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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Estabilizador de corrente de 0 a 150 A. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de corrente, tensão, potência Na literatura, muitas vezes não é possível encontrar estabilizadores de corrente para 100-200 A, mas em alguns processos eles são necessários (galvanoplastia, soldagem). Para tais correntes, como regra, são necessários transistores pesados. Proponho um circuito de 150 A com corrente continuamente ajustável de 0 a 150 A em transistores KT827 convencionais. A Fig. 1 mostra a parte de controle do estabilizador, a Fig. 2 mostra a parte de potência.
Como pode ser visto na Fig. 2, a carga é conectada de maneira um tanto incomum: no espaço entre o terminal negativo da ponte de diodos e o fio terra. Todos os transistores poderosos (e são 16) são conectados de acordo com um circuito coletor comum, mas cada um deles é carregado com sua própria carga. Todos os resistores de carga também são conectados ao terra com a segunda saída. Assim, a corrente total de todos os 16 transistores flui pelos terminais Rn. A corrente através de um transistor é selecionada para ser de cerca de 9,4 A, o que é bastante aceitável para os transistores KT827. Com uma queda de tensão no transistor de 10-11 V, a potência de dissipação de um transistor será de cerca de 100 watts. A distribuição dos parâmetros dos transistores VT1 ... VT16 e das resistências dos resistores R2 ... R17 não importa, pois cada transistor estabilizador é controlado por seu próprio amplificador operacional (Fig. 1). A saída de cada amplificador operacional duplo DA1 ... DA8 através dos transistores VT1 ... VT16 (Fig. 1) é conectada às bases dos transistores VT1 ... VT16 (Fig. 2) e o feedback é aplicado à entrada inversora do amplificador operacional do emissor do transistor correspondente. O amplificador operacional mantém a mesma tensão na entrada inversora (e, consequentemente, no emissor) como na entrada não inversora. Todas as 16 entradas não inversoras através dos resistores R1 ... R16 (Fig. 1) são fornecidas com uma tensão de controle estável do estabilizador DA9 e dos resistores R17, R18. Quando a tensão de controle muda, a corrente muda através de cada um dos resistores R2 ... R17 (Fig. 2) e, consequentemente, através da carga total Rn. Os amplificadores operacionais DA1 ... DA8 são alimentados por um estabilizador feito nos elementos DA1, DA2, VT17 (Fig. 2). Para o amplificador operacional, você pode usar qualquer outra fonte de alimentação com tensão de ± 12 ... 15 V. Projeto. A placa de circuito impresso dos amplificadores operacionais de controle é mostrada na Fig. 3. Ele contém todos os elementos da Fig.1.
Os transistores de potência são colocados em radiadores capazes de dissipar pelo menos 100 watts. Usei radiadores com nervuras de tamanho 10x20 cm, todos os 16 radiadores foram montados em uma bateria e alimentados por 4 ventoinhas (VVF-112M ou similar). Isso tornou possível ligar o estabilizador de corrente para uma carga constante de longo prazo. Se a carga for de curto prazo ou pulsada, podem ser necessários radiadores menores. Os resistores R2 ... R17 (Fig. 2) são feitos de fio de alta resistência (manganina ou constantan) com diâmetro de 1-2 mm e são montados nos radiadores de seus respectivos transistores. O capacitor C3 (Fig. 2) é coletado de vários capacitores com capacidade de 1000015000 microfarads. Você não pode usar um capacitor grande, pois ele começa a superaquecer (seus terminais têm seção transversal insuficiente e não foram projetados para correntes tão altas). Ao usar um conjunto de capacitores menores, a corrente é distribuída para os terminais e eles permanecem frios. Os diodos VD5 ... VD8 são colocados em radiadores padrão projetados para a instalação de diodos D200. Ao usar diodos D200, não é necessário soprá-los com um ventilador. O chip DA1 e o transistor VT17 (Fig. 2) são colocados em dissipadores de calor de placas pequenas. Ao instalar um estabilizador de corrente, não se deve esquecer que uma corrente de 150 A passará por alguns circuitos, portanto, eles devem ser feitos com um fio da seção apropriada. Como transformador TR2, é utilizado um transformador com enrolamento secundário capaz de suportar uma corrente de 150 A e uma tensão de cerca de 14 V. Um transformador de soldagem é adequado para essa finalidade. A queda de tensão na resistência de carga do estabilizador de corrente com uma tensão de alimentação de 14 V não deve ser superior a 10 V, pois a queda de tensão em cada transistor e resistores R2 ... R17 deve ser levada em consideração (Fig. 2). Com uma grande queda de tensão em Rн, é permitido um aumento na tensão do enrolamento secundário do transformador TR2, é necessário apenas garantir que a potência de dissipação de cada um dos transistores não exceda o máximo permitido para o transistor. Se necessário, você pode aumentar ou diminuir a corrente máxima fornecida à carga aumentando ou diminuindo o número de transistores de potência e seus amplificadores operacionais correspondentes, respectivamente. Assim, com base neste estabilizador de corrente, é possível criar uma fonte de corrente mais potente. Detalhes. Os transistores compostos KT827A podem ser substituídos por transistores com uma letra diferente ou compostos por dois transistores (por exemplo, KT815 + KT819 com qualquer índice de letras). Os amplificadores operacionais duplos KR140UD20 podem ser substituídos por K157UD2 ou amplificadores operacionais simples KR140UD6, K140UD7, K140UD14, etc. O estabilizador 78L05 pode ser substituído por KR142EN5A, B ou 78L09. Os transistores KT315E são intercambiáveis KT3102, KT603, etc. Os diodos D200 podem ser substituídos pelos diodos D160. O transformador TR1 tipo TPP232 é substituído por TPP234, TPP253 ou qualquer outro com enrolamentos secundários com tensão de 16-20 V. Todos os resistores, exceto R17, R18, de qualquer tipo. É desejável que o resistor R17 seja estável (por exemplo, C2-29). Resistor variável R18 Usei tipo SP5-35A com possibilidade de ajuste fino, mas você pode usar qualquer outro. O capacitor C3 (Fig. 2) é composto por 10 capacitores do tipo K50-32A, capacitores C2, C4 (Fig. 1) do tipo K50-35, os demais são de qualquer tipo. Ajustamento. Um estabilizador de corrente montado a partir de peças reparáveis fica imediatamente operacional. Só é necessário definir a corrente estabilizada máxima usando o resistor R17. É conveniente fazer isso colocando um resistor de ajuste com uma resistência de 1,5-2 kOhm em vez do último. Colocando-o na posição de resistência máxima e o controle deslizante do resistor R18 na posição superior de acordo com o diagrama e conectando em série com a carga um amperímetro para uma corrente de 150-200 A (ou curto-circuitando os terminais de conexão de carga através do amperímetro), ligue o estabilizador na rede e, reduzindo a resistência do resistor R17, ajuste a agulha do amperímetro para a corrente máxima necessária. Então, tendo medido a resistência do resistor de ajuste, uma constante é soldada. Com uma corrente máxima de 150 A, a tensão nos emissores de transistores potentes deve ser de cerca de 1,88 V. Portanto, o ajuste também pode ser feito pela tensão no emissor de qualquer um dos transistores, embora a precisão do ajuste da corrente seja pequena devido à dispersão nas resistências dos resistores de fio. Isso conclui a configuração. Com base nesse estabilizador de corrente, você pode montar um carregador para uma bateria de carro usando apenas um transistor de potência e um amplificador operacional. O diagrama de um carregador para uma bateria de carro é mostrado na Fig. 4. Permite ajustar suavemente a corrente de carga da bateria de 0 a 9 A. Durante o processo de carga, a corrente permanece inalterada. A tensão do enrolamento 4 do transformador TR1 (Fig. 4) deve ser de 22-25 V, pois a tensão do enrolamento do transformador TR1 menos a tensão da bateria é aplicada ao transistor de potência.
Ao conectar a carga aos estabilizadores de corrente descritos acima, não se deve esquecer que a saída positiva do estabilizador está localizada no fio "terra". Autor: I. A. Korotkov
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