Fuente de alimentación de laboratorio

Al crear varios dispositivos electrónicos, tarde o temprano surge la pregunta de qué utilizar como fuente de energía para la electrónica casera. Digamos que ha ensamblado algún tipo de luz intermitente LED, ahora necesita alimentarlo con cuidado desde algo. Muy a menudo, para estos fines se utilizan diversos cargadores de teléfonos, fuentes de alimentación de computadoras y todo tipo de adaptadores de red, que de ninguna manera limitan la corriente suministrada a la carga.

¿Qué pasa si, digamos, en el tablero de este mismo intermitente LED, dos pistas cerradas pasaron desapercibidas accidentalmente? Al conectarlo a una potente fuente de alimentación de computadora, el dispositivo ensamblado puede quemarse fácilmente si hay algún error de instalación en la placa. Precisamente para evitar que se produzcan situaciones tan desagradables, existen fuentes de alimentación de laboratorio con protección de corriente. Sabiendo de antemano aproximadamente cuánta corriente consumirá el dispositivo conectado, podemos evitar cortocircuitos y, como resultado, el desgaste de transistores y microcircuitos delicados.

En este artículo veremos el proceso de creación de una fuente de alimentación a la que pueda conectar una carga sin temor a que algo se queme.

Diagrama de suministro de energía

El circuito contiene un chip LM324, que combina 4 amplificadores operacionales; en su lugar se puede instalar un TL074. El amplificador operacional OP1 es responsable de regular el voltaje de salida y OP2-OP4 monitorea la corriente consumida por la carga. El microcircuito TL431 genera un voltaje de referencia aproximadamente igual a 10,7 voltios, no depende del valor del voltaje de alimentación. La resistencia variable R4 establece el voltaje de salida; la resistencia R5 se puede usar para ajustar el marco de cambio de voltaje según sus necesidades. La protección actual funciona de la siguiente manera: la carga consume corriente, que fluye a través de una resistencia de baja resistencia R20, que se llama derivación, la magnitud de la caída de voltaje a través de ella depende de la corriente consumida. El amplificador operacional OP4 se utiliza como amplificador, aumentando la baja caída de voltaje a través de la derivación a un nivel de 5-6 voltios, el voltaje en la salida de OP4 varía de cero a 5-6 voltios dependiendo de la corriente de carga. La cascada OP3 funciona como comparador, comparando el voltaje en sus entradas. El voltaje en una entrada se establece mediante la resistencia variable R13, que establece el umbral de protección, y el voltaje en la segunda entrada depende de la corriente de carga. Por lo tanto, tan pronto como la corriente excede un cierto nivel, aparecerá un voltaje en la salida de OP3, abriendo el transistor VT3, que, a su vez, tira de la base del transistor VT2 a tierra, cerrándolo. El transistor cerrado VT2 cierra la alimentación VT1, abriendo el circuito de alimentación de carga. Todos estos procesos tienen lugar en cuestión de segundos.

La resistencia R20 debe tomarse con una potencia de 5 vatios para evitar su posible calentamiento durante un funcionamiento prolongado. La resistencia de ajuste R19 establece la sensibilidad actual; cuanto mayor sea su valor, mayor sensibilidad se puede lograr. La resistencia R16 regula la histéresis de protección, recomiendo no dejarse llevar por aumentar su valor. Una resistencia de 5-10 kOhm asegurará un bloqueo claro del circuito cuando se active la protección; una resistencia más alta dará un efecto limitador de corriente cuando el voltaje en la salida no desaparezca por completo.

Como transistor de potencia, puede utilizar KT818, KT837, KT825 o TIP42 importado. Se debe prestar especial atención a su enfriamiento, porque toda la diferencia entre el voltaje de entrada y salida se disipará en forma de calor en este transistor. Es por eso que no debes utilizar una fuente de alimentación con un voltaje de salida bajo y una corriente alta, ya que el calentamiento del transistor será máximo. Entonces, pasemos de las palabras a la acción.

Fabricación y montaje de PCB.

La placa de circuito impreso se fabrica mediante el método LUT, que se ha descrito muchas veces en Internet.

Agregado en PCB Diodo emisor de luz con una resistencia que no está indicada en el diagrama. Resistencia para CONDUJO Es adecuado un valor de 1-2 kOhm. Este Diodo emisor de luz Se enciende cuando se activa la protección. También se han añadido dos contactos marcados con la palabra “Jamper”; al cerrarlos la alimentación sale de la protección y “se corta”. Además, se agregó un condensador de 100 pF entre los pines 1 y 2 del microcircuito, que sirve para proteger contra interferencias y garantiza un funcionamiento estable del circuito.

Configurar la fuente de alimentación

Entonces, después de ensamblar el circuito, puedes comenzar a configurarlo.En primer lugar, suministramos energía de 15 a 30 voltios y medimos el voltaje en el cátodo del chip TL431, debe ser aproximadamente igual a 10,7 voltios. Si el voltaje suministrado a la entrada de la fuente de alimentación es pequeño (15-20 voltios), entonces la resistencia R3 debe reducirse a 1 kOhm. Si la tensión de referencia está bien comprobamos el funcionamiento del regulador de tensión, al girar la resistencia variable R4 debe pasar de cero al máximo. A continuación, giramos la resistencia R13 en su posición más extrema; la protección puede activarse cuando esta resistencia lleva la entrada OP2 a tierra. Puede instalar una resistencia de 50-100 ohmios entre tierra y el pin más externo de R13, que está conectado a tierra. Conectamos cualquier carga a la fuente de alimentación, colocamos R13 en su posición extrema. Aumentamos el voltaje de salida, la corriente aumentará y en algún momento funcionará la protección. Logramos la sensibilidad requerida con la resistencia de recorte R19, luego puedes soldar una constante. Esto completa el proceso de montaje de la fuente de alimentación del laboratorio, puedes instalarla en el estuche y utilizarla.

Indicación

Es muy conveniente utilizar un puntero para indicar el voltaje de salida. Los voltímetros digitales, aunque pueden mostrar voltajes de hasta centésimas de voltio, el ojo humano percibe mal los números que funcionan constantemente. Por eso es más racional utilizar punteros. Es muy sencillo hacer un voltímetro con un cabezal de este tipo: simplemente coloque una resistencia de recorte en serie con un valor nominal de 0,5 a 1 MOhm. Ahora necesita aplicar un voltaje, cuyo valor se conoce de antemano, y usar una resistencia de recorte para ajustar la posición de la flecha correspondiente al voltaje aplicado. ¡Feliz construcción!