Присмотрел я тут в инете микросхему ACS712T...  Недорого, а главное - доступно. И вот хочу поделиться результатами экспериментов. Первая конструкция - амперметр. Обычные тестеры, как стрелочные, так и цифровые, редко бывают предназначены для измерения больших токов. Даже если амперметр и меряет ток до 20А, стандартные щупы вносят очень большое затухание в измеряемую цепь, а подчас даже плавятся. Мною был изготовлен очень простой прибор, специализированный амперметр, для которого был использован корпус и стрелочный прибор от старого ТЛ-4М. Схема ниже.  

Принципиальная схема.

Схема проста, микросхема включена стандартно. Для обеспечения автономной работы в конструкцию введена батарея питания (Крона) и стабилизатор +5в. Так как при отсуствии тока через микросхему на её выходе присутствует половина напряжения питания, в схему введена цепь "установки нуля". Настройка амперметра при правильном монтаже сводится к установке стрелки прибора в нулевое положение при отсуствии тока при помощи резистора R7 и установке верных показаний при помощи R1-R4 на всех пределах.  Как показали эксперименты, заявленный ток в 30А микросхема "держит", но не слишком долго  - как ни мало падение напряжения на ней, но всё равно при больших токах наблюдается сильный нагрев корпуса. Но есть очень простое решение - параллельно клеммам CN1 и CN2 надо включить отрезок толстого (0.7мм) медного провода длиной 20мм. При этом через микросхему будеть течь только часть измеряемого тока, что защитит её от перегрева и выхода из строя. Таким образом можно сделать измерительный прибор и на гораздо бОльшие токи, нежели 30А, применив шунт из более толстого провода. Номиналы резисторов R1-R4, возможно, придётся изменить при использовании другого стрелочного прибора или дополнительного шунта.

Стабилизатор напряжения с малым падением.

 Принцип работы стабилизатора практически ничем не отличается от описанного здесь:   http://www.ua1zh.murmanskham.ru/pp_1/pp_1.htm Применены лишь другие, более доступные и дешёвые детали, используется лишь один мощный MOSFET транзистор, что позволило исключить уравнительные резисторы в истоках силовых транзисторов, и тем самым ещё более снизить потери, а схема защиты и индикации реализована с применением микросхемы ACS712T.

Принципиальная схема.

 Несмотря на кажущуюся сложность (6 микросхем!) стабилизатор на самом деле очень прост благодаря применению микросхем с высокой степенью интеграции и малому количеству навесных деталей. Собственно стабилизатор - классика, на мощном мосфете и параллельном стабилизаторе TL431. Для обеспечения повышенного напряжения для питания источника опорного напряжения используется интегральный DC/DC преобразователь DET01M-15, обеспечивающий на выходе 30в. при входном напряжении 12в. Для обеспечения стабильного питания +12в при изменении входного напряжения с силового выпрямителя использован стабилизатор PQ12RF21, который также имеет отдельный вывод для отключения, что позволяет завести на него управление пуском и отключением при срабатывании защиты всего устройства.  Данная схема оказалась работоспособной при очень малой разнице входного и выходного напряжений - менее полувольта. Разумеется, для исключения возможной нестабильности выходного наряжения и роста пульсаций вследствие просадки сетевого напряжения, не стоит допускать падения входного напряжения ниже 15в. под нагрузкой. Но даже в этом случае рассеиваемая на стабилизаторе мощность очень невелика, что позволило даже отказаться от принудительного обдува и оставить всего один мощный транзистор.

Отдельно рассмотрим схему индикации и защиты. Основа схемы - вышеупомянутая микросхема ACS712T. Выходное напряжение с неё подаётся как на стрелочный прибор, включаемый между клеммами Х2 и Х3, так и на вход компаратора напряжения LM393. Микросхема компаратора содержит в себе два идентичных компаратора и выходные ключи, представляющие собой биполярные транзисторы с открытым коллектором. Оба компаратора включены параллельно, порог их срабатывания определяется резистором R7. При срабатывании компаратора выходные ключи открываются и замыкают на "землю" управляющий вывод (ON/OFF) стабилизатора напряжения +12в и также шунтируют TL431, в результате чего мощный стабилизатор быстро отключается. Для питания датчика тока и компаратора используется дополнительный стабилизатор 78L05А.   

Детали и наладка.

Номиналы и типы деталей указаны на принципиальной схеме. Мощный мосфет - любой n-типа, в корпусе ТО-247 и с током стока не менее 50А. Перемычка Jmp1 - технологическая, удобна при наладке стабилизатора, в законченной конструкции она удаляется, а напряжение контроля снимается непосредственно с выходной клеммы "Плюс" при помощи отдельного провода. Всё детали, кроме R12 - smd. Электролитические конденсаторы, кроме С13 - smd танталовые, остальные - керамические. C14 распаян непосредственно на выходных клеммах блока питания. Резистор R - проволочная перемычка. VT1 установлен на радиаторе через изолирующую слюдяную прокладку с КПТ8, микросхема PQ12RF21 - непосредственно, так как имеет полностью изолированный корпус, но тоже через пасту.

P.S. Микросхемы ACS712T, PQ12RF21 и DET01M-15 есть в продаже в интернет-магазине  http://www.megachip.ru/

Настройка осуществляется в следующем порядке: проводники от выводов 1 и 7 компаратора не устанавливаются, для этого они проложены на плате отдельным проводом. Jmp1 - замкнута.  R10 и R15 устанавливаем в среднее положение. Выход стабилизатора слегка подгружаем, например  - резистором MЛТ-2 на 100 Ом. Нажимаем кнопку "Пуск", стабилизатор запускается, затем, не отпуская кнопки, устанавливаем при помощи R15 выходное напряжение равным 13.8в. Отпускаем кнопку "Пуск" и при помощи R10 устанавливаем минимальное напряжение на выводе ON/OFF, при котором микросхема ещё удерживается во включенном состоянии. Всё, на этом настройку собственно стабилизатора можно считать законченной.

Далее  - настройка системы индикации и защиты. Подаём входное напряжение 15-18в на вход стабилизатора. Контролируем +5в на выходе 78L05. При этом на выводе 7 датчика тока должно быть чуть менее 2.5в. Затем включаем между клеммами Х2 и Х3 стрелочный измерительный прибор, (шкала линейная) резистором R4 устанавливаем стрелку его в "ноль". Нагружаем выход датчика тока, (то есть включаем регулируемую нагрузку и амперметр между "минусом" и стоком VT1)  При помощи R1 устанавливаем соответствие показаний стрелочного прибора блока питания и амперметра нагрузки. Возможно, придётся изменить номинал R1 при использовании более чувствительной стрелочной головки. Если блок питания рассчитан  на ток до 20А, резистор R можно не устанавливать. При бОльших токах, длина и диаметр провода шунта подбираются экспериментально по отсуствию нагрева датчика тока при максимальных токах. Далее - настройка системы защиты по току. Для этого один из выходов компаратора соединяем с шиной +5в через светодиод и резистор 1k для визуального контроля срабатывания компаратора. Выстанавливаем тот ток нагрузки, при котором должна срабатывать защита. Резистором R7 устанавливаем порог срабатывания компаратора по зажиганию светодиода при выбранном токе. При этом светодиод должен гаснуть при снижении тока ниже порога.  На этом наладку устройства можно считать законченной. Восстанавливаем перемычки от выходов компаратора, ставим всё это на радиатор, в корпус etc.

Конструкция в картинках.

Плата несколько аляповатая, использовалась для отладки и макетирования конструкции, так что заранее извиняюсь. Плата в формате Sprint Layout 5.0 - здесь.

R1ZH © 2013