Компенсационный Стабилизатор Напряжения

[Radioman19]

Здравствуйте. Темой диплома был компенсационный стабилизатор напряжения. Нашелся готовый расчёт с подробным объяснением. (http://www.meanders....ilizator2.shtml)

Т.к. деталей, которые предлагает автор я не нашел, то воспользовался аналогами, думаю, они и виноваты в возникшей проблеме.

По ТЗ Стабилизатор рассчитан на 2 А и U = 7,6...18 В. После сборки при тестировании выдал следующие параметры:

В ХХ при отключенной нагрузке напряжение регулируется в пределах нормы.

При нагрузке

Rн = 47 Ом; Напряжение-Ток - идут нормально до напряжения в 12 вольт. Ток становится в пределах 255 мА и при дальнейшем увеличении напряжения подстроечным резистором не растёт и садит его до 12. Я увеличил сопротивление Rэ согласно формуле Rэ = 0,65*2/ h21, т.к. h21 VT3 (моей замены) был намного выше . Я поставил что было (330 Ом) и ситуация слегка поправилась. Теперь он при напряжении 14,5 В показывает нужный ток в 0,31 А. Дальше напряжение не увеличивается, а садится на 14,5. Как я понял возникшую проблему: у меня неправильно работают элементы, т.к. я не учёл коэффициенты усиления по току и они сами не могут выработать такой ток.

Привожу параметры заявленных элементов и поставленных мною, а так же схему.

Заявленные/замена (под каждым):

VT1-КТ315Г Uke = 35В, h21 = 50...350. I = 0,1А

VT1-2N3904 Uke = 40В, h21 = 40. I = 0,2А

--

VT2-КТ815 Uke = 40В, h21 = 40. I = 1,5/3А(постоянный/импульсный)

VT2-2sc2333 Uke = 400В, h21 = 20...80. I = 2А

--

VT3-КТ827А Uke = 100В, h21 = 750. I = 20A Pc = 125 (рассеиваемая мощность)

VT3-2sd1446 Uke = 500В, h21 = 2000. I = 6A Pc = 40 (но с ним выходное напряжение даже в ХХ скачет очень сильно. Порядка 0,3 В поэтому я попробовал другой, с меньшими усиливающими характеристиками)

VT3-2sd882 Uke = 30В, h21 = 60. I = 3A Pc = 10

Помогите, не знаю от чего оттолкнуться даже уже.

Изменено 25 мая, 2016 пользователем Radioman19

[Реклама]

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

[ZAPAL]

Попробуй для начала - отключить от схемы - коллектор VT1. ( стабилизатор выходной).

Если резисторы в цепи транзисторов VT2, VT3 - правильные, то напряжение на выходе (на нагрузке) возрастет.. почти до уровня входного..

Т.е. транзистор Т3 - должен полностью открыться.. если это не произошло попробуй аккуратно уменьшить номинал Rк..

так мы узнаем где проблема.. в цепи регулирования тока ( VT2, VT3) или в цепи стабилизации (VT1).

ЗЫ, что за стабилитроны D1 D2 ?.

[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

[Григорий Т.]

Расставьте на схеме номиналы всех деталей и напряжения на всех выводах транзисторов.

в цепи регулирования тока ( VT2, VT3)

Где вы увидели регулировку тока?

Если резисторы в цепи транзисторов VT2, VT3 - правильные, то напряжение на выходе (на нагрузке) возрастет.. почти до уровня входного..

Не до входного, а до уровня стабилизации VD2.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы 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, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[ZAPAL]

Где вы увидели регулировку тока?

В сути биполярных транзисторов.. были бы полевые - я бы написал не ток - а потенциал затвора.

Не до входного, а до уровня стабилизации VD2.

Согласен..

со смартфона - тяжко писать одним пальцем и одновременно картинки разглядывать..

и данных стабилитронов нету.. может там стоит непонятный аналог - с низким напряжением.

[Григорий Т.]

Я так понимаю, что проблема в неправильном выборе R_к и R_э. Чтобы открылся составной КТ827, на Rэ должно упасть 1.5 Вольта, и ток через него, а значит и через R_к будет около 5 мА.. Соответственно, на выходе напряжение не превысит напряжение на VD2 минус падение на R_к и R_э.

Изменено 25 мая, 2016 пользователем Григорий Т.

[Radioman19]

Попробуй для начала - отключить от схемы - коллектор VT1. ( стабилизатор выходной).

Если резисторы в цепи транзисторов VT2, VT3 - правильные, то напряжение на выходе (на нагрузке) возрастет.. почти до уровня входного..

Т.е. транзистор Т3 - должен полностью открыться.. если это не произошло попробуй аккуратно уменьшить номинал Rк..

так мы узнаем где проблема.. в цепи регулирования тока ( VT2, VT3) или в цепи стабилизации (VT1).

ЗЫ, что за стабилитроны D1 D2 ?.

Отпаял

На входе устройства 18 вольт. На выходе 16,6.

Стабилитроны VD1-22V, VD2-5,6V (1n4734)

[Григорий Т.]

Какой смысл в стабилитроне на 22 Вольта при питании 18 Вольт?

VD1-22V, VD2-5,6V

Может, наоборот?

[Radioman19]

Да-да, конечно.

По расчётам автора статьи из приложенной ссылки, напряжение вторичной обмотки трансформатора 24В. Я же нашел трансформатор лишь на 18. Стабилитрон решил оставить, т.к нет необходимости ограничивать напряжение до 22 В.

[Григорий Т.]

Это у вас без нагрузки 18, а с нагрузкой? Я думаю, при таком питании 14.5 Вольт - это потолок.

[Alkarn]

Стабилитроны правильные. Хотелось бы узнать величины Rk и Rст.

Возможно, самовозбуждение, надо осциллографом посмотреть.

[Radioman19]

Я так понимаю, что проблема в неправильном выборе R_к и R_э. Чтобы открылся составной КТ827, на Rэ должно упасть 1.5 Вольта, и ток через него, а значит и через R_к будет около 5 мА.. Соответственно, на выходе напряжение не превысит напряжение на VD2 минус падение на R_к и R_э.

Для стабильной работы цепи опорного напряжения Rсм VD2, необходимо, чтобы Rк не оказывал на эту цепь шунтирующего действия. Поэтому ток Rк должен быть не менее, чем в 2 раза меньше тока стабилитрона. Кроме того, на нём падает разность между входным и выходным напряжением:

URк = Uвх. - Uвых. = 25 – 12 = 13 вольт,

отсюда: Rк = URк / (Iст/2) = 13 / 0,005 = 2,7 кОм.

(Вопрос. Если у меня входное напряжение 18 В, то значения совершенно иные, как если я установлю подстроечным резистором на 17 вольт, то результат тоже будет иной. Этот расчёт рассчитан только на напряжение 12В?)

Rэ = 0,65 / 2 * 50 = 16 Ом,

где 0,65 – падение на переходе база-эмиттер, 2 – номинальный ток нагрузки = 2 ампер), 50 - усреднённое значение коэффициента передачи транзистора.

(В моём случае усреднённое значение h21 равно 100 и сопротивление 32)

Это у вас без нагрузки 18, а с нагрузкой? Я думаю, при таком питании 14.5 Вольт - это потолок.

При каком питании?

Думаю, стоит отметить, что я мерил напряжение в двух точках подсоединяя нагрузку. На выходе и после выпрямителя на входе. До цепи регулировки напряжение стабильно держится на 18 В.

Стабилитроны правильные. Хотелось бы узнать величины Rk и Rст.

Возможно, самовозбуждение, надо осциллографом посмотреть.

Rсм = 300

Rк = 2700

Осциллографа, увы, нет

[Григорий Т.]

Хотите ясности?

Расставьте на схеме номиналы всех деталей и напряжения на всех выводах транзисторов.

[Alkarn]

Стабилизаторы такого типа склонны к самовозбуждению, особенно с КТ827. Частота бывает

сотни кГц. Попробуй через конденсатор мультиметром на измерении переменного напряжения посмотреть.

И, Григорий говорил, при 18 В на входе больше 14 на выходе не получить.

[Radioman19]

Хотите ясности?

Расставьте на схеме номиналы всех деталей и напряжения на всех выводах транзисторов.

Когда подключена нагрузка? И на каком напряжении?

[chip-chip]

Для надежной работы схемы и хорошей повторяемости при расчетах h21э надо брать половину от справочного значения. Тогда будет работать при любом сочетании элементов. Стабилитрон VD5 и С2 выкинуть, R1 и R2 обьединить и пересчитать под напряжение 18В. Для начала!

[Radioman19]

Стабилизаторы такого типа склонны к самовозбуждению, особенно с КТ827. Частота бывает

сотни кГц. Попробуй через конденсатор мультиметром на измерении переменного напряжения посмотреть.

И, Григорий говорил, при 18 В на входе больше 14 на выходе не получить.

Почему не получить? Где потеряется 4 вольта?

Для надежной работы схемы и хорошей повторяемости при расчетах h21э надо брать половину от справочного значения. Тогда будет работать при любом сочетании элементов. Стабилитрон VD5 и С2 выкинуть, R1 и R2 обьединить и пересчитать под напряжение 18В. Для начала!

Если стабилитрон останется, то это ни на что в сущности не повлияет же? Потому что плата уже протравлена и собрана. (Я не проверил работоспособность под нагрузкой при сборе навесным монтажом при проектировании)

Если пересчитаю и поставлю Rk для 18 вольт. Будет ли он исправно работать на 12?

если это не произошло попробуй аккуратно уменьшить номинал Rк..

URк = Uвх. - Uвых. = 18 – 16 = 3 вольт,

отсюда: Rк = URк / (Iст/2) = 2 / 0,005 = 400 Ом.

Если настолько поменять номинал, то не пыхнет ли VT2?

[Radioman19]

Хотите ясности?

Расставьте на схеме номиналы всех деталей и напряжения на всех выводах транзисторов.

[Григорий Т.]

Осталось расставить напряжения. Под нагрузкой, разумеется, и при максимальном напряжении.

[Alkarn]

Стабилитрон на 22В ни на что не влияет при входном 18 В. Можно выбросить, можно оставить.

Расчеты сильно упрощаешь. URk + URсм = Uвх-Uвых-UbeVT3-UbeVT2.

18В на входе - это среднее значение, под нагрузкой на него наложена пила с размахом Um=0.008*I/C,

при токе 2A и конденсаторе 1500мкФ это около 9 вольт. Емкость нужна не меньше 4000 мкФ, лучше больше.

И оставьте в покое Rэ, он практически ни на что не влияет, может быть от 100 Ом до 10 кОм.

Изменено 25 мая, 2016 пользователем Alkarn

[Radioman19]

Расчеты сильно упрощаешь. URk + URсм = Uвх-Uвых-UbeVT3-UbeVT2.

URk + URст = 18 - 17 - 1,2 - 1,2 = 1.

Rк + Rст = URк + URст / (Iст/2) = 1 / 0,005 = 200 Ом.

UbeVT3-UbeVT2 - брал Vbe(sat) из даташита

Эта величина сильно отличается от той, что стоит сейчас.

18В на входе - это среднее значение, под нагрузкой на него наложена пила с размахом Um=0.008*I/C,

при токе 2A и конденсаторе 1500мкФ это около 9 вольт. Емкость нужна не меньше 4000 мкФ, лучше больше.

Но почему тогда при подключении нагрузки не просаживается напряжение на входном конденсаторе?

Изменено 26 мая, 2016 пользователем Radioman19

[Григорий Т.]

Radioman19, у меня сложилось устойчивое мнение, что вы пришли сюда не проблему решить, а потролить. Третий раз пишу - расставьте измеренные напряжения на схеме. Что за игра в гадалки?

[Radioman19]

Radioman19, у меня сложилось устойчивое мнение, что вы пришли сюда не проблему решить, а потролить. Третий раз пишу - расставьте измеренные напряжения на схеме. Что за игра в гадалки?

Нет, это не так. Просто я не опытен в таких делах.

Замерил.

VT1: Ube = 1,15V; Uke = 10,2V

VT2: Ube = 0,62V; Uke = 2V

VT3; Ube = 0,65V; Uke = 2,63V

Прилагаю полную схему устройства, т.к у меня стоит ещё защита от КЗ. Не думаю, что в ней может быть дело, т.к. я обрезал защиту и подключал нагрузку напрямую. Ничего не менялось

[Григорий Т.]

VT1: Ube = 1,15V

Это составной? Если нет, то он труп или неправильно намерили. А вообще, все напряжения нужно мерить относительно общего. И расставить на схеме с указанием номиналов и типов транзисторов.

[seawar]

Предлагаю выкинуть VD2 и С2. По существующей схеме максимальное напряжение на выходе не может быть больше напряжения стабилизации VD2 минус сумма падений база-эмиттер VT2 и VT3.ЗЫ: Пардон, не дочитал, что напряжение входное ниже 22В.

Изменено 26 мая, 2016 пользователем seawar

[Radioman19]

VT1: Ube = 1,15V

Это составной? Если нет, то он труп или неправильно намерили. А вообще, все напряжения нужно мерить относительно общего. И расставить на схеме с указанием номиналов и типов транзисторов.

Это 2N3904 замена КТ315 ого

Нагрузка 47 Ом, регулятор до максимума. В ХХ выдает 17 вольт

Изменено 26 мая, 2016 пользователем Radioman19