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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación conmutada de laboratorio 0-30 voltios, 0,01-5 amperios. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación El dispositivo propuesto estabiliza la tensión de alimentación de la carga y limita la corriente que consume, pasando al modo de estabilización de corriente. El modo de funcionamiento por impulsos garantiza una alta eficiencia en todos los modos de funcionamiento. El dispositivo no teme los cortocircuitos prolongados en la salida. Puede servir como fuente de corriente para electrólisis, galvanoplastia y otros procesos que requieren una corriente estable o limitada. El dispositivo se puede utilizar para cargar casi todo tipo de baterías. Se han publicado muchas descripciones de fuentes de alimentación de laboratorio en la literatura de radioaficionados. La fuente propuesta se distingue por su amplia funcionalidad, simplicidad y alta eficiencia. En la Fig. 1 muestra su diagrama funcional.
La base del dispositivo es un estabilizador de voltaje reductor con regulación de ancho de pulso en el transistor de conmutación VT1. Después de los elementos de almacenamiento (inductor L1 y condensador C1), se incluyen el limitador de corriente lineal A1 y el estabilizador de voltaje A3 ajustables secuencialmente. El diodo VD1 asegura el flujo de corriente del inductor L1 hacia el condensador C1 y la carga cuando el transistor de conmutación VT1 está cerrado. La corriente de carga está limitada desde arriba por el nodo A1 de 10 mA a 5 A. El estabilizador de voltaje A3 le permite ajustar el voltaje de salida de 0 a 30 V. Los amplificadores diferenciales A2 y A4 con una ganancia de aproximadamente 5 controlan la caída de voltaje entre los bloques. A1 y A3. Cuando al menos uno de ellos es demasiado grande, el transistor de conmutación VT1 se cierra según la señal del regulador de duración de impulso A5. Esto logra una alta eficiencia y estabilización no solo del voltaje de salida, sino también de la corriente. La baja disipación de energía en los elementos de control aumenta la confiabilidad del dispositivo y permite reducir su peso y dimensiones al reducir el tamaño de los disipadores de calor en comparación con el control lineal. En la Fig. La figura 2 muestra un diagrama esquemático del dispositivo.
Los componentes VT4, VD5, L1, C8 corresponden a VT1, VD1, L1, C1 en la Fig. 1. El regulador de ancho de pulso A1 está ensamblado en los elementos VT3-VT1, C3, VD1, HL3, R8-R5. El limitador de corriente A1 se ensambla según un circuito estabilizador de corriente utilizando transistores VT6 y VT7, diodos VD6-VD10 y resistencias R10-R20, uno de los cuales está conectado mediante el interruptor SA2. El regulador de voltaje ajustable A3 está ensamblado en el chip DA4. El amplificador diferencial A2 (ver Fig. 1) es un amplificador operacional de alto voltaje KR1408UD1 (DA3) con resistencias R21, R23, R25, R26. Amplificador diferencial similar A4 - DA5, R28, R31.R33, R34. La tensión de red del devanado II, reducida a 30 V por el transformador T1, rectifica el puente de diodos VD4 y suaviza el condensador C4. Este voltaje (aproximadamente 40 V) es el voltaje de entrada para el estabilizador de conmutación. La resistencia R1 y el diodo Zener VD1 forman un estabilizador paramétrico de la tensión de alimentación del oscilador maestro, fabricado en un transistor unijuntura VT2. El transistor VT3 es un amplificador de corriente del oscilador maestro. La elección del transistor KT825G como transistor de conmutación (VT4) se debe a su alta fiabilidad y amplia disponibilidad. La frecuencia de generación de 40 kHz se seleccionó de acuerdo con las propiedades de frecuencia del transistor KT825G. Se ensambla un estabilizador de voltaje paramétrico de aproximadamente 2 V en la resistencia R1 y el LED HL2 para fijar el nivel de voltaje en el emisor del transistor de control VT1. El diodo VD3 evita el suministro de voltaje inverso a la unión del emisor de este transistor. El transistor de conmutación de apertura VT4 conecta el inductor L1 a la salida del rectificador en el puente de diodos VD4. La corriente que fluye a través del inductor L1 carga el condensador de almacenamiento C8. Al cambiar el voltaje en la base del transistor VT1, se puede ajustar el ancho de los pulsos que abren el transistor VT4 y, en consecuencia, el voltaje en el capacitor de almacenamiento C8. El limitador de corriente A1 está hecho de elementos discretos. La negativa a utilizar el chip LT1084 se debe a su voltaje de entrada máximo insuficientemente alto (37 V). Además, el uso de elementos discretos aumenta la eficiencia. La caída de voltaje a través de la resistencia de ajuste de corriente del estabilizador integrado es de 1,25 V; a una corriente de 5 A, se disipan 6,25 W de potencia a través de esta resistencia. En el limitador de corriente aplicado, la caída de voltaje a través de la resistencia de ajuste de corriente UR es igual a la diferencia entre la caída de voltaje a través del circuito de diodo VD6-VD10 y el voltaje base-emisor del transistor compuesto VT6VT7. En este caso, UR es aproximadamente igual a 0,6 V. La potencia disipada por la resistencia R20 (en el límite de 5 A) es aproximadamente igual a 3 W. La resistencia de la resistencia de ajuste de corriente R se calcula usando la fórmula R=UR/I, donde I es la corriente límite requerida. La copia del autor implementa 11 límites de corriente: 10, 50, 100, 250, 500, 750 mA; 1, 2, 3, 4, 5 A. Corresponden a las resistencias R10-R20. Dado que el voltaje en el capacitor C8 varía en un amplio rango, la corriente a través del estabistor, compuesto por diodos VD6-VD10, determina el estabilizador en el transistor VT5 y el LED HL2. La resistencia R22 en el circuito emisor del transistor VT5 ajusta la corriente a través del circuito VD6-VD10 entre 10...12 mA. El estabilizador de voltaje ajustable A3 está fabricado en el chip DA4. Los diodos VD13, VD14 ayudan a mejorar su confiabilidad. A través de estos diodos, cuando se desconecta la alimentación de la red, se descargan los condensadores C12 y C13, eliminando la autoexcitación del estabilizador. Para obtener un voltaje de salida cero, se suministra un voltaje de polaridad negativa del estabilizador DA27 al circuito del electrodo de control a través de un divisor R30R2. El rectificador en el puente de diodos VD2 y los estabilizadores integrados DA1, DA2 también alimentan un voltímetro digital en el microcircuito KR572PV2A, ensamblado según un circuito estándar. Las señales de salida de los amplificadores operacionales DA3 y DA5 a través de los diodos VD11 y VD12 se suministran a una carga común: el divisor de resistencia R3R4. El LED HL3 está ubicado en el panel frontal e indica que la fuente de alimentación ha ingresado al modo de límite de estabilización actual. Un aumento en la caída de voltaje a través del limitador de corriente o estabilizador de voltaje hace que aumente el voltaje a través de la resistencia R4. Cuando excede el valor umbral (aproximadamente 3 V), el transistor VT1 se abre, acortando los pulsos del generador en el transistor VT2. Construcción y detalles La fuente de alimentación se monta en una carcasa de 90x170x270 mm. El transistor VT4 y el diodo VD5 se instalan sin espaciadores aislantes en un disipador de calor con un área de 200 cm2. Un transistor VT400 (a través de una junta aislante) y un estabilizador DA2 se montan sobre un disipador de calor con una superficie de 6 cm4. Para aumentar la estabilidad de la temperatura, es recomendable instalar los diodos VD6-VD10 en el disipador de calor lo más cerca posible del transistor VT6. El dispositivo se ensambla en una placa de pruebas universal, no se ha desarrollado ninguna placa de circuito impreso. El transformador T1 está fabricado a partir del transformador de red de un televisor de tubo. Se desmonta el circuito magnético y se retiran las bobinas. Enrollan los devanados de filamento (están ubicados en la capa superior y están enrollados con alambre del mayor diámetro), contando las vueltas. Multiplicando este número de vueltas por 5 obtenemos el número de vueltas del devanado II. A continuación, los devanados del ánodo de ambos carretes se enrollan completamente en un carrete. Luego, en cada bobina, la mitad del número de vueltas del devanado II se enrolla en masa en dos cables del devanado del ánodo. El diámetro del alambre de bobinado del ánodo de 0,8 mm corresponde a una sección transversal de 0,5 mm2. Al enrollar dos cables se obtiene una sección equivalente de 1 mm2, lo que permite una corriente de carga de 5 A. Multiplicando el número de vueltas del devanado del filamento por 3, obtenemos el número de vueltas del devanado III. Este devanado también se puede enrollar en dos alambres en una de las dos bobinas. Debido al bajo consumo de corriente del devanado III, la asimetría del campo magnético del transformador es insignificante. Después de ensamblar el circuito magnético, los medios devanados III se conectan en serie, teniendo en cuenta la fase, el comienzo de un medio devanado III se conecta al final del otro, formando un grifo desde el medio. El inductor L1 se enrolla sobre un núcleo magnético B48 hecho de ferrita de 1500NM1 a granel en dos cables del devanado del ánodo hasta que se llena el marco. Para crear un espacio no magnético entre las copas, se inserta una arandela de textolita de 1 mm de espesor. Después de apretar el perno MB, el acelerador terminado se impregna con pegamento BF-2. El secado y polimerización del pegamento se llevó a cabo en un horno a una temperatura de 100 °C. Al fabricar su propio inductor en otro circuito magnético, debe tener en cuenta que la corriente que pasa por el inductor tiene forma triangular. El consumo medio de corriente de 5 A corresponde a una amplitud de 10 A; con esta corriente, el circuito magnético no debería entrar en saturación. El estabilizador LT1084 (DA4) se puede reemplazar con un análogo doméstico KR142EN22A. La resistencia variable R29 utiliza PCB de alambre para una mayor durabilidad. Teniendo en cuenta que a través del interruptor SA2 fluye una corriente significativa, para aumentar la estabilidad y durabilidad se utiliza un interruptor de galleta cerámico 11P3N, sus contactos están conectados en paralelo. LEDAL307KM (HL3) se puede reemplazar con L-543SRC-E extranjero. Establecimiento Al seleccionar la resistencia R30, se establece un voltaje de salida cero en la salida de la fuente de alimentación cuando el motor de resistencia variable R29 está en la posición inferior según el diagrama, y al seleccionar la resistencia R32, se establece un voltaje de 30 V cuando el motor R29 está en la posición superior según el diagrama. Conecte un voltímetro a los terminales 2 y 3 del estabilizador DA4 y seleccione la resistencia R4 para establecer el voltaje en 1,5 V. Durante la configuración, es posible utilizar resistencias de recorte. Pero no se recomienda su uso para funcionamiento continuo debido a la inestabilidad de la resistencia del sistema de contactos móviles. Luego conecte la carga a los terminales de salida a través de un amperímetro. Al cambiar el voltaje de salida con la resistencia R29, los parámetros de salida se monitorean mediante un amperímetro y un voltímetro incorporado. En límites de baja corriente, debido a la presencia de corrientes de control del estabilizador DA4, será necesario ajustar la resistencia de las resistencias R10-R12 en comparación con el valor calculado. Después de encender el LED HL3, es necesario verificar la limitación actual y su estabilidad en todos los límites. La fuente de alimentación de laboratorio propuesta es muy cómoda de usar, incluso para cargar baterías y baterías, desde 7D-0.1 hasta arrancadores de automóviles. Usando el voltímetro digital incorporado, se establece el voltaje de carga final, el interruptor SA2 selecciona la corriente de carga requerida y conecta el acumulador (batería). La carga se realiza con una corriente estable; cuando se alcanza el voltaje especificado en la batería, la carga se detiene. Durante los tres años de funcionamiento del dispositivo propuesto, no se produjeron fallos en su funcionamiento. Autor: K. Moroz, Nadym, Yamalo-Nenets ed. distritos; Publicación: cxem.net
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Comentarios sobre el artículo: jurásico Hola a todos. Chicos, díganme el diagrama de la fuente de alimentación del transformador: entrada 220, salida 110 y 54 V. Si hay uno.
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