Hochspannungs- und Hochstrom-Gleichstromreglerschaltung

Wir alle sind mit den 78XX-Spannungsregler-ICs oder den einstellbaren Typen wie LM317, LM338 usw. ziemlich vertraut. Obwohl diese Regler mit ihrer spezifizierten Funktion und Zuverlässigkeit hervorragend sind, haben diese Regler einen großen Nachteil ... sie steuern nichts über 35V.

Schaltungsbetrieb

Die im folgenden Artikel vorgestellte Schaltung stellt ein DC-Regler-Design vor, das dem oben genannten Problem wirksam entgegenwirkt und Spannungen bis zu 100 V verarbeiten kann.

Ich bin ein großer Bewunderer der oben genannten Arten von ICs, einfach weil sie leicht zu verstehen sind, einfach zu konfigurieren sind, nur eine minimale Anzahl von Komponenten erfordern und auch relativ billig zu bauen sind.

In Bereichen, in denen die Eingangsspannungen höher als 35 oder 40 Volt sein können, wird es mit diesen ICs jedoch schwierig.

Während ich einen Solarregler für Panels entwarf, der mehr als 40 Volt erzeugt, suchte ich viel über das Netz nach einer Schaltung, die die über 40 Volt vom Panel auf die gewünschten Ausgangspegel regeln würde, beispielsweise auf 14 V, war aber ziemlich enttäuscht Ich konnte keinen einzigen Stromkreis finden, der die erforderlichen Spezifikationen erfüllen könnte.

Alles, was ich finden konnte, war eine 2N3055-Reglerschaltung, die nicht einmal 1 Ampere Strom liefern konnte.

Da ich keine passende Übereinstimmung fand, musste ich dem Kunden raten, sich für ein Panel zu entscheiden, das nichts über 30 Volt erzeugt ... das ist der Kompromiss, den der Kunde mit einem LM338-Laderegler eingehen musste.

Nach einigem Überlegen konnte ich jedoch endlich ein Design entwickeln, das hohe Eingangsspannungen (DC) bewältigen kann und viel besser ist als die Gegenstücke LM338 / LM317.

Versuchen wir, mein Design anhand der folgenden Punkte im Detail zu verstehen:

In Bezug auf den Schaltplan wird der IC 741 zum Herzen der gesamten Reglerschaltung.

Grundsätzlich wurde es als Komparator eingerichtet.

Pin # 2 ist mit einer festen Referenzspannung versehen, die durch den Wert der Zenerdiode bestimmt wird.

Pin 3 ist mit einem Potentialteilernetzwerk geklemmt, das zum Erfassen der Spannungen, die die angegebene Ausgangsgrenze der Schaltung überschreiten, geeignet berechnet wird.

Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, löst R1 zunächst den Leistungstransistor aus, der versucht, die Spannung an seiner Source (Eingangsspannung) über die andere Seite seines Drain-Pins zu übertragen.

Sobald die Spannung auf das Rb / Rc-Netzwerk trifft, erfasst sie die ansteigenden Spannungsbedingungen und innerhalb von Sekundenbruchteilen löst die Situation den IC aus, dessen Ausgang sofort hoch geht, und schaltet den Leistungstransistor aus.

Dies neigt sofort dazu, die Spannung am Ausgang auszuschalten, wodurch die Spannung über Rb / Rc verringert wird, wodurch der IC-Ausgang wieder auf Low geht und der Leistungstrasistor eingeschaltet wird, so dass der Zyklus einrastet und sich wiederholt, wodurch ein genau gleicher Ausgangspegel ausgelöst wird auf den vom Benutzer eingestellten gewünschten Wert.

Schaltplan

Die Werte der nicht spezifizierten Komponenten in der Schaltung können durch die folgenden Formeln berechnet werden und die gewünschten Ausgangsspannungen können festgelegt und eingestellt werden:

R1 = 0,2 × R2 (k Ohm)

R2 = (Ausgangsspannung V - D1) x 1 kOhm

R3 = D1 Spannung x 1 kOhm.

Der Leistungstransistor ist ein PNP, sollte geeignet ausgewählt werden, der die erforderliche Hochspannung und den hohen Strom verarbeiten kann, um die Eingangsquelle zu regulieren und auf die gewünschten Pegel umzuwandeln.

Sie können auch versuchen, den Leistungstransistor durch einen P-Kanal-MOSFET zu ersetzen, um eine noch höhere Ausgangsleistung zu erzielen.

Die maximale Ausgangsspannung sollte nicht über 20 Volt eingestellt werden, wenn ein 741 IC verwendet wird. Mit 1/4 IC 324 kann die maximale Ausgangsspannung bis zu 30 Volt überschritten werden.