L'alimentatore da laboratorio è uno dei dispositivi principali del laboratorio radioamatoriale. Oggi raccoglieremo e controlleremo un diagramma interessante. L'opzione fornita in questo articolo è piuttosto popolare negli spazi aperti del World Wide Web sotto il nome di un alimentatore semplice ed economico.
Questo schema è riservato a un thread del forum separato, è stato sviluppato da una persona con il soprannome di "olegrmz".
Lo schema è stato ripetutamente perfezionato e attualmente ci sono un totale di circa una dozzina di diverse varianti e modifiche. Ad esempio, realizzeremo la prima versione dell'autore. Ulteriori istruzioni sono tratte dal canale YouTube di AKA KASYAN.
Qualche parola sullo schema. In realtà, è un vero e proprio alimentatore da laboratorio con stabilizzazione sia in tensione che in corrente. L'intervallo di regolazione della tensione di uscita è compreso tra 0 V e 25 V, la corrente è praticamente compresa tra 0 e 1,5-2 A.
Se necessario, la tensione di uscita di questo alimentatore può essere impostata fino a 50 V:
E la corrente è di almeno 10A. Per fare ciò, aggiungi transistor di potenza.
Il circuito funziona completamente in modalità lineare, offre una regolazione molto regolare sia della tensione che della corrente. Non ci sono praticamente increspature nella tensione di uscita.
Il cuore del circuito è un doppio amplificatore operazionale.
Sul lato sinistro del circuito è presente un regolatore di tensione.
Inoltre, come puoi vedere, ci sono due stabilizzatori di tensione interi.
Sorge la domanda: perché è necessario e perché non limitarsi a uno? Il secondo stabilizzatore è 12 V ed è abbastanza buono, ma il problema è che non più di 30-35 V possono essere forniti al suo ingresso, ma il primo può facilmente assorbire tensioni più elevate, ma la sua tensione di uscita non brilla di stabilità. In questo caso, uno stabilizzatore sembra coprire le carenze di un altro. Durante il funzionamento, quasi non si riscaldano, poiché alimentano solo un amplificatore operazionale, il cui consumo di corrente è ridotto.
L'amplificatore operazionale è alimentato da un secondo stabilizzatore di tensione da 12V, nel circuito originale viene utilizzato un chip lm324, che include 4 opamp.
Ma poiché nel circuito erano coinvolti solo due canali, si è deciso di sostituire l'amplificatore operazionale con il chip lm358, che contiene solo 2 opamp indipendenti.
Questo circuito è anche interessante in quanto il feedback di corrente controlla la tensione di uscita.
Quando la fonte di alimentazione funziona come stabilizzatore di tensione, il primo amplificatore operazionale funziona come un comparatore e fornisce una tensione di uscita stabile, che è il riferimento per il secondo amplificatore, su cui è costruita la regolazione della tensione.
L'attuale sistema di limitazione è classico.
Una tensione di riferimento viene applicata all'ingresso non invertente del primo amplificatore operazionale attraverso un divisore.
Inoltre, quando il carico è collegato, la caduta di tensione che si formerà sul sensore di corrente viene confrontata con quella di riferimento. In base alla differenza nello stato di uscita dell'amplificatore operazionale cambia senza problemi.
Modificando forzatamente la tensione di riferimento mediante un resistore variabile, forziamo effettivamente l'amplificatore operazionale a modificare la sua tensione di uscita, il che alla fine porta ad un'apertura o chiusura regolare del transistor di potenza e ad una variazione della corrente di uscita della fonte di alimentazione.
Transistor di potenza. In un esempio specifico, l'autore ha utilizzato 2SD1047.
È abbastanza alta tensione, la corrente del collettore è 12A.
E la potenza dissipata dal collettore è di circa 100 W.
Il transistor di potenza può essere sostituito da qualsiasi altro analogo alla corrente del collettore da 7A, è anche preferibile utilizzare transistor nel pacchetto TO-247 o TO-3.
Il circuito funziona in modalità lineare, quindi il transistor deve essere installato su un radiatore massiccio, potrebbe essere necessario un flusso d'aria aggiuntivo. Il radiatore che l'autore usa è piuttosto piccolo, un radiatore è molto più necessario qui.
Il segnale dall'amplificatore operazionale viene invertito da un transistor a bassa potenza e inviato al tasto di pre-uscita, che controlla effettivamente il transistor di uscita.
Il circuito ha 2 resistori variabili. Sono necessari per una regolazione regolare e precisa della tensione di uscita.
Una rivoluzione completa della resistenza di fine tuning consente regolazioni di tensione che vanno da circa 3V. L'immagine seguente mostra un resistore che imposta il limite di tensione in uscita.
Ci sono 3 ponticelli sul circuito. Sarebbe possibile farne a meno, ma l'autore ha avuto fretta durante il layout della scheda, in generale, avrebbe potuto essere migliore, ma comunque la scheda è pienamente operativa. Puoi scaricarlo insieme all'archivio generale del progetto su questo link.
Un raddrizzatore con un elettrolita per l'alimentazione è fornito sulla scheda.
Tutti i componenti di potenza che si surriscaldano durante il funzionamento si trovano nelle vicinanze. Ciò è necessario per facilitare l'installazione su un radiatore comune. Inoltre, è necessario isolare tutti i componenti dalla scatola del radiatore con speciali guarnizioni termoconduttive e boccole di plastica.
Un raddrizzatore di ingresso con una corrente di 4-5 A, ma è desiderabile fornire un elettrolita da 10 ampere a 50-63 V con una capacità di 2200uF.
Iniziamo i test. Cominciamo con una semplice: regolazione regolare della tensione di uscita minima. L'ingresso è di 30 V, la tensione di uscita massima è di circa 23 V, la tensione minima è zero, la regolazione è molto regolare, è possibile impostare almeno 10 mV.
Il consumo di corrente dello stabilizzatore senza carico è di circa 10-20 mA, ma ciò dipenderà direttamente dalla tensione di uscita, poiché sull'uscita è presente una resistenza di carico.
Non ci sono lamentele sulla limitazione della corrente, tutto funziona come dovrebbe. Sotto carico, la corrente è regolata con sufficiente scorrevolezza. Il limite superiore è di circa 1,5 A, il limite inferiore è di 60 mA, ma giocare con il divisore appropriato (vedi immagine sotto) può essere fatto anche meno.
Ora i contro di questo alimentatore. Il problema è questo, se provi a cortocircuitare l'unità alla corrente minima, la corrente non è limitata e se il trasformatore è potente, puoi dire addio al transistor di potenza.
Ma vale la pena notare che nelle versioni successive lo schema è stato finalizzato e questo problema è stato completamente risolto.
Ma alla massima corrente, tutto funziona in modo chiaro, con un corto circuito, l'unità funziona perfettamente.
Prossimo test - verifica del funzionamento del feedback, in altre parole - stabilizzazione in caso di improvvisi picchi e cali di tensione di rete. Simuleremo le cadute di tensione da un'altra fonte di alimentazione di laboratorio, che, di fatto, alimenterà il nostro stabilizzatore. La tensione di uscita dello stabilizzatore è impostata su 12V.
Come puoi vedere, qui tutto è chiaro, la tensione impostata viene mantenuta stabile. Quindi, controllare la stabilizzazione corrente, impostare la corrente di uscita su 1A e ripetere lo stesso test.
Anche qui va tutto bene, anche l'unità si comporta in modo adeguato, la corrente di uscita non cambia.
Tutto qui. Grazie per l'attenzione. A presto!
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