Circuito regolatore CC ad alta tensione e alta corrente

Conosciamo tutti abbastanza bene i circuiti integrati del regolatore di tensione 78XX o i tipi regolabili come LM317, LM338 ecc. Sebbene questi regolatori siano eccezionali per il loro funzionamento e l'affidabilità specificati, questi regolatori hanno un grosso svantaggio ... non controllano nulla sopra 35V.

Funzionamento del circuito

Il circuito presentato nel seguente articolo introduce un design del regolatore CC che contrasta efficacemente il problema di cui sopra ed è in grado di gestire tensioni fino a 100 V.

Sono un grande ammiratore dei suddetti tipi di circuiti integrati semplicemente perché sono facili da capire, facili da configurare e richiedono un numero minimo di componenti, e sono anche relativamente economici da costruire.

Tuttavia, nelle aree in cui le tensioni di ingresso possono essere superiori a 35 o 40 volt, le cose diventano difficili con questi circuiti integrati.

Durante la progettazione di un controller solare per pannelli che produce oltre 40 volt, ho cercato molto in rete per alcuni circuiti che controllassero gli oltre 40 volt dal pannello ai livelli di uscita desiderati, diciamo a 14 V, ma sono rimasto piuttosto deluso in quanto Non sono riuscito a trovare un singolo circuito che potesse soddisfare le specifiche richieste.

Tutto quello che ho trovato è stato un circuito regolatore 2N3055 che non poteva fornire nemmeno 1 amp di corrente.

Non riuscendo a trovare un abbinamento adatto ho dovuto consigliare al cliente di optare per un pannello che non generasse nulla sopra i 30 volt ... questo è il compromesso che il cliente ha dovuto fare utilizzando un regolatore di carica LM338.

Tuttavia, dopo un po 'di riflessione, sono finalmente riuscito a trovare un design in grado di affrontare alte tensioni di ingresso (CC) ed è molto meglio delle controparti LM338 / LM317.

Proviamo a capire in dettaglio il mio progetto con i seguenti punti:

Facendo riferimento allo schema del circuito, l'IC 741 diventa il cuore dell'intero circuito del regolatore.

Fondamentalmente è stato impostato come un comparatore.

Il pin # 2 è dotato di t una tensione di riferimento fissa, decisa dal valore del diodo zener.

Il pin n. 3 è bloccato con una rete di divisori potenziali che viene calcolata in modo appropriato per rilevare le tensioni che superano il limite di uscita specificato del circuito.

Inizialmente quando l'alimentazione viene attivata, R1 fa scattare il transistor di potenza che cerca di trasferire la tensione alla sua sorgente (tensione di ingresso) attraverso l'altro lato del suo pin di drenaggio.

Nel momento in cui la tensione colpisce la rete Rb / Rc, rileva le condizioni di tensione in aumento ed entro una frazione di secondo la situazione fa scattare l'IC la cui uscita diventa istantaneamente alta, spegnendo il transistor di potenza.

Questo tende istantaneamente a spegnere la tensione all'uscita riducendo la tensione su Rb / Rc, spingendo l'uscita IC a tornare bassa, accendendo il trasistor di alimentazione in modo che il ciclo si blocchi e si ripeta, iniziando un livello di uscita esattamente uguale al valore desiderato impostato dall'utente.

Schema elettrico

I valori dei componenti non specificati nel circuito possono essere calcolati mediante le seguenti formule e le tensioni di uscita desiderate possono essere fissate e impostate:

R1 = 0,2 x R2 (k Ohm)

R2 = (uscita V - tensione D1) x 1k Ohm

R3 = tensione D1 x 1k Ohm.

Il transistor di potenza è un PNP, dovrebbe essere opportunamente selezionato in grado di gestire l'alta tensione richiesta, l'alta corrente per regolare e convertire la sorgente di ingresso ai livelli desiderati.

Puoi anche provare a sostituire il transistor di potenza con un MOSFET a canale P per una potenza ancora maggiore.

La tensione di uscita massima non deve essere impostata su un valore superiore a 20 volt se viene utilizzato un IC 741. Con 1/4 IC 324, la tensione di uscita massima può essere superata fino a 30 volt.