Предлагаю Вашему вниманию, ув. коллеги, свою разработку киловаттного, двухполярного БП с выходными параметрами + - 0-50 Вольт и током 0-10 Ампер с низким падением напряжения на регулирующих транзисторах. Потребность в таком БП возникла в связи с ремонтом УМЧЗ.
Требования к БП следующие:
1. Регулировка выходного напряжения в диапазоне 0-50В.
2. Регулировка ограничения тока в диапазоне 0-10А.
3. Работа в зависимом и независимом режиме.
Если с первыми двумя пунктами всё ясно, то третий пункт нуждается в пояснении. С независимым режимом работы всё ясно: имеем два БП с индивидуальной регулировкой тока и напряжения.
Зависимый режим гораздо интереснее:
1. В этом режиме минусовой БП становится ведомым и выходное напряжение и ток автоматически повторяют заданные для плюсового БП.
2. При срабатывании защиты ( ограничение тока ) в любом плече, выходное напряжение падает синхронно в обеих плечах. Т.е. перекоса по выходным напряжениям не возникает.
Индикация перегрузки независимая и показывает в каком плече произошла перегрузка. Звуковая индикация перегрузки одна на два плеча.
Естественно БП с такими выходными параметрами нуждается в питании от импульсного стабилизатора. ИИП следит за тем, что бы на выходных транзисторах падение напряжения было 1.5 - 2 вольта. При максимальном токе 10А получаем рассеиваемую мощность 15-20 Ватт. В принципе, можно обойтись без вентилятора.
ИИП будет построен по схеме ув. Starichka ( приглашаю в соавторы! ) - зачем изобретать велосипед и состоит из трёх частей: по одному мощному ИИП на каждое плечо и ещё один маломощный ИИП для питания всей схемы.
Основа аналоговой части отработана
здесь.
Первый ОУ ( U101/1 ) - собственно сам стабилизатор напряжения. Его выходного напряжения вполне хватает для управления регулирующим транзистором - мощным полевиком. Малая емкость затвора (1300 пФ ) и линейный режим работы стабилизатора позволяют непосредственно подключить полевой транзистор к ОУ. Но для перестраховки в цепь затвора можно поставить резистор 50-100 Ом. Оптрон U101 следит за падением напряжения на выходном транзисторе и управляет мощным ИИП.
Два других ОУ - защита от перегрузи и к/з, осуществлённая по схеме ограничению тока. Учитывая параметры БП, возможно придётся добавить триггерную защиту.
ОУ U104/2 - усилитель напряжения снимаемого с шунта. С его выхода снимается напряжение пропорциональное выходному току и подаётся на цифровой измеритель. При этом 5 Вольт соответствуют максимальному выходному току. Когда напряжение с ОУ U104/2 превышает установленный уровень с потенциометра регулировки тока, компаратор-интегратор на ОУ U104/1 перекидывается и открывает полевой транзистор Q2. Тем самым БП входит в режим стабилизации тока.
По такой схеме можно собрать мощный однополярный БП.
Для получения двухполярной схемы можно просто добавить точно такой же БП. Но такой подход очень усложняет реализацию зависимого режима двухполярного БП. Гораздо интереснее добавить зеркальное отражение схемы:
Полупроводники при этом заменяются на противоположные.
Вот мы и получили аналоговую часть двухполярного БП.
Но мы хотим иметь БП с независимым/зависимым режимом работы.
Число ОУ при этом удваивается и схема усложняется:
Введённые ОУ окрашены в синий цвет ( чтобы не запутаться )
И так по порядку:
ОУ U102/2 инвертирует ( как бы перекидывает через ноль ) напряжение снимаемое с R112 - потенциометра регулировки выходного напряжения плюсового плеча . Этот уровень устанавливает выходное напряжение минусового плеча, при соответствующем положении переключателя S1/1.
ОУ U202/2 инвертирует и масштабирует выходное напряжение минусового плеча для подачи на цифровой измеритель. Ведь, в отличии от БП, измеритель работает в онополярном режиме и может мерить только положительное напряжение. При этом 5 Вольт соответствуют максимальному выходному напряжению.
ОУ U103/1 - звуковой генератор работающий на пьезопищалку. Генератор начинает работать при открытии одного из транзисторов Q104, 105.
ОУ U203/1 - инвертирует сигнал с защиты минусового плеча и через переключатель S1/2 параллейно ОУ U104/1 управляет полевиком Q102. Таким образом осуществляется зависимый режим работы зашиты и отсутствие перекоса выходного напряжения обеих плеч БП.
ОУ U103/2 работает аналогично ОУ U102/2 и служит для установки ограничения тока минусового плеча в зависимом режиме.
ОУ U203/2 работает аналогично ОУ U202/2 только для индикации тока.
На транзисторах Q103 и 203 и на светодиодах выполнена индикация перегрузки. Схема отличается от базовой и переделана исключительно для увеличения помехоустойчивости защиты. Ведь тянуть сигнальные провода от компараторов на переднюю панель, через весь БП, неправильно.
Выходные параметры БП определяются делителем R104-106 ( R204-206 ) по напряжению и коэффициентом усиления ОУ U104/1 ( U204/1 ) по току и могут быть изменены сообразно требованиям.
Буду признателен за критику и обнаруженные неточности в схеме.
В архиве схемы в полном размере и хорошем качестве:
БП Двухполярный.rar 294,15 Кб 32 раз скачано Раздел: Аналоговые блоки питания и стабилизаторы напряжения