Полазив по интернету, я не нашел ни одной схемы регулятора напряжения и самое главное тока - на современной элементной базе. Все они

были либо аналоговыми, либо с биполярными транзисторами, в ключевом включении. Я опробовал одну из них.

 

http://kravitnik.narod.ru/charge/charge_4.gif

Тока более 2,5 ампер, без значительного нагрева транзистора КТ818, я не получил. При попытке снять около 4 ампер - сгорел транзистор и диод шотки. Надо уточнить - они были без радиаторов. Что, впрочем, не меняет ситуации. Задумавшись, как применить в этом включении P-канальный полевик - наткнулся на описание его работы. Тепловыделение, за счет большого сопротивления на открытом переходе, слишком большое - о хорошем кпд можно было забыть. Решено было использовать N-канальные полевики управляемые драйвером верхнего ключа

Схема хоть и рабочая и обладает хорошим КПД все же не лишена была недостатков. Он касался использования ее в зарядке аккумуляторов. Связаны они были с тем что  нижний ключ всегда открыт когда закрыт верхний. Если энергия дросселя иссякнет  - ток от аккумулятора пойдет через дроссель в обратном направлении и сожжет нижний ключ. Верхний же сгорит при открытии на короткозамкнутый нижний.

Решено было отказаться от синхронного ключа и использовать по старинке мощный диод шотки. 

В результате долгих поисков, проб и ошибок, горелых микросхем и полевиков была рождена вот такя схема 

V7.2FinalShema

Основные характеристики.

1. Работает стабильно.

2. Отлично держит ток и напряжение. 

3. Имеет КПД около 90 процентов. Иногда до 94!

4. Все детали валяются на свалке.

5. Практически не нуждается в настройке.

6. Очень простая и повторяемая.

7. Ток регулируется от нуля до сколько захочет пользователь. 

8. Напряжение регулируется от 2.5В.

Из особенностей. 

Контроль выходного тока осуществляется шунтом.

IMG 20140619 001323

Его сопротивление около 0,01 ома. Тепловыделение на нем относительно не большое. Ток регулируется в широких пределах. От 0 ампер.... до сколько позволят ключ диод и дроссель. Максимальный предел регулировки тока (и короткого замыкания) задается резистором R6. Сразу оговорюсь ниже 4 ампер устанавливать не советую. Особенностью контроля тока является использование "вольтодобавки шунта" реализованное на диоде D4. Это позволяет TLке корректно работать околонулевыми токами и выставлять(резистором R9) ток короткого замыкания.... скажем в 1мА. Диод D5 служит для термостабилизации цепи контроля тока. 

Шунтом изначально являлся отрезок медной проволоки длиной около 4,5см и диаметром 0,4мм. Так как медь очень нетермостабильна и при нагреве ток уплывал решено было расковырять китайский мультиметр. Шунт вытащеный оттуда был укорочен вполовину и впаян в плату. 

Дроссель

IMG 20140619 001613

 

IMG 20140620 230402

был намотан на желто-белом колечке из компьютерного БП. Содержит около 24 витков провода диаметром 2 мм. Провод был смотан из трансформатора компьютерного UPS.

IMG 20140620 224019

Только с таким проводом удалось избавиться от излишнего нагрева дросселя на токах свыше 5А. 

Изюминкой является трансформаторный драйвер ключа. За него спасибо LiveMaker с сайта Микросмарт. Изготавливается из почти любого ферритового колечка. В идеале - марки 2000 от 2 см в диаметре. Колечко снятое с провода импульсного фильтра тоже работает (хотя и наблюдается почти неуловимый его нагрев). У меня уже две платы работают на колечках которые были сняты со жгутов проводов соединяющих платы копировальной техники. Единственный и пока не приведший к негативным последствиям минус - выбросы на границах трапеций переключающих сигналов. Они не большие(2-3В) и не влияют на работоспособность устройства. Ничего сложного в намотке нет. Мотается на глазок виток к витку. Постараться равномерно распределить витки двух катушек по кольцу. Первичная обмотка содержит 9 витков провода. Вторичная - 27 витков провода. Мотаю одной жилой обычной витой пары.  Напряжение на затворе ограничивается двумя стабилитронами на 12-15 вольт.  Драйвер без труда качает полевик IRF3205. Фронт у импульсов на затворе - около 168nS. 

В качестве обратного диода использован мощный диод шотки из компьютерного БП. Он вместе с полевым транзистором через изолирующие прокладки сидит на радиаторе от CPU компьютера. 

Плата вот она 

V7.2FinalPechat

 Вытравил и потестировал ее. Обратите внимание - резисторы R14 и R12 - на самом деле состоят из резистора и конденсатора. Просто переразводить лень. 

Из - за того что на режимы регулировки тока очень влияет сопротивление шунта - блок нуждается в первичной подстройке. Заключается она в установке нужного сопротивления R6. Необходимо подобрать такое сопротивление чтобы при повороте ручки регулировки тока (R9) схема выдавала нужный вам максимальный ток (4-20А). Если максимально выдаваемый ток необходимо часто изменять то можно поставить вместо постоянного переменный резистор. Место и контакты на плате для этого есть.

В планах поменять линейный стабилизатор LM7815 на импульсный MC34063 потому что LM7815 очень греется при питающих напряжениях выше 24В, снижая КПД. 

Фотографии. Уж очень побита  паяльными испытаниями.

 

IMG 20140619 001638

 

 IMG 20140619 001646

 IMG 20140619 001703

 IMG 20140621 014007

 Собрал себе для зарядки и тестирования щелочных аккумуляторов блок питания. Из  дохлых блоков питания PC. Максимальный ток (я решил что пока мне такого тока хватит) - 20А. Использую как правило до 10А, 18В. Итого - 180 Ватт. С средненьким обдувом. Работает уже неделю круглосуточно. 

 

 

 

Обсудить на форуме 

Комментарии   

0 #203 Михаил 19.04.2017 22:46
Вобщем, заметил что даже при рабочей lm-ке при максимальном заполнении стабилитроны немного грелись (градусов до 50). Перемотал трансформатор затвора (витки 15 к 35) нагрев ушел, стабилизатор работает, пока полет нормальный) Автору спасибо за схему и за советы!
Колечко которое я использовал снято то ли с монитора то ли с принтера (со жгута проводов) уже не помню, но по размеру побольше чем то что в статье на фотографии.
0 #202 Super User 17.04.2017 22:45
Ну если думать логически - то 7815 может убить либо превышение входного напряжения, либо превышение выходного тока. Превысить входное напряжение при питающем в 27 вольт нам никак не получится(если печать строго по моей схеме). Остается превышение выходного тока. Вы сами указали что пробой наблюдался при максимальных напряжениях или токах. Это значит, что заполнение импульсов было максимальным. Может сердечник(непод ходящих габаритов или материала) на малых Кзап чувствует себя нормально а когда заполнение увеличивается - происходит насыщение сердечника и резкое увеличение тока. Хотя мне такое не доводилось наблюдать. Выкладывайте фото печаток в хорошем качестве.На форуме можно загружать фотографии.
0 #201 Михаил 15.04.2017 09:24
Уже четвертый раз пробивается линейный стабилизатор. Не могу понять в чем причина, убил уже две lm7815, и две lm317t, симптомы всегда одни и теже, сначала все работает нормально, через время замечаю что когда выставляю макс напряжение или ток начинают дымиться стабилитроны в цепи затвора. Меряю напряжение питания tl494 и вижу что оно равно входному 25вольт, а стабилизатор пробит насквозь, меняю его и через время все по новой.
Входное напряжение 25-27 вольт, lm-ка не перегревается, стоит на радиаторе.
0 #200 Али-бастр 01.03.2017 20:40
Понял, спасибо. Сам бы никогда не сообразил!
0 #199 Super User 01.03.2017 20:32
Д5 для термокомпенсаци и опорного напряжения. Показания с Д4 уплывают с ростом температуры. И на опорной также синхронно уплывают. Эти два диода должны располагатья как можно ближе друг к другу и подальше от шунта.
0 #198 Али-бастр 01.03.2017 07:48
Цитирую Super User:
Цитирую Али-бастр:
Не знаю как сюда печатную плату прилепить

Все можно прилепить на форуме. Здесь только комментарии и ссылки.

Спасибо, необходимость отпала. Но есть вопрос. Не пойму какую функцию выполняет диод Д5 1N4148 включенный последовательно с перем.резисторо м Р9 ?
0 #197 Али-бастр 01.03.2017 07:32
[quote name="Super User"РУЛИТ!
Согласен. Просто, дешево и надежно.

Да тоже так думаю, видно маловато витков на раскачке. Диод Шоттки SBP20150CTEP. Напряжение мерялось на выходных клеммах БП. А за резисторы, прошу прощения. Я ж схему переделал под свои детали, что-то добавил, что-то изменил, естественно позиционные обозначения другие, я это не учел. Ну а напряжение у меня все-же от нуля регулируется.
0 #196 Super User 28.02.2017 21:23
Цитирую Али-бастр:
Не знаю как сюда печатную плату прилепить

Все можно прилепить на форуме. Здесь только комментарии и ссылки.
0 #195 Super User 28.02.2017 21:18
Переменный резистор заменил на 10 ком, параллельно ему постоянный резистор 1.5 ком.
О каком резисторе речь?
R10 уменьшил до 10 ком.
Он по схеме 4,7К... Следовательно увеличили?
Плавность регулировки несколько возросла, но все-равно не идеально.
На плавность регулировки тока резистором R9 у меня не было нареканий. Может вы пытаетесь регулировать ток ограничительным резистором R6? Тогда он будет скачкообразно меняться.
И стабилизация напряжения мне что-то не нравится. Ток нагрузки 1 А, напряжение одно, при токе нагр. 6 А выходное напр. уменьшается на 0.5 В.
А где оно мерялось? На выводах конденсатора С4 на самой плате или на проводах? 6А на тоненьком сечении проводов вдали от выводов С4 легко дадут просадку в полвольта.
Мне кажется это многовато! А так схема мне нравится. Напряжение регуль. от чистого нуля до почти напр. питания.
Странно.... от 1,8В по схеме
На блоке падает всего 2.5 вольта! 10 А выдает, транзистор с небольшим теплоотводом греется градусов 40. Диод Шоттки вообще без теплоотвода.
Марку шотки скажите пожалуйста. У меня все шотки греются градусов до 60-70 без радиаторов. Правда все БУ.
Транзисторы КТ831 , 830 греются, но вполне терпимо.
У меня они градусов до 40 максимум. Может маловато витков по первичке в трансформаторе затвора?
Вообщем драйвер с трансформаторно й связью РУЛИТ!
Согласен. Просто, дешево и надежно.
0 #194 Super User 28.02.2017 21:03
Цитирую Сергей Петров:
Здравствуйте ув. автор! Собрал вашу схему- напряжение регулируется нормально,а ток скачком-выкл.-вкл.В чем может быть проблема,подскажите пож.

Приветствую. Слишком мало вводных. Печатка моя? Схема без изменений? Фото печатки со всех сторон в студию. Иначе сложно ответить. :-)
0 #193 Али-бастр 28.02.2017 11:26
Цитирую Сергей Петров:
Здравствуйте ув. автор! Собрал вашу схему- напряжение регулируется нормально,а ток скачком-выкл.-вкл.В чем может быть проблема,подскажите пож.

У меня аналогично. Решил проблему так. Переменный резистор заменил на 10 ком, параллельно ему постоянный резистор 1.5 ком. R10 уменьшил до 10 ком. Плавность регулировки несколько возросла, но все-равно не идеально. И стабилизация напряжения мне что-то не нравится. Ток нагрузки 1 А, напряжение одно, при токе нагр. 6 А выходное напр. уменьшается на 0.5 В. Мне кажется это многовато! А так схема мне нравится. Напряжение регуль. от чистого нуля до почти напр. питания. На блоке падает всего 2.5 вольта! 10 А выдает, транзистор с небольшим теплоотводом греется градусов 40. Диод Шоттки вообще без теплоотвода. Транзисторы КТ831 , 830 греются, но вполне терпимо. Вообщем драйвер с трансформаторно й связью РУЛИТ!
0 #192 Али-бастр 28.02.2017 11:25
e49
0 #191 Сергей Петров 28.02.2017 10:51
Здравствуйте ув. автор! Собрал вашу схему- напряжение регулируется нормально,а ток скачком-выкл.-в кл.В чем может быть проблема,подска жите пож.
0 #190 Али-бастр 13.02.2017 22:01
Не знаю как сюда печатную плату прилепить

Зарегистрируйтесь, чтобы отправить комментарий.