Просте лабораторне джерело живлення. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Просте лабораторне джерело живлення

Безкоштовна технічна бібліотека

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.

Просте лабораторне джерело живлення

Вхідна напруга UBX трансформується ШІМ-перетворювачем DA1 у проміжне Unp, 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.

Принципова схема джерела живлення зображено на рис. 2.

(Натисніть для збільшення)

Випрямлена напруга 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

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. Резистори - МЛТ, С1-4 з допустимим відхиленням опору від номіналу ±10 %, підстроювальний резистор R2 - багатооборотний дротяний СП5-2ВБ або подібний, змінний R12 - будь-якого типу опором 4,7...6,8 кОм. Конденсатори С1 і С4 - оксидні К50-35 ємністю 220...470 мкФ з номінальною напругою 63, інші - керамічні (КД2, К10-7, К10-17іт. п.).

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

література

Бірюков С. Перетворювачі напруги на мікросхемі КР1156ЕУ5. – Радіо, 2001, № 11, с. 38,39.42.
Інтегральні мікросхеми: мікросхеми для лінійних джерел живлення та їх застосування. - М: Додека, 1996.

Автор: С.Муральов, м.Димитровград Ульянівської обл.

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

Літак із графеновим покриттям 14.08.2018

Інженери з Університету Центрального Ланкаширу (UCLan) представили безпілотний літальний апарат, який, за їхніми словами, є першим літаком у світі з покриттям з графена.

Апарат, завширшки 3,5 метра, отримав назву Juno. Його фюзеляж має покриття із графену; Крім того, літак оснащений графеновими батареями та містить деталі, надруковані на 3D-принтері.

Графен, будучи дуже міцним матеріалом, дозволяє додати міцності іншим матеріалам фюзеляжу - останніх, таким чином, може бути використано менше, що допомагає знизити масу апарату. Крім того, як зазначає портал, завдяки теплопровідності графена фюзеляж буде менш схильний до обледеніння, а електропровідність матеріалу дозволить - у разі попадання блискавки - розсіювати енергію удару по всій поверхні фюзеляжу.

Інші цікаві новини:

▪ Гравітаційні лампи працюють без електромережі

▪ Громадянин робот

▪ Передача сонячної енергії з орбіти на Землю

▪ Віконні скла виробляють електрику

▪ Намічено олімпіаду для кіборгів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Зварювальне обладнання. Добірка статей

▪ стаття Сонячні двигуни для моделей. Поради моделісту

▪ статья Яку роль відіграли собаки у підкоренні Південного полюса? Детальна відповідь

▪ стаття Отруєння. Медична допомога

▪ стаття Індикатор ІЧ-випромінювання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Ниточка з голочкою. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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