échelles et indicateurs obtenus HL1 et HL2, vous pouvez, sans instruments de mesure, régler avec assez de précision la tension et le courant de la charge, le courant de charge des batteries et déterminer la tension sur celles-ci, définir les modes de fonctionnement limites, limiter le courant et la tension à des intervalles spécifiés. En conclusion, je voudrais noter que la tension drain-source maximale du transistor à effet de champ IRFZ44N (VT3) est de 55 V, le courant de drain maximum est de 49 A, la résistance à canal ouvert est de 0,022 Ohm. Ainsi, en principe, l'alimentation décrite a des capacités d'« overclocking ». De plus, en ajoutant un déclencheur RS à l'appareil, nous obtenons une machine automatique qui s'éteindra en cas de surcharge ou lorsque la tension requise est atteinte lorsque l'appareil est utilisé comme chargeur. Auteur : A. Antoshin, Riazan
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