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无线电电子与电气工程百科全书 用于电池充电的稳定电流发生器及其在电子设备维修和设计中的应用。 无线电电子电气工程百科全书
所考虑的稳定电流发生器 (GST) 非常适合为电池充电（高达 12 V）。 充电电流值可在 0 ... 10 A 范围内设置。不过，这款 GTS 并不是为了给电池充电，而是为了其他目的。 强大的 HTS 使您可以通过接触电阻值（继电器、开关等的触点）快速评估几乎所有触点连接。 使用直流毫伏表（例如 830 或 890 系列万用表），您可以轻松测量低至 0,001 欧姆的电阻。 有了强大的高温超导系统和毫伏表，我们实际上就获得了毫欧表，这为业余无线电爱好者提供了广阔的机会。 在从事无线电电子装置 (RES) 的维修工作时，我们被迫检查许多组件的可用性。 RES 的设计要求对所有无线电组件进行验证，无一例外（无论是旧的还是新的）。 在业余无线电条件下，检查组件的过程通常非常肤浅。 使用数字万用表时，您可以了解多少强大的二极管或晶体管的参数？ 10 ... 30 A 的强大二极管在几毫安的电流下“振铃”，只能揭示其一文不值。 如果使用指针式仪表，例如 М41070/1，结果会更好。 后者在被测电路中提供超过 50 mA（子范围 300 Ohm）的电流值。 在 300 kOhm 的极限下，可以轻松检测到二极管和晶体管的缺陷（电流泄漏）。 但用低压电阻计检查半导体器件时，并不是所有的缺陷都能被检测出来。 因此，制造了仪表 [1, 2]。 该仪表 [1] 允许您快速评估晶体管的 Uke.max 值，并且此类仪表 [2] 的便携式版本设计为使用电池供电（它不连接到 220 V 网络，这一点很有价值）在无线电市场）。 相同的仪表还评估了被测二极管的反向电压值。 查找有缺陷的电容器既方便又快捷。 此外，仪表 [2] 的电压范围为 0 至 3000 V。后一种情况使得可以测试绝缘，例如网络变压器绕组之间的绝缘。 在我的实践中，有时甚至可以找到电源变压器的 I 和 II 绕组之间的绝缘缺陷位置。 手头的欧姆表（0 ... 200 MΩ）没有记录绝缘违规情况，并且变压器已经开始“随着电流跳动”。 在黑暗中（电压超过 2,5 kW），缺陷位置非常清晰可见，因为火花在特定位置跳跃并产生特征性的裂纹。 因此，通过消除绝缘击穿并用胶水填充，可以避免绕组重绕。 最重要的是，重复仪表 [1, 2] 的业余无线电爱好者对这些设备的功能感到满意。 在选择最佳功率二极管时，这款 GTS 会派上用场。 正向电压 (Upr) 最低的二极管发热较少且使用寿命更长。 在低压整流器中使用此类实例非常重要，其中 Upr 的值决定了电路的效率。 当流过二极管的电流超过 7 时，我必须观察二极管开始升温的程度……停止工作。 通过这些二极管的电流不应超过 10 A（电流负载系数为 242）。 然而，使用这种二极管的实践表明，即使在247A或更大的电流下，它们也能长时间工作而不会出现故障。 如果电流超过 203 A，则选择具有最低 Upr 值的样本尤其重要。 值得将普通硅二极管 D242 替换为带有肖特基势垒的二极管，例如 KD2998V，因为您意识到后者的优点（较小的 Upr 值允许在 10 A 电流下使用小尺寸散热器）。 不幸的是，二极管的价格很高，而二极管电桥的价格过高（这可能会在维修中得到回报，而以经销商价格进行设计会毁掉无线电爱好者）。 桥接多个二极管会更便宜，但使用多个散热器会很不方便。 国外二极管和电桥的参数显然被高估了，正如它们在电路中的替换所证明的那样。 为了选择Upr值最小的二极管，将被测二极管连接到GTS的输出端（如图1中的虚线所示）。 这就是KD202、KD203、D242D246、D214、D215、D231、KD2997、KD2998、KD2999等型号二极管的直流电流值的选择。在大量（或封装）相同类型的二极管中，有几乎总是 Upr 比其他情况大 25-1,5 倍的情况。这些情况会过热，例如，在桥式整流器中（它们的发热明显超过其余二极管的发热。）Upr 是在以下电流下测量的：小于特定设计中该二极管的工作电流。 关于测量小电阻值（毫欧表模式） 您需要一个限值为 200 或 2000 mV 的毫伏表。 电阻器 R9（图 1）将流经测量电阻 (Rn) 的电流设置为 1 A。现在，电阻 Rn 上的每毫伏电压降对应于该电阻的毫欧姆。 当需要更高的 Rn 测量精度时，进入 10 A 子量程（按下开关 SA2）并将通过 Rn 的电流设置为 10 A。此时每毫欧电阻对应 10 mV。
有了这样的电流值 (10 A)，几乎所有可拆卸连接都能完美地“响起”。 根据瞬态电阻的不同，它会“固定”在它们上，从毫伏单位（质量优良的触点）到数十和数百毫伏（这些已经是有缺陷的触点）。 通过在 ≥10 A 的电流下测量低电阻，您可以快速识别万用表因连续性而隐藏的许多缺陷。 提供几乎所有安装电线的独家检查（数量！）。 他们取一根几十厘米长的安装线并将其连接到 GTS。 根据其两端的电压降，可以确定其是否适合某些用途。 只要一个人处理的是电流值不超过 1 ... 3 A 的结构，那么他就不需要测量毫欧。 但在电流大于 10 A 的设计中，变化很大。 “中国”电线开始出现在市场上（厚绝缘层和小横截面的铜线）。 相同直径（就绝缘而言）的国产电线的单位电阻比“中国”电线小两倍或更多倍。 为了在 Rn 关断时不使毫伏表失效，在测量期间，器件引线用 KD2998 二极管并联（任何其他电流≥10 A 的二极管也可以），如图 1 所示。 在检查二手可拆卸连接和继电器触点时，GST 具有特殊价值。 需要清洁或更换的触点会立即被检测到。 这里仅举几个例子。 TV、TP、MT、PT 等类型的广泛使用的拨动开关。随着时间的推移，它们的接触电阻从 3 ... 5 mOhm 增加到 0,1 ... 0,5 Ohm 甚至更多！ 在开关主体上应用适当的铭文是有意义的，这应该确定开关的用途（应用）。 通常，清洁继电器触点会产生良好的结果：通常，接触电阻会降低 2-10 倍（取决于触点的磨损情况）。 通过优化触点夹紧还可以降低接触电阻。 请记住，接触不良会导致接触表面加速损坏。 关于疮 人们购买普通电源 (220 V) 插头、插座和开关，这些插头、插座和开关在负载超过 1 kW 时会过热。 尽管这些产品的外壳上写有令人鼓舞的 6 A，但这些铭文并不能保证连接的正确质量。 当然，您可以通过在 30 kW 的负载下连接这些产品 60 ... 1 分钟来检查此类产品（等待连接故障时可能会发热）。 您可以使用 GTS 来测量接触电阻。 这个问题非常相关，因为 220 V 电网负载中的接触不良经常会导致火灾。 而现代家用电源插头、插座和开关的质量只会不断下降（节省材料、装配不良、缺乏可靠的弹簧触点）。 关于 GTS 电路 GST 由运算放大器 DA1 和强大的场效应晶体管 VT7 组成，为负载提供所需的电流。 由于在直流电流（我们的例子）下，场效应晶体管不会消耗栅极电路中的电流，因此运算放大器几乎无负载运行，这提高了整个 HTS 的可靠性。 OU控制场效应晶体管的导通性，从而决定负载Rn中的电流。 商品及服务税现行监管有两个子范围。 在图中所示 SA2 开关的位置中，我们有 0 ... 2 A。第二个子范围高达 10 A。电流传感器（电阻器 R16）既用于 GTS 电路，又用作电流表分流器。 参考电压源装配在 D9E 型精密齐纳二极管 VD818 和电流发生器上，而电流发生器又装配在晶体管 VT1-VT4 上（借自 [3]）。 这个方案不应该被无线电爱好者遗忘。 它比单晶体管GTS电路具有更高的参数稳定性。 电路Rn中HTS输出电流的稳定性几乎完全由运算放大器同相输入端电压的稳定性决定，即离子稳定性。 PA1电流表读数的稳定性取决于元件R16-R18的稳定性。 Детали 还安装了 K140UD708，而不是 OU KR140UD7。 场效应晶体管 IR.Z46 (KP741A、B)、IR.Z44 (KP723A)、IR.Z45 (KP723B)、IR.Z40 (KP723V)、IR.540 (KP746A)、IR.541 (KP746B)、IR.542 (KP746V)、IR.P150(KP747A)等 选择场效应晶体管的原因是最大的可靠性和设计的简单性。 在没有场效应晶体管的情况下，完全可以用两个晶体管代替，如图2所示。
然而，这里的 KT827A 晶体管以接近极限的模式运行（当负载中的电流为 10 A 时）。 用两个晶体管代替KT827A是有利的。 这就是业余无线电爱好者所做的，重复 GTS 方案（图 1）并且不使用场效应晶体管（图 3）。
晶体管VT7必须配备良好的散热片，其表面至少为2000cm2。 晶体管 VT1、VT2 类型为 KT3107、KT361，具有任意字母索引。 晶体管 VT3、VT4 类型为 KT3102、KT315，具有任意字母索引。 KT502、KT503 非常适合这里。 三极管VT5型KT815、KT817； 三极管VT6型号为KT814、KT816。 关于整流二极管 电流10A以上的大功率二极管都可以，如果还是买不到大功率二极管（在外围买根本不现实），那就用老的久经考验的方案（图4）一个公共负载的两个二极管电桥的操作（并联模式）。
图5中的电路与图4中的电路具有相同的用途，但是电阻器的连接方式是将所有8个二极管放置在三个散热器上，就像传统电桥的二极管一样。 然而，这里电阻器的数量已经是 8 个（而不是图 4 中的 4 个）。 对于图1中的电路，电阻器R1-R4（图4）和R1R8（图5）的阻值不应超过0,1欧姆（它们的范围是0,03 ... 0,1欧姆，但它们必须相同） 。 在图4的电路中，电桥KTs402、KTs405(R1-R4等于0,5…1欧姆)和其他二极管(对于KTs402、405电流之和不超过2A)也工作。
线绕电阻器由直径大于1,5毫米的无缺陷镍铬合金丝制成。 如果操作正确（在 16 A 的电流下，其上会消耗 10 W 的功率），则不会声称 R10 电阻器的稳定性。 TCS中的镍铬合金比康铜差30倍，比锰铜差3倍，但比铜稳定26倍。 为了赶上锰铜的稳定性，您需要降低温度（电阻器上的功率）。 并联4个镍铬合金电阻可以解决这个问题。 毕竟，外围的锰铜或康铜分流器很少见。 此外，锰铜的最高工作温度低于100°C，而镍铬合金的最高工作温度为900°C。 以上述方式准备的分流器实际上是“永恒的”（每个分流器 2,5 W 的功率不会产生太多热量）。 电阻器R7、R8和R17、R18由C2-13型电阻器组成，因为它们的电阻值的稳定性决定了GTS输出电流的稳定性，从而决定了电流表读数的稳定性。 除 R9 型 PP2-12 之外的所有其他 MLT 型电阻器。 电解电容器 C8-C10 是广泛使用的 K50-35 或 K50-6 型。 不可能减少它们的总电容，因为纹波会渗透到负载 (Rn) 中，并且 HTS 的操作中会出现错误（电流值接近 10 A）。 另外，整流器的电容不足，也无法获得10A的输出电流（以网络变压器绕组的交流电压II为规定值）。 如果GTS不用作12伏电池充电器，则应降低绕组II的电压。 即使在几伏的绕组电压 II 下也可以检查二极管、各种接触连接。 实际上，该电压降低至 6 V（负载为 10 A 时）。 该 HTS 的基本版本包含一个变压器，其绕组 II 在 10 A 电流下应至少为电池提供 10,25 V 电压。 一点“诀窍”是，最好在明显高于护照值的电流下检查强大的接触（可拆卸）连接。 例如，插头上标有 6 A，这意味着必须在 10 ... 20 A 的电流下检查连接的可靠性。在这种情况下，不合格的插头连接会立即暴露出来。 而市场上这样的新型不合格插头、插座、开关还有很多！ 关于变压器T1 HTS 的第一个（基本）版本安装在一个尺寸相当小的变压器上，功率仅为 160 VA。 其上刻有：“TBS30,16U3 R160 VA 50-60 Hz。GOST.5.1360-72”。 它使用ShL-铁。 从体积上来说，它比TS-180要小，而且工作时安静，这是TS-180不能说的。 次级绕组被重绕。 绕组 II 在两根电线中包含 45 匝 PEV-1,4 mm。 开路电压为11,5V。在10A负载下，输出电压至少为10,25V，但如果二极管电桥中安装肖特基二极管（KD2998、2991）。 对于硅D242、243，绕组II中的电压增加2,5V。如果图4和图5电路中的二极管成对匹配，则电阻器R1-R4（图4）和R1- R8（图5）可以去掉（短接）。 实际上，这仅通过 Upr 分布不超过 5% 的并联二极管来实现。 绕组 III T1 包含 78 匝双线 PELSHO-0,41。 电流为 20 A 的绕组 II 的抽头（图中未显示）由 28 匝组成。 您也可以使用变压器 TC-180-2。 绕组9-10和9'-10'串联连接。 根据规格，它们的电压为 6,4 V，负载电流为 4,7 A。它们包含 23 匝 D1,55 mm 电线。 在 10 A 电流下，它们无法工作，但可以短时间工作。 绕组5-6、5'-6'和11-12、11'-12'用作绕组III，将它们串联连接（5-6与绕组11-12和5'-6'与绕组11'- 12'）。 绕组 11-12 每个提供 6,4 V，只有 11'-12' 设计用于 0,3 A 电流，而 11-12 - 用于 1,5 A 电流。在 10 A 电流下，“最热”绕组 9-10（之后几分钟），但由于它们位于最上层，因此冷却效果最好。 为了进一步散热，每个 TC-180 卷轴上的纸外层（连同标签）均被去除。 当高温超导仅用于低电阻连接的连续性时，桥式整流器被具有中点的全波电路取代（图6）。 这里，如图4和图5所示，安装了2个。 D242A并联。
对于所有二极管，这里需要一个散热器。 这种情况下（相对于 TS-180）最主要的是，现在绕组的额定电流不再是 4,7 A，而是超过 7 A。根据 [4]，我们的电流增益为 1,4 倍相对于一个绕组9-10。 一个小小的离题 漆包线现已真正镀金：1 公斤需要花费 5 美元。 这个钱确实可以买2-4件。 变压器TS-180，其中电线不少。 HTS 的所有其他变体主要是在更强大的基础上进行的（重绕 TS-270-1 或环形变压器），即次级绕组被重绕。 如果没有漆包线，则几乎可以使用任何实心、多股铜线或铝线。 最主要的是输入所需的部分。 参考点很简单 - 直径为 2 mm 的铜芯，电流不超过 10 A。 关于网络变压器的非常有用的信息 [5]。 关于线电阻（R16 除外）。 它们都可以是铜，即实际上，使用 D0,4 ... 0,6 mm 的铜线。 后者的长度为 1 m，电阻为 0,058 Ohm，长度为 120 cm - 0,07 Ohm。 电流通过（由于铜的 TCS）导致电阻增加至 0,092 欧姆。 因此，一根 D0,6 mm、长度为 50 ... 100 cm 的漆包线对于这些整流电路来说就足够了。 线段的长度不应令人尴尬，因为线可以轻松放置在直径超过 1 厘米的框架上。 在图6的方案中，使用“平板电脑”-KD213、KD2997、2999是有利的。仅对于KD213这样的情况，将两个“平板电脑”放置在一个散热器上很方便。 只要有可能（就电压而言），使用具有肖特基势垒的二极管是有意义的。 购买KD2998时，一定要检查一下Robr的价值。 请记住，过热会导致所有无线电部件报废。 随着温度升高，pn 结退化，故障数量增加。 无需关注制造商，他们的主要任务是最大限度地减少材料和组件的消耗，但您需要在可能的情况下自己创造可靠性和强度的边际。 元件的位置和印刷电路板的图纸如图 7、8 所示。
参考文献：
作者：A.G. 日久克
世界最高天文台落成
04.05.2024 利用气流控制物体
04.05.2024 纯种狗生病的频率并不比纯种狗高
03.05.2024
▪ 中国变压器
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