Блок питания на lm358 с регулировкой напряжения и тока: Лабораторный блок питания на LM358N — Блоки питания (лабораторные) — Источники питания

Содержание

Лабораторный блок питания на LM358N — Блоки питания (лабораторные) — Источники питания

 Для налаживания различных электронных устройств необходим источник питания, в котором предусмотрена регулировка не только выходного напряжения, но и порога срабатывания защиты от токовой перегрузки. Во многих простых устройствах аналогичного назначения защита лишь ограничивает максимальный ток нагрузки, причем возможность его регулирования отсутствует или затруднена. Такая защита больше предназначена для самого блока питания, чем для его нагрузки. Для безопасной работы как источника, так и подключенного к нему устройства необходима возможность регулирования уровня срабатывания токовой защиты в широких пределах. При ее срабатывании нагрузка должна быть автоматически отключена. Предлагаемое устройство удовлетворяет всем перечисленным требованиям.

Основные технические характеристики
Входное напряжение, В ……26…29
Выходное напряжение, В……1…20
Ток срабатывания защиты, А. …………………0.03…2

      Схема устройствапоказана на рисунке. Регулируемый стабилизатор напряжения собран на ОУ DA1.1. На его неинвертирующий вход (вывод 3) с движка переменного резистора R2 поступает образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает стабилитрон VD1, а на инвертирующий вход (вывод 2) — напряжение отрицательной обратной связи (ООС) с эмиттера транзистора VT2 через делитель напряжения R11R7 ООС поддерживает равенство напряжений на входах ОУ, компенсируя влияние дестабилизирующих факторов. Перемещая движок переменного резистора R2, можно регулировать выходное напряжение.

      Узел защиты от перегрузки по току собран на ОУ DA1.2, который включен как компаратор, сравнивающий напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах. На неинвертирующий вход через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки — резистора R13, на инвертирующий — образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает диод VD2, выполняющий функцию стабистора с напряжением стабилизации около 0,6 В. Пока падение напряжения, создаваемое током нагрузки на резисторе R13, меньше образцового, напряжение на выходе (вывод 7) ОУ DA1.2 близко к нулю.

      Если ток нагрузки превысит допустимый, напряжение на выходе ОУ DA1.2 увеличится почти до напряжения питания. Через резистор R9 потечет ток, который включит светодиод HL1 и откроет транзистор VT1. Диод VD3 открывается и через резистор R8 замыкает цепь положительной обратной связи (ПОС). Открытый транзистор VT1 подключает параллельно стабилитрону VD1 резистор малого сопротивления R12, в результате чего выходное напряжение уменьшится практически до нуля, поскольку регулирующий транзистор VT2 закроется и отключит нагрузку. Несмотря на то что напряжение на датчике тока нагрузки упадет до нуля, благодаря действию ПОС нагрузка останется отключенной, что показывает светящийся индикатор HL1. Повторно включить нагрузку можно кратковременным отключением питания или нажатием на кнопку SB1. Диод VD4 защищает эмиттерный переход транзистора VT2 от обратного напряжения с конденсатора С5 при отключении нагрузки, а также обеспечивает разрядку этого конденсатора через резистор R10 и выход ОУ DA1. 1.

      Детали. Транзистор КТ315А (VT1) можно заменить на КТ315Б—КТ315Е. Транзистор VT2 — любой из серий КТ827, КТ829. Стабилитрон (VD1) может быть любым с напряжением стабилизации У 3 В при токе 3…8 мА. Диоды КД521В (VD2—VD4) могут быть другими из этой серии или КД522Б Конденсаторы СЗ, С4 — любые пленочные или керамические. Оксидные конденсаторы: С1 — К50-18 или аналогичный импортный, остальные — из серии К50-35. Номинальное напряжение конденсаторов не должно быть меньше указанного на схеме. Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — СПЗ-9а. Резистор R13 можно составить из трех параллельно соединенных МЛТ-1 сопротивлением по 1 Ом. Кнопка (SB1) — П2К без фиксации или аналогичная.

      Налаживание устройства начинают с измерения напряжения питания на выводах конденсатора С1, которое, с учетом пульсаций, должно находиться в пределах, указанных на схеме. После этого перемещают движок переменного резистора R2 в верхнее по схеме положение и, измеряя максимальное выходное напряжение, устанавливают его равным 20 В, подбирая резистор R11. Затем подключают к выходу эквивалент нагрузки, например, такой, как описан в статье И. Нечаева «Универсальный эквивалент нагрузки» в «Радио», 2005, № 1, с. 35. Измеряют минимальный и максимальный ток срабатывания защиты. Чтобы снизить минимальный уровень срабатывания защиты, необходимо уменьшить сопротивление резистора R6. Для увеличения максимального уровня срабатывания защиты нужно уменьшить сопротивление резистора R13 — датчика тока нагрузки.

П. ВЫСОЧАНСКИЙ, г. Рыбница, Приднестровье, Молдавия

СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Всем привет, прошло не так долго времени как я собрал свой первый радио конструктор или как известный в народе Master KIT, первое впечатление было очень позитивное после сборки этого действительно интересного и полезного конструктора. И вот недавно увидел в Интернете ещё одну интересную схему, тем более был радио конструктор по очень привлекательный цене, решил купить и собрать блок питания на микросхемы lm324.

Схема универсального БП

Это однополярный блок питания с «грубой» и «плавной» регулировками выходного напряжения, регулировкой ограничения по току и индикацией режима работы. В качестве регулирующего элемента используется полевой транзистор IRLZ44N.

Технические характеристики

  • Входное напряжение: 7-32 В переменного тока
  • Регулируемый ток нагрузки: 0-3 А
  • Нестабильность выходного напряжения: не более 1%
  • Выходное напряжение: 0-30 В

Описание работы

Схема стабилизации напряжения собрана на U1.3 и U1.4. На U1.4 собран дифференциальный каскад, усиливающий напряжение делителя обратной связи, образованного резисторами R14 и R15. Усиленный сигнал поступает на компаратор U1.3, сравнивающий выходное напряжение с образцовым, сформированным стабилизатором U2 и потенциометром RV2. Полученная разница напряжений поступает на транзистор Q2, управляющий регулирующим элементом Q1. Ограничение тока осуществляется  компаратором U1.1, который сравнивает падение напряжения на шунте R16 с опорным, сформированным потенциометром RV1. При превышении заданного порога, U1.1 изменяет опорное напряжение для компаратора U1.

3, что приводит к пропорциональному изменению выходного напряжения. На операционном усилителе U1.2 собран узел индикации режима работы устройства. При понижении напряжения на выходе U1.1 ниже напряжения сформированного делителем R2 и R3, светится светодиод D1, сигнализирующий о переходе схемы в режим стабилизации тока. В случае работы устройства от питающего напряжения ниже 23В, стабилитрон D3 необходимо заменить перемычкой. Так же, возможно питать слаботочную часть схемы от отдельного источника, подав напряжение 9-35 В непосредственно на вход стабилизатора U3 и удалив стабилитрон D3.

Сборка устройства

После распаковки посылки меня сразу насторожило то, что отсутствует стабилитрон и некоторые резисторы — такое впечатление что этот комплект собирали кое как. Ничего, пусть будет, я думал что на этом все сюрпризы закончились, но как я ошибался: во время пайки дорожи улетали, паяльная маска была везде, должен был проходить наждачной бумагой зачищая контакты после чего их заново залуживал, пайка продолжалась несмотря ни на что, припаял основные резисторы это 1К и 10К, ну а дальше пошел на поиски недостающих резисторов. Нашел и запаял, после чего взялся за транзисторы — здесь было все нормально.

Что было интересно — это инструкция или схема по которой нужно собирать радио конструктор, первое что бросается в глаза это то, какой здесь разброс номиналов резисторов. Сама печатная плата разведена неграмотно, переменные резисторы на плате прикасаются друг к другу, при выключении схемы из сети идет скачок до 30 вольт и медленно падает. Чтоб это исправить припаял конденсатор к 8 и 11 ноге микросхемы — этот глюк проявляется при малых загрузках.

Вообще схема по параметрам реально неплохая, поэтому развел свою печатною плату. Может кто-то захочет повторить конструкцию. Печатная плата и список деталей в архиве. Благодарю за внимание, с вами был

Kalyan-super-bos.

   Форум по БП

   Форум по обсуждению материала СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

РадиоКот :: Лабораторный с ОУ

Впервые эта замечательная схема встретилась мне в лабораторном блоке питания на 50 вольт 1 ампер (https://members. shaw.ca/novotill/index.htm). Впоследствии я нашел этот же подход в промышленном лабораторном источнике HY3020E (30 вольт 20 ампер). Вот она в упрощенном варианте:


Операционный усилитель DA1 сравнивает напряжение на делителе R2-R4 c напряжением на его инвертирующем входе. Если выходное напряжение увеличивается, то напряжение на неинвертирующем входе DA1 станет меньше напряжения на инвертирующем. DA1 своим выходным напряжением закроет транзистор VT1, что приведет к уменьшению выходного напряжения. Регулировка выходного напряжения может осуществляется изменением величины опорного напряжения Vref или резистора R4.

Выходной ток создает на резисторе R3 падение напряжения. Пока это напряжение меньше опорного Iref, на выходе DA2 положительное напряжение, близкое к напряжению питания DA2. Диод изолирует выход DA2 от затвора выходного транзистора. Как только падение напряжения на R3 превысит опорное напряжение Iref, выходное напряжение DA2 уменьшится и через диод начнет закрывать выходной транзистор VT1.
При этом выходной ток уменьшится до такой величины, что вызванное им падение напряжения на R3 сравняется с опорным напряжением Iref. Регулируя Iref возможно регулировать величину выходного тока.

При ограничении тока величина выходного напряжения становится меньше заданного. Пытаясь привести его в норму, DA1 увеличит свое выходное напряжение почти до положительного напряжения питания ОУ. Но у него это не получиться, поскольку DA2 не позволяет увеличиваться управляющему напряжению на затворе выходного транзистора, тем самым ограничивая ток. Все потуги DA1 падают на резисторе R1. В режиме ограничения тока этот резистор как бы подключен к положительному полюсу источника питания и служит нагрузкой DA2.

Для питания операционных усилителей должен быть применен отдельный маломощный двуполярный источник питания, общая точка которого соединяется с положительным выходом OUT+. Величина напряжения этого источника должна быть подходящей для питания ОУ и полного открытия выходного транзистора. Выходное стабилизированное напряжение формируется из нестабилизированного напряжения Vin. Благодаря применению дополнительного источника питания возможно применение обычных операционных усилителей в высоковольтных источниках питания (например 50 вольт). Схема очень гибка в применении. Величина выходного напряжения не зависит от напряжений питания ОУ. Она определяется только величиной опорного напряжения Vref и делителем R2R4. Величина выходного тока определяется опорным напряжением Iref и величиной резистора R3.

Благодаря включению полевого транзистора повторителем дополнительная частотная компенсация схемы не требуется при применении ОУ с единичным коэффициентом усиления. Отсутствие дополнительной компенсации обеспечивает работу ОУ на полной скорости и, следовательно, быстрое переключение от ограничения напряжения к ограничению тока и обратно.

На базе рассмотренной схемы был построен лабораторный источник питания с диапазоном регулирования напряжения 0-30 V и тока 0-0.5A .


Схема в точности повторяет рассмотренную ранее упрощенную схему. Опорное напряжение генерируется с помощью TL431 и равно 3,3 вольта. Опорное напряжение токового ограничения регулируется переменным резистором R5. R7 используется для регулирования напряжения. VD1 – VD4, C2, C3 используются для получения питающего ОУ двуполярного напряжения.

Транзистор VT1 служит для индикации ограничения тока включением светодиода оранжевого цвета, а также он используется в триггерной защите. Триггерная защита работает следующим образом. При ограничении тока напряжение на выходе DA2:A падает, что приводит к открыванию транзистора VT1 и свечению светодиода VD6. Положительное напряжение, возникающее при этом на коллекторе VT1, через R20, S1, VD8 поступает на инвертирующий вход DA2:A. Это напряжение имитирует большое падение напряжения на токоизмерительном резисторе, что приводит к полному закрытию выходного транзистора и снижению выходного напряжения до 0. После срабатывания триггерной защиты выходное напряжение отсутствует до ее отключения.

Триггерная система защиты включается и отключается кнопкой с фиксацией S1. При отключенной триггерной защите обычное ограничение тока продолжает работать. После того как величина напряжения восстановится, триггерную защиту можно снова включить. Конденсатор C8 служит для задержки включения триггерной защиты на несколько миллисекунд.

Транзистор VT4 служит для быстрого разряда выходного конденсатора в случае отсутствия нагрузки при уменьшении выходного напряжения. Вместо него может быть использована обычная резистивная нагрузка сопротивлением 1-2 килоома соответствующей мощности. Применение транзистора исключает выделение дополнительной мощности на нагрузочном резисторе во время работы. При нормальном напряжении он закрыт. Открывается он только тогда, когда происходит уменьшение выходного напряжения за счет регулировки. При применении обычного полевого транзистора на базу транзистора может подаваться обратное напряжение значительной величины (>5 вольт). В этом случае транзистор должен быть защищен дополнительным диодом.

Схема легко масштабируется. Для выбора другого максимального напряжения необходимо изменить сопротивление R10 в делителе.

Для изменения максимального тока следует пропорционально изменить R17, учитывая, что при максимальном токе падение напряжение на нем должно быть 0,5 вольт.

Меняя ток или напряжение необходимо выбирать соответствующий нестабилизированный источник.

Применение logic level мощного транзистора обусловлено напряжением питания операционного усилителя +-6 вольт. Обычный полевой транзистор может быть применен при увеличении напряжения питания ОУ до +-10-12 вольт. Также в качестве управляющего транзистора можно использовать биполярный транзистор, включенный по схеме Дарлингтона. Его частота единичного усиления должна в 3-5 раз превосходить частоту единичного усиления ОУ для обеспечения стабильности. Поэтому в случае использования биполярного транзистора типа TIP147 с его типичной частотой единичного усиления 3MHz лучше использовать ОУ LM358 или даже OP07. В качестве управляющего транзистора может быть применено несколько параллельно включенных транзисторов с применением выравнивающих сопротивлений в эмиттерах. Управляющий транзистор должен охлаждаться радиатором. В своем блоке питания я применил полевые транзисторы и отностительно быстрые ОУ TL082. Маломощные транзисторы могут быть использованы практически любые высокочастотные. Постоянные резисторы – мощностью 0,125 вата, за исключением R17 (керамический 3 или 5 ватт) и R23 (1 или 2 ватта). Переменные резисторы применены с линейной характеристикой регулирования.

Нестабилизированный источник собран по следующей схеме.


Перед первым включением рекомендуется проверить отсутствие замыканий на плате и вообще в схеме. Сначала проверяется работа нестабилизированного источника без подключения стабилизатора. Первое включение блока питания проводят без нагрузки с переменными резисторами в среднем положении и выключенным S1. Необходимо проверить напряжения питания ОУ, опорное напряжение 3,3 вольта. Напряжение на выходе DA2A должно быть близко к положительному источнику, на выходе DA2B, на затворе – на грани открывания регулирующего транзистора (0,5 – 3 вольта). Выходное напряжение должно регулироваться резистором R7.

После этого нужно установить напряжение 3-5 вольт и подключить нагрузку. Я использовал лампочку на 24 вольта, но можно использовать и другую нагрузку с током миллиампер 100 при 24 вольтах. При подключении лампочки выходное напряжение не должно измениться. Установив напряжение 7-12 вольт, резистором R5 необходимо плавно уменьшать выходной ток. При каком то значении источник должен перейти в режим ограничения тока. В этом режиме светодиод VD6 должен включиться и напряжение на выходе DA2A должно упасть до 0 – 2 вольт. На выходе DA2B напряжение должно быть близко к напряжению положительного источника питания ОУ. Вращая R7, убедиться в изменении тока (яркости свечения лампы).

В режиме ограничения тока регулировка напряжения в сторону увеличения не должна оказывать влияния на ток в нагрузке. При уменьшении напряжения, как только ток уменьшится до величины, заданной резистором R5, источник должен перейти в режим регулировки напряжения – светодиод VD6 должен погаснуть

После этого можно проверить работу системы защиты в режиме короткого замыкания. При соединении выходных клемм источник должен перейти в режим ограничения тока — загореться VD6.

После этих проверок можно считать, что источник работает правильно. Необходимо только проверить максимальные значения токов и напряжений. Максимальное напряжение лучше проверять на нагрузке, близкой к максимальной. На регулирующем транзисторе должен быть запас как минимум в несколько вольт при минимальном сетевом напряжении. Если этого нет, то можно либо уменьшить максимальное выходное напряжение, либо просто иметь в виду, что при максимальной нагрузке напряжение может быть нестабилизированным. Для уменьшения максимального выходного напряжения параллельно R10 припаивается еще один резистор. Поскольку я применял smd резисторы 0805, я просто напаял его сверху дополнительно. Если максимальное напряжение нужно увеличить – то ту же операцию можно провести с R9. Конечно же можно и перепаять эти сопротивления заново с другими номиналами. Если разрабатывается блок питания с другим диапазоном напряжений, то нужно изменять, прежде всего, R10.

Перед проверкой максимального тока выходное напряжение уменьшается до минимума, а регулятор тока выкручивается на максимум. Максимальный ток проверяется в режиме короткого замыкания – амперметр подключается на выход. Должна сработать защита. Если этого не произошло, регулятор напряжения нужно выставить в среднее положение. Максимальный ток подбирается резистором R4. При подборе нужно следить, что бы напряжение на R5 было в диапазоне 0,4 – 0,6 вольта. То есть этим резистором осуществляется точная подгонка. Для грубого изменения максимального тока необходимо менять сопротивление шунта R17.

Потом проверяется триггерная защита. Если замкнуть кнопку s1, а потом выходные клеммы, должен загораться светодиод VD6. При устранении короткого замыкания светодиод должен продолжать гореть. Напряжение на выходе должно оставаться около 0. После срабатывания триггерной защиты источник вновь может быть возвращен в рабочее состояние кратковременным размыканием S1.

Блок питания собран в корпусе из под АТХ источника. На фото видны регулирующие резисторы, оба мощных транзистора на радиаторе (один из них через прокладку), кнопка S1, сдвоенный светодиод (над клеммами), шунт, выходные клеммы, печатная плата.


Опорное напряжение не случайно выбрано 3.3 вольт. Это стандартное напряжение питания многих микроконтроллеров. Микроконтроллер может использоваться для генерации опорных регулируемых напряжений. В этом случае регулировку выходного напряжения можно осуществлять цифровыми методами. Об этом я надеюсь рассказать в следующей статье.

 

Файлы:
Дополнительные материалы

Все вопросы в Форум.

ЗАРЯДНОЕ ИЗ БЛОКА ПИТАНИЯ КОМПЬЮТЕРА


    Схема простой переделки блока питания ATX, для возможности использовать его как зарядное устройство автоаккумулятора. После переделки получится мощный блок питания с регулировкой напряжения в пределах 0–22 В и тока 0–10 А. Нам понадобится обычный компьютерный БП ATX сделанный на микросхеме TL494. Для пуска никуда не подключенного БП типа АТХ необходимо на секунду закоротить зеленый и черный провода.

   Выпаиваем из него всю выпрямительную часть и всё, что соединено с ножками 1, 2 и 3 микросхемы TL494. Кроме того, нужно отсоединить от схемы ножки 15 и 16 – это второй усилитель ошибки, который мы используем для канала стабилизации тока. Также нужно выпаять цепь питания, соединяющую выходную обмотку силового трансформатора от + питания TL494 , она будет питаться только от маленького «дежурного» преобразователя, чтобы не зависеть от выходного напряжения БП (у него есть выходы 5 В и 12 В). Дежурку лучше немного перенастроить подобрав делитель напряжения в обратной связи и получив напряжения 20 В для питания ШИМ и 9 В для питания измерительно-регулировочной схемы. Приводим принципиальную схему доработки:

   Выпрямительные диоды соединяем с 12-вольтовыми отводами вторичной обмотки силового трансформатора. Лучше поставить диоды помощнее, чем те, которые обычно стоят в 12-вольтовой цепи. Дроссель L1 делаем из кольца от фильтра групповой стабилизации. Они разные по типоразмеру в некоторых БП поэтому намотка может отличатся. У меня получилось12 витков проводом диаметра 2 мм. Дроссель L2 берём из цепи 12 Вольт. На микросхеме ОУ LM358 (LM2904, или любой другой сдвоенный низковольтный операционник, который может работать в однополярном включении и при входных напряжениях почти от 0 В) собран измерительный усилитель выходного напряжения и тока, который будет давать сигналы управления на ШИМ TL494. Резисторы VR1 и VR2 задают опорные напряжения. Переменный резистор VR1 регулирует выходное напряжение, VR2 – ток. Токоизмерительный резистор R7 на 0.05 ом. Питание для ОУ берём с выхода «дежурных» 9В БП компьютера. Нагрузка подключается к OUT+ и OUT-. В качестве вольтметра и амперметра можно использовать стрелочные приборы. Если регулировка тока в какой-то момент не нужна, то VR2 просто выкручиваем на максимум. Работа стабилизатора в БП будет так: если, например, установлено 12 В 1 А, то если ток нагрузки меньше 1 А – стабилизируется напряжение, если больше – то ток. В принципе, можно перемотать и выходной силовой трансформатор, выкинутся лишние обмотки и можно уложить более мощную. При этом также рекомендую и выходные транзисторы поставить на больший ток.

   На выходе нагрузочный резистор где-то на 250 ом 2 Вт параллельно C5. Он нужен чтобы блок питания без нагрузки не оставался. Ток через него не учитывается, он до измерительного резистора R7 (шунта) включён. Теоретически можно получить до 25 вольт при токе в 10 А. Заряжать устройством можно как обычные 12 В аккумуляторы от автомобиля, так и небольшие свинцовые, что стоят в ИБП.


Поделитесь полезными схемами

ПРОСТОЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ

   Принципиальная электрическая схема простого регулятора мощности для электродвигателя, паяльника или другого бытового прибора. Приводятся возможные замены деталей.




СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

     Выпрямленный ток и напряжение на нагрузочном сопротивлении являются пульсирующими. Для сглаживания пульсаций параллельно нагрузочному сопротивлению можно включить конденсатор. Для более совершенного сглаживания пульсации вместо одного конденсатора между выпрямителем и нагрузочным сопротивлением R включают сглаживающий фильтр из элементов L и С.


СХЕМА ЧАСТОТОМЕРА

   Частоту звукового сигнала можно определить с помощью электронного частотомера. Работа частотомера. Звуковой сигнал, преобразованный в электрический, подаётся на вход усилителя на транзисторе VT1. Транзистор почти полностью открыт, он ограничивает только полупериоды отрицательной, и усиливают только полупериоды положительной полярности.


мастер-класс как сделать простое устройство своими руками. Хороший лабораторный бп своими руками

Всем привет. Сегодня заключительный обзор, сборка лабораторного линейного блока питания. Сегодня много слесарных работ, изготовление корпуса и финальная сборка. Обзор размещен в блоге «DIY или Сделай Сам», надеюсь я тут никого не отвлекаю и не кому не мешаю тешить свой взгляд прелестями Лены и Игоря))). Всем кому интересны самоделки и радиотехника — Добро пожаловать!!!
ВНИМАНИЕ: Очень много букв и фото! Трафик!

Добро пожаловать радиолюбитель и любитель самоделок! Для начала давайте вспомним, этапы сборки лабораторного линейного блока питания. Непосредственно к данному обзору не имеет отношения, потому разместил под спойлер:

Этапы сборки

Сборка силового модуля. Плата, радиатор, силовой транзистор, 2 переменных многооборотных резистора и зеленый трансформатор (из Восьмидесятых ®) Как подсказал мудрый kirich , я самостоятельно собрал схему, которую китайцы продают в виде конструктора, для сборки блока питания. Я сначала расстроился, но потом решил, что, видать схема хороша, раз китайцы её копируют… В то же время вылезли и детские болячки этой схемы (которые полностью были скопированы китайцами), без замены микросхем на более «высоковольтные», на вход нельзя подавать больше 22 вольт переменного напряжения… И несколько более мелких проблем, которые подсказали мне наши форумчане, за что им огромное спасибо. Совсем недавно будущий инженер «AnnaSun » предложила избавления от трансформатора. Конечно каждый может модернизировать свой БП как угодно, можно и импульсник поставить в качестве источника питания. Но у любого импульсника (быть может кроме резонансных) на выходе куча помех, и эти помехи частично перейдут на выход ЛабБП… А если там имульсные помехи, то (ИМХО) это не ЛабБП. Потому я не буду избавляться от «зеленого трансформатора».


Поскольку это линейный блок питания, у него есть характерный и существенный недостаток, вся лишняя энергия выделяется на силовом транзисторе. Для примера, на вход мы подаем 24В переменного напряжения, которое после выпрямления и сглаживания превратится в 32-33В. Если на выход присоединить мощную нагрузку, потребляющую 3А при напряжении 5В, вся оставшаяся мощность (28В при токе 3А), а это 84Вт, будет рассеиваться на силовом транзисторе, переходя в тепло. Одним из способов предотвратить эту проблему, и соответственно повысить КПД, это поставить модуль ручного или автоматического переключения обмоток. Данный модуль был рассмотрен в :

Для удобства работы с блоком питания и возможности мгновенного отключения нагрузки, с схему был введен дополнительный модуль на реле, позволяющий включать или выключать нагрузку. Этому был посвящен .


К сожалению, из-за отсутствия нужных реле (нормально замкнутых), данный модуль работал некорректно, потому он будет заменен другим модулем, на D-триггере, позволяющий включать или выключать нагрузку при помощи одной кнопки.

Вкратце расскажу про новый модуль. Схема довольно известная (прислали мне в личку):


Немножко модифицировал её под свои нужды и собрал такую плату:


С обратной стороны:


На это раз никаких проблем не было. Все работает очень четко и управляется одной кнопкой. При подаче питания, на 13 выходе микросхемы всегда логический ноль, транзистор (2n5551) закрыт и реле обесточено — соответственно нагрузка не подключена. При нажатии кнопки, на выходе микросхемы появляется логическая единица, транзистор открывается и реле срабатывает подключая нагрузку. Повторное нажатие на кнопку возвращает микросхему в исходное состояние.

Какой же блок питания без индикатора напряжения и тока? Потому в я попытался сделать ампервольтметр самостоятельно. В принципе получился неплохой прибор, однако он имеет некоторую нелинейность в диапазоне от 0 до 3.2А. Эта погрешность никак не будет влиять при использовании данного измерителя, скажем в зарядном устройстве для АКБ автомобиля, но недопустима для Лабораторного БП, потому, я заменю этот модуль, китайскими щитовыми прецизионными и с дисплеями, имеющими 5 разрядов… А собранный мною модуль найдет применение в какой-нибудь другой самоделке.


Наконец-то приехали из Китая более высоковольтные микросхемы, о чем я Вам рассказал в . И теперь можно подавать на вход 24В переменного тока, не опасаясь, что пробьет микросхемы…

Теперь дело осталось за «малым», изготовить корпус и собрать все блоки вместе, чем я и займусь в этом финальном обзоре по данной тематике.
Поискав готовый корпус, ничего подходящего не нашел. У китайцев есть неплохие коробки, но, к сожалению, цена их, а особенно …

Отдать китайцам 60 баксов мне «жаба» не позволила, да и глупо такие деньги отдавать за корпус, можно еще немного добавить и купить . По крайней мере, корпус из этого Бп выйдет хороший.

Потому я поехал на строительный базар и купил 3 метра алюминиевого уголка. С его помощью будет собран каркас прибора.
Подготавливаем детали нужного размера. Расчерчиваем заготовки и спиливаем уголки при помощи отрезного диска. .



Затем выкладываем заготовки верхней и нижней панели, чтобы прикинуть, что получится.


Пробуем расположить модули внутри


Сборка идет на потайных винтах (под шляпку зенкером, разенковывается отверстие, что бы головка винта не выступала над уголком), и гайках с обратной стороны. Потихоньку появляются очертания каркаса блока питания:


И вот каркас собран… Не очень ровный, особенно по углам, но думаю, что покраска скроет все неровности:


Размеры каркаса под спойлером:

Измерение размеров

К сожалению времени мало свободного, потому слесарные работы продвигаются медленно. Вечерами за неделю изготовил лицевую панель из листа алюминия и панельку под вход питания и предохранитель.


Расчерчиваем будущие отверстия под Вольтметр и Амперметр. Посадочное гнездо должно быть размерами 45.5мм на 26.5мм
Обклеиваем посадочные отверстия малярным скотчем:


И отрезным диском, при помощи дремеля делаем пропилы (скотч нужен, что бы не выйти за размеры гнезд, и не испортить панель царапинами) Дремель быстро справляется с алюминием, но на 1 отверстие уходит 3-4

Опять была заминка, банально, кончились отрезные диски для дремеля, поиск по всем магазинам Алматы ни к чему не привел, потому пришлось ждать диски из Китая… Благо пришли быстро за 15 дней. Дальше работа пошла более весело и быстро…
Пропилил дремелем отверстия под цифровые индикаторы, и обработал напильником.


Ставим на «уголки» зеленый трансформатор


Примеряем радиатор с силовым транзистором. Он будет изолирован от корпуса, так как на радиаторе установлен транзистор в корпусе ТО-3, а там сложно изолировать коллектор транзистора от корпуса. Радиатор будет стоять за декоративной решеткой с вентилятором охлаждения.


Обработал наждачкой на бруске лицевую панель. Решил примерить все что будет на ней закреплено. Получается вот так:


Два цифровых измерителя, кнопка включения нагрузки, два многооборотных потенциометра, выходные клеммы и держатель светодиода «Ограничение тока». Вроде ничего не забыл?


С обратной стороны лицевой панели.
Разбираем все и красим черной краской с баллончика каркас блока питания.


На заднюю стенку прикрепляем на болты декоративную решетку (куплено на авторынке, анодированный алюминий для тюнига воздухозабора радиатора 2000 тенге (6.13USD))


Вот так получилось, вид с обратной стороны корпуса блока питания.


Ставим вентилятор для обдува радиатора с силовым транзистором. Я прикрепил его на пластиковые черные хомуты, держит хорошо, внешний вид не страдает, их почти не видно.


Возвращаем на место пластиковое основание каркаса с уже установленным силовым трансформатором.


Размечаем места крепления радиатора. Радиатор изолирован от корпуса прибора, т.к. на нем напряжение равное напряжению на коллекторе силового транзистора. Думаю, что он хорошо будет обдуваться вентилятором, что позволит значительно снизить температуру радиатора. Вентилятор будет управляться схемой снимающей информацию с датчика (терморезистора) закрепленного на радиаторе. Таким образом вентилятор не будет «молотить» в пустую, а будет включатся при достижении определенной температуры на радиаторе силового транзистора.


Прикрепляем на место лицевую панель, поглядеть что получилось.


Декоративной решетки осталось много, потому решил попробовать сделать П-образную крышку корпуса блока питания (на манер компьютерных корпусов), если не понравится, переделаю на что-нибудь другое.


Вид спереди. Пока решетка «наживлена» и еще не плотно прилегает к каркасу.


Вроде неплохо получается. Решетка достаточно прочная, можно смело ставить сверху что-либо, ну а про качество вентиляции внутри корпуса, даже не стоит говорить, вентиляция будет просто отличная, по сравнению с закрытыми корпусами.

Ну чтож, продолжаем сборку. Подключаем цифровой амперметр. Важно: не наступайте на мои грабли, не используйте штатный разъем, только пайка непосредственно к контактам разъема. Иначе будет в место тока в Амперах, показывать погоду на Марсе.


Провода для подключения амперметра, да и всех остальных вспомогательных устройств должны быть максимально короткими.
Между выходными клеммами (плюс-минус) установил панельку из фольгированного текстолита. Очень удобно прочертив изолирующие бороздки в медной фольге, создавать площадки для подключения всех вспомогательных устройств (амперметр, вольтметр, плата отключения нагрузки и т.п.)

Основная плата установлена рядом с радиатором выходного транзистора.

Плата переключения обмоток установлена над трансформатором, что позволило значительно сократить длину шлейфа проводов.

Наступил черед собрать модуль дополнительного питания для модуля переключения обмоток, амперметра, вольтметра и т.п.
Поскольку у нас линейный — аналоговый БП, будем использовать так же вариант на трансформаторе, никаких импульсных блоков питания. 🙂
Вытравливаем плату:


Впаиваем детали:


Тестируем, ставим латунные «ножки» и встраиваем модуль в корпус:

Ну вот, все блоки встроены (кроме модуля управления вентилятором, который будет изготовлен позже) и установлены на свои места. Провода подключены, предохранителя вставлены. Можно проводить первое включение. Осеняем себя крестом, закрываем глаза и даем питание…
Бабаха и белого дыма нет — уже хорошо… Вроде на холостом ходу ничего не греется… Нажимаем кнопку включения нагрузки — зажигается зеленый светодиод и щелкает реле. Вроде все пока нормально. Можно приступать к тестированию.

Как говорится, «скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается». Опять выплыли подводные камни. Модуль переключения обмоток трансформатора работает некорректно с силовым модулем. При напряжении переключения с первой обмотки на следующую происходит скачек напряжения, т.е при достижении 6.4В происходит скачек до 10.2В. Потом конечно можно уменьшить напряжение, но это не дело. Сначала я думал, что проблема в питании микросхем, поскольку их питание тоже от обмоток силового трансформатора, и соответственно растет с каждой последующей подключенной обмоткой. Потому попробовал дать питание на микросхемы с отдельного источника питания. Но это не помогло.
Потому есть 2 варианта: 1. Полностью переделать схему. 2. Отказаться от модуля автоматического переключения обмоток. Начну с 2 варианта. Полностью без переключения обмоток я остаться не могу, потому как вариант мириться с печкой мне не нравится, потому поставлю тумблер- переключатель позволяющий выбирать подаваемое напряжение на вход БП из 2-х вариантов 12В или 24В. Это конечно «полумера», но лучше чем вообще ничего.
Заодно решил поменять амперметр на другой подобный, но с зеленым цветом свечения цифр, поскольку красные цифры амперметра светятся довольно слабо и при солнечном свете их плохо видно. Вот что получилось:


Вроде так получше. Возможно, так же, что я заменю вольтметр на другой, т.к. 5 разрядов в вольтметре явно избыточно, 2 разряда после запятой вполне достаточно. Варианты замены у меня есть, так что проблем не будет.

Ставим переключатель и подключаем к нему провода. Проверяем.
При положении переключателя «вниз» — максимальное напряжение без нагрузки составило около 16В

При положении переключателя вверх — доступно максимальное напряжение для данного трансформатора 34В (без нагрузки)

Теперь ручки, долго не стал придумывать варианты и нашел пластмассовые дюбели подходящего диаметра, как внутреннего, так и внешнего.


Отрезаем трубочку нужной длины и надеваем на штоки переменных резисторов:


Затем надеваем ручки и фиксируем винтами. Поскольку трубка дюбеля достаточно мягкая, ручка фиксируется очень хорошо, что бы сорвать её необходимы значительные усилия.

Обзор получился очень большим. Потому не буду отнимать Ваше время и вкратце протестируем Лабораторный блок питания.
Помехи осциллографом мы уже смотрели в первом обзоре, и с тех пор ничего не изменилось в схемотехнике.
Потому проверим минимальное напряжение, ручка регулировки в крайнем левом положении:

Теперь максимальный ток

Ограничение тока в 1А

Максимальное ограничение тока, ручка регулировки тока в крайне правом положении:

На этом Всё мои дорогие радиогубители и сочувствующие… Спасибо всем, кто дочитал до конца. Прибор получился брутальный, тяжелый и я надеюсь надежный. До новых встреч в эфире!

UPD: Осциллограммы на выходе блока питания при включении напряжения:


И выключения напряжения:

UPD2: Друзья с форума «Паяльник» дали идею, как с минимальными переделками схемы запустить модуль переключения обмоток. Спасибо всем за проявленный интерес, буду доделывать прибор. Поэтому — продолжение следует. Добавить в избранное Понравилось +72 +134

Для настройки, ремонта автоэлектронных и радиотехнических устройств или зарядки аккумуляторных батарей необходимо иметь хороший источник питания.

Использование современной схемотехники и элементной базы позволяют сделать в домашних условиях источник питания, по основным техническим характеристикам не уступающий лучшим промышленным образцам.

Основные требования, которым должен удовлетворять такой источник питания:

  • регулировка напряжения в диапазоне 0 — 25 В;
  • способность обеспечить ток в нагрузке до 7 А при минимальных пульсациях;
  • регулировка срабатывания токовой защиты. Кроме того, срабатывание защиты по току должно быть достаточно быстрым, чтобы исключить повреждение самого источника в случае короткого замыкания на выходе.

Возможность плавно регулировать в источнике питания ограничения тока позволяет при настройке внешних устройств исключить их повреждение. Всем этим требованиям удовлетворяет предлагаемая схема универсального источника питания. Кроме того, данный блок питания позволяет использовать его в качестве источника стабильного тока.

Основные технические характеристики источника питания:

  • плавная регулировка напряжения в диапазоне от 0 до 25 В;
  • напряжение пульсаций, не более 1 мВ;
  • плавная регулировка тока ограничения (защиты) от 0 до 7 А;
  • коэффициент нестабильности по напряжению не хуже 0,001 %/В;
  • коэффициент нестабильности по току не хуже 0,01 %/В;
  • КПД источника не хуже 0,6.

Принципиальная схема

Электрическая схема источника питания, состоит из схемы управления, трансформатора (Т1), выпрямителя (VD4 ч- VD7), силовых регулирующих транзисторов VT3, VT4 и блока коммутации обмоток трансформатора.

Схема управления собрана на двух универсальных операционных усилителях (ОУ), расположенных в одном корпусе, и питается от отдельного трансформатора Т2. Это обеспечивает регулировку выходного напряжения от нуля, а также более стабильную работу всего устройства.

Для облегчения теплового режима работы силовых регулирующих транзисторов применен трансформатор с секционной вторичной обмоткой. Отводы автоматически переключаются в зависимости от уровня выходного напряжения при помощи реле К1, К2. Что позволяет, несмотря на большой ток в нагрузке, применить теплоотвод для VT3 и VT4 сравнительно небольших размеров, а также повысить КПД стабилизатора.

Блок коммутации предназначен для того, чтобы при помощи всего двух реле обеспечить переключение четырех отводов трансформатора, выполняет их включение в следующей последовательности: при превышении выходного напряжения уровня 6,2 В — включается К2; при превышения уровня 15,3 В включается К1(в этом случае с обмоток трансформатора поступает максимальное напряжение).

Указанные пороги задаются используемыми стабилитронами (VD10, VD12). Отключение реле при снижении напряжения выполняется в обратной последовательности, но с гистерезисом примерно 0,3 В, т. е. когда напряжение снизится на это значение ниже чем при включении, что исключает дребезг при переключении обмоток.

Схема управления состоит из стабилизатора напряжения и стабилизатора тока. При необходимости устройство может работать в любом из этих режимов. Режим зависит от сопротивления регуляторов «I» (R21,R22). Стабилизатор напряжения собран на элементах DA3, VT5, VT6.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторного источника питания с регулировкой тока ограничения.

Работает схема стабилизатора следующим образом. Нужное выходное напряжение устанавливается резисторами «грубо» (R9) и «точно» (R10). В режиме стабилизации напряжения сигнал обратной связи по напряжению (-Uoc) с выхода (Х2) через делитель из резисторов R9, RIO, R11 поступает на неинвертирующий вход 2 операционного усилителя DA3.

На этот же вход через резисторы R3, R5, R7 подается опорное напряжение +9 вольт. В момент включения схемы на выходе 12 DA3.1 будет увеличиваться положительное напряжение (оно через транзистор VT5 приходит на управление VT4) до тех пор, пока напряжение на выходных клеммах X1 и Х2 не достигнет установленного резисторами R9, R10 уровня.

За счет отрицательной обратной связи по напряжению, поступающей с выхода Х2 на вход 2 усилителя DA3.1, выполняется стабилизация выходного напряжения источника питания. При этом выходное напряжение будет определяться соотношением:

где Uoп = + 9 В.

Соответственно изменяя сопротивление резисторов R9 «грубо» и R10 «точно», можно менять выходное напряжение (Uвых) от 0 до 25 В. Когда к выходу источника питания подключена нагрузка, в его выходной цепи начинает протекать ток, создающий положительное падение напряжения на резисторе R23 (относительно общего провода схемы).

Это напряжение поступает через резистор R21, R22 в точку соединения R8, R12. Со стабилитрона VD9 через R6, R8 подается опорное отрицательное напряжение — 9 вольт.

Операционный усилитель DA3.2 усиливает разность между ними. Пока разность отрицательная (т. е. выходной ток меньше установленной резисторами R23, R24 величины), на выходе 10 DA3.2 действует + 15 В. Транзистор VT6 будет закрыт и эта часть схемы не оказывает влияния на работу стабилизатора напряжения.

При увеличении тока нагрузки до величины, при которой на входе 7 DA3.2 появится положительное напряжение, на выходе 10 DA3.2 будет отрицательное напряжение и транзистор VT6 приоткроется. В цепи R16, R17, HL1 будет протекать ток, который уменьшит открывающее напряжение на базе регулирующего силового транзистора VT4.

Свечение красного светодиода (HL1) сигнализирует о переходе схемы в режим ограничения тока. В этом случае выходное напряжение источника питания снизится до такой величины, при которой выходной ток будет иметь значение, достаточное для того, чтобы напряжение обратной связи по току (Uoc), снимаемое с резистора R10, и опорное в точке соединения R8, R12, R22 взаимно компенсировались, т. е. появился нулевой потенциал.

В результате выходной ток источника окажется ограниченным на уровне, задаваемым положением движка резисторов R21, R22. При этом ток в выходной цепи будет определяться соотношением:

где Uoп = — 9 В.

Диоды (VD11) на входах операционных усилителей обеспечивают защиту микросхемы от повреждения в случае включения её без обратной связи или при повреждении силового транзистора. В рабочем режиме напряжение на входах ОУ близко к нулю и диоды не оказывают влияния на работу устройства.

Конденсатор С8 ограничивает полосу усиливаемых частот ОУ, что предотвращает самовозбуждение и повышает устойчивость работы схемы.

Настройка

При безошибочном монтаже в схеме узла управления потребуется настроить только максимум диапазона регулировки выходного напряжения 0: 25 В резисторомR7 и максимальный ток защиты 7 А — резистором R8.

Блок коммутации в настройке не нуждается. Необходимо только проверить пороги переключения реле К1, К2 и соответствующее увеличение напряжения на конденсаторе С3.

При работе схемы в режиме стабилизации напряжения светится зеленый светодиод (HL2), а при переходе в режим стабилизации тока — красный (HL1).

Детали

Подстроечные резисторы R7 и R8 — типа СПЗ-19а; переменные резисторы R9, R10, R21, R22 — типа СПЗ-4а или ППБ-1 А; постоянные резисторы R23 — типа С5-16МВ на 5 Вт, остальные из серии МЛТ или С2-23 соответствующей мощности.2.

Два силовых транзистора устанавливается параллельно для обеспечения надёжной работы устройства в случае короткого замыкания на выходных клеммах.

В наихудшем случае силовые транзисторы кратковременно должны выдерживать перегрузку по мощности Р = Ubx*I = 25×7= 175 Вт. А один транзистор КТ827А может рассеивать мощность не более 125 Вт. Диоды VD4 — VD7 надо установить на небольшой радиатор.

Реле К1, К2 применены типоразмера R-15 (польского производства) с обмоткой на рабочее напряжение 24 В (сопротивление обмотки 430 Ом) — они за счет бескорпусного исполнения имеют малые габариты и достаточно мощные переключающие контакты. Можно использовать и отечественные реле типа РЭН29 (0001), РЭН32 (0201).

Переключающие напряжение с трансформатора Т1 реле К1 и К2 инерционны и не обеспечивают мгновенное снижение напряжения, приходящего со вторичной обмотки Т1, но они уменьшат тепловую рассеиваемую мощность на силовых транзисторах при длительной работе источника.

Микроамперметр РА1 малогабаритный типа М42303 или аналогичный с внутренним шунтом на ток до 10 А. Для удобства эксплуатации источника питания схему можно дополнить вольтметром, показывающим выходное напряжение.

В качестве сетевого трансформатора Т1 используется промышленный трансформатор типа ТППЗ19-127/220-50. Т2 — типа ТПП259-127/220-50. Трансформатор можно изготовить и самостоятельно на основе промышленного трансформатора мощностью 200 Вт, намотав все обмотки (Т1 и Т2) на одном трансформаторе.

Каждый начинающий радиолюбитель нуждается в лабораторном блоке питания. Чтобы правильно его сделать, нужно подобрать подходящую схему, а с этим обычно возникает много проблем.

Виды и особенности блоков питания

Встречаются два типа блоков питания:

  • Импульсный;
  • Линейный.

Блок импульсного типа может рождать помехи, которые буду отражаться на настройке приемников и других передатчиков. Блок питания линейного типа может оказаться неспособным для выдачи необходимой мощности.

Как правильно сделать лабораторный блок питания, от которого можно будет заряжать АКБ, и питать, чувствительны платы схем? Если взять простой блок питания линейного типа на 1,3-30 В, и мощностью тока не более 5 А, то получится хороший стабилизатор напряжения и тока.

Воспользуемся классической схемой для сборки блока питания своими руками. Она сконструирована на стабилизаторах LM317, которые регулируют напряжение в диапазоне 1,3-37В. Их работа совмещена с транзисторами КТ818. Это мощные радиодетали, которые способны пропустить большой ток. Защитную функцию схемы обеспечивают стабилизаторы LM301.

Эта схема разработана достаточно давно, и периодически модернизировалась. На ней появилось несколько диодных мостов, а измерительная головка получила не стандартный метод включения. На замену транзистору MJ4502 пришел менее мощный аналог – КТ818. Так же появились фильтрующие конденсаторы.

Монтаж блока своими руками

При очередной сборке, схема блока получила новую интерпретацию. В конденсаторах выходного типа увеличилась емкость, а для защиты были добавлены несколько диодов.

Транзистор типа КТ818 был в этой схеме неподходящим элементом. Он сильно перегревался, и часто приводил к поломке. Ему нашли замену более выгодным вариантом TIP36C, в схеме он имеет параллельное подключение.


Поэтапная настройка

Изготовленный лабораторный блок питания своими руками нуждается в поэтапном включении. Первоначальный запуск проходит с отключенными LM301 и транзисторами. Далее проверяется функция регулирующая напряжение через регулятор Р3.

Если напряжение регулируется хорошо, тогда в схему включаются транзисторы. Их работа тогда будет хорошей, когда несколько сопротивлений R7,R8 начнут балансировать цепь эмиттера. Нужны такие резисторы, чтобы их сопротивление было на максимально низком уровне. При этом тока должно хватать, иначе в Т1 и Т2 его значения будут различаться.

Этот этап регулировки позволяет подсоединять нагрузку к выходному концу блока питания. Следует стараться избегать короткого замыкания, иначе транзисторы тут же перегорят, а вслед за ними стабилизатор LM317.

Дальнейшим шагом буде монтаж LM301. Сперва, нужно удостовериться, что на операционном усилителе в 4 ножке имеется -6В. Если на ней присутствует +6В, то возможно имеется неправильное подключение диодного моста BR2.

Так же подключение конденсатора С2 может быть неверным. Проведя осмотр и исправив дефекты монтажа, можно на 7 ножку LM301 давать питание. Это допустимо делать с выхода блока питания.

На последних этапах настраивается Р1, так чтобы он мог работать на максимальном рабочем токе БП. Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения отрегулировать не так сложно. В этом деле лучше лишний раз перепроверить монтаж деталей, чем получить КЗ с последующей заменой элементов.

Основные радиоэлементы

Чтобы собрать мощный лабораторный блок питания своими руками, нужно приобрести подходящие компоненты:

  • Для питания потребуется трансформатор;
  • Несколько транзисторов;
  • Стабилизаторы;
  • Операционный усилитель;
  • Несколько разновидностей диодов;
  • Электролитические конденсаторы – не более 50В;
  • Резисторы разных типов;
  • Резистор Р1;
  • Предохранитель.

Номинал каждой радиодетали необходимо сверять со схемой.


Блок в конечном виде

Для транзисторов необходимо подобрать подходящий радиатор, который сможет рассеивать тепло. Более того, внутри монтируется вентилятор, для охлаждения диодного моста. Еще один устанавливается на внешнем радиаторе, который будет обдувать транзисторы.

Для внутренней начинки желательно подобрать качественный корпус, так как вещь получилась серьезной. Все элементы следует хорошо зафиксировать. На фото лабораторного блока питания, можно заметить, что на замену стрелочным вольтметрам пришли цифрового устройства.

Фото лабораторного блока питания

!
Сегодня мы с вами соберем мощнейший лабораторный блок питания. На данный момент он является одним из самых мощных на YouTube.

Все началось с постройки водородного генератора. Для запитки пластин автору понадобился мощный блок питания. Покупать готовый блок типа DPS5020 не наш случай, да и бюджет не позволял. Спустя некоторое время схема была найдена. Позже выяснилось, что этот блок питания настолько универсален, что его можно использовать абсолютно везде: в гальванике, электролизе и просто для запитки различных схем. Сразу пробежимся по параметрам. Входное напряжение от 190 до 240 вольт, выходное напряжение — регулируемое от 0 до 35 В. Выходной номинальный ток 25А, пиковый — свыше 30А. Также, блок имеет автоматическое активное охлаждение в виде кулера и ограничения по току, она же защита от короткого замыкания.

Теперь, что касается самого устройства. На фото вы можете видеть силовые элементы.


От одного взгляда на них захватывает дух, но свой рассказ хотелось бы начать совсем не со схем, а непосредственно с того, от чего приходилось отталкиваться, принимая то или иное решение. Итак, в первую очередь, конструкция ограничена корпусом. Это было очень большим препятствием в построении печатных плат и размещении компонентов. Корпус был куплен самый большой, но все равно его размеры для такого количества электроники малы. Второе препятствие — это размер радиатора. Хорошо, что они нашлись в точности, подходящие под корпус.


Как видим радиаторов тут два, но входе построения объединим в один. Помимо радиатора, в корпусе нужно установить силовой трансформатор, шунт и высоковольтные конденсаторы. Они никак не влазили на плату, пришлось их вынести за пределы. Шунт имеет небольшие размеры, его можно положить на дно. Силовой трансформатор был в наличии только таких размеров:


Остальные раскупили. Его габаритная мощность 3 кВт. Это конечно намного больше чем нужно. Теперь можно переходить к рассмотрению схем и печаток. В первую очередь рассмотрим блок-схему устройства, так будет легче ориентироваться.


Состоит она из блока питания, dc-dc преобразователя, системы плавного пуска и различной периферии. Все блоки не зависят друг от друга, например, вместо блока питания можно заказать готовый. Но мы рассмотрим вариант как сделать все своими руками , а вам уже решать, что купить, а что делать также. Стоит отметить, что необходимо установить предохранители между силовыми блоками, так как при выходе из строя одного элемента, он потащит за собой в могилу остальную схему, а это вылетит вам в копеечку.


Предохранители на 25 и 30А в самый раз, так как это номинальный ток, а выдержать они могут на пару ампер больше.
Теперь по порядку о каждом блоке. Блок питания построен на всеми любимой ir2153.


Также в схему добавлен умощненный стабилизатор напряжения для питания микросхемы. Он запитан от вторичной обмотки трансформатора, параметры обмоток рассмотрим при намотке. Все остальное — это стандартная схема блока питания.
Следующий элемент схемы — это плавный пуск.


Установить его необходимо для ограничения тока зарядки конденсаторов, чтобы не спалить диодный мост.
Теперь самая важная часть блока – dc-dc преобразователь.


Его устройство очень сложное, поэтому углубляться в работу не будем, если интересно подробнее узнать про схему, то изучите самостоятельно.

Настало время переходить к печатным платам. Вначале рассмотрим плату блока питания.


На нее не вместились ни конденсаторы, ни трансформатор, поэтому на плате имеются отверстия для их подключения. Размеры фильтрующего конденсатора подбирайте под себя, так как они бывают разных диаметров.

Далее рассмотрим плату преобразователя. Тут тоже можно немного подогнать размещение элементов. Автору пришлось сместить второй выходной конденсатор вверх, так как он не вмещался. Так же можете добавить еще перемычку, это уже на ваше усмотрение.
Теперь переходим к травлению платы.


Думаю, тут нет ничего сложного.
Осталось запаять схемы и можно проводить тесты. В первую очередь запаиваем плату блока питания, но только высоковольтную часть, чтобы проверить не накосячили ли мы во время разводки. Первое включение как всегда через лампу накаливания.


Как видим, при подключении лампочки, она загорелась, а это значит, что схема без ошибок. Отлично, можно установить элементы выходной цепи, а как известно, туда нужен дроссель. Его придется изготовить самостоятельно. В качестве сердечника используем вот такое желтое кольцо от компьютерного блока питания:


С него необходимо удалить штатные обмотки и намотать свою, проводом 0,8 мм сложенным в две жилы, количество витков 18-20.


Заодно можем намотать дросселя для dc-dc преобразователя. Материалом для намотки являются вот такие кольца из порошкового железа.


В отсутствие такого, можно применить тот же материал, что и в первом дросселе. Одной из важных задач является соблюдение одинаковых параметров для обоих дросселей, так как они будут работать в параллели. Провод тот же – 0,8 мм, количество витков 19.
После намотки, проверяем параметры.


Они в принципе совпадают. Далее запаиваем плату dc-dc преобразователя. С этим проблем возникнуть не должно, так как номиналы подписаны. Тут все по классике, сначала пассивные компоненты, потом активные и в последнюю очередь – микросхемы.
Настало время заняться подготовкой радиатора и корпуса. Радиаторы соединим между собой двумя пластинками вот таким образом:


На словах это все хорошо, надо бы заняться делом. Сверлим отверстия под силовые элементы, нарезаем резьбу.


Сам же корпус тоже немного подправим, отломав лишние выступы и перегородки.

Когда все готово, приступаем к креплению деталей на поверхность радиатора, но так как фланцы активных элементов имеют контакт с одним из выводов, то необходимо их изолировать от корпуса подложками и шайбами.

Крепить будем на винты м3, а для лучшей термо передачи воспользуемся не высыхающей термопастой.
Когда разместили на радиаторе все греющиеся части, запаиваем на плату преобразователя ранее не установленные элементы, а также припаиваем провода для резисторов и светодиодов.

Теперь можно тестировать плату. Для этого подадим напряжение от лабораторного блока питания в районе 25-30В. Проведем быстрый тест.


Как видим, при подключении лампы идет регулировка по напряжению, а также ограничения по току. Отлично! И эта плата тоже без косяков.

Тут же можно настроить температуру срабатывания кулера. С помощью подстроечного резистора производим калибровку.
Сам же термистор нужно закрепить на радиаторе. Осталось намотать трансформатор для блока питания на вот таком гигантском сердечнике:


Перед намоткой необходимо рассчитать обмотки. Воспользуемся специальной программой (ссылку на нее найдете в описании под видеороликом автора, пройдя по ссылке «Источник»). В программе указываем размер сердечника, частоту преобразования (в данном случае 40 кГц). Также указываем количество вторичных обмоток и их мощность. Силовая обмотка на 1200 Вт, остальные на 10 Вт. Также нужно указать каким проводом будут мотаться обмотки, жмем кнопку «Рассчитать», тут нет ничего сложного, думаю разберетесь.


Посчитали параметры обмоток и начинаем изготовление. Первичка в один слой, вторичка в два слоя с отводом от середины.


Изолируем все с помощью термоскотча. Тут по сути стандартная намотка импульсника.
Все готово к установке в корпус, осталось разместить периферийные элементы на лицевой стороне таким образом:


Сделать это можно довольно просто, лобзиком и дрелью.

Теперь самая трудная часть — разместить все внутри корпуса. В первую очередь соединяем два радиатора в один и закрепляем его.
Соединение силовых линий будем проводить вот такой 2-ух миллиметровой жилой и проводом сечением 2,5 квадрата.

Также возникли некие проблемы с тем, что радиатор занимает всю заднюю крышку, и там невозможно вывести провод. Поэтому выводим его сбоку.


На этом все, сборка завершена. Перед закрытием крышки проводим тестовое включение.


Блок завелся, теперь закрываем верхнюю крышку и идем тестировать. Для теста сначала воспользуемся лампочками накаливания на 36В 100Вт.


Как видим, блок держит их без труда. Данный вольтамперметр, который купил автор, не может измерить максимальный ток блока даже шунтом, хоть и написано на сайте, что с шунтом может измерять до 50А. Не совершайте такую же ошибку и возьмите себе стрелочный амперметр — надежнее будет. А по поводу проверки — не переживайте, сейчас вы убедитесь в том, что максимальный ток устройства свыше 25А. Для этого воспользуемся предохранителем на 25А и пустим его в короткое замыкание.


Его просто плавит, а это значит, что ток тут больше 25 ампер. Также попробуем плавить различные предметы.


Скрепка, шайба и даже шило — ничто не устояло перед мощью данного блока.


Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Необходимость в лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно. Проработав кучу материала на просторах интернета и набив шишки на собственном опыте, остановился на нижеследующей конструкции. Диапазон регулирования напряжения 0-30 Вольт, ток отдаваемый в нагрузку определяется в основном примененным трансформатором, в моём варианте спокойно снимаю более 5-ти Ампер. Есть регулировка порога срабатывания защиты по току потребляемого нагрузкой, а также от короткого замыкания в нагрузке. Индикация выполнена на ЖК дисплее LSD16х2. Единственным недостатком данной конструкции считаю невозможность трансформации данного источника питания в двуполярный и некорректность показания потребляемого тока нагрузкой в случае объединения полюсов — вместе. В мои цели ставилась задача питать в основном схемы однополярного питания по сему даже двух каналов, как говорится, с головой. Итак, схема узла индикации на МК с его вышеописанными функциями:

Измерения силы тока и напряжения I — до 10 А, U — до 30 В, схема имеет два канала, на фото показания напряжения до 78L05 и после, имеется возможность калибровки под имеющиеся шунты в наличии. Несколько прошивок для ATMega8 есть на форуме, проверенны мной не все. В схеме в качестве операционного усилителя использована микросхема МСР602, ее возможная замена — LM2904 или LM358, тогда подключать питание ОУ нужно к 12 вольтам. На плате заменил перемычкой диод по входу стабилизатора и дроссель по питанию, стабилизатор необходимо ставить на радиатор — греется значительно.

Для корректного отображения величин токов необходимо обратить внимание на сечение и длину проводников включенных от шунта к измерительной части. Совет такой — длина минимальная, сечение максимальное. Для самого лабораторного источника питания, была собрана схема:

Завелась сразу же, регулировка выходного напряжения плавная, так же, как и порог защиты по току. Печать под ЛУТ пришлось подгонять, вот что получилось:

Подключение переменных резисторов:

Расположение элементов на плате БП

Цоколевка некоторых полупроводников

Перечень элементов лабораторного ИП:

R1 = 2,2 KOhm 1W

R2 = 82 Ohm 1/4W
R3 = 220 Ohm 1/4W
R4 = 4,7 KOhm 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 KOhm 1/4W
R7 = 0,47 Ohm 5W
R8, R11 = 27 KOhm 1/4W
R9, R19 = 2,2 KOhm 1/4W
R10 = 270 KOhm 1/4W
R12, R18 = 56KOhm 1/4W
R14 = 1,5 KOhm 1/4W
R15, R16 = 1 KOhm 1/4W
R17 = 33 Ohm 1/4W
R22 = 3,9 KOhm 1/4W
RV1 = 100K trimmer
P1, P2 = 10KOhm
C1 = 3300 uF/50V
C2, C3 = 47uF/50V
C4 = 100nF polyester
C5 = 200nF polyester
C6 = 100pF ceramic
C7 = 10uF/50V
C8 = 330pF ceramic
C9 = 100pF ceramic
D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 diode 2A — RAX GI837U
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V Zener
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 diode 1A
Q1 = BC548, NPN transistor or BC547
Q2 = 2N2219 NPN transistor
Q3 = BC557, PNP transistor or BC327
Q4 = 2N3055 NPN power transistor
U1, U2, U3 = TL081
D12 = LED

Готовые платы выглядят в моём варианте так:

С дисплеем проверял, работает отлично — как вольтметр, так и амперметр, проблема тут в другом, а именно: иногда возникает необходимость в двухполярном напряжении питания, у меня вторичные обмотки трансформатора отдельные, видно из фото стоят два моста, то есть полностью два независимых друг от друга канала. Но вот канал измерения общий и имеет общий минус, посему создать среднюю точку в блоке питания не получится, из-за общего минуса через измерительную часть. Вот и думаю либо делать на каждый канал собственную независимую измерительную часть, или может не так уж часто мне нужен источник с двухполярным питанием и общим нулем… Далее привожу печатную плату, та что пока вытравилась:

После сборки, первое: выставляем фьюзы именно так:

Собрав один канал, убедился в его работоспособности:

Пока сегодня включен левый канал измерительной части, правая висит в воздухе, посему ток показыват почти максимум. Кулер правого канала ещё не поставил, но суть ясна из левого.

Вместо диодов пока что в левом канале (он снизу под платой правого) диодного моста который в ходе экспериментов выкинул, хоть и 10А, поставил мост на 35А на радиатор под кулер.

Провода второго канала вторички трансформатора пока висят в воздухе.

Итог : напряжение стабилизации прыгает в пределах 0.01 вольт во всем диапазоне напряжений, максимальный ток который смог снять — 9.8 А, хватит с головой, тем более, что рассчитывал получить не больше трёх ампер. Погрешность измерения — в пределах 1%.

Недостаток : данный блок питания не могу трансформировать в двухполярный из-за общего минуса измерительной части, да и поразмыслив решил, что оконечники мне не настраивать, поэтому отказался от схемы полностью независимых каналов. Ещё одним из недостатков, на мой взгляд, данной измерительной схемы считаю то, что если соединить полюса — вместе по выходу мы теряем информативность по току потребления нагрузкой из-за общего корпуса измерительной части. Происходит это в следствии запараллеливания шунтов обоих каналов. А в общем источник питания получился совсем не плохой и скоро будет . Автор конструкции: ГУБЕРНАТОР

Обсудить статью СХЕМА ЛАБОРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Лабораторный блок питания с зарядным устройством. Автоматика в быту

ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ  С ФУНКЦИЕЙ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

 

          Предлагаемая схема  отличается от описанной на предыдущей странице наличием операционного усилителя DA2, что позволяет  можно использовать как  любой проволочный резистор сопротивлением 0,01 … 0,05 Ом  и мощностью 1 — 2 Вт, так и кусок подходящего  нихромового или манганинового провода  диаметром 1,5 … 2 мм.  Операционный усилитель  усиливает напряжение шунта до  уровня, необходимого для нормальной работы компаратора микросхемы DA1. Коэффициент усиления  ОУ  DA2  определяется соотношением сопротивлений резисторов R15  и R18  и  определяется  из условия получения  на выходе ОУ напряжения  0,5 … 3 В при выбранном максимальном  выходном токе устройства.   Выходной ток регулируется переменным  резистором R4,  максимальное напряжение на движке которого должно быть равно напряжению на выходе ОУ DA2 при максимальном рабочем токе.  Сопротивление переменного резистора R4 может быть любым в пределах  1 … 100 К, а максимальное напряжение на его движке  определяется сопротивлением резистора R6.  Схема  позволяет получить гораздо больший выходной ток, чем выбранный автором — максимальная величина  тока определяется мощностью силового трансформатора,  элементами силовой цепи и настройкой  узла ограничения выходного тока.  В качестве  DA2 может быть использован практически любой доступный операционный усилитель, например КР140УД1408, КР140УД608, КР140УД708,  mA741   и т.д.   Конденсатор частотной коррекции   C9  может отсутствовать при использовании   ОУ, не требующих его использования.   В случае использования ОУ  типа КР140УД1408 (LM308)   его  припаивают между выводами 1 и 8,  у других ОУ  выводы могут быть иными.

       Лабораторный блок питания отличается от  ранее описанного зарядного устройства  гораздо большим максимальным выходным напряжением.  Автором выбрано напряжение 30В, но  если использовать трансформатор с большим выходным напряжением  и применить более высоковольтные силовые элементы, можно получить гораздо более  высокие значения.  Регулировка выходного напряжения осуществляется переменным резистором R16,  сопротивление которого может быть в пределах 3,3 … 100К.  Верхний предел выходного напряжения определяется сопротивлением резистора R17  из  расчёта  получения напряжения 1,5В на движке переменного резистора R16 в его нижнем, по схеме, положении.             

       

        Схему можно упростить, исключив  регуляторы тока и напряжения, а также измерительную головку,  если  устройство будет использоваться только для зарядки одного типа аккумуляторов.  Вместо переменного резистора — регулятора выходного напряжения  на печатной плате установлен многооборотный подстроечный резистор  R15, а ограничение выходного тока задаётся  делителем на резисторах  R4, R5.

 

 Для исключения выхода из строя  диода VD11  при  случайной переполюсовке аккумулятора  установлен предохранитель FU2.  В  качестве транзисторов VT2, VT3  можно использовать  любые маломощные  транзисторы  соответствующей структуры на напряжение  60В  и ток коллектора 100мА, например КТ209Е,  КТ3102Б  и т.д.   В авторском варианте  схема настраивалась на выходной ток 3,0 А,  но  его легко повысить  до 6А и более, уменьшив номинал резистора R13 до 5,0 кОм. Внешний вид платы показан на рисунке:

 

                 Описанный лабораторный блок питания  можно дополнить  узлом защиты  нагрузки от  неконтролируемого повышения выходного напряжения, например, при пробое выходного транзистора  или неисправности в схеме.  Как это сделать, описано на следующей странице.

   

Остальные схемы смотри далее:

1.  Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов ( главная страница раздела зарядных устройств для автомобилей)

2.  Зарядное устройство с автоматическим отключением от сети

3. Зарядное устройство с ключевым стабилизатором тока

4.  Зарядное устройство с микросхемой TL494

5.  Зарядное устройство с микросхемой TL494 и нормализатором напряжения шунта

6. Зарядное устройство с цифровой индикацией тока и напряжения.

7.  Зарядное устройство с цифровой индикацией и повышенным выходным током до 20А

8.  Зарядное устройство на тиристоре с улучшенными характеристиками и с использованием микросхемы TL494

9.  Зарядное устройство на двух тиристорах и с использованием микросхемы TL494

10.  Зарядное устройство для кислотно-свинцовых необслуживаемых аккумуляторов ёмкостью 4 … 17А/час

11.  Лабораторный блок питания 1,5 -30В, 0-5А + зарядное устройство на MOSFET транзисторе

12.  Лабораторный блок питания + зарядное устройство с усилителем напряжения шунта

13.  Лабораторный блок питания + зарядное устройство с узлом аварийной защиты

14.  Зарядное устройство с периодическим контролем ЭДС аккумулятора ( главная страница раздела зарядных устройств)

 

Мощный блок питания с защитой по току


Каждому человеку, собирающему электронные схемы, необходим универсальный источник питания, позволяющий в широких пределах изменять напряжение на выходе, контролировать ток и при необходимости отключать питаемое устройство. В магазинах подобные лабораторные блоки питания стоят весьма недёшево, но зато собрать такой можно самостоятельно из распространённых радиодеталей. Представленный блок питания включает в себя:
  • Регулировку напряжения до 24 вольт;
  • Максимальный ток, отдаваемый в нагрузку, до 5 ампер;
  • Защиту по току с выбором нескольких фиксированных значений;
  • Активное охлаждение для работы при больших токах;
  • Стрелочные индикаторы тока и напряжения;

Схема регулятора напряжения



Самый простой и доступный вариант регулятора напряжения – схема на специальной микросхеме, называемой стабилизатором напряжения. Наиболее подходящим вариантом является LM338, она обеспечивает максимальный ток в 5 А и минимум пульсаций на выходе. Также сюда подойдут LM350 и LM317, но максимальный ток в этом случае составит 3 А и 1,5 А соответственно. Переменный резистор служит для регулировки напряжения, его номинал зависит от того, какое максимальное напряжение необходимо получить на выходе. Если максимальное выходное требуется 24 вольта – необходим переменный резистор сопротивлением 4,3 кОм. В этом случае нужно взять стандартный потенциометр на 4.7 кОм и соединить параллельно с ним постоянный на 47 кОм, общее сопротивление получится примерно 4.3 кОм. Для питания всей схемы необходим источник постоянного тока с напряжением 24-35 вольт, в моём случае это обычный трансформатор со встроенным выпрямителем. Также можно применять зарядные устройства ноутбуков или другие различные импульсные источники, подходящие по току.
Данный регулятор напряжения является линейным, а значит, вся разница между входным и выходным напряжением приходится на одну микросхему и рассеивается на ней в виде тепла. При больших токах это весьма критично, поэтому микросхема должна быть установлена на большом радиаторе, лучше всего для этого подойдёт радиатор от процессора компьютера, работающий в паре с вентилятором. Для того, чтобы вентилятор не вращался всё время зря, а включался только при нагреве радиатора, необходимо собрать небольшой датчик температуры.

Схема управления вентилятором



В его основе лежит NTC термистор, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры — при увеличении температуры сопротивление значительно уменьшается, и наоборот. Операционный усилитель выполняет роль компаратора, регистрируя изменение сопротивление термистора. При достижении порога срабатывания на выходе ОУ появляется напряжение, транзистор отпирается и запускает вентилятор, вместе с которым загорается светодиод. Подстроечный резистор служит для настройки порога срабатывания, его номинал стоит выбирать исходя из сопротивления термистора при комнатной температуре. Допустим, термистор имеет сопротивление 100 кОм, подстроечный резистор в этом случае должен иметь номинал примерно 150-200 кОм. Главное преимущество этой схемы – наличие гистерезиса, т.е. разницы между порогами включения и выключения вентилятора. Благодаря гистерезису не происходит частого включения-выключения вентилятора при температуре, близкой к пороговой. Термистор выводится на проводках непосредственно на радиатор и устанавливается в любое удобное место.



Схема защиты по току

Пожалуй, самая важная часть всего блока питания – защита по току. Работает она следующим образом: падение напряжение на шунте (резистор сопротивлением 0.1 Ом) усиливается до уровня 7-9 вольт и с помощью компаратора сравнивается с эталонным. Эталонное напряжение для сравнения задаётся четырьмя подстроечными резисторами в диапазоне от нуля до 12 вольт, вход операционного усилителя подключается к резисторам через галетный переключатель на 4 положения. Таким образом, меняя положение галетного переключателя мы можем выбирать из 4-х заранее установленных вариантов токов защиты. Например, можно установить следующие значения: 100 мА, 500 мА, 1,5 А, 3 А. При превышении тока, заданного галетным переключателем, сработает защита, напряжение перестанет поступать на выход и загорится светодиод. Для сброса защиты достаточно кратковременно нажать на кнопку, напряжение на выходе появится вновь. Пятый подстроечный резистор необходим для установки коэффициента усиления (чувствительности), его нужно установить так, чтобы при токе через шунт 1 Ампер напряжение на выходе ОУ было примерно 1-2 вольта. Резистор настройки гистерезиса срабатывания защиты отвечает за «чёткость» защёлкивания схемы, его нужно настраивать в том случае, если напряжение на выходе не пропадает полностью.Данная схема хороша тем, что имеет высокую скорость срабатывания, моментально включая защиту при превышении тока.

Блок индикации тока и напряжения


Большинство лабораторных блоков питания оснащено цифровыми вольтметрами и амперметрами, показывающими величины в виде цифр на табло. Такой вариант компактен и обеспечивает неплохую точность показаний, однако совершенно неудобен для восприятия. Именно поэтому для индикации решено использовать стрелочные головки, показания которых легко и приятно воспринимаются. В случае с вольтметром всё просто – он подключается к выходным клеммам блок питания через подстроечный резистор с сопротивлением примерно 1-2 МОм. Для правильной работы амперметра необходим усилитель шунта, схема которого показана ниже.

Подстроечный резистор необходим для настройки коэффициента усиления, в большинстве случаев его достаточно оставить в среднем положении (примерно 20-25 кОм). Стрелочная головка подключается через галетный переключатель, с помощью которого можно выбирать один из трёх подстроечных резисторов, с помощью которых задаётся ток максимального отклонения амперметра. Таким образом, амперметр может работать в трёх диапазонах – до 50 мА, до 500 мА, до 5А, это обеспечивает максимальную точность показаний при любом токе нагрузки.

Сборка платы блока питания


Плата печатная:

Теперь, когда все теоретические аспекты учтены, можно приступать к сборке электронной части конструкции. Все элементы блока питания – регулятор напряжения, датчик температуры радиатора, блок защиты, усилитель шунта для амперметра собираются на одной плате, размеры которой 100х70 мм. Плата выполняется методом ЛУТ, ниже представлены несколько фотографий процесса изготовления.



Силовые дорожки, по которым течёт ток нагрузки, желательно залудить толстым слоем припоя для уменьшения сопротивления. Сперва на плату устанавливаются мелкие детали.

После этого все остальные компоненты. Микросхему 78L12, питающую датчик температуры и кулер, необходимо установить на небольшой радиатор, место для которого предусмотрено на печатной плате. В последнюю очередь на плату запаиваются провода, на которых выводятся вентилятор, термистор, кнопка сброса защиты, галетные переключатели, светодиоды, микросхема LM338, вход и выход напряжения. Вход напряжения удобнее всего подключить через DC разъём, при этом необходимо учитывать, что он должен обеспечивать большой ток. Все силовые провода необходимо использовать соответствующего току сечения, желательно медные. Плюс выхода с печатной платы идёт к выходным клеммам не напрямую, а через тумблер с двумя группами контактов. Вторая группа при этом включает и выключает светодиод, показывающий, подаётся ли на клеммы напряжение.




Сборка корпуса


Корпус можно как найти готовый, так и собрать самостоятельно. Изготовить его можно, например, из фанеры и ДВП, как я и сделал. В первую очередь вырезается прямоугольная передняя панель, на которой будут установлены все органы управления.

Затем изготавливаются стенки и днище ящика, конструкция скрепляется воедино саморезами. Когда готов каркас, можно устанавливать внутрь всю электронику.

Органы управления, стрелочные головки, светодиоды устанавливаются на свои места в передней панели, плата укладывается внутри корпуса, радиатор с вентилятором крепятся на заднюю панель. Для крепления светодиодов используются специальные держатели. Выходные клеммы желательно продублировать, тем более что место позволяет. Размеры корпуса получились 290х200х120 мм, внутри корпуса остаётся ещё много свободного пространства, и туда может уместиться, например, трансформатор для питания всего аппарата.







Настройка


Несмотря на множество подстроечных резисторов, настройка блока питания довольно проста. Первых делом калибруем вольтметр, подключив к выходным клеммам внешний. Вращая подстроечный резистор, включенный последовательно со стрелочной головкой вольтметра добиваемся равенства показаний. Затем подключаем на выход какую-либо нагрузку с амперметром и калибруем усилитель шунта. Вращая каждый и трёх подстрочных резисторов добиваемся совпадений показаний на каждом из трёх диапазонов измерений амперметра – в моём случае это 50 мА, 500 мА и 5А. Далее устанавливаем необходимые токи защиты с помощью четырёх подстроечных резисторов. Сделать это несложно, учитывая, что штатный амперметр уже откалиброван и показывает точный ток. Плавно повышаем напряжение (при этом повышается и ток) и смотрим, при каком токе срабатывает защита. Затем вращаем каждый из резисторов, устанавливая четыре нужных тока защиты, между которыми можно переключаться с помощью галетного переключателя. Теперь осталось лишь установить нужный порог срабатывания датчика температуры радиатора – настройка закончена.

Смотрите видео


Двойные операционные усилители с однополярным питанием

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Title (LM358 — Двойные операционные усилители с однополярным питанием) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать application / pdf

  • LM358 — Двойные операционные усилители с однополярным питанием
  • на полу
  • Использование схемных решений, усовершенствованных для Quad Operational Усилители, эти сдвоенные операционные усилители отличаются низким энергопотреблением, диапазон входного синфазного напряжения, простирающийся до земли / VEE, и однополярное или раздельное питание.
  • 2021-07-12T15: 45: 29-07: 00BroadVision, Inc.2021-07-12T15: 46: 56-07: 002021-07-12T15: 46: 56-07: 00Acrobat Distiller 21.0 (Windows) uuid: 2d827183- f046-465d-9276-7153d349f08fuuid: ba37c4a3-fa5b-4b18-b0b0-3b9c686830a4 конечный поток эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > транслировать HtWI-G) r-P: BAn ^ Ո bt7 # v | _ ~ K ^ {; ‘i ڸ G! |} ӉoWj

    Патент США на источник питания с двойным напряжением (Патент № 5,337,205, выдан 9 августа 1994 г.)

    ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Это изобретение в целом относится к регуляторам тока и, в частности, к устройству твердотельной схемы шунтирования тока для управления величиной тока, подаваемого на нагрузку.

    Уровень техники

    Твердотельные регуляторы тока обычно используются вместе с источниками питания для защиты электрических цепей и подключенных к ним устройств. Такие регуляторы обычно используются в системах отключения при прерывании цепи для 3-фазных линий электропередач. В этом приложении твердотельный регулятор тока контролирует величину тока, подаваемого от 3-фазной линии питания к источнику питания системы. Когда величина мощности в линии превышает предписанный предел, регулятор тока реагирует, шунтируя избыточный ток от линии к заземлению системы.

    Известные регуляторы тока можно разделить на линейные регуляторы шунтирующего типа или переключаемые регуляторы шунтового типа. Типичный линейный стабилизатор шунтового типа включает в себя резистор и стабилитрон, расположенные последовательно между линией тока и землей, причем их взаимосвязь управляет базой транзистора Дарлингтона P-N-P. Когда величина тока в линии превышает напряжение пробоя стабилитрона, транзистор Дарлингтона включается, и избыточный ток из линии тока шунтируется через транзистор Дарлингтона на землю.Этот тип регулятора полезен и желателен, когда текущий уровень в линии низкий. Однако он потребляет значительное количество энергии из-за регулируемого напряжения на транзисторе, когда уровень тока в линии высокий. В приложениях, где невозможно рассеять значительный уровень тепла или где пространство или стоимость не подходят для теплоотводящих устройств, этот тип шунтирующего устройства неприемлем.

    Устройства коммутируемого шунтирования тока обычно включают более сложную схему, позволяющую шунтировать путь тока от линии к земле.Например, в патенте США No. № 4809125, Мацко и др., В схеме источника питания используется ИС индивидуальной конструкции (интегральная схема) для контроля уровня тока в линии и управления смещением на транзисторе, который избирательно позволяет шунтировать избыточный ток из линии в земля. Другой известный тип устройства шунтирования переключаемого тока использует компаратор и схему делителя напряжения на входе компаратора для определения, когда включить транзистор, который шунтирует избыточный ток от линии к земле.

    Хотя коммутируемые токовые шунтирующие устройства могут управляться так, чтобы они не вызывали проблемы рассеивания тепла (знакомой с линейными шунтирующими регуляторами), они также не безошибочны. Одной из наиболее значительных проблем, связанных с устройством шунтирования с коммутацией тока, является его тенденция к созданию неприемлемых уровней шума. Это может значительно ухудшить работу схемы в некоторых приложениях. Например, в системе отключения при прерывании цепи, использующей трансформаторы тока для измерения и индукции тока из линии, устройство коммутируемого шунтирования тока может повлиять на электромагнетизм трансформаторов тока и заставить их искажать истинные уровни тока в линии.При определенных условиях электромагнитный поток в датчике разрушается, вызывая ток датчика до такой степени, что система отключения определит, что произошла неисправность, и выдаст команду прерывания.

    В идеале устройство коммутируемого шунтирования тока в системе отключения при прерывании цепи соединяет трансформаторы тока с относительно низким напряжением и быстро накапливает высокий уровень энергии при включении питания, так что отключающий соленоид может быть быстро включен после обнаружения сбоя. ложное состояние неисправности.Подключение трансформаторов тока к относительно высокому напряжению отрицательно повлияет на электромагнетизм трансформаторов тока, как описано выше, а неспособность быстро накопить высокий уровень энергии при запуске не позволяет расцепителю оперативно устранять неисправность в системе. Известные схемы электропитания расцепителя нарушают эти идеалы, накапливая в течение чрезмерно длительного периода времени большие количества энергии на более низких уровнях и препятствуя быстрому устранению неисправности расцепителем в системе.

    Соответственно, существует потребность в источнике питания, который преодолевает вышеупомянутые проблемы, связанные с предшествующим уровнем техники.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Настоящее изобретение обеспечивает источник питания в виде регулятора тока, работающий практически без шума и не выделяющий чрезмерного тепла.

    Настоящее изобретение также обеспечивает регулятор тока, в котором используется первый шунтирующий тракт для регулирования тока для токов нормального уровня и второй шунтирующий тракт для регулирования тока для токов более высокого уровня.

    Согласно другому варианту осуществления настоящее изобретение обеспечивает устройство шунтирования коммутируемого тока для использования в системе отключения при прерывании цепи, которая подключает трансформаторы тока к относительно низкому напряжению питания и быстро накапливает высокий уровень энергии при включении питания при конденсатор напряжения отключения, так что соленоид отключения может быть активирован сразу после обнаружения ложной неисправности. Это предотвращает подключение трансформаторов тока к относительно высокому напряжению во время нормальной работы и, следовательно, поддерживает высокие характеристики электромагнетизма трансформаторов тока.

    В еще одном и более конкретном варианте осуществления настоящего изобретения устройство коммутируемого шунтирования тока в системе отключения при прерывании цепи подключает трансформаторы тока к относительно низкому напряжению, и оно быстро накапливает высокий уровень энергии при включении питания, так что отключение соленоид может быть немедленно включен после обнаружения ложной неисправности. Устройство регулирует ток питания от трансформаторов тока к конденсатору напряжения отключения и к конденсатору питания на входе схемы регулирования напряжения.Трансформатор тока заряжает конденсатор напряжения отключения до первого заданного уровня напряжения, а схема шунтирования тока шунтирует ток, проходящий от трансформатора тока к конденсатору питания, так что во время нормальной работы конденсатор питания заряжается до второго заданного уровня напряжения, который меньше первого предписанного уровня напряжения. В ответ на зарядку конденсатора напряжения отключения до первого заданного уровня напряжения току питания разрешается течь от трансформатора тока к конденсатору питания, и конденсатор напряжения отключения изолируется от конденсатора питания, как только конденсатор отключения заряжается до первого уровня. заданный уровень напряжения.Это изолирует трансформатор тока от обнаружения высокого напряжения на конденсаторе напряжения отключения, позволяя быстро получить напряжение высокого уровня на конденсаторе напряжения отключения.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    Другие цели и преимущества изобретения станут очевидными после прочтения следующего подробного описания и после ссылки на чертежи, на которых:

    РИС. 1 — блок-схема схемы в соответствии с настоящим изобретением для управления величиной тока питания от источника тока к нагрузке;

    РИС.2 — схематическая диаграмма варианта осуществления схемы, показанной на фиг. 1 для конкретного приложения;

    РИС. 3 — блок-схема альтернативной схемы расположения также в соответствии с настоящим изобретением;

    РИС. 4 — схематическая диаграмма варианта осуществления схемы, показанной на фиг. 3 для конкретного приложения.

    Хотя изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, конкретные варианты его осуществления показаны в качестве примера на чертежах и будут подробно описаны в данном документе.Однако следует понимать, что это не предназначено для ограничения изобретения конкретными раскрытыми формами. Напротив, целью является охват всех модификаций, эквивалентов и альтернатив, подпадающих под сущность и объем изобретения, как это определено прилагаемой формулой изобретения.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

    Настоящее изобретение имеет прямое применение для измерения и шунтирования избыточного тока на пути тока в системе распределения электроэнергии.Хотя настоящее изобретение дает преимущества для любого типа источника тока, оно особенно полезно для контроля и шунтирования тока в цепях, потребляющих энергию от трехфазных линий электропередач.

    Теперь обратимся к чертежам. На фиг. 1 представляет собой блок-схему, изображающую вариант осуществления настоящего изобретения для общего применения. Показана схема 10, регулирующая величину тока, подаваемого от источника 12 тока по линии 14 к нагрузке 16. Ток по линии 14 проходит через блокирующий диод 18 и заряжает конденсатор 20.Когда ток источника превышает первый пороговый уровень и заряжает конденсатор 20 до заданного напряжения, схема 22 линейного шунтирующего регулятора позволяет току течь к нейтральному выводу 24 схемы, тем самым шунтируя избыточный ток на землю.

    На выходе схемы 22 линейного шунтирующего регулятора подается сигнал напряжения датчика, пропорциональный току, проходящему через схему 22 линейного шунтирующего регулятора. Схема 26 переключения принимает как сигнал напряжения датчика, так и сигнал опорного напряжения (не показано. на фиг.1), последний из которых также предпочтительно пропорционален току питания, чтобы определить, превысил ли уровень тока в линии второй пороговый уровень. Если уровень тока в линии превысил этот второй уровень, дополнительный путь шунтирования через вторую схему 28 шунтирования избирательно активируется для обеспечения необходимого регулирования тока, когда ток в линии 14 находится на высоком уровне.

    РИС. 2 — схематическая диаграмма варианта осуществления схемы, показанной на фиг.1 для специального применения контроля и шунтирования тока в цепях, потребляющих энергию от трехфазных линий электропередач. На фиг. 2, ток, подаваемый в линию 14, представляет собой суммирование тока, измеренного от трехфазного устройства линии электропередачи (не показано). Трансформаторы тока (не показаны) обеспечивают наведенный ток от трех фаз (A, B, C и N) и суммирование замыканий на землю (GF = .SIGMA. (A + B + C + N) до одной из четырех двухполупериодных выпрямители 32, 34, 36 и 38, выходы которых соединены между собой на аноде диода 18 для обеспечения тока на линии 14.

    Выпрямители могут использоваться для обеспечения желаемого интерфейса между трехфазными линиями и остальными аспектами схемотехники, чтобы можно было точно контролировать трехфазные линии. С левой стороны каждого из выпрямителей сигналы тока отрицательной фазы проходят через серию нагрузочных резисторов 40, 42, 44 и 46. Значения этих нагрузочных резисторов выбираются для нескольких фаз и трансформаторов тока, так что известные напряжения могут быть развитыми, которые соответствуют значениям тока в линии 14.Затем полученные напряжения используются для последующей обработки и анализа неисправностей микрокомпьютером 48, например, в системе отключения или системе контроля тока. Дополнительную информацию о применимой системе отключения можно найти в патенте США No. № 5,136,457, поданной 31 августа 1989 г. и озаглавленной «Система отключения автоматического выключателя, управляемая процессором, имеющая интеллектуальную номинальную вилку», и к патенту США No. № 4331999, озаглавленный «Прерыватель цепи с цифровым расцепителем и источником питания», каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки.

    С правой стороны каждого выпрямителя суммируются положительные фазные токи, которые служат источником тока, подаваемого на линию 14.

    Ток, подаваемый по линии 14, отслеживается и реагирует на два разных порога, как описано в связи с фиг. 1. Первый порог устанавливается стабилитроном 50, транзистором 52 и резистором 54 в цепи линейного шунтирующего стабилизатора 22. Когда напряжение на конденсаторе 20 заряжается за пределами области пробоя стабилитрона 50, база-эмиттер переход транзистора 52 становится смещенным в прямом направлении, и путь тока идет от линии 14 через переход база-эмиттер транзистора 52 и через резистор 54 к земле или назначенному общему нейтральному выводу.

    Второй пороговый уровень определяется в схеме переключения 26 парой резисторов 56 и 58 на входе компаратора 60. Компаратор 60 контролирует напряжение на эмиттере транзистора 52 через резистор 61. Это напряжение эмиттера увеличивается пропорционально избыточному току в линии 14. Когда напряжение эмиттера достигает опорного напряжения, установленного резисторами 56 и 58, компаратор 60 позволяет второй шунтирующей схеме 28 обеспечить дополнительное шунтирование избыточного тока из линии 14.

    Подобно напряжению на эмиттере транзистора 52, опорное напряжение, устанавливаемое через резисторы 56 и 58, также пропорционально току питания в линии 14. Скорость увеличения опорного напряжения по отношению к линейному напряжению, удерживаемому на линии 14. Конденсатор 20 определяется соотношением резисторов 56 и 58. Используя соотношение 10: 1 между резисторами 56 и 58, например, на каждые десять вольт повышенного заряда конденсатора 20 опорное напряжение увеличивается на один вольт.Напротив, напряжение на эмиттере транзистора 52 следует за линейным напряжением, удерживаемым конденсатором на 20 вольт на вольт выше напряжения пробоя стабилитрона. Таким образом, хотя оба уровня напряжения увеличиваются вместе с током питания, поскольку они контролируются компаратором 60, используя приведенный выше пример, напряжение на эмиттере транзистора 52 будет увеличиваться (или уменьшаться) в десять раз быстрее, чем опорное напряжение, определяемое резисторы 56 и 58.

    Эти зависящие от линии уровни напряжения используются компаратором для обеспечения гистерезисного управления второй шунтирующей схемой 28.Положительная обратная связь вокруг компаратора 60 обеспечивается резистором 62 и конденсатором 64, чтобы заставить выходной сигнал компаратора 60 следовать эмиттерному напряжению транзистора 52 и, следовательно, напряжению на линии 14. Как только линейное напряжение достигает второго порога, компаратор 60 включает вторую схему 28 шунтирования, которая определена на фиг. 2 транзисторами 66 и 68 и резисторами 70 и 72, чтобы разрядить конденсатор 20 в течение короткого промежутка времени через соответствующие пути тока, определяемые переходом база-эмиттер транзистора 52 и резистором 54, переходами база-эмиттер транзисторов 66 и 68 и резисторы 70 и 72, нагрузка 26 и резисторы 56 и 58.В зависимости от периода разряда конденсатора 20 и связанных с ним путей разряда частота переключения выше, чем характеристика * LR * трансформатора тока и цепей нагрузки. Таким образом, когда происходит переключение, это не оказывает отрицательного воздействия на электромагнетизм.

    В качестве примера рассмотрим следующие значения для компонентов, показанных на фиг. 2: резисторы 54, 56, 58, 61, 62, 70 и 72, имеющие значения 20, 100 кОм, 10 кОм, 4,7 кОм, 100 кОм, 1,8 кОм и 1,8 кОм соответственно; и конденсаторы 20 и 64, имеющие номиналы 100 мкФ и 2200 пикофарад соответственно.Кроме того, предположим, что стабилитрон 50 имеет пробой 12 В, а транзисторы 52, 66 и 68 относятся к типам TIP41, 2N3904 и TIP142 соответственно. Компаратор 60 может быть реализован с использованием схемы обычного операционного усилителя типа LM358.

    В этом примере до того, как в линии 14 возникнет какой-либо избыточный ток, выход компаратора 60 будет в низком логическом состоянии, и транзисторы 52, 66 и 68 не будут шунтировать ток из линии 14. Следовательно, Напряжение на эмиттере транзистора 52 будет примерно на уровне нейтрального вывода 24.Когда избыточный ток заряжает конденсатор 20 до такой степени, что достигается напряжение пробоя стабилитрона 50, транзистор 52 начинает шунтировать ток из линии 14, тем самым вызывая уровень опорного напряжения резисторов 56 и 58 до падает на одну десятую скорости напряжения на эмиттере транзистора 52. Выход компаратора 60 будет оставаться низким до тех пор, пока линейное напряжение не заставит напряжение на эмиттере транзистора 52 превысить опорное напряжение, при этом выход компаратора 60 перейдет в высокое состояние.

    Когда на выходе компаратора 60 будет высокий уровень, транзистор 68 будет потреблять ток из линии 14, чтобы позволить напряжению на конденсаторе 20 медленно разряжаться из линии 14 на катодной стороне диода 18 через транзистор 66 и резисторы 70 и 72, схема 22 линейного шунтирующего регулятора, нагрузка 16 и схема 26 переключения. Скорость разряда по существу определяется постоянной времени RC этих компонентов. Блокирующий диод 18 не позволяет транзистору 68 разряжать конденсатор 20, так что выходной сигнал компаратора 60 остается высоким в течение заданного времени разряда.Постоянная времени RC, определяемая резистором 62 и конденсатором 64, также определяет частоту, при которой выходной сигнал компаратора 60 будет переходить от низкого уровня к высокому, предполагая, что в линии 14 постоянный ток.

    Также важно отметить, что существует незначительное количество тепла, генерируемого через схему 22 линейного шунтирующего регулятора, и отсутствие шума, генерируемого второй схемой шунтирования 28 при низких уровнях тока ниже уровня переключения. Рассеиваемым теплом можно пренебречь, потому что транзистор 52 требуется только для шунтирования низких уровней тока от линии 14, а связанный с ним шунтирующий путь определяется резистором 54, имеющим, например, относительно небольшое значение, например, относительно небольшое.г., 20 Ом.

    Отсутствие шума является следствием выборочно регулируемой ширины полосы трансформаторов тока и гистерезиса, чтобы обеспечить частую скорость прохождения на выходе компаратора 60. Эта частота является относительно быстрой, так что генерируемый шум ограничен и выше ширины полосы трансформаторов тока. Таким образом, устраняется проблема шума, которая является общей для многих схем переключаемого шунтирующего регулятора тока предшествующего уровня техники.

    Соответственно, за счет использования схемы 22 линейного шунтирующего регулятора для текущего низкого уровня тока и выборочного включения второй шунтирующей схемы 28 для шунтирования тока более высокого уровня только на короткие промежутки времени и на относительно высокой частоте устраняются проблемы с шумом и нагревом Регуляторов тока предшествующего уровня техники можно избежать.

    Теперь обратимся к фиг. 3, основная блок-схема фиг. 1 был модифицирован для включения изолированного напряжения срабатывания соленоида высокого уровня (обозначенного как «VT») на конденсаторе 78, внешнем источнике 80 питания и соответствующем ограничителе 82 напряжения источника питания. Источник 12 питания является первичным источником мощности, и внешний источник 80 питания является необязательным вторичным источником энергии. Оба питают регулятор напряжения 83, и только источник 12 питания питает конденсатор 78. Ограничитель 82 напряжения источника питания используется для предотвращения того, чтобы напряжение, обеспечиваемое внешним источником 80 питания, приводило к срабатыванию второй шунтирующей схемы 28 ‘.

    Напряжение отключения V T изолировано от напряжения на конденсаторе 20 ‘схемой 84, включающей диод 86, триггер Шмидта 88 и переключатель 90. Обычно схема 84 работает при включении питания, позволяя конденсатору 78 заряжаться до высокий уровень напряжения (например, 20 В), при котором путь от источника 12 тока переключается с пути, ведущего к конденсатору 78, на путь, ведущий к конденсатору 20 ‘. Это достигается с помощью переключателя 90 и поддержания уровня напряжения на конденсаторе 20 ‘ниже уровня напряжения на конденсаторе 78, так что диод 86 блокирует ток, проходящий от конденсатора 78 к конденсатору 20’.Первая и вторая шунтирующие цепи 22 ‘и 28’ используются для контроля и поддержания уровня напряжения на конденсаторе 20 ‘, чтобы он не превышал критический уровень.

    В приложениях расцепителя тока, в которых трансформаторы тока используются в качестве источника 12, эта реализация требует, чтобы трансформаторы тока были подключены к высокому уровню напряжения на конденсаторе 78 только на короткий момент, необходимый для зарядки конденсатора 78 до заданного уровня. Как только путь переключается переключателем 90, трансформаторы тока подключаются к относительно низкому уровню напряжения на конденсаторе 20 ‘.Таким образом, как и в идеальной ситуации, система подключает трансформаторы тока к относительно низкому напряжению во время нормальной работы, она быстро накапливает высокий уровень энергии при включении питания, так что отключающий соленоид может быть немедленно включен после обнаружения ложного сигнала. состояние неисправности, и нет отрицательного воздействия на электромагнетизм трансформаторов тока.

    На ФИГ. 4 приведенное выше приложение расцепителя расцепителя показано в подробной схематической форме. Поскольку эта схемная реализация на фиг.4 — модификация схемы фиг. 2 общие компоненты обозначены общими ссылочными позициями.

    Ограничитель 82 напряжения источника питания, как показано, включает в себя стабилитрон 90, обеспечивающий ограничение в 9,1 В, так что на стабилитрон 50 ‘и, следовательно, на вторую схему 28’ шунтирования не будет воздействовать внешний источник 80 питания. В состав ограничителя 82 напряжения источника питания также входят резистор 92 на 120 Ом и диод 94. Резистор 92 ограничивает ток, проходящий от внешнего источника 80 питания, а диод 4 блокирует ток, который в противном случае мог бы проходить от трансформаторы тока 32, 34, 36 и 38 на стабилитрон 90.

    Первая шунтирующая схема 22 ‘и вторая шунтирующая схема 28’ на фиг. 4 работают по существу так же, как соответствующие шунтирующие схемы 22 и 28 на фиг. 2, с переключающей схемой 26 ‘, обеспечивающей ту же функцию переключения для второй шунтирующей схемы 28’, которая была ранее описана для сопоставимых схем 26 и 28 на фиг. 2. В варианте, показанном на фиг. 4 изображены компоненты в этом разделе принципиальной схемы: конденсатор 20 ‘100 мкФ, резисторы 98, 104 и 112, 10 1 кОм.Резистор 100 0 Ом, резистор 102 10 кОм, конденсатор 106 0,0022 мкФ, резистор 108 820 кОм и конденсатор 110 0,001 мкФ.

    Нагрузка, на которую подается энергия, запасенная на конденсаторе 20 ‘на фиг. 4 — регулятор 83 напряжения, который используется для подачи рабочего питания (например, +5 В) на микрокомпьютер 48 и другие цифровые схемы, составляющие часть системы отключения. Обычная вспомогательная схема, обычно связанная с регулятором 83 напряжения, не считается частью настоящего изобретения и поэтому не показана.

    Теперь обратимся к пути тока от трансформаторов тока 32, 34, 36 и 38 к конденсатору 78 (показаны как два параллельных конденсатора 120 и 122 мкФ по 47 мкФ). Напряжение отключения V T быстро передается на конденсатор 78 после включается через блокирующий диод 123. Порог пробоя стабилитрона 124 выбирается на заданном уровне, так что путь тока от трансформаторов тока 32, 34, 36 и 38 к конденсатору 78 отключается, когда требуемое напряжение отключения достиг. Например, порог пробоя стабилитрона 124 на уровне 19 В и желаемое напряжение отключения 20 В приемлемы для включения соленоида 128, который активируется микрокомпьютером 48 через схему 130 пассивного фильтра нижних частот и переключатель 132.

    При достижении порогового уровня стабилитрона 124 стабилитрон 124 проводит ток и через резистор 136 смещения напряжения 10 кОм активирует транзистор 138. Транзистор 138 и другой транзистор 140 выполнены с возможностью действовать как триггер Шмидта. , который, в свою очередь, активирует полевые транзисторы 142 и 144. Триггер Шмидта также включает в себя резистор 150 470 Ом, резистор 152 100 кОм, резистор 154 33 кОм и резистор 154 10 кОм.

    В ответ на активацию полевого транзистора 144 энергия подается на конденсатор 20 ‘по пути тока от трансформаторов тока 32, 34, 36 и 38, так что регулятор 83 напряжения активируется.Например, используя порог пробоя стабилитрона 124 на уровне 19 В и желаемое напряжение срабатывания 20 В, аналоговое напряжение («V A») на конденсаторе 20 ‘номинально составляет 12 В, что достаточно для регулятор напряжения привода с выходом 5 Вольт (например, регулятор типа LM2950).

    Аналоговое напряжение V A затем регулируется первой и второй схемами 22 ‘и 28’ шунтирования, как описано ранее, при этом вторая схема 28 ‘шунтирования шунтирует избыточный ток непосредственно от источника 12 тока.Если напряжение отключения V T падает ниже порогового уровня стабилитрона на стабилитроне 124, ток от трансформаторов тока перенаправляется на конденсатор 78.

    Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в него могут быть внесены многие изменения, не выходящие за рамки сущности и объема настоящего изобретения, которые изложены в следующей формуле изобретения.

    ШИМ-модули

  • ПОСМОТРЕТЬ: ТАЙМЕРНЫЕ МОДУЛИ НА PIC 16F877.Модули CAPTURE / COMPARE / PWM (CCP) в PIC 16F877. Capture-Compare-Pulse-Width-Module (CCP) — это специальный модуль, предназначенный для приложений модуляции и генерации сигналов. Этот модуль в основном работает в трех разных режимах (режимы захвата / сравнения и ШИМ).

  • Три контакта TRIG / PWM подключены к одной и той же электрической точке. То же самое и с тремя контактами GND. Вы можете припаять: 2-контактный 0,2-дюймовый винтовой зажим (тот же тип синих разъемов, который уже находится на плате) к паре больших отверстий ближе к краю, или

  • 12 декабря 2020 г. · Выход Напряжение регулируется регулировкой скважности ШИМ.Модули имеют небольшие размеры и удобны в использовании в разных местах. Описание: Преобразование цифрового сигнала ШИМ 0-100% в аналоговый сигнал. Входным цифровым сигналом может быть сигнал ШИМ 0–100% при уровнях 3,3 В, 5 В или 24 В. Выходной аналоговый сигнал может быть напряжением 0-10 В или напряжением 0-5 В.

  • Возвращаясь к двухканальным сигналам ШИМ, кажется, что модуль ШИМ доставляет дополнительные сигналы ШИМ. Такие ШИМ полезны во многих приложениях, таких как управление шаговым двигателем, управление бесщеточным двигателем постоянного тока, преобразование постоянного тока в постоянный и т. Д.Вот почему он также включен в описание продукта продавца (см. Ниже).

  • ШИМ (МОДУЛЯЦИЯ ШИРИНЫ ИМПУЛЬСА) Этот режим может генерировать сигналы различной частоты и рабочего цикла на одном или нескольких выходных контактах. МОДУЛЬ КПК В микроконтроллере PIC18F452. Микроконтроллер PIC18F452 содержит два встроенных модуля CCP (CCP1 и CCP2). Оба модуля идентичны в работе, за исключением операции запуска специального события.

  • Три контакта TRIG / PWM подключены к одной и той же электрической точке.То же самое и с тремя контактами GND. Вы можете припаять: 2-контактный 0,2-дюймовый винтовой зажим (тот же тип синих разъемов, который уже находится на плате) к паре больших отверстий ближе к краю, или

  • Эта функция устанавливает делитель тактовой частоты ШИМ. в качестве источника тактовой частоты ШИМ. Он также настраивает тактовую частоту модуля ШИМ как деление системных часов. Эти часы используются модулем PWM для генерации сигналов PWM; его частота составляет основу всех сигналов ШИМ.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.