Лабораторното захранване е едно от основните устройства на любителската радиолаборатория. Днес ще съберем и проверим интересна схема. Опцията, дадена в тази статия, е доста популярна в откритите пространства на световната мрежа под името просто и достъпно захранване.
Тази схема е запазена за отделна тема от форума, тя е разработена от човек под псевдонима "olegrmz".
Схемата е многократно усъвършенствана и в момента има общо около десетина различни вариации и модификации. Като пример ще направим първата версия от автора. Допълнителни инструкции са взети от канала на AKA KASYAN YouTube.
Няколко думи за схемата. Всъщност това е пълноценно лабораторно захранване със стабилизация както на напрежение, така и на ток. Обхватът на регулиране на изходното напрежение е от 0V до 25V, токът е практически от 0 до 1,5-2A.
Ако е необходимо, изходното напрежение на това захранване може да бъде до 50V:
А токът е поне 10А. За да направите това, добавете силови транзистори.
Веригата работи изцяло в линеен режим, осигурява много плавно регулиране както на напрежението, така и на тока. На практика няма пулсации в изходното напрежение.
Сърцето на схемата е двоен оперативен усилвател.
От лявата страна на веригата е регулатор на напрежението.
Освен това, както виждате, има два стабилизатора на цяло напрежение.
Възниква въпросът: защо това е необходимо и защо не се ограничава до едно? Вторият стабилизатор е 12V и доста добър, но проблемът е, че може да захранва не повече от 30-35V към входа си, но първият тихо смила по-високи напрежения, но изходното му напрежение не свети със стабилност. В този случай един стабилизатор изглежда покрива недостатъците на друг. По време на работа те почти не се нагряват, тъй като захранват само оперативен усилвател, чиято консумация на ток е малка.
Операционният усилвател се захранва от втори стабилизатор на напрежение 12V, в оригиналната схема се използва чип lm324, който включва 4 opamps.
Но тъй като във веригата бяха включени само два канала, беше решено оперативният усилвател да бъде заменен с чипа lm358, той съдържа само 2 независими opamps.
Тази схема е интересна и с това, че текущата обратна връзка контролира изходното напрежение.
Когато източникът на енергия работи като стабилизатор на напрежението, първият работен усилвател работи като компаратор и осигурява стабилно изходно напрежение, което е еталонът за втория усилвател, върху който е изградено регулиране на напрежението.
Сегашната ограничителна система е класическа.
Референтното напрежение се прилага към неинвертиращия вход на първия работен усилвател чрез разделител.
Освен това, когато натоварването е свързано, спадът на напрежението, който ще се образува върху токовия сензор, се сравнява с референтния. Въз основа на разликата в изходното състояние на операционния усилвател се променя плавно.
Принудително променяйки референтното напрежение с помощта на променлив резистор, ние всъщност принуждаваме оперативния усилвател да променя изходното си напрежение, което в крайна сметка води до плавно отваряне или затваряне на силовия транзистор и промяна в изходния ток на източника на захранване.
Мощност транзистор. В конкретен пример авторът използва 2SD1047.
Той е доста високо напрежение, токът на колектора е 12А.
А мощността, разсеяна от колектора, е около 100W.
Силовият транзистор може да бъде заменен от всеки друг подобен на колекторния ток от 7А, също така е желателно да се използват транзистори в пакета TO-247 или TO-3.
Веригата работи в линеен режим, така че транзисторът трябва да бъде инсталиран на масивен радиатор, може да се наложи допълнителен въздушен поток. Радиаторът, който авторът използва е доста малък, тук е много по-необходим радиатор.
Сигналът от операционния усилвател се инвертира от транзистор с ниска мощност и се подава към ключа за предварително изход, който всъщност управлява изходния транзистор.
Веригата има 2 променливи резистора. Те са необходими за плавно и прецизно регулиране на изходното напрежение.
Пълният оборот на фино настройващия резистор позволява регулиране на напрежението, вариращо от около 3V. Изображението по-долу показва резистор, който задава границата на изходното напрежение.
На платката има 3 джъмпера. Би било възможно да се направи и без тях, но авторът бързаше по време на оформлението на дъската, като цяло можеше да е по-добре, но въпреки това платката е напълно работеща. Можете да го изтеглите заедно с общия архив на проекта на тази връзка.
На платката е осигурен изправител с електролит за захранване.
Всички компоненти на захранването, които ще се нагряват по време на работа, са разположени наблизо. Това е необходимо за лесна инсталация на общ радиатор. Освен това е необходимо да се изолират всички компоненти от корпуса на радиатора със специални уплътнители и пластмасови втулки.
Входен токоизправител с ток 4-5А, но е желателно да се достави 10-ампер електролит при 50-63V с капацитет 2200uF.
Нека започнем тестовете. Нека започнем с едно просто - плавно регулиране на минималното изходно напрежение. Входът е 30V, максималното изходно напрежение е около 23V, минималното напрежение е нула, настройката е много гладка, можете да зададете поне 10mV.
Консумацията на тока на стабилизатора без товар е около 10-20mA, но това ще зависи пряко от изходното напрежение, тъй като на изхода има резистор за натоварване.
Няма оплаквания за ограничаване на тока, всичко работи както трябва. Под натоварване токът се регулира с достатъчна гладкост. Горната граница е около 1.5A, долната граница е 60mA, но играта със съответния разделител (вижте изображението по-долу) може да се направи още по-малко.
Сега минусите на това захранване. Проблемът е в това, ако се опитате да късо съединителя на минималния ток, тогава токът не е ограничен и ако трансформаторът е мощен, тогава можете да се сбогувате с мощностния транзистор.
Но си струва да се отбележи, че в следващите версии схемата е финализирана и този проблем е напълно решен.
Но при максимален ток всичко работи ясно, с късо съединение, уредът се справя перфектно.
Следващ тест - проверка на работата на обратната връзка, с други думи - стабилизиране по време на внезапни скокове и спадове в мрежовото напрежение. Ще симулираме спада на напрежението от друг лабораторен източник на енергия, който всъщност ще захранва стабилизатора ни. Изходното напрежение на стабилизатора е настроено на 12V.
Както можете да видите, тук всичко е ясно, зададеното напрежение се поддържа стабилно. След това проверете стабилизацията на тока, задайте изходния ток на 1A и повторете същия тест.
И тук всичко е наред, устройството също се държи адекватно, изходният ток не се променя.
Това е всичко. Благодаря за вниманието. Ще се видим скоро!
Авторско видео: