|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Regulowany stabilizator napięcia i prądu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochronniki przeciwprzepięciowe W amatorskiej praktyce radiowej podczas prac eksperymentalnych często konieczne jest posiadanie uniwersalnego zasilacza pod ręką. Jeśli podsumować wymagania stawiane zasilaczowi przy opracowywaniu i regulacji urządzeń analogowych i cyfrowych, to oprócz wysokich wymagań co do jakości napięcia wyjściowego i szerokiego zakresu jego regulacji, bardzo ważne jest, aby łączyło ono w sobie funkcje wysokiej jakości źródeł prądu i napięcia. Zwracamy uwagę naszych czytelników na jedną z opcji takiego urządzenia. Proponowany zasilacz pozwala na wykorzystanie go jako źródła napięciowego oraz jako źródła prądu stałego. Do niewątpliwych zalet tego bloku, oprócz wszechstronności, należy zaliczyć obecność kontrolowanej ochrony przed zwarciami w obciążeniu „domyślnie”. Zasilacz, którego obwód pokazano na rysunku, może zaspokoić większość żądań eksperymentalnych radioamatorów. Od ponad trzech lat (i w tym czasie zasilacz nigdy nie zawodził) autor eksploatuje go, wykorzystując do eksperymentów i konstruując urządzenia analogowe i cyfrowe, a kończąc na ładowaniu akumulatorów samochodowych.
Funkcjonalnie zasilacz składa się z dwóch niezależnych od siebie układów stabilizacji prądu i napięcia działających na wspólnym elemencie sterującym sygnałem wyjściowym. Rozważ przeznaczenie elementów proponowanego urządzenia. Prostownik jest montowany na diodach VD1-VD4, a filtr wygładzający napięcie zasilania jest montowany na kondensatorach C1-C3. Tranzystory VT1-VT4 to potężny element regulacyjny, który kontroluje napięcie wyjściowe i prąd. Zastosowanie kilku połączonych równolegle tranzystorów, oprócz dzielenia między nimi prądu obciążenia, ma sens z kilku powodów. Po pierwsze, takie rozwiązanie pozwala na rozłożenie punktów grzewczych wzdłuż radiatora, co zwiększa jego wydajność, umożliwiając zmniejszenie jego rozmiarów. Po drugie, możliwe jest zastosowanie tanich tranzystorów o maksymalnym dopuszczalnym prądzie kolektora mniejszym od maksymalnego prądu obciążenia bez uszczerbku dla niezawodności działania urządzenia. Rezystory R4-R7 to elementy dopasowujące do obwodów emiterowych połączonych równolegle tranzystorów, pozwalające na równomierne rozłożenie całkowitego prądu obciążenia pomiędzy tranzystory z dużym rozrzutem parametrów elektrycznych. Tranzystor VT5 odpowiada rezystancji wejściowej elementu regulacyjnego i tranzystorów wyjściowych VT6 i VT7. Na diodach VD5 i VD6, diodzie Zenera VD7, zintegrowanym stabilizatorze DA1 i kondensatorach C4-C7 montowany jest bipolarny regulator napięcia do zasilania jednostki sterującej. Mikroukłady DA2 i DA3 działają jako źródła napięcia odniesienia odpowiednio dla jednostek sterujących napięciem wyjściowym i prądem. Wybór zintegrowanych regulatorów napięcia z serii KR142 do tego celu wyjaśniają parametry tych mikroukładów, które są wystarczające do celów laboratoryjnych, takie jak współczynnik temperaturowy napięcia mniejszy niż 0,02% / ° C i współczynnik wygładzania tętnień wynoszący ponad 30dB. A zastosowanie stabilizacji sekwencyjnej jeszcze bardziej poprawia parametry przykładowych źródeł napięcia. Ponadto duże znaczenie ma prostota implementacji układu i dostępność bazy elementów. Wtórnik na wzmacniaczu operacyjnym DA4.1 kompensuje spadek napięcia na czujniku prądu wyjściowego R17R18 i eliminuje błąd w ustawieniu prądu wyjściowego związany z ewentualnym przepływem przez te rezystory całkowitego prądu woltomierza PV1, dzielnika rezystancyjnego napięcie wyjściowe R14R15, dzielnik wyjściowy źródła napięcia odniesienia R11R12 i prąd pobierany przez stabilizator DA2. Ponadto zastosowanie bardzo mocnego wzmacniacza operacyjnego DA4.1 daje szerokie możliwości w doborze obwodu źródła napięcia odniesienia. Jednak błąd ustawienia prądu wyjściowego jest w tym przypadku nieznaczny i wynosi mniej niż 20 mA. Jeśli taki błąd nie jest fundamentalny, można go pominąć, wyłączając wzmacniacz operacyjny DA4.1 i podłączając przewody prowadzące do jego wejść. Zastosowanie tego wzmacniacza operacyjnego może okazać się konieczne w przypadku przeliczania źródła dla innych napięć i prądów wyjściowych (a co za tym idzie przeliczania rezystancji rezystorów R17 i R18), gdy zauważalny będzie błąd napięcia na czujniku prądu. Na wzmacniaczu operacyjnym DA4.2 i DA5.1 montowane są węzły do sterowania odpowiednio napięciem wyjściowym i prądem. Takie węzły są dobrze reprezentowane i omawiane w literaturze krótkofalarstwa i są wdrażane jako standard. Sygnały sterujące z nich podawane są na połączone kaskadowo tranzystory VT6 i VT7. Rozważymy zasadę ich działania na przykładzie stabilizatora prądu. Dopóki prąd wyjściowy zasilacza jest mniejszy niż ustawiony przez rezystor zmienny R12 (w porównaniu z napięciem na czujniku prądu R17R18), urządzenie znajduje się w trybie stabilizacji napięcia, ponieważ tranzystor VT7 jest całkowicie otwarty i nie wpływać na działanie. Kiedy próbujesz przekroczyć ustawiony poziom prądu, napięcie wyjściowe spada, ponieważ wzmacniacz operacyjny DA5.1 przechodzi w tryb sterowania, zmniejszając prąd bazowy tranzystora VT7. W takim przypadku wzmacniacz operacyjny DA4.2 przełącza się z trybu aktywnego do trybu komparatora, otwierając tranzystor VT6 i tym samym odłączając go od obwodu sterującego. Na wzmacniaczu operacyjnym DA5.2 i diodach LED HL1 i HL2 montowany jest węzeł wskazujący tryb pracy zasilacza. W zależności od poziomu napięcia na wyjściach wzmacniacza operacyjnego DA4.2 i DA5.1 komparator DA5.2 przełącza napięcie wyjściowe, w tym odpowiednią diodę LED. A ponieważ dołączony zasilacz jest zawsze w jakimś trybie pracy, o czym świadczy świecenie jednej z diod LED, nie ma potrzeby stosowania wskaźnika włączenia. Szczegóły opisywanego zasilacza zostały obliczone i dobrane do dostępnego autorowi transformatora. Przy podstawie wskazanej na schemacie podstawy elementu, układ umożliwia regulację napięcia wyjściowego od 0 do 18 V oraz prądu obciążenia od 0 do 14 A. Przy napięciu wyjściowym 15 V i prądzie 12 A podwójna amplituda tętnień nie przekracza 5 mV. Elementy źródła można łatwo przeliczyć według własnych możliwości lub pragnień. Wszystkie części bloku, z wyjątkiem transformatora sieciowego T1, diod prostowniczych VD1-VD4, tranzystorów elementu regulacyjnego VT1 - VT4 i VT5, diod LED wskazujących tryby stabilizacji HL1 i HL2, rezystory zmienne R10 i R12, poziomowanie prądu rezystory R4-R7 i kondensatory filtrujące C1-C3, zamontowane na płytce drukowanej o wymiarach 100x80 mm, wykonanej z dwustronnej folii z włókna szklanego o grubości 2 mm. Jako radiator dla tranzystorów VT1-VT5 i diod VD1-VD4 w oryginalnym zasilaczu zastosowano obudowę urządzenia wykonaną z blachy aluminiowej o grubości 1,8 mm. Obudowa ma kształt litery U z pokrywą górną. Jego wymiary to 190x170x350 mm. Tranzystory i diody mocuje się na jego tylnej ściance za pomocą izolujących podkładek mikowych o grubości 0,05 mm, uprzednio nasmarowanych pastą termoprzewodzącą KPT-8. Rezystory wyrównujące prąd R4-R7 instaluje się obok tranzystorów metodą montażu powierzchniowego w miejscach montażu izolowanych od obudowy urządzenia. Na płycie czołowej znajduje się wyłącznik sieciowy SA1, bezpieczniki FU1 i FU2, amperomierz PA1 i woltomierz PV1, nad nimi odpowiednio zamontowane są diody LED HL1 i HL2. Pod przyrządami pomiarowymi zainstalowane są regulatory prądu wyjściowego i stabilizatory napięcia - rezystory nastawne R12 i R10. Transformator sieciowy T1 i kondensatory filtrujące C1-C3 są zamontowane na obudowie zasilacza. Transformator sieciowy T1 - fabryczny, o numerze seryjnym 4.540.176. Rdzeń magnetyczny transformatora składa się z płyt w kształcie litery W PB 40-80. Uzwojenie pierwotne nawinięte jest drutem PEV-2 1,25 i zawiera 296 zwojów. Uzwojenie wtórne II wykonane jest z szyny miedzianej PSD 1,8x5 i składa się z dwóch identycznych uzwojeń po 14 zwojów połączonych szeregowo. Uzwojenie III zawiera 17 zwojów drutu PEV-2 1,0. Domowy transformator jest obliczany na maksymalną moc pobieraną przez obciążenie plus cztery waty dla węzła sterującego. Należy zauważyć, że w stanie jałowym napięcie wyjściowe uzwojenia III musi mieścić się w zakresie od 12,6 do 14 V i zapewniać powyższą moc (4 W) pod obciążeniem. Maksymalny dopuszczalny prąd przewodzenia diod prostowniczych VD1-VD4 musi przekraczać maksymalny prąd obciążenia. Przy spadku prądu poniżej 10 A możliwe jest zastosowanie diod serii KD213, KD243 z dowolnym indeksem literowym. Kondensatory z filtrem tlenkowym C1-C3 - K50-18, ale dopuszczalne są również inne, bardziej nowoczesne. Wysoka pojemność tych kondensatorów wynika z wyjątkowo wysokiego prądu obciążenia. Ich pojemność można zmieniać proporcjonalnie do tego prądu. Tranzystory elementu regulacyjnego KT819AM są wymienne z KT808 lub podobnymi o dopuszczalnym prądzie kolektora 10 A i wystarczającym rozpraszaniu mocy. Tranzystor KT818AM (VT5) można zastąpić dowolnym z serii KT816, a KT817V (VT6, VT7) - dowolnym z serii KT815, KT807. Wraz z diodami KD212A (VD5, VD6) dopuszczalne jest stosowanie KD226 z dowolnym indeksem literowym lub podobnym. Kondensatory C4-C7, C10 - K50-35, C8, C9 -K50-16, C11-C15 - dowolna odpowiednia pojemność dla napięcia znamionowego co najmniej 25 V. Wybór mikroukładów K157UD2 (DA4 DA5) wynika z ich dużego dopuszczalnego prądu wyjściowego, co jest szczególnie ważne dla wzmacniacza operacyjnego DA4.1, ponieważ przepływa przez niego prąd stabilizatora DA2 i dzielnika rezystancyjnego R14R15. Jeśli liczba mikroukładów nie jest ograniczona, zamiast tych mikroukładów wystarczy K553UD2 z odpowiednimi obwodami korekcyjnymi. Ważne jest, aby oprócz dopuszczalnego prądu wyjściowego wynoszącego co najmniej 20 mA mikroukłady miały obwody korekcji częstotliwości. Wynika to z faktu, że ze względu na duże przesunięcie fazowe w obwodzie CNF konieczne jest zmniejszenie częstotliwości odcięcia w celu zwiększenia marginesu stabilności. Rezystory wyrównujące prąd R4-R7 i czujnik prądu R17, R18 - przewód C5-16M, zmienne R10 i R12 - SP-1 lub inny wygodny do zainstalowania na przednim panelu zasilacza. Przyrządy pomiarowe PV1 i RA1 - dowolne z całkowitym odchyleniem prądu od 0,05 do 1 mA i wygodną skalą. W wersji autorskiej zastosowano głowice pomiarowe M4248.3 o całkowitym odchyleniu prądu 0,1 mA. Stworzenie urządzenia złożonego ze znanych dobrych części sprowadza się głównie do sprawdzenia poprawności instalacji. Następnie silniki rezystorów zmiennych R10 i R12 są ustawiane w dolnym położeniu zgodnie ze schematem, a urządzenie jest sprawdzane pod kątem braku samowzbudzenia na wyjściach wzmacniacza operacyjnego DA4.2 i DA5.1. W przypadku wystąpienia należy go wyeliminować dobierając kondensatory C12 i C13 w kierunku zwiększania ich pojemności. Ponadto za pomocą przykładowego woltomierza i amperomierza rezystory R9 i R11 ustalają górne granice regulacji napięcia i prądu, a rezystory R13 i R16 kalibrują woltomierz PV1 i amperomierz RA1. Konieczne jest również upewnienie się, że nie ma generacji na obciążeniu w różnych dopuszczalnych trybach pracy. Urządzenie wytrzymuje zwarcia w obciążeniu, ale nie należy tego nadużywać przy ograniczaniu prądów bliskich maksimum. Należy zauważyć, że moc uwalniana na tranzystorach elementu regulacyjnego jest wprost proporcjonalna do różnicy między napięciem na wyjściu mostka diodowego VD1-VD4 a napięciem na wyjściu zasilacza (spadek napięcia na obwodzie regulacyjnym element) i prąd obciążenia. Jeśli napięcie wyjściowe jest niskie, a prąd zbliżony do maksymalnego, na radiatorze uwalniane jest około 300 watów mocy. Aby zabezpieczyć się przed przegrzaniem (gdy gabaryty obudowy są niewystarczające do dobrego chłodzenia) należy przewidzieć dodatkową jednostkę odłączającą zasilacz od sieci. Może to być proste urządzenie elektroniczne lub elektromechaniczne (przekaźnik termiczny oparty na płycie bimetalicznej). Autor: G. Fedusov, Niżny Nowogród
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Cytryna i słońce do dezynfekcji wody ▪ cząsteczka wzmacniająca pamięć ▪ Uzależnienie od Internetu jest ukryte w genach ▪ Bezprzewodowy głośnik Huawei Sound Joy
▪ sekcja strony Dokumentacja normatywna dotycząca ochrony pracy. Wybór artykułu ▪ artykuł Zamieszanie zamiast muzyki. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Widz losuje karty wymyślone przez innych. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony