Obwód regulatora wysokiego napięcia, wysokiego prądu DC

Wszyscy jesteśmy dobrze zaznajomieni z układami scalonymi regulatorów napięcia 78XX lub regulowanymi typami, takimi jak LM317, LM338 itp. Chociaż te regulatory są wyjątkowe pod względem ich określonego działania i niezawodności, te regulatory mają jedną wielką wadę ... nie kontrolują niczego powyżej 35 V.

Działanie obwodu

Układ przedstawiony w poniższym artykule przedstawia konstrukcję regulatora prądu stałego, który skutecznie przeciwdziała powyższemu problemowi i jest w stanie obsłużyć napięcia nawet do 100 V.

Jestem wielkim wielbicielem wyżej wymienionych typów układów scalonych po prostu dlatego, że są łatwe do zrozumienia, łatwe w konfiguracji i wymagają minimalnej liczby komponentów, a także są stosunkowo tanie w budowie.

Jednak w obszarach, w których napięcia wejściowe mogą być wyższe niż 35 lub 40 woltów, sprawy stają się trudne z tymi układami scalonymi.

Projektując kontroler słoneczny do paneli, który wytwarza ponad 40 woltów, szukałem dużo w sieci w poszukiwaniu jakiegoś obwodu, który kontrolowałby ponad 40 woltów z panelu do pożądanych poziomów wyjściowych, powiedzmy do 14 V, ale byłem dość rozczarowany, ponieważ Nie mogłem znaleźć ani jednego obwodu, który spełniałby wymagane specyfikacje.

Jedyne, co udało mi się znaleźć, to obwód regulatora 2N3055, który nie mógł dostarczyć nawet 1 ampera prądu.

Nie mogąc znaleźć odpowiedniego dopasowania, musiałem doradzić klientowi, aby wybrał panel, który nie generowałby niczego powyżej 30 woltów ... to kompromis, który klient musiał zrobić, używając regulatora ładowarki LM338.

Jednak po pewnym przemyśleniu mogłem w końcu wymyślić projekt, który jest w stanie poradzić sobie z wysokimi napięciami wejściowymi (DC) i jest znacznie lepszy niż odpowiedniki LM338 / LM317.

Spróbujmy szczegółowo zrozumieć mój projekt, korzystając z następujących punktów:

Nawiązując do schematu obwodu, IC 741 staje się sercem całego obwodu regulatora.

Zasadniczo został ustawiony jako komparator.

Pin nr 2 jest zaopatrzony w stałe napięcie odniesienia, o którym decyduje wartość diody Zenera.

Pin nr 3 jest zaciśnięty siecią dzielnika potencjału, która jest odpowiednio obliczona do wykrywania napięć przekraczających określony limit wyjściowy obwodu.

Początkowo, gdy zasilanie jest włączone, R1 wyzwala tranzystor mocy, który próbuje przenieść napięcie ze źródła (napięcie wejściowe) na drugą stronę sworznia drenu.

Moment, w którym napięcie uderza w sieć Rb / Rc, wyczuwa wzrost napięcia i w ułamku sekundy sytuacja wyzwala układ scalony, którego wyjście natychmiast staje się wysokie, wyłączając tranzystor mocy.

Powoduje to natychmiastowe wyłączenie napięcia na wyjściu, zmniejszając napięcie na Rb / Rc, powodując ponowne obniżenie poziomu wyjściowego układu scalonego, włączając tranzystor mocy, aby cykl blokował się i powtarzał, inicjując poziom wyjściowy, który jest dokładnie równy do żądanej wartości ustawionej przez użytkownika.

Schemat obwodu

Wartości nieokreślonych elementów w obwodzie można obliczyć za pomocą następujących wzorów, a pożądane napięcia wyjściowe można ustalić i skonfigurować:

R1 = 0,2 x R2 (k Ohm)

R2 = (napięcie wyjściowe V - D1) x 1k Ohm

R3 = napięcie D1 x 1k Ohm.

Tranzystor mocy to PNP, powinien być odpowiednio dobrany, który może obsłużyć wymagane wysokie napięcie, duży prąd w celu regulacji i konwersji źródła wejściowego do pożądanych poziomów.

Możesz także spróbować wymienić tranzystor mocy na tranzystor MOSFET z kanałem P, aby uzyskać jeszcze większą moc wyjściową.

Maksymalne napięcie wyjściowe nie powinno być wyższe niż 20 woltów, jeśli używany jest układ 741 IC. W przypadku 1/4 IC 324 maksymalne napięcie wyjściowe można przekroczyć do 30 woltów.