Bezpłatna biblioteka techniczna ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Regulowany zasilacz z zabezpieczeniem, 220 / 1,2-24 V 2 ampery. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze Proponowany zasilacz laboratoryjny umożliwia programowe ustawienie progów napięcia i prądu wyjściowego, których nie można przekroczyć nie tylko w wyniku najbardziej prawdopodobnych awarii urządzenia, ale także w przypadku niedbałego obchodzenia się z jego elementami obsługowymi. To skutecznie chroni sprzęt zasilany przez jednostkę. Używając jakoś zasilacza laboratoryjnego, przypadkowo przełączyłem regulator napięcia na niewłaściwy stopień, który był potrzebny. W rezultacie napięcie dozwolone dla drogiego zasilanego urządzenia zostało przekroczone i uległo awarii. Następnie pomyślałem o stworzeniu regulowanego zasilacza z funkcją ochrony obciążenia przed wzrostem napięcia, w wyniku czego opracowałem i zmontowałem urządzenie opisane w artykule. Napięcie wyjściowe bloku od 1,2 do 24 V jest ustawiane przez cztery zmienne rezystory (dwa - z grubsza i dwa - dokładnie). Wskaźniki urządzenia pokazują aktualne wartości napięcia z rozdzielczością 0,1 V i prądu obciążenia do 1 A z rozdzielczością 1 mA oraz od 1 do 2 A - z rozdzielczością 10 mA. Urządzenie jest zabezpieczone przed przekroczeniem zadanych przez użytkownika maksymalnych wartości napięć i prądów oraz przed zwarciem wyjścia. Temperatura radiatora regulowanego stabilizatora napięcia jest mierzona w sposób ciągły, jeśli przekroczy dopuszczalną wartość o 2°C, wentylator włączy się automatycznie. Urządzenie składa się z czterech głównych jednostek funkcjonalnych: sieciowego zasilacza impulsowego RS 50-24 [1], skonfigurowanego na wyjściowe napięcie stałe 26 V i mogącego dostarczać prąd do 2,2 A, regulowanego stabilizatora napięcia wyjściowego (obwód na rys. 1), stabilizatory napięcia +12 V i +5 V do zasilania zespołów bloku (rys. 2) oraz modułu kontrolno-wskaźnikowego (rys. 3).
Wszystkie operacje odczytu kontrolowanych parametrów z ich czujników, ustawiania trybów pracy oraz wyświetlania informacji na wskaźnikach HG1-HG3 wykonywane są przez mikrokontroler DD4 PIC16F1827-I/SO, którego częstotliwość taktowania wynosi 4 MHz, ustawiany przez generator RC wbudowany w To. Złącze XP1 przeznaczone jest do programowania mikrokontrolera. Po podłączeniu do sieci 220 V zasilacza RS-50-24 (U1), jego napięcie podawane jest do regulowanego regulatora napięcia przełączającego na układzie DA1 LM2576T-ADJ oraz do nieregulowanego stabilizatora DA4 KR142EN8B. Za pomocą tego ostatniego uzyskuje się napięcie 12 V do zasilania cewki przekaźnika K1 i wentylatora M1. Ponadto zintegrowany stabilizator DA5 KR142EN5A obniża napięcie z +12 V do +5 V, niezbędne do zasilania pozostałej części urządzenia. Regulator przełączający zawiera również diodę Schottky'ego VD3, cewkę magazynującą L1 i kondensatory C7-C11. Jego napięcie wyjściowe jest regulowane przez zmienne rezystory R7-R10. Zwiększa się ich liczbę, aby uzyskać pożądaną płynność regulacji. Ustabilizowane napięcie jest dostarczane do obciążenia urządzenia przez styki przekaźnika K1.1. Odbywa się to tak, aby można było wyłączyć obciążenie po uruchomieniu zabezpieczenia lub, jeśli to konieczne, wyłączyć je bez odłączania przewodów zasilających od urządzenia. Niezależnie od stanu styków K1.1, część napięcia z wyjścia regulowanego stabilizatora przez dzielnik napięcia na rezystorach R12 i R13 jest podawana na wejście ADC mikrokontrolera DD4, jest przez niego mierzona i wartość napięcia na wyjściu stabilizatora jest wyświetlana na wskaźniku HG3. Pozwala to ustawić żądane napięcie, gdy wyjście jest wyłączone, a dopiero potem, naciskając przycisk SB3, wysłać polecenie zamknięcia styków K1.1. Kiedy są zamknięte, naciśnięcie tego samego przycisku otwiera je. Po podłączeniu urządzenia do sieci i przed wciśnięciem przycisku SB3 styki są rozwarte. Czujnik prądu obciążenia to bocznik podłączony do jego przewodu ujemnego. Składa się z połączonych równolegle rezystorów R14 i R15. Rezystancja bocznika - 0,05 oma. Przy prądzie obciążenia 2 A napięcie spada na nim do 0,1 V. To nie wystarczy do dokładnego pomiaru prądu, więc napięcie z czujnika jest wzmacniane przez wzmacniacz instrumentalny DA2 AD623ARZ [2], którego wzmocnienie jest ustawione na 11 przez rezystor R6. Z wyjścia tego wzmacniacza napięcie proporcjonalne do prądu obciążenia podawane jest na wejście 14-bitowego przetwornika ADC DA3 ADS1100A0IDBVT [3], który posiada wewnętrzny wzmacniacz na 2. W każdej sekundzie przetwornik wykonuje przeliczenia, wyniki z których dziesięć jest odczytywanych przez mikrokontroler za pośrednictwem interfejsu I.2C. Zastosowanie zewnętrznego ADC wynika z faktu, że wbudowany 2-bitowy ADC mikrokontrolera nie zapewnia pomiaru prądu do XNUMX A z wymaganą dokładnością. Temperatura radiatora stabilizatora DA1 mierzona jest przez zamontowany na nim czujnik BK1 DS18B20 lub DS18S20. Program mikrokontrolera automatycznie określa typ czujnika. Jeżeli zmierzona temperatura przekroczy ustawioną wartość o 2°C lub więcej, to na polecenie mikrokontrolera włączany jest wentylator M1 nadmuchujący radiator za pomocą tranzystorów VT2 i VT1. Pracę wentylatora sygnalizuje umieszczona kropka dziesiętna po najmniej znaczącej cyfrze wskaźnika HG2. Gdy temperatura będzie o 2°C niższa od ustawionej temperatury, wentylator i przecinek na wskaźniku zostaną wyłączone. W przypadku braku lub uszkodzenia czujnika temperatury wentylator pracuje nieprzerwanie, a na wskaźniku HG2 świecą się dwa minusy. Zmierzona wartość napięcia wyjściowego urządzenia jest wyświetlana na trzycyfrowym wskaźniku HG3 w woltach z kropką dziesiętną przed najniższą cyfrą (dziesiąte części wolta). Zmierzona wartość prądu obciążenia wyświetlana jest na trzycyfrowym wskaźniku HG1. Jeśli jest mniejszy niż 1 A, to jest wyświetlany w miliamperach, o czym świadczą anulowane przecinki dziesiętne we wszystkich cyfrach. Wartości prądu równe lub większe niż 1 A są wyświetlane w amperach z rozdzielczością 0,01 A i kropką dziesiętną po najbardziej znaczącej cyfrze (jednostkach amperowych). Mikrokontroler steruje statycznie wszystkimi wskaźnikami poprzez konwertery szeregowo-równoległe DD1-DD3, DD5-DD9. Pozwala to nie stosować w programie mikrokontrolera przerwań utrudniających odczyt informacji z czujnika temperatury BK1 i ADC DA3. Anody wszystkich wskaźników są ze sobą połączone. Napięcie jest dostarczane do nich przez klucz na tranzystorze VT5, otwieranym przez zmienne impulsy cyklu pracy generowane przez mikrokontroler. Umożliwia to regulację jasności wskaźników. Po uruchomieniu zabezpieczenia styki przekaźnika K1.1 otwierają się, a głowica dynamiczna BA1, sterowana klawiszem na tranzystorze VT6, emituje sygnał dźwiękowy o częstotliwości 1000 Hz i czasie trwania 0,5 s. Zasilacz U1 oraz zintegrowane stabilizatory DA1, DA4, DA5 posiadają własne wbudowane zabezpieczenie przed zwarciem wyjścia. Regulowany regulator napięcia jest montowany na płytce drukowanej, co pokazano na ryc. 4. Zawiera wszystkie elementy pokazane na schemacie na ryc. 1, z wyjątkiem zasilacza U1 i przełącznika SA1. Dostępna jest jedna zworka do montażu powierzchniowego w rozmiarze 1206. Chip DA1 jest wyposażony w radiator.
Zintegrowane stabilizatory DA4 i DA5 znajdują się na płycie, wykonanej zgodnie z rys. 5. Są zamocowane z różnych stron na tym samym radiatorze.
Schemat wydrukowanych przewodów tablicy sterująco-wskaźnikowej przedstawiono na rys. 6, oraz rozmieszczenie elementów na nim - na ryc. 7. Ta plansza musi mieć siedem zworek, podobnych do tych wymienionych powyżej. Kołki 9 i 26 wskaźnika HG1 oraz kołki 14 i 26 wskaźnika HG3 są usuwane przed zamontowaniem na płytce. Głowica dynamiczna BA1 wraz z rezystorem R16 jest wyjmowana z płytki. Wybór tego rezystora ustawia żądaną głośność sygnałów dźwiękowych.
Na zewnątrz płytki znajdują się również rezystory zmienne R7-R10. Wskazane jest, aby wybrać maksymalne rozmiary, zapewni to pożądaną płynność regulacji napięcia. Szczególną uwagę należy zwrócić na niezawodność styku silników rezystorów zmiennych z ich warstwami rezystancyjnymi. Naruszenie tego styku prowadzi do skoków napięcia wyjściowego urządzenia, które mogą wywołać ochronę, ale są niebezpieczne dla zasilanego urządzenia. Rezystory R1-R4, R11, R19, R20 - rozmiar 1206 do montażu natynkowego, reszta - rozmiar 0805. R7-R10 wybierz odpowiedni rozmiar, ale wartości znamionowe podano na schemacie. Rezystory R14 i R15 - KNP-500-5W-0R1-FP Kondensatory tlenkowe C1, C11 - aluminium z wyprowadzeniami w jednym kierunku, C19, C22 - tantal CTSMD-A. Pozostałe kondensatory to ceramiczne kondensatory do montażu powierzchniowego 0805. Mikroukłady serii ADS1100 produkowane są w kilku wersjach różniących się adresem urządzenia podrzędnego na szynie I2C, za pośrednictwem którego następuje wymiana informacji z mikrokontrolerem. Adres jest oznaczony dwoma znakami po głównej części nazwy chipa, nie można go zmienić. Tylko mikroukłady o adresie A0 (ADS1100A0) nadają się do zastosowania w rozważanym bloku. Aby używać mikroukładów z innymi adresami, wymagana jest zmiana programu mikrokontrolera. W konstrukcji zastosowano przekaźnik OJ-SS-112LM12 [4]. Można go zastąpić innym z uzwojeniem 12 V i stykami zdolnymi do przełączania prądu do 3 A przy stałym napięciu 30 V. Wygląd panelu czołowego zasilacza pokazano na rys. 8. Oto wskaźniki HG1 (prąd obciążenia), HG2 (temperatura radiatora), HG3 (napięcie wyjściowe), dioda LED HL2 sygnalizująca załączenie wyjścia, przyciski SB1 (zwiększenie parametru), SB2 (zmniejszenie parametru) oraz dwa zduplikowane przyciski SB3 (włączanie i wyłączanie wyjścia).
Aby przełączyć się z głównego trybu wyświetlania napięcia, prądu i temperatury do ustawiania progu wzrostu napięcia, należy nacisnąć przycisk SB1, zgasną wskaźniki HG1 i HG2, a na wskaźniku HG3 zostanie wyświetlona wartość progu. Każde naciśnięcie przycisku SB1 zwiększy się, a przycisku SB2 zmniejszy o 0,5 V. Próg można zmienić w zakresie od 2 do 25,5 V. Wyjście z tego i kolejnych trybów do głównego następuje automatycznie, jeśli nie naciśnij przyciski SB1 i SB2 przez 10 sekund. Aby przejść z trybu głównego do ustawiania progu zwiększania prądu obciążenia należy krótko nacisnąć przycisk SB2. Zgasną wskaźniki, za wyjątkiem HG1, na którym zostanie wyświetlona wartość progowa. Naciskając przyciski SB1 i SB2 zmieniaj od 0,05 do 2 A w krokach co 0,05 A. Jeżeli będąc w trybie głównym wciśniemy i przytrzymamy przycisk SB2, to po 1,5 s od włączenia trybu ustawiania progu prądu rozpocznie się cykliczny wybór trybów zmiany pięciu innych parametrów z tym samym okresem. To samo można zrobić naciskając i przytrzymując przycisk SB1, ale w tym przypadku najpierw zostanie uruchomiony tryb ustawiania progu dla napięcia, potem dla prądu, a następnie rozpocznie się wyliczanie pozostałych parametrów. Kiedy wskaźniki przyjmą postać odpowiadającą żądanemu parametrowi należy zwolnić przytrzymany przycisk. W trybie ustawiania dopuszczalnej temperatury radiatora wszystkie wskaźniki gasną, z wyjątkiem HG2, który wyświetli tę wartość. Naciskając przyciski SB1 i SB2 można zmieniać temperaturę od 30 do 70°C w krokach co 1°C. W trybie kalibracji woltomierza blokowego gaśnie wskaźnik HG1, wskaźnik HG2 wyświetla stałą kalibracji, a wskaźnik HG3 wyświetla wartość napięcia wyjściowego zmierzoną przez blok. W tym trybie podłączyć przykładowy woltomierz do wyjścia urządzenia, ustawić napięcie wyjściowe bliskie maksimum i wybierając stałą kalibracyjną przyciskami SB1 i SB2 uzyskać zbieżność wskazań wskaźnika HG3 i przykładowy woltomierz. W trybie kompensacji przesunięcia zera wzmacniacza instrumentalnego DA3 wskaźnik HG3 gaśnie, styki przekaźnika K1. 1, obciążenie jest odłączone od urządzenia, wskaźnik HG1 pokazuje wartość wartości kompensowanej, a wskaźnik HG2 pokazuje dokonywaną korektę. Naciskając przyciski SB1 i SB2 należy wyrównać odczyty wskaźników HG1 i HG2. Wskaźnik HG3 jest również wyłączony w trybie kalibracji miernika prądu obciążenia, ale w momencie włączenia tego trybu na wskaźniku HG1 wyświetlana jest wartość zero, ponieważ nawet w poprzednim trybie obciążenie przez styki przekaźnika K1.1 był wyłączony. Do wyjścia bloku podłącza się obciążenie poprzez przykładowy amperomierz i naciskając przycisk SB3 przykłada się do niego napięcie, które ustawia się tak, aby prąd obciążenia był zbliżony do maksimum. Naciśnięcie przycisków SB1 i SB2 powoduje zmianę stałej kalibracji wyświetlanej na wskaźniku HG2, uzyskując takie same odczyty wskaźnika HG1 i amperomierza wzorcowego. Ostatnim w cyklu jest tryb ustawiania jasności wskaźników. W tym trybie wszystkie są włączone. Działanie przycisków SB1 i SB2 w tym przypadku jest przeciwne do innych trybów. Naciśnięcie przycisku SB1 zmniejsza jasność, a przez SB2 zwiększa jasność. Wszystkie ustawione wartości parametrów są automatycznie zapisywane w pamięci nieulotnej mikrokontrolera, nie ma potrzeby ponownego ich wpisywania przy ponownym włączeniu urządzenia. Pliki PCB w formacie Sprint Layout 5.0 oraz program mikrokontrolera można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/10/blok.zip. literatura
Autor: P. Kozhukhin Zobacz inne artykuły Sekcja Zasilacze. Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu. Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika: 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
Inne ciekawe wiadomości: ▪ Znaleziono najbliższą czarną dziurę na Ziemi ▪ Mikrokontroler Toshiba z wbudowanym sterownikiem wstępnym do sterowania silnikiem ▪ Przenośna drukarka do natychmiastowej produkcji PCB Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika
Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej: ▪ sekcja serwisu Technologie radioamatorskie. Wybór artykułów ▪ artykuł Lokomotywa elektryczna. Historia wynalazku i produkcji ▪ artykuł Kiedy i komu odebrano przyznaną wcześniej nagrodę Grammy Music Award? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Drimiya nad morzem. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Miernik naładowania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Migdały - gorzkie i słodkie. Doświadczenie chemiczne
Zostaw swój komentarz do tego artykułu: Wszystkie języki tej strony Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn www.diagram.com.ua |