Zasilacz laboratoryjny

Przy tworzeniu różnych urządzeń elektronicznych prędzej czy później pojawia się pytanie, co wykorzystać jako źródło zasilania dla domowej elektroniki. Załóżmy, że zmontowałeś jakiś rodzaj diod LED, teraz musisz ostrożnie z nich zasilać. Bardzo często do tych celów używają różnych ładowarek do telefonów, zasilaczy komputerowych, wszelkiego rodzaju kart sieciowych, które nie ograniczają prądu dostarczanego do odbiornika.
A jeśli, na przykład, na płycie samej diody LED, dwa zamknięte tory przypadkowo nie zostaną zauważone? Po podłączeniu go do wydajnego zasilacza komputerowego zmontowane urządzenie może łatwo wypalić się, jeśli na płycie wystąpi błąd instalacji. Aby zapobiec występowaniu takich nieprzyjemnych sytuacji, istnieją zasilacze laboratoryjne z bieżącym zabezpieczeniem. Wiedząc z góry, jaki prąd pobierze podłączone urządzenie, możemy zapobiec zwarciom, aw rezultacie wypaleniu tranzystorów i delikatnych mikroukładów.
W tym artykule rozważymy proces tworzenia właśnie takiego zasilacza, do którego można podłączyć obciążenie, bez obawy, że coś się poparzy.

Obwód zasilania

Obwód zawiera układ LM324, który łączy 4 wzmacniacze operacyjne, zamiast tego można zastosować TL074. Wzmacniacz operacyjny OP1 odpowiada za regulację napięcia wyjściowego, a OP2-OP4 monitoruje prąd pobierany przez obciążenie. Mikroukład TL431 generuje napięcie odniesienia około 10,7 woltów, nie zależy to od wielkości napięcia zasilania. Zmienny rezystor R4 ustawia napięcie wyjściowe, rezystor R5 może dostosować zakres zmiany napięcia do twoich potrzeb. Zabezpieczenie prądowe działa w następujący sposób: obciążenie zużywa prąd przepływający przez rezystor R20 o niskiej rezystancji, który jest nazywany bocznikiem, wielkość spadku napięcia na nim zależy od pobieranego prądu. Wzmacniacz operacyjny OP4 służy jako wzmacniacz, zwiększając małe napięcie spadkowe na boczniku do poziomu 5-6 woltów, napięcie na wyjściu OP4 zmienia się od zera do 5-6 woltów w zależności od prądu obciążenia. Kaskada OP3 działa jako komparator, porównując napięcie na wejściach. Napięcie na jednym wejściu jest ustawiane przez rezystor zmienny R13, który ustawia próg ochronny, a napięcie na drugim wejściu zależy od prądu obciążenia. Tak więc, jak tylko prąd przekroczy określony poziom, na wyjściu OP3 pojawia się napięcie, otwierając tranzystor VT3, który z kolei przyciąga podstawę tranzystora VT2 do ziemi, zamykając go. Zamknięty tranzystor VT2 zamyka moc VT1, otwierając obwód mocy obciążenia. Wszystkie te procesy zachodzą w ułamku sekundy.
Rezystor R20 należy pobierać o mocy 5 watów, aby zapobiec możliwemu nagrzaniu podczas długiej pracy. Rezystor tuningowy R19 ustawia czułość prądu, im wyższa jest jego wartość znamionowa, tym większą czułość można uzyskać. Rezystor R16 dostosowuje histerezę ochronną, zalecam nie angażować się w zwiększanie jego wartości znamionowej. Rezystancja 5-10 kOhm zapewni wyraźne kliknięcie obwodu po uruchomieniu zabezpieczenia, większa rezystancja spowoduje efekt ograniczenia prądu, gdy napięcie na wyjściu nie zniknie całkowicie.
Jako tranzystor mocy można użyć krajowego KT818, KT837, KT825 lub importowanego TIP42. Szczególną uwagę należy zwrócić na jego chłodzenie, ponieważ cała różnica między napięciem wejściowym i wyjściowym zostanie rozproszona w postaci ciepła na tym tranzystorze. Dlatego nie należy używać zasilacza przy niskim napięciu wyjściowym i wysokim prądzie, nagrzewanie tranzystora będzie maksymalne. Przejdźmy od słów do czynów.

Produkcja i montaż PCB

Płytka drukowana jest wykonywana metodą LUT, która była wielokrotnie opisywana w Internecie.
Dioda LED z rezystorem, które nie są pokazane na schemacie, jest dodawana do płytki drukowanej. Rezystor dla LED nadaje się do wartości nominalnej 1-2 kOhm. Ta dioda LED włącza się, gdy ochrona jest aktywowana. Dodano również dwa kontakty oznaczone słowem „Zacięcie”, gdy są zamknięte, zasilacz przestaje być zabezpieczony, „wyłącza się”. Ponadto między 1 a 2 wyjściem mikroukładu dodano kondensator 100 pF, służy on ochronie przed zakłóceniami i zapewnia stabilną pracę obwodu.
Pobierz planszę:

Konfiguracja zasilacza

Po złożeniu obwodu możesz zacząć go konfigurować. Przede wszystkim dostarczamy zasilanie do 15-30 woltów i mierzymy napięcie na katodzie układu TL431, powinno ono być w przybliżeniu równe 10,7 wolta. Jeśli napięcie dostarczane do wejścia zasilacza jest małe (15-20 woltów), wówczas rezystor R3 należy zmniejszyć do 1 kOhm. Jeśli napięcie odniesienia jest w porządku, sprawdzamy działanie regulatora napięcia, gdy obraca się rezystor zmienny R4, powinien on zmienić się od zera do maksimum. Następnie obracamy rezystor R13 w jego najbardziej ekstremalnym położeniu, ochrona może zostać uruchomiona, gdy rezystor ten przyciągnie wejście OP2 do ziemi. Można zainstalować rezystor o wartości nominalnej 50-100 Ω między masą a zaciskiem R13 końcówki, który jest podłączony do ziemi. Podłączamy część obciążenia do zasilacza, ustawiamy R13 w skrajne położenie. Zwiększamy napięcie na wyjściu, prąd wzrośnie iw pewnym momencie zadziała ochrona. Pożądaną czułość osiągamy za pomocą rezystora strojenia R19, a następnie można lutować stałą. To kończy proces montażu zasilacza laboratoryjnego, możesz zainstalować go w obudowie i używać.

Wskazanie

Bardzo wygodnie jest użyć strzałki, aby wskazać napięcie wyjściowe. Woltomierze cyfrowe, chociaż mogą pokazywać napięcie do setnych części wolta, stale działające liczby są słabo postrzegane przez ludzkie oko. Dlatego bardziej racjonalne jest używanie strzałek. Z takiej głowicy bardzo łatwo jest wykonać woltomierz - wystarczy położyć szeregowo opornik strojeniowy o wartości nominalnej 0,5 - 1 MΩ. Teraz musisz przyłożyć napięcie, którego wartość jest znana z góry, i wyregulować pozycję strzałki odpowiadającą przyłożonemu napięciu za pomocą rezystora przycinającego. Udany montaż!

Obejrzyj wideo: UnBoxing - Tani Zasilacz Laboratoryjny 305D 30V 5A (Listopad 2024).