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Alimentazione 1 ... 20 V con protezione corrente


Quando si imposta vari elettronico i dispositivi richiedono un alimentatore (PSU), in cui vi sia una regolazione della tensione di uscita e la capacità di controllare il livello di funzionamento della protezione contro le sovracorrenti su un ampio intervallo. Quando la protezione è attivata, il carico (dispositivo collegato) dovrebbe essere disconnesso automaticamente.

Una ricerca su Internet ha prodotto diversi circuiti di alimentazione adeguati. Si fermò a uno di loro. Il circuito è facile da fabbricare e mettere in servizio, è costituito da parti accessibili, soddisfa i requisiti indicati.

L'alimentatore proposto per la produzione si basa sull'amplificatore operazionale LM358 e ha le seguenti caratteristiche:
Tensione di ingresso, V - 24 ... 29
Tensione stabilizzata in uscita, V - 1 ... 20 (27)
Corrente di funzionamento della protezione, A - 0,03 ... 2,0


Foto 2. Circuito di alimentazione



Un regolatore di tensione regolabile è assemblato su un amplificatore operazionale DA1.1. L'ingresso dell'amplificatore (terminale 3) riceve la tensione del modello dal motore del resistore variabile R2, il diodo zener VD1 è responsabile della sua stabilità e la tensione viene fornita all'ingresso invertente (terminale 2) dall'emettitore del transistor VT1 attraverso il partitore di tensione R10R7. Utilizzando un resistore variabile R2, è possibile modificare la tensione di uscita dell'alimentatore.
L'unità di protezione da sovracorrente è realizzata sull'amplificatore operazionale DA1.2, confronta la tensione agli ingressi dell'op-amp. L'ingresso 5 attraverso la resistenza R14 riceve tensione dal sensore di corrente di carico - resistenza R13. L'ingresso di inversione (pin 6) riceve una tensione modello, per la stabilità di cui è responsabile il diodo VD2 con una tensione di stabilizzazione di circa 0,6 V.

Mentre la caduta di tensione creata dalla corrente di carico sul resistore R13 è inferiore all'esempio, la tensione di uscita (pin 7) dell'amplificatore operazionale DA1.2 è vicina allo zero. Nel caso in cui la corrente di carico superi il livello impostato consentito, la tensione sul sensore di corrente aumenterà e la tensione all'uscita dell'amplificatore operazionale DA1.2 aumenterà quasi fino alla tensione di alimentazione. In questo caso, il LED HL1 si accende, segnalando un eccesso, il transistor VT2 si apre, bypassando il diodo Zener VD1 con un resistore R12. Di conseguenza, il transistor VT1 si chiude, la tensione di uscita dell'alimentatore diminuirà quasi a zero e il carico si spegnerà. Per accendere il carico, premere il pulsante SA1. Il livello di protezione viene regolato utilizzando una resistenza variabile R5.

Produzione BP

1. La base dell'alimentatore, le sue caratteristiche di uscita sono determinate dalla fonte corrente - il trasformatore usato. Nel mio caso, è stato utilizzato un trasformatore toroidale di una lavatrice. Il trasformatore ha due avvolgimenti di uscita su 8v e 15v. Combinando entrambi gli avvolgimenti in serie e aggiungendo un ponte raddrizzatore sui diodi a media potenza KD202M a portata di mano, ho ottenuto una sorgente di tensione CC 23v, 2a per un alimentatore.


Foto 3. Trasformatore e ponte raddrizzatore.

2. Un'altra parte determinante dell'alimentatore è il corpo dello strumento. In questo caso, un proiettore per diapositive per bambini interferisce il garage. Dopo aver rimosso l'eccesso e aver elaborato la parte anteriore del foro per l'installazione del microammetro indicatore, abbiamo ottenuto uno spazio vuoto per il caso PSU.


Foto 4. Caso BP vuoto

3. Il circuito elettronico è stato montato su una piastra di montaggio universale che misura 45 x 65 mm. Il layout delle parti sulla scheda dipende dalle dimensioni trovate nella fattoria dei componenti. Invece dei resistori R6 (impostazione della corrente di funzionamento) e R10 (limitazione della massima tensione di uscita), sulla scheda sono installati resistori di trim tab con un valore nominale 1,5 volte maggiore. Alla fine delle impostazioni dell'alimentatore, possono essere sostituite da impostazioni permanenti.


Foto 5. Piastra di montaggio

4. Il montaggio completo del circuito stampato e degli elementi esterni del circuito elettronico per testare, sintonizzare e regolare i parametri di uscita.


Foto 6. Unità di controllo PSU

5. Fabbricazione e regolazione dello shunt e resistenza aggiuntiva per utilizzare un microammetro come amperometro o voltmetro BP. La resistenza aggiuntiva è costituita da costanti collegati in serie e resistori di sintonia (nella foto sopra). Uno shunt (nella foto sotto) è incluso nel circuito di corrente principale ed è costituito da un filo a bassa resistenza. La sezione del filo è determinata dalla massima corrente di uscita. Quando si misura la forza attuale, il dispositivo è collegato parallelamente allo shunt.


Foto 7. Microammetro, shunt e resistenza aggiuntiva

La regolazione della lunghezza dello shunt e del valore della resistenza aggiuntiva viene eseguita con una connessione appropriata al dispositivo con monitoraggio della conformità con un multimetro. La commutazione del dispositivo in modalità Amperometro / Voltmetro viene eseguita dall'interruttore basculante secondo lo schema:

Alimentazione 1 ... 20 V con protezione corrente

Foto 8. Schema di commutazione della modalità di controllo

6. Marcatura ed elaborazione del pannello frontale dell'alimentatore, installazione di parti remote. In questa forma di realizzazione, un microammetro è posizionato sul pannello anteriore (interruttore a levetta per la modalità di controllo A / V a destra del dispositivo), terminali di uscita, regolatori di tensione e corrente, indicatori della modalità di funzionamento. Per ridurre le perdite e in connessione con un uso frequente, viene inoltre emessa un'uscita stabilizzata separata da 5 volt. Per questo, la tensione dall'avvolgimento del trasformatore a 8 V viene fornita al secondo ponte raddrizzatore e un tipico circuito a 7805 con protezione integrata.


Foto 9. Pannello frontale

7. Montaggio dell'alimentatore. Tutti gli elementi di alimentazione sono installati nella custodia. In questa forma di realizzazione, il radiatore del transistore di controllo VT1 è una piastra di alluminio di 5 mm di spessore, montata nella parte superiore del coperchio dell'alloggiamento, che funge da radiatore aggiuntivo. Il transistor è montato sul radiatore attraverso una guarnizione elettricamente isolante.


Foto 10. Assemblaggio di un alimentatore senza copertura


Foto 11. Vista generale dell'alimentatore.

dettagli:

L'amplificatore operazionale LM358N incorpora due amplificatori operazionali.

Il transistor VT1 può essere sostituito con una qualsiasi delle serie КТ827, КТ829. Transistor VT2 qualsiasi serie KT315. Il diodo Zener VD1 può essere utilizzato da chiunque abbia una tensione di stabilizzazione di 6,8 ... 8,0 V e una corrente di 3 ... 8 mA. Diodi VD2-VD4 della serie KD521 o KD522B. Condensatori C3, C4 - film o ceramica. Condensatori di ossido: C1 - K50-18 o simili importati, il resto - della serie K50-35. Resistori fissi della serie MLT, variabili - SP3-9a.

Creazione di un alimentatore: il motore a resistenza variabile R2 viene spostato nella posizione superiore secondo lo schema e viene misurata la tensione di uscita massima, impostata su 20 V, selezionando la resistenza R10. Successivamente, il carico viene collegato all'uscita e vengono eseguite le misurazioni della corrente di funzionamento della protezione. Per ridurre il livello di protezione, ridurre la resistenza della resistenza R6. Per aumentare il livello massimo di protezione, ridurre la resistenza del resistore R13 - caricare il sensore di corrente.
9.2
8.4
7.8

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19 commento
L'autore
Grazie per l'offerta, sono d'accordo con te.
Quindi, ho disegnato qualcosa. Penso che capirai.
Citazione: lihvin
Tuttavia, se si trasferiscono i punti di connessione del dispositivo per uno shunt (in modalità tensione), questo "problema" verrà risolto.
In questo caso, la freccia del dispositivo in modalità (Amperometro) andrà in direzione negativa.

Sì, non importa dove vada, pensavo che tu potessi risolverlo da solo. Metti un interruttore un po 'più complicato e l'intera attività quindi. Invece di 3 gambe, 6 pin, media per dispositivo. Lo stesso tipo è possibile, solo 6.
L'autore
Tuttavia, se si trasferiscono i punti di connessione del dispositivo per uno shunt (in modalità tensione), questo "problema" verrà risolto.
In questo caso, la freccia del dispositivo in modalità (Amperometro) andrà in direzione negativa.
L'importante non è la perdita di elettricità, sono davvero insignificanti, ma un aumento della resistenza di uscita della sorgente di tensione e, quindi, un aumento della dipendenza della tensione di uscita dalla corrente.
Un semplice esempio Impostiamo la tensione di uscita su 10 V senza carico, quindi colleghiamo il carico prendendo 1A, ad esempio un resistore da 10 Ohm.
Se Rout = 0, la tensione di uscita non è cambiata.
Se Rout = 0,33 (aggiunta da uno shunt di misurazione della corrente), la tensione di uscita diventa 9, 67 V.
Se esiste una semplice opportunità per rendere il dispositivo più accurato, perché non utilizzarlo?
Ogni variazione della corrente di carico porta a una reazione della sorgente e una variazione della sua tensione, che, a sua volta, porta a una corrispondente variazione di corrente, cioè c'è una leggera fluttuazione della tensione di alimentazione per calmarsi.
Tuttavia, se si trasferiscono i punti di connessione del dispositivo per uno shunt (in modalità tensione), questo "problema" verrà risolto.
Citazione: Ivan_Pokhmelev
Meno perdita di corrente, mantenendo più precisamente la tensione di uscita.

Dai? È così importante per questo apparecchio? Ad ogni modo, più o meno 75mV avranno un ruolo significativo nel mondo degli affari?
Meno perdita di corrente, mantenendo più precisamente la tensione di uscita.
Citazione: Ivan_Pokhmelev
Citazione: lihvin
E non ho osato appendere il dispositivo al sensore corrente (con un kit per il corpo aggiuntivo), temendo l'influenza reciproca del dispositivo, in più. regolatore di resistenza e protezione corrente.

E invano. Questo è esattamente ciò che dovevi fare.

E qual è il problema in realtà? Cosa offre questo, qual è il vantaggio?
Citazione: lihvin
E non ho osato appendere il dispositivo al sensore corrente (con un kit per il corpo aggiuntivo), temendo l'influenza reciproca del dispositivo, in più. regolatore di resistenza e protezione corrente.

E invano. Questo è esattamente ciò che dovevi fare.
L'autore
[quote = Ivan_Pokhmelev] Se non capisci cosa è in gioco, rispondi almeno a queste domande: qual è la resistenza di Rш e la testa del microammetro.

Grazie per l'offerta, ma posso anche calcolare Rш secondo la formula, ma dopo il calcolo è ancora necessario regolare lo shunt sotto il microammetro (controllato ripetutamente). Sono stato solo fortunato e non sono stati necessari calcoli, perché in 10 minuti sono stato in grado di selezionare (controllando dal tester) la lunghezza necessaria dello shunt dalla lunghezza più vecchia (vedi foto 7). E non ho il coraggio di appendere il dispositivo al sensore corrente (con un kit per il corpo aggiuntivo), temendo l'influenza reciproca del dispositivo, in più. regolatore di resistenza e protezione corrente.
Se non capisci cosa è in gioco, rispondi almeno a queste domande: qual è la resistenza di Rш e della testa del microammetro.
E R13 è selezionato a causa di, come giustamente sottolineato Pronin, la scelta sbagliata opamp.
L'autore
Citazione: Ivan_Pokhmelev

2. Come è un "singolo shunt", eh? R13 - che ne pensi? È necessario rimuovere la tensione per l'amperometro da esso.

Il resistore R13 è un sensore di corrente ed è selezionato - (*)! per un funzionamento stabile dell'unità di protezione da sovracorrente nell'intervallo 0,03 ... 2,0 A. (Descrizione della BP. - solo 17 righe).
E lo shunt, come sapete, viene adattato al microammetro esistente.
Obiettivi diversi - resistori diversi.
Oggi ho completato (trovato il caso) uno nuovo. Ho deciso di utilizzare blocchi elettronici pronti con Ali.
Indicatore in uno,
corrente e tensione ...
L'unità di regolazione è 0,8-30 V 12A.

Opzione trasformatore. Verrà installato un dispositivo di raffreddamento per il raffreddamento in modalità automatica. Ho già preparato tutto, resta da trovare il tempo per il progetto.
Ho molte domande per questo prodotto fatto in casa sia nel design che nello schema (alcuni sono già stati espressi) e ...
Ad esempio, la razionalità dell'uso di una tensione di 20 volt a una corrente di 2A ?!
Una tale combinazione si verifica affatto? Personalmente, ho deciso di realizzare un'unità di alimentazione già pronta (design industriale), ampliando le sue capacità. L'unità produce una tensione regolabile fino a 15 volt, con una corrente di interruzione di 1,5 A.

Ha ampliato le sue capacità, installato un divisore attuale. Testimonianza derivata la sul dispositivo
Per molto tempo ho anche voluto fare uno schema simile. Solo con una suddivisione in 2 gamme di tensione per ridurre la caduta di tensione attraverso il transistor di regolazione e, di conseguenza, la dissipazione di potenza.
Secondo questo schema, si può notare che l'attuale adeguamento della protezione è stato effettuato senza successo. All'ingresso dell'amplificatore operazionale LM358, vengono applicate tensioni vicine allo 0 (con alimentazione unipolare dell'amplificatore operazionale). Per questa modalità, è necessario utilizzare amplificatori operazionali Rail-to-Rail, non applicazioni generali. E la resistenza R5 deve essere nell'ordine di kOhm.
1. Dai, la "lancetta dei secondi" - lì la larghezza del blocco non è superiore a 80 mm, è perfettamente premuta con una mano se il pulsante era sulla destra, inoltre, qualcuno ha detto:
il pulsante viene usato raramente

2. Come è un "singolo shunt", eh? R13 - che ne pensi? È necessario rimuovere la tensione per l'amperometro da esso.
L'autore
Citazione: Ivan_Pokhmelev

1. Il pulsante di ripristino non si trova in posizione ergonomica.
2. A cosa serve il secondo shunt?


1. Un'altra posizione del pulsante di ripristino richiede l'uso di una lancetta dei secondi per evitare che l'alimentatore si sposti quando si preme il pulsante, il che è scomodo. Premendo verso il basso si elimina questo. La posizione del pulsante sul pannello frontale interferirà con altri elementi. Poiché il pulsante viene utilizzato raramente, viene rimosso dall'area di lavoro.
2. In aggiunta. il circuito ha un solo shunt - per un amperometro. Non ci sono altri shunt nei circuiti.
1. Il pulsante di ripristino non si trova in posizione ergonomica.
2. A cosa serve il secondo shunt?

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