Högspänning, högström DC-regulatorkrets

Vi är alla ganska bekanta med 78XX spänningsregulator IC: er eller de justerbara typerna som LM317, LM338 etc. Även om dessa regulatorer är enastående med sin specificerade funktion och tillförlitlighet, har dessa regulatorer en stor nackdel .... de kommer inte att kontrollera någonting över 35V.

Kretsdrift

Kretsen som presenteras i följande artikel introducerar en DC-regulator design som effektivt motverkar ovanstående fråga och kan hantera spänningar så höga som 100V.

Jag är en stor beundrare av ovan nämnda typer av IC: er helt enkelt för att de är lätta att förstå, lätta att konfigurera och kräver ett minimalt antal komponenter och är också relativt billiga att bygga.

Men i områden där ingångsspänningar kan vara högre än 35 eller 40 volt blir det svårt med dessa IC: er.

Medan jag designade en solregulator för paneler som producerar mer än 40 volt, sökte jag mycket över nätet efter någon krets som skulle styra 40+ volt från panelen till önskade utgångsnivåer, säg till 14V, men blev ganska besviken över Jag kunde inte hitta en enda krets som kunde uppfylla kraven.

Allt jag kunde hitta var en 2N3055-regulatorkrets som inte kunde leverera en enda ström.

Om jag inte hittade en lämplig matchning var jag tvungen att råda kunden att gå till en panel som inte skulle generera något över 30 volt ... det är den kompromiss som kunden var tvungen att göra med en LM338-laddningsregulator.

Men efter några funderingar kunde jag äntligen komma med en design som kan hantera höga ingångsspänningar (DC) och är mycket bättre än motsvarigheterna LM338 / LM317.

Låt oss försöka förstå min design i detaljer med följande punkter:

Med hänvisning till kretsschemat blir IC 741 hjärtat i hela regulatorkretsen.

I grund och botten har det ställts in som en jämförare.

Stift nr 2 är försett med t en fast referensspänning, bestämd av zenerdiodens värde.

Stift nr 3 är fastklämt med ett potentiellt delningsnätverk som är lämpligt beräknat för att känna av spänningarna som överskrider den angivna utgångsgränsen för kretsen.

Ursprungligen när strömmen slås PÅ, utlöser R1 effekttransistorn som försöker överföra spänningen vid dess källa (ingångsspänning) över den andra sidan av dess avtappningsstift.

I det ögonblick spänningen träffar Rb / Rc-nätverket känner den av de stigande spänningsförhållandena och inom en bråkdel av en sekund utlöser situationen IC: n vars uteffekt omedelbart blir hög och stänger av effekttransistorn.

Detta tenderar omedelbart att stänga av spänningen vid utgången och minska spänningen över Rb / Rc, vilket får IC-utgången att bli låg igen, slår på strömtrasistorn så att cykeln låses in och upprepas, vilket initierar en utgångsnivå som är precis exakt lika till önskat värde som användaren ställer in.

Kretsschema

Värdena för de ospecificerade komponenterna i kretsen kan beräknas med följande formler och de önskade utspänningarna kan fixeras och ställas in:

R1 = 0,2 x R2 (k ohm)

R2 = (utgång V - D1 spänning) x 1k Ohm

R3 = D1 spänning x 1k Ohm.

Effekttransistorn är en PNP, bör väljas på lämpligt sätt som kan hantera den höga högspänning, hög ström som krävs för att reglera och omvandla ingångskällan till önskade nivåer.

Du kan också försöka ersätta effekttransistorn med en P-kanal MOSFET för ännu högre effekt.

Den maximala utspänningen bör inte ställas in över 20 volt om en 741 IC används. Med 1/4 IC 324 kan den maximala utspänningen överskridas upp till 30 volt.