A pokud například na desce této LED blikače náhodou nezůstanou nepovšimnuty dvě uzavřené stopy? Připojením k výkonné napájecí jednotce počítače se může sestavené zařízení snadno vypálit, pokud se na desce vyskytne chyba instalace. Aby nedocházelo k takovým nepříjemným situacím, existují laboratorní napájecí zdroje se současnou ochranou. Pokud předem víme, jaký proud bude připojené zařízení spotřebovávat, můžeme zabránit zkratu a v důsledku toho vyhoření tranzistorů a jemných mikroobvodů.
V tomto článku se budeme zabývat procesem vytvoření právě takového zdroje napájení, ke kterému můžete připojit zátěž, aniž byste se obávali, že něco spálí.
Napájecí obvod
Obvod obsahuje čip LM324, který kombinuje 4 operační zesilovače, místo toho lze použít TL074. Operační zesilovač OP1 je zodpovědný za nastavení výstupního napětí a OP2-OP4 monitoruje proud spotřebovaný zátěží. Mikroobvod TL431 generuje referenční napětí přibližně 10,7 voltů, nezávisí na velikosti napájecího napětí. Variabilní rezistor R4 nastavuje výstupní napětí, rezistor R5 může přizpůsobit rozsah změny napětí vašim potřebám. Ochrana proudu pracuje následovně: zátěž spotřebovává proud, který protéká odporem R20 s nízkým odporem, který se nazývá zkrat, velikost poklesu napětí v něm závisí na spotřebovaném proudu. Operační zesilovač OP4 se používá jako zesilovač, který zvyšuje malé poklesové napětí na zkratu na úroveň 5-6 voltů, napětí na výstupu OP4 se mění z nuly na 5-6 voltů v závislosti na zatěžovacím proudu. Kaskáda OP3 funguje jako komparátor a porovnává napětí na svých vstupech. Napětí na jednom vstupu je nastaveno proměnným odporem R13, který nastavuje prahovou hodnotu ochrany, a napětí na druhém vstupu závisí na zátěžovém proudu. Jakmile proud přesáhne určitou úroveň, objeví se na výstupu OP3 napětí, které otevře tranzistor VT3, který zase táhne základnu tranzistoru VT2 k zemi a uzavře ji. Uzavřený tranzistor VT2 uzavírá výkon VT1 a otevírá obvod zátěže. Všechny tyto procesy probíhají ve zlomcích sekundy.
Odpor R20 by měl být odebírán s příkonem 5 W, aby se zabránilo jeho možnému zahřívání během dlouhého provozu. Ladicí rezistor R19 nastavuje aktuální citlivost, čím vyšší je jeho hodnocení, tím větší může být dosaženo citlivosti. Rezistor R16 upravuje ochrannou hysterezi, doporučuji, abyste se nezvyšovali. Odpor 5-10 kOhm zajistí jasné kliknutí obvodu při spuštění ochrany, větší odpor způsobí omezení proudu, když napětí na výstupu úplně nezmizí.
Jako výkonový tranzistor můžete použít domácí KT818, KT837, KT825 nebo importovaný TIP42.Zvláštní pozornost by měla být věnována jeho chlazení, protože celý rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím bude rozptýlen ve formě tepla na tomto tranzistoru. Z tohoto důvodu byste neměli používat napájení při nízkém výstupním napětí a vysokém proudu, ohřev tranzistoru bude maximální. Pojďme tedy od slov k činům.
Výroba a montáž PCB
Deska s plošnými spoji se provádí metodou LUT, která byla opakovaně popsána na internetu.
Do desky s plošnými spoji je přidána LED s rezistorem, který není znázorněn ve schématu. Odpor pro LED je vhodný pro jmenovitou hodnotu 1-2 kOhm. Tato LED se rozsvítí, když je ochrana aktivována. Také přidány dva kontakty, označené slovem "Jamper", když jsou uzavřeny, napájení zhasne, "klikne". Kromě toho byl mezi výstup 1 a 2 mikroobvodu přidán kondenzátor 100 pF, který slouží k ochraně proti rušení a zajišťuje stabilní provoz obvodu.
Deska ke stažení:
[20,41 Kb] (počet stažení: 932)
Nastavení napájení
Takže po sestavení obvodu můžete začít konfigurovat. Nejprve napájíme 15-30 voltů a změříme napětí na katodě čipu TL431, mělo by to být přibližně 10,7 voltů. Pokud je napětí přiváděné na vstup napájecího zdroje malé (15–20 V), měl by se odpor R3 snížit na 1 kOhm. Pokud je referenční napětí v pořádku, zkontrolujeme činnost regulátoru napětí, když se proměnný odpor R4 otáčí, měl by se změnit z nuly na maximum. Dále otočíme rezistorem R13 v jeho nejextrémnější poloze, ochrana může být spuštěna, když tento rezistor přitáhne vstup OP2 k zemi. Mezi zem a svorku R13 terminálu, která je připojena k zemi, můžete nainstalovat odpor o jmenovité hodnotě 50–100 Ohmů. Připojíme nějakou zátěž k napájení, nastavíme R13 do krajní polohy. Zvyšujeme napětí na výstupu, zvyšuje se proud a v určitém okamžiku bude ochrana fungovat. Požadované citlivosti dosáhneme s ladicím rezistorem R19, pak lze místo toho pájet konstantní. Tím je dokončen proces montáže laboratorního napájení, můžete jej nainstalovat do pouzdra a použít.
Indikace
K označení výstupního napětí je velmi vhodné použít šipku. Digitální voltmetry, i když mohou ukazovat napětí až stotiny voltu, lidská oka stále špatně vnímají neustále se vyskytující čísla. Proto je racionálnější používat šipky. Je velmi jednoduché vyrobit voltmetr z takové hlavy - stačí do něj zapojit ladicí odpor s nominální hodnotou 0,5 - 1 MΩ. Nyní musíte použít napětí, jehož hodnota je známa předem, a upravit polohu šipky odpovídající použitému napětí pomocí trimovacího rezistoru. Úspěšná montáž!
