Регулятор напруги та струму на кт825г. Імпульсний стабілізатор напруги КТ825. Для схеми "Транзисторний регулятор напруги"

Здрастуйте шановні читачі. Існує багато схем, де з великим успіхом використовуються чудові потужні складові транзистори КТ827 і, природно, іноді виникає необхідність у їх заміні. Код під рукою даних транзисторів не виявляється, то починаємо замислюватися про їх можливі аналоги.

Повних аналогів серед виробів іноземного виробництва я не знайшов, хоча в інтернеті є багато пропозицій та тверджень щодо заміни цих транзисторів на TIP142. Але у цих транзисторів максимальний струм колектора дорівнює 10А, у 827 він дорівнює 20А, хоча потужності вони однакові і рівні 125Вт. У 827 максимальна напруга насичення колектор – емітер дорівнює два вольти, у TIP142 – 3В, а це означає, що в імпульсному режимі, коли транзистор перебуватиме в насиченні, при струмі колектора 10А на нашому транзисторі буде виділитися потужність 20Вт, а тому доведеться збільшувати розміри радіатора.

Хорошою заміною може бути транзистор КТ8105А, дані дивимося у табличці. При струмі колектора 10А напруга насичення даного транзистора трохи більше 2В. Це добре.

За відсутності цих замін я завжди збираю приблизний аналог на дискретних елементах. Схеми транзисторів та їхній вид наведено на фото 1.

Збираю зазвичай навісним монтажем, один з можливих варіантівпоказано на фото 2.

Залежно від потрібних параметрів складеного транзистори можна підібрати транзистори для заміни. На схемі вказані діоди Д223А, зазвичай застосовую КД521 або КД522.

На фото 3 зібраний складовий транзистор працює на навантаження за температури 90 градусів. Струм через транзистор в даному випадку дорівнює 4А, а падіння напруги на ньому 5 вольт, що відповідає теплової потужності, що виділяється 20Вт. Зазвичай таку процедуру я влаштовую напівпровідникам протягом двох, трьох годин. Для кремнію це не страшно. Звичайно для роботи такого транзистора на даному радіаторі всередині корпусу пристрою знадобиться додаткове обдування.

Для вибору транзисторів наводжу таблицю параметрів.

Джерело зручне для живлення налагоджуваних електронних пристроївта зарядки акумуляторних батарей. Стабілізатор побудований за компенсаційною схемою, якою характерний малий рівень пульсацій вихідної напруги і, незважаючи на невисокий порівняно з імпульсними стабілізаторами ККД, цілком відповідає вимогам до лабораторного джерела живлення.

Принципова електрична схемаджерела живлення показано на рис. 1. Джерело складається з мережевого трансформатора Т1, діодного випрямляча VD3-VD6, що згладжує фільтра СЗ-С6, стабілізатора напруги DA1 із зовнішнім потужним регулюючим транзистором VT1, стабілізатора струму, зібраного на ОУ DA2 і допоміжному двополярному джерелі навантаження РА1 з перемикачем SA2 "Напруга/"Ток".

У режимі стабілізації напруги на виході ОУ DA2 високий рівень, світлодіод HL1 та діод VD9 закриті. Стабілізатор DA1 та транзистор VT1 працюють у стандартному режимі. При порівняно невеликому струмі навантаження транзистор VT1 закритий і весь струм протікає через стабілізатор DA1. При збільшенні струму навантаження збільшується падіння напруги на резистори R3, транзистор VT1 відкривається і входить в лінійний режим, включаючись в роботу і розвантажуючи стабілізатор DA1. Вихідну напругу задає резистивний дільник R6R10. обертанням ручки змінного резистора R10 встановлюють необхідну вихідну напругу джерела.

Сигнал зворотнього зв'язкупо струму знімається з резистора R9 і надходить через резистор R8 інвертує вхід ОУ DA2. При збільшенні струму понад значення, що встановлюється змінним резистором R8, напруга на виході ОУ зменшується, відкривається діод VD9, включається світлодіод HL1 і стабілізатор переходить в режим стабілізації навантаження, що індикується світлодіодом HL1.

Допоміжне малопотужне двополярне джерело живлення ОУ DA2 зібране на двох однонапівперіодних випрямлячах на VD1, VD2 з параметричними стабілізаторами VD7R1, VD8R2. Їхня загальна точка з'єднана з виходом регульованого стабілізатора DA1. Така схема обрана з міркувань мінімізації числа витків допоміжної обмотки III, яку потрібно додатково намотати на мережний трансформатор Т1.

Більшість деталей блоку розміщено на друкованій платі із фольгованого з одного боку склотекстоліту товщиною 1 мм. Креслення друкованої платипредставлений на рис. 2. Резистор R9 складений із двох опором по 1,5 0м потужністю 1 Вт. Транзистор VT1 закріплений на штирьовому тепловідводі із зовнішніми розмірами 130x80x20 мм, що є задньою стінкою кожуха джерела. Трансформатор Т1 повинен мати габаритну потужність 40...50 Вт. Напруга (під навантаженням) обмотки II має бути близько 25, а обмотки III - 12 В.

При зазначених на схемі номіналах елементів блок забезпечує вихідну напругу 1,25...25, струм навантаження - 15...1200мА. Верхню межу напруги за потреби можна розширити до 30 В підбіркою резисторів дільника R6R10. Верхню межу струму також можна підняти, зменшивши опір шунта R9, але при цьому доведеться встановити діоди випрямляча на тепловідведення, застосувати більше потужний транзистор VT1 (наприклад, КТ825А-КТ825Г), а можливо, і потужніший трансформатор.

Спочатку монтують та перевіряють випрямляч з фільтром та двополярне джерело живлення для ОУ DA2, потім все інше, крім DA2. Переконавшись у працездатності регульованого стабілізатора напруги, впаюють ОУ DA2 і перевіряють під навантаженням регульований стабілізатор струму. Шунт R11 виготовляють самостійно (його опір - соті або тисячні частки Ома), а додатковий резистор R12 підбирають під наявний мікроамперметр. У моєму джерелі застосовано мікроамперметр М42305 зі струмом повного відхилення стрілки 50 мкА.

Конденсатор С13 відповідно до рекомендацій виробника стабілізатора К142ЕН12А бажано використовувати танталовий, наприклад, К52-2 (ЦЕ-1). Транзистор КТ837Е може бути замінений КТ818А-КТ818Г або КТ825А-КТ825Г. Замість КР140УД1408А підійдуть КР140УД6Б, К140УД14А, LF411, LM301A або інший ОУ з малим вхідним струмом та відповідним напругою живлення (може знадобитися корекція малюнка провідників друкованої плати). Стабілізатор К142ЕН12А можна замінити на імпортний LM317T.

Якщо необхідно, щоб вихідну напругу можна було регулювати від нуля, потрібно до джерела додати гальванічно розв'язаний додатковий стабілізатор напруги на 1,25 В (його можна зібрати також на К142ЕН12А) і підключити його плюсом на загальний провід, а мінусом - до з'єднаним разом правим висновком та двигуном змінного резистора R10, попередньо відключеним від загального дроту.

Радіо №10, 2006р.

Список радіоелементів

Завдяки високому ККД імпульсні стабілізатори напруги отримують останнім часом все більш широке поширення, хоча вони, як правило, складніші за традиційні і містять більшу кількість елементів. Так, наприклад, нескладний імпульсний стабілізатор (рис. 5.6) з вихідною напругою, меншою за вхідний, можна зібрати всього на трьох транзисторах, два з яких (VT1, VT2) утворюють ключовий регулюючий елемент, а третій (VT3) є підсилювачем сигналу неузгодженості.

Пристрій працює в режимі коливання. Напруга позитивного зворотного зв'язку з колектора транзистора VT2 (він складовий) через конденсатор С2 надходить у ланцюг бази транзистора VT1. Транзистор VT2 періодично відкривається до насичення струмом, що протікає через резистор R2. Так як коефіцієнт передачі струму бази цього транзистора дуже великий, він насичується при відносно невеликому базовому струмі. Це дозволяє вибрати опір резистора R2 досить великим і, отже, збільшити коефіцієнт передачі регулюючого елемента.

Напруга між колектором і емітером насиченої транзистора VT1 менше, ніж напруга відкривання транзистора VT2 (у складовому транзисторі, як відомо, між висновками бази і емітера включено послідовно два р-n переходу), тому коли транзистор VT1 відкритий, VT2 надійно закритий.

Елементом порівняння та підсилювачем сигналу неузгодженості є каскад на транзисторі VT3. Його емітер підключений до джерела зразкової напруги стабілітрону VD2, а база до дільника вихідної напруги R5 ... R7.

В імпульсних стабілізаторах регулюючий елемент працює в ключовому режимі, тому напруга виходу регулюється зміною шпаруватості роботи ключа. У цьому пристрої відкриванням і закриванням транзистора VT2 по сигналу транзистора VT3 управляє транзистор VT1. У моменти, коли транзистор VT2 відкритий, в дроселі L1 завдяки протіканню струму навантаження запасається електромагнітна енергія. Після закриття транзистора запасена енергія через діод VD1 віддається в навантаження.

Незважаючи на простоту, стабілізатор має досить високий ККД. Так, при вхідній напрузі 24, вихідному 15 і струмі навантаження 1 А виміряне значення ККД дорівнювало 84%.

Дросель L1 намотаний на кільці К26х16х12'з фериту з магнітною проникністю 100 дротом діаметром 0,63 мм і містить 100 витків. Індуктивність дроселя при струмі підмагнічування 1 близько 1 мГн. Характеристики стабілізатора багато в чому визначаються параметрами транзистора VT2 та діода VD1, швидкодія яких має бути максимально можливою. У стабілізаторі можна застосувати транзистори КТ825Г (VT2), КТ313Б, КТ3107Б (VT1), КТ315Б (VT3), діод КД213 (VD1) та стабілітрон КС168А (VD2).

Т ак назвав цей блок харчування Олександр Борисов, коли я йому показав що в результаті вийшло))) значить тому і бути, нехай мій БП тепер носить горду назву - Космічний)

Як стало зрозумілим, мова підепро блок живлення з регульованою вихідною напругою, ця стаття зовсім не нова, з моменту створення цього БП минуло вже 2 роки, а тему все ні як не міг втілити на сайті. На той час цей БП був для мене найприйнятнішим з міркувань доступності деталей та повторюваності. Схему блоку живлення було взято з журналу РАДІО 2006, випуск №6.

Джерело зручне для живлення електронних пристроїв, що налагоджуються, і зарядки акумуляторних батарей. Стабілізатор побудований за компенсаційною схемою, якою характерний малий рівень пульсацій вихідної напруги і, незважаючи на невисокий порівняно з імпульсними стабілізаторами ККД, цілком відповідає вимогам до лабораторного джерела живлення.

Принципова електрична схема джерела живлення показано на рис. 1. Джерело складається з мережевого трансформатора Т1 діодного випрямляча VD3-VD6, що згладжує фільтра СЗ-С6, стабілізатора напруги DA1 із зовнішнім потужним регулюючим транзистором VT1, стабілізатора струму, зібраного на ОУ DA2 і допоміжному двополярному джерелі його живлення РА1 з перемикачем SA2 "Напруження" / "Струм".

У режимі стабілізації напруги на виході ОУ DA2 високий рівень, світлодіод HL1 та діод VD9 закриті. Стабілізатор DA1 та транзистор VT1 працюють у стандартному режимі. При порівняно невеликому струмі навантаження транзистор VT1 закритий і весь струм протікає через стабілізатор DA1. При збільшенні струму навантаження збільшується падіння напруги на резистори R3, транзистор VT1 відкривається і входить в лінійний режим, включаючись в роботу і розвантажуючи стабілізатор DA1. Вихідну напругу задає резистивний дільник R6R10. Повертанням ручки змінного резистора R10 встановлюють необхідну вихідну напругу джерела.

Сигнал зворотного зв'язку струмом знімається з резистора R9 і надходить через резистор R8 на вхід інвертуючий ОУ DA2. При збільшенні струму понад значення, що встановлюється змінним резистором R8, напруга на виході ОУ зменшується, відкривається діод VD9, включається світлодіод HL1 і стабілізатор переходить в режим стабілізації струму навантаження світлодіодом HL1, що індикується.

У моєму виконанні, чомусь цей захист по струму спрацьовує тільки при КЗ.

Ідея такого спільного включення трививідного регульованого стабілізатора та операційного підсилювача запозичена з технічного описустабілізатора LM317T.

Допоміжне малопотужне двополярне джерело живлення ОУ DA2 зібране на двох однонапівперіодних випрямлячах на VD1, VD2 з параметричними стабілізаторами VD7R1, VD8R2. Їхня загальна точка з'єднана з виходом регульованого стабілізатора DA1. Така схема обрана з міркувань мінімізації числа витків допоміжної обмотки III, яку потрібно додатково намотати на мережний трансформатор Т1.

Більшість деталей блоку розміщено на друкованій платі із фольгованого з одного боку склотекстоліту товщиною 1 мм. Резистор R9 складений із двох опором по 1,5 Ом потужністю 1 Вт. Транзистор VT1 закріплений на штирьовому тепловідводі із зовнішніми розмірами 130x80x20 мм, що є задньою стінкою кожуха джерела. Трансформатор Т1 повинен мати габаритну потужність 40...50 Вт. Напруга (під навантаженням) обмотки II має бути близько 25, а обмотки III - 12 В.

При зазначених на схемі номіналах елементів блок забезпечує вихідну напругу 1,25...25, струм навантаження - 15...1200 мА. Верхню межу напруги за потреби можна розширити до 30 В підбіркою резисторів дільника R6R10. Верхня межа струму також можна підняти, зменшивши опір шунта R9, але при цьому доведеться встановити діоди випрямляча на тепловідведення, застосувати потужніший транзистор VT1 (наприклад, КТ825А-КТ825Г), а можливо, і потужніший трансформатор.

Спочатку монтують та перевіряють випрямляч з фільтром та двополярне джерело живлення для ОУ DA2, потім все інше, крім DA2. Переконавшись у працездатності регульованого стабілізатора напруги, впаюють ОУ DA2 і перевіряють під навантаженням регульований стабілізатор струму. Шунт R11 виготовляють самостійно (його опір - соті або тисячні частки ома), а додатковий резистор R12 підбирають під конкретний мікроамперметр. У моєму джерелі застосовано мікроамперметр М42305 зі струмом повного відхилення стрілки 50 мкА.

Конденсатор С13 відповідно до рекомендацій виробника стабілізатора К142ЕН12А бажано використовувати танталовий, наприклад, К52-2 (ЦЕ-1). Транзистор КТ837Е може бути замінений на КТ818А-КТ818Г або КТ825А-КТ825Г. Замість КР140УД1408А підійдуть КР140УД6Б, К140УД14А, LF411, LM301A або інший ОУ з малим вхідним струмом та відповідним напругою живлення (може знадобитися корекція малюнка провідників друкованої плати). Стабілізатор К142ЕН12А можна замінити на імпортний LM317T.

Якщо необхідно, щоб вихідну напругу можна було регулювати від нуля, потрібно додати до джерела гальванічно розв'язаний додатковий стабілізатор напруги на 1,25 В (його можна зібрати так само на К142ЕН12А) і підключити його плюсом на загальний провід, а мінусом - до з'єднаних разом правим виводом та двигуном змінного резистора R10, попередньо відключеним від загального дроту.

Ну, а тепер те, як реалізував цей БП я.

Розпочалися пошуки радіокомпонентів:

Верхня межа по струму розширила до 2,5 А застосувавши шунт зі стрілочного приладу типу "Ц"

Для відображення вихідних параметрів використовував АЦП ICL 7107 один АЦП для відображення струму інший АЦП для напруги.

Готовий цифровий блок на АЦП мені дістався з минулої роботи, ці блоки вже списали через непрацездатність, на щастя, що непридатним був лише внутрішній вимірювальний транс, решта все ціле.

Мал. 2. Схема вольтметра

Схему зібрав з нуля, що була в готовому блоціне підходила, тому довелося лопатити інфу, шукати даташити в результаті схема вийшла така, що в принципі ні чим не відрізняється від тієї, що по даташиту.

У процесі налаштувань з'ясувалося, що АЦП можна живити і однополярною напругою. Яскравість сегментів індикаторів може бути різною, додаючи або видаляючи діоди 1N4148.

Налаштування АЦП - Підстроювальним резистором R5 10 кОм встановити напругу між вив. 35 і 36 рівним 1 В. Наведена схема - схема вольтметра, нижче наводжу схему вхідного дільника для побудови амперметра

(Рис. 3.)

Мал. 3. Дільник

При збиранні амперметра необхідно виключити резистор R3 рис. 2 і його місце підключити дільник (на малюнку підписано "до 31 нозі")

Для того, щоб було можливим вимірювати струми від 20 мА до 2,5 А в дільник введено ланцюжок на резисторах R5-R8 (на схемі наведені діаппазони, що часто застосовуються), але я для себе як уже говорив вище обмежив до 2,5 А. Конденсатор у дільнику - 100...470nF. Можна звичайно як відображення вихідних параметрів використовувати мультиметри типу DT-838 вбудувавши їх у корпус блоку живлення.

Для живлення всіх АЦП не знайшлося зайвої обмотки на трансі, тому довелося використати ще один невеликий транс.

Трансформатор живить АЦП, живить кулер для охолодження силового транзистора і кренки, запасливий я вже з цього приводу) Можна було б обійтися і без кулера.

Не став малювати живлення АЦП, там все просто, діодний міст КЦ407, кренка на 5 вольт і два електроліти

Корпус застосував від високочастотного мілівольтметра

Ось і вийшов Космічний блок живлення, вибачте за мою настирливість, але вже дуже люблю застосовувати світлодіоди як підсвічування)))

Ну от і все. Працює БП і досі, а надворі вже 2013 рік.

Якщо щось не зрозуміло написав чи не правильно виклав думку - пишіть...