Помогите с расчетом схемы источника стабильного тока.

[ArT]

Здравствуйте. У меня такая проблемка, делаю курсовой по электротехнике и застрял с расчетом электрической схемы.
ТЗ такое:
Собрать источник стабильного тока с параметрами:
3 Технические требования
3.1 Показатели назначения
3.1.1 Максимальный выходной ток 10 А
3.1.2 Напряжение на выходе 12,6 В
3.1.3 Питание от сети 220 В 50 Гц
3.1.4 Обеспечить плавную регулировку выходного тока и автоматическое отключение от сети при привышении выходного тока над номинальным 5 %

Проблема в основном заключается в расчете схемы ограничителя.
Принцип его работы заключается в том, что в обычном состоянии транзистор VT1 закрыт. При перегрузке по току VT1 открывается и подаёт одновременно запирающее напряжение на базу регулирующего транзистора и на обмотку реле SA, которое включается и снимает питание с входа стабилизатора. Резистор R1 является датчиком тока, а делитель R2, R3 служит для установки порога срабатывания Iк.з.
Примерно так. А вот как расчитать параметры резисторов и модель транзистора взять - не полностью понимаю Может кто может хоть чем-то помочь? Спасибо.
Схему прикрепил.

[ArT]

Ну никто не знает чтоли?

[Сэр Мурр]

Что- то схема какая-то не симпатичная...

[Алексей П]

Защита по этой схеме работать нормально не будет, релюшка будет работать как звонок, и зачем запирать транзистор если реле должно обесточить схему?

[ArT]

Да... возможно даже и так... Но как иначе? кто что может предложить? Что исправить? Если можно то просто эту схему помочь расчитать, потому что впринципе преподаватель утвердил вроде бы..

[xelos]

и у меня тоже сомнения в работоспособности схемы.

простой анализ без расчетов:
в нормальном состоянии - VT2 открыт, VT1 закрыт, реле не замкнуто.

превышение напряжения:
VT1 открывается, VT2 закрывается, реле замыкается.
поскольку VT2 закрыт, на базе VT1 оказывается напряжение земли, фактически (тока я там вообще не вижу). собственно, он закроется.

переходим в начало?

и в нормальном состоянии (типа при нормальном напряжении), у нас остается замкнутый контур через R1 и R6 - что не есть хорошо. все зависит от R1, но потери у такого регулятора могут быть немеряные.

[ArT]

и у меня тоже сомнения в работоспособности схемы.

простой анализ без расчетов:
в нормальном состоянии - VT2 открыт, VT1 закрыт, реле не замкнуто.

превышение напряжения:
VT1 открывается, VT2 закрывается, реле замыкается.
поскольку VT2 закрыт, на базе VT1 оказывается напряжение земли, фактически (тока я там вообще не вижу). собственно, он закроется.

переходим в начало?

и в нормальном состоянии (типа при нормальном напряжении), у нас остается замкнутый контур через R1 и R6 - что не есть хорошо. все зависит от R1, но потери у такого регулятора могут быть немеряные.

Спасибо. Но за счет этого контура через R1 - R6 и осуществляется слежение за величиной тока. Мне в основном проблематично расчитать резисторы R3, R2, R1 ну и соответственно надо выбрать подходящий VT1 и резистивный делитель напр. соответственно для регулировки расчитать мне каким образом? необходимо чтобы до 10 А, то есть на коллекторе транзистора VT2 как я понимаю максимум напряжение должно быть с учетом падения его на ограничителе? Или 12,6 ? извиняюсь за не умные вопросы... И с каким максимальным током на базе брать транзистор? тот, что я выбрал - КТ818БМ подойдет? (справочник здесь: http://www.qrz.ru/reference/kozak/bipol/bih20.shtml) Спасибо.

[ekimov]

Что- то схема какая-то не симпатичная...

Даа..."Весёлое" настроение было у преподавателя , когда он утвердил.
Во-первых , если убрать VT1 , получим регулируемый источник НАПРЯЖЕНИЯ , но никак не "источник стабильного тока" ( по т.з. ? ).
Крайне нестабилизированный. Выходное напряжение задаётся потенциометром R5. От 0В ( движок внизу ) , до Uвх*R5/(R4+R5) -- это без нагрузки! ( когда движок вверху ).
А с нагрузкой 10А !...
Грубо прикиним. 10А*R6=3,5В ; Uбэ=5В ; Iб*R4=3А*R4=?В -- всё это вычтится из выходного.
Хе-хе! Что там останется на выходе?
Вернём VT1 - получим генератор . Наверно можно будет "регулировать" слегка амплитуду , частоту. Может релюшка иногда будет клацать...

Ну ясно что выходное напряжение через резисторы R2||R3 будет подаваться на базу VT1 , который будет закрывать VT2 , который будет ....з-з-з-з.
Что тут можно предложить?
R6 поставить до VT2 , но после R4. Он разгрузит VT2 на максимальной нагрузке 10А*10А*0,33Ом=33Вт !
Разрывной контакт рэле не использовать -- 10А , всё-таки! Диод VD2 прекрасно справится со своей задачей.
А как обработать сигнал с датчика тока - это уж ... Что-ж конфетку отбирать...
Кхм...Извините , если я тут ...ворвался. Моё почтение...

[ArT]

Огромное спасибо! Очень серьезно мне помогли. И вот что я подумал.. если R6 составить из двух параллельно соединеных резисторов, то тогда при изменении напряжения на VT2 на составном R6 будет изменятся именно ток, а не напряжение. Правильно?
И все-таки вопрос еще остался... извиняюсь, конечно, но в электротехнике я слаб очень (вот в программировании - другое дело ) Как мне задать порог срабатывания при привышении в 5% то есть по сути вопрос - как расчитать R1, R2, R3?

[ekimov]

Схему поправьте!
Резистор R1 не на месте стоит. Опечатка?
Напряжение (перепад) на R6 зависит от проходящего через него тока.
Закон Ома U=I*R.
Пусть R6=R||R||...||R , всё равно , в конечном счёте U=I*R6.

[ArT]

Ну кто-нибудь помогите R2 R3 расчитать пожалуйста

[Алексей П]

ArT, начните с того, что сделайте схему СТАБИЛИЗИРОВАНОГО источника напряжения или тока, для этого определитесь, какая у вас будет нагрузка динамическая или постоянная и что критично для нагрузки напряжение или ток, а после этого уже можно будет думать и о защите, а та схема, которая приведена выше просто не будет работать нормально никогда

[ArT]

Схема ограничителя взята из книги "Источники электропитания РЭА", но там нет для неё расчетов. Вот я даже и не знаю как примерно можно подогнать

[ekimov]

Поскриплю ржавым мОзгом...Поправьте пожалуста , если что
Естественно , буду считать что эмиттер VT1 подключен между R1 и R2.

И , если я правильно понял т.з. , то :

1. Uвых=12.6В при любом токе нагрузки - от 0А до 10А. Поддерживается с помощью R5.(проволочный)
2. Защита должна срабатывать (устанавливается с помощью R3) на всей шкале - от 0А+5% до 10А+5%.
3. Диод VD2 не должен гасить выходное напряжение до сработки рэле.Аварийно-защитный диод...

Вот. Чтобы транзистор VT1 был наготове с 0А+5% нужно ему задать Uэб. Пусть Uэб=0,6В без нагрузки.
Тогда Uбэ/R6=0,6В/0,33Ом=1,82А ; ток этот пойдёт через R1
R1=Uвых/1,82А=12,6В/1,82А=6,9Ом
Пусть R1=6,2Ом с запасом...тогда ток через R1
Ir1=12,6В/6,2=2,032А
Теперь возьму конкретное рэле РЭС55А РС4.569.600-06
Uср=6,3В ; Rоб=377Ом +-56,5Ом ;
Приму ток срабатывания Ik=20мА
Тут такое дело. VT1 имеет офигенную следящую связь через R6 . Поэтому R1 в дальнейших расчетах не принимает участия , почти.
И нужно пдсчитать внутренне сопротивление эмиттера VT1.
rэ=25/Iк=25/20мА=1,25Ом
Что такое 25? Долго рассказывать. Можно почитать у Хоровица. Том1 стр.106.
Отсюда Ку=Rоб/rэ=377Ом/1,25Ом=300 - опять же у Хоровица...
Чтобы срабатывало рэле , на коллекторе VT1 Uк должно упасть с Uвх до Uвх-6,3В.
Тогда на базе VT1 Uбэ должно вырасти на
dUбэ=6,3В/Ку=6,3В/300=0,021В
У нормального транзистора B не меньше 100 . Тогда Iб=Iк/100=0,2мА и чтобы не заморачиваться с током базы возьмём R2=100 Ом.
В момент сработки (надеюсь ) ток через R2
Iд=(Uбэ+dUбэ)/R2=(0,6В+0,021В)/100 Ом =6,21мА ; пусть Iд=6мА.
Чтобы рэле не срабатывало без нагрузки нужен делитель - посчитаем R3
R3=(Ur6-Uбэ)/Iд=(Ir1*R6-Uбэ)/Iд=(2,032*0,33-0,6)/0,006=11,8 Ом
Это - ноль шкалы потенциометра R3.
Теперь максималный ток нагрузки 10А+5%
Ir1+10А + 5% = 2,032А + 10А + 0,5А = 12,532А
На R6 при этом будет
Ur6 = 12,532А*0,33 Ом = 4,13В
Делим , но так чтоб сработало
R3 = (Ur6 - Uбэ + dUбэ)/Iд = (4,13 - 0,6 + 0,021)/0,006 = 592 Ом
Это максимум шкалы потенциометра R3
Вопчем - как мог...
Поправьте , кому не лень
Натупил я тут с 5%. Жара

[ArT]

Преогромнейшее спасибо! Сам бы никогда не расчитал бы такое . Но есть несколько вопросов:
1) Зачем R1 собственно нужен до эммитера VT1? Вообще цель присутвия R1 какая?
3) "Теперь максималный ток нагрузки 10А+5%
Ir1+10А + 5% = 2,032А + 10А + 0,5А = 12,532А"
как так на R6 12,532? а чо тогда на шкале амперметра мы увидим? И что будет на нагрузке, если максимум 10А, ну если +5% то тогда 10,5 при этом должно уже все выключится.

где Хоровица можно скачать? Кто знает?

[ekimov]

1) Зачем R1 собственно нужен до эммитера VT1? Вообще цель присутвия R1 какая?

Чтобы задать начальный ток , который создаст перепад напряжения на R6 , необходимый для создания начального Uбэ=0,6В у VT1.

3) "Теперь максималный ток нагрузки 10А+5%
Ir1+10А + 5% = 2,032А + 10А + 0,5А = 12,532А"
как так на R6 12,532? а чо тогда на шкале амперметра мы увидим? И что будет на нагрузке, если максимум 10А, ну если +5% то тогда 10,5 при этом должно уже все выключится.

Да , чтобы "не видеть" 2,032А , амперметр надо включить после точки подсоединения R6.

где Хоровица можно скачать? Кто знает?

Книгу потом купите.Раньше был в 2-х томах. Сейчас - в 3-х

[ArT]

Но, тут даже не смысл в том увидим или не увидим на амперметре, смысл в том, что на нагрузке то подключаемой будет максимальная перегрузка не на 5% больше 10 А, а на 25%, что явно недопустимо, я правильно понял? Как исправить?

[ArT]

У меня очень глупый вопрос - как собственно обеспечивается здесь постоянное напряжение на уровне 12,6 В если мы его регулируем на базе VT2. Вообще сомнительно - мы регулируем в данной схеме ток или напряжение?

[Мышонок]

Книгу потом купите.Раньше был в 2-х томах. Сейчас - в 3-х

Наоборот. Изъяли том "Микропроцессоры".

Посмотрите тему: http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?t=466

[ArT]

Спасибо большое. я уже в электронном варианте нашел