Laboratorijas barošanas avots ir viena no radioamatieru laboratorijas galvenajām ierīcēm. Šodien mēs apkoposim un pārbaudīsim interesantu diagrammu. Šajā rakstā sniegtā opcija ir diezgan populāra globālā tīmekļa atklātajās vietās ar vienkāršu un pieejamu barošanas avotu.
Šī shēma ir paredzēta atsevišķam foruma pavedienam, to izstrādāja persona ar segvārdu "olegrmz".
Shēma ir vairākkārt uzlabota, un šobrīd kopumā ir aptuveni ducis dažādu variāciju un modifikāciju. Kā piemēru mēs izveidosim pašu pirmo versiju no autora. Papildu instrukcijas ir saņemtas no AKA KASYAN YouTube kanāla.
Daži vārdi par shēmu. Faktiski tā ir pilnvērtīga laboratorijas barošanas avots ar stabilizāciju gan spriegumā, gan strāvā. Izejas sprieguma regulēšanas diapazons ir no 0V līdz 25V, strāva praktiski ir no 0 līdz 1,5-2A.
Ja nepieciešams, šī barošanas avota izejas spriegumu var palielināt līdz 50 V:
Un strāva ir vismaz 10A. Lai to izdarītu, pievienojiet jaudas tranzistorus.
Ķēde pilnībā darbojas lineārā režīmā, nodrošina ļoti vienmērīgu gan sprieguma, gan strāvas regulēšanu. Izejas spriegumā praktiski nav ripples.
Ķēdes centrā ir divkāršs darbības pastiprinātājs.
Ķēdes kreisajā pusē ir sprieguma regulators.
Turklāt, kā redzat, ir divi veseli sprieguma stabilizatori.
Rodas jautājums: kāpēc tas ir vajadzīgs un kāpēc neaprobežojas tikai ar vienu? Otrais stabilizators ir 12V, un diezgan labs, taču problēma ir tā, ka tas var pievadīt ne vairāk kā 30-35V līdz savam ievadam, bet pirmais mierīgi sagremo augstākus spriegumus, bet tā izejas spriegums nespīd ar stabilitāti. Šķiet, ka šajā gadījumā viens stabilizators sedz cita trūkumus. Darbības laikā tie gandrīz nesasilst, jo baro tikai operācijas pastiprinātāju, kura pašreizējais patēriņš ir mazs.
Darbības pastiprinātāju darbina otrs 12 V sprieguma stabilizators, oriģinālajā shēmā tiek izmantota lm324 mikroshēma, kas ietver 4 opampusus.
Bet, tā kā ķēdē tika iesaistīti tikai divi kanāli, tika nolemts operatīvo pastiprinātāju aizstāt ar mikroshēmu lm358, tas satur tikai 2 neatkarīgus opampusus.
Šī shēma ir interesanta arī ar to, ka pašreizējā atgriezeniskā saite kontrolē izejas spriegumu.
Kad strāvas avots darbojas kā sprieguma stabilizators, pirmais darbības pastiprinātājs darbojas kā salīdzinātājs un nodrošina stabilu izejas spriegumu, kas ir atsauce uz otro pastiprinātāju, uz kura tiek veidots sprieguma regulējums.
Pašreizējā ierobežojošā sistēma ir klasiska.
Pirmā darbības pastiprinātāja neinvertējošajai ieejai caur dalītāju tiek pielietots atsauces spriegums.
Pēc tam, kad slodze ir pievienota, sprieguma kritums, kas radīsies uz strāvas sensora, tiek salīdzināts ar atsauces. Balstoties uz atšķirībām operatīvā pastiprinātāja izejas stāvoklī, vienmērīgi mainās.
Piespiedu kārtā mainot atsauces spriegumu, izmantojot mainīgu rezistoru, mēs faktiski piespiežam operatīvo pastiprinātāju mainīt tā izejas spriegumu, kas galu galā noved pie strāvas tranzistora vienmērīgas atvēršanas vai aizvēršanas un enerģijas avota izejas strāvas izmaiņām.
Jaudas tranzistors. Konkrētā piemērā autore izmantoja 2SD1047.
Tas ir diezgan augsts spriegums, kolektora strāva ir 12A.
Un kolektora izkliedētā jauda ir aptuveni 100W.
Strāvas tranzistoru var aizstāt ar jebkuru citu, kas ir līdzīgs kolektora strāvai no 7A, ir arī vēlams izmantot tranzistorus TO-247 vai TO-3 paketē.
Ķēde darbojas lineārā režīmā, tāpēc tranzistors jāuzstāda uz masīva radiatora, jums var būt nepieciešama papildu gaisa plūsma. Radiators, kuru autors izmanto, ir diezgan mazs, šeit radiators ir daudz vairāk vajadzīgs.
Signālu no operatīvā pastiprinātāja apgriež ar mazjaudas tranzistoru un padod priekšizvades taustiņam, kas faktiski kontrolē izejas tranzistoru.
Ķēdē ir 2 mainīgi rezistori. Tie ir nepieciešami vienmērīgai un precīzai izejas sprieguma regulēšanai.
Pilna precizējošā rezistora apgriezieni ļauj pielāgot spriegumu no aptuveni 3 V. Zemāk redzamajā attēlā ir redzams rezistors, kas nosaka izejas sprieguma robežu.
Uz shēmas plates ir 3 džemperi. Būtu iespējams iztikt bez viņiem, bet autore steidza dēļa izkārtojuma laikā, kopumā tas varēja būt labāks, taču neskatoties uz to, tāfele darbojas pilnībā. Jūs to varat lejupielādēt kopā ar vispārīgo projekta arhīvu vietnē šī saite.
Uz tāfeles ir paredzēts taisngriezis ar elektroenerģiju.
Netālu atrodas visi strāvas komponenti, kas sakarst darbības laikā. Tas ir nepieciešams, lai atvieglotu uzstādīšanu uz kopīga radiatora. Turklāt no radiatora korpusa visas sastāvdaļas ir jāizolē ar īpašām siltumvadošām blīvēm un plastmasas ieliktņiem.
Ieejas taisngriezis ar strāvu 4-5A, bet ir vēlams piegādāt 10 ampēru elektrolītu pie 50-63 V ar ietilpību 2200uF.
Sāksim testus. Sāksim ar vienkāršu - vienmērīgu minimālā izejas sprieguma regulēšanu. Ieeja ir 30 V, maksimālais izejas spriegums ir aptuveni 23 V, minimālais spriegums ir nulle, regulēšana ir ļoti vienmērīga, jūs varat iestatīt vismaz 10 mV.
Pašreizējais stabilizatora patēriņš bez slodzes ir aptuveni 10-20mA, bet tas tieši būs atkarīgs no izejas sprieguma, jo izejā ir slodzes rezistors.
Par strāvas ierobežošanu nav sūdzību, viss darbojas kā vajadzētu. Zem slodzes strāva tiek regulēta ar pietiekamu gludumu. Augšējā robeža ir aptuveni 1,5A, apakšējā robeža ir 60mA, bet spēlēšanu ar atbilstošo dalītāju (sk. Attēlu zemāk) var izdarīt vēl mazāk.
Tagad šīs barošanas mīnusi. Problēma ir šāda, ja jūs mēģināt īsslēgt vienību pie minimālās strāvas, tad strāva nav ierobežota, un, ja transformators ir jaudīgs, tad jūs varat atvadīties no strāvas tranzistora.
Bet ir vērts atzīmēt, ka turpmākajās versijās shēma ir pabeigta un šī problēma ir pilnībā atrisināta.
Bet pie maksimālās strāvas viss darbojas skaidri, ar īssavienojumu, ierīce tiek galā lieliski.
Nākamais pārbaudījums - atgriezeniskās saites darbības pārbaude, citiem vārdiem sakot, stabilizācija pēkšņu pārspriegumu un tīkla sprieguma kritumu laikā. Mēs simulēsim sprieguma kritumus ar citu laboratorijas enerģijas avotu, kas faktiski darbos mūsu stabilizatoru. Stabilizatora izejas spriegums ir iestatīts uz 12 V.
Kā redzat, šeit viss ir skaidrs, iestatītais spriegums tiek uzturēts stabils. Pēc tam pārbaudiet strāvas stabilizāciju, iestatiet izejas strāvu uz 1A un atkārtojiet to pašu testu.
Arī šeit viss ir kārtībā, arī vienība uzvedas atbilstoši, izejas strāva nemainās.
Tas arī viss. Paldies par uzmanību. Tiekamies drīz!
Autora video: