Стабилизатор ТСТ 12-5

[himik912]

Блок 1979 года рождения, был изрядно перепахан в конце прошлого века электриками машиностроительного завода после чего совершил побег в гараж. где находился в покое до прошлого года.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[dula]

Ну тогда понятно, видимо была модернизированная версия в последующие годы.

Его младшего брата, ТСТ 12-3 я пару раз переделывал, было у меня несколько штук. Это который плоский, с защитой на герконе.  Вместо одного из предохранителей ставил переменный резистор.  Получалось от 5 до 24 вольт.  Но его триггерная защита мне не нравится. Старичок в этом плане лучше.
 

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[himik912]

@avv_rem , поясните, пожалуйста для чего в схеме к третьей модернизации показан R4? В пояснении  к схеме он упоминается так: "замкнуть R4 и далее уменьшением сопротивления R3 поднять выходное напряжение до 8,5в…9в." Вторая модернизация выполнена успешно, только не стал ставить транзистор на R7, диапазон регулирования 8-15 вольт.  

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[avv_rem]

Еще раз обратите внимание на номинал резистора R1 в третьей модернизации. Все-таки склоняюсь к мысли дальнейшего увеличения его сопротивления. Вплоть до 4,7к…10к.

Теперь по заданному вопросу.

Это классическая схема защиты «с обратным наклоном». Для общего знакомства с этой защитой посмотрите прикрепленный файл. Правда, до конца я его так и не дописал. В расчетах принято U_БЭ около 0,65В для кремниевых транзисторов. К Вашими датчиками тока подойдут только германиевые транзисторы. Для них U_БЭ около 0,25В. Имейте в виду это при расчетах.

Ток короткого замыкания остается неизменным и равным примерно 2А. А вот точку перелома выходной нагрузочной характеристики можно изменять в пределах 2…6А с помощью R3, R4. Но при настройке саму точку 12В и  6А вылавливать довольно сложно, поэтому я и рекомендую вести регулировку на падающем участке нагрузочной характеристики.

Настройка защиты, вообще говоря, опасная. Одно неверное движение – и регулирующие мощные транзисторы выйдут из строя. При первых тестах лучше вообще разорвать цепь R3, R4, выставить на выходе без нагрузки 12в. Далее начинать постепенно нагружать блок питания. Если ошибок нет, то при токе около 2А и выше выходное напряжение начнет быстро снижаться (на десятки процентов). Если и при 3А выходное напряжение останется почти без изменений, то в схеме нужно искать ошибку. Только убедившись, что защита работает, можно восстанавливать цепь R3, R4. Чем меньше ее сопротивление, тем выше будет ток перелома нагрузочной характеристики. Еще лучше ориентироваться на нагрев транзисторов. Если транзисторы нагреваются слишком сильно, то нужно прекращать понижение сопротивления. Ниже R3 = 6,8кОм при замкнутом R4 лучше вообще не заходить.

Еще безопаснее поставить R3 = 10кОм, «с запасом» и погонять блок питания в разных режимах. Если регулирующие транзисторы греются умеренно, то номинал R3 со временем можно будет и понизить.

ЗАЩИТА С ОБРАТНЫМ НАКЛОНОМ ТОКОВОЙ НАГРУЗОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ.doc

[avv_rem]

4 часа назад, himik912 сказал:

только не стал ставить транзистор на R7

Надеетесь на высокую надежность переменного резистора? Скорее всего, разочаруетесь. Как только пыль нарушит контакт в ползунке R7, блок питания выдаст максимальное напряжение. Если защита будет настроена правильно, то сам блок питания может и не сгореть, а вот нагрузку спалит обязательно. А если подключен радиоприемник или магнитола? Это будет один из самых сложных ремонтов.

Защитный транзистор лучше всего смонтировать прямо на переменном резисторе. Навесным монтажом. Посмотрите на схему внимательно. При установке транзистора Вам даже дополнительные провода не понадобятся. При наличии VT7, в случае отказа переменного резистора R7, блок питания просто сильно понизит напряжение на нагрузке. Она не сгорит. Просто отключится, и всего делов-то.

[himik912]

@avv_rem , на выходе стоит реле, отключающее нагрузку при напряжении более 15 вольт. Только хватит ли его быстродействия я не знаю, да и R7 включён переменным сопротивлением. а не реостатом, при потере контакта с ползунком там установится 4.7кОм и напряжение на выходе блока более 15 вольт отключит реле. Применил третью модернизацию. Установил R7 СПБ-2 10кОм и при его значении от 10  до 6,8кОм выходное напряжение при токе 4А составляет 3 вольта.

[avv_rem]

3 часа назад, himik912 сказал:

выходное напряжение при токе 4А составляет 3 вольта.

По правде говоря, я уже с трудом понимаю, во что теперь превратился Ваш блок питания. Можете нарисовать схему? А то я уже теряю Ваш ход мыслей.

Очень странно, что так слабо ограничивается ток. Разорвите цепь R3, R4 и срочно смотрите напряжение между базой и эмиттером VT5. Есть все шансы сжечь мощные транзисторы. При напряжении 3в ток должен быть максимум 2,5А.

Если схема собрана правильно, то при замыкании коллектора и эмиттера VT5 выходное напряжение должно упасть почти до нуля. Но это теоретически. На практике германиевые транзисторы имеют большие токи утечки. Поэтому эксперимент с замыканием VT5 нужно проводить не на холостом ходу, а при токе нагрузки хотя бы 100мА.

[himik912]

Сам заблудился и Вас @avv_rem заблудил, извините. Измерения проводились неправильно. Схема Ваша третьей модернизации, заменил R1 на 5,6кОм, R3 установил 6,8кОм. Без нагрузки ставлю выходное напряжение 12 вольт, когда нагружаю сопротивлением 12 ом, выходное снижается до 7 вольт. Напряжение между базой и эмиттером VT5 при отключенном R3 и без нагрузки 0,01в, с нагрузкой 12ом - 0,1в. Защита прекрасно работает, но рановато. Дотянуть бы её до 5-6 ампер. Следует ли дальше снижать подключенное R3?

[avv_rem]

Странно. Что-то не то с шунтами. Уточните их сопротивление, соответствует ли оно 0,2ом? Если Вы намерили даже U_бэ=0,1в, то уже ток короткого замыкания (R3, R4 в обрыве) должен быть (0,1в / 0,2ом) * 2 = 1А и по мере роста выходного напряжения должен довольно быстро увеличиваться. А у Вас даже в середине участка с обратным наклоном ток 7в / 12ом = 0,583А. Где-то нужно искать ошибку. Или замеры неверные, или номиналы не соответствуют указанным на схеме, или транзистор защиты неисправен, либо неправильно подключен.

Может быть, там вообще не в защите дело? Если убрать транзистор защиты, напряжение держится стабильно при подключении нагрузки?

Еще раз замерьте поточнее U_бэ транзистора защиты в режиме ограничения, хотя бы с точностью до 0,01в.

Уточните сопротивление шунтов. Для этого дайте нагрузку 2…3А и измерьте напряжение на каждом шунте. Далее, если падения напряжения на шунтах не слишком сильно отличаются, можно принять R_шунта = 2 * U_шунта / I_нагр и сопротивление определяется довольно точно.

Есть еще предположение. Вместо двух мощных транзисторов работает только один.

Думаю, косяк будет найден. Если все нормально, то я доработаю схему, и покажу, как можно «разогнать» ток защиты. Нужно будет добавить только один резистор с сопротивлением несколько сотен ом.

Изменено 24 января, 2017 пользователем avv_rem

[himik912]

UбэVT5 = 0,09в  в режиме ограничения. Напряжения на шунтах одинаковые, сопротивления равны 0,17 ом. Без защиты держал ток 5 ампер.

Изменено 24 января, 2017 пользователем himik912

[avv_rem]

Эти 0,09в при каком токе нагрузки были? Это важно для расчетов. Я до сих пор не могу оценить сопротивление шунтов. Странно получается. Даже с такими данными у Вас должен быть ток короткого замыкания 2_штуки * 0,09в / 0,17ом = 1,06А.

Надеюсь, R1 имеет сопротивление 4,7…10кОм?

Возможно, VT4 имеет низкий h_21Э. Попробуйте также уменьшить сопротивление R1 со 100кОм до 47кОм. Если это поможет, то есть смысл заменить этот резистор стабилизатором тока. Но схема усложнится.

Или странный какой-то у Вас транзистор попался. У меня U_БЭ никогда менее 0,2в не было.

Если Вы все-таки уверены в своей правоте, то есть другой радикальный способ увеличить ток срабатывания защиты. Можно заменить германиевый транзистор защиты МП39 на кремниевый структуры pnp. Например, МП104…МП105, МП114…МП115, КТ203, КТ502, КТ814, КТ816… Попробуйте начать с КТ814 и разомкнутой цепи R3, R4. Ток срабатывания защиты (короткого замыкания) вырастет сразу раза в три. Но это уже опасный шаг. Есть очень большая вероятность сжечь мощные транзисторы.

[himik912]

Эти 0,09в были при подключенной нагрузке 12ом и выходном напряжении 7в. R1 - 5,6кОм. Транзистор МП26Б. Какое сопротивление уменьшать до 47кОм, может R6 на Вашей схеме, другого с таким сопротивлением нет.

Изменено 24 января, 2017 пользователем himik912

[avv_rem]

18 часов назад, himik912 сказал:

Транзистор МП26Б. Какое сопротивление уменьшать до 47кОм, может R6

Да, разумеется, R6. Вы абсолютно правы. Это моя опечатка.

Кажется, я понимаю, в чем причина нестабильной работы защиты. Ток резистора R6 слишком мал. Всего лишь 0,2…0,4мА. А у Вас в защите стоит транзистор МП26Б. У этого транзистора мало того, что обратный ток коллектора как раз около 0,1мА и быстро растет при увеличении температуры, так еще и h_21Э самый большой в серии. Иными словами, почти весь ток R6 даже без нагрузки уходит через него. Я не зря на схеме рекомендовал МП39. У него обратный ток коллектора около 0,02мА, а h_21Э, наоборот, самый низкий в серии.

Попробуйте следующие шаги с разорванной цепью R3, R4.
1. Поставить транзистор МП39, в крайнем случае МП40.
2. Снизить сопротивление R6 до 22кОм.
3. Поставить транзистор серии П401…П403. Лучше тот, у которого минимальный h_21Э. Эти транзисторы  высокочастотные, поэтому применение C3 будет строго обязательно.
4. Поставить кремниевый транзистор. Например, МП104, КТ814.

Ток короткого замыкания должен заметно возрасти. Если ни смотря ни на что ток защиты не увеличится, то будем немного корректировать схему. Но, думаю, до этого дело не дойдет.

Изменено 25 января, 2017 пользователем avv_rem

[himik912]

@avv_rem , снизил сопротивление R6 до 22кОм, замена МП26 на МП40 успеха не принесла, был установлен КТ814. В результате на нагрузке 3Ом и напряжении 12,7в происходит срабатывание защиты и  напряжение падает до 10,7в. Напряжение Б-Э на КТ814 при сработавшей защите 0,57в. 

Изменено 25 января, 2017 пользователем himik912

[avv_rem]

10,7в / 3ом = 3,56А. Не многовато? Если R3, R4 отсутствует, то гарантировано многовато и ставить ее нельзя. На каждом мощном транзисторе при коротком замыкании будет рассеиваться мощность более 30Вт. Я планировал попасть примерно на 2А.

А П401...П403 есть в наличии? Или П416, или ГТ308?

[avv_rem]

3,56А / 2 = 1,78А приходится на каждый шунт

В 24.01.2017 в 13:28, himik912 сказал:

Напряжения на шунтах одинаковые, сопротивления равны 0,17 ом.

U_бэ = 1,78А * 0,17ом = 0,3026в.
Это просто п...ц как аномально мало для кремниевого транзистора.

Или что-то не то с шунтами, или… я даже не знаю, что предположить. Плохо хомуты прижаты? Может быть возбуждение какое-то? Осциллограф есть? Не поленился, померил U_бэ в своем стабилизаторе. Ток коллектора транзистора КТ814 достигает 1,5мА при U_бэ = 0,59в – классика, ничего необычного.

Изменено 25 января, 2017 пользователем avv_rem

[himik912]

Установлен П416А. На нагрузке 4,5Ом защита срабатывает до 6,8в, но с минимального напряжения холостого хода 8,3в, напряжение Б-Э 0,21в. Такой же результат и с ГТ308А, только его напряжение Б-Э 0,26в. 

[avv_rem]

При тестировании защиты с помощью резистора регулятор выходного напряжения нужно выводить на максимум.

Снова какая-то невязка. Берем транзистор П416А с U_бэ = 0,21в.
0,21в / 0,17ом = 1,235А – ток каждого шунта.
1,235А * 2 = 2,47А – ток ограничения защиты.
2,47А * 4,5ом = 11,12в

А по Вашим замерам 6,8в. Почти в 2 раза меньше.

Складывается впечатление, что проблема в резисторах R10 и R11. Скорее всего, один из них неправильно припаян. Не к тому концу шунта, например.

[himik912]

[avv_rem]

Наиболее подходящее сочетание:

0,26в / 0,17ом = 1,529А – ток шунтов.
6,8в / 4,5ом = 1,511А – ток нагрузки.
1,529А – 1,511А = 0,018А = 18мА – ток стабилитрона.

И все встает на свои места. Но тогда получается, что одного мощного транзистора в схеме вообще нет. И, как ни странно, нет и одного из резисторов, R10 или R11. Очень похоже, что нет контакта под одним из хомутов шунта.

Подержите нагрузку 4,5ом немного подольше. Если нагрузочный резистор сильно нагреется, то опустите его в стакан с водой. Одинаково ли будут нагреваться транзисторы на радиаторе? Нужно убедиться, что оба транзистора работают более или менее симметрично. Надеюсь, на тестере термопара есть?

Изменено 25 января, 2017 пользователем avv_rem

[himik912]

Термопары нет, но на правом на фото резисторе R10 или R11 напряжение при сработавшей защите 0,041в, а на левом 0,051в и правый транзистор субъективно чуть-чуть меньше греется.

Изменено 25 января, 2017 пользователем himik912

[avv_rem]

Сижу считаю. Пытаюсь понять, что происходит и систематизировать результаты замеров.

[avv_rem]

Напряжения на резисторах R10 и R11 великоваты. Есть смысл уменьшить их в несколько раз. Поставьте R10 и R11 по 150ом и транзистор П416А с U_бэ=0,21в.
Поставьте регулятор напряжения на максимум и подключите нагрузку 4,5ом. Думаю, без цепочки R3, R4 ток нагрузки подойдет к 2А довольно близко. Далее.
1. Измерьте ток нагрузки амперметром.
2. Измерьте падения напряжения на шунтах.
3. Измерьте напряжение U_бэ транзистора защиты.

То же самое затем нужно будет замерить и с ГТ308А. Если с ГТ308А ток превысит 2А, то возвращаемся на П416А и будем настраивать цепь R3, R4.

Расчетная модель выглядела так. Но никак не разберусь с исходными данными

himik912 Защита пробный вариант.zip

Изменено 25 января, 2017 пользователем avv_rem

[avv_rem]

Скорее всего, при больших токах шунты сильно разогреваются, и их сопротивление увеличивается процентов на 30. В этом проблема. Поэтому нет смысла мерить их сопротивление. Подбор тока короткого замыкания 2А придется вести с помощью типа транзистора защиты (грубо) и сопротивления резисторов R10 и R11 (плавно). Другого пути я пока не вижу.

[himik912]

Поставил R10 и R11 по 150ом и транзистор П416А с Uбэ=0,21в. Регулятор напряжения на максимуме и подключил нагрузку 4,5ом. Ток, измеренный Ц4315 составляет 1,6А . Падение напряжения на шунтах 0,23в.Транзистор ГТ308А с Uбэ=0,26в. Ток по Ц4315 сначала 1,6А, потом в течение 30сек поднимается до 1,9А. Падение напряжения на шунтах 0,26в.

Изменено 25 января, 2017 пользователем himik912