具有电流限制的可调电压调节器。方案、说明

带电流限制的可调电压调节器。无线电电子电气工程百科全书

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在引起读者注意的文章中，描述了一种具有电流限制的可调开关稳压器。该器件不仅可以为各种设备提供 2 至 25 V 的稳定电压供电，还可以为各种电池提供高达 5 A 的稳定电流充电。

所述电源允许您调整稳定的输出电压和负载中的最大电流。它既可以用于为无线电设备供电和调节，也可以用于为各种电池充电。该器件以两种模式运行：在为设备供电时 - 作为具有过载保护的稳压器；在为电池充电时 - 作为具有电压限制的电流稳定器。该电源使用方便，不怕过载和输出短路，工作模式指示灯指示，效率高。该装置的方案如图1所示。 XNUMX.

主要技术特点

输出电压，V......2...25
负载电流，A......0...5

（点击放大）

不稳定性、纹波和效率等参数很大程度上取决于工作模式，因此未显示。如果需要，可以在不对设备进行重大改变的情况下改变特性。例如，如果需要获得更大的输出电流，则应放置更大功率的电流传感器——电阻R14，同时增大可变电阻R5的阻值。为了减少纹波，建议在输出端安装LC滤波器，但这会导致效率下降。

该电源包含以下组件：内部“负”电压调节器 VT1VD1R1，带 C4 滤波器；内部“正”稳压器VT2VD2R2，带C5滤波器；限流单元DA1.1R3-R7R10R 14个；限压单元DA1.2VD3R15-R18；脉冲整形器DD1.2DD1.3；状态指示灯DD1.1HL1R12和DD1.4HL2R13；开关晶体管VT3；输入C1-C3、中间C7、C8和输出C6滤波器的电容器。

考虑器件在稳压模式下的运行。当导通时，齐纳二极管 VD3 上出现电压，其中一部分电压由可变电阻器 R16 引擎（调节输出电压）提供给运算放大器 DA1.2 的反相输入端。由于开关晶体管VT3闭合，电容器C6-C8放电，并且从调谐电阻器R1.2的引擎获取的运算放大器DA18的非反相输入处的电压接近+UBX。运算放大器的输出出现高电平，导致光耦合器U1.4的发光二极管导通。结果，光耦合器U1.2的光电晶体管将打开，并且根据电路，DD1.2元件的下输入端将出现高电平。因此，元件DD1.3的输出也是高电平，这将使开关晶体管VT3打开。

通过电感器L1，负载电流开始流动并对电容器C6-C8充电。电容器和微调电阻器 R18 上的电压开始增加。在某一时刻，运算放大器 DA1.2 的同相输入端的电压将低于反相输入端的电压。运算放大器 DA1.2 的输出将呈现低电平。光耦合器的发光二极管U1.4和光电晶体管U 1.2将闭合。在元件DD1.2的下部电路和元件DD1.4的输入处，高电平将变为低电平。开关晶体管将关闭，并且打开的 HL2 LED 将发出信号，表明器件正在电压稳定模式下运行。当它向负载放电时，电容器 C6-C8 两端的电压以及相应地微调电阻器 R18 上的电压将降低。一旦同相输入端的电压变得大于反相输入端的电压，该过程就会重复。

来自电流传感器 - 电阻器 R14 的电压被馈送到运算放大器 DA1.1 的输入端。一旦负载电流超过设定值，运算放大器DA1.1同相输入端的电压将小于反相输入端的电压。其输出端出现低电平，光耦U1.3使能的发光二极管截止。光耦合器 U1.1 的光电晶体管将关闭。根据该方案，在DD1.2元件的顶部输入处和DD1.1元件的输入处，高电平将变为低电平。结果，开关晶体管将关闭，并且点亮的 HL1 LED 将发出电源在电流稳定模式下运行的信号。随着电容C7、C8放电，流经电阻R14的电流减小，导致运放DA1.1同相输入端电压升高，进而使晶体管VT3开通。当负载电流再次增加时，该过程将重复。稳定电流由可变电阻器R5设定。

电源的大部分部件安装在一块单面镀箔玻璃纤维制成的板上，其图纸如图2所示。 3、开关晶体管VT4和二极管VD60放置在尺寸为90x7xXNUMXmm的散热器上。

（点击放大）

该设备可由网络变压器供电，次级绕组上的有效电压为 20 ... 25 V，这将提供必要的负载电流。在作者的版本中，整流器中使用了二极管组件KD227GS。

L1电感是在B36磁路的基础上制成的。绕组包含 20 匝 PEV 1,35 电线。成品线圈充满环氧树脂。组装磁路时，在杯之间安装一个 0,3 ... 0,5 mm 的非磁性垫圈。

如果设备的电源电压与图中所示的电压有很大差异，则应注意电阻器R1和R2的阻值是根据齐纳二极管VD1和VD2的电流在3...之内的条件计算的。 10毫安。随着电源电压的显着增加，晶体管 VT1 和 VT2 消耗的功率可能显着增加 - 它们应该安装在散热器上。如果滤波电容无法放置在板上（由于尺寸较大），建议单独放置，将电容C1-C3的总电容增加到10000-15000uF，电容C6增加到4700uF。

电容器 C7 - 铌或钽（K52-9、K53-27），标称电压至少为 32 V。允许用 IRF44N 替换 IRFZ540N 晶体管，尽管它需要更强的冷却。 LED HL1 和 HL2 - 任何提供必要指示的 LED。期望它们具有不同的颜色。

电源的建立从晶体管VT3截止开始。首先，将电压施加到输入并检查内部稳定器的操作。电容器 C4 上的电压应在 15 ... 16 V 范围内，电容器 C5 上的电压应在 8 ... 9 V 范围内。微小偏差不会对设备的运行产生明显影响。晶体管 VT1 和 VT2 在任何模式下都不应该变得很热。

之后，建立限流节点。发动机的可变电阻R5按照方案设置在左边，对应最小电流的位置。然后，通过微调电阻器 R3，运算放大器 DA1.1 输入端的电压得到均衡：您应该找到一个位置，在该位置，随着电阻器 R5 滑块的开始转动，HL1 LED 会关闭，并打开根据图表，位于最左边的位置。通过此设置，可变电阻R5可以将最大输出电流从5A更改为5A。如果仍然无法获得5A的最大电流，则应增大电阻RXNUMX的阻值并重复调整。

然后接通开关晶体管VT3，成立限压单元。可变电阻器R5的滑块设置到HL1 LED关闭的位置。根据方案，调谐电阻R18的引擎设置在顶部，可变电阻R16的引擎设置在中间位置，对应最大电压的一半。微调电阻器 R18 设置电源应提供的最大输出电压的一半。此时输出端必须接一个负载，例如阻值100欧姆、功率2瓦的电阻。

应该记住，最大输出电压不应与电源变压器次级绕组上的有效交流电压相差太大。

调整结束后，建议校准电阻R5和R16。为此，当电源关闭时，必须将电阻器 R16 的滑块设置到中间，将电阻器 R5 的滑块设置到最左边的位置，将电流表连接到输出并施加电源电压。接下来，移动电阻R5的滑块，将电路中的电流增加到某个值，例如1A，并在电阻旋钮的箭头对面设置相应的风险等。然后，用电压表代替电流表，校准电阻器R16。通过一些技巧，利用获得的刻度和指示器HL1和HL2，无需测量仪器就可以准确设置负载的电压和电流，电池的充电电流并确定其电压，设置极限工作模式，在指定的时间间隔内限制电流和电压。

总之，我想指出的是，IRFZ44N（VT3）场效应晶体管的最大漏源电压为55V，最大漏极电流为49A，开路电阻为0,022Ohm。所以，原则上，所描述的电源具有“超频”能力。此外，通过为设备补充 RS 触发器，我们得到了一台自动机器，当发生过载或当设备用作充电器时达到所需电压时，该机器将关闭。

作者：A.Antoshin，梁赞

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