Просте лабораторне джерело живлення 1,3-30 вольт 1,2 ампера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Одного разу автору цієї статті знадобилося досить потужне та надійне джерело живлення з регульованою в широких межах вихідною напругою. Вивчивши доступну літературу, він дійшов висновку, що запропоновані для повторення пристрою мають недоліки: у лінійних стабілізаторів великі габарити (через необхідність застосування оксидних конденсаторів великої ємності та тепловідводів), у ШІМ стабілізаторів досить вузький діапазон регулювання і у вихідній напрузі присутні високочастотні , а прилади з покращеними споживчими якостями (обмеженням струму, індикацією режимів, комутацією обмоток трансформатора тощо) відносно складні. Довелося шукати інші рішення, і в результаті було розроблено джерело харчування, вільне від названих недоліків.

У пропонованому лабораторному джерелі живлення застосовано двоступінчасте перетворення випрямленої напруги: ШІМ перетворення в проміжну напругу та подальша лінійна стабілізація. Основні технічні характеристики пристрою такі: межі регулювання вихідної напруги - від 1,3 до 30 В, коефіцієнт нестабільності на напрузі - 0,07 %/В, нестабільність за струмом навантаження 0,1 %, максимальна вхідна (змінна) напруга - 27 В, ККД перетворення при максимальному струмі навантаження – не менше 70%. Передбачена можливість зміни порога обмеження струму до 1,2 А, є нетригерний захист від короткого замикання зі світловою індикацією. Джерело відрізняється малими габаритами, мінімальними тепловими втратами (при струмі навантаження до 0,3 А тепловідведення не потрібні).

Структурна схема пристрою показано на рис. 1. Вхідна напруга Uвх трансформується ШІМ-перетворювачем DA1 у проміжне Uпр, яке, у свою чергу, є вхідним для аналогового стабілізатора DA2. Зворотний зв'язок через диференціальний підсилювач DA3 підтримує необхідне для DA2 падіння напруги (для LM317 – 2,5 В), завдяки чому теплові втрати на DA2 мінімальні.

Рис. 1. Структурна схема джерела живлення

Принципова схема джерела живлення зображено на рис. 2. Випрямлену напругу з виходу моста VD1 згладжується конденсатором С1 і подається на вхід ШІМ перетворювача, зібраного на елементах DA1, VT2, VD2, L1. Схема включення DA1 – типова знижувальна [1]. Застосування мікросхеми КР1156ЕУ5 звело до мінімуму число пасивних елементів, але наклало обмеження на максимальну вхідну напругу, яка в такому включенні не повинна перевищувати 40 В. ШІМ за допомогою накопичувального дроселя L1 і діода VD2 формує проміжну напругу Uпр на конденсатор

Рис. 2. Принципова схема джерела живлення

На мікросхемному стабілізаторі DA2 зібрано лінійний регулятор напруги. Регулюють його змінним резистором R12. Діоди VD3 та VD4 захищають мікросхему від зворотних струмів та негативних напруг і введені відповідно до рекомендацій щодо її застосування [2].

ОУ DA3 та резистори R7-R10 утворюють диференціальний підсилювач, що стежить за падінням напруги на стабілізаторі DA2. Коефіцієнт посилення DA3 обраний рівним 1,5, що дозволяє підтримувати встановлене значення у всьому інтервалі напруги та струмів, у тому числі і при короткому замиканні виходу. Підстроювальним резистором R2 регулюють падіння напруги при налагодженні.

На елементах VT1, HL1, R1 виконано сигналізатор короткозамкнутого стану виходу. У нормальному режимі транзистор VT1 відкритий, і падіння напруги на ньому не перевищує кількох десятих вольт. При зниженні напруги на виході джерела до 0,7 і менше транзистор VT1 закривається і світлодіод HL1 починає світитися. Про включений стан джерела живлення сигналізує світлодіод HL2.

Дуже цікава роль резистора R5. При напрузі на ньому більше 120 мВ (середнє значення, визначене дослідним шляхом) набуває чинності внутрішній обмежувач ширини імпульсів мікросхеми DA1, перетворюючи її на джерело струму. Цією властивістю КР1156ЕУ5 можна скористатися обмеження максимального струму навантаження. Так, наприклад, при опорі цього резистора, що дорівнює 0,1 Ом, джерело здатне видавати в навантаження струм до 1,2 А, а при R5 = 1 Ом - тільки до 120 мА. Встановивши резистор опором 0,5 Ом і обмеживши цим струм навантаження значенням 240 мА, можна відмовитися від тепловідведення для мікросхеми DA2 і від зовнішнього струмового ключа ШІМ перетворювача (виключивши транзистор VT2, резистор R3 і підключивши висновок 2 DA1 VD1). У цьому випадку габарити виробу будуть набагато більше сірникової коробки.

Як ключ VT2 можна застосувати будь-який транзистор зі статичним коефіцієнтом передачі струму бази більше 30 і допустимим струмом колектора не менше 3 А. Автор використовував КТ805АМ. У нього непогані частотні властивості, тому малі втрати при перемиканні. Дуже добре "поводиться" на цьому місці польовий транзистор IRF3205 - йому не потрібне тепловідведення при струмі до 1 А.

Індуктивність дроселя L1 може бути будь-якою від 40 до 600 мкГн, єдина вимога - він повинен бути розрахований на струм не менше 1,5 А. дротяний СП1-4ВБ або подібний, змінний R10 – будь-якого типу опором 2...5 кОм. Конденсатори С2 і С12 - оксидні К4,7-6,8 ємністю 1...4 мкФ з номінальною напругою 50, інші - керамічні (КД35, К220-470, К63-2 і т. п.).

Налагодження джерела живлення зводиться до встановлення підстроювальним резистором R2 напруги 2,5 між висновками 2 і 3 DA2 (при 50-відсотковому навантаженні).

література

1. Бірюков С. Перетворювачі напруги на мікросхемі КР1156ЕУ5. - Радіо,2001 № 11,0.38,39,42.
2. Інтегральні мікросхеми: мікросхеми для лінійних джерел живлення та їх застосування. - М: Додека, 1996.

Автор: С. Муральов, м. Димитровград Ульянівської обл.; Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Процесор із кремнієвими кубитами Intel Tunnel Falls 12.06.2023 Intel анонсувала випуск процесора Tunnel Falls, оснащеного 12 кремнієвими кубитами, та зробила його доступним для квантових дослідників. Tunnel Falls дозволяє вченим негайно приступати до експериментів та обчислень, замість витрачати час на створення власних пристроїв. Це розширює можливості досліджень у галузі основ кубитів, квантових точок та розробки нових методів роботи з багатокубітними пристроями. Чіп Tunnel Falls виготовляється на 300-міліметрових пластинах на фабриці Intel D1. Цей 12-кубітний пристрій використовує передові технології промислового виробництва транзисторів Intel, включаючи екстремальну ультрафіолетову літографію (EUV). Кремнієві спінові кубити кодують інформацію (0/1) за допомогою спина (напрямку обертання) електрона. Кожен кубит являє собою електронний транзистор, який може бути вироблений з використанням технології, аналогічної стандартної лінії на основі комплементарних метал-оксид-напівпровідник (CMOS). Завдяки застосуванню цієї технології виробництва, Tunnel Falls досягає високої продуктивності, забезпечуючи 95% врожайності чіпа на всій пластині, що дозволяє отримати більше 24 000 робочих квантових чіпів з кожної пластини. Ці чіпи можуть бути налаштовані з 4 до 12 кубитів, які можуть бути ізольовані або використані одночасно відповідно до потреб дослідників. Intel стверджує, що кремнієві спінові кубити перевершують інші технології кубитів завдяки їхній сумісності з передовими транзисторами. З розмірами, порівнянними з розміром транзистора (приблизно 50x50 нм), вони на кілька порядків менші за інші типи кубітів і, згідно з Nature Electronics, мають "найбільший потенціал для масштабування квантових обчислень". Прагнучи подальших досліджень апаратного забезпечення, Intel активно досліджує різні параметри, такі як розміри квантових точок, геометрія і довжина кубитів. Крім того, компанія інтегрує у свої чіпи засоби тестування для оцінки продуктивності. Intel також оголосила про партнерство з кількома установами, включаючи лабораторію фізичних наук Університету Меріленду, Qubit Collaboratory у Коледж-Парку, національний дослідницький центр квантових інформаційних наук та Sandia National Laboratories. Ці співробітництва спрямовані на розвиток квантових обчислень. Компанія планує надати доступ для розробників та дослідників до свого набору інструментів Intel Quantum Software Development Kit (SDK) версії 1.0 цього року через Intel Developer Cloud. Інтеграція кремнієвих кубітів у процесор Tunnel Falls та їх доступність для наукового співтовариства є значним кроком у розвитку квантових обчислень. Це дозволяє дослідникам звертатися до складніших завдань, прискорюючи прогрес у цій галузі. Очікується, що квантові обчислення, що ґрунтуються на кремнієвих спінових кубітах, матимуть значний внесок у науку, технології та вирішення складних завдань, які не можуть бути ефективно вирішені класичними комп'ютерами.

Інші цікаві новини:

▪ Лампи з графеном

▪ Гени слуху у рослин

▪ Стабілізатор напруги ADM8839

▪ Телеекран завтовшки з аркуш паперу

▪ Космічна електростанція

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Найважливіші наукові відкриття. Добірка статей

▪ стаття Сюжет, гідний пензля Айвазовського. Крилатий вислів

▪ стаття Звідки з'явилися собаки? Детальна відповідь

▪ стаття Догляд за станом ніг. Поради туристу

▪ стаття Індикатор освітлення на сонячній батареї. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Лабораторне джерело живлення, 220/12,5 вольт 5 ампер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024