Laboratorijsko napajanje

Prije izrade raznih elektroničkih uređaja, prije ili kasnije, postavlja se pitanje što koristiti kao izvor energije za kućnu elektroniku. Pretpostavimo da ste sastavili nekakvu LED bljeskalicu, sada je morate pažljivo napajati iz nečega. Vrlo često se u te svrhe koriste razni punjači za telefone, računalna napajanja, sve vrste mrežnih adaptera koji ne ograničavaju struju koja se isporučuje na opterećenje.

A ako, na primjer, na ploči ove LED bljeskalice dvije zatvorene staze slučajno ostanu neprimijećene? Spojeći ga na moćnu računalnu jedinicu za napajanje, sastavljeni uređaj može lako izgorjeti ako na ploči postoji greška instalacije. Kako bi se spriječile takve neugodne situacije, postoje laboratorijski izvori napajanja sa trenutnom zaštitom. Znajući unaprijed kakvu struju će trošiti povezani uređaj, možemo spriječiti kratki spoj i, kao rezultat, izgaranje tranzistora i osjetljive mikrocirke.
U ovom ćemo članku razmotriti postupak stvaranja upravo takvog napajanja, na koje možete spojiti opterećenje, bez straha da će nešto izgorjeti.

Krug napajanja


Krug sadrži LM324 čip, koji kombinira 4 operativna pojačala, a umjesto njega može se koristiti TL074. Operativno pojačalo OP1 odgovorno je za podešavanje izlaznog napona, a OP2-OP4 nadzire struju potrošenu od opterećenja. Mikro krug TL431 stvara referentni napon od približno 10,7 volti, ne ovisi o veličini napona napajanja. Promjenjivi otpornik R4 postavlja izlazni napon, otpornik R5 može prilagoditi opseg promjene napona vašim potrebama. Trenutna zaštita djeluje na sljedeći način: opterećenje troši struja koja struji kroz otpornik niskog otpora R20, koji se naziva šant, a veličina pada napona preko njega ovisi o utrošenoj struji. OP4 operativno pojačalo koristi se kao pojačalo, povećavajući napon malog pada na santu do razine 5-6 volti, napon na izlazu OP4 mijenja se od nule do 5-6 volti, ovisno o struji opterećenja. Kaskada OP3 djeluje kao usporednik, uspoređujući napon na njegovim ulazima. Napon na jednom ulazu postavlja promjenjivi otpornik R13, koji postavlja zaštitni prag, a napon na drugom ulazu ovisi o struji opterećenja. Dakle, čim struja pređe određenu razinu, na izlazu OP3 pojavljuje se napon, otvarajući tranzistor VT3, koji zauzvrat povlači bazu tranzistora VT2 na zemlju, zatvarajući je. Zatvoreni tranzistor VT2 zatvara napajanje VT1, otvarajući strujni krug opterećenja. Svi se ti procesi odvijaju u nekoliko dijelova sekunde.
Otpor R20 treba uzeti snage 5 vata kako bi se spriječilo njegovo moguće zagrijavanje tijekom dugog rada. Ugađajući otpornik R19 postavlja trenutnu osjetljivost, što je veća njegova ocjena, veća je osjetljivost. Otpornik R16 podešava histerezu zaštite, preporučujem da se ne upuštate u povećavanje njegove ocjene. Otpor od 5-10 kOhm pružit će jasan klik kruga kada se zaštita aktivira, veći otpor daje učinak ograničenja struje kada napon na izlazu ne nestane u potpunosti.
Kao tranzistor napajanja možete koristiti domaći KT818, KT837, KT825 ili uvezeni TIP42. Posebnu pozornost treba posvetiti njegovom hlađenju, jer će se cijela razlika između ulaznog i izlaznog napona raspršiti u obliku topline na ovom tranzistoru. Zato ne biste trebali koristiti napajanje na niskom izlaznom naponu i velikoj struji, zagrijavanje tranzistora će biti maksimalno. Dakle, prijeđimo od riječi do djela.

Izrada i montaža PCB-a


Ploča s tiskanim pločama izvodi se LUT metodom, koja je više puta opisana na Internetu.

LED s otporom, koji nisu naznačeni na dijagramu, dodaje se tiskanoj ploči. Otpornik za LED prikladan je za nominalnu vrijednost 1-2 kOhm. Ovaj LED dioda se uključuje kad je zaštita aktivirana. Također su dodana dva kontakta, naznačena riječju "Jamper", kad se zatvore, napajanje nestane iz zaštite, "klikne isključeno." Osim toga, kondenzator od 100 pF dodan je između 1 i 2 izlaza mikro kruga, koji služi za zaštitu od smetnji i osigurava stabilan rad kruga.

Preuzimanje ploče:
pechatnaya-plata.zip 20,41 Kb (preuzimanja: 997)

Postavljanje napajanja


Dakle, nakon sastavljanja kruga, možete ga početi konfigurirati. Prije svega, napajamo napajanje od 15-30 volti i mjerimo napon na katodi TL431 čipa, trebao bi biti približno jednak 10,7 volti. Ako je napon isporučen na ulazu napajanja mali (15-20 volti), tada treba otpornik R3 smanjiti na 1 kOhm. Ako je referentni napon u redu, provjeravamo rad regulatora napona, kada se varijabilni otpornik R4 rotira, trebao bi se mijenjati od nule do maksimuma. Zatim zakretamo otpornik R13 u njegovom najekstremnijem položaju, može se aktivirati zaštita kada ovaj otpornik povuče ulaz OP2 na zemlju. Između tla i krajnjeg terminala R13 koji je spojen na zemlju možete postaviti otpornik nominalne vrijednosti 50-100 Ohma. Priključimo malo opterećenja na napajanje, postavimo R13 u ekstremni položaj. Povećavamo napon na izlazu, struja će se povećati i u nekom trenutku će zaštita djelovati. Željenu osjetljivost postižemo podešavanjem otpornika R19, tada se umjesto njega može lemiti konstanta. Time se dovršava postupak sastavljanja laboratorijskog napajanja, možete ga ugraditi u kućište i koristiti.

Prikaz


Vrlo je prikladno upotrijebiti glavu strelice za označavanje izlaznog napona. Digitalni voltmetri, iako mogu pokazati napon do stotine volta, ljudsko oko slabo percipira stalno prisutne brojeve. Zato je racionalnije koristiti glave strelice. Iz takve glave je vrlo jednostavno napraviti voltmetar - samo stavite ugađajući otpornik nominalne vrijednosti 0,5 - 1 MΩ u nizu s njim. Sada morate primijeniti napon, čija se vrijednost zna unaprijed i pomoću otpora za podešavanje prilagodite položaj strelice koji odgovara primijenjenom naponu. Uspješna montaža!