Меню

Регулятор тока кт 827



Схема мощного стабилизатора тока на 100 — 200А (КР140УД20, КТ827)

В литературе не часто можно встретить описания стабилизаторов тока на 100. 200 А, однако в некоторых процессах (гальваника, сварка и др.) они необходимы. На первый взгляд, для стабилизации таких токов необходимы и соответствующие мощные транзисторы.

Вашему вниманию предлагается стабилизатор тока на 150 А (с плавной регулировкой от нуля до максимума), выполненный на обычных, широко распространенных транзисторах серии КТ827. Примененное схемотехническое решение позволяет легко увеличить или уменьшить максимальный стабилизируемый ток.

Принципиальная схема

Принципиальная схема предлагаемого стабилизатора тока изображена на рис. 1. Как видно, нагрузка включена несколько необычно — в разрыв провода, соединяющего отрицательный вывод диодного моста VD5. VD8 с общим проводом устройства.

Рис. 1. Принципиальная схема мощного стабилизатора тока 150А на транзисторах.

Все мощные транзисторы VT1. VT16 включены по схеме с общим коллектором, но каждый из них нагружен на свой уравнивающий резистор (R4. R19), также соединенный с общим проводом.

Таким образом, через подключенную к розетке XS1 нагрузку стабилизатора протекает суммарный ток всех 16 транзисторов. Ток через каждый из транзисторов VT1. VT16 выбран около 9 А, что значительно меньше предельно допустимого значения для транзисторов КТ827А. КТ827В. При падении напряжения на транзисторе 10. 11 В рассеиваемая мощность достигает 100 Вт.

Разброс параметров транзисторов и сопротивлений резисторов R4. RI9 не имеет значения, так как каждый транзистор управляется своим операционным усилителем.

Выходы ОУ DA1.1. DA8.2 через транзисторы VT17. VT32 соединены с базами транзисторов VT1. VT16, а напряжения обратных связей поданы на инвертирующие входы с эмиттеров соответствующих транзисторов. ОУ поддерживают на инвертирующих входах (и, соответственно, на эмиттерах транзисторов VT1. VT16) такие же напряжения, какие имеются у них на неинвертирующих входах.

На неинвертирующие входы всех ОУ подано стабильное управляющее напряжение с резистивного делителя R2, R3, подключенного к выходу интегрального стабилизатора DA11. При изменении управляющего напряжения изменяется ток через каждый из резисторов R4. R19 и, соответственно, через общую нагрузку, подключенную к розетке XS1. Питаются ОУ от стабилизатора, выполненного на микросхемах DA9, DA10 и транзисторе VT33.

Детали и конструкция

Вместо составных транзисторов КТ827А в стабилизаторе тока можно применить транзисторы этой серии с индексами Б, В, Г или комбинации из двух транзисторов соответствующей мощности (например, КТ315 + КТ819 с любыми буквенными индексами).

Сдвоенные ОУ КР140УД20 заменимы на К157УД2 или на одинарные ОУ КР140УД6, К140УД7, К140УД14 и им подобные, стабилизатор 78L05 — на КР142ЕН5А, КР142ЕН5В или 78М05, транзисторы КТ315Е — на КТ3102, КТ603, диоды Д200 — на Д160. Вместо трансформатора ТПП232 (Т1) допустимо применение ТПП234, ТПП253 или любого другого с двумя вторичными обмотками на напряжение 16. 20 В.

Читайте также:  Регуляторы давления газа принцип работы схема

Резистор R1 может быть любого типа, R2 желательно применить высокостабильный, например, С2-29. Для регулирования тока нагрузки был использован переменный резистор СП5-35А (с высокой разрешающей способностью), но можно, конечно, применить и любой другой, обеспечивающий требуемую точность установки тока.

Конденсатор СЗ набран из десяти конденсаторов К50-32А, С4, С6 — К50-35, остальные — любого типа. Использовать в качестве СЗ один конденсатор большой емкости нельзя, так как он будет сильно перегреваться из-за того, что его выводы не рассчитаны на такие большие токи (недостаточное сечение провода).

Сдвоенные ОУ DA1. DA8, транзисторы VT17. VT32, интегральный стабилизатор напряжения DA11, резисторы R2, R3 и конденсаторы С4. С7 монтируют на печатной плате, изготовленной по чертежу, показанному на рисунке 2.

Рис. 2. Печатная плата для мощного стабилизатора тока.

Транзисторы VT1-VT16 закрепляют на теплоотводах, способных рассеять не менее 100 Вт каждый. Все 16 теплоотводов собраны в батарею, для их охлаждения применены четыре вентилятора, что позволило включать стабилизатор тока на долговременную постоянную нагрузку. Если нагрузка будет кратковременной или импульсной, можно обойтись и теплоотводами меньших размеров.

Резисторы R4. R19 изготавливают из высокоомного (манганинового или константанового) провода диаметром 1. 2 мм и закрепляют на теплоотводах соответствующих им транзисторов Для охлаждения диодов VD5. VD8 используют стандартные теплоотводы, рассчитанные на установку диодов Д200 (обдув их вентилятором не требуется).

Микросхему DA9 и транзистор VT33 размещают на небольших пластинчатых теплоотводах. При монтаже стабилизатора тока нужно учитывать, что через некоторые цепи будет течь ток 150 А, поэтому их необходимо выполнить проводом соответствующего сечения.

Вторичная обмотка трансформатора Т2 должна обеспечивать напряжение около 14 В при токе нагрузки 150 А (хорошо подходит сварочный трансформатор). Падение напряжения на сопротивлении нагрузки стабилизатора должно быть не более 10 В (остальное напряжение падает на транзисторах VT1. VT16 и резисторах R4. R19).

При большем падении напряжения на нагрузке придется повысить напряжение вторичной обмотки трансформатора Т2, однако в этом случае необходимо проследить, чтобы мощность рассеяния каждого из транзисторов не превысила максимально допустимую.

Налаживание

Налаживание собранного из исправных деталей устройства сводится к установке максимального стабилизируемого тока подбором резистора R2. Это удобно сделать временно заменив последний включенным реостатом подстроечным резистором сопротивлением 1,5 — 2 кОм.

Читайте также:  Заглушки регулятора ваз 2114

Установив его движок в положение максимального сопротивления а движок резистора R3 в верхнее (по схеме) положение и включив последовательно с нагрузкой амперметр на ток 150-200А (или просто подсоединив его к гнездам розетки XS1) включают стабилизатор в сеть и, уменьшая сопротивление подстроенного резистора, добиваются отклонения стрелки амперметра до соответствующей отметки шкалы. Затем измеряют сопротивление введен­ной части подстроенного резистора и заменяют его постоянным ближайшего номинала.

При максимальном токе 150А напряжение на эмиттерах транзисторов VT1 — VT16 должно быть около 1,88В. Поэтому налаживание можно проводить и по напряжению на эмиттере какого-либо из этих транзисторов, хотя точность установки тока при этом будет небольшой из-за разброса сопротивлений резисторов R4-R19.

Если необходимо увеличить или уменьшить отдаваемый в нагрузку максимальный ток можно соответственно увеличить или уменьшить число транзисторов и ОУ.

Таким образом, на основе описанного стабилизатора можно создать значительно более мощный источник тока. Подключая нагрузку к стабилизатору тока, следует помнить, что на «земляном» проводе будет плюсовой выход стабилизатора.

Источник

Транзисторы КТ827А, 2Т827А

Технические характеристики транзистора КТ827А, внешний вид и габариты говорят о том, что перед нами мощное устройство в своей линейки. На основе его изготавливаются выходные каскады усилителей, стабилизаторы напряжения и тока, повторители, ключевые схемы, изделия управления электодвигателем и защиты автоматики. Такой широкий круг применения объясняется впечатляющими параметрами, которое может конкурировать с многими зарубежными аналогам даже в настоящее время.

В первую очередь нужно сказать, что перед нами составной биполярный транзистор n-p-n структуры. Примечательны они тем, что постоянный ток коллектора у них составляет 20 А, а коэффициент усиления h21Э достигает 18000. Такие параметры достигаются в основном благодаря схеме Дарлингтона, используемой для его создания.

  1. Распиновка
  2. Технические характеристики
  3. Электрические
  4. Аналоги
  5. Производители

Распиновка

Цоколевка транзистор КТ827 выполнена в металлическом корпусе КТ-9 (ТО-3), который физически соединен с коллектором (К). Он имеет стеклянные изоляторы с жесткими выводами, имеющими назначение базы (Б) и эмиттера (Э). Геометрические размеры устройства и расположение ножек показаны на рисунке ниже.

распиновка кт827а

Технические характеристики

Как уже писалось ранее, неплохие технические характеристики КТ827А обеспечиваются его составной структурой. Как известно коэффициент усиления по току (h21Э) в такой схеме очень высокий. Фактически он представляет собой произведение h21Э двух транзисторов находящихся в ней. В нашем случае h21Э находится в диапазоне от 750 до 18000, а его типовое значение для большинства подобных устройств составляет около 5000.

Читайте также:  Светодиодные ленты как подключить с регулятором

Рассмотрим подробнее предельно допустимые режимы эксплуатации КТ827А:

  • напряжение между выводами: К-Э постоянное до 100 В (при RЭБ = 1 кОм); К-Э импульсное до 100 В (при tФ=2 мкс); Э-Б до 5 В;
  • ток коллектора (IК): постоянный до 20 А; импульсный до 40 А;
  • ток базы до 500 мА;
  • мощность рассеиваемая на коллекторе (PК макс) до 125 Вт (при TК от -60 до +25 о С);
  • температура p-n-перехода (ТК) до +200 о С;
  • тепловое сопротивление кристалл-корпус (RТ П-К) до 4 °С/Вт (при UКЭ= 10 В, IК = 12.5 А);
  • диапазон рабочих температур вокруг корпуса (TОКР.) от -60 до +100 °C.

Превышение предельных значений или длительная эксплуатация в максимальных режимах приводит к выходу устройства из строя. Для расчета предельно возможной PК макс, при превышении TК более 25 о С, используют следующую формулу PК макс = (200-ТК)/1.4 Вт.

Электрические

Теперь приведем таблицу электрических параметров КТ827А. В ней указаны минимальные и максимальных значения характеристик для этого транзистора с учетом различных режимов измерений, при выпуске устройства производителем. Температура ТК, при этом составляет не более 25 о С.

Электрические параметры 2т827а

Аналоги

Эквивалентная схема КТ827

Для КТ827А очень сложно найти аналог как среди отечественных, так и импортных компонентов. Полностью идентичных транзисторов с соответствующими физическими и электрическими свойствами не существует. На многих интернет-форумах возможной заменой указывают TIP142 (STMicroelectronics). Он похож по своей мощности (до 125 Вт) и типу корпуса, однако имеет меньший максимальный коллекторный ток 10 А и напряжение насыщения К-Э -3 В. Из российских аналогов рекомендуем обратить внимание на КТ8105А, но его найти в продаже проблематично.

В связи с трудностями в поисках достойной замены, многие радиолюбители прибегают к использованию вместо КТ827А его эквивалентной схемы. Состав её радиоэлектронных компонентов небольшой. Пару Дарлингтона составляют два биполярных транзистора из серии КТ815 и КТ819. Маломощный диод Д223А можно заменить на импульсные КД521 или КД522.

Производители

Транзистор КТ827А, они же с маркировкой 2Т827А, до сих пор производят в нашей стране. Основным изготовителями являются: АО «ФЗМТ», г. Фрязино и АО «Группа Кремний ЭЛ». Их нетрудно найти в российских магазинах, однако цена таких устройств достаточно высокая и может достигать уровня 1000 рублей и более. Скачать даташит на него можно кликнув по наименованию производителя. А вот еще один старенький Datasheet на серию 2Т827 1991 года, с указанием содержания драгметаллов.

Источник