Stabilizētas barošanas avoti

Visu elektronisko iekārtu darbību nodrošina līdzstrāvas avoti. Pārvietojamam aprīkojumam parasti tiek izmantotas baterijas vai galvaniskās baterijas. Tagad rokās un kabatās ir daudz šāda aprīkojuma: tie ir mobilie tālruņi, kameras, planšetdatori, dažādi mērinstrumenti un daudz kas cits.

Stacionārā elektronika - televizori, datori, mūzikas centri utt. barošanu ar maiņstrāvu, izmantojot barošanas avotus. Šeit nekādā gadījumā nevar iztikt bez baterijām vai mazām baterijām.

Elektroniskās ierīces bieži vien nav atsevišķas un darbojas pašas. Pirmkārt, tās ir iebūvētas elektroniskas vienības, piemēram, veļas mazgājamās mašīnas vai mikroviļņu krāsns vadības bloks. Bet pat šajā gadījumā elektroniskajām vienībām ir savas barošanas bloki, visbiežāk pat stabilizējas, un pat ar aizsardzību, kas ļauj aizsargāt gan pašu barošanas avotu, gan slodzi, t.i. pievienots vadības bloks.

Radioamatieru amatieru izstrādātajos dizainos vienmēr ir strāvas padeve, ja vien, protams, šis dizains netiek novests līdz galam un netiek pamests pusceļā. Diemžēl tas notiek diezgan bieži. Bet vispārējā gadījumā ķēdes uzbūve sastāv no vairākiem posmiem.

Starp tiem ir shēmas diagrammas izstrāde, kā arī tās montāža un atkļūdošana uz maizes paneļa. Un tikai pēc nepieciešamo rezultātu iegūšanas uz tāfeles viņi sāk attīstīt kapitāla struktūru. Tad viņi izstrādā shēmas plates, apvalku un barošanas avotu.

Eksperimentu procesā ar maizes dēli tā saukto laboratorijas barošanas avoti. Viena un tā pati vienība jāizmanto dažādu dizainu pasūtīšanai, tāpēc tai vajadzētu būt plašām iespējām.

Parasti tā ir ierīce, kas regulē izejas spriegumu un nodrošina pietiekamu strāvu. Dažreiz barošanas avots rada vairākus spriegumus, šādas vienības sauc par daudzkanālu. Kā piemēru var minēt parasto datora barošanas avotu vai bipolāru avotu jaudīgam UMZCH.

Ja barošanas avots ir paredzēts vienam fiksētam spriegumam, piemēram, 5 V, nav slikti nodrošināt aizsardzību pret izejas sprieguma pārsniegšanu: ja izejas stabilizatora tranzistors izlaužas cauri, var ciest ķēde, kuru tā darbina.

Lai arī šāda aizsardzība nav ļoti sarežģīta, ir tikai dažas detaļas, kaut kādu iemeslu dēļ tā nav izgatavota rūpnieciskajās shēmās, un tā ir sastopama tikai radioamatieru projektējumos, un pat tad ne visās no tām. Bet tomēr ir arī šādas aizsardzības shēmas.

Ja jūs rūpīgi izpētīsit patērētāju ierīces, jūs pamanīsit, ka visas elektroniskās ierīces baro no standarta diapazona sprieguma. Tas, pirmkārt, ir 5, 9, 12, 15, 24 V. Balstoties uz šīm vērtībām, tiek ražoti vairāki integrēti stabilizatori ar fiksētu spriegumu.

Pēc izskata šie stabilizatori atgādina parasto tranzistoru TO-220 paketē (līdzīgi kā KT819) vai D-PAK paketē, kas paredzēta montāžai uz virsmas. Izejas spriegums ir 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V. Šie spriegumi tiek tieši atspoguļoti ierīcē izmantoto stabilizatoru marķējumā. Tas varētu izskatīties apmēram šādi: MC78XX vai LM78XX.

Tehnisko datu lapās teikts, ka tie ir trīs izejas stabilizatori ar fiksētu spriegumu, kā parādīts 1. attēlā.

1. attēls

Pārslēgšanas shēma ir ārkārtīgi vienkārša: viņi pielodēja tikai trīs kājas un ieguva stabilizatoru ar nepieciešamo spriegumu un izejas strāvu no 1 ... 2A. Atkarībā no konkrētā stabilizatora strāvas atšķiras, un tas jāņem vērā dokumentācijā.Turklāt integrētajiem stabilizatoriem ir iebūvēta aizsardzība pret pārkaršanu un strāvas aizsardzība.

Pirmie divi burti norāda ražotāja uzņēmumu, bet otrais XX tiek aizstāts ar cipariem, kas parāda stabilizācijas spriegumu, dažreiz pirmos divus burtus aizstāj ar vienu ... trim vai vispār to nedara. Piemēram, MC7805 apzīmē stabilizatoru ar fiksētu spriegumu 5V, un MC7812 ir tāds pats, bet ar spriegumu 12V.

Papildus stabilizatoriem ar fiksētu spriegumu integrētajā versijā ir arī regulējami stabilizatori, piemēram, LT317A, kuru tipiskā komutācijas shēma ir parādīta 2. attēlā. Tur norādītas arī sprieguma regulēšanas robežas.

2. attēls. Regulējama stabilizatora tipiska pārslēgšanas shēmaLT317A

Dažreiz pie rokas vienkārši nav regulējama stabilizatora, kā atrisināt šo problēmu, vai ir iespējams iztikt bez tā? Nu, jums ir nepieciešams 7,5 V spriegums, un tas arī viss! Izrādās, ka regulators ar fiksētu spriegumu viegli pagriežas regulējams. Līdzīga komutācijas shēma ir parādīta 3. attēlā.

3. attēls

Pielāgošanas diapazons šajā gadījumā sākas no pielietotā stabilizatora fiksētā sprieguma, un to ierobežo tikai ieejas sprieguma lielums, dabiski, atskaitot minimālo sprieguma kritumu visā stabilizatora regulējošajā tranzistorā.

Ja jums nav jāpielāgo spriegums, bet tikai 5 V vietā jums jāiegūst, piemēram, 10, vienkārši noņemiet tranzistoru VT1 un visu, kas ar to saistīts, un tā vietā ieslēdziet Zener diodi ar stabilizācijas spriegumu 5 V. Dabiski, ka Zener diode tiek ieslēgta nevadošā virzienā: anods ir savienots ar negatīvās jaudas kopni, bet katods ir savienots ar stabilizatora spaili 8 (2).

Ievērības cienīga ir trīskāju gadījuma secinājumu numerācija, kā parādīts 3. att., Proti: 17, 8, 2! Kur tas radies, kurš to izgudroja, nav skaidrs. Varbūt tas atkal ir mūsu izstrādātāju mahinācijas, lai savējie nebūtu uzminējuši! Bet šāds pinouts tiek izmantots, un ar to ir jāsamierinās.

Pēc integrēto stabilizatoru apsvēršanas ir iespējams sākt ražot barošanas avotus, pamatojoties uz tiem. Lai to izdarītu, jums vienkārši jāatrod piemērots transformators, jāpapildina to ar diodes tiltu ar elektrolītisko kondensatoru un visu to jāsamontē piemērotā gadījumā.

Laboratorijas barošana

Sākot attīstīt laboratorijas barošanas avotu, jums vajadzētu izlemt par tā elementāro bāzi vai, gluži vienkārši, no kā mēs to ražosim. Vienkāršākais veids, kā salikt vēlamo vienību uz mikroshēmas LT317A vai tās pašmāju analogā KR142EN12A (B), ir regulējami sprieguma regulatori.

Atgriezīsimies 2. attēlā. Tas norāda, ka sprieguma regulēšanas diapazons ir 1,25 ... 25 V. Šī parametra maksimālā pieļaujamā vērtība ir līdz 1,25 ... 37 V, ar ieejas spriegumu 45 V. Tas ir maksimāli pieļaujamais spriegums, tāpēc labāk ir ierobežot sevi līdz 25 voltu regulēšanas diapazonam.

Labāko strāvu (1,5A) labāk neveicināt, tāpēc mēs aprēķinu veiksim vismaz ar vienu ampēru, kas ir precīzi 75%. Galu galā drošības rezervei vienmēr jābūt. Tāpēc šādai barošanas avotam jums būs nepieciešams taisngriezis ar spriegumu vismaz 30 ... 33V un strāvu līdz 1A.

Ctaisngrieža ķēde ir parādīta 4. attēlā. Ja strāvas patēriņš ir lielāks par vienu ampēru, stabilizators jāpapildina ar ārējiem jaudīgiem tranzistoriem. Bet šī ir vēl viena shēma.

4. attēls. Taisngrieža shēma

Taisngrieža un transformatora aprēķins

Pirmkārt, jāizvēlas taisngrieža tilta diodes, to līdzstrāvai arī jābūt vismaz 1A, un labāk, ja vismaz 2A vai vairāk. Šeit ir diezgan piemērotas diodes 1N5408 ar līdzstrāvu 3A un apgrieztu spriegumu 1000V. Piemērotas arī sadzīves diodes KD226 ar jebkuru burtu indeksu.

Filtra elektrolītisko kondensatoru var arī vienkārši izvēlēties, izmantojot praktiskus ieteikumus: uz katru izejas strāvas ampēru tūkstoš mikrofaradu. Ja mēs plānojam strāvu ne vairāk kā 1A, tad ir piemērots kondensators ar jaudu 1000µF.Elektrolītiskie kondensatori, atšķirībā no keramikas, nepieļauj augstu spriegumu, tāpēc to darba spriegumam, kam jābūt lielākam par reālo spriegumu šajā ķēdē, vienmēr tiek norādīts ķēdēs.

Projektētajam barošanas avotam ir nepieciešams kondensators 1000µF * 50V. Nekas slikts nenotiks, ja kondensators nav 1000, bet 1500 ... 2000µF. Pats taisngriezis jau ir izstrādāts. Tagad, kā viņi saka, jautājums ir mazs: atliek tikai aprēķināt transformatoru.

Pirmkārt, jums vajadzētu noteikt transformatora jaudu. Tas tiek darīts, ņemot vērā slodzes jaudu. Ja stabilizatora izejas strāva ir 1A, un stabilizatora ieejas spriegums ir 32V, tad no transformatora sekundārā tinuma patērētā jauda ir P = U * I = 32 * 1 = 32W.

Kāds transformators būtu vajadzīgs ar šādu sekundārās ķēdes jaudu? Tas viss ir atkarīgs no transformatora efektivitātes, jo lielāka ir kopējā jauda, ​​jo augstāka ir efektivitāte. Transformatora dzelzs kvalitāte un dizains ietekmē arī šo parametru. Aptuveni šo jautājumu palīdzēs noteikt 5. attēlā redzamā tabula.

5. attēls

Lai uzzinātu transformatora kopējo jaudu, jauda sekundārajā tinumā jāsadala ar transformatora efektivitāti. Pieņemsim, ka mūsu rīcībā ir parastais transformators ar W formas gludekli, kas tabulā norādīts kā “bruņu apzīmogots”. Paredzētā projektētās barošanas jauda ir 32W, tad transformatora jauda ir 32 / 0,8 = 40W.

Kā tika rakstīts tieši iepriekš, izstrādātajam barošanas avotam ir nepieciešams pastāvīgs spriegums 30 ... 33V. Tad transformatora sekundārā tinuma spriegums būs 33 / 1,41 = 23,404 V.

Tas ļauj jums izvēlēties parasto transformatoru ar sekundārā tinuma spriegumu tukšgaitā 24V.

Lai nesarežģītu aprēķinus, šeit netiek ņemts vērā sprieguma kritums pāri tilta diodēm un sekundārā tinuma sekundārā pretestība. Pietiek pateikt, ka pie 1A strāvas sekundārā stieples diametrs parasti tiek ņemts vismaz 0,6 mm.

Šādu transformatoru var izvēlēties no CCI sērijas vienotajiem transformatoriem. Transformatora jauda var būt lielāka par 40W, tas tikai uzlabos barošanas avota uzticamību, lai gan tas nedaudz palielinās tā svaru. Ja transformatora CCI nevarēja iegādāties, tad jūs varat vienkārši pārtīt piemērotas jaudas transformatora sekundāro tinumu.

Ja nepieciešams bipolārs regulējams barošanas avots, to var salikt atbilstoši shēmai, kas parādīta 6. attēlā. Šim nolūkam būs nepieciešams negatīva sprieguma regulators KR142EN18A vai LM337. Tās iekļaušanas shēma ir ļoti līdzīga KR142EN12A.

6. attēls. Bipolāri regulējamas barošanas shēma

Ir diezgan acīmredzami, ka šāda stabilizatora darbināšanai būs nepieciešams bipolārs taisngriezis. To visvieglāk var izdarīt uz transformatora ar viduspunktu un diodes tiltu, kā parādīts 7. attēlā.

7. attēls. Bipolārā taisngrieža diagramma

Strāvas padeves dizains ir patvaļīgs. Pati taisngriezi un stabilizatora dēli var salikt uz atsevišķiem dēļiem vai uz viena. Mikroshēmas jāuzstāda uz radiatoriem, kuru laukums ir vismaz 100 kvadrātcentimetri. Ja vēlaties samazināt radiatoru izmēru, varat izmantot piespiedu dzesēšanu, izmantojot mazus datoru dzesētājus, kuru tagad ir daudz pārdošanā.

Nedaudz uzlabota stabilizatora pārslēgšanas shēma ir parādīta 8. attēlā.

8. attēls Tipiska komutācijas shēma KR142EN12A

Aizsardzības diodes VD1, VD2 1N4007 tips ir izveidotas, lai aizsargātu mikroshēmu no sabrukšanas gadījumā, ja izejas spriegums pārsniedz ieejas spriegumu. Šī situācija var notikt, izslēdzot mikroshēmu. Tāpēc elektrolītiskā kondensatora C2 kapacitātei nevajadzētu būt lielākai par elektrolītiskā kondensatora kapacitāti diodes tilta izejā.

Cadj kondensators, kas savienots ar vadības spaili, ievērojami samazina pulsāciju pie stabilizatora izejas. Tās ietilpība parasti ir vairāki desmiti mikrofaradu.

Strāvas padeves projektēšanā ir vēlams nodrošināt iebūvētu voltmetru un ampērmetru, vēlams elektronisku, kurus pārdod tiešsaistes veikalos. Tas ir tikai cenas, ko viņi iekost, tāpēc sākumā labāk iztikt bez tām un iestatīt nepieciešamo spriegumu ar multimetru.

Boriss Aladyshkin