Zasilacz laboratoryjny jest jednym z głównych urządzeń amatorskiego laboratorium radiowego. Dzisiaj zbierzemy i sprawdzimy ciekawy schemat. Opcja podana w tym artykule jest dość popularna na otwartych przestrzeniach w sieci WWW pod nazwą prostego i niedrogiego zasilacza.
Ten schemat jest zarezerwowany dla osobnego wątku na forum, został opracowany przez osobę o pseudonimie „olegrmz”.
Schemat był wielokrotnie udoskonalany i obecnie istnieje w sumie około tuzina różnych odmian i modyfikacji. Jako przykład stworzymy pierwszą wersję od autora. Dalsze instrukcje pochodzą z kanału YouTube AKA KASYAN.
Kilka słów o schemacie. W rzeczywistości jest to pełnoprawny laboratoryjny zasilacz ze stabilizacją zarówno napięcia, jak i prądu. Zakres regulacji napięcia wyjściowego wynosi od 0 V do 25 V, prąd praktycznie wynosi od 0 do 1,5-2 A.
W razie potrzeby napięcie wyjściowe tego zasilacza może wynosić do 50 V:
A prąd wynosi co najmniej 10A. Aby to zrobić, dodaj tranzystory mocy.
Obwód działa całkowicie w trybie liniowym, zapewnia bardzo płynną regulację zarówno napięcia, jak i prądu. Praktycznie nie ma tętnień w napięciu wyjściowym.
Sercem obwodu jest podwójny wzmacniacz operacyjny.
Po lewej stronie obwodu znajduje się regulator napięcia.
Ponadto, jak widać, istnieją dwa całe stabilizatory napięcia.
Powstaje pytanie: dlaczego jest to konieczne i dlaczego nie ograniczać się do jednego? Drugi stabilizator ma 12 V i jest całkiem niezły, ale problem polega na tym, że nie może on dostarczyć więcej niż 30-35 V na swoje wejście, ale pierwszy cicho trawi wyższe napięcia, ale jego napięcie wyjściowe nie świeci stabilnie. W tym przypadku jeden stabilizator wydaje się pokrywać wady drugiego. Podczas pracy prawie się nie nagrzewają, ponieważ zasilają tylko wzmacniacz operacyjny, którego pobór prądu jest niewielki.
Wzmacniacz operacyjny jest zasilany przez drugi stabilizator napięcia 12 V, w oryginalnym układzie zastosowano układ lm324, który zawiera 4 opampy.
Ponieważ jednak w obwodzie brały udział tylko dwa kanały, postanowiono zastąpić wzmacniacz operacyjny układem lm358, który zawiera tylko 2 niezależne wzmacniacze.
Ten obwód jest również interesujący, ponieważ prądowe sprzężenie zwrotne kontroluje napięcie wyjściowe.
Gdy źródło zasilania działa jako stabilizator napięcia, pierwszy wzmacniacz operacyjny działa jako komparator i zapewnia stabilne napięcie wyjściowe, które jest odniesieniem dla drugiego wzmacniacza, na którym zbudowana jest regulacja napięcia.
Obecny system ograniczania jest klasyczny.
Napięcie odniesienia jest przykładane do nieodwracającego wejścia pierwszego wzmacniacza operacyjnego przez dzielnik.
Ponadto, gdy obciążenie jest podłączone, spadek napięcia, który powstanie na czujniku prądu, jest porównywany z napięciem odniesienia. W oparciu o różnicę w stanie wyjściowym wzmacniacza operacyjnego zmienia się płynnie.
Zmieniając siłę napięcia odniesienia za pomocą rezystora zmiennego, zmuszamy wzmacniacz operacyjny do zmiany napięcia wyjściowego, co ostatecznie prowadzi do płynnego otwarcia lub zamknięcia tranzystora mocy i zmiany prądu wyjściowego źródła zasilania.
Tranzystor mocy W konkretnym przykładzie autor zastosował 2SD1047.
To dość wysokie napięcie, prąd kolektora wynosi 12A.
A moc rozpraszana przez kolektor wynosi około 100 W.
Tranzystor mocy można zastąpić dowolnym innym podobnym do prądu kolektora z 7A, pożądane jest również użycie tranzystorów w pakiecie TO-247 lub TO-3.
Obwód działa w trybie liniowym, więc tranzystor musi być zainstalowany na masywnym grzejniku, może być potrzebny dodatkowy przepływ powietrza. Grzejnik, którego używa autor, jest dość mały, grzejnik jest tutaj o wiele bardziej potrzebny.
Sygnał ze wzmacniacza operacyjnego jest odwracany przez tranzystor małej mocy i podawany do klucza przedwzmacniacza, który faktycznie steruje tranzystorem wyjściowym.
Obwód ma 2 oporniki zmienne. Są one niezbędne do płynnej i precyzyjnej regulacji napięcia wyjściowego.
Pełny obrót rezystora dostrajającego pozwala na regulację napięcia w zakresie od około 3 V. Poniższy obraz pokazuje rezystor, który określa limit napięcia wyjściowego.
Na płytce drukowanej znajdują się 3 zworki. Można by się bez nich obejść, ale autor spieszył się podczas układania planszy, ogólnie rzecz biorąc, mogło być lepiej, ale mimo to tablica jest w pełni sprawna. Możesz pobrać go wraz z ogólnym archiwum projektu na ten link.
Na płycie znajduje się prostownik z elektrolitem do zasilania.
Wszystkie elementy zasilania, które nagrzeją się podczas pracy, znajdują się w pobliżu. Jest to konieczne dla ułatwienia instalacji na wspólnym grzejniku. Ponadto konieczne jest odizolowanie wszystkich elementów od obudowy chłodnicy za pomocą specjalnych uszczelek przewodzących ciepło i tulei z tworzywa sztucznego.
Prostownik wejściowy o prądzie 4-5A, ale pożądane jest dostarczenie 10-amperowego elektrolitu przy 50-63 V o pojemności 2200uF.
Zacznijmy testy. Zacznijmy od prostego - płynnej regulacji minimalnego napięcia wyjściowego. Napięcie wejściowe wynosi 30 V, maksymalne napięcie wyjściowe wynosi około 23 V, minimalne napięcie wynosi zero, regulacja jest bardzo płynna, można ustawić co najmniej 10 mV.
Pobór prądu przez stabilizator bez obciążenia wynosi około 10-20 mA, ale będzie to bezpośrednio zależeć od napięcia wyjściowego, ponieważ na wyjściu znajduje się rezystor obciążenia.
Nie ma żadnych skarg na ograniczenie prądu, wszystko działa tak, jak powinno. Pod obciążeniem prąd jest regulowany z wystarczającą płynnością. Górny limit wynosi około 1,5A, dolny limit to 60mA, ale gra z odpowiednim dzielnikiem (patrz zdjęcie poniżej) może być wykonana jeszcze mniej.
Teraz wady tego zasilacza. Problem polega na tym, że jeśli spróbujesz zewrzeć jednostkę przy minimalnym prądzie, wówczas prąd nie jest ograniczony, a jeśli transformator jest silny, możesz pożegnać się z tranzystorem mocy.
Warto jednak zauważyć, że w kolejnych wersjach program został sfinalizowany, a problem ten został całkowicie rozwiązany.
Ale przy maksymalnym prądzie wszystko działa wyraźnie, przy zwarciu urządzenie doskonale sobie radzi.
Następny test - sprawdzenie działania sprzężenia zwrotnego, innymi słowy - stabilizacja podczas nagłych skoków i spadków napięcia sieciowego. Będziemy symulować spadki napięcia przez inne laboratoryjne źródło zasilania, które w rzeczywistości zasila nasz stabilizator. Napięcie wyjściowe stabilizatora jest ustawione na 12V.
Jak widać, wszystko jest tutaj jasne, ustawione napięcie jest stabilne. Następnie sprawdź stabilizację prądu, ustaw prąd wyjściowy na 1A i powtórz ten sam test.
Tutaj również wszystko jest w porządku, urządzenie również zachowuje się odpowiednio, prąd wyjściowy się nie zmienia.
To wszystko. Dziękuję za uwagę. Do zobaczenia wkrótce!
Wideo autora: