Εργαστηριακό τροφοδοτικό
Κατά τη δημιουργία διαφόρων ηλεκτρονικών συσκευών, αργά ή γρήγορα τίθεται το ερώτημα τι να χρησιμοποιήσετε ως πηγή ενέργειας για τα σπιτικά ηλεκτρονικά. Ας υποθέσουμε ότι έχετε συναρμολογήσει κάποιο είδος φλας LED, τώρα πρέπει να το τροφοδοτήσετε προσεκτικά από κάτι. Πολύ συχνά, για αυτούς τους σκοπούς, χρησιμοποιούνται διάφοροι φορτιστές τηλεφώνου, τροφοδοτικά υπολογιστών και κάθε είδους προσαρμογείς δικτύου, οι οποίοι δεν περιορίζουν σε καμία περίπτωση το ρεύμα που παρέχεται στο φορτίο.
Τι θα συμβεί αν, ας πούμε, στην πλακέτα αυτού του ίδιου φλας LED, δύο κλειστές διαδρομές περάσουν κατά λάθος απαρατήρητες; Συνδέοντάς το σε ένα ισχυρό τροφοδοτικό υπολογιστή, η συναρμολογημένη συσκευή μπορεί εύκολα να καεί εάν υπάρχει κάποιο σφάλμα εγκατάστασης στην πλακέτα. Ακριβώς για να μην συμβούν τέτοιες δυσάρεστες καταστάσεις υπάρχουν εργαστηριακά τροφοδοτικά με προστασία ρεύματος. Γνωρίζοντας εκ των προτέρων πόσο ρεύμα θα καταναλώσει η συνδεδεμένη συσκευή, μπορούμε να αποτρέψουμε βραχυκυκλώματα και, ως αποτέλεσμα, εξάντληση τρανζίστορ και ευαίσθητων μικροκυκλωμάτων.
Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τη διαδικασία δημιουργίας ακριβώς ενός τέτοιου τροφοδοτικού στο οποίο μπορείτε να συνδέσετε ένα φορτίο χωρίς φόβο ότι κάτι θα καεί.
Διάγραμμα τροφοδοσίας
Το κύκλωμα περιέχει ένα τσιπ LM324, το οποίο συνδυάζει 4 λειτουργικούς ενισχυτές· αντί αυτού μπορεί να εγκατασταθεί ένας TL074. Ο λειτουργικός ενισχυτής OP1 είναι υπεύθυνος για τη ρύθμιση της τάσης εξόδου και ο OP2-OP4 παρακολουθεί το ρεύμα που καταναλώνεται από το φορτίο. Το μικροκύκλωμα TL431 παράγει μια τάση αναφοράς περίπου ίση με 10,7 βολτ, δεν εξαρτάται από την τιμή της τάσης τροφοδοσίας. Η μεταβλητή αντίσταση R4 ρυθμίζει την τάση εξόδου, η αντίσταση R5 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ρυθμίσει το πλαίσιο αλλαγής τάσης ανάλογα με τις ανάγκες σας. Η προστασία ρεύματος λειτουργεί ως εξής: το φορτίο καταναλώνει ρεύμα, το οποίο ρέει μέσω μιας αντίστασης χαμηλής αντίστασης R20, η οποία ονομάζεται διακλάδωση, το μέγεθος της πτώσης τάσης σε αυτό εξαρτάται από το ρεύμα που καταναλώνεται. Ο λειτουργικός ενισχυτής OP4 χρησιμοποιείται ως ενισχυτής, αυξάνοντας την πτώση χαμηλής τάσης κατά μήκος της διακλάδωσης σε επίπεδο 5-6 βολτ, η τάση στην έξοδο του OP4 κυμαίνεται από μηδέν έως 5-6 βολτ ανάλογα με το ρεύμα φορτίου. Ο καταρράκτης OP3 λειτουργεί ως συγκριτής, συγκρίνοντας την τάση στις εισόδους του. Η τάση σε μία είσοδο ρυθμίζεται από τη μεταβλητή αντίσταση R13, η οποία ορίζει το όριο προστασίας και η τάση στη δεύτερη είσοδο εξαρτάται από το ρεύμα φορτίου. Έτσι, μόλις το ρεύμα ξεπεράσει ένα ορισμένο επίπεδο, θα εμφανιστεί μια τάση στην έξοδο του OP3, ανοίγοντας το τρανζίστορ VT3, το οποίο, με τη σειρά του, τραβά τη βάση του τρανζίστορ VT2 στη γείωση, κλείνοντάς το. Το κλειστό τρανζίστορ VT2 κλείνει την ισχύ VT1, ανοίγοντας το κύκλωμα ισχύος φορτίου. Όλες αυτές οι διαδικασίες πραγματοποιούνται μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα.
Η αντίσταση R20 πρέπει να λαμβάνεται με ισχύ 5 watt για να αποφευχθεί η πιθανή θέρμανσή της κατά τη μακροχρόνια λειτουργία. Η αντίσταση κοπής R19 ρυθμίζει την ευαισθησία ρεύματος· όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή της, τόσο μεγαλύτερη ευαισθησία μπορεί να επιτευχθεί. Η αντίσταση R16 ρυθμίζει την υστέρηση προστασίας· συνιστώ να μην παρασυρθείτε με την αύξηση της τιμής της. Μια αντίσταση 5-10 kOhm θα εξασφαλίσει ένα καθαρό κλείδωμα του κυκλώματος όταν ενεργοποιείται η προστασία· μια υψηλότερη αντίσταση θα δώσει ένα αποτέλεσμα περιορισμού του ρεύματος όταν η τάση στην έξοδο δεν εξαφανιστεί εντελώς.
Ως τρανζίστορ ισχύος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οικιακά KT818, KT837, KT825 ή εισαγόμενα TIP42. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην ψύξη του, επειδή ολόκληρη η διαφορά μεταξύ της τάσης εισόδου και εξόδου θα διαχέεται με τη μορφή θερμότητας σε αυτό το τρανζίστορ. Γι' αυτό δεν πρέπει να χρησιμοποιείτε τροφοδοτικό με χαμηλή τάση εξόδου και υψηλό ρεύμα, καθώς η θέρμανση του τρανζίστορ θα είναι μέγιστη. Ας περάσουμε λοιπόν από τα λόγια στην πράξη.
Κατασκευή και συναρμολόγηση PCB
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος κατασκευάζεται με τη μέθοδο LUT, η οποία έχει περιγραφεί πολλές φορές στο Διαδίκτυο.
Προστέθηκε σε PCB Δίοδος εκπομπής φωτός με αντίσταση που δεν φαίνεται στο διάγραμμα. Αντίσταση για LED Μια τιμή 1-2 kOhm είναι κατάλληλη. Αυτό Δίοδος εκπομπής φωτός ανάβει όταν ενεργοποιείται η προστασία. Προστέθηκαν επίσης δύο επαφές, σημειωμένες με τη λέξη "Jamper", όταν είναι κλειστές, το τροφοδοτικό βγαίνει από την προστασία και "σβήνει". Επιπλέον, ένας πυκνωτής 100 pF έχει προστεθεί μεταξύ των ακροδεκτών 1 και 2 του μικροκυκλώματος, ο οποίος χρησιμεύει για την προστασία από παρεμβολές και εξασφαλίζει σταθερή λειτουργία του κυκλώματος.
Ρύθμιση του τροφοδοτικού
Έτσι, μετά τη συναρμολόγηση του κυκλώματος, μπορείτε να αρχίσετε να το διαμορφώνετε.Πρώτα απ 'όλα, παρέχουμε ισχύ 15-30 βολτ και μετράμε την τάση στην κάθοδο του τσιπ TL431, θα πρέπει να είναι περίπου ίση με 10,7 βολτ. Εάν η τάση που παρέχεται στην είσοδο του τροφοδοτικού είναι μικρή (15-20 βολτ), τότε η αντίσταση R3 πρέπει να μειωθεί στο 1 kOhm. Εάν η τάση αναφοράς είναι εντάξει, ελέγχουμε τη λειτουργία του ρυθμιστή τάσης· κατά την περιστροφή της μεταβλητής αντίστασης R4, θα πρέπει να αλλάξει από το μηδέν στο μέγιστο. Στη συνέχεια, περιστρέφουμε την αντίσταση R13 στην πιο ακραία θέση της· η προστασία μπορεί να ενεργοποιηθεί όταν αυτή η αντίσταση τραβήξει την είσοδο OP2 στη γείωση. Μπορείτε να εγκαταστήσετε μια αντίσταση 50-100 Ohm μεταξύ της γείωσης και της εξωτερικής ακίδας του R13, η οποία είναι συνδεδεμένη με τη γείωση. Συνδέουμε οποιοδήποτε φορτίο στο τροφοδοτικό, ρυθμίζουμε το R13 στην ακραία θέση του. Αυξάνουμε την τάση εξόδου, το ρεύμα θα αυξηθεί και κάποια στιγμή θα λειτουργήσει η προστασία. Επιτυγχάνουμε την απαιτούμενη ευαισθησία με την αντίσταση κοπής R19, τότε μπορείτε να κολλήσετε μια σταθερή αντίσταση. Αυτό ολοκληρώνει τη διαδικασία συναρμολόγησης του εργαστηριακού τροφοδοτικού· μπορείτε να το εγκαταστήσετε στη θήκη και να το χρησιμοποιήσετε.
Ενδειξη
Είναι πολύ βολικό να χρησιμοποιήσετε μια κεφαλή δείκτη για να υποδείξετε την τάση εξόδου. Τα ψηφιακά βολτόμετρα, αν και μπορούν να δείξουν τάση έως και τα εκατοστά του βολτ, οι αριθμοί που τρέχουν συνεχώς δεν γίνονται αντιληπτοί από το ανθρώπινο μάτι. Γι' αυτό είναι πιο λογικό να χρησιμοποιείτε κεφαλές δείκτη. Είναι πολύ απλό να φτιάξετε ένα βολτόμετρο από μια τέτοια κεφαλή - απλώς τοποθετήστε μια αντίσταση κοπής σε σειρά με ονομαστική τιμή 0,5 - 1 MOhm. Τώρα πρέπει να εφαρμόσετε μια τάση, η τιμή της οποίας είναι γνωστή εκ των προτέρων, και να χρησιμοποιήσετε μια αντίσταση κοπής για να ρυθμίσετε τη θέση του βέλους που αντιστοιχεί στην εφαρμοζόμενη τάση. Καλή κατασκευή!
