Не для кого не секрет,что основные недостатки линейных стабилизаторов напряжения - большая рассеиваемая мощность на регулирующем элементе,из-за чего приходится применять радиаторы с большой площадью и более мощные трансформаторы,что приводит к росту габаритов и массы. К тому же "греть воздух" в наше время,когда весь мир "запал" на green-технологии, лично мне представляется ненужным. Это мягко говоря. Можно,конечно же,применить импульсные источники питания,имеющие существенно более высокий КПД,но такие устройства подчас обладают плохой электромагнитной совместимостью с приёмопередающей аппаратурой.
Ниже приведена схема стабилизатора напряжения с током до 20А,в которой благодаря улучшенной схемотехнике достигнуто очень малое падение напряжения на регулирующем элементе стабилизатора и соответственно - высокого КПД устройства в целом,а также столь любимый мною способ ручного пуска стабилизатора и полного отключения нагрузки при срабатывании защиты.
Собственно стабилизатор выполнен по классической и хорошо зарекомендовавшей себя схеме на регулируемом стабилитроне VD2 и паре мощных полевых транзисторов Т1 и Т2. Для снижения рассеиваемой на транзисторах мощности входное напряжение стабилизатора выбрано достаточно небольшим - в принципе,стабилизатор нормально работает уже при входном напряжении 16 вольт. Для этого источник опорного напряжения питается от повышающего стабилизированного преобразователя на микросхеме mc34063,включённой по стандартной схеме (step-up converter).
Теперь рассмотрим работу стабилизатора: При подаче входного напряжения на стабилизатор он будет находится в отлюченном состоянии и выходное напряжение будет отсуствовать. Для запуска стабилизатора необходимо кратковременно нажать кнопку S1 "ПУСК". При этом последовательно открываются транзисторы VT4 и VT1, питание поступает на преобразователь напряжения,с выхода его напряжение порядка +24в. подаётся на опорный элемент и стабилизатор запускается - на выходе его устанавливается напряжение +13.8 вольт. Выходное напряжение поступает через диод VD3 на базу VT4 и удерживает его в открытом состоянии и после отпускания кнопки S1. Всё,стабилизатор вышел на "крейсерский" режим.
Теперь рассмотрим работу схемы при нажатии кнопки "СТОП". При нажатии S2 база VT4 ,соединяеттся с "землёй", VT4 закрывается,VT1 также закрывается и обесточивает преобразователь напряжения. Питание с VD2 снимается и стабилизатор отключается - выходное напряжение отсуствует… Соответственно и после отпускания кнопки S2 транзистор VD4 будет закрыт и всё устройство отключено. В схему дополнительно введён транзистор VT3. Его назначение - ускорение отключения стабилизатора при нажатии кнопки "СТОП" или срабатывании защиты. VD3 шунтирует источник опорного напряжения при закрывании VD4 и гарантированно отключает стабилизатор,даже если выходное напряжение преобразователя не успело снизиться до нуля из-за наличия фильтрующих ёмкостей на выходе.
В схеме стабилизатора присутствует "измерительный" резистор R4,работающий в системе защиты от перегрузок по току. При увеличении тока нагрузки выше выбранного уровня, падение напряжения на R4 становится достаточным для открывания транзистора VT2. Транзистор открывается,что приводит к открыванию VT5 и закрыванию VT4,что отключает стабилизатор. Логика работы схемы при срабатывании защиты по току,даже очень кратковременном, эквивалентна нажатию кнопки "СТОП".
И последний узел стабилизатора - схема плавной регулировки скорости вращения вентилятора обдува выполнена на P-канальном полевике T3.
Детали: Все типы применённых деталей указаны на схеме. В авторском варианте монтаж выполнен с применением smd монтажа,поэтому и были применены данные типы элементов. При другом исполнении могут быть применены и другие детали. Например : VТ1 - КТ814,КТ816. VТ2 - КТ361, VT4,VT5 - КТ315. VT3 - любой маломощный N-mosfet. В качестве регулирующих транзисторов могут быть применены любые mosfet с максимальным током стока не менее 20А и рассеиваемой мощностью не менее 50 ватт. Т3 - любой p-канальный мосфет средней мощности. Электролитические конденсаторы C4 и C9 - танталовые на напряжение 50 вольт. Диод VD1 - обязательно Шоттки,на ток не менее 1А.
L1 и L2 - стандартные индуктивности под smd монтаж. При самостоятельном изготовлении их можно намотать на ферритовых кольцах внешним диаметром 10мм. Мощные низкоомные резисторы представляют собой отрезки толстого провода из высокоомного сплава.
Настройка: При правильном монтаже схема в настройке не нуждается. Необходимо лишь подобрать номинал резистора R4 для достижения надёжного срабатывания защиты при перегрузке по току или КЗ на выходе стабилизатора.
Полезно предварительно отдельно настроить преобразователь напряжения. При подаче на вход микросхемы (pin6) напряжения питания от 8 до 16 вольт выходное напряжение должно быть порядка 24-25 вольт и не изменяться при изменении входного. При необходимости можно регулировать выходное напряжение подбором R8.
Трансформатор со схемой выпрямителя могут быть любыми и в данной статье не рассмативаются. Схема плавного запуска очень желательна. Емкость фильтра должна быть не менее 5 тысяч микрофарад на каждый ампер тока нагрузки.
