|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Лабораторне джерело живлення, 220/0-20 вольт
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення Відносну складність пропонованого пристрою компенсують покращені (порівняно з аналогічними приладами) параметри та споживчі якості. Рекомендації автора дозволяють спростити при бажанні конструкцію, так і ввести в неї додаткові функції. Порівняно з уже описаними в журналі "Радіо" подібними пристроями пропонований джерело живлення, на мій погляд, має ряд переваг: по-перше, на відміну від запропонованих раніше варіантів управління інтегральною мікросхемою KP142EHJ2A стабілізатор напруги охоплено загальною метою зворотного зв'язку; по-друге, вимірювальний резистор струму навантаження включений безпосередньо на виході пристрою, тому вимірюється струм, що фактично споживається навантаженням. Крім того, джерело живлення не містить ручних перемикачів меж вихідної напруги. Натомість у ньому встановлений автоматичний триністорний перемикач, що комутує вторинні обмотки трансформатора в залежності від вихідної напруги. Таким чином, зменшена потужність, що розсіюється регулюючим елементом стабілізатора при малих вихідних напругах або при перевантаженні по струму. Джерело живлення містить індикатор світлодіодного режиму роботи, який дозволяє чітко фіксувати момент переходу з режиму стабілізації напруги в режим стабілізації струму, і навпаки. І нарешті, він не вимагає добірки елементів для точної установки нульової вихідної напруги. Його схема показано на рис. 1.
Пристрій містить вузол виміру вихідної напруги на мікросхемі DA7. регульований стабілізатор напруги (DA5. DA6). вузол обмеження струму (DA2), вузол індикації (DA3), вузол перемикання обмоток трансформатора (DA8. VS1) та допоміжне джерело живлення (DA1, DA4). Мережевий трансформатор Т1 має три вторинних обмотки, дві з яких (II і II') використовують для живлення навантаження та формування напруги +24 для живлення стабілізатора, а третя (III) - для отримання напруги -6 В. Випрямні діодні мости VD5-VD8 і VD1 - VD4 включені послідовно, тому на виході першого з них діє напруга близько 13 В. а на виході другого - 26 В. З виходу одного з мостів напруга надходить через діод VD9 або триністор VS1 на конденсатори, що згладжують С6 і С7, а далі - на інтегральний стабілізатор DA5. Керуюча напруга на виведенні цієї мікросхеми 17 формують ОУ DA6 і підсилювач струму на транзисторі VT4. На неінвертуючий вхід ОУ подають напругу зі змінного резистора R8. яким встановлюють необхідну вихідну напругу. На вхід, що інвертує, приходить сигнал з диференціального підсилювача, виконаного на ОУ DA7. Цей підсилювач формує напругу, пропорційну вихідному. Необхідність такого вузла продиктована тим. що послідовно з навантаженням включений вимірювальний резистор R20 невеликого опору. Коефіцієнт передачі підсилювача дорівнює 0,33, тому напруга на його виході знаходиться в межах 0...6,6 при зміні вихідної напруги джерела від 0 до 20 В. ОУ DA6 виробляє такий сигнал, щоб різниця значень напруги на його входах дорівнювала нулю. Таким чином здійснюється стабілізація вихідної напруги. Конденсатор С17 усуває самозбудження ОУ. Напруга на резисторі R20 порівнюють з напругою, що знімається з дільника R4-R6. Якщо напруга на резистори R20 менше, ніж на движку змінного резистора R5, на виході компаратора DA2 - напруга близько 23 В. Діод VD11 в цей час закритий. Як тільки струм навантаження досягне межі, встановленої резистором R5, напруга на виході ОУ DA2 знизиться, що призведе до відкривання діода VD11 та зменшення напруги на резисторі R8. Таким чином, змінюється "завдання" стабілізатору напруги, і його вихідна напруга зменшується до рівня, при якому струм навантаження дорівнює струму обмеження. Самозбудження ОУ DA2 запобігає конденсатору С14. Внаслідок зменшення напруги на виході ОУ DA2 відбудеться перемикання тригера Шмітта DA3. на його виході з'явиться напруга, близька до живильного (+23). Світлодіод HL1 повідомить про навантаження червоним світлом. Після виходу пристрою з режиму обмеження струму тригер Шмітта перетворюється на вихідний стан. Негативна напруга на його виході (близько -5) призведе до того, що діод VD12 закриється, а транзистор VT2. який містить зелений кристал світлодіода HL1. відкриється. Діод VD12 при цьому захистить червоний кристал від пробою зворотною напругою. Застосування окремого ОУ для індикації режиму роботи дозволило досягти чіткої фіксації моменту переходу в режим стабілізації струму або напруги. Дійсно, в робочому стані (в режимі стабілізації напруги) на вхід, що інвертує, ОУ DA3 надходить напруга близько 23 В. а поріг перемикання тригера Шмітта - 19 В, тому на його виході буде низький рівень (-5 В). При переході в режим обмеження струму напруга на вході, що інвертує, ОУ DA3 стає рівним (без урахування його падіння на діоді VD11) напруги в точці з'єднання резисторів R7 і R8, яка не перевищує 7...8 В. На виході ОУ DA3 при цьому виявиться напруга високого рівня (+23 В) Резистор R11 забезпечує гістерезис близько 0.2 для більш чіткої роботи вузла індикації. ОУ DA8. також виконує функцію тригера Шмітта. зібрано вузол комутації вторинних обмоток трансформатора. На його вхід (висновок 2 ОУ DA8) надходить сигнал, пропорційний напрузі на вихідних роз'ємах XS1 і XS2 джерела живлення. Якщо воно менше 9 В на виході ОУ - напруга близько 23 В і триністор VS1 закритий. Напруга на вхід стабілізатора DA5 надходить через діод VD9 з обмотки II трансформатора. Коли вихідна напруга перевищить 9, тригер на ОУ DA8 переключиться, що призведе до послідовного відкривання діода VD15, транзисторів VT6. VT5 та VTT. а за ними і триністора VS1. Тепер напруга на мікросхему DA5 надходить з двох послідовно з'єднаних обмоток II і II трансформатора. Діод VD9 закритий прикладеним до нього зворотним напругою. Ширина "петлі гістерези" тригера Шмітта за вихідною напругою блоку живлення -близько 2 В, тому коли вихідна напруга зменшується до 7 В. триністор VS1 закривається і відключає обмотку II. При переході в режим стабілізації струму або при замиканні на виході описаний вузол може тимчасово відключити одну обмотку трансформатора, зменшивши, таким чином, потужність, що розсіюється мікросхемою ОА5. Двополярна напруга живлення для операційних підсилювачів та транзисторів формують інтегральні стабілізатори DA1 та DA4. Напруга для джерела -6 надходить з окремої обмотки III трансформатора, а для джерела +24 -з двох послідовно з'єднаних обмоток II і II. Діод VD13 перед згладжуючим конденсатором С1 введений, щоб напруга на аноді тріністора VS1 була пульсуючим. Це необхідно для закриття триністора після зняття керуючого впливу. Після відключення джерела живлення від мережі, особливо при високоомному навантаженні, конденсатори С6 і С7 розряджаються довше, ніж пропадають напруги +24 і -6 В. Тому керуючий вхід (висновок 17) стабілізатора DA5 виявляється непідключеним, регулюючий транзистор цієї мікросхеми повністю відкривається, і на виході може з'явитися напруга до 30 В. Щоб цього не відбувалося, пристрій введені транзистор VT3 і дільник напруги R15R16. У звичайному режимі цей вузол не впливає на роботу стабілізатора, оскільки до бази транзистора прикладено закриває напруга близько -5 В. Після відключення живлення та зникнення напруги -6 транзистор відкривається, з'єднуючи із загальним проводом висновок 17 мікросхеми DA5. та напруга на її виході знижується до 1.2 Ст. Недолік такого захисту полягає в наступному: у випадку, коли на виході пристрою встановлено напругу менше 1.2 В. при відключенні живлення вихідна напруга не знижується, а навпаки, зростає. Це слід враховувати під час роботи з малою вихідною напругою та відключати навантаження від джерела раніше, ніж саме джерело від мережі. Більшість деталей пристрою змонтовано на друкованій платі, креслення якої показано на рис. 2.
Мікросхему DA5 необхідно встановити на тепловідведення. Провід, що йдуть до вимірювального ланцюга, підключають безпосередньо до роз'ємів XS1 та XS2. Мікросхеми КР140УД708 замінні на КР140УД608 чи К140УД6. К140УД7. На місці DA6 може бути встановлений ОУ К140УД6. Мікросхема КР142ЕН5Б замінна на КР142ЕН5Г. а КР142ЕН9Б – на КР142ЕН9Д або КР142ЕН9І. Допустима заміна КР142ЕН12А на КР142ЕН12Б. але при цьому максимальний струм джерела живлення не повинен перевищувати 1 А. Транзистори VT3 та VT5 КТ3102А-КТЗ102В. КТ3102Д чи КТ315В-КТ315Е. KT3I5P; VT1. VT2. VT4 та VT6 КТ310/А - КТ3107Д. КТ3107І. KT3I07K або КТ361В-КТ361Е. Триністор VS1 - КУ202В-КУ202Н. Замість діодів FR207 можна встановити вітчизняні серії КД226. Діоди VD13 та VD14 – будь-які серій КД105. КД208 чи КД209. На місці діодів VD11. VD12 та VD15. крім зазначеного на схемі можуть працювати КД521А - КД521В. Світлодіод HL1 замінимо будь-яким із керованим кольором світіння, розрахованим на струм 10...20 мА. Трансформатор - ТС-40-2 або інший, що забезпечує на обмотках II і II' напруга 12... 15 при струмі до 1.5 А. а на обмотці III - напруга близько 10 В. Постійні резистори (крім R20) -МЛТ-0,125 . змінні R5 та R8-СПЗ-З0а. Резистор R20 виготовлений з відрізка ніхромового дроту діаметром 0.5 мм і довжиною 15 см намотаного на резистор МЛТ-2 опором 7,5 кОм. Оксидні конденсатори – К50-35. К50-40, решта - КМ. К10-17. Пари резисторів R18, R22 та R19. R23 бажано підібрати з менш відмінними опорами, причому саме це значення некритично - цілком допустимо використовувати звичайні резистори з допуском 10%. Налагодження пристрою полягає в основному у добірці елементів, що визначають межі зміни напруги та струму. Підключивши до роз'ємів XS1 і XS2 вольтметр постійного струму та встановивши двигун змінного резистора R5 у верхнє за схемою положення, переконуються, що при повороті двигуна резистора R8 напруга змінюється від 0 до 20 В. Верхню межу можна встановити підбором резистора R7. Слід також проконтролювати напругу на конденсаторах С6 та С7. При вихідній напрузі менше 7...9 конденсатори повинні бути заряджені до напруги 15... 18 В. а при більшій вихідній напрузі - до 30...35 В. Далі підключають до виходу джерела живлення амперметр на максимальний струм не менше 2 А, а двигун змінного резистора R8 встановлюють в середнє положення (рух резистора R5 у верхньому за схемою положенні). При підключенні амперметра колір випромінювання світлодіода HL1 повинен відразу змінитися із зеленого на червоний. Якщо цього не сталося, то струм замикання не перевищує 1,5 або 1 А (залежно від типу мікросхеми DA5). отже, вбудовані елементи захисту цієї мікросхеми увімкнулися раніше вузла обмеження струму на ОУ DA2. Цей конфлікт можна усунути зменшенням ємності конденсатора С15 чи збільшенням ємності конденсатора С16. Підбором резисторів R4 і R6 встановлюють відповідно верхню і нижню межі зміни струму обмеження при крайніх положеннях двигуна змінного резистора R5. Необхідно також переконатися, що система обмеження струму працює при верхньому за схемою положення двигуна резистора R8. а напруга на конденсаторах С6 та С7 у цьому випадку не перевищує 20 В. На цьому налагодження пристрою закінчено. За відсутності світлодіода з керованим кольором світіння його можна замінити двома різними кольорами, наприклад, із серії АЛ307. виключивши при цьому елементи VT2, VD12, R13 та зібравши вузол індикації, як показано на рис. 3.
Вузол індикації можна спростити, виключивши ОУ DA3, резистори R9 - R11 і включивши світлодіод червоного кольору випромінювання послідовно з діодом VD11. Але в цьому випадку яскравість світіння залежатиме від навантаження по струму і момент переходу пристрою в режим стабілізації струму помітити буде складніше. І нарешті, коротко про те, як зменшити вплив опору провідників, які з'єднують джерело живлення із навантаженням. Для цього необхідно підключати навантаження Rн (рис. 4) чотирма проводами. Два з них – силові, інші два. з'єднані з роз'ємами XS3 та XS4. підключені до вимірювального ланцюга та можуть мати менший переріз. Додатково слід встановити резистори R31 та R32. які убезпечать навантаження від перевищення напруги у разі обриву провідників зворотного зв'язку.
При чотирипровідному способі включення навантаження доцільно зменшити напругу зміщення ОУ DA6, ввівши підстроєний резистор R33 опором 1 - 10 кОм, як показано на рис. 5.
Встановивши двигун змінного резистора R8 в нижнє за схемою положення, підстроєним резистором R33 встановлюють на виході джерела живлення нульову напругу з точністю до часток мілівольта. Для захисту ОУ DA2 послідовно в ланцюг його входу, що інвертує, рекомендуємо включити резистор опором близько 1 кОм. Автор: А.Шитов, м.Іванове
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Новий спосіб подачі та засвоєння навчальних програм ▪ Trade-in на пристрої Samsung ▪ Портативна ігрова консоль KT R1 ▪ Високошвидкісна NFC-пам'ять ST25DV
▪ Розділ сайту Альтернативні джерела енергії. Добірка статей ▪ стаття Мініатюрний патруль. Поради моделісту ▪ статья Якими грошима користувалися ацтеки? Детальна відповідь ▪ стаття Складальник виробів із пластмас. Посадова інструкція ▪ стаття Червоне дублення овчин. Прості рецепти та поради
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page