Стабилизатор напряжения на большой ток, в архивах попалась схема линейного стабилизатора на большой ток, интересная идея. Стабилизатор по схемотехнике должен обладать хорошими характеристиками и они обусловлены применением мощного п-канального полевого транзистора IRL2505, который способен выдержать ток до 74 А при температуре 100°С (естественно, при хорошем теплоотводе), имеет сопротивление открытого канала — 0,008 Ом, предельное напряжение сток-исток — 55 В, затвор-исток — ±16 В, рассеиваемая транзистором мощность на теплоотводе может достигать до 200 Вт. Для управления транзистором требуется небольшое напряжение (2,5…3 В). Для защиты от лишнего фона переменного тока и существенного увеличения коэффициента стабилизации в стабилизаторе применён “регулируемый стабилитрон” — микросхема DA1.
Транзистор VT1 — согласующий, стабилитрон VD1 стабилизирует напряжение в его базовой цепи. Выходное напряжение стабилизатора можно рассчитать, так: Uвых = 2,5(1 + R5/R6). Стабилизатор работает следующим образом, к примеру, что при подключении нагрузки выходное напряжение стабилизатора на мгновение упало, уменьшится напряжение и на средней точке делителя R5/R6, микросхема DA1 (как параллельный стабилизатор) станет потреблять небольшой ток, при этом, на её нагрузке — резисторе R2 — уменьшится падение напряжения.
Поскольку этот же резистор стоит в эмиттерной цепи транзистора VT2, то, при стабилизированном напряжении на его базе, транзистор откроется, обеспечив увеличение напряжения на затворе транзистора VT2, который сильнее откроется и компенсирует падение напряжения на выходе стабилизатора, обеспечив, таким образом, его стабилизацию. Резистором R6 устанавливается выходное напряжение. Но при неизменном входном напряжении стабилизатора и уменьшении выходного, при не меняемым токе нагрузки, рассеиваемая мощность на регулирующем транзисторе увеличивается. При падении напряжения в сети до уровня, недостаточного для работы стабилизатора, при максимально необходимом токе нагрузки (падение напряжения на VT2 менее 0,5 В), порой достаточно на несколько десятых вольта уменьшить выходное напряжение стабилизатора с помощью R6, чтобы войти в режим стабилизации конденсаторы в схеме способствуют повышению устойчивости его работы.
Конечно, все хорошо, но что может произойти, если ток нагрузки превысит предельные значения для регулирующего транзистора, другими словами, произойдёт короткое замыкание. В своей работе, упомянутом выше, транзистор VT2 полностью откроется, попытаться ограничить максимальный ток через полевой транзистор можно, подобрав режим работы транзистора VT1, но надёжнее, всё-таки, применить защиту на оптопаре. Поскольку регулирующий полевой транзистор VT2, для обеспечения неизолированной установки на радиатор, размещён в минусовой цепи стабилизатора, то, для понятия принципа работы защиты, лучше представить плюсовую шину общей, приняв её потенциал за 0 В, а минусовую, в разрыв которой включен полевой транзистор, с отрицательным потенциалом относительно 0 В (плюсовой шины). Параметрический стабилизатор на стабилитроне VD4 — КС162А обеспечивает напряжение 6,2 В, для обеспечения большей стабильности этого напряжения, ограничения тока через стабилитрон в дежурном режиме, с помощью нагрузочного резистора R9, его рабочая точка выведена ближе к середине ВАХ, быстрые изменения напряжения и шумы блокированы конденсатором С10.
С полученным опорным напряжением сравнивается выходное напряжение стабилизатора (отрицательной полярности, например, -13,8 В) через цепочку светодиод оптопары, диод VD5 и ограничительный резистор R10. Выходное напряжение стабилизатора выше опорного, следовательно, оно смещает переход диода VD5, запирая его. Ток через светодиод не идёт. Стоит замкнуть выходные клеммы стабилизатора, как на правом (по схеме) выводе резистора R10 отрицательное напряжение исчезнет, опорное откроет диод VD5, светодиод оптопары зажжётся, сработает фотосимистор оптопары, который замкнёт накоротко затвор с истоком VT2, обеспечив закрывание транзистора, этим выходной ток стабилизатора будет ограничен. Для приведения в рабочий режим, БП выключают с помощью сетевого выключателя SA1, устраняют КЗ и снова включают, при этом, система защиты встанет в исходное дежурное состояние.
Применение подобных стабилизаторов на полевых транзисторах делает порой ненужной схему защиты питаемой аппаратуры от превышения напряжения, возникающего вследствие пробоя регулирующего транзистора, так как, в нашем случае, это напряжение увеличится всего на 0,5…1 В, что, обычно, входит в нормы допуска для питаемой аппаратуры, увеличится лишь фон переменного тока, по которому и можно заметить неисправность. Для более критичной к этому параметру техники можно предложить схему “жёсткого» ограничителя, именуемой “crow bar”. Суть системы заключается в сжигании плавкого предохранителя, включенного последовательно с нагрузкой при помощи мощного тиристора при превышении установленного порогового напряжения на выходе стабилизатора. При желании такую защиту можно ввести и в другие стабилизаторы.