Лабораторно захранване

При създаването на различни електронни устройства рано или късно възниква въпросът какво да се използва като източник на захранване за домашна електроника. Да речем, че сте сглобили някакъв LED мигач, сега трябва внимателно да го захранвате от нещо. Много често за тези цели се използват различни зарядни устройства за телефони, компютърни захранвания и всякакви мрежови адаптери, които по никакъв начин не ограничават тока, подаван към товара.

Какво ще стане, ако, да речем, на дъската на същия този LED мигач две затворени писти случайно останаха незабелязани? Свързвайки го към мощно компютърно захранване, сглобеното устройство може лесно да изгори, ако има някаква инсталационна грешка на платката. Именно за да не се случват такива неприятни ситуации има лабораторни захранвания с токова защита. Знаейки предварително колко ток ще консумира свързаното устройство, можем да предотвратим късо съединение и в резултат на това изгаряне на транзистори и деликатни микросхеми.

В тази статия ще разгледаме процеса на създаване на точно такова захранване, към което можете да свържете товар, без да се страхувате, че нещо ще изгори.

Схема на захранване

Веригата съдържа чип LM324, който комбинира 4 операционни усилвателя, вместо това може да се инсталира TL074. Операционният усилвател OP1 е отговорен за регулирането на изходното напрежение, а OP2-OP4 следи тока, консумиран от товара. Микросхемата TL431 генерира референтно напрежение приблизително равно на 10,7 волта, което не зависи от стойността на захранващото напрежение. Променливият резистор R4 задава изходното напрежение; резистор R5 може да се използва за регулиране на рамката за промяна на напрежението, за да отговаря на вашите нужди. Текущата защита работи по следния начин: товарът консумира ток, който протича през резистор с ниско съпротивление R20, който се нарича шунт, големината на спада на напрежението върху него зависи от консумирания ток. Операционният усилвател OP4 се използва като усилвател, увеличавайки ниското напрежение в шунта до ниво от 5-6 волта, напрежението на изхода на OP4 варира от нула до 5-6 волта в зависимост от тока на натоварване. Каскадата OP3 работи като компаратор, сравнявайки напрежението на своите входове. Напрежението на един вход се задава от променлив резистор R13, който задава прага на защита, а напрежението на втория вход зависи от тока на натоварване. По този начин, веднага щом токът надвиши определено ниво, на изхода на OP3 ще се появи напрежение, отваряйки транзистора VT3, който от своя страна издърпва основата на транзистора VT2 към земята, затваряйки го. Затвореният транзистор VT2 затваря мощността VT1, отваряйки захранващата верига на товара. Всички тези процеси се извършват за няколко секунди.

Резистор R20 трябва да се вземе с мощност от 5 вата, за да се предотврати възможното му нагряване по време на продължителна работа. Тримерният резистор R19 задава текущата чувствителност; колкото по-висока е стойността му, толкова по-голяма чувствителност може да се постигне. Резисторът R16 регулира хистерезиса на защитата, препоръчвам да не се увличате с увеличаване на стойността му. Съпротивление от 5-10 kOhm ще осигури ясно блокиране на веригата, когато защитата се задейства; по-високо съпротивление ще даде ефект на ограничаване на тока, когато напрежението на изхода не изчезне напълно.

Като мощен транзистор можете да използвате домашни KT818, KT837, KT825 или внесен TIP42. Особено внимание трябва да се обърне на охлаждането му, тъй като цялата разлика между входното и изходното напрежение ще се разсее под формата на топлина върху този транзистор. Ето защо не трябва да използвате захранване с ниско изходно напрежение и голям ток, тъй като отоплението на транзистора ще бъде максимално. И така, нека преминем от думи към действия.

Производство и монтаж на печатни платки

Печатната платка е изработена по метода LUT, който е описан многократно в интернет.

Добавен на PCB Светодиод с резистор, който не е посочен на схемата. Резистор за LED Подходяща е стойност от 1-2 kOhm. Това Светодиод се включва при задействане на защитата. Добавени са и два контакта, маркирани с думата „Jamper“, при затваряне на които захранването излиза от защитата и „изключва“. В допълнение, между щифтове 1 и 2 на микросхемата е добавен кондензатор от 100 pF, който служи за защита от смущения и осигурява стабилна работа на веригата.

Настройка на захранването

Така че, след като сглобите веригата, можете да започнете да я конфигурирате.На първо място, доставяме мощност от 15-30 волта и измерваме напрежението на катода на чипа TL431, то трябва да бъде приблизително равно на 10,7 волта. Ако напрежението, подадено към входа на захранването, е малко (15-20 волта), тогава резисторът R3 трябва да бъде намален до 1 kOhm. Ако референтното напрежение е наред, проверяваме работата на регулатора на напрежението, при въртене на променливия резистор R4 трябва да се промени от нула до максимум. След това завъртаме резистора R13 в най-крайната му позиция; защитата може да се задейства, когато този резистор издърпа входа OP2 към земята. Можете да инсталирате резистор 50-100 ома между земята и най-външния щифт на R13, който е свързан към земята. Свързваме всеки товар към захранването, настройваме R13 в крайно положение. Увеличаваме изходното напрежение, токът ще се увеличи и в един момент защитата ще работи. Ние постигаме необходимата чувствителност с подстригващ резистор R19, след което можете да запоявате постоянен вместо това. Това завършва процеса на сглобяване на лабораторното захранване, можете да го инсталирате в кутията и да го използвате.

Индикация

Много е удобно да използвате стрелка за показване на изходното напрежение. Цифровите волтметри, въпреки че могат да показват напрежение до стотни от волта, постоянно работещите числа се възприемат слабо от човешкото око. Ето защо е по-рационално да се използват показалци. Много е лесно да направите волтметър от такава глава - просто поставете подстригващ резистор последователно с него с номинална стойност 0,5 - 1 MOhm. Сега трябва да приложите напрежение, чиято стойност е известна предварително, и да използвате подстригващ резистор, за да регулирате позицията на стрелката, съответстваща на приложеното напрежение. Честита конструкция!