Stromstabilisator bis 150 Ampere

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Beschreibungen von Stromstabilisatoren für 100 ... 200 A sind in der Literatur nicht oft zu finden, in manchen Prozessen (Verzinken, Schweißen etc.) sind sie jedoch notwendig. Um solche Ströme zu stabilisieren, bedarf es auf den ersten Blick auch entsprechend leistungsstarker Transistoren. Der Artikel beschreibt einen 150-A-Stromstabilisator (mit sanfter Einstellung von Null auf Maximum), der auf herkömmlichen, weit verbreiteten Transistoren der KT827-Serie basiert. Das angewandte Schaltungsdesign ermöglicht eine einfache Erhöhung oder Verringerung des maximal stabilisierten Stroms.

Das schematische Diagramm des vorgeschlagenen Stromstabilisators ist in Abb. 1 dargestellt. eines.

Wie Sie sehen, wird die Last auf etwas ungewöhnliche Weise eingeschaltet – durch einen Bruch im Kabel, das den Minuspol der VD5-VD8-Diodenbrücke mit dem gemeinsamen Kabel des Geräts verbindet. Alle leistungsstarken Transistoren VT1 - VT16 sind nach einem gemeinsamen Kollektorkreis verbunden, aber jeder von ihnen wird über seinen eigenen Ausgleichswiderstand (R4-R19) belastet, der ebenfalls mit einem gemeinsamen Draht verbunden ist. Somit fließt der Gesamtstrom aller 1 Transistoren durch die an der XS16-Buchse angeschlossene Stabilisatorlast.

Der Strom durch jeden der Transistoren VT1 – VT16 wird auf etwa 9,4 A gewählt, was deutlich unter dem maximal zulässigen Wert für KT827A – KT827V liegt. Bei einem Spannungsabfall am Transistor von 10 ... 11 V erreicht die Verlustleistung 100 Watt. Die Streuung der Parameter der Transistoren und der Widerstände der Widerstände R4 - R19 spielt keine Rolle, da jeder Transistor von einem eigenen Operationsverstärker gesteuert wird. Die Ausgänge des Operationsverstärkers DA1.1 – DA8.2 sind über die Transistoren VT17 – VT32 mit den Basen der Transistoren VT1 – VT16 verbunden, und die Rückkopplungsspannungen werden von den Emittern der entsprechenden Transistoren an die invertierenden Eingänge angelegt. Operationsverstärker unterstützen an den invertierenden Eingängen (und dementsprechend an den Emittern der Transistoren VT1 - VT16) die gleichen Spannungen wie an nichtinvertierenden Eingängen.

Die nichtinvertierenden Eingänge aller Operationsverstärker werden mit einer stabilen Steuerspannung von einem Widerstandsteiler R2R3 versorgt, der an den Ausgang des integrierten Stabilisators DA11 angeschlossen ist. Wenn sich die Steuerspannung ändert, ändert sich der Strom durch jeden der Widerstände R4 - R19 und dementsprechend durch die gesamte an der XS1-Buchse angeschlossene Last. Der Operationsverstärker wird von einem Stabilisator gespeist, der auf den Mikroschaltungen DA9, DA10 und einem VT33-Transistor basiert.

Anstelle der Verbundtransistoren KT827A im Stromstabilisator können Sie Transistoren dieser Serie mit den Indizes B, C, G oder eine Kombination aus zwei Transistoren der entsprechenden Leistung (z. B. KT815 + KT819 mit beliebigen Buchstabenindizes) verwenden. Doppel-Operationsverstärker KR140UD20 sind austauschbar mit K157UD2 oder Einzel-Operationsverstärkern KR140UD6, K140UD7, K140UD14 und dergleichen, Stabilisator 78L05 – auf KR142EN5A, KR142EN5B oder 78L09, Transistoren KT315E – auf KT3102, KT603 usw., Dioden D200 160 - auf D232. Anstelle des Transformators TPP1 (T234) darf TPP253, TPP16 oder ein anderer mit zwei Sekundärwicklungen für eine Spannung von 20 ... XNUMX V verwendet werden.

Der Widerstand R1 kann von beliebiger Art sein, es ist wünschenswert, einen stabilen R2 (z. B. C2-29) zu verwenden. Um den Laststrom zu regulieren, verwendete der Autor einen variablen Widerstand SP5-35A (mit hoher Auflösung), aber Sie können natürlich auch jeden anderen verwenden, der die erforderliche Genauigkeit der Stromeinstellung bietet. Der Kondensator C3 besteht aus zehn Kondensatoren K50-32A, C4, C6 – K50-35, der Rest ist beliebiger Art. Es ist unmöglich, einen großen Kondensator als C3 zu verwenden, da dieser stark überhitzt, da seine Ausgänge nicht für so hohe Ströme ausgelegt sind (nicht genügend Querschnitt vorhanden).

Doppelte Operationsverstärker DA1 - DA8, Transistoren VT17 - VT32, integrierter Spannungsregler DA11, Widerstände R2, R3 und Kondensatoren C4 - C7 sind auf einer Leiterplatte montiert, die gemäß der in Abb. gezeigten Zeichnung hergestellt wurde. 2.

(zum Vergrößern klicken)

Die Transistoren VT1 – VT16 sind auf Kühlkörpern befestigt, die jeweils eine Verlustleistung von mindestens 100 Watt haben. Der Autor verwendete Rippenkühlkörper mit den Abmessungen 200x100x26 mm (Abb. 3). Alle 16 Kühlkörper sind zu einer Batterie zusammengebaut, zu deren Kühlung dienen vier VVF-112M-Lüfter. Dadurch war es möglich, den Stromstabilisator für eine langfristig konstante Belastung einzuschalten. Bei kurzzeitiger oder impulsartiger Belastung kann auf kleinere Kühlkörper verzichtet werden.

Die Widerstände R4 - R19 bestehen aus hochohmigem (Manganin- oder Konstantan-)Draht mit einem Durchmesser von 1 ... 2 mm und sind auf den Kühlkörpern ihrer jeweiligen Transistoren befestigt.

Zur Kühlung der VD5-VD8-Dioden werden Standardkühlkörper verwendet, die für den Einbau von D200-Dioden ausgelegt sind (das Anblasen mit einem Lüfter ist nicht erforderlich). Der DA9-Chip und der VT33-Transistor sind auf kleinen Plattenkühlkörpern untergebracht.

Bei der Installation eines Stromstabilisators muss berücksichtigt werden, dass durch einige Stromkreise ein Strom von 150 A fließt, daher müssen diese mit einem Draht des entsprechenden Querschnitts hergestellt werden.

Die Sekundärwicklung des Transformators T2 sollte bei einem Laststrom von 14 A eine Spannung von ca. 150 V liefern (gut geeignet ist ein Schweißtransformator). Der Spannungsabfall am Lastwiderstand des Stabilisators sollte nicht mehr als 10 V betragen (der Rest der Spannung fällt an den Transistoren VT1 - VT16 und den Widerständen R4 - R19 ab). Bei einem größeren Spannungsabfall an der Last muss die Spannung der Sekundärwicklung des Transformators T2 erhöht werden. In diesem Fall muss jedoch sichergestellt werden, dass die Verlustleistung jedes Transistors die nicht überschreitet maximal zulässig.

Beim Aufbau eines aus wartungsfähigen Teilen zusammengesetzten Geräts kommt es darauf an, den maximalen stabilisierten Strom durch Auswahl des Widerstands R2 einzustellen. Dies lässt sich bequem erreichen, indem man den zuletzt enthaltenen Rheostat vorübergehend durch einen Abstimmwiderstand mit einem Widerstand von 1,5 ... 2 kOhm ersetzt. Indem Sie seinen Motor auf die Position des maximalen Widerstands und den Motor des Widerstands R3 auf die obere (gemäß Diagramm) Position einstellen und das Amperemeter in Reihe mit der Last für einen Strom von 150 ... 200 A (bzw einfach an die Buchsen der XS1-Buchse anschließen), den Stabilisator im Netzwerk einschalten und durch Reduzierung des Widerstands des Abstimmwiderstands wird die Amperemeternadel auf die entsprechende Skalenmarkierung ausgelenkt. Messen Sie dann den Widerstand des eingegebenen Teils des Abstimmwiderstands und ersetzen Sie ihn durch eine Konstante mit dem nächstgelegenen Wert.

Bei einem maximalen Strom von 150 A sollte die Spannung an den Emittern der Transistoren VT1 - VT16 etwa 1,88 V betragen. Daher kann die Abstimmung auch anhand der Spannung am Emitter jedes dieser Transistoren durchgeführt werden, obwohl die Genauigkeit der Einstellung der Der Strom wird aufgrund der Streuung der Widerstände der Widerstände R4–R19 gering sein.

Wenn es erforderlich ist, den der Last zugeführten maximalen Strom zu erhöhen oder zu verringern, können Sie die Anzahl der Transistoren und Operationsverstärker entsprechend erhöhen oder verringern. Somit ist es auf Basis des beschriebenen Stabilisators möglich, eine wesentlich leistungsfähigere Stromquelle zu schaffen.

Beim Anschließen der Last an den Stromstabilisator ist zu beachten, dass am „Masse“-Kabel ein positiver Ausgang des Stabilisators anliegt.

Autor: I.Korotkov, Dorf Bucha, Oblast Kiew, Ukraine

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