Меню

Стабилизатор напряжения накала ламп

Тема: Стабилизатор накала ламп (12.6В) + плавный пуск + защита от КЗ

Опции темы
Поиск по теме

Стабилизатор накала ламп (12.6В) + плавный пуск + защита от КЗ

Разрабатываю схему плавной подачи накала на лампы, с последующей стабилизацией напряжения, с защитой от возможного КЗ в нагрузке. Схема именно плавно подаёт напряжение на накал, почти линейно, а не ступенчато, рывком, как если бы применить резистор с реле в первичной обмотке трансформатора.

Проектируемые параметры:
1. Необходимое переменное напряжение с обмотки трансформатора 13-15В (схема сохраняет стабилизацию при напряжении от 12В, правда уровень пульсаций с 0.1мВ вырастает до 20-30мВ)
2. Выходное напряжение 12.6В, с возможностью регулировки от 12 до 13.2В (на случай просадки в проводах от ламп до стабилизатора)
3. Ток в нагрузке до 4-5 А, потом срабатывает триггерная защита. Ток до 4А — это для накала 4-х ГУ-50, после прогрева у них ток около 2.8-3.2А.
4. Пульсации при номинальной нагрузке около 0.1мВ
5. Плавное, почти линейное нарастание выходного напряжения от 0 до 12.6В примерно за 20 сек. Такой интервал выбран для того, чтобы нити накала ламп успели нагреваться, увеличивая своё сопротивление, то есть, чтобы триггер защиты не увидел в низком, начальном сопротивлении накала «короткое замыкание».
6. Регулирующий транзистор IRFP260, остальные комплиментарные p-n-p и n-p-n BC639 и BC640, у них К-Э до 80-100В, чтобы был запас на пульсации в момент КЗ.

В левой части источник 13В и выпрямитель на сдвоенных диодах Шотки, т.к. на них меньшее падение напряжения, чем на обычных. В качестве источника опорного напряжения применён 3В стабилитрон, т.к., для такой схемы, полагаю, нет смысла использовать TL-431. На транзисторах Q3 и Q4 выполнен триггер, который шунтирует стабилитрон в случае КЗ в нагрузке, тем самым выключая стабилизатор. Защита самоблокируется и после устранения КЗ нужно нажать кнопку «сброса». На резисторе R2, C2, R3 выполнена первая цепочка плавного нарастания напряжения. На конденсаторе C3 — вторая. Если увеличивать С3, будет увеличиваться время нарастания выходного напряжения, но при этом, будет увеличиваться и импульс тока через Q2 в момент вероятного КЗ.

Читайте также:  Что такое стабилизаторы материаловедение

Резистор R14 на 0.1Ом повышает напряжение между левым его выводом и затвором Q2 примерно до 4.8-4.9В. Между самим затвором и истоком около 4.4-4.5В. Стабилитрон D11 на 5.1В. Таким образом, между 5.1В стабилитроном и 4.9В остаётся около 0.2В. Чем меньше разность этого напряжения, тем меньший будет импульс тока (по амплитуде) в момент короткого замыкания. Менее 0.2В разницу делать нельзя, т.к. транзистор выходит из режима стабилизации.

Я пробовал ставить стабилитроны на 5.6, 6.2В, пробовал менять сопротивление R14 от 0.01 до 0.5Ом. Для данной схемы, для данных параметров (12.6В, ток 4А) самое оптимальное значение указано на схеме. При таких значениях импульс тока КЗ будет минимальным по амплитуде и длительности:

Импульс короткого замыкания около 15мС, ток около 6А, напряжение 17В, что допустимо по даташиту https://static.chipdip.ru/lib/196/DOC000196907.pdf для зоны безопасности (SOA) транзистора IRFP260.

В общем, как работает схема — мне очень нравится. Однако, это только моделирование, хоть и очень точное. Первый и самый главный вопрос, который меня волнует — будет-ли работать такая схема в реальности? А точнее триггерная защита от КЗ? Вот, главный момент, который смущает:

— Напряжение между Б-Э транзистора Q1. На схеме туда подключён осциллограф. В нормальном режиме это напряжение отрицательное, -0.595В, однако, в момент КЗ откуда-то появляется положительный импульс около 5В, который плавно нарастает и плавно потом спадает. Откуда между Б-Э берётся этот положительный импульс? Кто может объяснить? Так и должно быть, или это какая-то ошибка моделирования?

Прикладываю архив с картинками и файлом схемы в формате программы MS-14 (Multisim 14.1)
стаб-накала_плав-пуск-защита-кз.rar

Последний раз редактировалось DX888; 19.10.2019 в 17:32 .

Источник

Стабилизатор тока накала ламп

Часто в ламповых усилителях накал ламп первых каскадов питают постоянным током, для того, чтобы снизить фон.

Читайте также:  Втулки стоек стабилизатора шевроле ланос

Неоднократно натыкаясь в интернете на различные схемы стабилизаторов питания накала ламп, вижу частое заблуждение по этому поводу. Радиолюбители стараются стабилизировать НАПРЯЖЕНИЕ накала, при этом создают громоздкие блоки питания, размером чуть-ли не с сам усилитель. Но лампам не надо стабилизировать напряжение, гораздо важнее для лампы стабилизировать ТОК накала. Ведь со стабилизатором напряжения, при включении питания, все напряжение поступает на холодную нить накала, при этом ток накала огромен! Конечно, долговечность и надежность резко падают. При стабилизации же тока, при включении усилителя, на лампу поступает штатный ток накала, а напряжение повышается плавно, пока не достигнет наших родных 6,3В, (ну или 12, или сколько нужно). Раньше в ламповой аппаратуре функцию стабилизатора тока выполняли так называемые бареттеры, это, по сути, лампы накаливания, которые ставились последовательно с накалом. Теперь времена изменились, у нас есть кое-что получше.

Проще всего реализовать стабилизацию тока накала на микросхеме стабилизатора LM317, при этом нужно добавить только один резистор.

Сопротивление резистора можно рассчитать по формуле: R=1,25/I, где ток в Амперах, сопротивление в Омах.

Например: Возьмем лампу 6Н1П.

По справочнику ток накала у нее 600+/-50 мА, т.е. 0,6А. 1,25делим на 0,6 и получаем 2 Ома. Можно так же воспользоваться калькулятором.

Сам же блок питания реализован простейшим образом: После обмотки на 6,3В ставим диодный мост и хороший конденсатор на 4700-10000mF, и все. Дальше ЛМ-ку и последовательно с ней накал. При этом микросхему можно разместить в непосредственной близости от каждой лампы, прикрутив её через изолирующую прокладку к металлическому корпусу, т.к. она нуждается в охлаждении. Так как микросхема вывозит 1,5А, на неё можно повесить и две лампы в параллель, но я бы не советовал так делать. Во-первых: микросхемы-то копеечные, а во-вторых – если Вы заметили, накал ламп имеет довольно большой разброс: +/- 50мА! Поэтому, (при желании), сопротивление можно подкорректировать таким образом: После полного прогрева лампы, надо измерить на ней напряжение. Так мы поймем, надо ли увеличить ток, или уменьшить. Но это для уж слишком дотошных.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения 220в снап 500

Такую доработку можно проделать с уже имеющимся усилителем, ведь такой стабилизатор тока почти не занимает места.

Если есть вопросы, пишите на почту: pautoff.igor@yandex.ru , отвечу всем.

Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить что-нибудь интересное.

Источник