Представленный стабилизатор напряжения работает по компенсационной схеме с умножением опорного напряжения, т.е. выдаёт напряжение большее, чем опорное напряжение стабилитрона VD2. Стабилизатор состоит из источника опорного напряжения VD2, как уже было отмечено, операционного усилителя (ОУ) DA1, который служит для сравнения и опорного и выходного напряжений, усилениях их разности и управления усилителем постоянного тока (УПТ). УПТ собран на транзисторах VT2-VT4 с коэффициентом усиления по напряжению, определяемым резисторами R7 и R8 в цепи обратной связи и равным
Общий коэффициент усиления УПТ и ОУ по напряжению, охваченных общей отрицательной обратной связью, равен
Отрицательная обратная связь создаёт баланс напряжений на обоих входах ОУ DA1, компенсируя воздействие дестабилизирующих причин. Чтобы стабилизатор напряжения не потерял устойчивость и не перешёл в режим самовозбуждения, в цепи ООС включены конденсатор C5, а также конденсатор C4, которые определяют затухание АЧХ на частоте фазового сдвига .
Установка выходного напряжения осуществляется переменным (подстроечным) резистором R15, а изменение пределов регулировки определяется резисторами R14 и R16.
Выходное напряжение стабилизатора рассчитывается по формуле
Выходное напряжение на выходе УО DA1 не превышает напряжение его питания и вычисляется по формуле
.
Помимо общей отрицательной обратной связи, стабилизатор охвачен и положительной обратной связью через цепь источника опорного напряжения (ИОН), которая создаёт дополнительный триггерный режим работы. Так для повышения стабильности опорного напряжения параметрический стабилизатор R13VD2 подключен к выходу стабилизатора и питает ОУ. При включении питания транзисторы УПТ находятся в режиме отсечки, и выходное напряжение будет отсутствовать, от которого запитан ИОН и ОУ – стабилизатор не работает в этом случае. Для запуска стабилизатора и перевода его в рабочее состояние на переход Б-Э транзистора VT3 через активно-емкостную цепь C3R6 подаётся короткий импульс, а также дополнительно через резистор R10 на ОУ подаётся постоянное напряжение питания с входа. После запуска стабилизатора питание ОУ осуществляется в основном от ИОН.
В режиме короткого замыкания (КЗ) управляющее напряжение УПТ шунтируется на общую шину через диод VD1, переводя транзисторы VT2-VT4 в режим отсечки. ОУ остаётся нагруженным на резистор R9. Если необходимо обесточить ОУ, то можно параллельно резистору R13 подключить диод аналогично диоду VD1. При снятии причины КЗ стабилизатор автоматически перейдёт в рабочий режим.
В случае перегрузки стабилизатора по току, на резисторе R1 падает достаточное напряжение для открытия транзистора VT1, который в свою очередь, шунтирует переход Б-Э VT3, прикрывая его, и следующий за ним силовой транзистор VT2, ограничивая, таким образом, протекающий ток в нагрузке. Ток ограничения определяется резистивным делителем R5R2 и при заданных номиналах составляет примерно 3А. Транзистор VT1 должен обладать хорошим коэффициентом усиления не менее ß>50.
Выходной силовой транзистор VT2 устанавливается на радиатор. Важно чтобы рассеиваемая мощность на транзисторе не превышала 30Вт. Минимальное падение напряжения на К-Э VT2 равно напряжению насыщения и составляет примерно 2…3В.
При сборке стабилизатора подбор деталей необязателен, кроме VT1 ß>50. Настройка стабилизатора сводится к установке необходимого выходного напряжения с помощью цепи резисторов R14-R16, а также тока ограничения с помощью резисторов R5R2.
Транзистор КТ853А – составной, можно заменить двумя по схеме Дарлингтона. Транзистор КТ361Б можно заменить любым подходящим типа КТ3107, 2SA733, 2SA539, BC557 и т.д. Транзисторы КТ502Е – КТ626Б-В, BC640; КТ503Е – КТ602АМ, КТ604Б, КТ605Б и т.д. Микросхему КР140УД608 можно заменить любым операционным усилителем общего назначения.
При переделке стабилизатора на другое напряжение необходимо пересчитать номиналы резисторов R10, R13, а также с условием максимального выходного напряжения ОУ пересчитать передаточные коэффициенты усиления.
Ниже приведено фото двухполярного варианта исполнения стабилизатора для питания УМЗЧ +/-42В.
Автор Рыбалко В.Н.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
VT1 | Биполярный транзистор | КТ361Б | 1 | h21э > 50 | Поиск в магазине Отрон | |
VT2 | Биполярный транзистор | КТ853А | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
VT3 | Биполярный транзистор | КТ502Е | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
VT4 | Биполярный транзистор | КТ503Е | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
DA1 | Микросхема | КР140УД608 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
VD1 | Диод | КД521А | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
VD2 | Стабилитрон | Д814В | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R1 | Резистор | 0.3 Ом | 1 | 5 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R2 | Резистор | 3.3 кОм | 1 | 0.125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R3 | Резистор | 680 Ом | 1 | 0.125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R4, R9 | Резистор | 2.2 кОм | 2 | 0,125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R5 | Резистор | 1.5 кОм | 1 | 0,125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R6, R16 | Резистор | 10 кОм | 2 | 0,125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R7, R10 | Резистор | 6.8 кОм | 2 | R10 - 0.25 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R8 | Резистор | 1 кОм | 1 | 0,125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R11, R14 | Резистор | 30 кОм | 2 | 0,125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R12 | Резистор | 3 кОм | 1 | 0,125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R13 | Резистор | 4.7 кОм | 1 | 0.25 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
R15 | Подстроечный резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R16 | Резистор | 10 кОм | 1 | 0,125 Вт | Поиск в магазине Отрон | |
C1 | Электролитический конденсатор | 2200мкФ 63В | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C2 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C3 | Электролитический конденсатор | 2.2мкФ 50В | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C4 | Конденсатор | 100 пФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C5 | Конденсатор | 30 пФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C6 | Электролитический конденсатор | 100мкФ 16В | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C7 | Электролитический конденсатор | 330мкф 50В | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
C8 | Конденсатор | 1мкФ 63В | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- SN_30-42Vh3A.pdf (100 Кб)
Комментарии (72) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Далее мне неизвестна микросхема LM338, но я подозреваю, что она не способна работать с напряжениями до 50В, к тому же, а какое падение напряжение на ней? А тепла там что меньше выделяется? Вы решила своей критикой охать мою схему? Также, сдохнет ваша LM куда бежать, где её искать? В моей схеме все детали доступны в любое время дня и ночи и могут быть легко заменены аналогами. Ещё момент, LM стабилизаторы легко самовозбуждаются на высоких частотах и увидеть это можно только на осциллографе и этот косяк практически не устраним. В моей схеме это легко преодолевается с помощью коррекции частотно-зависимой ООС. Вы такой супер специалист, поэтому я советую вам разработать свою схему, если что-то не устраивает.
Цепь после ОУ является преобразователем V/I с последующим каскадным эмиттерным повторителем. V преобразовывать в I, потом неявным образом в V. Я вообще не понимаю того, кто это разработал.
Может схема и "рабочая", но повторять я бы не стал. Где-то дефекты вылезут. Или на динамике или в стабильности от режима работы.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Для того, чтобы поделие было стабилизатором, при входном постоянном напряжении 50 В, выходном 42 В и токе нагрузки 3 А, как это заявлено в статье, емкость конденсатора фильтра должна быть не менее 12000...13000 мкФ. Если же в питающей сети 220+-10% случится -10%, то никакой стабилизации ни при каком конденсаторе не случится, т.к. на входе поделия больше 45 вольт не будет никогда. А для выходного 42 при 3 А надо входное 46, угадайте, почему.
А теперь правильный ответ. В предположении, что схема в самом деле стабилизирует, при входном напряжении 45...50 В и +-10% питающей сети на выходе можно получить стабилизированное до 29 В при 3 А. Или до 35 В при 1 А.
Еще там в форуме от автора прозвучал робкий намек, что в статье на входе указано некое "действующее напряжение". Действующее значение пульсирующего напряжения? Ладно. Но тогда конденсатор 2200х63В скоро бабахнет даже при номинальном сетевом напряжении.
[Автор]
Автор, ты можешь объяснить процесс при КЗ на выходе?
[Автор]
1. Выход из ОБР КТ853 при ограничении по току;
2. Все ранее сказанное про емкость на входе и пульсации;
Опять не поленился, смоделировал всю схему. Что еще:
3. При подаче входного напряжения на треть секунды на выходе будет почти полное входное напряжение. Причина - С3.
4. В режиме ограничения по току на R1 высокочастотные токовые пульсации размахом до 1,5 А. На нагрузке - незначительные.
5. При скачкообразном изменении тока нагрузки от нуля до 2,5 А выбросы на выходе не превышают 0,1 В.
6. Стабилизация по току и входному напряжению - ОК.
Вывод: к повторению без доработок (1,2,3) не годится.
[Автор]
Не сложилось впечатления, что вы поняли суть замечаний про конденсатор фильтра . Если вы берете 46 В входного нестабилизированного с конденсатора 2200 мкФ, как написали в форуме, то максимальное стабилизированное напряжение на выходе стабилизатора при 2 А будет не выше 34 В. С учетом нестабильности сети - не выше 30 В.
У вас "входной каскад, каскад усиления и предоконечный каскад (драйвер)" питаются от 30 В?
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Есть и выброс до полного питания аж 0.6с при включении. Так же при перегрузке ключ может выйти за ОБР. Ну и в довесок входной емкости маловато. Если добавить еще 4700, то пульсации на выходе снижаются почти в 2 раза, до 20-30 мВ при максимальном токе.
Глянул эти модные BOURNS в чипе-дипе, многооборотный на 1кОм стоит 780р, моя внутренняя жаба сказала что такие резисторы мне не нужны
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Нехорошая схема. Надо дорабатывать.
[Автор]
Чтобы понять о чем речь, проверьте работу вашей "защиты от перегрузки", перегрузив выход стабилизатора нагрузкой 2...3 ома. И расскажите нам за сколько секунд сдохнет КТ853. Любопытно также, уйдет он в обрыв или закоротит.
Все, надоело помогать. Корм не в коня.
[Автор]
Вы мне покажите идеальную защиту по току чтоб прям на 2 Ома и не грелось ничего и час работало.
[Автор]
Что мы по сути имеем. Стабилизатор со скачком напряжения при включении, с защитами которые защищают непонятно от чего. По характеристикам же он ничем не лучше тех схем, что вам показывали на форуме. Только элементов содержит в 3 раза больше, и которые тут, по сути, для красоты. Конечно, может ваш стабилизатор имеет гораздо лучшие частотные и шумовые параметры, но вы их не приводите. Так в чем уникальность вашей разработки? Или это просто разработка ради разработки?
[Автор]
Как и писал выше при перегрузке транзистор выходит из области безопасного режима работы, и сгорает даже успев нагреться. В описании транзистора есть график де четко указано что при таком напряжении он не может держать 3А. Нужно либо защиту изменять либо лепить гирлянду ключей.
[Автор]
[Автор]