วงจรควบคุมกระแสตรงแรงดันสูงกระแสสูง

เราทุกคนค่อนข้างคุ้นเคยกับ IC ควบคุมแรงดันไฟฟ้า 78XX หรือประเภทที่ปรับได้เช่น LM317, LM338 เป็นต้นแม้ว่าตัวควบคุมเหล่านี้จะโดดเด่นด้วยการทำงานและความน่าเชื่อถือที่ระบุ แต่หน่วยงานกำกับดูแลเหล่านี้ก็มีข้อเสียใหญ่ประการหนึ่ง .... พวกเขาจะไม่ควบคุมอะไรเลย สูงกว่า 35V.

การทำงานของวงจร

วงจรที่นำเสนอในบทความต่อไปนี้แนะนำการออกแบบตัวควบคุมกระแสตรงซึ่งสามารถตอบสนองปัญหาข้างต้นได้อย่างมีประสิทธิภาพและสามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 100V

ฉันเป็นผู้ชื่นชอบ IC ประเภทที่กล่าวถึงข้างต้นเพียงเพราะเข้าใจง่ายง่ายต่อการกำหนดค่าและต้องการส่วนประกอบขั้นต่ำเพียงเล็กน้อยและยังค่อนข้างถูกในการสร้าง

อย่างไรก็ตามในพื้นที่ที่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าอาจสูงกว่า 35 หรือ 40 โวลต์ไอซีเหล่านี้จะกลายเป็นเรื่องยาก

ในขณะที่ออกแบบแผงควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับแผงที่ผลิตได้เกิน 40 โวลต์ฉันได้ค้นหาเครือข่ายจำนวนมากสำหรับวงจรบางส่วนที่จะควบคุม 40+ โวลต์จากแผงไปยังระดับเอาต์พุตที่ต้องการพูดถึง 14V แต่ค่อนข้างผิดหวัง ฉันไม่พบวงจรเดียวที่สามารถตอบสนองคุณสมบัติที่ต้องการได้

สิ่งที่ฉันหาได้คือวงจรควบคุม 2N3055 ซึ่งไม่สามารถจ่ายกระแสได้แม้แต่ 1 แอมป์

ไม่สามารถหาคู่ที่เหมาะสมได้ฉันต้องแนะนำให้ลูกค้าไปหาแผงที่ไม่สร้างอะไรที่สูงกว่า 30 โวลต์ ... นั่นคือการประนีประนอมที่ลูกค้าต้องทำโดยใช้ตัวควบคุมเครื่องชาร์จ LM338

อย่างไรก็ตามหลังจากคิดบางอย่างในที่สุดฉันก็สามารถออกแบบที่สามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูง (DC) ได้และดีกว่าคู่ของ LM338 / LM317 มาก

มาลองทำความเข้าใจรายละเอียดการออกแบบของฉันโดยมีประเด็นต่อไปนี้:

อ้างอิงจากแผนภาพวงจร IC 741 กลายเป็นหัวใจของวงจรควบคุมทั้งหมด

โดยทั่วไปจะได้รับการตั้งค่าเป็นตัวเปรียบเทียบ

พิน # 2 มาพร้อมกับแรงดันอ้างอิงคงที่ซึ่งกำหนดโดยค่าของซีเนอร์ไดโอด

พิน # 3 ถูกยึดด้วยเครือข่ายตัวแบ่งที่มีศักยภาพซึ่งคำนวณอย่างเหมาะสมสำหรับการตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่เกินขีด จำกัด เอาต์พุตที่ระบุของวงจร

เริ่มแรกเมื่อเปิดเครื่อง R1 จะทริกเกอร์ทรานซิสเตอร์กำลังซึ่งพยายามถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด (แรงดันไฟฟ้าขาเข้า) ข้ามอีกด้านหนึ่งของขาท่อระบายน้ำ

แรงดันไฟฟ้าขณะที่กระทบเครือข่าย Rb / Rc จะตรวจจับสภาวะแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและภายในเสี้ยววินาทีสถานการณ์จะทริกเกอร์ IC ที่เอาต์พุตสูงทันทีโดยปิดทรานซิสเตอร์กำลัง

สิ่งนี้มีแนวโน้มที่จะปิดแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตทันทีเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าทั่ว Rb / Rc กระตุ้นให้เอาต์พุต IC กลับมาต่ำอีกครั้งเปิดสวิตช์พาวเวอร์ทรานซิสเตอร์เพื่อให้วงจรล็อคและทำซ้ำเริ่มต้นระดับเอาต์พุตที่เท่ากันทุกประการ เป็นค่าที่ผู้ใช้กำหนด

แผนภูมิวงจรรวม

ค่าของส่วนประกอบที่ไม่ระบุในวงจรอาจคำนวณได้โดยสูตรต่อไปนี้และแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการอาจได้รับการแก้ไขและตั้งค่า:

R1 = 0.2 x R2 (k โอห์ม)

R2 = (เอาต์พุต V - แรงดันไฟฟ้า D1) x 1k โอห์ม

R3 = แรงดัน D1 x 1k โอห์ม

ทรานซิสเตอร์กำลังเป็น PNP ควรเลือกให้เหมาะสมซึ่งสามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าสูงกระแสสูงที่ต้องการเพื่อควบคุมและแปลงแหล่งอินพุตให้อยู่ในระดับที่ต้องการ

คุณยังสามารถลองเปลี่ยนทรานซิสเตอร์กำลังด้วย MOSFET P-channel เพื่อให้ได้กำลังขับที่สูงขึ้น

ไม่ควรตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตสูงสุดไว้ที่ 20 โวลต์หากใช้ 741 IC ด้วย 1/4 IC 324 แรงดันเอาต์พุตสูงสุดสามารถเกินได้ถึง 30 โวลต์