Font d'alimentació del laboratori

Quan es creen diversos dispositius electrònics, tard o d'hora sorgeix la pregunta de què utilitzar com a font d'alimentació per a l'electrònica casolana. Suposem que heu muntat una mena d'intermitent LED, ara heu d'engegar-lo amb cura des d'alguna cosa. Molt sovint, amb aquests propòsits, s'utilitzen diversos carregadors de telèfons, fonts d'alimentació d'ordinadors i tot tipus d'adaptadors de xarxa, que no limiten de cap manera el corrent subministrat a la càrrega.

Què passa si, per exemple, al tauler d'aquest mateix intermitent LED, dues vies tancades passaven desapercebudes accidentalment? En connectar-lo a una potent font d'alimentació de l'ordinador, el dispositiu muntat es pot cremar fàcilment si hi ha algun error d'instal·lació a la placa. És precisament per evitar que es produeixin situacions tan desagradables que hi ha fonts d'alimentació de laboratori amb protecció de corrent. Sabent per endavant aproximadament la quantitat de corrent que consumirà el dispositiu connectat, podem evitar curtcircuits i, com a conseqüència, l'esgotament de transistors i microcircuits delicats.

En aquest article analitzarem el procés de creació d'aquesta font d'alimentació a la qual podeu connectar una càrrega sense por que alguna cosa es cremi.

Esquema d'alimentació

El circuit conté un xip LM324, que combina 4 amplificadors operacionals; en el seu lloc es pot instal·lar un TL074. L'amplificador operacional OP1 s'encarrega de regular la tensió de sortida i OP2-OP4 supervisa el corrent consumit per la càrrega. El microcircuit TL431 genera una tensió de referència aproximadament igual a 10,7 volts; no depèn del valor de la tensió d'alimentació. La resistència variable R4 estableix la tensió de sortida; la resistència R5 es pot utilitzar per ajustar el marc de canvi de tensió segons les vostres necessitats. La protecció de corrent funciona de la següent manera: la càrrega consumeix corrent, que flueix a través d'una resistència de baixa resistència R20, que s'anomena derivació, la magnitud de la caiguda de tensió a través d'ella depèn del corrent consumit. L'amplificador operacional OP4 s'utilitza com a amplificador, augmentant la baixa caiguda de tensió a través de la derivació a un nivell de 5-6 volts, la tensió a la sortida d'OP4 varia de zero a 5-6 volts depenent del corrent de càrrega. La cascada OP3 funciona com a comparador, comparant la tensió a les seves entrades. La tensió a una entrada s'estableix per una resistència variable R13, que estableix el llindar de protecció, i la tensió a la segona entrada depèn del corrent de càrrega. Així, tan bon punt el corrent superi un cert nivell, apareixerà una tensió a la sortida de OP3, obrint el transistor VT3, que, al seu torn, tira la base del transistor VT2 a terra, tancant-la. El transistor tancat VT2 tanca la potència VT1, obrint el circuit de potència de càrrega. Tots aquests processos tenen lloc en qüestió de segons.

La resistència R20 s'ha de prendre amb una potència de 5 watts per evitar el seu possible escalfament durant el funcionament a llarg termini. La resistència de tall R19 estableix la sensibilitat actual; com més gran sigui el seu valor, més gran es pot aconseguir. La resistència R16 ajusta la histèresi de protecció; recomano no deixar-se portar per augmentar el seu valor. Una resistència de 5-10 kOhm garantirà un enganxament clar del circuit quan s'activa la protecció; una resistència més alta donarà un efecte limitador de corrent quan la tensió a la sortida no desapareix completament.

Com a transistor de potència, podeu utilitzar KT818, KT837, KT825 domèstic o TIP42 importat. S'ha de prestar especial atenció al seu refredament, ja que tota la diferència entre la tensió d'entrada i de sortida es dissiparà en forma de calor en aquest transistor. És per això que no s'ha d'utilitzar una font d'alimentació amb una tensió de sortida baixa i un corrent elevat, ja que l'escalfament del transistor serà màxim. Per tant, passem de les paraules a l'acció.

Fabricació i muntatge de PCB

La placa de circuit imprès es fa mitjançant el mètode LUT, que s'ha descrit moltes vegades a Internet.

Afegit a PCB Díode emissor de llum amb una resistència que no està indicada al diagrama. Resistència per LED És adequat un valor d'1-2 kOhm. Això Díode emissor de llum s'encén quan s'activa la protecció. També s'han afegit dos contactes, marcats amb la paraula "Jamper"; quan estan tancats, la font d'alimentació surt de la protecció i "s'apaga". A més, s'ha afegit un condensador de 100 pF entre els pins 1 i 2 del microcircuit, que serveix per protegir contra interferències i assegura un funcionament estable del circuit.

Configuració de la font d'alimentació

Així, després de muntar el circuit, podeu començar a configurar-lo.En primer lloc, subministrem una potència de 15-30 volts i mesurem la tensió al càtode del xip TL431, hauria de ser aproximadament igual a 10,7 volts. Si la tensió subministrada a l'entrada de la font d'alimentació és petita (15-20 volts), la resistència R3 s'hauria de reduir a 1 kOhm. Si la tensió de referència està bé, comprovem el funcionament del regulador de tensió; en girar la resistència variable R4, hauria de canviar de zero a màxim. A continuació, girem la resistència R13 a la seva posició més extrema; la protecció es pot activar quan aquesta resistència estira l'entrada OP2 a terra. Podeu instal·lar una resistència de 50-100 ohms entre terra i el pin més exterior de R13, que està connectat a terra. Connectem qualsevol càrrega a la font d'alimentació, posem R13 a la seva posició extrema. Augmentem la tensió de sortida, augmentarà el corrent i en algun moment la protecció funcionarà. Aconseguim la sensibilitat requerida amb la resistència de retall R19, llavors podeu soldar-ne una de constant. D'aquesta manera es completa el procés de muntatge de la font d'alimentació del laboratori, es pot instal·lar a la caixa i utilitzar-la.

Indicació

És molt convenient utilitzar un punter per indicar la tensió de sortida. Els voltímetres digitals, tot i que poden mostrar voltatges de fins a centèsimes de volt, l'ull humà percebe malament els números en funcionament constant. Per això és més racional utilitzar capçals de punter. És molt senzill fer un voltímetre a partir d'aquest capçal: només cal posar una resistència de retall en sèrie amb ell amb un valor nominal de 0,5 a 1 MOhm. Ara cal aplicar una tensió, el valor de la qual es coneix per endavant, i utilitzar una resistència de retall per ajustar la posició de la fletxa corresponent a la tensió aplicada. Feliç construcció!