בעת יצירת מכשירים אלקטרוניים שונים, במוקדם או במאוחר מתעוררת השאלה במה להשתמש כמקור כוח לאלקטרוניקה תוצרת בית. נניח שהרכבת איזה מהבהב LED, עכשיו אתה צריך להפעיל אותו בזהירות ממשהו. לעתים קרובות מאוד, למטרות אלה, נעשה שימוש במטענים שונים לטלפונים, ספקי כוח למחשבים וכל מיני מתאמי רשת, שאינם מגבילים בשום צורה את הזרם המסופק לעומס.
מה אם, נגיד, על הלוח של אותו מהבהב LED זה, שני מסלולים סגורים נעלמו בטעות מעיניהם? על ידי חיבורו לספק כוח מחשב רב עוצמה, המכשיר המורכב יכול להישרף בקלות אם יש שגיאת התקנה כלשהי על הלוח. בדיוק כדי למנוע מצבים לא נעימים כאלה יש ספקי כוח מעבדתיים עם הגנה שוטפת. בידיעה מראש כמה זרם בערך יצרוך המכשיר המחובר, נוכל למנוע קצרים וכתוצאה מכך שחיקה של טרנזיסטורים ומיקרו-מעגלים עדינים.
במאמר זה נסתכל על תהליך יצירת ספק כוח כזה שאליו ניתן לחבר עומס ללא חשש שמשהו ישרף.
תרשים אספקת חשמל
המעגל מכיל שבב LM324, המשלב 4 מגברים תפעוליים; ניתן להתקין במקום TL074. מגבר תפעולי OP1 אחראי על ויסות מתח המוצא, ו-OP2-OP4 מנטרים את הזרם הנצרך על ידי העומס. מעגל המיקרו TL431 מייצר מתח ייחוס השווה בקירוב ל-10.7 וולט; הוא אינו תלוי בערך מתח האספקה. הנגד המשתנה R4 מגדיר את מתח המוצא; ניתן להשתמש בנגד R5 כדי להתאים את מסגרת שינוי המתח כך שתתאים לצרכים שלך. הגנת הזרם פועלת באופן הבא: העומס צורך זרם, שזורם דרך נגד R20 בעל התנגדות נמוכה, הנקרא shunt, גודל ירידת המתח על פניו תלוי בזרם הנצרך. מגבר תפעולי OP4 משמש כמגבר, מגדיל את ירידת המתח הנמוכה על פני השאנט לרמה של 5-6 וולט, המתח ביציאה של OP4 משתנה מאפס ל-5-6 וולט בהתאם לזרם העומס. מפל ה-OP3 פועל כמשוואה, משווה את המתח בכניסות שלו. המתח בכניסה אחת נקבע על ידי הנגד המשתנה R13, שקובע את סף ההגנה, והמתח בכניסה השנייה תלוי בזרם העומס. לפיכך, ברגע שהזרם חורג מרמה מסוימת, יופיע מתח בפלט של OP3, הפותח את הטרנזיסטור VT3, אשר, בתורו, מושך את בסיס הטרנזיסטור VT2 לאדמה, סוגר אותו. הטרנזיסטור הסגור VT2 סוגר את הכוח VT1, פותח את מעגל כוח העומס. כל התהליכים הללו מתרחשים תוך שניות.
יש לקחת את הנגד R20 בהספק של 5 וואט כדי למנוע את החימום האפשרי שלו במהלך פעולה ארוכת טווח. נגד גוזם R19 קובע את רגישות הזרם; ככל שהערך שלו גבוה יותר, כך ניתן להשיג רגישות גדולה יותר. הנגד R16 מתאים את היסטרזיס ההגנה; אני ממליץ לא להיסחף עם הגדלת הערך שלו. התנגדות של 5-10 קילו אוהם תבטיח נעילה ברורה של המעגל כאשר ההגנה מופעלת; התנגדות גבוהה יותר תיתן אפקט מגביל זרם כאשר המתח במוצא אינו נעלם לחלוטין.
כטרנזיסטור כוח, אתה יכול להשתמש ב-KT818, KT837, KT825 או TIP42 מיובא. יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לקירור שלו, כי כל ההבדל בין מתח הקלט והמוצא יתפזר בצורה של חום על טרנזיסטור זה. לכן אין להשתמש בספק כוח עם מתח מוצא נמוך וזרם גבוה, שכן החימום של הטרנזיסטור יהיה מקסימלי. אז בואו נעבור ממילים למעשים.
ייצור והרכבה של PCB
המעגל המודפס נעשה בשיטת LUT, שתוארה פעמים רבות באינטרנט.
נוסף על PCB דיודה פולטת אור עם נגד שאינו מצויין בתרשים. נגד עבור לד ערך של 1-2 קילו אוהם מתאים. זֶה דיודה פולטת אור נדלק כאשר ההגנה מופעלת. כמו כן נוספו שני מגעים המסומנים במילה "Jamper"; כאשר הם סגורים, ספק הכוח יוצא מההגנה ו"נפסק". בנוסף, קבל 100 pF נוסף בין פינים 1 ו-2 של המיקרו-מעגל; הוא משמש להגנה מפני הפרעות ומבטיח פעולה יציבה של המעגל.
הגדרת ספק הכוח
אז, לאחר הרכבת המעגל, אתה יכול להתחיל להגדיר אותו.קודם כל, אנו מספקים מתח של 15-30 וולט ומודד את המתח בקתודה של שבב TL431, זה צריך להיות בערך שווה ל-10.7 וולט. אם המתח המסופק לכניסת ספק הכוח קטן (15-20 וולט), יש להפחית את הנגד R3 ל-1 kOhm. אם מתח הייחוס תקין, אנו בודקים את פעולת וסת המתח; בעת סיבוב הנגד המשתנה R4, הוא אמור להשתנות מאפס למקסימום. לאחר מכן, אנו מסובבים את הנגד R13 במצב הקיצוני ביותר שלו; ההגנה עשויה להיות מופעלת כאשר הנגד הזה מושך את כניסת OP2 לאדמה. ניתן להתקין נגד 50-100 אוהם בין הארקה לפין החיצוני ביותר של R13, שמחובר לאדמה. אנו מחברים כל עומס לאספקת החשמל, מכוונים את R13 למצב הקיצוני שלו. אנחנו מגבירים את מתח המוצא, הזרם יגדל ובשלב מסוים ההגנה תעבוד. אנו משיגים את הרגישות הנדרשת עם נגד חיתוך R19, ואז אתה יכול להלחים אחד קבוע במקום. זה משלים את תהליך הרכבת ספק הכוח במעבדה; אתה יכול להתקין אותו במארז ולהשתמש בו.
סִימָן
זה מאוד נוח להשתמש בראש מצביע כדי לציין את מתח המוצא. מדי מתח דיגיטליים, למרות שהם יכולים להראות מתח של עד מאיות הוולט, מספרים רצים כל הזמן נתפסים בצורה גרועה על ידי העין האנושית. לכן זה רציונלי יותר להשתמש בראשי מצביעים. זה מאוד פשוט ליצור מד מתח מראש כזה - פשוט שים איתו נגד חיתוך בסדרה עם ערך נומינלי של 0.5 - 1 MOhm. כעת עליך להפעיל מתח, שערכו ידוע מראש, ולהשתמש בנגד חיתוך כדי להתאים את מיקום החץ המתאים למתח המופעל. בנייה נעימה!
