Die Labornetzversorgung ist eines der Hauptgeräte des Amateurfunklabors. Heute werden wir ein interessantes Diagramm sammeln und überprüfen. Die in diesem Artikel vorgestellte Option ist in den Weiten des World Wide Web unter dem Namen eines einfachen und erschwinglichen Netzteils sehr beliebt.
Dieses Schema ist für einen separaten Forenthread reserviert, es wurde von einer Person unter dem Spitznamen "olegrmz" entwickelt.
Das Schema wurde wiederholt verfeinert und derzeit gibt es insgesamt etwa ein Dutzend verschiedene Variationen und Modifikationen. Als Beispiel werden wir die allererste Version vom Autor machen. Weitere Anweisungen finden Sie auf dem YouTube-Kanal von AKA KASYAN.
Ein paar Worte zum Schema. Tatsächlich handelt es sich um ein vollwertiges Labornetzteil mit Stabilisierung sowohl der Spannung als auch des Stroms. Der Einstellbereich der Ausgangsspannung liegt zwischen 0V und 25V, der Strom liegt praktisch zwischen 0 und 1,5-2A.
Bei Bedarf kann die Ausgangsspannung dieses Netzteils auf 50 V eingestellt werden:
Und der Strom beträgt mindestens 10A. Fügen Sie dazu Leistungstransistoren hinzu.
Die Schaltung arbeitet vollständig im linearen Modus und bietet eine sehr reibungslose Einstellung sowohl der Spannung als auch des Stroms. Die Ausgangsspannung weist praktisch keine Welligkeiten auf.
Das Herzstück der Schaltung ist ein Dual-Operationsverstärker.
Auf der linken Seite der Schaltung befindet sich ein Spannungsregler.
Darüber hinaus gibt es, wie Sie sehen können, zwei ganze Spannungsstabilisatoren.
Es stellt sich die Frage: Warum ist das notwendig und warum nicht auf eine beschränkt? Der zweite Stabilisator ist 12 V und es ist ziemlich gut, aber das Problem ist, dass nicht mehr als 30-35 V an seinen Eingang angelegt werden können, aber der erste kann leicht höhere Spannungen absorbieren, aber seine Ausgangsspannung leuchtet nicht mit Stabilität. In diesem Fall scheint ein Stabilisator die Mängel eines anderen zu decken. Während des Betriebs erwärmen sie sich fast nicht, da sie nur einen Operationsverstärker mit Strom versorgen, dessen Stromverbrauch gering ist.
Der Operationsverstärker wird von einem zweiten 12-V-Spannungsregler gespeist. In der ursprünglichen Schaltung wird ein lm324-Chip verwendet, der aus 4 Operationsverstärkern besteht.
Da jedoch nur zwei Kanäle an der Schaltung beteiligt waren, wurde beschlossen, den Operationsverstärker durch den lm358-Chip zu ersetzen, der nur zwei unabhängige Operationsverstärker enthält.
Diese Schaltung ist auch insofern interessant, als die Stromrückkopplung die Ausgangsspannung steuert.
Wenn die Stromquelle als Spannungsstabilisator arbeitet, arbeitet der erste Operationsverstärker als Komparator und liefert eine stabile Ausgangsspannung, die die Referenz für den zweiten Verstärker ist, auf dem die Spannungsregelung aufgebaut ist.
Das Strombegrenzungssystem ist klassisch.
Eine Referenzspannung wird über einen Teiler an den nicht invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers angelegt.
Wenn die Last angeschlossen ist, wird der Spannungsabfall, der sich am Stromsensor bildet, mit dem Referenzabfall verglichen. Basierend auf der Differenz im Ausgangszustand ändert sich der Operationsverstärker reibungslos.
Indem wir die Referenzspannung mit einem variablen Widerstand zwangsweise ändern, zwingen wir den Operationsverstärker tatsächlich dazu, seine Ausgangsspannung zu ändern, was letztendlich zu einem reibungslosen Öffnen oder Schließen des Leistungstransistors und einer Änderung des Ausgangsstroms der Stromquelle führt.
Leistungstransistor. In einem bestimmten Beispiel verwendete der Autor 2SD1047.
Es ist eine ziemlich hohe Spannung, der Kollektorstrom beträgt 12A.
Die vom Kollektor abgegebene Leistung beträgt ca. 100W.
Der Leistungstransistor kann durch einen anderen ähnlich dem Kollektorstrom von 7A ähnlichen ersetzt werden. Es ist auch wünschenswert, Transistoren im TO-247- oder TO-3-Gehäuse zu verwenden.
Die Schaltung arbeitet im linearen Modus, daher muss der Transistor auf einem massiven Kühler installiert werden. Möglicherweise benötigen Sie einen zusätzlichen Luftstrom. Der Heizkörper, den der Autor verwendet, ist ziemlich klein, ein Heizkörper wird hier viel mehr benötigt.
Das Signal vom Operationsverstärker wird von einem Transistor mit geringer Leistung invertiert und dem Vorausgangstasten zugeführt, der den Ausgangstransistor tatsächlich steuert.
Die Schaltung hat 2 variable Widerstände. Sie sind notwendig für eine reibungslose und präzise Einstellung der Ausgangsspannung.
Eine vollständige Umdrehung des Feinabstimmungswiderstands ermöglicht Spannungseinstellungen im Bereich von etwa 3 V. Das Bild unten zeigt einen Widerstand, der die Ausgangsspannungsgrenze festlegt.
Auf der Leiterplatte befinden sich 3 Jumper. Es wäre möglich, auf sie zu verzichten, aber der Autor hatte es während des Board-Layouts eilig, im Allgemeinen hätte es besser sein können, aber das Board ist trotzdem voll funktionsfähig. Sie können es zusammen mit dem allgemeinen Projektarchiv auf herunterladen dieser Link.
Auf der Platine befindet sich ein Gleichrichter mit einem Elektrolyten für die Stromversorgung.
Alle Leistungskomponenten, die sich während des Betriebs erwärmen, befinden sich in der Nähe. Dies ist erforderlich, um die Installation an einem herkömmlichen Kühler zu vereinfachen. Darüber hinaus müssen alle Komponenten mit speziellen wärmeleitenden Dichtungen und Kunststoffbuchsen vom Kühlergehäuse isoliert werden.
Ein Eingangsgleichrichter mit einem Strom von 4-5 A, aber es ist wünschenswert, einen 10-Ampere-Elektrolyten bei 50-63 V mit einer Kapazität von 2200 uF zu liefern.
Beginnen wir mit den Tests. Beginnen wir mit einer einfachen - reibungslosen Einstellung der minimalen Ausgangsspannung. Der Eingang ist 30V, die maximale Ausgangsspannung beträgt ca. 23V, die minimale Spannung ist Null, die Einstellung ist sehr reibungslos, Sie können mindestens 10mV einstellen.
Die Stromaufnahme des Stabilisators ohne Last beträgt ca. 10-20mA, dies hängt jedoch direkt von der Ausgangsspannung ab, da am Ausgang ein Lastwiderstand vorhanden ist.
Es gibt keine Beschwerden über das aktuelle Limit, alles funktioniert wie es sollte. Unter Last wird der Strom mit ausreichender Glätte geregelt. Die Obergrenze liegt bei etwa 1,5 A, die Untergrenze bei 60 mA, aber das Spielen mit dem entsprechenden Teiler (siehe Bild unten) kann noch weniger ausgeführt werden.
Nun die Nachteile dieses Netzteils. Das Problem ist folgendes: Wenn Sie versuchen, das Gerät mit dem minimalen Strom kurzzuschließen, tritt keine Strombegrenzung auf, und wenn der Transformator leistungsstark ist, können Sie sich vom Leistungstransistor verabschieden.
Es ist jedoch anzumerken, dass in nachfolgenden Versionen das Schema fertiggestellt und dieses Problem vollständig gelöst wurde.
Aber bei maximalem Strom funktioniert alles klar, mit einem Kurzschluss kommt das Gerät perfekt zurecht.
Nächster Test - Überprüfung der Funktion der Rückkopplung, dh Stabilisierung bei plötzlichen Spannungsspitzen und Spannungsabfällen. Wir werden Spannungsabfälle durch ein anderes Labornetzteil simulieren, das tatsächlich unseren Stabilisator antreibt. Die Ausgangsspannung des Stabilisators ist auf 12V eingestellt.
Wie Sie sehen, ist hier alles klar, die eingestellte Spannung bleibt stabil. Überprüfen Sie anschließend die Stromstabilisierung, stellen Sie den Ausgangsstrom auf 1A ein und wiederholen Sie den gleichen Test.
Auch hier ist alles in Ordnung, das Gerät verhält sich auch angemessen, der Ausgangsstrom ändert sich nicht.
Das ist alles. Danke für die Aufmerksamkeit. Bis bald!
Video des Autors: