Questo alimentatore è facile da replicare, protetto in modo affidabile da cortocircuiti accidentali, ha una regolazione regolare della tensione di uscita da "zero", i collettori a transistor sono collegati direttamente al radiatore o al case (massa del telaio).
Il blocco è costituito da un trasformatore step-down, un raddrizzatore, un dispositivo di confronto su un amplificatore operazionale, che controlla il transistor composito e l'unità di protezione con il suo consumo di corrente (Fig. 1).
Il trasformatore step-down dovrebbe essere controllato per la potenza che produce. Per fare ciò, l'avvolgimento primario è collegato tramite un fusibile a una rete da 220 volt, avendo precedentemente isolato tutte le sezioni aperte del cablaggio. La tensione alternata sull'avvolgimento secondario non deve superare i 20 volt, altrimenti dopo il raddrizzatore la tensione continua sul condensatore elettrolitico supererà i 30 volt, il limite per il chip dell'amplificatore operazionale. In parallelo, un voltmetro è collegato ai terminali dell'avvolgimento secondario del trasformatore e cortocircuitato brevemente con un potente resistore con una resistenza di 20 ohm. La corrente attraverso il resistore sarà di circa 1 ampere. Di solito questo è sufficiente, ma “questione di gusti”. Se le letture del voltmetro sono leggermente cambiate e la potenza è soddisfacente, il test è completato.
Nel raddrizzatore, è preferibile utilizzare il microassemblaggio KTs-402 o KTs-405 con qualsiasi indice di lettere. Quindi la tensione costante in uscita sarà più “bella” a causa degli stessi parametri dei diodi a ponte. Quando sono richieste correnti unitarie di grandi dimensioni, il ponte raddrizzatore viene assemblato da singoli potenti diodi.
Il dispositivo di confronto (vedi Fig. 1) è costituito da un amplificatore operazionale DA1 e un ponte di misura formato da resistori R5-R7 e un diodo zener VD2. Una variazione della tensione all'uscita dell'alimentatore porta ad uno squilibrio nel ponte di misura. L'amplificatore operazionale amplifica la tensione di squilibrio modificando la tensione attraverso la resistenza di carico R4, ma poiché questo carico è costante, la corrente che passa attraverso il chip cambia. Questa corrente è ideale per controllare un transistor di regolazione, poiché il transistor è, in generale, un elemento di corrente. Da qui è tratta l'idea dell'inclusione non standard di un amplificatore operazionale. Nel dispositivo di confronto è possibile utilizzare qualsiasi amplificatore operazionale, soprattutto se l'unità verrà utilizzata come stabilizzatore di tensione non regolato in qualsiasi dispositivo. La tensione all'uscita del blocco sarà pari al doppio della tensione di stabilizzazione del diodo zener utilizzato (questo rapporto può essere modificato dai resistori R5 e R6). Se è necessario stabilizzare una tensione superiore a 30 volt, è necessario installare un diodo zener VD3 (mostrato con linee tratteggiate), che sopprimerà la tensione in eccesso sull'amplificatore operazionale. In questo caso, la resistenza del resistore R7 deve essere progettata per la corrente operativa nominale del diodo zener VD2. Un amplificatore operazionale senza retroazione potrebbe eccitarsi e allora sarà necessario introdurre il condensatore C4.
Non tutti gli amplificatori operazionali sono adatti per l'opzione del blocco variabile (vedere Figura 2). È necessario garantire che quando la tensione di uscita viene ridotta a "zero" dal potenziometro R7, il processo di stabilizzazione non viene interrotto. Altrimenti, la tensione completa proveniente dal raddrizzatore apparirà all'uscita dell'unità.
L'unità di protezione è costituita da uno shunt e da un tiristore 2U107A. La corrente che passa attraverso lo shunt crea una caduta di tensione proporzionale su di esso. Non appena la tensione raggiunge un certo livello, l'SCR si aprirà sbilanciando il ponte di bilanciamento R5-R8 (Fig. 2). Quindi il transistor composito VT1-VT2 si chiuderà e la corrente attraverso il carico del blocco si interromperà. Per riportare la protezione allo stato originale utilizzare il pulsante SB1. Non dovresti usare un interruttore a levetta o un interruttore qui: potresti dimenticare di attivare la protezione. Se vuoi ottenere la massima corrente puoi semplicemente tenere premuto il pulsante. Un pezzo di filo di manganina è stato utilizzato come shunt. La sezione e la lunghezza del filo vengono selezionate sperimentalmente in base alla corrente richiesta e alla soglia di protezione. Il tiristore 2U107A si è rivelato la scelta di maggior successo in termini di sensibilità, velocità e affidabilità di funzionamento. Altri SCR non hanno dato il risultato desiderato.
Un transistor composito può essere assemblato da qualsiasi transistor, soggetto a regole generali, ad esempio: VT1-KT808A, VT2-KT815A. La resistenza del trimmer R3 (Fig. 1) serve a configurare il transistor composito per la massima uscita di corrente. Per fare ciò, cortocircuitare brevemente l'uscita dell'alimentatore con una resistenza di carico (ad esempio 12 ohm) e impostare R3 sulla deviazione minore della tensione di uscita.
Sulla base di quanto sopra, è stato assemblato un alimentatore bipolare da laboratorio (vedi Fig. 3 e foto 1-3). Lo stabilizzatore superiore nel diagramma è comodo da usare senza protezione. Insieme allo stabilizzatore inferiore, puoi ottenere una tensione fino a 25 volt, oltre alla protezione da sovraccarico. Il transistor VT1 deve essere isolato dal radiatore con una guarnizione in mica.
Le parti di alimentazione sono assemblate su un circuito stampato di dimensioni 80x110 mm. Il corpo del blocco è realizzato in laminato di fibra di vetro su un lato e misura 235x100x160 mm. Le parti del corpo sono fissate insieme con lo stagno. La copertura superiore della custodia è rinforzata con tasselli triangolari. Le pareti anteriore e posteriore sono fissate al pallet con rettangoli. Sono praticati dei fori e i dadi M3 sono saldati dall'interno per fissare il coperchio.
Il falso pannello è fissato al pannello frontale tramite vite e dado attraverso un foro praticato al centro. Sono presenti LED sul falso pannello: rosso - si accende quando la protezione viene attivata, verde - indica che l'unità è connessa alla rete. I fori sono ritagliati per il voltmetro e il milliamperometro. Il milliamperometro viene regolato da uno shunt per la deflessione completa dell'ago e l'attivazione della protezione con una corrente di 300 milliampere. Questa protezione funziona istantaneamente e ha salvato più di un dispositivo.
Sul pannello posteriore sono presenti radiatori con transistor VT1 e VT3, un fusibile, terminali di tensione di uscita, un interruttore a levetta per accendere l'alimentazione alla rete, un interruttore a levetta per la commutazione di un voltmetro e un pulsante "Reset protezione".
Letteratura:
1. Rivista Radio, 1986, numero 9, p.
M. Faizullin (UA9WNH/9), regione di Tyumen, Nizhnevartovsk
Il circuito integrato (IC) KR142EN12A è uno stabilizzatore di tensione regolabile del tipo di compensazione nel pacchetto KT-28-2, che consente di alimentare dispositivi con una corrente fino a 1,5 A nell'intervallo di tensione di 1,2...37 V Questo stabilizzatore integrato ha una protezione termicamente stabile in base alla protezione da cortocircuito della corrente e dell'uscita.
Sulla base dell'IC KR142EN12A, è possibile costruire un alimentatore regolabile, il cui circuito (senza trasformatore e ponte a diodi) è mostrato in Fig.2. La tensione di ingresso raddrizzata viene fornita dal ponte a diodi al condensatore C1. Il transistor VT2 e il chip DA1 dovrebbero essere posizionati sul radiatore.
Flangia del dissipatore di calore DA1 è collegato elettricamente al pin 2, quindi se DAT e il transistor VD2 si trovano sullo stesso dissipatore di calore, devono essere isolati l'uno dall'altro.
Nella versione dell'autore, DA1 è installato su un piccolo radiatore separato, che non è collegato galvanicamente al radiatore e al transistor VT2. La potenza dissipata da un chip dotato di dissipatore di calore non deve superare i 10 W. I resistori R3 e R5 formano un partitore di tensione incluso nell'elemento di misura dello stabilizzatore. Una tensione negativa stabilizzata di -5 V viene fornita al condensatore C2 e al resistore R2 (utilizzato per selezionare il punto termicamente stabile VD1 Nella versione originale, la tensione viene fornita dal ponte a diodi KTs407A e dallo stabilizzatore 79L05, alimentato da un separato). avvolgimento del trasformatore di potenza.
Per protezione dalla chiusura del circuito di uscita dello stabilizzatore, è sufficiente collegare un condensatore elettrolitico con una capacità di almeno 10 μF in parallelo con il resistore R3 e il resistore di shunt R5 con un diodo KD521A. La posizione delle parti non è critica, ma per una buona stabilità della temperatura è necessario utilizzare i tipi appropriati di resistori. Dovrebbero essere posizionati il più lontano possibile da fonti di calore. La stabilità complessiva della tensione di uscita dipende da molti fattori e solitamente non supera lo 0,25% dopo il riscaldamento.
Dopo l'accensione e riscaldando il dispositivo, la tensione di uscita minima di 0 V viene impostata con il resistore Rao6. Resistori R2 ( Fig.2) e resistenza Rno6 ( Fig.3) devono essere trimmer multigiro della serie SP5.
Possibilità la corrente del microcircuito KR142EN12A è limitata a 1,5 A. Attualmente sono in vendita microcircuiti con parametri simili, ma progettati per una corrente più elevata nel carico, ad esempio LM350 - per una corrente di 3 A, LM338 - per una corrente di 5 A. Recentemente sono comparsi in vendita microcircuiti importati della serie LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Questi microcircuiti possono funzionare con una tensione ridotta tra ingresso e uscita (fino a 1... 1,3 V) e fornire una tensione di uscita stabilizzata nell'intervallo 1,25...30 V con una corrente di carico di 7,5/5/3 A, rispettivamente. L'analogo domestico più vicino in termini di parametri, il tipo KR142EN22, ha una corrente di stabilizzazione massima di 7,5 A. Alla corrente di uscita massima, la modalità di stabilizzazione è garantita dal produttore con una tensione di ingresso-uscita di almeno 1,5 V. Anche i microcircuiti hanno una protezione integrata contro l'eccesso di corrente nel carico del valore consentito e una protezione termica contro il surriscaldamento della custodia. Questi stabilizzatori forniscono un'instabilità della tensione di uscita di 0,05%/V, instabilità della tensione di uscita quando la corrente di uscita cambia da 10 mA a un valore massimo non peggiore di 0,1%/V. SU Fig.4 mostra un circuito di alimentazione per un laboratorio domestico, che consente di fare a meno dei transistor VT1 e VT2, mostrati in Fig.2.
Invece del microcircuito DA1 KR142EN12A, è stato utilizzato il microcircuito KR142EN22A. Questo è uno stabilizzatore regolabile con una bassa caduta di tensione, che consente di ottenere una corrente fino a 7,5 A nel carico. Ad esempio, la tensione di ingresso fornita al microcircuito è Uin = 39 V, tensione di uscita sul carico Uout = 30 V, corrente al carico louf = 5 A, quindi la potenza massima dissipata dal microcircuito al carico è 45 W. Il condensatore elettrolitico C7 viene utilizzato per ridurre l'impedenza di uscita alle alte frequenze, riduce anche la tensione di rumore e migliora il livellamento dell'ondulazione. Se questo condensatore è al tantalio, la sua capacità nominale deve essere di almeno 22 μF, se in alluminio - almeno 150 μF. Se necessario, la capacità del condensatore C7 può essere aumentata. Se il condensatore elettrolitico C7 si trova ad una distanza superiore a 155 mm ed è collegato all'alimentazione con un filo con una sezione trasversale inferiore a 1 mm, viene installato un condensatore elettrolitico aggiuntivo con una capacità di almeno 10 μF installato sulla scheda parallelamente al condensatore C7, più vicino al microcircuito stesso. La capacità del condensatore di filtro C1 può essere determinata approssimativamente alla velocità di 2000 μF per 1 A di corrente di uscita (a una tensione di almeno 50 V). 
Per ridurre la deriva termica della tensione di uscita, il resistore R8 deve essere a filo avvolto o a lamina metallica con un errore non inferiore all'1%. Il resistore R7 è dello stesso tipo di R8. Se il diodo zener KS113A non è disponibile, è possibile utilizzare l'unità mostrata in Fig.3. L'autore è abbastanza soddisfatto della soluzione del circuito di protezione fornita, poiché funziona perfettamente ed è stata testata nella pratica. È possibile utilizzare qualsiasi soluzione circuitale di protezione dell'alimentatore, ad esempio quelle proposte in. Nella versione dell'autore, quando viene attivato il relè K1, i contatti K 1.1 si chiudono, cortocircuitando la resistenza R7 e la tensione all'uscita dell'alimentatore diventa 0 V. PCB L'alimentatore e la posizione degli elementi sono mostrati in Fig. 5, aspetto BP - acceso Fig.6.
In primo piano di seguito circuiti radioamatoriali la protezione degli alimentatori o dei caricabatterie può funzionare insieme a quasi tutte le fonti: rete, impulsi e batterie ricaricabili. L'implementazione circuitale di questi progetti è relativamente semplice e può essere ripetuta anche da un radioamatore alle prime armi.
La parte di potenza è costituita da un potente transistor ad effetto di campo. Non si surriscalda durante il funzionamento, quindi non è necessario utilizzare un dissipatore di calore. Il dispositivo allo stesso tempo fornisce un'eccellente protezione contro sovratensione, sovraccarico e cortocircuito nel circuito di uscita, la corrente operativa può essere selezionata selezionando un resistore shunt, nel nostro caso si tratta di 8 Ampere, 6 resistenze collegate in parallelo con una potenza di Vengono utilizzati 5 watt 0,1 Ohm. È possibile realizzare uno shunt anche da una resistenza con una potenza di 1-3 watt.
La protezione può essere regolata con maggiore precisione regolando la resistenza del resistore di regolazione. In caso di cortocircuito e sovraccarico in uscita, la protezione funzionerà quasi immediatamente, interrompendo l'alimentazione. Il LED indicherà che la protezione è stata attivata. Anche quando l'uscita viene chiusa per 30-40 secondi, l'operatore sul campo rimane quasi freddo. Il suo tipo non è critico; sono adatti quasi tutti gli interruttori di potenza con una corrente di 15-20 A e una tensione operativa di 20-60 Volt. I transistor delle serie IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 o più potenti sono perfetti.
Questa versione dello schema sarà utile agli automobilisti come protezione caricabatterie per le batterie al piombo, se si inverte improvvisamente la polarità del collegamento, non accadrà nulla di male al caricabatterie.
Grazie alla risposta rapida della protezione, può essere perfettamente utilizzata per circuiti pulsati; in caso di cortocircuito, la protezione funzionerà molto più velocemente di quanto si bruceranno gli interruttori di potenza dell'alimentatore switching. La struttura è adatta anche per convertitori di impulsi come protezione di corrente.
Protezione da cortocircuito MOSFET |
Se i tuoi alimentatori e caricabatterie utilizzano un transistor ad effetto di campo (MOSFET) per commutare il carico, puoi facilmente aggiungere una protezione da cortocircuito o sovraccarico a tale circuito. IN in questo esempio utilizzeremo una resistenza interna RSD, che produce una caduta di tensione proporzionale alla corrente che scorre attraverso il MOSFET.
La tensione che attraversa il resistore interno può essere rilevata utilizzando un comparatore o anche un transistor che commuta a un livello di tensione di 0,5 V, ovvero è possibile abbandonare l'uso di una resistenza di rilevamento della corrente (shunt), che di solito produce una tensione in eccesso. Il comparatore può essere monitorato utilizzando un microcontrollore. In caso di cortocircuito o sovraccarico, è possibile avviare in modo programmatico il controllo PWM, l'allarme, l'arresto di emergenza). È anche possibile collegare l'uscita del comparatore al gate del transistor ad effetto di campo, se, quando si verifica un cortocircuito, è necessario spegnere immediatamente il transistor ad effetto di campo.
Alimentatore con sistema di protezione da cortocircuito |
La cosa più basilare per qualsiasi progetto è il corpo. Qui ho avuto la fortuna di ricevere un alimentatore ATX non funzionante dal computer, dove verrà posizionato il futuro alimentatore.
Ho lasciato i connettori sul retro per la rete 220V e al posto del frigorifero ho avvitato una presa normale, poiché non ce ne sono sempre abbastanza per la massa dei miei dispositivi elettronici. Insomma, non sarà superfluo.
Il circuito stampato per l'alimentazione è semplice e facile da realizzare anche per i principianti. Come ultima risorsa, puoi ritagliare le tracce con un taglierino invece che con l'acquaforte. Per la massima protezione dalla corrente, che deve essere inclusa nell'alimentatore per radioamatori, ho scelto un circuito con fusibile elettronico con indicazione di sovraccarico su un LED.
Il pannello frontale dell'alimentatore è realizzato in plastica, PCB o addirittura compensato: chi è ricco di cosa. Ad esso saranno collegati degli indicatori a quadrante: un voltmetro e un amperometro (poiché in seguito divenne chiaro che questo è molto migliore e più conveniente di un'indicazione digitale), un regolatore di tensione e pulsanti per l'accensione e la commutazione delle modalità di protezione. Ho scelto 0,1 e 1 A, ma puoi calcolare la resistenza di protezione corrente su qualsiasi valore.
Sul pannello frontale dell'alimentatore saranno inoltre presenti due terminali per il collegamento dei cavi di uscita dell'alimentatore.
Si scopre che questo è qualcosa di simile a un alimentatore. Scegliamo un trasformatore tale che si adatti all'alloggiamento. Quindi se andate ad acquistarla in un mercatino radiofonico, misurate prima le dimensioni della scatola.
Copriamo il corpo con pellicola autoadesiva o lo dipingiamo con vernice.
Il LED verde si accenderà quando l'alimentatore viene acceso e il LED rosso indicherà che è intervenuta la protezione da sovracorrente.
Qui è scritto come calcolare lo shunt per i comparatori. E per mettere sulla bilancia nuovi valori di volt e ampere, dovrai aprire le loro custodie e attaccare con cura pezzi di carta con i nuovi valori sopra quelli vecchi.
Quando si installano varie apparecchiature elettriche e radio, a volte tutto non va come vorremmo e si verifica un cortocircuito (cortocircuito). Un cortocircuito è pericoloso sia per l'apparecchio che per chi lo installa. Per proteggere l'apparecchiatura, è possibile utilizzare un dispositivo, il cui schema è presentato di seguito.
Principio di funzionamento
Il relè P1 funge da elemento di monitoraggio contro un cortocircuito; è collegato in parallelo al carico. Quando viene applicata tensione all'ingresso del dispositivo, la corrente scorre attraverso l'avvolgimento del relè, il relè collega il carico e la lampada non si accende. Durante un cortocircuito, la tensione sul relè diminuirà bruscamente e spegnerà il carico, mentre la lampada si accenderà e segnalerà un cortocircuito. Il resistore R1 viene utilizzato per regolare la soglia di corrente; il suo valore viene calcolato utilizzando la formula
R1=U rete /I aggiuntiva
U rete – tensione di rete, I aggiuntiva – corrente massima consentita.
Ad esempio, la tensione di rete è 220 V, la corrente alla quale funzionerà il relè è 10 A. Consideriamo 220 V/10 A = 22 Ohm.
La potenza del relè viene calcolata utilizzando la formula 0,2 * aggiungo.
Il resistore R1 dovrebbe essere preso con una potenza di 20 W o più.
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Elenco della letteratura utilizzata: V.G. Bastanov operaio di Mosca. "300 consigli pratici"