Компактный стабилизатор напряжения 13.8в. 25А.

 

Ещё один стабилизатор напряжения... Основа  схемы - микросхема MIC29152BT, представляющая собой интегральный регулируемый стабилизатор, отличающийся чрезвычайно низким падением напряжения. Стабилизатор микросхемы устойчиво работает уже при разнице входного и выходного напряжений порядка 0.4в. Это позволяет создавать линейные стабилизаторы напряжения на большие токи с КПД, почти не уступающим импульсным. В схеме применены биполярные транзисторы, что позволило отказаться от применения дополнительного источника повышенного напряжения, а благодаря наличию у микросхемы отдельного вывода включения, появилась возможность завести на этот вывод управление пуском стабилизатора и отключением его при срабатывании защиты по току или при КЗ на выходе. В целом получилась очень простая, компактная и качественно работающая конструкция.  

Принципиальная схема.

Схема стабилизатора проста и ясна из рисунка. Для увеличения тока нагрузки микросхема включена по известной схеме с внешними транзисторами. При малом токе нагрузки падения напряжения на резисторе R3 недостаточно для открывания VT1 и VT2 и ток течёт только через микросхему. При росте тока нагрузки транзисторы начинают открываться и ток начинает течь и через транзисторы. Так как для включения микросхемы на выводе 1 должно присутствовать положительное напряжение, то при первом включении стабилизатор будет выключен, а выходное напряжение - отсуствует. При нажатии кнопки "Пуск" положительное напряжение поступает на этот вывод, стабилизатор запускается и остаётся в таком режиме и после отпускания кнопки, так как часть выходного напряжения поступает на вывод 1 микросхемы через R9 и R4. Даже при кратковременноми пропадании выходного напряжения, например при КЗ, стабилизатор вновь сбрасывается в исходный режим. Схема также имеет в своём составе датчик тока, выполненный на токовом реле и магнитоуправляемой микросхеме К1116КП4. Число витков реле и расстояние до микросхемы подобраны таким образом, что при токе 25А происходит срабатывание микросхемы датчика и отключение стабилизатора. На транзисторе VT3 выполнен регулятор оборотов кулера. Перемычка jmp1  - технологическая, бывает полезна при настройке стабилизатора.

 Детали, наладка и конструктив..

Весь стабилизатор, включая диодный мост, выполнен на радиаторе от процессора Atlon, для обдува радиатора использован штатный кулер. Несмотря на небольшие габариты, стабилизатор длительно держит ток 20А благодаря интенсивному обдуву. Конструкция наглядно видна на фотографиях. Плата устройства вырезана резаком для ускорения процесса и облужена толстым слоем припоя для увеличения допустимых токов.  Микросхема U1 установлена на радиатор непосредственно, транзисторы стабилизатора и диоды моста - через слюдяные прокладки. Диоды прижаты к радиатору алюминиевой пластинкой всего в одной точке. Датчик тока представляет собой четыре витка толстого обмоточного провода, намотанных на цилиндрическом ферритовом сердечнике. Такие часто применяются в компьютерных блоках питания. Микросхема U2 установлена вплотную к торцу сердечника. Остальные детали - стандартные.  Диодный мост выполнен на сборках КД636БС, имеющих по два пятнадцатиамперных диода Шоттки, отличающихся малым падением напряжения и, соответственно - малым нагревом. Все применённые электролитические конденсаторы, кроме C1 и C11 - танталовые smd. Всё остальные - керамические smd, кроме С12, который распаян не на плате, а непосредственно на выходных клеммах. Там же распаяны R12 (МЛТ-2) и С11. Светодиод HL1 индицирует наличие выходного напряжения и он может быть любым. Всё остальное хорошо видно на фотографиях. При желании можно ввести в схему кнопку "Стоп" включив её нормальноразомкнутые контакты параллельно микросхеме датчика тока.

При исправных деталях наладка сводится к установке выходного напряжения равным 13.8в при помощи R7. При этом выводы 1 и 2 микросхемы U1 можно временно замкнуть. Затем резистором R4 устанавливаем минимальное напряжение на выводе 1, при котором стабилизатор удерживается в рабочем режиме. Отдельно следует остановится на датчике тока: работа микросхемы зависит от полярности приложенного к нему магнитного поля и если датчик тока не срабатывает, необходимо или повернуть микросхему к сердечнику датчика другой плоскостью или же намотать обмотку реле в другом направлении. Убедиться же в исправности магнитомикросхемы можно, поднеся к ней постоянный магнит. Если необходимо ввести в схему стрелочный амперметр, то можно включить его параллельно резистору R3 через подстроечный резистор 220-510 Ом.

 Проведённые испытания показали, что стабилизатор сохраняет нормальную работоспособность даже при входном напряжении порядка 15.5в. То есть при падении на нём 1.7в. Несомненно, этот показатель ещё можно бы улучшить, отказавшись от уравнительных резисторов в эмиттерах транзисторов. Для этого их необходимо подобрать по наиболее близкому значению h21э. Также можно уменьшить номинал резистора R3 до 2.2 Ом. В качестве силовых транзисторов подойдут любые pnp с током коллектора 15-20А, желательно в корпусах TO247, так как у них больше площадь теплоотвода. 

 

Конструкция в картинках.

 

R1ZH © 2013