Reguleeritud toiteallikad 0 kuni 30 volti. Blogi › DIY labori toiteallikas

Toiteallikas on 30 volti ja 5 amprit, mida raadioamatöörid kasutavad laialdaselt mitmesugustes skeemides. Raadioamatööride kirjanduses on avaldatud selliste seadmete erinevat tüüpi vooluringe, see ei nõua spetsiaalsete mikroskeemide ja imporditud osade kasutamist. Tänapäeval on selliste mikroskeemide ostmisel probleeme, mõnes piirkonnas on nende leidmine üsna problemaatiline. Plokis kasutatakse enamikule kättesaadavaid osi.

Toiteallika peamised omadused:

• väljundpinget reguleeritakse vahemikus 0 kuni 30 volti;
• maksimaalne voolutarve väljundis 5 amprit;
• pingelang voolul 1 amprilt 6 amprini on väga väike ega mõjuta eriti väljundparameetreid.

Toiteahel.

Meie toiteallika skeemi saab jagada kolmeks peamiseks sõlmeks:

1. sisemine toiteallikas;
2. kaitsesõlm võimalike ülekoormuste eest;
3. peamine sõlm.

Peamine sõlm- See on pinge stabilisaator, mis võimaldab reguleerida signaali parameetreid, koosneb diferentsiaalastmest, kahest võimendusastmest ja regulaatorist.

Sisevõrgu sõlm- valmistatud vastavalt klassikalisele skeemile trafo, dioodsilla VD1-VD4, kondensaatorite C1 - C7 ning stabilisaatoritega DA1 ja DA2

Sõlme kaitse ei oma mingeid funktsioone. Vooluandur valitakse kolme amprise voolu jaoks, kuid seda saab suurendada viie amprini. Pikka aega kasutati seda viieamprise vooluga. Sellega probleeme ei olnud.

Kõik sõlmed on ühendatud Darlingtoni skeemi järgi.

Takisti kaitse väljalülitamiseks valitakse vastavalt vajadusele. Toiteplokk 30v 5a, kvaliteetse montaaži ja hooldatavate osadega, kasutatav kohe peale võrguga ühendamist. Selle reguleerimine seisneb kaitse töötamiseks vajalike väljundpinge ja voolu muutmise piiride seadmises.

Digipaneel sisaldab KR572PV2A mikroskeemil põhinevat sisendpinge ja voolu jagajat ning nelja seitsmesegmendilist LED indikaatorit. Mikroskeem on ülitundlik konverter kuni kolme ja poole kümnendkoha täpsusega, see töötab jadaloendusega topeltintegratsiooniga, nulli korrigeerimine toimub automaatselt, sisendsignaali polaarsuse kontrolliga.

Signaali parameetrite selgemaks kuvamiseks kasutatakse KR572PV6 plaadil vooluahelat. Sellise tahvli mõõtmed on kaheksakümmend korda viiskümmend millimeetrit. Digitaalpaneeli plaadi pinge- ja voolukontaktide padjad ühendatakse painduvate juhtmete abil vastavate indikaatorite kontaktidega. KR572PV2A vooluahel muudetakse sageli imporditud ICL7107CPL-i vooluringiks, kuna selle parameetrid ja kvaliteet on tavalisest paremad.

Reguleeritud toiteallikast 1501 (15 volti, 1 amprit) enam minu vajadusteks ei piisanud, otsustati osta midagi sellist nagu YaXun PS-1502DD + (hind Ali käest on umbes 3500 r) 2 amprit peaks teoreetiliselt olema piisav.
Kuid siis tekkis minu kätte selline toiteallikas:

Aimates "miks mitte teha PSU arvutist ümber oma vajadustele vastavaks, palju vatti, palju ampreid ja palju pinget"? Fakt on see, et vahel kogun väikese võimsusega võimendeid (toiteallikaks on 12 V) ja ma ei taha kuulata lülitustoiteallika tausta. Ja oma kätega koguda - see on pikk laul ja nüüd pole mul selle jaoks aega. Nendel põhjustel võtsin endale kohustuse kokku panna lihtsa toiteallika, millel on järgmised omadused:
- väljundpinge kuni 12-15 volti (enamasti sellest pingest mulle piisab);
- koormusele antud vool - vähemalt 3-5 amprit (kuid selle seadme trafo võimaldab väljastada nominaalvoolu 10 amprit);
- väike arv pulsatsioone;
- pinge ja voolu digitaalne näit;
- voolu ja pinge reguleerimine;

Blokeeri koon:

All on pistikupesadest jäänud kaks auku, korpus on alumiiniumist. Ühe pistikupesa asemel sobib hästi nupp. Kruvide ümber on 4 auku - neisse otsustati sisestada LED-id, mis näitavad seadme tööd.
Varem telliti selline plokk Alilt:
Stm mikrokontrollerile kokku pandud, selle hind ja võimalused äraostetud.
See sobib pinge veaga üsna täpselt, ampermeeter oli ausalt öeldes pettunud. Sait väidab viga 0,01 A (10 mA), mille tulemusena on nuppude nullasendites tarbimine 50 mA (see on lühisevool ja standardse testeri näidud), kuid see ampermeeter ei üldse midagi näitama.
Kui vool jõuab 100 mA-ni (tavaline tester), on selle ampermeetri näidud ~ 70-80 mA, siis anname 150 mA, - viga 10 mA piires (standardtesteri ja selle seadme vahel) ja kuni 1 Amper on rohkem või vähem täpne (erinevus 10-20 mA). Siis jääb vahemikku 50-100 mA. Siin ei mahu see ilmselgelt kuni 100 mA näitude 1% vea sisse. Läheb kodukasutusse.
Lisaks otsustasin paigutuse PSU esiküljele.
Ploki ühendusskeem:
Kergelt zakotsal värvi - aga jumal õnnistagu, koon mustaks üle värvitud. Peakaitse otsustati jätta, minu arvates sobib see hästi sisemusse ja täidab oma otseseid funktsioone kaitsta 220 võrku ülekoormuse eest.
Veidi hiljem paigaldasin seda tüüpi klemmid, kuni 3-4 amprit rakenduste jaoks piisab. Voolutugevusega 5–10 amprit töötamiseks kinnitatakse paksem traat.
Lisaks laboratoorse toiteallika põhifunktsioonile - seda saab kasutada aku laadimiseks.(Kaks ühes)))
Toiteosa hakkan kokku panema LM723-le, TIP141 tüüpi transistorile ja 3 KT908A transistorile (nende transistoride kaasamine komposiitidena) Kasutasin KT819G transistore. KT908 otsustati panna A-klassi võimendile.
Panen teise pistikupesa (parempoolne auk) asemele voolu reguleerimise, kruvide 4 auku sulgen 4 voolu piirava valgusjuhikuga.
Selle ploki kulud:
1) Voltmeeter / ampermeeter - 160 rubla
2) klemmid 30 rubla
3) krokodillid 20 rubla
4) traat 1 meeter 30 rubla
Kõik muu on saadaval, kulud on ainult ajutised, kuid see on seda väärt.
Kontrollin voolu piiravat ahelat 0,2 amprit
Täiskoormus, piiratud 10 ampriga.

Hetkel toiteplokk kokku pandud ja testitud, teen sisemise paigutuse.

Plaanin arvutist toiteploki radiaatorile üle kanda ja ventilaatori paigaldada

Pärast kokkupanekut otsustasin proovida Sony xm-1 võimendit ploki peale juhtida, vool sõi 5-5,5 amprit, pinge oli kuni 9,5 volti. Puuduvad taustamürad, mis mulle samuti ütlemata heameelt tegi :)

Stabiliseeritud reguleeritud toiteallikas 220/0-30 volti 7,5 amprit koos ülekoormuskaitsega

Väga palju amatöörraadio toiteallikaid (PSU-sid) tehakse KR142EN12, KR142EN22A, KR142EN24 kiipidele jne. Nende mikroskeemide alumine reguleerimispiir on 1,2 ... 1,3 V, kuid mõnikord on vajalik pinge 0,5 ... 1 V. Nendel mikroskeemidel põhinevale toiteplokile pakub autor välja mitmeid tehnilisi lahendusi.

Integraallülitus (IC) KR142EN12A (joonis 1) on a reguleeritav stabilisaator pingekompensatsiooni tüüp KT-28-2 korpuses, mis võimaldab toita seadmeid vooluga kuni 1,5 A pingevahemikus 1,2 ... 37 V. Sellel integreeritud stabilisaatoril on termiliselt stabiilne voolukaitse ja väljund lühis vooluahela kaitse.

Riis. 1. IC KR142EN12A

IC KR142EN12A baasil on võimalik ehitada reguleeritav toiteplokk, mille vooluring (ilma trafo ja dioodsillata) on näidatud joonisel fig. 2. Alaldatud sisendpinge antakse dioodisillalt kondensaatorisse C1. Transistor VT2 ja kiip DA1 peavad asuma radiaatoril. Jahutusradiaatori äärik DA1 on elektriliselt ühendatud tihvtiga 2, seega kui DA1 ja transistor VD2 asuvad samal jahutusradiaatoril, peavad need olema üksteisest isoleeritud. Autori versioonis on DA1 paigaldatud eraldi väikesele radiaatorile, mis ei ole galvaaniliselt ühendatud jahutusradiaatori ja transistori VT2-ga.

Riis. 2. Reguleeritav PSU IC-l KR142EN12A

Jahutusradiaatoriga kiibi hajutatud võimsus ei tohi ületada 10 vatti. Takistid R3 ja R5 moodustavad stabilisaatori mõõteelemendis sisalduva pingejaguri ja valitakse järgmise valemi järgi:

U out = U out min (1 + R3/R5).

Kondensaatorile C2 ja takistile R2 (kasutatakse termiliselt stabiilse punkti VD1 valimiseks) antakse stabiliseeritud negatiivne pinge -5 V.

Stabilisaatori väljundahela lühise eest kaitsmiseks piisab, kui ühendada takistiga R3 paralleelselt vähemalt 10 μF võimsusega elektrolüütkondensaator ja takisti R5 šuntida dioodiga KD521A. Osade asukoht ei ole kriitiline, kuid hea temperatuuristabiilsuse tagamiseks on vaja kasutada vastavat tüüpi takisteid. Need peaksid asuma soojusallikatest võimalikult kaugel. Väljundpinge üldine stabiilsus koosneb paljudest teguritest ja tavaliselt ei ületa see pärast soojenemist 0,25%.

Pärast seadme sisselülitamist ja soojendamist seab takisti Radd minimaalne väljundpinge 0 V. Takistid R2 (joonis 2) ja takisti Radd (joonis 3) peavad olema mitme pöördega trimmerid seeriast SP5.

Riis. 3. Lülitusskeem Radd

Mikroskeemi KR142EN12A vooluvõimalused on piiratud 1,5 A-ga. Praegu on müügil sarnaste parameetritega mikroskeemid, mis on mõeldud koormuse suurema voolu jaoks, näiteks LM350 - voolu jaoks 3 A, LM338 - voolu jaoks 5 A. Andmed nende mikroskeemide kohta leiate National Semiconductori veebisaidilt.

Hiljuti ilmusid müügile imporditud mikroskeemid LOW DROP seeriast (SD, DV, LT1083/1084/1085). Need kiibid võivad töötada alapinge sisendi ja väljundi vahel (kuni 1 ... 1,3 V) ja tagavad väljundis stabiliseeritud pinge vahemikus 1,25 ... 30 V vastavalt koormusvoolul 7,5/5/3 A. Parameetrite poolest lähima kodumaise KR142EN22 analoogi maksimaalne stabiliseerimisvool on 7,5 A.

Maksimaalse väljundvoolu korral garanteerib tootja stabiliseerimisrežiimi sisend-väljundpingel vähemalt 1,5 V. Mikroskeemidel on ka sisseehitatud kaitse vastuvõetava väärtusega koormuse voolu ületamise eest ja termiline kaitse ülekuumenemise eest juhtumist.

Need stabilisaatorid tagavad väljundpinge ebastabiilsuse 0,05%/V ja väljundpinge ebastabiilsuse, kui väljundvool muutub 10 mA-lt maksimaalse väärtuseni, mitte halvemaks kui 0,1%/V.

Joonisel fig. 4 on kujutatud koduse labori toiteahelat, mis võimaldab teil ilma transistorideta VT1 ja VT2, näidatud joonisel fig. 2. DA1 KR142EN12A kiibi asemel kasutati kiipi KR142EN22A. See on reguleeritav madala pingelangusega regulaator, mis võimaldab teil saada koormuses kuni 7,5 A voolu.

Riis. 4. Reguleeritav PSU IC-l KR142EN22A

Maksimaalset võimsuse hajumist stabilisaatori Pmax väljundis saab arvutada järgmise valemiga:

P max \u003d (U sisse - U välja) I välja,
kus U in on DA3 kiibile antud sisendpinge, U out on väljundpinge koormusel, I out on mikrolülituse väljundvool.

Näiteks on mikrolülitusse antav sisendpinge U in \u003d 39 V, väljundpinge koormusel U välja \u003d 30 V, vool koormusel I välja \u003d 5 A, seejärel maksimaalne võimsus, mille hajutab mikrolülitus koormusel on 45 W.

Elektrolüütkondensaatorit C7 kasutatakse väljundtakistuse vähendamiseks kõrgetel sagedustel, samuti alandab müra pingetaset ja parandab pulsatsiooni silumist. Kui see kondensaator on tantaal, peab selle nimimahtuvus olema vähemalt 22 mikrofaradi, kui alumiinium - vähemalt 150 mikrofaradi. Vajadusel saab kondensaatori C7 mahtuvust suurendada.

Kui elektrolüütkondensaator C7 asub kaugemal kui 155 mm ja on ühendatud toiteallikaga alla 1 mm ristlõikega juhtmega, siis paigaldatakse sellele täiendav elektrolüütkondensaator mahuga vähemalt 10 mikrofaradi. plaat kondensaatoriga C7 paralleelselt, mikroskeemile lähemale.

Filtri kondensaatori C1 mahtuvust saab määrata ligikaudu, võttes aluseks 2000 mikrofaradi 1 A väljundvoolu kohta (pingel vähemalt 50 V). Väljundpinge temperatuuri triivi vähendamiseks peab takisti R8 olema traat või metallfoolium, mille viga ei tohi olla halvem kui 1%. Takisti R7 on sama tüüpi kui R8. Kui zeneri diood KS113A pole saadaval, võite kasutada joonisel fig. 3. Sisse antud kaitseahela lahendusega on autor üsna rahul, kuna töötab laitmatult ja on praktikas testitud. Võite kasutada mis tahes toiteallika kaitselülitust, näiteks neid, mis on välja pakutud. Autori versioonis, kui relee K1 on aktiveeritud, sulguvad kontaktid K1.1, lühistatakse takisti R7 ja pinge PSU väljundis muutub 0 V.

PSU trükkplaat ja elementide asukoht on näidatud joonisel fig. 5, toiteallika välimus - joonisel fig. 6. PCB mõõdud 112x75mm. Radiaatori valitud nõel. DA3 kiip on isoleeritud jahutusradiaatorist tihendiga ja kinnitatud selle külge terasest vedruplaadiga, mis surub kiibi jahutusradiaatori külge.

Riis. 5. PSU trükkplaat ja elementide asukoht

K50-24 tüüpi kondensaator C1 koosneb kahest paralleelselt ühendatud kondensaatorist võimsusega 4700 μFx50 V. Kasutada võib K50-6 tüüpi kondensaatori imporditud analoogi võimsusega 10 000 μFx50 V. Kondensaator peaks asuma plaadile võimalikult lähedal ja seda plaadiga ühendavad juhid peaksid olema võimalikult lühikesed. Westoni toodetud kondensaator C7 võimsusega 1000 uFx50 V. Kondensaatorit C8 skeemil ei ole, kuid selle jaoks on trükkplaadil augud. Võite kasutada kondensaatorit nimiväärtusega 0,01 ... 0,1 μF pingega vähemalt 10 ... 15 V.

Riis. 6. PSU välimus

Dioodid VD1-VD4 on imporditud dioodide mikrokoost RS602, mis on ette nähtud maksimaalseks vooluks 6 A (joonis 4). Toiteallika kaitseahelas kasutatakse releed RES10 (pass RS4524302). Autori versioonis kasutati SPP-ZA tüüpi takistit R7, mille parameetrite levik ei ületanud 5%. Takisti R8 (joonis 4) erinevus antud väärtusest ei tohiks ületada 1%.

Toiteallikas ei vaja tavaliselt seadistamist ja hakkab tööle kohe pärast kokkupanekut. Pärast seadme kuumutamist takistiga R6 (joonis 4) või takistiga Rdop (joonis 3) seatakse 0 V nimiväärtusele R7.

Selles konstruktsioonis kasutatakse OSM-0.1UZ kaubamärgi toitetrafot võimsusega 100 W. Magnetiline südamik ShL25/40-25. Primaarmähis sisaldab 734 pööret PEV traati 0,6 mm, mähis II - 90 pööret PEV traati 1,6 mm, mähis III - 46 pööret PEV traati 0,4 mm kraaniga keskelt.

RS602 dioodikomplekti saab asendada dioodidega, mille nimivool on vähemalt 10 A, näiteks KD203A, V, D või KD210 A-G (kui te dioode eraldi ei aseta, peate trükkplaadi uuesti tegema) . Transistorina VT1 saate kasutada transistori KT361G.

Kirjandus

1. http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-Standardn-p-n_PositiveVoltageAdjutable.html
2. Morokhin L. Labori toiteallikas//Raadio. - 1999 - nr 2
3. Nechaev I. Väikeste võrgutoiteallikate kaitse ülekoormuse eest//Raadio. - 1996.-№12

Vaadake teisi artikleid osa.