Obvod stejnosměrného regulátoru vysokého napětí a vysokého proudu

Všichni dobře známe integrované obvody regulátoru napětí 78XX nebo nastavitelné typy jako LM317, LM338 atd. Ačkoli se tyto regulátory vyznačují svou specifickou funkcí a spolehlivostí, mají tyto velké nevýhody .... nebudou nic ovládat nad 35V.

Obvodový provoz

Obvod představený v následujícím článku představuje konstrukci stejnosměrného regulátoru, který účinně čelí výše uvedenému problému a je schopen zpracovat napětí až 100 V.

Jsem velkým obdivovatelem výše zmíněných typů integrovaných obvodů jednoduše proto, že jsou snadno srozumitelné, snadno konfigurovatelné a vyžadují minimální minimální počet komponent a jsou také relativně levně sestavitelné.

V oblastech, kde vstupní napětí může být vyšší než 35 nebo 40 voltů, je však s těmito integrovanými obvody obtížné.

Při navrhování solárního regulátoru pro panely, které produkují více než 40 voltů, jsem po síti hodně hledal nějaký obvod, který by ovládal 40+ voltů z panelu na požadované výstupní úrovně, řekněme na 14V, ale byl jsem docela zklamaný Nemohl jsem najít jediný obvod, který by splňoval požadované specifikace.

Jediné, co jsem našel, byl regulační obvod 2N3055, který nedokázal dodávat ani 1 ampérový proud.

Pokud jsem nenašel vhodnou shodu, musel jsem zákazníkovi poradit, aby se vydal na panel, který by negeneroval nic nad 30 voltů ... to je kompromis, který musel zákazník udělat pomocí regulátoru nabíječky LM338.

Po určitém přemýšlení jsem však konečně mohl přijít s designem, který je schopen zvládnout vysoké vstupní napětí (DC) a je mnohem lepší než protějšky LM338 / LM317.

Pokusme se podrobně porozumět mému designu pomocí následujících bodů:

S odkazem na schéma zapojení se IC 741 stává srdcem celého regulačního obvodu.

V zásadě byl nastaven jako komparátor.

Pin # 2 je vybaven pevným referenčním napětím, o kterém rozhoduje hodnota zenerovy diody.

Pin č. 3 je sevřen sítí děliče potenciálů, která je vhodně vypočítána pro snímání napětí překračujících specifikovaný výstupní limit obvodu.

Zpočátku, když je napájení zapnuto, R1 spouští výkonový tranzistor, který se pokouší přenést napětí na svém zdroji (vstupní napětí) přes druhou stranu odtokového kolíku.

V okamžiku, kdy napětí zasáhne síť Rb / Rc, snímá podmínky rostoucího napětí a během zlomku sekundy situace spustí IC, jehož výstup okamžitě stoupne, a vypne výkonový tranzistor.

To má okamžitě tendenci vypínat napětí na výstupu snižující napětí na Rb / Rc, což vede k opětovnému poklesu výstupu IC a zapnutí výkonového tranzistoru tak, že se cyklus zablokuje a opakuje, čímž se inicializuje výstupní úroveň, která je přesně stejná na požadovanou hodnotu nastavenou uživatelem.

Kruhový diagram

Hodnoty nespecifikovaných součástí v obvodu lze vypočítat podle následujících vzorců a lze stanovit a nastavit požadovaná výstupní napětí:

R1 = 0,2 x R2 (k Ohm)

R2 = (výstupní napětí V - D1) x 1 kOhm

R3 = napětí D1 x 1 k Ohm.

Výkonový tranzistor je PNP, měl by být vhodně zvolen tak, aby zvládl požadované vysoké napětí, vysoký proud za účelem regulace a převodu vstupního zdroje na požadované úrovně.

Můžete také zkusit vyměnit výkonový tranzistor za P-kanál MOSFET pro ještě vyšší výkon.

Je-li použit integrovaný obvod 741 IC, nemělo by být maximální výstupní napětí nastaveno nad 20 voltů. U 1/4 IC 324 lze maximální výstupní napětí překročit až o 30 voltů.