Laboratorinis maitinimo šaltinis

Kuriant įvairius elektroninius prietaisus, anksčiau ar vėliau kyla klausimas, ką naudoti kaip maitinimo šaltinį naminei elektronikai. Tarkime, kad surinkote kažkokį LED blykstę, dabar reikia atsargiai iš kažko maitinti. Labai dažnai šiems tikslams naudojami įvairūs telefonų įkrovikliai, kompiuterių maitinimo blokai, visokie tinklo adapteriai, kurie niekaip neriboja apkrovai tiekiamos srovės.

O jei, tarkime, ant to paties LED blykstės plokštės du uždari takai netyčia liktų nepastebėti? Prijungus jį prie galingo kompiuterio maitinimo šaltinio, surinktas įrenginys gali nesunkiai perdegti, jei plokštėje yra įdiegimo klaida. Būtent tam, kad tokios nemalonios situacijos neatsitiktų, yra laboratoriniai maitinimo šaltiniai su srovės apsauga. Iš anksto žinodami, kiek srovės sunaudos prijungtas įrenginys, galime išvengti trumpųjų jungimų ir dėl to tranzistorių bei subtilių mikroschemų perdegimo.

Šiame straipsnyje apžvelgsime tokio maitinimo šaltinio, prie kurio galite prijungti apkrovą, kūrimo procesą, nebijodami, kad kažkas sudegs.

Maitinimo schema

Schemoje yra LM324 lustas, kuriame yra 4 operaciniai stiprintuvai, vietoj to galima įdiegti TL074. Operatyvinis stiprintuvas OP1 yra atsakingas už išėjimo įtampos reguliavimą, o OP2-OP4 stebi apkrovos suvartojamą srovę. TL431 mikroschema sukuria maždaug 10,7 volto etaloninę įtampą, kuri nepriklauso nuo maitinimo įtampos vertės. Kintamasis rezistorius R4 nustato išėjimo įtampą; rezistorius R5 gali būti naudojamas įtampos keitimo rėmui reguliuoti pagal jūsų poreikius. Srovės apsauga veikia taip: apkrova sunaudoja srovę, kuri teka per mažos varžos rezistorių R20, kuris vadinamas šuntu, įtampos kritimo jame dydis priklauso nuo suvartojamos srovės. Operacinis stiprintuvas OP4 naudojamas kaip stiprintuvas, padidinantis žemos įtampos kritimą per šuntą iki 5-6 voltų, o įtampa OP4 išėjime svyruoja nuo nulio iki 5-6 voltų, priklausomai nuo apkrovos srovės. OP3 kaskada veikia kaip lyginamoji priemonė, lyginanti įtampą jos įėjimuose. Įtampa viename įėjime nustatoma kintamu rezistoriumi R13, kuris nustato apsaugos slenkstį, o antrojo įėjimo įtampa priklauso nuo apkrovos srovės. Taigi, kai tik srovė viršys tam tikrą lygį, OP3 išvestyje atsiras įtampa, atidaranti tranzistorių VT3, o tai savo ruožtu traukia tranzistoriaus VT2 pagrindą į žemę, uždarant jį. Uždarytas tranzistorius VT2 uždaro maitinimą VT1, atidarydamas apkrovos maitinimo grandinę. Visi šie procesai vyksta per kelias sekundes.

Rezistorius R20 turėtų būti paimtas su 5 vatų galia, kad būtų išvengta galimo jo įkaitimo ilgalaikio veikimo metu. Žoliapjovės rezistorius R19 nustato srovės jautrumą; kuo didesnė jo vertė, tuo didesnį jautrumą galima pasiekti. Rezistorius R16 reguliuoja apsauginę histerezę, rekomenduoju nesijaudinti didinant jo vertę. 5-10 kOhm varža užtikrins aiškų grandinės užsifiksavimą, kai suveikia apsauga, didesnė varža duos srovę ribojantį efektą, kai įtampa išėjime visiškai neišnyksta.

Kaip galios tranzistorių galite naudoti vietinį KT818, KT837, KT825 arba importuotą TIP42. Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas jo aušinimui, nes visas skirtumas tarp įvesties ir išėjimo įtampos šiame tranzistorius bus išsklaidytas šilumos pavidalu. Štai kodėl neturėtumėte naudoti maitinimo šaltinio su žema išėjimo įtampa ir didele srove, nes tranzistoriaus šildymas bus maksimalus. Taigi, pereikime nuo žodžių prie veiksmų.

PCB gamyba ir surinkimas

Spausdintinė plokštė pagaminta naudojant LUT metodą, kuris jau ne kartą aprašytas internete.

Pridėta ant PCB Šviesos diodas su rezistoriumi, kuris nenurodytas diagramoje. Rezistorius skirtas LED Tinkama 1-2 kOhm vertė. Tai Šviesos diodas įsijungia, kai suveikia apsauga. Taip pat pridėti du kontaktai, pažymėti užrašu „Jamper“, juos uždarius maitinimas išeina iš apsaugos ir „atsitraukia“. Be to, tarp mikroschemos 1 ir 2 kaiščių yra įdėtas 100 pF kondensatorius, kuris apsaugo nuo trukdžių ir užtikrina stabilų grandinės veikimą.

Maitinimo šaltinio nustatymas

Taigi, surinkę grandinę, galite pradėti ją konfigūruoti.Visų pirma, tiekiame 15-30 voltų maitinimą ir išmatuojame įtampą prie TL431 lusto katodo, ji turėtų būti maždaug lygi 10,7 voltų. Jei į maitinimo šaltinio įvestį tiekiama įtampa yra maža (15-20 voltų), rezistorius R3 turėtų būti sumažintas iki 1 kOhm. Jei etaloninė įtampa yra tinkama, patikriname įtampos reguliatoriaus veikimą, sukant kintamąjį rezistorių R4 jis turėtų keistis nuo nulio iki didžiausios. Tada mes pasukame rezistorių R13 į kraštutinę padėtį; apsauga gali suveikti, kai šis rezistorius traukia OP2 įvestį į žemę. Tarp žemės ir išorinio R13 kaiščio, kuris yra prijungtas prie žemės, galite įdiegti 50–100 omų rezistorių. Mes prijungiame bet kokią apkrovą prie maitinimo šaltinio, nustatome R13 į kraštutinę padėtį. Padidinsime išėjimo įtampą, padidės srovė ir tam tikru momentu apsauga veiks. Reikiamą jautrumą pasiekiame naudodami apipjaustymo rezistorių R19, tada vietoj jo galite lituoti pastovų. Taip baigiamas laboratorinio maitinimo bloko surinkimo procesas; galite jį įdėti į dėklą ir naudoti.

Indikacija

Išėjimo įtampai nurodyti labai patogu naudoti rodyklės galvutę. Skaitmeniniai voltmetrai, nors ir gali rodyti įtampą iki šimtųjų voltų, nuolat veikiantys skaičiai žmogaus akis suvokiami prastai. Štai kodėl racionaliau naudoti rodyklės galvutes. Iš tokios galvutės voltmetrą pagaminti labai paprasta – tereikia su juo nuosekliai įjungti apipjaustymo rezistorių, kurio vardinė vertė yra 0,5–1 MOhm. Dabar reikia pritaikyti įtampą, kurios vertė yra žinoma iš anksto, ir apipjaustymo rezistorių reguliuoti rodyklės padėtį, atitinkančią taikomą įtampą. Laimingos statybos!