Laboratorion virtalähde

Erilaisia ​​elektronisia laitteita luotaessa herää ennemmin tai myöhemmin kysymys, mitä käyttää kotitekoisen elektroniikan virtalähteenä. Oletetaan, että olet koottu jonkinlaisen LED-vilkun, nyt sinun on saatava se varovasti virtaa jostain. Hyvin usein näihin tarkoituksiin käytetään erilaisia ​​​​puhelinlatureita, tietokoneiden virtalähteitä ja kaikenlaisia ​​verkkosovittimia, jotka eivät millään tavalla rajoita kuormaan syötettyä virtaa.

Mitä jos vaikkapa tämän saman LED-vilkun laudalla kaksi suljettua raitaa jäisi vahingossa huomaamatta? Yhdistämällä sen tehokkaaseen tietokoneen virtalähteeseen koottu laite voi helposti palaa loppuun, jos levyllä on asennusvirhe. Juuri tällaisten epämiellyttävien tilanteiden estämiseksi on olemassa laboratoriovirtalähteitä, joissa on virtasuoja. Tietäen etukäteen, kuinka paljon virtaa kytketty laite kuluttaa, voimme estää oikosulkuja ja niiden seurauksena transistorien ja herkkien mikropiirien palamisen.

Tässä artikkelissa tarkastellaan juuri sellaisen virtalähteen luomisprosessia, johon voit liittää kuorman ilman pelkoa, että jotain palaa.

Virtalähdekaavio

Piiri sisältää LM324-sirun, joka yhdistää 4 operaatiovahvistinta, jonka tilalle voidaan asentaa TL074. Operaatiovahvistin OP1 vastaa lähtöjännitteen säädöstä ja OP2-OP4 valvoo kuorman kuluttamaa virtaa. TL431-mikropiiri tuottaa noin 10,7 voltin referenssijännitteen, joka ei riipu syöttöjännitteen arvosta. Muuttuva vastus R4 asettaa lähtöjännitteen, vastuksella R5 voidaan säätää jännitteenmuutoskehystä tarpeidesi mukaan. Virtasuojaus toimii seuraavasti: kuorma kuluttaa virtaa, joka kulkee pieniresistanssisen vastuksen R20 läpi, jota kutsutaan shuntiksi, jonka ylittävän jännitehäviön suuruus riippuu kulutetusta virrasta. Operaatiovahvistinta OP4 käytetään vahvistimena, mikä lisää pienen jännitteen pudotuksen shuntin yli tasolle 5-6 volttia, jännite OP4:n lähdössä vaihtelee nollasta 5-6 volttiin kuormitusvirrasta riippuen. OP3-kaskadi toimii vertailijana, joka vertaa jännitettä tuloissaan. Yhden tulon jännite asetetaan säädettävällä vastuksella R13, joka asettaa suojakynnyksen, ja toisen tulon jännite riippuu kuormitusvirrasta. Siten heti kun virta ylittää tietyn tason, OP3:n ulostuloon ilmestyy jännite, joka avaa transistorin VT3, mikä puolestaan ​​vetää transistorin VT2 kannan maahan sulkeen sen. Suljettu transistori VT2 sulkee tehon VT1 ja avaa kuormavirtapiirin. Kaikki nämä prosessit tapahtuvat muutamassa sekunnissa.

Vastus R20 tulee ottaa 5 watin teholla, jotta se ei kuumene pitkäaikaisen käytön aikana. Trimmerin vastus R19 asettaa virran herkkyyden; mitä suurempi sen arvo, sitä suurempi herkkyys voidaan saavuttaa. Vastus R16 säätää suojahystereesiä, suosittelen, että sen arvon nostamiseen ei kannata jäädä. 5-10 kOhm:n resistanssi varmistaa piirin selkeän lukituksen, kun suoja laukeaa; suurempi vastus antaa virtaa rajoittavan vaikutuksen, kun lähdön jännite ei katoa kokonaan.

Tehotransistorina voit käyttää kotimaista KT818, KT837, KT825 tai tuontia TIP42. Erityistä huomiota tulee kiinnittää sen jäähdytykseen, koska koko tulo- ja lähtöjännitteen välinen ero häviää lämmön muodossa tässä transistorissa. Siksi sinun ei pitäisi käyttää virtalähdettä, jolla on matala lähtöjännite ja korkea virta, koska transistorin lämmitys on maksimaalinen. Joten siirrytään sanoista tekoihin.

Piirilevyjen valmistus ja kokoonpano

Painettu piirilevy on valmistettu LUT-menetelmällä, jota on kuvailtu Internetissä moneen kertaan.

Lisätty PCB:lle Valodiodi vastuksella, jota ei ole ilmoitettu kaaviossa. Vastus varten LED Arvo 1-2 kOhm on sopiva. Tämä Valodiodi syttyy, kun suoja laukeaa. Lisäksi on lisätty kaksi kosketinta, jotka on merkitty sanalla "Jamper", ja kun ne suljetaan, virtalähde irtoaa suojasta ja "napsahtaa pois". Lisäksi mikropiirin nastojen 1 ja 2 väliin on lisätty 100 pF:n kondensaattori, joka suojaa häiriöiltä ja varmistaa piirin vakaan toiminnan.

Virtalähteen asettaminen

Joten piirin kokoamisen jälkeen voit aloittaa sen konfiguroinnin.Ensinnäkin syötämme 15-30 voltin tehoa ja mittaamme jännitteen TL431-sirun katodilla, sen tulisi olla noin 10,7 volttia. Jos virtalähteen tuloon syötetty jännite on pieni (15-20 volttia), vastus R3 tulee pienentää 1 kOhmiin. Jos referenssijännite on kunnossa, tarkistamme jännitesäätimen toiminnan; säädettävää vastusta R4 pyöritettäessä sen pitäisi muuttua nollasta maksimiin. Seuraavaksi käännämme vastusta R13 sen äärimmäiseen asentoon; suoja voi laueta, kun tämä vastus vetää OP2-tulon maahan. Voit asentaa 50-100 ohmin vastuksen maan ja R13:n uloimman nastan väliin, joka on kytketty maahan. Kytkemme minkä tahansa kuorman virtalähteeseen, asetamme R13:n ääriasentoonsa. Lisäämme lähtöjännitettä, virta kasvaa ja jossain vaiheessa suojaus toimii. Saavutamme tarvittavan herkkyyden trimmausvastuksella R19, sitten voit juottaa sen sijaan vakion. Tämä päättää laboratorion virtalähteen kokoamisprosessin; voit asentaa sen koteloon ja käyttää sitä.

Osoitus

On erittäin kätevää käyttää osoitinpäätä osoittamaan lähtöjännite. Vaikka digitaaliset volttimittarit voivat näyttää jännitteen jopa voltin sadasosissa, jatkuvasti käynnissä olevat numerot havaitsevat ihmissilmä huonosti. Tästä syystä on järkevämpää käyttää osoitinpäitä. Volttimittarin valmistaminen tällaisesta päästä on erittäin helppoa - laita vain trimmausvastus sarjaan sen kanssa nimellisarvolla 0,5 - 1 MOhm. Nyt sinun on käytettävä jännitettä, jonka arvo on tiedossa etukäteen, ja säädä nuolen asentoa trimmausvastuksen avulla, joka vastaa käytettyä jännitettä. Onnellista rakentamista!