Простой стабилизатор напряжения с защитой по току.


Ниже представлена схема стабилизатора напряжения для питания низковольтной аппаратуры. Основные отличия этой схемы - простота, доступная элементная база, возможность плавной регулировки как выходного напряжения, так и тока, при котором происходит срабатывание защиты.

Собственно стабилизатор выполнен по общеизвестной схеме на параллельном стабилизаторе (регулируемый стабилитрон) TL431 и мощном биполярном транзисторе VT1. В схему введён "измерительный" резистор R2 для контроля потребляемого нагрузкой тока. При превышении тока нагрузки или КЗ на выходе стабилизатора падение напряжения на R2 становится достаточным для открывания транзистора VT2. При открывнии VT2 открывается также VT3 и шунтирует источник опорного напряжения. При этом выходное напряжение уменьшается практически до нуля, тем самым защищая регулирующий транзистор от перегрузки по току. Для обеспечения возможности точной установки порога срабатывания защиты по току используется подстроечный резистор R3, включённый параллельно R2. Светодиод LED1 красного цвета индицирует срабатывание защиты, а LED2 (зелёный) - наличие выходного напряжения.

Детали и настройка:

В качестве регулирующего ( VT1) применён составной транзистор КТ827А, обеспечивающий нормальную работу параллельного стабилизатора при изменении тока нагрузки и достаточный ток при сохранении надёжности устройства в целом. Транзисторы VT2 и VT3 - любые маломощные соответствующей проводимости. VT2 желательно выбрать с большим коэффициентом передачи по постоянному току - не ниже 200. Светодиоды - любые подходяцего цвета, хоть АЛ307. Подстроечные резисторы - проволочные с червячным редуктором СП5-2 для возможности более точной установки и обеспечения стабильности настроек. Резистор R2 - СП5-16МВ 5, остальные резисторы - МЛТ 0.25.

Правильно собранный стабилизатор начинает работать сразу, необходимо лишь выставить нужное выходное напряжение стабилизатора (R6) и , нагрузив стабилизатор реостатом, выставить ток, при котором происходит срабатывание защиты (R3). При указанных на схеме номиналах деталей стабилизатор обеспечивал ток нагрузки до 14А и срабатывание защиты при 15А. Если необходимо обеспечить срабатывание защиты при меньших токах, то может понадобиться увеличение номинала резистора R2. При R2=0.1 Ом минимальный ток срабатывания защиты равен примерно 8А. Если необходимо получение бОльших токов нагрузки, то необходимо параллельное включение двух или более транзисторов с выравнивающими резисторами в эмиттерах. В любом случае транзисторы должны быть составные. Для обеспечения работы защиты при токе 20-22А номинал R2 необходимо уменьшить вдвое, включив параллельно такой же резистор. В любом случае при практическом изготовлении необходимо соблюдать все требования для подобного рода устройств. Регулирующий транзистор должен быть установлен на достаточно большом радиаторе.

 Ниже преведена ещё одна версия стабилизатора, где после кратковременного срабатывания защиты схема остаётся в выключенном состоянии. И так будет продолжаться до отключения блока питания от сети и разряда фильтрового конденсатора. Такая схема больше подходит для лабораторного источника питания. Это достигнуто путём включения вместо транзистора VT3 оптотиристора.


                                                   UA1ZH © 2007