Лабораторный блок питания до 30В 5А Опции

[SergSit]

Решил собрать блок питания.Блок питания
Эта схема есть в книжке Хоровиц и Хилл, а также в даташите LM317. При наладки блока возникла проблема с которой не могу разобраться. Выходное напряжение регулируеться как положенно от 1.2В до 30В. Проверил стабилизацию тока. Т.е. выставил ограничения тока порядка 1А. При подключению к блоку нагрузки выше чем 1А ток не поднимаеться. Подключал двухамперную и трехамперную нагрузки. Ток оставался порядка 1А. Делал эту проверку при различных выходных напряжениях. Все замечательно. НО защита от КЗ не работает. Точнее при малых выходных напряжениях(лучшее,что мне удалось добиться Uвых до 17В) она работает. Выше этого напряжения при КЗ горит транзистор. Умные головы подскажите может ли, при данной схемной реализации, защита от КЗ в принципе работать? В описании схемы сказано, что БП не боиться КЗ.

[yuri_d]

Транзистор горит, так как схема ограничения тока достаточно медленная. Можно попробовать ограничить ток силового транзистора Т1. Для этого поставить резистор в цепь эммитера и зашунтировать резистор в цепи базы R1 с помощью низковольтного стабилитрона или пары последовательно включенных диодов.

[vvs157]

Выше этого напряжения при КЗ горит транзистор. Умные головы подскажите может ли, при данной схемной реализации, защита от КЗ в принципе работать? В описании схемы сказано, что БП не боиться КЗ.

Он у Вас горит сразу или спустя некоторое время?
Транзистор должен быть рассчитан на мощность Uвх*1А, Uвх - это входное напряжения вашего стабилизатора, с учетом пульсаций и допусков на колебание входного напряжения не менее 40 В. Итого 40 Вт, плюс 30% запас - транзистор должен быть на 55 - 60 Вт

[SergSit]

Он у Вас горит сразу или спустя некоторое время?
Транзистор должен быть рассчитан на мощность Uвх*1А, Uвх - это входное напряжения вашего стабилизатора, с учетом пульсаций и допусков на колебание входного напряжения не менее 40 В. Итого 40 Вт, плюс 30% запас - транзистор должен быть на 55 - 60 Вт

Горит сразу, как только КЗ. Вы наверно имете ввиду тепловой пробой? Транзистор КТ818Г, как на схеме. Т.е. при установке на радиатор может рассеивать порядка 60Вт. Установлен на радиатор порядка 1700см2
Напряжение на входе 35В.
А не может быть причина в следующем. ОУ работает как компаратор. Поэтому когда на инверсном входе напряжение становиться больше чем на не инверстном входе (т.е. когда есть нагрузка и выставлен ток срабатывания резистором Р2) на выходе будет отрицательное напряжение равное напряжению питания ОУ. Соответственно это отрицательное напряжение уменьшит напряжение на регулирующем входе LM317, а при КЗ должно сделать его -1.25 в(как минимум), чтобы LM317 просто закрыть. Но так, как напряжение питания ОУ, в моем случае, составлянт -10В оно и не может уменьшить напряжение на регулирующем входе до необходимой величины. Соответственно LM317 не запираеться, а переходит в режим ограничения тока(срабатывает внутреняя защита). Ток ограничения у LM317 составляет 1А. Этот ток и открывает транзистор. Может я и не прав.

Транзистор горит, так как схема ограничения тока достаточно медленная. Можно попробовать ограничить ток силового транзистора Т1. Для этого поставить резистор в цепь эммитера и зашунтировать резистор в цепи базы R1 с помощью низковольтного стабилитрона или пары последовательно включенных диодов.

А разве резистор в цепи эмитера не уменьшит выходное напряжение на величину падения напряжения на самом токоограничивающем резисторе. Т.е. если взять макс ток через транзистор по справочнику 10А, то резистор должен быть 3Ома. А при токе 5А на нем осядет 15В. Разве так можно?
Да , а почему защита медленная? Как поднять ее быстродействие?

[yuri_d]

Горит сразу, как только КЗ. Вы наверно имете ввиду тепловой пробой? Транзистор КТ818Г, как на схеме. Т.е. при установке на радиатор может рассеивать порядка 60Вт. Установлен на радиатор порядка 1700см2
Напряжение на входе 35В.
А не может быть причина в следующем. ОУ работает как компаратор. Поэтому когда на инверсном входе напряжение становиться больше чем на не инверстном входе (т.е. когда есть нагрузка и выставлен ток срабатывания резистором Р2) на выходе будет отрицательное напряжение равное напряжению питания ОУ. Соответственно это отрицательное напряжение уменьшит напряжение на регулирующем входе LM317, а при КЗ должно сделать его -1.25 в(как минимум), чтобы LM317 просто закрыть. Но так, как напряжение питания ОУ, в моем случае, составлянт -10В оно и не может уменьшить напряжение на регулирующем входе до необходимой величины. Соответственно LM317 не запираеться, а переходит в режим ограничения тока(срабатывает внутреняя защита). Ток ограничения у LM317 составляет 1А. Этот ток и открывает транзистор. Может я и не прав.

ОУ работает как компаратор. Большинство ОУ в таком режиме имеют худшие временные характеристики, так как выходные транзисторы находятся в состоянии насыщения. В datasheet такие времена не указываются.

Пока ОУ выходит из насыщения и далее утягивает управляющий вывод LM317 вниз, силовой транзистор работает без какого либо ограничения тока. Оценка этого тока по худшим параметрам дает 500А (2.2А ток КЗ LM317 и 225 коэффициент передачи тока КТ818Г). Это далеко за пределами области рабочих токов (10А максимум).

Повторюсь еще раз: необходимо сделать быстродействующую ООС для ограничения тока транзистора. Наиболее простое решение с использованием резистора в цепи эммитера и ограничении падения напряжения на резисторе R1. Тогда мы получаем плохой стабилизатор тока за счет ограничения падения напряжения на резисторе в цепи эммитера.

[SergSit]

Другими словами, защита от КЗ в данной схеме мягко говоря не очень хорошая, непредсказуемая. Может успеть закрыть транзистор а может и нет. А повысыть ее быстродействие не представляеться возможным. Может поменять ОУ или подобрать по быстродействию?
Напряжение на R1 надо ограниченать на величину не более чем 0.7В? А как правильно расчитать токо ограничивающий резистор в цепи эмитера?

[yuri_d]

Другими словами, защита от КЗ в данной схеме мягко говоря не очень хорошая, непредсказуемая. Может успеть закрыть транзистор а может и нет. А повысыть ее быстродействие не представляеться возможным. Может поменять ОУ или подобрать по быстродействию?
Напряжение на R1 надо ограниченать на величину не более чем 0.7В? А как правильно расчитать токо ограничивающий резистор в цепи эмитера?

Полагаю, что замена ОУ на другой (более быстродействующий) не поможет. Дело в том, что все равно останется промежуток времени от момента начала перегрузки (КЗ) до срабатывания защиты. Биполярные транзисторы имеют зону необратимого пробоя при перегрузке по току, поэтому нужно ограничивать ток.

В расчетах принято брать напряжение на p-n переходе при комнатной температуре равным 0.6 вольта. Если два последовательно включенных диода ограничат напряжение на резисторе в цепи базы величиной 1.2 вольта, то при резисторе в цепи эммитера 0.1 ома получим ограничение по току в 6 ампер ((1.2В - 0.6В) / 0.1А). Чем больше падение напряжение на этом резисторе, тем точнее можно выставить порог ограничения тока (тем меньше он зависит от изменения внешних условий - в первую очередь температуры).

Для ограничения напряжения можно использовать транзистор с двумя резисторами (один между базой и эммитером, другой колектором и базой). Такая схема обычно используется для стабилизации рабочей точки УЗ на биполярнях выходных транзисторах. Плюс такой схемы в возможности подстройки напряжения стабилизации и лучшей стабильности при изменении температуры (если закрепить этот транзистор на радиаторе рядом с силовым транзистором).

[SergSit]

Даже как-то странно. Почему же пишут , что блок питания не боиться КЗ. Проверил еще раз БП на ограничения тока. При выставленном токе ограничения 1А и Uвых 25В подключал к БП 10_амперную нагрузку. Все нормально. Ток выше 1А не поднялся. А защита от КЗ не успевает сработать и горит транзистор. Придется делать видимо БП на LT1084. А хотелось иметь стабилизацию тока(((. Спасибо за советы.

[A.T.Tappman]

Работает, типа...

Прикрепленные файлы

 pwr_lab.pdf ( 296.75 килобайт ) Кол-во скачиваний: 630