E se, ad esempio, sulla scheda di questo stesso lampeggiatore a LED, due binari chiusi passassero accidentalmente inosservati? Collegandolo a un potente alimentatore per computer, il dispositivo assemblato può facilmente bruciarsi in caso di errori di installazione sulla scheda. Al fine di evitare che si verifichino situazioni così spiacevoli, esistono alimentatori da laboratorio con protezione corrente. Sapendo in anticipo quale tipo di corrente consumerà il dispositivo collegato, possiamo prevenire un cortocircuito e, di conseguenza, un esaurimento di transistor e delicati microcircuiti.
In questo articolo considereremo il processo di creazione di un tale alimentatore, al quale è possibile collegare il carico, senza timore che qualcosa bruci.
Circuito di alimentazione
Il circuito contiene un chip LM324, che combina 4 amplificatori operazionali, al suo posto è possibile utilizzare TL074. L'amplificatore operazionale OP1 è responsabile della regolazione della tensione di uscita e OP2-OP4 monitora la corrente consumata dal carico. Il microcircuito TL431 genera una tensione di riferimento di circa 10,7 volt, non dipende dall'ampiezza della tensione di alimentazione. Il resistore variabile R4 imposta la tensione di uscita, il resistore R5 può regolare l'ambito della variazione di tensione in base alle proprie esigenze. La protezione della corrente funziona come segue: il carico consuma la corrente che fluisce attraverso il resistore a bassa resistenza R20, che è chiamato shunt, l'entità della caduta di tensione attraverso di essa dipende dalla corrente consumata. L'amplificatore operazionale OP4 viene utilizzato come amplificatore, aumentando la piccola tensione di caduta sullo shunt al livello di 5-6 volt, la tensione all'uscita OP4 cambia da zero a 5-6 volt a seconda della corrente di carico. La cascata OP3 funziona come un comparatore, confrontando la tensione ai suoi ingressi. La tensione su un ingresso è impostata da una resistenza variabile R13, che imposta la soglia di protezione, e la tensione sul secondo ingresso dipende dalla corrente di carico. Pertanto, non appena la corrente supera un certo livello, all'uscita di OP3 appare una tensione che apre il transistor VT3, che a sua volta tira a terra la base del transistor VT2, chiudendola. Un transistor chiuso VT2 chiude la potenza VT1, aprendo il circuito di potenza del carico. Tutti questi processi avvengono in poche frazioni di secondo.
La resistenza R20 dovrebbe essere presa con una potenza di 5 watt per evitare il suo possibile riscaldamento durante un lungo funzionamento. Il resistore di sintonia R19 imposta la sensibilità corrente, maggiore è il suo valore nominale, maggiore è la sensibilità che può essere raggiunta. Il resistore R16 regola l'isteresi della protezione, consiglio di non lasciarsi coinvolgere dall'aumentare il suo rating. Una resistenza di 5-10 kOhm fornirà un chiaro clic del circuito quando viene attivata la protezione, una resistenza maggiore darà l'effetto della limitazione di corrente, quando la tensione all'uscita non scompare completamente.
Come transistor di potenza, è possibile utilizzare KT818, KT837, KT825 domestici o TIP42 importato.Particolare attenzione dovrebbe essere prestata al suo raffreddamento, poiché l'intera differenza tra la tensione di ingresso e di uscita sarà dissipata sotto forma di calore su questo transistor. Questo è il motivo per cui non dovresti usare l'alimentatore a bassa tensione di uscita e corrente elevata, il riscaldamento del transistor sarà massimo. Quindi, passiamo dalle parole alle azioni.
Produzione e assemblaggio di PCB
Il circuito stampato viene eseguito con il metodo LUT, che è stato ripetutamente descritto su Internet.
Un LED con una resistenza, che non sono indicati nello schema, viene aggiunto al circuito stampato. La resistenza per il LED è adatta per un valore nominale di 1-2 kOhm. Questo LED si accende quando la protezione è attivata. Aggiunti anche due contatti, indicati dalla parola "Jamper", quando sono chiusi, l'alimentatore esce dalla protezione, "scatta". Inoltre, è stato aggiunto un condensatore da 100 pF tra l'uscita 1 e 2 del microcircuito, serve per proteggere dalle interferenze e garantisce un funzionamento stabile del circuito.
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Impostazione dell'alimentazione
Quindi, dopo aver assemblato il circuito, puoi iniziare a configurarlo. Prima di tutto, forniamo energia a 15-30 volt e misuriamo la tensione sul catodo del chip TL431, dovrebbe essere approssimativamente uguale a 10,7 volt. Se la tensione fornita all'ingresso dell'alimentatore è piccola (15-20 volt), la resistenza R3 dovrebbe essere ridotta a 1 kOhm. Se la tensione di riferimento è in ordine, controlliamo il funzionamento del regolatore di tensione, quando la resistenza variabile R4 ruota, dovrebbe cambiare da zero al massimo. Successivamente, ruotiamo la resistenza R13 nella sua posizione più estrema, una protezione può essere attivata quando questa resistenza tira a terra l'ingresso OP2. È possibile installare un resistore con un valore nominale di 50-100 Ohm tra la terra e il terminale R13 terminale, che è collegato a terra. Colleghiamo un po 'di carico all'alimentazione, impostiamo R13 in posizione estrema. Aumentiamo la tensione in uscita, la corrente aumenterà e ad un certo punto la protezione funzionerà. Otteniamo la sensibilità desiderata con un resistore di sintonia R19, quindi è possibile saldarne uno costante. Questo completa il processo di assemblaggio dell'alimentatore da laboratorio, è possibile installarlo nell'alloggiamento e utilizzarlo.
display
È molto comodo usare la freccia per indicare la tensione di uscita. I voltmetri digitali, sebbene possano mostrare una tensione fino a centesimi di volt, numeri costantemente in esecuzione sono scarsamente percepiti dall'occhio umano. Ecco perché è più razionale usare le frecce. È molto semplice creare un voltmetro da una tale testa - basta mettere un resistore di sintonia con un valore nominale di 0,5 - 1 MΩ in serie con esso. Ora è necessario applicare una tensione, il cui valore è noto in anticipo, e regolare la posizione della freccia corrispondente alla tensione applicata con una resistenza di taglio. Assemblea riuscita!
