БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
Попалась в интернете недавно любопытная схемка простого, но довольно неплохого блока питания начального уровня, способного выдавать 0-24 В при ток до 5 ампер. В блоке питания предусмотрена защита, то есть ограничение максимального тока при перегрузке. В приложенном архиве есть печатная плата и документ, где приведено описание настройки данного блока, и ссылка на сайт автора. Прежде чем собирать, прочитайте внимательно описание.
Схема БП с регулировкой тока и напряжения
Изначально на фото печатной платы автора были ошибки, печатка была скопирована и доработана, ошибки устранены.
Вот фото моего варианта БП, вид готовой платы, и можно посмотреть как примерно применить корпус от старого компьютерного ATX. Регулировка сделана 0-20 В 1,5 А. Конденсатор С4 под такой ток поставлен на 100 мкФ 35 В.
При коротком замыкании максимум ограниченного тока выдается и загорается светодиод, вывел резистор ограничителя на переднюю панель.
Индикатор для блока питания
Сопротивление используемой головки индикатора и применённый резистор указаны в прилагаемом файле на индикаторе. Выкладываю переднюю панель блока, если кому понадобится для переделки корпус от блока питания АТХ, проще будет переставить надписи и что-то добавить, чем создавать с нуля. Если потребуются другие напряжения, шкалу можно просто подкалибровать, это уже проще будет. Вот готовый вид регулируемого источника питания:
Плёнка — самоклейка типа «бамбук». Индикатор имеет подсветку зелёного цвета. Красный светодиод
Дополнения от BFG5000
Максимальный ток ограничения можно сделать более 10 А. На кулер — кренка 12 вольт плюс температурный регулятор оборотов — с 40 градусов начинает увеличивать обороты. Ошибка схемы особо не влияет на работу, но судя по замерам при КЗ — появляется прирост проходящей мощности.
Силовой транзистор установил 2n3055, все остальное тоже зарубежные аналоги, кроме BC548 — поставил КТ3102. Получился действительно неубиваемый БП. Для новичков-радиолюбителей самое-то.
Выходной конденсатор поставлен на 100 мкФ, напряжение не скачет, регулировка плавная и без видимых задержек. Ставил из расчёта как указано автором: 100 мкф ёмкости на 1 А тока. Авторы:
Форум по БП
Форум по обсуждению материала БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками
Вот очередная версия лабораторного блока питания с напряжением от 0 до 30 В и регулировкой потребляемого тока 0-2 А, что всегда бывает полезно, когда используется БП для настройки самодельных схем или когда они неизвестные приборы запускаются в первый раз.
Схема ИП с регулировкой тока и напряжения
Сама схема питания — это популярный комплект из таких элементов:
- Сам регулируемый стабилизатор, в котором заменен T1 — BC337 на BD139, T2 — BD243 на BD911
- D1-D4 — диоды 1N4001 заменены на RL-207
- C1 — 1000 мкФ / 40 В заменен на 4700 мкФ / 50 В
- D6, D7 — 1N4148 на 1N4001
У используемого трансформатора есть напряжения: 25 В, 2 А и 12 В, которое полезно для управления вентилятором, охлаждающим радиатор и силовые диоды на панели. Для этого была создана небольшая плата с мостовым выпрямителем, фильтрующими конденсаторами и стабилизатором LM7812 (с радиатором).
Внутри корпуса лабораторного источника питания размещены трансформатор, плата самого регулируемого блока питания, платы стабилизаторов — 12 В и 24 В, радиатор с охлаждающим вентилятором (запускается при 50 С).
На передней части корпуса установлены выключатель, три светодиода, информирующих о состоянии блока питания (сеть 220 В, включение вентилятора и защита — ограничение тока или короткое замыкание), синие и красные LED дисплеи с наклеенной на них затемняющей пленкой. Рядом с дисплеями расположены регулирующие потенциометры, а справа выводы питания. На задней части корпуса имеется разъем для сети, предохранитель и охлаждающий вентилятор 60×60 мм.
Что касается индикаторных дисплеев, они показывают:
- синий — текущее напряжение в вольтах V
- красный — текущий ток в амперах A
Источник питания получился реально удобный и надёжный. Вся сборка заняла несколько дней. Что касается охлаждения, оно включается только при высокой нагрузке и то на короткое время, примерно на пару минут.
С этим БП удобно работать даже при слабом освещении, так как яркости индикаторов хватает с головой. Если хотите повысить ток до 3-4 ампера, выбирайте трансформатор по-мощнее и транзисторы регулятора, с хорошим запасам по току. Ещё пару неплохих схем источников питания смотрите по ссылкам:
Регулируемый блок питания 0-24v 5a
|
R1 180R 0,5W R2 6К8 0,5W R3 10k (4k7 – 22k) reostat R5 7k5 0,5W R6 0.22R 5W (0,15- 0.47R) R7 20k 0,5W R8 100R (47R – 330R) |
C1 1000 x35v (2200 x50v) C2 1000 x35v (2200 x50v) C3 1 x35v C4 470 x 35v C5 100n ceramick (0,01-0,47) F1 5A |
T1 KT816 (BD140) T2 BC548 (BC547) T3 KT815 (BD139) T4 KT819(КТ805,2N3055) T5 KT815 (BD139) VD1-4 КД202 (50v 3-5A) VD5 BZX27 (КС527) VD6 АЛ307Б, К (RED LED) |
Регулируемый стабилизированный блок питания – 0-24V, 1 – 3А
с ограничением тока.
Блок питания (БП) предназначен для получения регулируемого стабилизированного выходного напряжения от 0 до 24v при токе порядка 1-3А, проще говоря чтобы не покупали вы батарейки, а использовали его для эксперементов со своими конструкциями.
В блоке питания предусмотрена так называемая защита т е ограничение максимального тока.
Для чего это нужно? Для того что бы этот БП служил верой и правдой, не боясь коротких замыканий и не требовал ремонта, так сказать «несгораемый и неубиваемый»
На Т1 собран стабилизатор тока стабилитрона, т е имеется возможность установки практически любого стабилитрона с напряжением стабилизации менее входного напряжения на 5 вольт
Это значит, что при установке стабилитрона VD5 допустим ВZX5,6 или КС156 на выходе стабилизатора получим регулируемое напряжение от 0 до приблизительно 4 вольт, соответственно — если стабилитрон на 27 вольт , то максимальное выходное напряжение будет в пределах 24-25 вольт.
Трансформатор следует выбирать примерно так- переменное напряжение вторичной обмотки должно быть примерно на 3-5 вольт больше того, которое вы рассчитываете получить на выходе стабилизатора, которое в свою очередь зависит от установленного стабилитрона,
Ток вторичной обмотки трансформатора как минимум должен быть не менее того тока, который нужно получить на выходе стабилизатора.
Выбор конденсаторов по емкости С1 и С2 –примерно по 1000-2000 мкф на 1А, С4 – 220 мкф на 1А
Несколько сложнее с емкостями по напряжению – рабочее напряжение грубо рассчитывается по такой методике – переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора делится на 3 и умножается на 4
(~Uвх:3×4)
Т е – допустим, что выходное напряжение вашего трансформатора порядка 30 вольт – 30 делим на 3 и множим на 4 – получаем 40 – значит рабочее напряжение конденсаторов должно быть более чем 40 вольт.
Уровень ограничения тока на выходе стабилизатора зависит от R6 по минимуму и R8 (по максимуму вплоть до отключения)
При установке перемычки вместо R8 между базой VТ5 и эмиттером VТ4 при сопротивлении R6 равном 0,39 ом ток ограничения будет примерно на уровне 3А,
Как понять «ограничение»? Очень просто – выходной ток даже в режиме короткого замыкания на выходе не превысит 3 А, за счет того что выходное напряжение будет автоматически снижено практически до нуля,,,
А можно ли заряжать автомобильный аккумулятор? Запросто. Достаточно выставить регулятором напряжения , извиняюсь — потенциометром R3 напряжение 14,5 вольта на холостом ходу (т е с отключенным аккумулятором) а потом подключить к выходу блока, аккумулятор, И пойдет ваш аккумулятор заряжаться стабильным током до уровня 14,5в, Ток по мере зарядки будет уменьшаться и когда достигнет значения 14,5 вольта (14,5 в – напряжение полностью заряженного акк) он будет равен нулю.
Как отрегулировать ток ограничения. Выставить на выходе стабилизатора напряжение на холостом ходу порядка 5-7 вольт. Затем к выходу стабилизатора подключить сопротивление примерно на 1 ом мощностью 5-10 ватт и последовательно с ним амперметр. Подстроечным резистором R8 выставить требуемый ток. Правильно выставленный ток ограничения можно проконтролировать выкручивая потенциометр регулировки выходного напряжения на максимум до упора При этом ток, контролируеммый амперметром должен оставаться на прежнем уровне.
Теперь про детали. Выпрямительный мостик – диоды желательно выбирать с запасом по току минимум раза в полтора, Указанные КД202 диоды могут без радиаторов достаточно долго работать при токе 1 ампер, но ежели рассчитываете что вам этого мало, то установив радиаторы можно обеспечить 3-5 ампер, вот только нужно посмотреть в справочнике какие из них и с какой буквой могут до 3 а какие и до 5 ампер. Хочется больше – загляните в справочник и выбирайте диоды помощнее, скажем ампер на 10.
Транзисторы – VT1 и VT4 устанавливать на радиаторы. VT1 будет слегка греться поэтому и радиатор нужен небольшой, а вот VT4 да в режиме ограничения тока будет греться довольно таки хорошо. Поэтому и радиатор нужно подобрать внушительный, можно и вентилятор от блока питания компьютера к нему приспособить – поверьте, не помешает.
Особо пытливым – почему греется транзистор? Ток то течет по нему и чем больше ток, тем больше греется транзистор. Давайте посчитаем – на входе, на конденсаторах 30 вольт. На выходе стабилизатора ну скажем вольт так 13, В итоге между коллектором и эмиттером остается 17 вольт.
Из 30 вольт минусуем 13 вольт получаем 17 вольт (кто хочет видит тут математику, а мне как то на память приходит один из законов дедушки Киргофа, про сумму падений напряжения)
Ну так вот , тот же Киргоф, что то говорил о токе в цепи, наподобие того что какой ток течет в нагрузке, такой же ток и через транзистор VT4 течет. Скажем ампера эдак 3 течет, резистор в нагрузке греется транзистор тоже греется, Так вот тепло это, которым воздух греем и можно назвать мощностью, которая рассеивается… Но попробуем выразиться математически , то бишь
школьный курс физики
P=U×J
где Р— это мощность в ваттах, U – напряжение на транзисторе в вольтах, а J — ток который течет и через нашу нагрузку и через амперметр и естественно через транзистор.
Итак 17 вольт множим на 3 ампера получаем 51 ватт рассеивающийся на транзисторе,
Ну а допустим подключим сопротивление на 1 ом. По закону Ома при токе 3А падение напряжения на резисторе получится 3 вольта и рассеиваемая мощность величиной в 3 ватта начнет греть сопротивление. Тогда падение напряжения на транзисторе: 30 вольт минус 3 вольта = 27 вольт, а мощность рассеиваимая на транзисторе 27v×3A=81 ватт… Теперь заглянем в справочник, в раздел транзисторы. Ежели проходной транзистор т е VТ4 у нас стоит скажем КТ819 в пластмассовом корпусе то по справочнику выходит что он не выдержит т к мощность рассеивания (Рк*max) у него 60 ватт, но зато в металлическом корпусе (КТ819ГМ , аналог 2N3055) – 100 ватт – вот этот подойдет, но радиатор обязателен.
Надеюсь на счет транзисторов более менее понятно, перейдем к предохранителям. Вообще то предохранитель это последняя инстанция, реагирующая на грубые ошибки допущенные вами и «ценой своей жизни» предотвращающая…. Давайте допустим что в первичной обмотке трансформатора по каким то причинам произошло замыкание,или во вторичной. Может от того что перегрелся, может изоляция прохудилась, а может и просто – неправильное соединение обмоток, но предохранителей нет. Трансформатор дымит, изоляция плавится,сетевой провод пытаясь выполнить доблестную функцию предохранителя, горит и не дай бог если на распределительном шите вместо автомата у вас стоят пробоки с гвоздиками вместо предохранителей.
Один предохранитель на ток примерно на 1А больше чем ток ограничения блока питания (т е 4-5А), должен стоять между диодным мостом и трансформатором, а второй между трансформатором и сетью 220 вольт примерно на 0,5-1 ампер.
Трансформатор. Самое пожалуй дорогое в конструкции Грубо говоря чем массивнее трансформатор тем он мощнее. Чем толще провод вторичной обмотки, тем больший ток может отдать трансформатор. Все это сводится к одному – мощности трансформатора. Так как же выбрать трансформатор? Опять школьный курс физики, раздел электротехника…. Опять 30 вольт, 3 ампера и в итоге мощность 90 ватт. Это минимум, который следует понимать так – этот трансформатор кратковременно может обеспечить выходное напряжение 30 вольт при токе 3 ампера, Поэтому желательно накинуть по току запас минимум процентов 10, а лучше все 30-50 процентов. Так что 30 вольт при токе 4-5 ампер на выходе трансформатора и ваш БП сможет часами если не сутками отдавать ток 3 ампера в нагрузку.
Ну и тем кто желает получть максимум по току от этого БП, скажем ампер эдак 10.
Первое – соответствующий вашим запросам трансформатор
Второе – диодный мост ампер на 15 и на радиаторы
Третье – проходной транзистор заменить на два-три соединенных в параллель с сопротивлениями в эмиттерах по 0,1 ом (радиатор и принудительный обдув)
Четвертое- емкости желательно конечно увеличить, но в том случае если БП будет использоваться как зарядное устройство – это не критично.
Пятое – армировать токопроводящие дорожки по пути следования больших токов напайкой дополнительных проводников и соответственно не забывать про соединительные провода «потолще»
Схема подключения запараллеленных транзисторов вместо одного
(VT4)
ПРИМЕЧАНИЕ:
Расположение светодиода на схема верное.Просьба обратить внимание, что на печатной плате допущена ошибка и светодиод(LED Red) следует впаивать в обратно полярности, а не так, как указанно. Приносим свои извинения за допущенную ошибку.
Схемы самодельных блоков питания (Страница 5)
Мощный лабораторный источник питания 0-25В, 7А
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…
3 7736 0
Регулируемый импульсный стабилизатор напряжения с ограничением по току (2-25В, 0-5А)Регулируемый импульсный стабилизатор напряжения с ограничением по току, позволяет не только питать различную аппаратуру стабильным напряжением от 2 до 25 вольт, но и заряжать различные аккумуляторы стабильным током до 5А. Описываемый блок питания позволяет регулировать стабилизированное выходное…
1 5058 0
Источник питания на базе импульсного компьютерного БП (5-15В, 1-10А)Предлагаемое устройство, помимо неплохих технических характеристик, привлекательно тем, что за его основу взят импульсный блок питания отслужившего свой срок IBM-совместимого персонального компьютера. При этом отпадает необходимость в приобретении многих специфических радиоэлементов, изготовлении…
0 4419 0
Двуполярный источник питания для УНЧ на TDA2030, TDA2040 (18В) Блок питания предназначен для работы с усилителями, выполненными на микросхемах TDA2030, TDA2040, ТСА365, ТСА1365. После дополнения соответствующим сетевым трансформатором блок питания можно использовать для усилителей 2×15 Вт, 15 Вт,2 х 45 Вт. Из доступных в торговле трансформаторов подходят…4 5836 0
Регулируемый источник питания на LM317T (1-37В 1,5А)Данный регулируемый источник питания демонстрирует применение интегральной схемы LM317T. Источник в форме модуля может быть использован везде, где требуется напряжение в диапазоне от 1 до 37 В и ток до 1,5 А. Используя его, также можно сконструировать стационарный источник питания с хорошими…
5 5495 2
Регулируемый блок питания на ОУ LM324 (0-30В, 2А)Регулируемый блок питания является одним из основных устройств в ремонтной мастерской или каждого радиолюбителя. Представленный блок питания, несмотря на простоту конструкции, имеет хорошие характеристики. Он дает возможность плавной регулировкивыходного напряжения от 0 до 30 В, а также плавной…
1 9411 10
Лабораторный источник питания на микросхеме LM324 (0-30 В, 1 А)Регулируемый источник питания является одним из основных приборов в электронной лаборатории, ателье или на рабочем месте каждого электронщика. Представленный источник, несмотря на простоту конструкции, имеет хорошие характеристики. Он имеет возможность плавной регулировки выходного напряжения в…
0 6578 0
Блок питания автомобильной радиостанции (13.8В, ЗА )Блок питания предназначен для питания устройств СВ 13,8 В с максимальным током 3 А. Для правильной работы блока питания следует использовать сетевой трансформатор с выходным напряжением 15 В и током, по крайней мере равным току, который дается блоком питания. Монтажный потенциометр служит для…
1 3233 0
Источник питания со стабилизацией на UL7523 (3В)Представляемый стабилизированный источник питания может служить регулируемым источником постоянного напряжения большой стабильности и малого выходного сопротивления. Схема имеет ограничение по току. Благодаря малому уровню пульсаций блок питанияособенно подходит для питания таких устройств, как…
0 3654 0
Источник питания для гибридного трансивера (на лампах и транзисторах)Выпрямитель для питания лампово-полупроводникового трансивера обеспечивает наряду с низковольтным напряжением для питания микросхем и относительно высокое напряжение для электронных ламп, устанавливаемых в усилителе мощности передатчика. Источник питания для гибридного …
0 2878 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 … 14Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:
Простой блок питания с регулировкой напряжения и тока. — Радиомастер инфо
Довольно распространенная схема такого блока питания выполнена на двух транзисторах, силовом p-n-p КТ818 и усилителе КТ815. Схема для начинающих и они часто задают вопрос, можно ли выполнить эту схему на более распространенном силовом n-p-n транзисторе. Сделать можно, результаты даже лучше, чем на КТ818. О том, как это сделать рассказано в этой статье.
Для начала приведу, базовую, назовем ее так, схему простого блока питания на силовом p-n-p транзисторе КТ818.
Схема простого блока питания состоит из понижающего трансформатора Tr1, двухполупериодного выпрямителя на четырех диодах 1N4007, конденсатора фильтра С1, резистора R1, ограничивающего ток стабилитрона VD1, регулятора напряжения R4, усилителя на Т2, силового транзистора Т1, цепи регулировки тока R5 с ограничителем R2, диода развязки тока базы Т2 и резистора, повышающего стабильность работы схемы при разных токах нагрузки R3.
Максимальное выходное напряжение определяется напряжением вторичной обмотки трансформатора, рабочим напряжением стабилитрона VD1, допустимым напряжением транзисторов Т1 и Т2.
Максимальный ток нагрузки определяется мощностью трансформатора Tr1, соответственно диаметром провода вторичной обмотки, током диодов выпрямителя, максимальным током К-Э транзистора Т1, его коэффициентом усиления и как следствие, его током базы и параметрами транзистора Т2, который должен увеличить малый ток от стабилитрона до необходимого значения тока базы силового транзистора Т1, иначе Т1 полностью не откроется и на выходе не будет увеличения напряжения и тока при повороте соответствующих регуляторов (R4, R5).
Учитывая изложенный выше принцип работы схемы, был изготовлен вариант на силовом транзисторе n-p-n по следующей схеме.
В качестве транзисторов были опробованы несколько вариантов:
Т1 – КТ819, КТ805, КТ829, КТ8109, КТ8101
Т2 – КТ814, КТ816, КТ973
Сочетания транзисторов использовались разные. Наилучшие результаты получены на транзисторах Т1 КТ805БМ и Т2 КТ814В1.
Вот как выглядят детали, примененные в этой схеме:
Диапазон регулировки напряжения и тока самый широкий, падение напряжения на силовом транзисторе Т1 самое низкое и соответственно его нагрев меньше.
Что еще важно учитывать при изготовлении этой, и других подобных схем линейных стабилизаторов.
- Так как все лишнее напряжение падает на силовом транзисторе Т1, он греется. Больше всего он греется при больших тока и низких напряжениях на выходе. Например, при входном напряжении 16В, выходном 5В и токе 2А на транзисторе Т1 будет падать напряжение 11В. При токе 2А мощность, рассеиваемая на этом транзисторе будет равна 2А х 11В = 22Вт. При приблизительной оценке площади радиатора для Т1 получаем значение более 400 см кв. Это пластина 20х20 см или ребристый радиатор с такой же площадью охлаждения.
- Это понижает КПД устройства и делает его применение невыгодным при больших мощностях. Самый простой выход для повышения КПД, подобрать трансформатор с отводами на вторичной обмотке и поставить переключатель. В таком случае при нужном напряжении на выходе 5В на входе можно установить 7В. В этом случае, при том же токе 2А, на транзисторе Т1 будет рассеиваться мощность 4Вт. Это более чем в 4 раза меньше, чем в предыдущем случае.
- Схема простого блока питания не имеет эффективной защиты от короткого замыкания в нагрузке и при неблагоприятных ситуациях (большом токе и нагретом Т1) силовой транзистор Т1 может выйти из строя.
- Вывод. Данная схема удобна при использовании для токов в нагрузке до 1А. Наиболее рациональным в этом случае является изготовление металлического корпуса для блока питания и использования его в качестве радиатора для транзистора Т1. Главное достоинство – простота, отсутствие дефицитных деталей, а также плавная регулировка напряжения и тока делает схему привлекательной.
Материал статьи продублирован на видео:
Простой регулируемый двухканальный линейный блок питания с защитой по току на LM350. Схема
Иногда требуется простой линейный блок питания с регулируемым выходным напряжением и регулируемой функцией ограничения тока. В данной статье представлен простой блок питания с использованием регулируемого стабилизатора LM350, который обеспечивает регулируемое напряжение до 17 В и максимальный выходной ток до 2А.
LM350 имеет более высокую рассеиваемую мощность по сравнению с общедоступным регулируемым стабилизатором напряжения LM317 и, следовательно, имеет более высокий гарантированный выходной ток.
Профессиональный цифровой осциллограф
Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…
Характеристики LM350
Распиновка LM350
Типовое включение LM350
Скачать datasheet LM350 (85,5 KiB, скачано: 216)
Принципиальная схема блока питания приведена на рисунке ниже. Источник питания построен с использованием мостового выпрямителя (BR1), регулируемого стабилизатора напряжения LM350 (IC1), транзисторов BC327(T1) и BC337(T2) и нескольких дополнительных компонентов.
Если использовать трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 18-20 В с номинальным током 2A, с данной схемой мы можете получить выходное напряжение VOUT1 от 1,2 В до примерно 16,5 В, на разъеме CON3, и выходное напряжение VOUT2 от 0 В до 15 В, на разъеме CON2.
Вход регулируемого блока питания защищен предохранителем 2А F1. Конденсаторы С3 и С5 (2200 мкФ) являются основными фильтрующими конденсаторами.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Входное напряжение ограничено максимальным входным напряжением микросхемы LM350. Максимальная рассеиваемая мощность LM350 составляет около 25 Вт.
Согласно datasheet на LM350, входное напряжение LM350 может быть от 3 В до 35 В, а выходное напряжение может регулироваться в диапазоне от 1,2 В до 33 В
Выходное напряжение VOUT1 можно рассчитать по следующей формуле:
VOUT1=1,25В * (1+(VR2+VR3)/R7))
Выходное напряжение VOUT2 примерно на 1,5 В ниже, чем VOUT1, и, следовательно, может начинаться с 0В.
Транзисторы T1 и T2 совместно с потенциометром VR3 образуют блок ограничения по току. Минимальный выходной ток составляет около 0,35 А и зависит от резистора R2 и потенциометра VR3.
Бегунок потенциометра VR3 должен находиться в крайнем правом положении для получения минимального выходного тока, а в крайнем левом положении — для получения максимального выходного тока.
Максимальный выходной ток составляет около 2А. когда VR1 настроен на максимальный выходной ток, T1 и T2 будут открыты, а светодиод LED2 будет светиться. В противном случае транзисторы будут T1 и T2 будут заперты, и LED2 будет выключен.
Конденсаторы С4 и С9 предотвращают переключение транзисторов Т1 и Т2 во время переходных процессов. Выходное напряжение регулируется с помощью потенциометров VR1 и VR3.
VR2 используется для грубой регулировки, в то время как VR3 используется для более точной регулировки выходного напряжения.
Соберите схему на плате. Подайте примерно 18-20 В на разъем CON1. Свечение светодиода LED1 указывает на наличие входного питания. LED2 светится, когда срабатывает ограничение по току.
Скачать рисунок печатной платы (397,5 KiB, скачано: 281)
Лабораторный блок питания 0-30В 3А
Вниманию читателя представлена схема полноценного лабораторного блока питания с регулировкой выходного напряжения и тока, а также с защитой от короткого замыкания на выходе. Данный лабораторный блок может полезно служить в качестве источника питания для запуска, проверки и ремонта различных устройств или для зарядки различных аккумуляторов. Лабораторный блок может обеспечить выходным током до 3А и напряжением до 30В.
Технические характеристики
Напряжение питания (AC) ….. ~12-24В
Собственный ток потребления ….. менее 10мА
Выходной ток ….. 10мА-3А
Схема лабораторного блока питания
Принцип работы схемы
Питание схемы двухполярное. Основное плечо (положительное) выпрямляется диодным мостом VD2, второе плечо (отрицательное), которым питаются ОУ U1 и U3, выпрямляется диодами VD1 и VD4. Также отрицательное плечо имеет стабилизацию -5.6В, которая обеспечивается стабилитроном VD5. Служит отрицательное плечо для более точной работы при низких входных напряжениях операционных усилителей (меньше 1В). Если на входе ОУ потенциал 0.2В относительно GND, то относительно отрицательной шины он будет уже 5.8В, что обеспечит меньшую погрешность и меньшие пульсации при усилении.
Источник опорного напряжения выполнен на операционном усилителе U2. За счет положительной обратной связи, организованной резистором R12, ОУ самовозбуждается. На его выходе начинает происходить рост напряжения до тех пор, пока на инвертирующем и неинвертирующем входах уровень сигналов не сравняется. Это произойдет тогда, когда на выходе U2 напряжение достигнет 11.2В. На входах в этот момент, за счет резистивных делителей, будет по 5.6В. Потенциал 11.2В будет опорным и стабильным (неизменным) при изменении входного напряжения.
Регулировка напряжения лабораторного блока осуществляется с помощью переменного резистора RV2, который включен как потенциометр. Изменяя положение его ползунка, происходит деление опорного потенциала на неинвертирующем входе U3. На инвертирующий вход U3 через делитель R21R15 подается напряжение с выхода лабораторного блока питания. Изменяя опорное напряжение, будет происходить изменение выходного напряжения U3, которое поступает на эмиттерный повторитель. Эмиттерный повторитель состоит из транзисторов VT3 и VT4 включенных по схеме Дарлингтона, для увеличения коэффициента усиления. Транзистор Дарлингтона регулирует выходное напряжение лабораторного блока питания.
Ограничение по току лабораторного блока питания осуществляется потенциометром RV1. Потенциометр задает уровень опорного потенциала на неинвертирующем входе U1. На инвертирующий вход подается потенциал с датчика тока, в роли которого выступает шунт R20R23. Операционный усилитель U1 включен как компаратор. Когда на датчике тока а, следовательно, и на инвертирующем входе U1, напряжение станет больше чем на неинвертирующем входе, тогда на выходе U1 появиться отрицательный потенциал, который через диод VD7 поступит на 3 вывод U3, изменив его опорный потенциал. Таким образом, ограничение тока лабораторного блока питания обеспечивается через регулировку напряжения. Также отрицательный потенциал поступит на базу VT1 через делитель R4R5 и транзистор откроется, потечет коллекторный ток через резистор R3 и светодиод VD3, который засветится, обозначив включение режима ограничения тока.
Защита от КЗ срабатывает через ограничение по току. Резистор R11, включенный в делитель напряжения R8, RV1 и R11, не позволит задать большой порог срабатывания (более 3А) компаратора U1 даже при максимальном сопротивлении потенциометра RV1. Я установил шунт R20R23 общим сопротивлением 0.75Ома, поэтому ток КЗ у меня ограничивается в пределе 2.8 Ампер. Для уменьшения тока короткого замыкания нужно увеличить сопротивление R20R23.
Подстроечным резистором RV3 выставляется ноль на выходе лабораторного блока.
Компоненты лабораторного блока питания
Все номиналы компонентов указаны на схеме. Операционные усилители можно заменить на TL081, LM741.
Элементы VT3, VT4 и VD2 необходимо установить на радиатор. Если корпус ЛБП пластиковый, то изолировать элементы от теплоотвода нет необходимости. Если корпус металлический, то изолировать обязательно, так как коллекторы, а значит и фланцы VT3 и VT4 соединены с положительной шиной питания.
Площадь поверхности теплоотвода будет зависеть от выходного тока, при котором будет эксплуатироваться лабораторный блок питания. Так при эксплуатации его на токах до 3А необходим радиатор с площадью поверхности 600см2. Также, чем больше разность между входным и выходным напряжениями, тем больше тепла будет рассеиваться на силовом транзисторе.
Выбор трансформатора
К выбору трансформатора для этого лабораторного блока нужно отнестись ответственно.
Напряжение вторичной обмотки не должно превышать 24В переменного тока. Связано это с максимальным напряжением питания операционных усилителей TL071 (TL081), которое находится в пределах ±18В (для однополярного напряжения +36В). Выпрямленное напряжение на конденсаторе C3 (без нагрузки) будет в 1.41 раз больше переменного. Так для трансформатора с вторичной обмоткой 24В выпрямленное напряжение будет приблизительно +34В. Также по схеме видно, что минусовые выводы питания операционных усилителей U1 и U3 соединены не с общей шиной, а с отрицательным плечом -5.6В, которое организовано элементами VD1, VD4, R6, C4 и VD5. Таким образом, питание U1 и U3 осуществляется от +39.5В относительно отрицательного плеча, что уже на пределе возможностей TL071 и TL081. При нагрузке блока питания напряжение просядет, но все же…
Поэтому, выходное напряжение трансформатора для данного лабораторного блока ни в коем случае не должно превышать 24В переменного тока, входное не должно быть ниже 12В, так как опорный потенциал на выходе U2 равен удвоенному напряжению стабилитрона VD6 (5.6В), то есть 11.2 Вольта.
Выходной ток трансформатора должен соответствовать выходной нагрузке лабораторного блока. Если он будет эксплуатироваться на токах до 3А, то и ток вторичной обмотки должен быть не ниже 3А.
Печатная плата лабораторного блока питания СКАЧАТЬ
Конструкция блока питания постоянного тока
Постоянный ток и ограничение тока
Часто мы можем просто защитить компоненты источника постоянного напряжения от повреждения, если будет приложена слишком большая нагрузка. Однако нам может потребоваться источник питания, который будет обеспечивать постоянный ток нагрузки. Одно из таких приложений — гальваника.
Никакой источник питания не может обеспечить идеальный постоянный ток. Когда нагрузка на источник питания уменьшается, напряжение повышается, чтобы поддерживать установленный ток.В конце концов мы должны достичь точки, когда поставки больше не смогут этого сделать.
Чтобы обеспечить постоянный ток, нам нужно измерить выходной ток, сравнить с заданным значением и использовать это для управления регулирующим элементом. Вот один из способов добавить постоянный ток (или ограничение тока) к нашему простому регулируемому источнику питания.
Простая схема ограничения тока
В нормальном режиме работы ток течет к нагрузке через TR1. Резистор R5 (обычно около 0.1 Ом) используется для измерения этого тока. Когда напряжение на R1 превышает 0,7 В, Tr3 начинает проводить, включая TR4 и лишая TR1 базового тока. Затем ток нагрузки стабилизируется в точке, где TR3 только начинает проводить. (т.е. VR5 = приблизительно 0,65 В).
Если R5 = 0,05 Ом, выходной ток будет ограничен до
Imax = 0,65 В / 0,1 Ом = 6,5 А
Ограничение переменного тока можно настроить, поместив потенциометр (например, 1 кОм) на R5 и сняв необходимое напряжение.
Прецизионный переменный постоянный ток
Наш «точный источник напряжения» может быть аналогичным образом адаптирован для обеспечения постоянного тока или ограничения тока, как показано здесь.
Как и раньше, R5 определяет потребляемый ток. Резисторы R6, R7, R8, R9 образуют схему моста Уитстона. Значения выбраны таким образом, чтобы не превышались пределы напряжения для ИС. Допустим, мы выбираем
R6 = R7 = 47k и
R8 = R9 = 4,7 тыс.
IC2 измеряет разницу напряжений V2-V1 и усиливает ее.
Как и раньше, TR4 отнимает у TR1 базовый ток, чтобы поддерживать Iout на установленном значении.
R9 настроен на пропускание необходимого тока.
Ограничения этой схемы
Как и в случае с любым источником постоянного тока, по мере увеличения сопротивления нагрузки мы в конечном итоге достигнем точки, когда источник питания больше не может обеспечивать достаточное напряжение для пропускания заданного тока через нагрузку. В этих пределах схема будет работать очень хорошо.
Определение выходного тока
Iвых. = Ie = Ib + Ic
Мы не можем измерить ток эмиттера без увеличения выходного сопротивления при использовании в качестве источника напряжения.Однако при использовании схемы Дарлингтона базовый ток обычно составляет менее 0,1% от тока эмиттера, поэтому Ic является хорошим измерением Ie.
Как и в предыдущей схеме, это устройство может быть легко адаптировано для обеспечения больших выходных напряжений.
(см. Высокое напряжение)
Превратите предел мощности вашего источника питания в предел тока
µModule (микромодуль) LTM9100 от Linear Technology принимает логические входы, которые позволяют его внутреннему изолированному контроллеру переключателя питания управлять переключением MOSFET / IGBT с внешним питанием при напряжении до 1000 В постоянного тока.Он использует барьер гальванической развязки для отделения логических входов от контроллера выключателя питания, который может включать и выключать источники питания высокого напряжения. При этом изолирующий барьер защищает свои низковольтные логические входы от соседнего высоковольтного контроллера переключателя мощности.
Во многих компьютерных приложениях используются высокие напряжения, которыми можно управлять с помощью LTM9100. Одно из таких приложений — промышленные моторные приводы, которые могут работать от 170 до 680 В постоянного тока. Сетевые солнечные системы могут работать с напряжением до 600 В и более.Первичная мощность некоторых современных истребителей составляет 270 В постоянного тока. Литий-ионные аккумуляторы в электромобилях могут достигать напряжения до 400 В.
Кроме того, центры обработки данных рассматривают возможность распределения высоковольтной мощности для снижения тока, потерь в кабелях I 2 R и веса кабелей. В этих типах приложений компьютерные команды могут создавать логические входы, которые позволяют LTM9100 управлять высоковольтной мощностью, которую необходимо включать и выключать с помощью контролируемого пускового тока.
Ключом к защите электропитания LTM9100 является его внутренний барьер гальванической развязки 5 кВ RMS , который отделяет цифровой входной интерфейс от контроллера переключателя питания, который управляет внешним N-канальным MOSFET или IGBT-переключателем ( Рис.1 ). Микромодуль имеет интерфейс I 2 C, который обеспечивает доступ к изолированным цифровым измерениям тока нагрузки, напряжения и температуры шины, что позволяет контролировать мощность и энергию шины высокого напряжения.
1. LTM9100 используется в качестве изолированного драйвера переключателя нагрузки верхнего плеча с использованием внешнего силового МОП-транзистора.Вы можете сконфигурировать этот изолированный контроллер переключателя питания для использования в приложениях как с высокой, так и с низкой стороны (отсюда и его имя Anyside), как показано на Рис.2 . Кроме того, его можно использовать в плавучих приложениях.
Регулируемые пороги блокировки при пониженном и повышенном напряжении гарантируют, что нагрузка будет работать только тогда, когда входное напряжение находится в допустимом диапазоне. Автоматический выключатель с ограничением тока защищает источник питания от перегрузки и короткого замыкания.
Этот изолированный контроллер выключателя питания минимизирует пусковой ток за счет плавного пуска нагрузки. Он достаточно универсален для управления пусковым током в платах с возможностью горячей замены, трансформаторах переменного тока, моторных приводах и индуктивных нагрузках.
Более старый метод управления пусковым током использует термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) или ограничители пускового тока NTC. Эти устройства начинают с высокого сопротивления при комнатной температуре до включения питания или нагрузки; высокое сопротивление ограничивает пусковой ток при включении. Однако, если цепь быстро выключается и включается, ограничения пускового тока не происходит, потому что резистор недостаточно остыл, чтобы восстановить свое высокое сопротивление.
2. LTM9100 может быть сконфигурирован как для работы на стороне высокого, так и на стороне низкого уровня (возврат на землю).Другие методы управления пусковым током включают симисторы перехода через ноль, схемы управления активным коэффициентом мощности (PFC) и индуктивную входную фильтрацию с демпфированием. Они могут быть сложными, громоздкими и в первую очередь для входов переменного тока.
Рис. 3 — упрощенная схема LTM9100, показывающая его изолирующий барьер, который разделяет микромодуль на логическую и изолированную стороны. Для питания изолированной стороны используется полностью интегрированный регулятор напряжения, включая трансформатор, поэтому внешние компоненты не требуются.Логическая сторона содержит драйвер полного моста, работающий на частоте 2 МГц, который связан по переменному току с первичной обмоткой трансформатора. Блокирующий конденсатор постоянного тока предотвращает насыщение трансформатора из-за дисбаланса рабочего цикла драйвера. Трансформатор масштабирует первичное напряжение, которое выпрямляется симметричным удвоителем напряжения. Такая топология снижает синфазные возмущения напряжения на изолированной стороне заземления и устраняет насыщение трансформатора, вызванное вторичным дисбалансом.
Встроенный регулятор напряжения питает 10.4 В и 5 В для контроллера выключателя питания. Изолированные измерения тока нагрузки и двух входов напряжения выполняются 10-разрядным АЦП и доступны через интерфейс I 2 C. Логика и интерфейс I 2 C отделены от контроллера переключателя питания изоляционным барьером 5 кВ RMS , что делает LTM9100 идеальным для систем, в которых контроллер переключателя питания работает с шинами до 1000 В, постоянного тока, . Гальваническая развязка необходима для защиты цепей управления, безопасности оператора и прерывания цепей заземления.
3. Барьер гальванической развязки разделяет LTM9100 на изолированную сторону и логическую сторону. 10-битный АЦП в контроллере переключателя питания контролирует напряжение SENSE на резисторе считывания тока RS. Цепи высокого напряженияуправляются путем кодирования сигналов в импульсы и передачи их через границу изоляции с помощью трансформаторов без сердечника, сформированных в подложке микромодуля, как показано на рис. 4 . Бесперебойная связь гарантируется для переходных процессов в синфазном режиме 50 кВ / мкс.Эта система с обновлением данных, проверкой ошибок, безопасным отключением в случае сбоя и чрезвычайно высокой устойчивостью к синфазным помехам является надежным решением для изоляции двунаправленных сигналов.
Чтобы гарантировать прочный изолирующий барьер, каждый LTM9100 проходит производственные испытания на напряжение 6 кВ RMS . Кроме того, он будет соответствовать стандарту UL 1577, что позволит производителям конечного оборудования сэкономить месяцы на сертификации. Сквозная изоляция на большом расстоянии означает высокий уровень электростатического разряда ± 20 кВ через барьер.
LTM9100 идеально подходит для использования в сетях, где заземление может принимать различные напряжения.Изолирующий барьер блокирует высокие перепады напряжения и исключает контуры заземления и чрезвычайно устойчив к синфазным переходным процессам между плоскостями заземления.
Хотя его основное применение — управление внешним N-канальным переключателем MOSFET, вы также можете использовать IGBT. Это может быть необходимо для приложений с напряжением выше 250 В, где традиционные полевые МОП-транзисторы с достаточным уровнем SOA (безопасная рабочая зона) и низким R DS (ON) могут быть недоступны.
IGBT доступны с номинальным напряжением 600 В, 1200 В и выше.Не все IGBT подходят, однако, только те, которые предназначены для работы на постоянном или близком к постоянному току, как указано в их технических характеристиках рабочих характеристик SOA. Дополнительную озабоченность вызывает напряжение насыщения коллектор-эмиттер IGBT. Пороговое значение сливного штифта составляет 1,77 В. В некоторых случаях напряжение насыщения IGBT, V CE (SAT) , может быть выше, чем это, что требует делителя напряжения на входном контакте Drain.
4. LTM9100 передает сигналы и мощность через изолирующий барьер. Сигналы кодируются в импульсы и проходят через границу изоляции с помощью трансформаторов без сердечника, сформированных в подложке микромодуля.Это обеспечивает чрезвычайно надежную схему двунаправленной связи.IGBT следует выбирать с максимальным пороговым напряжением между затвором и эмиттером, В GE (TH) , что соответствует минимальному хорошему состоянию питания LTM9100 GATE, или В S минимальному UVLO (блокировка при пониженном напряжении) 8,5 В. Пороговое напряжение, указанное в таблице электрических характеристик устройства, часто соответствует очень низким токам коллектора.
Внутренний усилитель (A1), подключенный к контактам Sense, контролирует ток нагрузки через внешний резистор считывания RS, обеспечивая защиту от перегрузки по току и короткого замыкания.В условиях перегрузки по току ток ограничивается до 50 мВ / RS посредством регулирования затвора. Если состояние перегрузки по току сохраняется более 530 мкс, ворота выключаются.
При использовании силового полевого МОП-транзистора LTM9100 контролирует напряжение стока и затвора, чтобы определить, полностью ли усилен полевой МОП-транзистор. После успешного включения полевого МОП-транзистора два сигнала Power Good выводятся на контакты PG и PGIO. Эти штифты позволяют включать и упорядочивать нагрузки. Вывод PGIO также может быть настроен как вход или выход общего назначения.
Перед включением полевого МОП-транзистора оба напряжения питания внутреннего привода затвора V S и V CC2 должны превышать их пороговые значения блокировки при пониженном напряжении. MOSFET отключается до тех пор, пока не будут выполнены все условия запуска.
10-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в контроллере переключателя мощности измеряет напряжение считывания, полученное с усилителя A1. Кроме того, он измеряет напряжения на выводах ADIN2 и ADIN, которые используются для вспомогательных функций, таких как измерение напряжения шины или температуры и т. Д.
Интерфейс I 2 C позволяет читать регистры данных АЦП. Это также позволяет хосту опрашивать устройство и определять, произошла ли неисправность. Вы можете использовать контакт ALERT * на логическом входе в качестве прерывания, чтобы хост мог реагировать на сбой в режиме реального времени. Два контакта с тремя состояниями, ADR0 и ADR1, позволяют программировать восемь возможных адресов устройства. Интерфейс также можно настроить по выводам для однопроводного широковещательного режима, отправляя данные АЦП и информацию о неисправности через вывод SDA на хост без синхронизации линии SCL.Эта однопроводная односторонняя связь упрощает проектирование системы.
Цепи логического управления питаются от внутреннего LDO, который получает 5 В от источника питания VS. Выход 5 В доступен на выводе VCC2 для управления внешними цепями (ток нагрузки до 15 мА). VCC2 развязан внутри конденсатором емкостью 1 мкФ.
В диапазоне температур от -40 o C до 105 o C LTM9100 предлагается в корпусе BGA 22 мм x 9 мм x 5,16 мм с расстоянием утечки 14,6 мм между логической стороной и изолированной стороной.
Почему в настольном блоке питания постоянного тока существуют ограничения по току и напряжению?
Почему блок питания постоянного тока имеет низкий предел выходного напряжения, обычно в диапазоне 18–24 В?
Пределы для большинства настольных источников питания постоянного тока обычно больше равны 5 В или 15–30 В, и это потому, что эти два диапазона охватывают большинство электронных схем. Диапазон 5 В охватывает большую часть цифровой электроники, являясь как старым стандартом 5 В, так и более новым стандартным напряжением 3,3, 2,5, 1,8 и ниже.Более высокий диапазон охватывает большинство аналоговых электронных схем.
Источники питания для напряжений за пределами этого диапазона предназначены для специального использования и поэтому встречаются реже и дороже, чем стандартные настольные источники питания.
Некоторые блоки питания включают оба этих диапазона, а некоторые — только один. Обычная конфигурация — это два выхода с ограничениями 24 или 30 В для питания биполярной аналоговой электроники плюс один сильноточный выход 5 В для питания цифровой части вашей схемы.
Многие настольные источники питания имеют плавающие выходы, так что в крайнем случае вы можете соединить клеммы + и — вместе, чтобы получить до 60 В или около того.Это покрывает даже многие необычные варианты использования, что еще больше снижает потребность в источниках питания с более высоким напряжением, что делает их еще более редкими и более дорогими, чем вы могли изначально предположить.
Почему в блоке питания встроено ограничение по току?
Мы частично перейдем к вашему третьему подвопросу, но, как говорили другие, это потому, что часто бывает полезно иметь один.
Одно из его применений, о котором я еще не упоминал, заключается в том, что это хороший упор для ваших дизайнерских усилий: если вы разработали схему, потребляющую не более, чем, скажем, 330 мА, но вы слышите щелчок реле ограничения тока. работая над схемой, вы знаете, что что-то идет не так.
Еще одно применение состоит в том, что вы должны спроектировать источник питания, который вы в конечном итоге собираетесь включить в готовую конструкцию: вы не хотите создавать схему, которая работает должным образом только при питании от хорошего настольного источника питания! Бородавки низкого качества будут иметь собственное поведение, ограничивающее ток, поэтому вы должны проверить это перед отправкой конечного продукта. Включение ограничения тока — это один из способов сделать это до того, как вы выберете модель поставляемого источника питания.
Например, вы можете подумать, что ваша схема работает нормально при 40 мА, но требует около 200 мА для пускового тока при включении.Итак, протестируйте его: установите на стенде предел тока 200 мА и посмотрите, как он себя ведет. Некоторые схемы будут делать плохие вещи, если ток ограничен во время включения. Если у вас это есть, у вас есть два варианта:
.Закрепите цепь так, чтобы она справлялась с ограниченным током питания во время включения.
Увеличьте выбранный вами предел: очевидно, что вам понадобится более мощный блок питания для поставляемой версии схемы.
Вы не хотите иметь набор из десятков бородавок с разными ограничениями по току, просто чтобы проверить это, точно так же, как вам нужны десятки бородавок с разными напряжениями.Функции ограничения напряжения и тока дополняют друг друга.
Почему при замыкании клемм источника питания выходное напряжение источника питания приближается к нулю?
Что вам говорит закон Ома?
Если сопротивление приближается к нулю, а напряжение остается высоким, ток приближается к бесконечности, что, если разрешено, приводит к возникновению дуговой сварки.
Все реальные цепи имеют ограничение по току. Тот, что есть в вашем верстаке, пытается избавить вас от необходимости соскабливать расплавленный металл с рабочего стола после замыкания клемм.Также ваши руки, лицо и глаза.
Печать
% PDF-1.4 % 2 0 obj > поток application / pdf
Как источник питания регулирует выходное напряжение и ток?
Практические инструкции
Резюме
Как источник питания регулирует выходное напряжение и ток?Описание
CV и CC являются основными режимами работы большинства источников питания.Но что именно происходит внутри блока питания, что дает ему возможность регулировать выходное напряжение или ток в зависимости от нагрузки? Если вы когда-нибудь задумывались об этом, больше не удивляйтесь!
Большинство источников питания регулируют либо свое выходное напряжение, либо выходной ток на постоянном уровне, в зависимости от сопротивления нагрузки относительно выходного напряжения источника питания и настроек тока. Это можно резюмировать следующим образом:
· Если R нагрузка> (V out / I out), то источник питания находится в режиме CV
· Если R нагрузка <(V out / I out), то источник питания находится в режиме CC
Для достижения этой цели все источники питания имеют отдельные контуры управления с обратной связью по напряжению и току для ограничения выходного напряжения или тока в зависимости от нагрузки.Чтобы проиллюстрировать это, на рисунке 1 показана принципиальная схема базового блока питания с последовательным выходом 5 В и 1 А, работающего в режиме постоянного напряжения.
Рисунок 1: Базовая схема источника питания постоянного тока, работа при постоянном напряжении (CV)
Каждый контур / усилитель управления CV и CC имеет опорное входное значение. В этом случае оба эталонных значения составляют 1 вольт. Чтобы регулировать выходное напряжение, усилитель ошибки CV сравнивает свое опорное напряжение 1 вольт с резисторным делителем, который делит выходное напряжение в 5 раз, ограничивая выходное напряжение до 5 вольт.Точно так же усилитель ошибки CC сравнивает свое опорное напряжение 1 В с шунтирующим резистором 1 Ом, расположенным на пути выходного тока, ограничивая выходной ток до 1 А. Для рисунка 1 сопротивление нагрузки составляет 10 Ом.
Поскольку это сопротивление нагрузки больше, чем (V out / I out) = 5 Ом, источник питания работает в режиме CV. Усилитель ошибки CV управляет последовательным транзистором, отводя избыточный базовый ток от последовательного транзистора через диодную схему «ИЛИ».Усилитель CV работает в замкнутом контуре, поддерживая напряжение ошибки на уровне нуля вольт. Для сравнения, поскольку фактический выходной ток составляет всего 0,5 А, усилитель CC пытается включить ток сильнее, но не может, потому что усилитель CV контролирует выход.
Усилитель CC работает без обратной связи. Его выход достигает положительного предела, а напряжение ошибки -0,5 В. Схема I-V на выходе для этой операции с постоянным напряжением показана на рисунке 2.
Рисунок 2: Схема I-V источника питания, работа CV
Теперь предположим, что мы увеличиваем нагрузку, уменьшая выходное сопротивление нагрузки с 10 Ом до 3 Ом.На рисунке 3 показана принципиальная схема нашего базового блока питания с последовательным выходом на 5 В и 1 А, пересмотренного для работы в режиме CC с нагрузочным резистором 3 Ом.
Рисунок 3: Базовая схема источника питания постоянного тока, работа при постоянном токе (CC)
Поскольку сопротивление нагрузочного резистора ниже, чем (V out / I out) = 5 Ом, источник питания переключается в режим CC. Усилитель ошибки CC берет на себя управление, когда падение напряжения на токовом шунтирующем резисторе увеличивается, чтобы соответствовать эталонному значению 1 В, соответствующему выходному сигналу 1 А, потребляя избыточный базовый ток из последовательного транзистора через диодную схему «ИЛИ».
Усилитель CC теперь работает по замкнутому контуру, регулируя выходной ток для поддержания входного напряжения ошибки на нуле. Для сравнения, поскольку фактическое выходное напряжение теперь составляет всего 3 вольта, усилитель CV пытается увеличить выходное напряжение, но не может, потому что усилитель CC контролирует выход. Усилитель CV работает без обратной связи. Его выходной сигнал теперь достигает своего положительного предела, в то время как он имеет напряжение ошибки -0,4 В.
Выходная I-V-диаграмма для этой операции с постоянным током показана на рисунке 4.
Рисунок 4: Схема I-V источника питания, работа CC
Как мы уже видели, большинство источников питания имеют отдельные контуры управления током и напряжением для регулирования своих выходных сигналов в режиме постоянного напряжения (CV) или постоянного тока (CC). Один или другой берет на себя управление, в зависимости от того, какое сопротивление нагрузки зависит от выходного напряжения и тока источника питания. Таким образом, нагрузка и источник питания защищены за счет ограничения напряжения и тока, подаваемых источником питания на нагрузку.
Понимая эту теорию, лежащую в основе работы источника питания CV и CC, также легче понять основную причину того, почему различные характеристики источника питания такие, какие они есть, а также увидеть, как можно создать другие возможности источника питания, построив сверху. этого фонда.
Следите за обновлениями!
См. Также
Основы постоянного напряжения CV и постоянного тока CC Часть 1
Основы постоянного напряжения CV и постоянного тока CC Часть 2
Руководство по выбору продуктов питания
Источники питания постоянного тока
Ограничение тока обратной связи — обзор
6.5.3 Ограничение тока обратной связи
На рисунке 6.20 показана упрощенная принципиальная схема цепи регулятора напряжения, в которой используется ограничение тока обратной связи. Обратите внимание, что резисторы R 4 и R 5 были добавлены в схему ограничения постоянного тока, представленную на рисунке 6.19. В нормальных условиях транзистор Q 2 выключен, и схема работает так же, как и схема незащищенного регулятора, описанная в предыдущем разделе.Действие делителя напряжения вызывает падение напряжения на R 4 , причем верхний конец является наиболее положительным.
РИСУНОК 6.20. Ограничение обратного тока фактически снижает выходной ток в условиях перегрузки.
По мере увеличения тока нагрузки падение напряжения на R 1 увеличивается, как и в цепи постоянного тока. Однако напряжение на R 1 должно не только превышать напряжение включения перехода база-эмиттер Q 2 , чтобы включить Q 2 , но и превышать напряжение по R 4 .Однако, как только эта точка возникает, Q 2 начинает проводить и снижает проводимость Q 1 . Это, конечно, вызывает уменьшение как выходного напряжения, так и базового напряжения Q 2 . Однако, поскольку базовое напряжение Q 2 получается через делитель напряжения, оно уменьшается медленнее, чем выходное напряжение. И поскольку эмиттер Q 2 подключен к выходному напряжению, оно также должно уменьшаться быстрее, чем базовое напряжение.Это заставляет Q 2 проводить еще более жесткую проводку, дополнительно ограничивая выходной ток.
Если ток нагрузки превысит определенный порог, схема «свернет» выходной ток. То есть, даже если выход закорочен непосредственно на землю, ток будет ограничен до значения, которое меньше максимального нормального рабочего тока, что в условиях перегрузки является очень желательной характеристикой. Поскольку проходной транзистор будет иметь полное входное напряжение на нем, когда выход закорочен на землю, он подвержен сильному рассеянию мощности.Фактически, описанная выше схема ограничения постоянного тока имеет максимальную рассеиваемую мощность в условиях короткого замыкания. За счет обратного сброса тока в условиях перегрузки рассеивание проходного транзистора уменьшается, и можно использовать устройство меньшего размера.
Принципиальная электрическая схема источника питания с регулируемым напряжением
ВведениеВ регулируемом источнике питания постоянного тока используется современная международная передовая технология высокочастотной модуляции.Его принцип работы заключается в расширении напряжения и тока импульсного источника питания, реализации регулировки напряжения и тока в широком диапазоне и расширении области применения текущего источника питания постоянного тока. Микросхема управления регулируемого источника питания постоянного тока использует более зрелые импортные компоненты, силовые компоненты используют недавно разработанные в мире высокомощные устройства, а регулируемый источник питания с регулируемым постоянным током решает проблему большого объема традиционного Электропитание постоянного тока за счет трансформатора промышленной частоты.
По сравнению с традиционным источником питания, высокочастотный источник питания постоянного тока имеет преимущества небольшого размера, легкости, высокой эффективности и т. Д., А также создает условия для мощного источника питания постоянного тока для уменьшения объема. Этот источник питания также называют высокочастотным регулируемым импульсным источником питания. Регулируемый источник питания постоянного тока имеет все функции защиты. Точки перенапряжения и перегрузки по току можно настраивать непрерывно и предварительно просматривать.Выходным напряжением можно управлять с помощью сенсорного переключателя.
Каталог
Ⅰ Регулируемый источник питания постоянного тока 1.1 Принцип работы регулируемого источника питания постоянного тока
Когда входное напряжение составляет 150-260 В, выходное напряжение стабилизатора меньше или превышает эффект 220 В, а его эффективность уменьшен. Однокристальный микрокомпьютер используется для первого шага управления, так что входное напряжение ниже 310 В и выше 90 В регулируется и контролируется в диапазоне 190-250 В, а регулятор напряжения используется для стабилизации напряжения.
Входное напряжение переменного тока от городской электросети сильно колеблется. После того, как схема фильтра поглощения перенапряжения отфильтрует напряжение помех, такое как высокочастотный импульс, оно отправляется в импульсный регулируемый источник питания постоянного тока, схему выборки переменного тока и схему выполнения управления.
Мощность регулируемого источника питания постоянного тока небольшая, но переменное напряжение 60–320 В может быть заменено постоянным напряжением + 5 В, + 12 В, -12 В.Напряжение +5 В подается на однокристальный микрокомпьютер, а напряжение ± 12 В подается на модуль переключателя большой мощности схемы управления.
Однокристальный микрокомпьютер принимает данные входного напряжения, собранные схемой выборки, анализирует, оценивает и отправляет управляющий сигнал в схему триггера для управления и регулирования выходного напряжения. Схема выполнения управления состоит из силового модуля SSR с переходом через ноль и автотрансформатора с ответвлениями.В SSR используется демпферная цепь RC для поглощения перенапряжения и сверхтока, чтобы не повредить SSR во время переключения. Схема выполнения управления регулирует входное напряжение 90–310 В в диапазоне 190–240 В, а затем отправляет его в регулятор параметров для точного регулирования.
Параметрический регулятор состоит из генератора LC , состоящего из катушки индуктивности и конденсатора с частотой колебаний 50 Гц. Независимо от того, как меняется городское электричество, частота его колебаний не меняется, поэтому выходное напряжение не меняется, а точность регулирования напряжения высокая.Даже если форма входного напряжения сильно искажена, это стандартная синусоидальная волна после генерации параметрическим регулятором, поэтому регулируемый источник питания обладает сильной защитой от помех и очищающей способностью.
Защитная цепь аварийной сигнализации: Когда существует угроза безопасности оборудования, издаются только звуковые и световые сигналы, побуждающие оператора принять меры, чтобы избежать отключения выходного напряжения. Если температура блока управления слишком высока, входное напряжение муниципального электричества превышает 300 В, а входное напряжение муниципального электричества ниже 130 В при отсутствии выходного напряжения, будут звуковые и световые сигналы тревоги.Когда входной ток слишком велик, автоматически срабатывает автоматический выключатель входящего (выходного) воздуха.
1,2 Принципиальная схема
• Принципиальная схема
Рисунок 1. Принципиальная блок-схема
• Схема
Рисунок 2. Принципиальная схема
Ⅱ Конструкция аппаратной схемы 2.1 Схема выпрямителя
Функция схемы мостового выпрямителя состоит в том, чтобы преобразовать положительное и отрицательное переменное синусоидальное переменное напряжение в одностороннее пульсирующее напряжение с помощью диода выпрямительного элемента с однонаправленной проводимостью. Однако это однонаправленное напряжение часто содержит большую пульсирующую составляющую, которая далека от идеального постоянного напряжения.
Рисунок 3. Схема мостового выпрямителя
Рисунок 4.Волновая диаграмма
2.2 Схема фильтра
Схема фильтра состоит из элементов накопления энергии, таких как емкость, индуктивность и т. Д. Его функция состоит в том, чтобы максимально отфильтровать переменные составляющие однонаправленного пульсирующего напряжения, чтобы выходное напряжение стало относительно плавным постоянным напряжением.
Рисунок 5. Цепь фильтра
Рисунок 6.Волновая диаграмма
2.3 Напряжение Регулируемое C ir circuit
Функция схемы с регулируемым напряжением заключается в принятии определенных мер по поддержанию стабильности выходного постоянного напряжения при напряжении сети или нагрузке. текущие изменения.
С развитием технологий интеграции схема регулятора напряжения также быстро интегрируется. В настоящее время серийно выпускаются различные типы монолитных интегральных схем стабилизатора напряжения.Интегрированный регулятор имеет преимущества небольшого размера, высокой надежности и хороших температурных характеристик, а также гибкость и дешевизну. Он широко используется в приборах, счетчиках и другом электронном оборудовании, особенно в трехконтактных интегрированных регуляторах напряжения.
Рисунок 7.
Ⅲ L M 317 3.1 Резюме
LM317 — одна из наиболее широко используемых интегральных схем питания.Он не только имеет простейшую форму фиксированной трехконтактной регулируемой схемы, но также имеет регулируемое выходное напряжение. Кроме того, он обладает такими преимуществами, как широкий диапазон регулирования напряжения, хорошие характеристики регулирования напряжения, низкий уровень шума и высокий коэффициент подавления пульсаций. LM317 — это регулируемый трехконтактный стабилизатор положительного напряжения, обеспечивающий ток более 1,5 А в диапазоне выходного напряжения от 1,2 до 37 В. Этот регулятор очень прост в использовании.
3.2 Характеристики— Регулируемое выходное напряжение составляет всего 1,2 В
— Гарантия выходного тока 1.5A
— Типичная регулировка линейности составляет 0,01%
— Типичное регулирование нагрузки составляет 0,1%
— Коэффициент подавления пульсаций 80 дБ
— Защита от короткого замыкания на выходе
— Максимальный ток, защита от перегрева
— Регулировочная трубка Защита рабочей зоны
— Стандартный трехконтактный корпус транзистора
— Диапазон напряжения LM117 / LM317 от 1.От 25 В до 37 В с плавной регулировкой
3.3 M ain P arameters— Выходное напряжение ： 1,25-37VDC
— Выходной ток 5 мА-1,5 А
— Микросхема имеет схему защиты от перегрева, перегрузки по току и короткого замыкания внутри
— Максимальная разница входного и выходного напряжения ： 40 В постоянного тока
— Минимальная разница входного и выходного напряжения 3VDC
— Температура окружающей среды ： -10 ℃ ~ + 85 ℃
— Температура окружающей среды при хранении ： -65 ℃ ~ + 150 ℃
3.4 P в D iagram и F unction D escriptionLM317 имеет три контакта.
Первый вывод — это вывод с регулируемым напряжением;
Второй вывод — вывод напряжения;
Третий контакт — это контакт входа напряжения.
Рис. 8. Схема выводов LM317
3.5 Абсолютный максимальный рейтинг
Рисунок 9. Абсолютный максимальный рейтинг LM317
3,6 P ackage F orm
Рис. 10. Форма упаковки LM317
3,7 Принцип работы
Максимальное входное напряжение более 30 вольт, выходное напряжение между 1.От 5 до 32 В и ток 1,5 А. Тем не менее, вы должны обращать внимание на энергопотребление и проблемы с нагревом при его использовании. LM317 имеет три контакта. Один для входа, один для выхода и один для регулирования напряжения. Входной контакт вводит положительное напряжение, выходной контакт подключен к нагрузке, контакт с регулируемым напряжением имеет один подключенный резистор (около 200) на выходном контакте, а другой подключен к регулируемому резистору (несколько K). Входной и выходной контакты подключены к конденсатору фильтра на землю.
3,8 I внутренний S химическийРис. 11. Внутренняя схема LM317
3,9 Типичное приложение• Первый контур приложения
Рисунок 12. Схема применения регулятора тока
• Второй контур приложения
Рисунок 13.Схема приложения плавного пуска
• Третий прикладной контур
Рисунок 14.
Эта схема является основной схемой приложения LM317. В процессе использования минимальная разница напряжений не должна быть меньше 4 В, а максимальная разница напряжений не должна превышать 37 В. Схема ниже 4В работать не будет. Если оно больше 37 В, интегральная схема будет повреждена.
• Четвертая прикладная цепь
Рисунок 15.
Лампа большой мощности может использоваться для размыкания цепи, когда требуется большой ток. Эта схема использует мощный транзистор типа PNP для расширения LM317.
• Пятый контур приложения
Рисунок 16.
В этой схеме для расширения тока используется мощный триод NPN-типа.Эффект неплохой. Однажды я увеличил ток до 5А, и схема все еще стабильна.
• Шестая прикладная цепь
Рисунок 17.
Цепь зарядки с токоограничивающей защитой и регулировкой R3 может регулировать зарядный ток.
• Прикладная цепь Seven
Рисунок 18.
Цепь зарядки аккумулятора постоянного тока. Io = 1,25 / 24 = 52 мА
Изменение номинала резистора R1 обеспечивает разные токи зарядки.
Ⅳ Конструктивная схема Схема источника питания с регулируемым напряжением
4,1 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения Регулируемая Источник питания (Ⅰ)Простой регулируемый источник питания с регулируемым напряжением имеет три -контактная регулируемая интегральная схема с регулируемым напряжением LM317, позволяющая регулировать диапазон напряжения от 1.От 5 до 25 В, а максимальный ток нагрузки достигает 1,5 А. Схема показана на рисунке 1.
Рисунок 19.
• Принцип работы
После уменьшения 220 В переменного тока трансформатором T получается 24 В переменного тока, а затем постоянное напряжение 33 В получается полным мостовым выпрямителем и фильтром C1, состоящим из VD1 ~ VD4. Напряжение стабилизируется интегральной схемой LM317. Выходное напряжение можно регулировать непрерывно, регулируя потенциометр RP.На рисунке 1 C2 используется для устранения паразитных колебаний, C3 используется для подавления пульсаций, а C4 используется для улучшения переходной характеристики стабилизированного источника питания. VD5 и VD6 играют защитную роль в случае утечки емкости на выходной клемме или короткого замыкания на регулировочной клемме. Светодиод — это индикатор работы стабилизированного блока питания, а сопротивление R1 — это токоограничивающее сопротивление. Значение выходного напряжения можно интуитивно указать, установив на выходной клемме миниатюрный вольтметр PV.
• Выбор и производство компонентов
К комплектующим нет особых требований. Что вам нужно сделать, так это выбрать компоненты в соответствии с фигурой.
• Пункты производства
· C2 должен располагаться как можно ближе к выходному выводу LM317, чтобы избежать самовозбуждения, приводящего к нестабильному выходному напряжению
· R2 должен быть рядом с выходной клеммой и регулировочной клеммой LM317, чтобы избежать изменения опорного напряжения, вызванного падением напряжения на проводе между выходной клеммой и R2 в состоянии сильноточного выхода
· Регулировочная клемма стабилизатора напряжения LM317 не должна подвешиваться, особенно при подключении к потенциометру RP, чтобы избежать подвешивания регулировочной клеммы LM317 из-за плохого контакта скользящего рычага
· Емкость C4 не должна увеличиваться произвольно
· Радиатор необходимо добавить к интегрированному блоку LM317, чтобы обеспечить его стабильную работу в течение длительного времени
4.2 Принципиальная схема регулируемого напряжения R egulated Источник питания (Ⅱ)
Напряжение сильноточного регулируемого источника питания с регулируемым напряжением можно произвольно регулировать в диапазоне от 3,5 до 25 В, выходной ток составляет большой, и регулируемая схема трубки с регулируемым напряжением используется для получения удовлетворительного и стабильного выходного напряжения.
Рисунок 20.
• Принцип работы
После фильтрации выпрямителя напряжение постоянного тока подается через резистор R1 на основание регулирующей трубки, чтобы включить регулировочную трубку.Когда V1 включен, напряжение проходит через RP и R2, чтобы включить V2, а затем V3 также включается. В это время напряжение эмиттера и коллектора V1, V2 и V3 больше не изменяется, и его функция полностью такая же, как у стабилизатора напряжения. Стабильное выходное напряжение можно получить, регулируя RP, а соотношение R1, RP, R2 и R3 определяет выходное напряжение схемы.
• Выбор компонентов
Трансформатор T: от 80 Вт до 100 Вт, вход 220 В переменного тока, выход 28 В переменного тока с двойной обмоткой.
FU1: 1A
FU2: 3A ~ 5A
VD1 и VD2: 6A02
RP: обычный потенциометр мощностью 1 Вт с диапазоном значений сопротивления от 250 кОм до 330 кОм
C1: электролитическая емкость 3300 мкФ / 35 В
C2 и C3: Емкость одиночного камня 0,1 мкФ
C4: электролитическая емкость 470 мкФ / 35 В
R1: 180 ~ 220 Ом / 0,1 Вт <1 Вт
R2, R4, R5: 10 кОм, 1/8 Вт
V1: 2N3055
V2: 3DG180 или 2SC3953
V3: 3CG12 или 3CG80
4.3 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения R регулируемый Источник питания (Ⅲ)Это схема высокостабильного и сильноточного стабилизатора постоянного напряжения с компаратором напряжения . Он в основном состоит из преобразования напряжения источника питания, фильтра выпрямителя, схемы источника опорного напряжения, сравнения напряжения, сложной регулировки мощности, схемы защиты от перегрузки по току и так далее. Преобразование напряжения источника питания и фильтрация выпрямителя относительно просты, поэтому здесь они не будут подробно обсуждаться.IC1 (7805) и IC2 (LM317) представляют собой прецизионный эталонный источник; IC3 здесь подключен к инверсному компаратору в качестве схемы сравнения напряжений. Его синфазный вывод подключен к опорному источнику, а напряжение выборки подается на обратный вывод.
После сравнения с синфазным опорным сигналом в IC3, результат сравнения выходных сигналов используется для управления степенью проводимости композитной регулировочной трубки, чтобы отрегулировать подъем и падение выходного напряжения.V1 и V2 образуют составную схему регулировки мощности, которая усиливает управляющий ток схемы компаратора до тока нагрузки в несколько ампер, чтобы улучшить управляемость. V1 не нуждается в увеличении сопротивления смещения между полюсами c и b, как в обычном источнике питания со стабильной цепью. V3, R6, R5 составляют цепь максимальной токовой защиты нагрузки. Сопротивление R6 выборки максимального тока натянуто на отрицательный вывод источника питания и не установлено в регуляторе напряжения, так что оно почти не влияет на выходной сигнал, регулируемый напряжением.И это для схемы, в которой резистор выборки R6 нанизан на выходной вывод регулировочной трубки.
Рисунок 21. Цепь сильноточного регулируемого напряжения R регулируемый Источник питания
• Принцип работы
Схема стабилизации напряжения питания постоянного тока сглаживается фильтром выпрямителя после преобразования напряжения источника питания. Одна его сторона изначально стабилизируется до 5 В с помощью IC1, а затем обеспечивает стабилизированный выход для IC2 в качестве опорного напряжения, равного 1.25 В, который напрямую подается на синфазный вывод компаратора напряжения IC3 (LM358), а другой используется в качестве источника питания для IC3. Когда питание включено, IC3 не имеет выхода, потому что V1 и V2 не запустились, и на обратной клемме нет напряжения (0 В). Инверсный компаратор IC3 немедленно выдает высокое напряжение, что заставляет V1 и V2 быстро включаться, а выходное стабилизированное напряжение начинает расти с 0 В.
После выборки частичного напряжения R3, RP и R4, напряжение, отправленное на обратную клемму IC3, также увеличивается.По сравнению с опорным напряжением 1,25 В на синфазном выводе IC3, напряжение на выходном выводе IC3 падает до установленного устойчивого значения напряжения.
Когда стабилизированное выходное напряжение имеет тенденцию к снижению из-за подключения нагрузки, стабильный процесс выглядит следующим образом: выходное стабилизированное напряжение ↓ → обратное напряжение на клеммах IC3 ↓ → выход обратного сравнения IC3 ↑ → V1, V2 включается ↑ → стабильный выход — это нормально. Рабочий процесс трубки защиты от перегрузки по току V3: когда напряжение на сопротивлении отбора от перегрузки по току R6 превышает 0.7 В из-за большой нагрузки, V3 будет включен, и полюс b V1 будет заземлен, чтобы снизить выходное напряжение для достижения цели защиты от перегрузки по току.
Схема характеризуется высокой стабильностью выхода, и выходное напряжение остается неизменным в цифровой таблице при условии номинального тока нагрузки и нормального падения напряжения на регулирующей трубке V2 (подробности см. В прилагаемой таблице).
Рисунок 22.
• Выбор и производство компонентов
Во-первых, для того, чтобы получить стабилизированный по напряжению выход с высоким током, по крайней мере, мощность силового трансформатора должна быть соответственно увеличена.В ходе эксперимента мы выбираем трансформатор на 120 ВА, и его можно выбрать в соответствии с потребностями практического применения.
Выпрямительная трубка: 6А / 200В
Электролиз основного фильтра C1: ≥ 8200 мкФ / 50 В
V2: силиконовая трубка высокой мощности NPN, у которой BVeeo ＞ 100 В, Icm ＞ 10 А, PCM ≥ 100 Вт, например, C5198, C3263 и т. Д.
V1, V3: силиконовая трубка NPN средней мощности с малым объемом, BVeeo ≥ 50 В, IA, Pcm ≥ 0,6 Вт, β ≥ 180. Рекомендуемая модель — C8050, она может быть отечественной или импортной.
ICl: общий трехконтактный 7805
IC2: LM317
IC3: операционный усилитель с одним источником питания, синфазное напряжение 0 В с небольшим температурным дрейфом.
Необходимо, чтобы отрицательная клемма источника питания IC3, C3, выборка R4, C4, выход (ширина заземляющего провода печатной платы составляет 2em) должны быть соединены вместе, а перекрестная линия не должна использоваться. В противном случае нельзя гарантировать высокую стабильную производительность. В прилагаемой таблице приведены реальные справочные данные, измеренные при отключении клеммы R5 схемы защиты от сверхтока.Если сварка выполнена правильно в соответствии с прилагаемыми чертежами, ее можно использовать после простой отладки. Если вы выберете военные операционные усилители и металлическое сопротивление, стабильность будет еще выше.
4,4 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения Регулируемое Источник питания (Ⅳ)Цепь источника питания представляет собой источник питания с линейной регулировкой напряжения 0 ~ ± 15 В, который можно регулировать от 0 В до максимальный выход составляет ± 15 В.Положительный блок питания использует трехконтактный регулируемый интегрированный стабилизатор напряжения LM317, а отрицательный блок питания использует трехконтактный регулируемый интегрированный стабилизатор напряжения LM337. Схема имеет отличные функции, такие как ограничение тока, защита от короткого замыкания и тепловая защита. Его уникальная особенность заключается в том, что только один потенциометр может осуществлять «синхронное» регулирование положительного и отрицательного напряжения. Он имеет характеристики простой схемы, удобной регулировки, отличной производительности, низкой стоимости и так далее.Таким образом, он очень подходит для любителей электроники для DIY.
Рисунок 23.
• Принцип работы
вся схема показана на рисунке. Входная часть источника питания — это общий понижающий трансформатор и мостовой выпрямитель, которые увеличивают емкость фильтра и обеспечивают симметричное напряжение ± 22 В постоянного тока вверх и вниз. Также выводятся две другие группы вспомогательного напряжения ± 6,8 В, которые соответственно подключаются к клеммам V + и V- операционного усилителя IC4 и операционного усилителя IC3, чтобы гарантировать, что рабочее напряжение IC3 и IC4 не превышает ограниченный диапазон.Ниже приводится конкретное описание секции стабилизации напряжения:
— Положительная выходная цепь состоит из стабилизатора напряжения IC1 и связанных компонентов и обычно подключается к регулировочной клемме стабилизатора напряжения IC1, а другие клеммы потенциометра заземляются. Если значение сопротивления RP1 установлено на 0, то выходное напряжение Vout составляет 1,2 В, и на сопротивлении R3 генерируется постоянный ток 10 мА. Пока значение сопротивления RP1 изменяется, выходное напряжение может быть изменено.
Здесь клемма заземления RP1 заменена на выход операционного усилителя IC3, а выходное напряжение IC3 составляет -1,2 В, которое используется для смещения опорного напряжения IC1 на + 1,2 В, так что модуляция от 0 может быть реализована. Достичь вышеупомянутой цели также очень просто. Нам просто нужно подключить операционный усилитель IC3 к дифференциальному усилителю и завершить операцию вычитания. Из диаграммы видно, что синфазное входное напряжение равно V1, а обратное входное напряжение — V2.Поскольку R4 = R5 = R6 = R7, выходное напряжение IC3 равно VO = R5 / R4 × (V1-V2) = -1,2 В, а выходное напряжение стабилизатора напряжения IC1 + Vout = 5 мА × R3 + 10 мА × PR1- 1,2 В.
— Отрицательная выходная цепь состоит из стабилизатора напряжения IC2 и связанных с ним компонентов, и в ней отсутствует потенциометр RP3, который изначально расположен на регулировочном выводе IC2, а теперь подключен к выходному зажиму операционного усилителя IC4, который управляет выходом. напряжение на регулировочном зажиме. Он также может регулировать выходное напряжение стабилизатора напряжения.Поскольку операционный усилитель IC4 подключен как обратный усилитель с коэффициентом усиления 1, а его обратный вход подключен к выходу стабилизатора напряжения положительной выходной цепи, стабилизатор отрицательного выходного напряжения выдает стабилизированное напряжение с противоположной полярностью и равная амплитуда. То есть -Vout = -R10 / R9 × (+ Vout),). Поскольку R9 = R10, -Vout = + Vout. Таким образом, отрицательное выходное напряжение соответствует положительному выходному напряжению.
— Диоды D7 и D8 в цепи используются для предотвращения увеличения емкостного разряда внешней нагрузки, приводящего к повреждению выходов IC1 и IC3; кроме того, диоды D9 и D10 используются для предотвращения выхода из строя регулировочных клемм IC1 и IC2 из-за положительного насыщения выхода IC3 и отрицательного насыщения выхода IC4.Причина в том, что на регулирующий вывод IC1 и IC2 не может протекать обратный ток.
• Выбор компонентов
У этой машины есть все общие компоненты и нет специальных спецификаций. И IC1, и IC2 представляют собой трехконтактные регулируемые встроенные стабилизаторы напряжения, модель с положительным выходом — LM317, а модель с отрицательным выходом — LM337. Пакеты из них TO-220, и оба они доступны на рынке.Радиаторы следует устанавливать при вводе в эксплуатацию. IC3 и IC4 — операционные усилители общего назначения, их также можно заменить на OP-07. Сопротивление — это сопротивление металлической пленки 1/4 Вт, при этом точность R4, R5, R6, R7, R9, R10 составляет 1%. В RP1 следует использовать потенциометр с проволочной обмоткой, лучше использовать многооборотный потенциометр. В качестве силового трансформатора T можно выбрать 14-дюймовый черно-белый силовой трансформатор телевизора. Если вы хотите с автоподзаводом, вам следует выбрать стальной лист Gaoxi типа EI, а диапазон мощности может составлять от 35 Вт до 45 Вт.
4,5 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения R регулируемый Источник питания (Ⅴ)Далее мы собираемся представить регулируемую схему источника питания постоянного тока на основе операционного усилителя LM324 . Он может автоматически изменять способ подключения отвода вторичной обмотки силового трансформатора во время регулировки напряжения и выбирать наилучшее входное напряжение, чтобы гарантировать, что разница входного и выходного напряжения интегральной схемы со стабилизированным напряжением поддерживается в разумном диапазоне.Выходное напряжение источника постоянного тока регулируется в диапазоне от 1,25 В до 33 В.
Регулируемый источник постоянного напряжения стабилизированный источник питания Схема состоит из основной цепи стабилизированного напряжения питания, цепи вторичного стабилизированного источника питания и схемы управления, которая показана на рисунке 6.
Основная схема источника питания с регулируемым напряжением состоит из силового трансформатора T, выпрямительного диода VD1 ~ VD4, емкости C1 ~ C3, трехконтактной интегральной схемы с регулируемым напряжением IC1, потенциала RP, вольтметра PV и сопротивления R1.Вспомогательная схема источника питания с регулируемым напряжением состоит из силового трансформатора T, выпрямительного диода VD5 ~ VD8, емкости фильтра C4, C5 и трехконтактной интегральной схемы с регулируемым напряжением IC2, а схема управления состоит из операционного усилителя IC3 (N1 ~ N4), оптрон VLC1-VLC5, реле K1 ~ K5 и сопротивление R2 ~ R13.
После понижения T, выпрямления VD5 ~ VD8, фильтрации C4 и стабилизации напряжения IC2 напряжение 220 В переменного тока обеспечивает рабочее напряжение +12 В для схемы управления.В это время обратный вход N1 ~ N4 создает опорное напряжение 1 В, 3 В, 5 В и 7 В соответственно, что выше, чем у каждого положительного входа, а выход N1 ~ N4 низкий. Светоизлучающий диод и оптически управляемый тиристор в VLC1 включаются, а K1 поглощается. Нормально разомкнутый контакт включается, и напряжение 6 В переменного тока выпрямляется через VD1 ~ VD4 и фильтруется через C1, а затем добавляется на вход IC1.
Регулировка значения сопротивления RP может изменить выходное напряжение (Uo) после стабилизации напряжения IC1.Когда выходное напряжение ниже 3 В, K1 все еще поддерживает всасывание. Если необходимо увеличить выходное напряжение и отрегулировать RP так, чтобы выходное напряжение было выше 3 В, выход N1 становится высоким, так что светодиод и тиристор, управляемый светом внутри VLC1, отключаются, и K1 отключается. вышел; в то же время светоизлучающий диод и тиристор, управляемый светом, внутри VLC2 поворачиваются, и K2 поглощается. Напряжение 12 В переменного тока выпрямляется VD1 ~ VD4 и фильтруется C1, а затем добавляется на вход IC1.
Рисунок 24. Регулируемый пост. Ток R регулируемый Цепь источника питания с операционным усилителем LM324
Точно так же, когда выходное напряжение повышается до более чем 9 В, 15 В и 21 В, N2 ~ N4 также выводит высокие уровни один за другим, так что K3, K4 и K5 поглощаются по очереди, а 18 В, 24 В и 36 В переменного тока напряжения поступают на схему мостового выпрямителя соответственно.
Если RP регулируется в обратном направлении для уменьшения выходного напряжения, рабочий процесс противоположен описанному выше.
4,6 Принципиальная схема регулируемого напряжения R регулируемый Источник питания (Ⅵ)В этом источнике питания LM317 используется в качестве стабилизатора напряжения, а адаптивная схема переключения используется для автоматически переключает входное напряжение в соответствии с выходным напряжением, чтобы уменьшить разницу напряжений между входным и выходным напряжением и снизить энергопотребление самого источника питания.Среди них VT2, VD5, VW, R5, R6, C10 и реле K образуют схему адаптивного переключающего действия. Когда выходное напряжение Vo ниже 14 В, VW отключается, потому что напряжение пробоя недостаточно и ток не проходит.
VT2 отключен, а K не действует. Его контакт К-1 нормально замкнут, а вторичная обмотка 14 В переменного тока трансформатора подключена к цепи с регулируемым напряжением. Напротив, когда выходное напряжение больше 14В, VW пробивает и VT2 проводит. K получает электричество, K-1 действует, и напряжение 28 В переменного тока подключается к цепи с регулируемым напряжением.Таким образом, разница входного и выходного напряжения составляет не более 15 В. Выходное напряжение схемы составляет 1,25 В ~ 30 В, которое плавно регулируется, а максимальный выходной ток составляет 3 А. Как показано на рисунке 7, это схема адаптивного регулируемого источника питания с регулируемым напряжением на основе LM317:
.Рисунок 25.
4,7 Принципиальная схема регулируемого напряжения R регулируемый Источник питания ( Ⅶ )Основным устройством регулируемого источника постоянного тока с регулируемым напряжением и защитой от перегрузки по току является интегральный блок с регулируемым напряжением. LM723, который содержит пусковую схему, источник постоянного тока, источник регулируемого опорного напряжения, защиту от перегрузки по току и так далее.Благодаря регулировочной трубке высокой мощности он может выводить непрерывно регулируемое стабильное напряжение в диапазоне 0 ~ 20. Максимальный выходной ток может достигать 2 А и имеет функцию защиты от перегрузки по току, которая может использоваться в качестве источника питания для обслуживания мобильных телефонов и Машины BP, а также могут использоваться для зарядки аккумуляторов. Схема показана на рисунке 9.
При нормальном использовании красный и зеленый светодиоды светятся одновременно. Регулирующий потенциометр W позволяет регулировать выходное напряжение в диапазоне 0 ~ 20.Когда на выходной клемме есть перегрузка по току или короткое замыкание, падение напряжения на обеих клеммах R1 больше 0,6 В, Q3 и Q4 проводятся, зеленый свет не горит, напряжение LM723 снижается почти до 0 В, срабатывает внутренняя цепь обнаружения, высокое напряжение 23 В выводится и Q1, Q2 отключаются.
Следовательно, отсутствует выходное напряжение, которое играет защитную роль. Вывод будет доступен только в том случае, если компьютер выключен и перезагружен. Чтобы регулировочная трубка Q1 не перегорела при выдаче номинального тока, необходимо установить радиатор достаточного размера.Для всего блока питания можно использовать пластмассовую коробку в качестве кожуха, на передней панели можно установить амперметр, вольтметр, переключатель и потенциометр, выходную клемму и красный и зеленый светоизлучающие диоды. Пока компоненты исправны, схема может нормально работать без отладки. Среди них лучше всего использовать импортные лампы C2819, 2N3395 и другие мощные лампы для Q1, LM723, MC1723 и так далее, можно использовать в качестве микросхем.
Рисунок 26.
Ⅴ FAQ
1.Что регулируется регулятором напряжения?
Регулируемый регулятор напряжения — это регулятор, который может выводить регулируемое напряжение из любого диапазона, на который рассчитан регулятор напряжения. … Вы можете настроить его на любое напряжение в пределах диапазона, поддерживаемого регулятором напряжения.
2. Что такое регулируемый блок питания?
Регулируемые источники питания позволяют программировать выходное напряжение или ток с помощью механических средств управления (например,(например, ручки на передней панели блока питания), либо с помощью управляющего входа, либо и того, и другого. Регулируемый регулируемый источник питания — это регулируемый и регулируемый источник питания.
3. Как работает регулируемый регулятор напряжения?
Регулируемый регулятор напряжения — это регулятор, который можно отрегулировать для вывода любого напряжения из диапазона, на который рассчитан регулятор напряжения. … Мы делаем это, изменяя номинал резистора, подключенного к выводу Adj регулятора напряжения.
4. Как работает регулируемый блок питания?
Устройство для удаления батарей или регулируемый источник питания — это устройство, которое можно использовать вместо батарей. Он принимает сетевое питание переменного тока и преобразует его в 3 В, 4,5 В, 6 В, 9 В или 12 В постоянного тока, позволяя подавать эквивалентное напряжение для различного количества батарей.
5. Что вызывает падение напряжения в блоке питания?
Чрезмерное падение происходит из-за повышенного сопротивления в цепи, обычно вызванного повышенной нагрузкой или энергией, используемой для питания электрического освещения, в виде дополнительных соединений, компонентов или проводов с высоким сопротивлением.
Вам также может понравиться
Принцип и применение стабилизирующего источника питания постоянного тока
Принцип работы регулируемого импульсного источника питания большой мощности
Анализ принципа импульсного источника питания
Основы импульсных источников питания (1)
Основы импульсных источников питания (2)
Основы импульсных источников питания (3)
.