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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación de laboratorio desde una impresora matricial PSU, 220/24, 5 voltios 1,5 amperios. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Un dispositivo muy deseable en cualquier taller de radioaficionado doméstico es, por supuesto, una fuente de alimentación de laboratorio. El nombre "laboratorio" implica la capacidad de regular su voltaje de salida dentro de un rango bastante amplio, la capacidad de mantener el valor de voltaje establecido con suficiente precisión para el equipo que se ajusta con su ayuda, la presencia de protección electrónica capaz de evitar fallas de ambos. el dispositivo alimentado y el dispositivo alimentado durante sobrecargas o en caso de emergencia, y la fuente misma, etc. La tarea de fabricar una unidad de laboratorio se simplifica si, como base, utilizamos una fuente de energía funcional de cualquier dispositivo doméstico existente que ya haya sido cumplido su vida útil o está obsoleto. En el artículo publicado a continuación, el autor comparte su experiencia en la fabricación de una fuente de alimentación de laboratorio basada en un regulador de voltaje para una impresora matricial. En las últimas décadas, la tecnología electrónica se ha desarrollado tan rápidamente que los equipos quedan obsoletos mucho antes de que fallen. Como regla general, los equipos obsoletos se dan de baja y, al caer en manos de radioaficionados, se convierten en una fuente de componentes de radio. Parte de los nodos de este equipo es bastante posible de usar. Durante una de mis visitas al mercado de la radio, logré comprar por casi nada varias placas de circuito impreso de equipos fuera de servicio (Fig. 1).
Uno de los tableros también incluía un transformador de potencia. Después de buscar en Internet, pudimos establecer (presumiblemente) que todas las placas eran de impresoras matriciales de puntos EPSON. Además de muchas piezas útiles, la placa tiene una buena fuente de alimentación de doble canal. Y si la placa no está destinada a otros fines, se puede construir sobre su base una fuente de alimentación de laboratorio ajustable. Cómo hacer esto se describe a continuación. La fuente de alimentación contiene canales +24 V y +5 V. El primero está construido según el circuito de un estabilizador reductor de ancho de pulso y está diseñado para una corriente de carga de aproximadamente 1,5 A. Cuando se excede este valor, la protección se activa y el voltaje en la salida del estabilizador cae bruscamente (corriente de cortocircuito: aproximadamente 0,35 A). En la figura 2 se muestra una característica aproximada de la carga del canal. 5 (curva negra). El canal de +24 V también está construido según un circuito estabilizador de impulsos, pero, a diferencia del canal de +24 V, según el llamado circuito de relé. Este estabilizador se alimenta desde la salida del canal +15 V (diseñado para funcionar desde una fuente de voltaje de al menos 24 V) y no tiene protección actual, por lo que si la salida sufre un cortocircuito (y esto no es raro en aficionados práctica de radio), puede fallar. Y aunque la corriente del estabilizador es limitada en el canal de +XNUMX V, durante un cortocircuito el transistor clave se calienta hasta una temperatura crítica en aproximadamente un segundo.
El circuito estabilizador de voltaje de +24 V se muestra en la Fig. 3 (las designaciones de letras y la numeración de elementos corresponden a las impresas en la placa de circuito impreso). Consideremos el funcionamiento de algunos de sus componentes que tienen características o son relevantes para la alteración. Un interruptor de alimentación está construido sobre los transistores Q1 y Q2. La resistencia R1 sirve para reducir la disipación de potencia a través del transistor Q1. En el transistor Q4 se construye un estabilizador de voltaje paramétrico para el voltaje de suministro del oscilador maestro, realizado en un microcircuito designado en la placa como 3A (lo consideraremos más adelante como DA1). Este microcircuito es un análogo completo del famoso TL494 [1] para fuentes de alimentación de computadoras. Se ha escrito bastante sobre su funcionamiento en varios modos, por lo que consideraremos solo algunos circuitos. La estabilización del voltaje de salida se lleva a cabo de la siguiente manera: se suministra un voltaje de referencia de la fuente interna del microcircuito (pin 1) a una de las entradas del comparador incorporado 2 (pin 1 DA6) a través de la resistencia R14. La otra entrada (pin 1) recibe el voltaje de salida del estabilizador a través de un divisor resistivo R16R12, y el brazo inferior del divisor se conecta a la fuente de voltaje de referencia del comparador de protección de corriente (pin 15 DA1). Mientras el voltaje en el pin 1 de DA1 sea menor que en el pin 2, el interruptor de los transistores Q1 y Q2 está abierto. Tan pronto como el voltaje en el pin 1 es mayor que en el pin 2, el interruptor se cierra. Por supuesto, el proceso de control clave está determinado por el funcionamiento del oscilador maestro del microcircuito. La protección actual funciona de manera similar, excepto que la corriente de carga se ve afectada por el voltaje de salida. El sensor de corriente es la resistencia R2. Echemos un vistazo más de cerca a la protección actual. El voltaje de referencia se suministra a la entrada inversora del comparador 2 (pin 15 DA1). En su formación participan las resistencias R7, R11, así como R16, R12. Siempre que la corriente de carga no exceda el valor máximo, el voltaje en el pin 15 de DA1 está determinado por el divisor R11R12R16. La resistencia R7 tiene una resistencia bastante alta y casi no tiene efecto sobre el voltaje de referencia. Cuando se sobrecarga, el voltaje de salida cae bruscamente. Al mismo tiempo, la tensión de referencia también disminuye, lo que provoca una disminución adicional de la corriente. El voltaje de salida cae casi a cero, y como ahora las resistencias R16, R12 conectadas en serie están conectadas en paralelo con R11 a través de la resistencia de carga, el voltaje de referencia y, por lo tanto, la corriente de salida, también disminuye drásticamente. Así se forma la característica de carga del estabilizador de +24 V. La tensión de salida en el devanado secundario (II) del transformador reductor de potencia T1 debe ser de al menos 29 V a una corriente de hasta 1,4 A. El regulador de voltaje de +5 V se fabrica utilizando el transistor Q6 y un estabilizador integrado 78L05, designado en la placa como SR1. Se puede encontrar una descripción de un estabilizador similar y su funcionamiento en [2]. Las resistencias R31, R37 y el condensador C26 forman un circuito PIC para formar frentes de pulso pronunciados. Para utilizar una fuente de energía en una unidad de laboratorio, es necesario cortar de la placa de circuito impreso el área en la que se encuentran las partes del estabilizador (en la Fig. 1, separadas por líneas de luz). Para poder regular el voltaje de salida del estabilizador de +24 V conviene modificarlo ligeramente. Primero, debe desconectar la entrada del estabilizador de +5 V, para lo cual debe desoldar la resistencia R18 y cortar el conductor impreso que va al terminal emisor del transistor Q6. Si no se necesita la fuente de +5 V, se pueden quitar sus partes. A continuación, deberás desoldar la resistencia R16 y conectar en su lugar una resistencia variable R16' (como otros elementos nuevos, se muestra en el diagrama con líneas gruesas) con una resistencia nominal de 68 kOhm. Luego necesita desoldar la resistencia R12 y soldarla en la parte posterior de la placa entre el pin 1 de DA1 y el terminal negativo del condensador C1. Ahora el voltaje de salida de la unidad se puede cambiar de 5 a 25 V. Puede reducir el límite de control inferior a aproximadamente 2 V cambiando el voltaje de umbral en el pin 2 de DA1. Para hacer esto, retire la resistencia R6 y aplique voltaje al pin 2 de DA1 (aproximadamente 2 V) desde la resistencia de recorte R6' con una resistencia de 100 kOhm, como se muestra en el diagrama de la izquierda (frente al R6 anterior). Esta resistencia se puede soldar desde el lado de las piezas directamente a los pines correspondientes del microcircuito. Hay otra opción: en lugar de la resistencia R6, suelde R6'' con un valor nominal de 100 kOhm, y entre el pin 2 del chip DA1 y el cable común, suelde otra resistencia: R6'' con un valor nominal de 36 kOhm. . Después de estas modificaciones, se debe cambiar la corriente de protección del estabilizador. Después de quitar la resistencia R11, soldar en su lugar la variable R11' con una resistencia nominal de 3 kOhm con la resistencia R11'' conectada al circuito del motor. El rodillo de resistencia R11' se puede visualizar en el panel frontal para un ajuste rápido de la corriente de protección (desde aproximadamente 30 mA hasta un valor máximo de 1,5 A). Con este encendido, la característica de carga del estabilizador también cambiará: ahora, si se excede la corriente de carga, el estabilizador entrará en su modo límite (línea azul en la Fig. 2). Si la longitud del cable que conecta la resistencia R11' a la placa supera los 100 mm, es aconsejable soldar en la placa un condensador con una capacidad de 0,01 μF en paralelo. También es aconsejable dotar al transistor Q1 de un pequeño disipador de calor. En la figura se muestra una vista de la placa modificada con resistencias de ajuste. 4.
Una fuente de alimentación de este tipo puede funcionar con una carga que no sea crítica para las ondulaciones de voltaje, que con una corriente de carga máxima puede exceder los 100 mV. El nivel de ondulación se puede reducir significativamente agregando un estabilizador de compensación simple, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 5. El estabilizador se basa en el microcircuito TL431, ampliamente utilizado (su análogo doméstico es KR142EN19). El elemento regulador está construido sobre los transistores VT2 y VT3. La resistencia R4 aquí realiza la misma función que R1 en un regulador de conmutación (ver Fig. 3). El transistor VT1 contiene una unidad de retroalimentación basada en la caída de voltaje a través de la resistencia R2. La sección colector-emisor de este transistor debe conectarse en lugar de la resistencia R16 en el circuito de la Fig. 3 (por supuesto, en este caso no se necesita la resistencia variable r16'). Este nodo funciona de la siguiente manera. Tan pronto como el voltaje a través de la resistencia R2 excede aproximadamente 0,6 V, el transistor VT1 se abre, lo que hace que el chip comparador DA1 en el estabilizador de pulso conmute y, por lo tanto, cierre el interruptor en los transistores Q1, Q2. El voltaje de salida del estabilizador de conmutación disminuye. Por tanto, la tensión a través de esta resistencia se mantiene a un nivel de aproximadamente 0,65 V. En este caso, la caída de tensión a través del elemento regulador VT2VT3 es igual a la suma de la caída de tensión a través de la resistencia R2 y la tensión en la unión del emisor del transistor. VT3, es decir, alrededor de 1,25... 1,5 V dependiendo de la corriente de carga.
De esta forma, la fuente de alimentación es capaz de suministrar una corriente de hasta 1,5 A a la carga con un voltaje de hasta 24 V, mientras que el nivel de ondulación no supera varios milivoltios. Cabe señalar que cuando se activa la protección actual, el nivel de ondulación aumenta, ya que el microcircuito DA1 del estabilizador de compensación se cierra y el elemento de control está completamente abierto. No se ha desarrollado una placa de circuito impreso para este estabilizador. El transistor VT3 debe tener un coeficiente de transferencia de corriente estática h21E al menos 300 y VT2 - al menos 100. Este último debe instalarse en un disipador de calor con una superficie de enfriamiento de al menos 10 cm2. Configurar una fuente de alimentación con esta adición implica seleccionar las resistencias divisorias de salida R5-R7. Cuando la unidad se autoexcita, puede omitir la unión del emisor del transistor VT1 con un condensador con una capacidad de 0,047 μF. Algunas palabras sobre el estabilizador de canal de +5 V. Se puede utilizar como fuente adicional si el transformador T1 tiene un devanado adicional de 16...22 V. En este caso, necesitará otro rectificador con un condensador de filtro. Dado que este estabilizador no tiene protección, la carga debe conectarse a él a través de un dispositivo de protección adicional, por ejemplo, descrito en [3], limitando la corriente de este último a 0,5 A. El artículo describe la opción de modificación más simple, pero es posible mejorar aún más las características de la fuente complementando el estabilizador de compensación con su propia protección de corriente ajustable, por ejemplo, en un amplificador operacional, como se hizo en [4]. Literatura
Autor: E. Gerasimov
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