Лабораторний блок живлення із БП матричного принтера, 220/24, 5 вольт 1,5 ампера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Прилад, наявність якого дуже бажано в будь-якій домашній майстерні радіоаматора, - це, звичайно ж, лабораторний блок живлення. Назва "лабораторний" має на увазі можливість регулювання його вихідної напруги в досить широких межах, здатність підтримувати встановлене значення напруги з достатньою для налагоджуваної з його допомогою апаратури точністю, наявність електронного захисту, здатного при перевантаженнях або в аварійній ситуації запобігти виходу з ладу як пристрою, що живиться. і самого джерела і т. д. Завдання з виготовлення лабораторного блоку спрощується, якщо в якості основи використовувати справне джерело живлення будь-якого побутового апарату, що вже відслужив свій термін або морально застарілого. У статті, що публікується нижче, автор ділиться досвідом виготовлення лабораторного блоку живлення на основі стабілізатора напруги матричного принтера.

В останні десятиліття електронна техніка розвивається настільки швидко, що апаратура застаріває набагато раніше, ніж виходить з ладу. Як правило, застаріла апаратура списується і, потрапляючи до рук радіоаматорів, стає джерелом радіодеталей.

Частину вузлів цієї апаратури можна використовувати.

В один із візитів на радіоринок вдалося практично за безцінь купити кілька друкованих плат від списаної апаратури (рис. 1).

Мал. 1. Друкована плата від списаної апаратури

У комплекті до однієї з плат йшов трансформатор живлення. Після пошуків в Інтернеті вдалося встановити (імовірно), що всі плати – від матричних принтерів EPSON. Окрім безлічі корисних деталей, на платі змонтовано непогане двоканальне джерело живлення.

І якщо плату не передбачається використовувати для інших цілей, на основі її можна побудувати регульований лабораторний блок живлення. Як це зробити, розказано нижче.

Джерело живлення містить канали +24 В і +5 В. Перший побудований за схемою понижуючого широтно-імпульсного стабілізатора і розрахований на струм навантаження близько 1,5 А. При перевищенні цього значення спрацьовує захист і напруга на виході стабілізатора різко падає (струм короткого замикання приблизно 0,35 А). Зразкова характеристика навантаження каналу показана на рис. 2 (крива чорного кольору). Канал +5 також побудований за схемою імпульсного стабілізатора але, на відміну від каналу +24 В, за так званою релейною схемою. Живиться цей стабілізатор з виходу каналу +24 (розрахований на роботу від джерела напруги не нижче 15 В) і струмового захисту не має, тому при короткому замиканні виходу (а таке в практиці радіоаматора не рідкість) може вийти з ладу. І хоча струм стабілізатора обмежений у каналі +24, при короткому замиканні ключовий транзистор приблизно за секунду нагрівається до критичної температури.

Мал. 2. Навантажувальна характеристика каналу

Рис. 3. Схема стабілізатора напруги (натисніть , щоб збільшити)

Схема стабілізатора напруги +24 показана на рис. 3 (літерні позиційні позначення та нумерація елементів відповідають нанесеним на друкованій платі). Розглянемо роботу деяких його вузлів, що мають особливості або відношення до переробки. На транзисторах Q1 та Q2 побудований силовий ключ. Резистор R1 служить зменшення розсіюється потужності на транзисторі Q1. На транзисторі Q4 побудований параметричний стабілізатор напруги живлення генератора, що задає, виконаного на мікросхемі, позначеної на платі як 3А (далі будемо розглядати її як DA1). Ця мікросхема - повний аналог знаменитої з комп'ютерних блоків живлення TL494 [1]. Про її роботу в різних режимах написано чимало, тому розглянемо лише деякі ланцюги.

Стабілізація вихідної напруги здійснюється наступним чином: на один із входів вбудованого компаратора 1 (висновок 2 DA1) через резистор R6 подається зразкова напруга з внутрішнього джерела мікросхеми (висновок 14). На інший вхід (висновок 1) через резистивний дільник R16R12 надходить вихідна напруга стабілізатора, причому нижнє плече дільника підключено до джерела зразкової напруги компаратора струмового захисту (висновок 15 DA1). Поки напруга на виводі 1 DA1 менша, ніж на виведенні 2, ключ на транзисторах Q1 і Q2 відкритий. Як тільки напруга на виведенні 1 стає більшою, ніж на виведенні 2, ключ закривається. Зрозуміло, процес управління ключем визначається роботою генератора, що задає мікросхеми.

Струмовий захист працює аналогічно, за винятком того, що на струм навантаження впливає вихідна напруга. Датчик струму є резистор R2. Розглянемо струмовий захист докладніше. Зразкова напруга подається на інвертуючий вхід 2 компаратора (висновок 15 DA1). У його формуванні беруть участь резистори R7, R11, і навіть R16, R12. Поки струм навантаження не перевищує максимального значення, напруга на виводі 15 DA1 визначається дільником R11R12R16. Резистор R7 має досить великий опір і на зразкову напругу майже не впливає. При навантаженні вихідна напруга різко падає. При цьому зменшується і зразкова напруга, що спричиняє подальше зниження струму. Вихідна напруга знижується майже до нуля, і оскільки тепер послідовно з'єднані резистори R16, R12 через опір навантаження підключаються паралельно R11 зразкова напруга, а отже, і вихідний струм також різко зменшуються. Так формується характеристика навантаження стабілізатора +24 В.

Вихідна напруга на вторинній (II) обмотці понижуючого трансформатора живлення T1 повинна бути не нижче 29 при струмі до 1,4 А.

Стабілізатор напруги +5 виконаний на транзисторі Q6 і інтегральному стабілізаторі 78L05, позначеному на платі як SR1. Опис аналогічного стабілізатора та його роботи можна знайти у [2]. Резистори R31, R37 і конденсатор С26 утворюють ланцюг ПІС для формування крутих фронтів імпульсів.

Для використання джерела живлення у лабораторному блоці потрібно випиляти з друкованої плати ділянку, на якій розміщені деталі стабілізаторів (на рис. 1 відокремлена світлими лініями). Щоб можна було регулювати вихідну напругу стабілізатора +24 В, її слід трохи доопрацювати. Для початку слід від'єднати вхід стабілізатора +5, для чого необхідно випаяти резистор R18 і перерізати друкований провідник, що йде до висновку емітера транзистора Q6. Якщо джерело +5 не потрібен, його деталі можна видалити. Далі слід випаяти резистор R16 і підключити замість нього змінний резистор R16 (як і інші нові елементи, він зображений на схемі потовщеними лініями) номінальним опором 68 кОм.

Потім треба випаяти резистор R12 і припаяти його зі зворотного боку плати між виведенням 1 DA1 і виведенням мінусовим конденсатора С1. Тепер вихідну напругу блоку можна змінювати від 5 до 25 Ст.

Зменшити нижню межу регулювання приблизно до 2 В можна, якщо змінити граничну напругу на виведенні 2 DA1. Для цього слід випаяти резистор R6, а напруга на висновок 2 DA1 (близько 2) подати з підстроювального резистора R6' опором 100 кОм, як показано на схемі зліва (навпроти колишнього R6). Цей резистор можна припаяти з боку деталей до відповідних висновків мікросхеми. Є й інший варіант - замість резистора R6 впаяти R6'' номіналом 100 кОм, а між виведенням 2 мікросхеми DA1 і загальним проводом припаяти ще один резистор - R6''' номіналом 36 кОм.

Після цих переробок слід змінити струм захисту стабілізатора. Випаявши резистор R11, впаяти на його місце змінний R11 номінальним опором 3 кОм з включеним в ланцюг двигуна резистором R11. Валик резистора R11' можна вивести на лицьову панель для оперативного регулювання струму захисту (приблизно від 30 мА до максимального значення, що дорівнює 1,5 А). При такому включенні зміниться і характеристика навантаження стабілізатора: тепер при перевищенні струму навантаження стабілізатор перейде в режим його обмеження (синя лінія на рис. 2). Якщо довжина дроту, що з'єднує резистор R11 з платою, перевищує 100 мм, бажано паралельно йому на платі припаяти конденсатор ємністю 0,01 мкФ. Також бажано забезпечити транзистор Q1 невеликим тепловідведенням. Вид на доопрацьовану плату з регулювальними резисторами показано на рис. 4.

Мал. 4. Вид на доопрацьовану плату з регулювальними резисторами

Такий блок живлення можна експлуатувати з навантаженням, некритичним до пульсацій напруги, які за максимального струму навантаження можуть перевищувати 100 мВ.

Істотно знизити рівень пульсацій можна, додавши нескладний стабілізатор компенсації, схема якого представлена ​​на рис. 5. В основі стабілізатора – широко поширена мікросхема TL431 (її вітчизняний аналог – КР142ЕН19). На транзисторах VT2 та VT3 побудований регулюючий елемент. Резистор R4 виконує ту ж функцію, що і R1 в імпульсному стабілізаторі (див. рис. 3). На транзисторі VT1 зібраний вузол зворотного зв'язку падіння напруги на резисторі R2. Ділянку колектор-емітер цього транзистора необхідно підключити замість резистора R16 у схемі на рис. 3 (зрозуміло, змінний резистор r16 'у разі не потрібен). Працює цей вузол в такий спосіб. Як тільки напруга на резисторі R2 перевищить приблизно 0,6, транзистор VT1 відкривається, що викликає перемикання компаратора -мікросхеми DA1 в імпульсному стабілізаторі і, отже, закриття ключа на транзисторах Q1, Q2. Вихідна напруга стабілізатора імпульсного зменшується. Таким чином, напруга на цьому резисторі підтримується на рівні близько 0,65 В. При цьому падіння напруги на регулювальному елементі VT2VT3 дорівнює сумі падіння напруги на резисторі R2 і напруги на емітерному переході транзистора VT3, тобто близько 1,25... 1,5 В залежно від струму навантаження.

Мал. 5. Схема компенсаційного стабілізатора

У такому вигляді блок живлення здатний віддавати в навантаження струм до 1,5 А при напрузі до 24 В, при цьому рівень пульсацій не перевищує кількох мілівольт. Слід зазначити, що при спрацюванні захисту струму рівень пульсацій збільшується, оскільки мікросхема DA1 компенсаційного стабілізатора закривається і регулюючий елемент відкритий повністю.

Друкована плата цього стабілізатора не розроблялася. Транзистор VT3 повинен мати статичний коефіцієнт передачі струму h_21Е не менше 300, а VT2 - не менше 100. Останній необхідно встановити на тепловідведення з площею поверхні, що охолоджує, не менше 10 см².

Налагодження блоку живлення з таким доповненням полягає у підборі резисторів вихідного дільника R5-R7. При самозбудженні блоку можна шунтувати емітерний перехід транзистора VT1 конденсатором ємністю 0,047 мкф.

Кілька слів про стабілізатор каналу +5 В. Його можна використовувати як додаткове джерело, якщо в трансформаторі Т1 є додаткова обмотка на 16...22 В. У цьому випадку знадобиться ще один випрямляч з конденсатором, що фільтрує. Оскільки цей стабілізатор не має захисту, навантаження до нього необхідно підключати через додатковий пристрій захисту, наприклад описане в [3], обмеживши струм останнього до 0,5 А.

У статті описаний найпростіший варіант переробки, але можна ще поліпшити характеристики джерела, доповнивши компенсаційний стабілізатор власним регульованим захистом струму, наприклад, на операційному підсилювачі, як це зроблено в [4].

література

1. Александров Р. Схемотехніка блоків живлення персональних комп'ютерів. – Радіо, 2002, № 6, с. 22, 23.
2. Щербина А., Благий С., Іванов Ст. Застосування мікросхемних стабілізаторів серій 142, К142, КР142. – Радіо, 1991, № 5, с. 68-70.
3. Александров І. Електронний запобіжник. – Радіо, 2000, № 2, с. 54.
4. Височанський П. Простий лабораторний блок живлення 1.20 В з регульованим струмовим захистом. – Радіо, 2006, № 9, с. 37.

Автор: Є. Герасимов

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 Перші 60 супутників глобального інтернету 14.05.2019 Глава SpaceX Ілон Маск представив першу партію супутників, які забезпечать доступ до мережі для всіх жителів планети. Проект супутникового інтернету, що створює SpaceX, називається Starlink. Перші розробки розпочалися у 2015 році, а 22 лютого 2018 року компанія запустила в космос тестові прототипи. Тепер, коли інженери SpaceX врахували всі недоробки та усунули неполадки, перша партія Starlink готова до запуску. Шістдесят супутників буде запущено в ніч з 15 на 16 травня на ракеті Falcon 9. Загалом Ілон Маск планує вивести на орбіту 12 тисяч таких мініатюрних ретрансляторів, які забезпечать безперебійний доступ до мережі для всього населення Землі. Маск і Space X не сказали, чи стягуватиметься плата за послугу, а якщо так, то наскільки висока. Хоча Ілон Маск раніше заявляв, що мета полягає в тому, щоб зберегти низькі ціни та обійти конкурентів, таких як OneWeb або проект Джеффа Безоса Kuiper. Якщо проект буде успішним, люди в усьому світі отримають інтернет, який приблизно в 40 разів швидший, ніж сьогодні в середньому пропонують провайдери. План подальших запусків буде обговорено. Покрити всю земну кулю супутниковим інтернетом Ілон Маск планує до кінця 2020 року. Другий та наступні запуски супутників Starlink глава SpaceX має намір здійснювати за допомогою корабля Starship – другого ступеня ракети Big Falcon Rocket.

Інші цікаві новини:

▪ Маршрутизатори Tenda W308R, W309R, W322U

▪ Міношукач онколога

▪ Кишенькове багаття Alpha Bonfire

▪ Робота продовжує життя

▪ Меблі з пляшок

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Блоки живлення. Добірка статей

▪ стаття Розтікатися думкою по дереву. Крилатий вислів

▪ стаття Як далматинці (порода собак) допомагали пожежникам у часи кінної тяги? Детальна відповідь

▪ стаття Салат. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Резервне електроживлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Кольорові кристали розчиняються у колодязях. Хімічний досвід

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