Fonte de alimentação de laboratório

Ao criar vários dispositivos eletrônicos, mais cedo ou mais tarde surge a questão de o que usar como fonte de energia para eletrônicos caseiros. Digamos que você montou algum tipo de pisca-pisca de LED, agora você precisa alimentá-lo com cuidado a partir de alguma coisa. Muitas vezes, para esses fins, são utilizados vários carregadores de telefone, fontes de alimentação de computador e todos os tipos de adaptadores de rede, que não limitam de forma alguma a corrente fornecida à carga.

E se, digamos, na placa deste mesmo pisca-pisca de LED, duas faixas fechadas acidentalmente passassem despercebidas? Ao conectá-lo a uma poderosa fonte de alimentação do computador, o dispositivo montado pode queimar facilmente se houver algum erro de instalação na placa. É justamente para evitar que situações tão desagradáveis ​​aconteçam que existem fontes de alimentação de laboratório com proteção contra corrente. Sabendo antecipadamente quanta corrente o dispositivo conectado consumirá, podemos evitar curtos-circuitos e, consequentemente, queima de transistores e microcircuitos delicados.

Neste artigo, veremos o processo de criação de uma fonte de alimentação à qual você pode conectar uma carga sem medo de que algo queime.

Diagrama de fonte de alimentação

O circuito contém um chip LM324, que combina 4 amplificadores operacionais; um TL074 pode ser instalado em seu lugar. O amplificador operacional OP1 é responsável por regular a tensão de saída, e OP2-OP4 monitora a corrente consumida pela carga. O microcircuito TL431 gera uma tensão de referência aproximadamente igual a 10,7 volts, não depende do valor da tensão de alimentação. O resistor variável R4 define a tensão de saída; o resistor R5 pode ser usado para ajustar o quadro de mudança de tensão para atender às suas necessidades. A proteção de corrente funciona da seguinte forma: a carga consome corrente, que flui através de um resistor de baixa resistência R20, que é chamado de shunt, a magnitude da queda de tensão nela depende da corrente consumida. O amplificador operacional OP4 é usado como amplificador, aumentando a queda de baixa tensão no shunt para um nível de 5-6 volts, a tensão na saída do OP4 varia de zero a 5-6 volts dependendo da corrente de carga. A cascata OP3 funciona como comparador, comparando a tensão em suas entradas. A tensão em uma entrada é definida pelo resistor variável R13, que define o limite de proteção, e a tensão na segunda entrada depende da corrente de carga. Assim, assim que a corrente ultrapassar determinado nível, aparecerá uma tensão na saída do OP3, abrindo o transistor VT3, que, por sua vez, puxa a base do transistor VT2 para o terra, fechando-o. O transistor fechado VT2 fecha a potência VT1, abrindo o circuito de potência da carga. Todos esses processos ocorrem em questão de segundos.

O resistor R20 deve ser tomado com potência de 5 watts para evitar seu possível aquecimento durante operação de longo prazo. O resistor trimmer R19 define a sensibilidade da corrente; quanto maior o seu valor, maior a sensibilidade pode ser alcançada. O resistor R16 ajusta a histerese da proteção, recomendo não se deixar levar pelo aumento do seu valor. Uma resistência de 5-10 kOhm garantirá um travamento claro do circuito quando a proteção for acionada; uma resistência mais alta dará um efeito de limitação de corrente quando a tensão na saída não desaparecer completamente.

Como transistor de potência, você pode usar KT818, KT837, KT825 doméstico ou TIP42 importado. Atenção especial deve ser dada ao seu resfriamento, pois toda a diferença entre a tensão de entrada e saída será dissipada na forma de calor neste transistor. É por isso que não se deve usar uma fonte de alimentação com baixa tensão de saída e alta corrente, pois o aquecimento do transistor será máximo. Então, vamos passar das palavras à ação.

Fabricação e montagem de PCB

A placa de circuito impresso é feita pelo método LUT, já descrito diversas vezes na Internet.

Adicionado em PCB Diodo emissor de luz com um resistor que não está indicado no diagrama. Resistência para LIDERADO Um valor de 1-2 kOhm é adequado. Esse Diodo emissor de luz acende quando a proteção é acionada. Também foram adicionados dois contatos, marcados com a palavra “Jamper”; quando fechados, a fonte de alimentação sai da proteção e “desliga”. Além disso, foi adicionado um capacitor de 100 pF entre os pinos 1 e 2 do microcircuito, que serve para proteger contra interferências e garante o funcionamento estável do circuito.

Configurando a fonte de alimentação

Assim, após montar o circuito, você pode começar a configurá-lo.Em primeiro lugar, fornecemos energia de 15 a 30 volts e medimos a tensão no cátodo do chip TL431, que deve ser aproximadamente igual a 10,7 volts. Se a tensão fornecida à entrada da fonte de alimentação for pequena (15-20 volts), o resistor R3 deverá ser reduzido para 1 kOhm. Se a tensão de referência estiver OK, verificamos o funcionamento do regulador de tensão, ao girar o resistor variável R4 deve passar de zero ao máximo. A seguir giramos o resistor R13 em sua posição mais extrema; a proteção poderá ser acionada quando este resistor puxar a entrada OP2 para o terra. Você pode instalar um resistor de 50-100 Ohm entre o terra e o pino mais externo do R13, que está conectado ao terra. Conectamos qualquer carga à fonte de alimentação, colocamos R13 em sua posição extrema. Aumentamos a tensão de saída, a corrente aumentará e em algum momento a proteção funcionará. Alcançamos a sensibilidade necessária com o resistor de corte R19, então você pode soldar um resistor constante. Isso completa o processo de montagem da fonte de alimentação do laboratório, você pode instalá-la no gabinete e utilizá-la.

Indicação

É muito conveniente usar um ponteiro para indicar a tensão de saída. Embora os voltímetros digitais possam mostrar tensões de até centésimos de volt, os números em constante movimento são mal percebidos pelo olho humano. É por isso que é mais racional usar ponteiros. É muito simples fazer um voltímetro com esse cabeçote - basta colocar um resistor de corte em série com ele com um valor nominal de 0,5 - 1 MOhm. Agora você precisa aplicar uma tensão cujo valor é conhecido antecipadamente e usar um resistor de corte para ajustar a posição da seta correspondente à tensão aplicada. Feliz construção!