Laboratorijsko napajanje

Pri ustvarjanju različnih elektronskih naprav se slej ko prej zastavlja vprašanje, kaj uporabiti kot vir energije za domačo elektroniko. Recimo, da ste sestavili nekakšno LED utripalko, zdaj jo morate iz nečesa previdno napajati. Zelo pogosto v te namene uporabljajo različne polnilnike za telefone, računalniške napajalnike, vse vrste omrežnih adapterjev, ki ne omejujejo trenutnega napajanja obremenitve.
In če na primer na plošči tega LED utripača dve zaprti stezi slučajno ostaneta neopaženi? Če jo priključite na zmogljivo računalniško napajalno enoto, lahko sestavljena naprava zlahka izgori, če je na plošči kakšna napaka pri namestitvi. Da bi preprečili takšne neprijetne situacije, obstajajo laboratorijski napajalniki s trenutno zaščito. Vnaprej vemo, kakšen tok bo porabila priključena naprava, lahko preprečimo kratek stik in posledično izgorevanje tranzistorjev in občutljivo mikro vezje.
V tem članku bomo razmislili o postopku ustvarjanja ravno takšnega napajanja, na katerega lahko priključite tovor, ne da bi se bali, da bo nekaj zgorelo.

Napajalni tokokrog

Vezje vsebuje čip LM324, ki združuje 4 operacijske ojačevalnike, namesto tega lahko uporabite TL074. Operativni ojačevalnik OP1 je odgovoren za prilagajanje izhodne napetosti, OP2-OP4 pa spremlja tok, ki ga porabi obremenitev. Mikro vezje TL431 ustvari referenčno napetost približno 10,7 voltov, ni odvisna od obsega napajalne napetosti. Spremenljivi upor R4 nastavi izhodno napetost, upor R5 lahko prilagodi obseg spremembe napetosti vašim potrebam. Trenutna zaščita deluje na naslednji način: obremenitev porabi tok, ki teče skozi upor z nizkim uporom R20, ki se imenuje šant, velikost padca napetosti čez njega pa je odvisna od porabljenega toka. Operacijski ojačevalnik OP4 se uporablja kot ojačevalnik, pri čemer se napetost majhnega padca pri shuntu poveča na raven 5-6 voltov, napetost na izhodu OP4 se spremeni od nič do 5-6 voltov, odvisno od toka obremenitve. Kaskada OP3 deluje kot primerjalec in primerja napetost na svojih vhodih. Napetost na enem vhodu nastavi spremenljiv upor R13, ki nastavi zaščitni prag, napetost na drugem vhodu pa je odvisna od obremenitvenega toka. Tako takoj, ko tok preseže določeno raven, se na izhodu OP3 pojavi napetost, ki odpre tranzistor VT3, ki nato potegne podlago tranzistorja VT2 na tla in ga zapre. Zaprti tranzistor VT2 zapre napajanje VT1 in odpre tokokrog moči. Vsi ti procesi se odvijajo v nekaj delih sekunde.
Upor R20 je treba jemati z močjo 5 vatov, da se prepreči njegovo morebitno segrevanje med dolgim ​​delovanjem. Nastavitveni upor R19 nastavi trenutno občutljivost, višja je njegova vrednost, večja je občutljivost. Upor R16 prilagodi histerezo zaščite, priporočam, da se ne vključite v povečanje njene ocene. Odpor 5-10 kOhm bo zagotovil jasen klik vezja, ko se zaščita sproži, večji odpor bo dal učinek omejitve toka, ko napetost na izhodu ne izgine popolnoma.
Kot napajalni tranzistor lahko uporabite domači KT818, KT837, KT825 ali uvoženi TIP42. Posebno pozornost je treba posvetiti njenemu hlajenju, ker se bo celotna razlika med vhodno in izhodno napetostjo razpršila v obliki toplote na tem tranzistorju. Zato ne smete uporabljati napajalnika pri nizki izhodni napetosti in velikem toku, ogrevanje tranzistorja bo največje. Torej, preidimo od besed k dejanjem.

Izdelava in montaža PCB

Tiskana vezja se izvaja po metodi LUT, ki je bila večkrat opisana na internetu.
Na tiskano vezje je dodana LED z uporom, ki na sliki niso navedeni. Upor za LED je primeren za nazivno vrednost 1-2 kOhm. Ta LED se vklopi, ko je zaščita aktivirana. Dodali sta tudi dva stika, označena z besedo "Jamper", ko sta zaprta, napajanje uide iz zaščite, "klikne." Poleg tega je bil med 1 in 2 izhodu mikro vezja dodan kondenzator 100 pF, ki služi za zaščito pred motnjami in zagotavlja stabilno delovanje vezja.
Prenos plošče:

Nastavitev napajanja

Torej, potem ko sestavite vezje, ga lahko začnete konfigurirati. Najprej napajamo moč 15-30 voltov in merimo napetost na katodi čipa TL431, mora biti približno enaka 10,7 voltov. Če je napetost na vhodu napajalnika majhna (15-20 voltov), ​​je treba upor R3 zmanjšati na 1 kOhm. Če je referenčna napetost v redu, preverimo delovanje napetostnega regulatorja, ko se spremenljiv upor R4 vrti, naj se spremeni iz nič v največjo. Nato upor R13 zasučemo v njegovem skrajnem položaju, lahko se sproži zaščita, ko ta upor potegne vhod OP2 na tla. Med tlemi in končnim priključkom R13, ki je priključen na tla, lahko namestite upor z nazivno vrednostjo 50-100 Ohmov. Na napajalnik priključimo nekaj bremena, R13 nastavimo v skrajni položaj. Povečujemo napetost na izhodu, tok se bo povečal in v nekem trenutku bo zaščita delovala. Želeno občutljivost dosežemo z nastavitvenim uporom R19, nato pa lahko namesto tega spajkamo konstantno. S tem zaključite postopek sestavljanja laboratorijskega napajanja, lahko ga namestite v ohišje in uporabite.

Navedba

Za prikaz izhodne napetosti je zelo priročno uporabiti glavo puščice. Digitalni voltmetri, čeprav lahko kažejo napetost do stotih voltov, človeško oko nenehno zazna številke. Zato je bolj smiselno uporabljati glave puščic. Iz takšne glave je zelo enostavno narediti voltmeter - z njim preprosto zaporedno postavite nastavitveni upor z nazivno vrednostjo 0,5 - 1 MΩ. Zdaj morate uporabiti napetost, katere vrednost je znana vnaprej, in z obrezovalnim uporom prilagodite položaj puščice, ki ustreza uporabljeni napetosti. Uspešna montaža!

Oglejte si video: Prepravka - Baku laboratorijsko napajanje (November 2024).