Laboratorijsko napajanje jedan je od glavnih uređaja amaterskog radio laboratorija. Danas ćemo prikupiti i provjeriti zanimljiv dijagram. Opcija dana u ovom članku prilično je popularna na otvorenim prostorima World Wide Weba pod imenom jednostavnog i pristupačnog napajanja.
Ova je shema rezervirana za zasebnu nit na forumu, a razvila ju je osoba pod nadimkom "olegrmz".
Shema je više puta dorađivana i trenutno postoji ukupno desetak različitih varijacija i modifikacija. Kao primjer, napravit ćemo prvu verziju od autora. Daljnje upute preuzimaju se s YouTube kanala AKA KASYAN.
Nekoliko riječi o shemi. U stvari, to je potpuno laboratorijsko napajanje sa stabilizacijom napona i struje. Raspon podešavanja izlaznog napona je od 0V do 25V, struje praktički od 0 do 1,5-2A.
Ako je potrebno, izlazni napon ovog napajanja može biti do 50 V:
A struja je najmanje 10A. Da biste to učinili, dodajte tranzistore snage.
Krug djeluje u potpunosti u linearnom načinu rada, omogućuje vrlo glatko podešavanje i napona i struje. U izlaznom naponu praktički nema pukotina.
Srce sklopa je dvostruko operativno pojačalo.
Na lijevoj strani kruga je regulator napona.
Štoviše, kao što vidite, postoje dva cijela stabilizatora napona.
Postavlja se pitanje: zašto je ovo potrebno i zašto se ne ograničava na jedno? Drugi stabilizator je 12 V i prilično je dobar, ali problem je što se na njegov ulaz ne može napajati više od 30-35V, ali prvi može lako apsorbirati veće napone, ali njegov izlazni napon ne blista stabilnošću. U ovom se slučaju čini da jedan stabilizator pokriva nedostatke drugog. Tijekom rada gotovo da se ne zagrijavaju, jer napajaju samo operativno pojačalo, čija je trenutna potrošnja mala.
Operativno pojačalo pokreće drugi 12V stabilizator napona, u izvornom se krugu koristi čip lm324, koji uključuje 4 opampe.
No budući da su u krugu bila uključena samo dva kanala, odlučeno je zamijeniti operativno pojačalo čipom lm358, ono sadrži samo 2 neovisna opampa.
Ovaj je krug zanimljiv i po tome što trenutna povratna veza kontrolira izlazni napon.
Kada izvor napajanja djeluje kao stabilizator napona, prvo operativno pojačalo djeluje kao komparator i daje stabilan izlazni napon, što je referenca za drugo pojačalo, na kojemu je ugrađena regulacija napona.
Trenutni sustav ograničavanja je klasičan.
Referentni napon se primjenjuje na neinvertirajući ulaz prvog operativnog pojačala kroz razdjelnik.
Nadalje, kada je opterećenje povezano, pad napona koji će nastati na trenutnom senzoru uspoređuje se s referentnim. Na temelju razlike u izlaznom stanju operativnog pojačala se glatko mijenja.
Prisilnom izmjenom referentnog napona pomoću varijabilnog otpornika, mi zapravo prisiljavamo operativno pojačalo da promijeni svoj izlazni napon, što u konačnici dovodi do glatkog otvaranja ili zatvaranja tranzistora snage i promjene izlazne struje izvora napajanja.
Tranzistor napajanja. U konkretnom primjeru autor je koristio 2SD1047.
To je prilično visok napon, struja kolektora je 12A.
A snaga raspršena od strane kolektora je oko 100W.
Tranzistor napajanja može se zamijeniti bilo kojim drugim sličnim sabirnom strujom od 7A, poželjno je koristiti i tranzistore u paketu TO-247 ili TO-3.
Krug djeluje u linearnom načinu rada, pa tranzistor mora biti instaliran na masivnom radijatoru, možda će vam trebati dodatni protok zraka. Radijator koji autor koristi prilično je mali, ovdje je mnogo više potreban radijator.
Signal iz operativnog pojačala inzistira tranzistor male snage i dovodi se do predizlaznog ključa koji zapravo kontrolira izlazni tranzistor.
Krug ima 2 varijabilna otpornika. Potrebne su za glatko i precizno podešavanje izlaznog napona.
Potpuna revolucija finog podešavanja otpornika omogućava podešavanje napona u rasponu od oko 3V. Donja slika prikazuje otpornik koji postavlja granicu izlaznog napona.
Na pločici su 3 skakača. Bilo bi moguće i bez njih, ali autor se žurio tijekom izgleda ploče, općenito, moglo je biti i bolje, ali bez obzira na to, ploča je u potpunosti operativna. Možete ga preuzeti zajedno s općom arhivom projekata na ovu vezu.
Na ploči je ispravljač s elektrolitom za napajanje.
Sve komponente napajanja koje će se zagrijavati tijekom rada nalaze se u blizini. To je potrebno za jednostavniju ugradnju na zajednički radijator. Štoviše, potrebno je izolirati sve dijelove iz kućišta radijatora posebnim brtvama za provođenje topline i plastičnim čahurama.
Ulazni ispravljač struje 4-5A, ali poželjno je opskrbiti 10-amperskim elektrolitom na 50-63V s kapacitetom od 2200uF.
Počnimo testove. Započnimo s jednostavnim - glatkim podešavanjem minimalnog izlaznog napona. Ulaz je 30V, maksimalni izlazni napon je oko 23V, minimalni napon je nula, podešavanje je vrlo glatko, možete postaviti najmanje 10mV.
Trenutna potrošnja stabilizatora bez opterećenja iznosi oko 10-20mA, ali to će izravno ovisiti o izlaznom naponu, jer na izlazu postoji otpornik na opterećenje.
Nema pritužbi na ograničavanje struje, sve funkcionira kako treba. Pod opterećenjem struja se regulira s dovoljno glatkoće. Gornja granica je oko 1,5A, donja granica je 60mA, ali igranje s odgovarajućim razdjelnikom (vidi sliku dolje) može se učiniti još manje.
Sad su nedostaci ovog napajanja. Problem je ovaj, ako pokušate kratko spojiti jedinicu na minimalnoj struji, tada struja nije ograničena, a ako je transformator moćan, tada se možete oprostiti od napajanja tranzistora.
Ali vrijedno je napomenuti da je shema dovršena i u sljedećim verzijama finaliziran, a ovaj je problem potpuno riješen.
Ali pri maksimalnoj struji, sve djeluje jasno, s kratkim spojem, jedinica se odlično nosi.
Sljedeći test - provjera rada povratnih informacija, drugim riječima - stabilizacija tijekom naglih prenapona i pada mrežnog napona. Mi ćemo simulirati pad napona pomoću drugog laboratorijskog izvora energije koji će, u stvari, napajati naš stabilizator. Izlazni napon stabilizatora postavljen je na 12V.
Kao što vidite, ovdje je sve jasno, postavljeni napon se održava stabilnim. Zatim provjerite trenutnu stabilizaciju, postavite izlaznu struju na 1A i ponovite isti test.
I ovdje je sve u redu, jedinica se također ponaša adekvatno, izlazna struja se ne mijenja.
To je sve. Hvala na pažnji. Vidimo se uskoro!
Video zapis autora: