Nguồn điện phòng thí nghiệm

Khi tạo ra các thiết bị điện tử khác nhau, sớm hay muộn câu hỏi đặt ra là nên sử dụng cái gì làm nguồn điện cho các thiết bị điện tử tự chế. Giả sử bạn đã lắp ráp một số loại đèn flash LED, bây giờ bạn cần cấp nguồn cẩn thận cho nó từ một thứ gì đó. Rất thường xuyên, vì những mục đích này, nhiều bộ sạc điện thoại, bộ nguồn máy tính và tất cả các loại bộ điều hợp mạng được sử dụng, điều này không hạn chế dòng điện cung cấp cho tải.

Điều gì sẽ xảy ra nếu trên bảng của cùng một đèn flash LED này, hai rãnh đóng vô tình không được chú ý? Bằng cách kết nối nó với nguồn điện máy tính mạnh mẽ, thiết bị được lắp ráp có thể dễ dàng bị cháy nếu có bất kỳ lỗi cài đặt nào trên bo mạch. Chính để ngăn chặn những tình huống khó chịu như vậy xảy ra, người ta đã có những bộ nguồn trong phòng thí nghiệm có bảo vệ dòng điện. Biết trước khoảng bao nhiêu dòng điện mà thiết bị được kết nối sẽ tiêu thụ, chúng ta có thể ngăn ngừa đoản mạch và kết quả là làm cháy bóng bán dẫn và các vi mạch mỏng manh.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét quá trình tạo ra một nguồn cung cấp năng lượng mà bạn có thể kết nối tải mà không sợ thứ gì đó bị cháy.

Sơ đồ cấp điện

Mạch chứa chip LM324, kết hợp 4 bộ khuếch đại hoạt động; có thể cài đặt TL074 thay thế. Bộ khuếch đại hoạt động OP1 chịu trách nhiệm điều chỉnh điện áp đầu ra và OP2-OP4 giám sát dòng điện mà tải tiêu thụ. Vi mạch TL431 tạo ra điện áp tham chiếu xấp xỉ bằng 10,7 volt; nó không phụ thuộc vào giá trị của điện áp nguồn. Biến trở R4 đặt điện áp đầu ra, điện trở R5 có thể dùng để điều chỉnh khung thay đổi điện áp phù hợp với nhu cầu. Bảo vệ dòng điện hoạt động như sau: tải tiêu thụ dòng điện chạy qua điện trở R20 có điện trở thấp, được gọi là shunt, cường độ sụt áp trên nó phụ thuộc vào dòng điện tiêu thụ. Bộ khuếch đại hoạt động OP4 được sử dụng làm bộ khuếch đại, tăng độ sụt điện áp thấp trên shunt lên mức 5-6 volt, điện áp ở đầu ra của OP4 thay đổi từ 0 đến 5-6 volt tùy theo dòng tải. Dòng OP3 hoạt động như một bộ so sánh, so sánh điện áp ở đầu vào của nó. Điện áp ở một đầu vào được đặt bởi biến trở R13, đặt ngưỡng bảo vệ và điện áp ở đầu vào thứ hai phụ thuộc vào dòng tải. Do đó, ngay khi dòng điện vượt quá một mức nhất định, một điện áp sẽ xuất hiện ở đầu ra của OP3, mở bóng bán dẫn VT3, từ đó kéo đế của bóng bán dẫn VT2 xuống đất, đóng nó lại. Transistor đóng VT2 đóng nguồn VT1, mở mạch nguồn tải. Tất cả các quá trình này diễn ra chỉ trong vài giây.

Điện trở R20 nên được sử dụng với công suất 5 watt để tránh khả năng nóng lên trong quá trình hoạt động lâu dài. Điện trở xén R19 đặt độ nhạy dòng điện; giá trị của nó càng cao thì có thể đạt được độ nhạy cao hơn. Điện trở R16 điều chỉnh độ trễ bảo vệ, tôi khuyên bạn không nên quá lo lắng khi tăng giá trị của nó. Điện trở 5-10 kOhm sẽ đảm bảo mạch chốt rõ ràng khi bảo vệ được kích hoạt; điện trở cao hơn sẽ tạo ra hiệu ứng hạn chế dòng điện khi điện áp ở đầu ra không biến mất hoàn toàn.

Là một bóng bán dẫn điện, bạn có thể sử dụng KT818, KT837, KT825 trong nước hoặc TIP42 nhập khẩu. Cần đặc biệt chú ý đến việc làm mát nó, vì toàn bộ sự khác biệt giữa điện áp đầu vào và đầu ra sẽ bị tiêu tán dưới dạng nhiệt trên bóng bán dẫn này. Đó là lý do tại sao bạn không nên sử dụng nguồn điện có điện áp đầu ra thấp và dòng điện cao, vì nhiệt độ của bóng bán dẫn sẽ ở mức tối đa. Vì vậy, hãy chuyển từ lời nói sang hành động.

Chế tạo và lắp ráp PCB

Bảng mạch in được chế tạo bằng phương pháp LUT, phương pháp này đã được mô tả nhiều lần trên Internet.

Đã thêm vào PCB Điốt phát sáng với một điện trở không được chỉ định trong sơ đồ. Điện trở cho DẪN ĐẾN Giá trị 1-2 kOhm là phù hợp. Cái này Điốt phát sáng bật khi bảo vệ được kích hoạt. Hai địa chỉ liên lạc cũng đã được thêm vào, được đánh dấu bằng từ "Jamper"; khi chúng đóng lại, nguồn điện sẽ thoát ra khỏi lớp bảo vệ và "tắt". Ngoài ra, một tụ điện 100 pF đã được thêm vào giữa chân 1 và 2 của vi mạch, nó có tác dụng bảo vệ chống nhiễu và đảm bảo mạch hoạt động ổn định.

Thiết lập nguồn điện

Vì vậy, sau khi lắp ráp mạch, bạn có thể bắt đầu cấu hình nó.Trước hết, chúng tôi cung cấp nguồn điện 15-30 volt và đo điện áp ở cực âm của chip TL431, nó phải xấp xỉ bằng 10,7 volt. Nếu điện áp cung cấp cho đầu vào của nguồn điện nhỏ (15-20 volt), thì điện trở R3 nên giảm xuống 1 kOhm. Nếu điện áp tham chiếu ổn, chúng ta kiểm tra hoạt động của bộ điều chỉnh điện áp, khi quay biến trở R4, nó sẽ thay đổi từ 0 đến cực đại. Tiếp theo, chúng ta xoay điện trở R13 ở vị trí cực đoan nhất của nó; chức năng bảo vệ có thể được kích hoạt khi điện trở này kéo đầu vào OP2 xuống đất. Bạn có thể lắp một điện trở 50-100 Ohm giữa mặt đất và chân ngoài cùng của R13, được nối với mặt đất. Chúng tôi kết nối bất kỳ tải nào với nguồn điện, đặt R13 ở vị trí cực đoan. Chúng ta tăng điện áp đầu ra, dòng điện sẽ tăng và đến một lúc nào đó bộ phận bảo vệ sẽ hoạt động. Chúng tôi đạt được độ nhạy cần thiết với điện trở cắt R19, sau đó bạn có thể hàn một điện trở cố định để thay thế. Điều này hoàn tất quá trình lắp ráp nguồn điện trong phòng thí nghiệm, bạn có thể lắp vào hộp và sử dụng.

chỉ định

Rất thuận tiện khi sử dụng đầu con trỏ để chỉ điện áp đầu ra. Vôn kế kỹ thuật số, mặc dù chúng có thể hiển thị điện áp lên đến phần trăm vôn, nhưng mắt người khó nhận biết các con số chạy liên tục. Đó là lý do tại sao việc sử dụng đầu con trỏ sẽ hợp lý hơn. Rất đơn giản để chế tạo một vôn kế từ một đầu như vậy - chỉ cần đặt một điện trở cắt nối tiếp với nó có giá trị danh nghĩa là 0,5 - 1 MOhm. Bây giờ bạn cần đặt một điện áp, giá trị của điện áp này đã được biết trước và sử dụng điện trở cắt để điều chỉnh vị trí của mũi tên tương ứng với điện áp đặt vào. Chúc bạn xây dựng vui vẻ!