Sursă de alimentare cu protecție curentă

Fiecare persoană care colectează circuite electronice are nevoie de o sursă de alimentare universală care permite o variație largă a tensiunii de ieșire, a controlului de curent și, dacă este necesar, a deconecta dispozitivul alimentat. În magazine, astfel de alimentări de laborator sunt foarte scumpe, dar puteți asambla unul singur de la componente radio comune. Sursa de alimentare prezentată include:

• Reglarea tensiunii până la 24 de volți;
• Curentul maxim dat încărcării este de până la 5 amperi;
• Protecția curentă cu alegerea mai multor valori fixe;
• Răcire activă pentru funcționare la curenți mari;
• Indicatoare de formare a curentului și tensiunii;

Circuitul regulatorului de tensiune

Cea mai simplă și mai accesibilă versiune a regulatorului de tensiune este un circuit pe un cip special numit regulator de tensiune. Cea mai potrivită opțiune este LM338, asigură un curent maxim de 5 A și un minim de ondulare la ieșire. LM350 și LM317 sunt de asemenea adecvate aici, dar curentul maxim în acest caz va fi de 3 A, respectiv 1,5 A. Un rezistor variabil servește pentru a regla tensiunea, evaluarea sa depinde de ce tensiune maximă trebuie să obțineți la ieșire. Dacă puterea maximă necesită 24 de volți, aveți nevoie de o rezistență variabilă cu o rezistență de 4,3 kOhm. În acest caz, trebuie să luați un potențiometru standard la 4,7 kOhm și să conectați o constantă la 47 kOhm în paralel cu acesta, rezistența totală va fi de aproximativ 4,3 kOhm. Pentru a alimenta întregul circuit, aveți nevoie de o sursă de curent continuu cu o tensiune de 24-35 de volți, în cazul meu este un transformator normal cu redresor încorporat. Puteți utiliza, de asemenea, încărcătoare de laptop sau alte surse de comutare diferite adecvate pentru curent.
Acest regulator de tensiune este liniar, ceea ce înseamnă că întreaga diferență între tensiunea de intrare și ieșire cade pe un cip și este disipată pe el sub formă de căldură. La curenți mari, acest lucru este foarte critic, astfel încât microcircuitul trebuie să fie instalat pe un radiator mare, caloriferul de la procesorul computerului, care lucrează în tandem cu ventilatorul, este cel mai bun pentru acest lucru. Pentru ca ventilatorul să nu se rotească tot timpul în zadar, ci să se aprindă numai atunci când caloriferul se încălzește, este necesar să asamblați un senzor mic de temperatură.

Circuitul de control al ventilatorului

Se bazează pe un termistor NTC, a cărui rezistență variază cu temperatura - odată cu creșterea temperaturii, rezistența scade semnificativ și invers. Amplificatorul operațional acționează ca un comparator, înregistrând o modificare a rezistenței termistorului. Când este atins pragul, tensiunea apare la ieșirea amplificatorului, tranzistorul se deblochează și pornește ventilatorul, cu care LED-ul se aprinde. Pentru a regla pragul este utilizat un rezistor de tundere, valoarea acestuia trebuie selectată pe baza rezistenței termistorului la temperatura camerei. Să presupunem că un termistor are o rezistență de 100 kOhm, în acest caz rezistența de reglare ar trebui să aibă o valoare nominală de aproximativ 150-200 kOhm. Principalul avantaj al acestei scheme este prezența histerezei, adică. diferențele dintre pragurile pentru pornirea și oprirea ventilatorului. Datorită histerezei, ventilatorul nu se aprinde și se oprește frecvent la o temperatură apropiată de prag. Termistorul este afișat pe cablu direct la radiator și instalat în orice loc convenabil.
Circuitul de protecție a curentului
Poate cea mai importantă parte a întregii surse de alimentare este protecția curentă. Funcționează după cum urmează: căderea de tensiune pe șunt (rezistența cu o rezistență de 0,1 Ohm) este amplificată la un nivel de 7-9 volți și este comparată cu o referință folosind un comparator. Tensiunea de referință pentru comparație este setată de patru rezistențe de reglare în intervalul de la zero la 12 volți, intrarea amplificatorului operațional este conectată la rezistențe printr-un comutator cu cheie în 4 poziții. Astfel, schimbând poziția întrerupătorului pentru biscuiți, putem alege dintre 4 opțiuni predefinite pentru curenții de protecție. De exemplu, puteți seta următoarele valori: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Dacă curentul setat de comutatorul de apelare este depășit, protecția va funcționa, tensiunea nu va mai fi emisă și LED-ul se va aprinde. Pentru a reseta protecția, trebuie doar să apăsați scurt butonul, tensiunea de ieșire va apărea din nou. Cea de-a cincea rezistență de reglare este necesară pentru a seta câștigul (sensibilitatea), trebuie setată astfel încât atunci când curentul prin șunt 1 Ampere, tensiunea la ieșirea amperiului să fie de aproximativ 1-2 volți. Rezistența pentru reglarea histerezei de protecție este responsabilă de „claritatea” prinderii circuitului, trebuie reglată dacă tensiunea de ieșire nu dispare complet. Acest circuit este bun deoarece are o viteză mare de răspuns, pornind instantaneu protecția la depășirea curentului.

Unitatea de afișare a curentului și tensiunii

Cele mai multe surse de alimentare de laborator sunt echipate cu voltmetre digitale și ampermetre, care prezintă valori sub formă de numere de pe tabelul de bord. Această opțiune este compactă și oferă o precizie bună a lecturilor, dar este complet incomodă pentru percepție. Acesta este motivul pentru care, pentru indicare, s-a decis folosirea unor tipuri de săgeți, ale căror lecturi sunt ușor și plăcut perceptibile. În cazul unui voltmetru, totul este simplu - se conectează la bornele de ieșire ale sursei de alimentare printr-o rezistență de tundere cu o rezistență de aproximativ 1-2 MOhm. Pentru ca ampermetrul să funcționeze corect, este necesar un amplificator de șunt, al cărui circuit este prezentat mai jos.
Pentru a ajusta câștigul este nevoie de un rezistor de reglare, în majoritatea cazurilor este suficient să îl lăsați în poziția de mijloc (aproximativ 20-25 kOhm). Capul comutatorului este conectat printr-un comutator de formare, cu ajutorul căruia puteți selecta una dintre cele trei rezistențe de reglare, cu care este setat curentul abaterii maxime a amperometrului. Astfel, amperometrul poate funcționa în trei intervale - până la 50 mA, până la 500 mA, până la 5A, acest lucru asigură precizia maximă a citirilor la orice curent de sarcină.

Adunarea comisiei de alimentare

Placă de circuit imprimat:
Acum că toate aspectele teoretice au fost luate în considerare, putem începe să asamblăm partea electronică a structurii. Toate elementele sursei de alimentare - regulator de tensiune, senzor de temperatură a radiatorului, unitate de protecție, amplificator de șunt pentru ampermetru sunt asamblate pe o singură placă, ale cărei dimensiuni sunt 100x70 mm. Placa este realizată prin metoda LUT, mai jos sunt câteva fotografii ale procesului de fabricație.
Căile de alimentare de-a lungul căreia curge curentul de sarcină, este de dorit să se conserve cu un strat gros de lipit pentru a reduce rezistența. În primul rând, pe tablă sunt instalate piese mici.
După aceea, toate celelalte componente. Microcircuitul 78L12 care alimentează senzorul de temperatură și răcitorul trebuie instalat pe un calorifer mic, un loc pentru care este prevăzut pe placa de circuit imprimat. În cele din urmă, firele sunt lipite pe placă, pe care sunt scoase ventilatorul, termistorul, butonul de resetare a protecției, comutatoarele cheii, LED-urile, cip LM338, intrarea și ieșirea de tensiune. Intrarea de tensiune este conectată cel mai convenabil printr-un conector continuu, în timp ce trebuie avut în vedere faptul că trebuie să furnizeze un curent mare. Toate firele de putere trebuie utilizate corespunzător secțiunii transversale curente, de preferință cupru. În plus, ieșirea de pe placa de circuit imprimat nu merge direct la terminalele de ieșire, ci printr-un comutator de comutare cu două grupuri de contacte. Al doilea grup pornește și stinge LED-ul, indicând dacă tensiunea este aplicată la borne.

Ansamblu corp

Carcasa poate fi găsită gata sau montată independent. Puteți realiza, de exemplu, din placaj și placă din fibre, așa cum am făcut-o eu. În primul rând, este decupat un panou frontal dreptunghiular, pe care se vor instala toate controalele.
Apoi sunt realizate pereții și partea inferioară a cutiei, structura este fixată împreună cu șuruburile autofiletante. Când rama este gata, puteți instala toate componentele electronice din interior.
Comenzi, vârfuri de săgeată, leduri sunt instalate în locurile lor în panoul frontal, placa este plasată în interiorul carcasei, radiatorul cu ventilator este montat pe panoul din spate. Pentru montarea LED-urilor, se folosesc suporturi speciale. Este de dorit să dublezi terminalele de ieșire, mai ales că locul permite. Dimensiunile carcasei au fost de 290x200x120 mm, există încă mult spațiu liber în interiorul carcasei și poate încadra, de exemplu, un transformator pentru a alimenta întregul dispozitiv.

Ajustare

În ciuda multor rezistențe de reglare, configurarea alimentării este destul de simplă. În primul rând, calibrați voltmetrul prin conectarea unui extern la bornele de ieșire. Rotind rezistența de reglare, conectată în serie cu capul de săgeată al voltmetrului, obținem citiri egale. Apoi conectăm orice sarcină cu un ampermetru la ieșire și calibrăm amplificatorul de șunt. Rotind fiecare și trei rezistențe interlineare obținem coincidență de lecturi pe fiecare dintre cele trei intervale de măsurare ale amperometrului - în cazul meu este de 50 mA, 500 mA și 5A. În continuare, stabilim curenții de protecție necesari cu ajutorul a patru rezistențe de reglare. Nu este dificil să faceți acest lucru, având în vedere că ampermetrul standard este deja calibrat și arată curentul exact. Creștem treptat tensiunea (curentul crește și el) și privim curentul la care este declanșată protecția. Apoi rotim fiecare dintre rezistențe, setând cei patru curenți de protecție necesari, între care puteți comuta cu ajutorul comutatorului de apelare. Acum rămâne doar să setați pragul dorit pentru senzorul de temperatură al radiatorului - setarea este finalizată.