Surse de energie stabilizate

Toate echipamentele electronice sunt alimentate de surse de curent continuu. Pentru echipamentele mobile, de obicei se folosesc baterii sau baterii galvanice. Acum există o mulțime de astfel de echipamente în mâini și buzunare: acestea sunt telefoane mobile, camere de luat vederi, tablete, diverse instrumente de măsurare și multe altele.

Electronice staționare - televizoare, computere, centre muzicale etc. alimentat de curent alternativ folosind surse de alimentare. Aici, în niciun caz nu te poți descurca fără baterii sau baterii mici.

Dispozitivele electronice nu sunt adesea independente și funcționează pe cont propriu. În primul rând, acestea sunt unități electronice încorporate, de exemplu, o unitate de control pentru o mașină de spălat sau cuptor cu microunde. Dar chiar și în acest caz, unitățile electronice au propriile lor surse de alimentare, cel mai adesea chiar stabilizat și chiar cu protecție, ceea ce vă permite să protejați atât alimentarea în sine, cât și sarcina, adică. unitate de control conectată

În proiectele dezvoltate de amatorii de radio amatori, există întotdeauna o sursă de alimentare, cu excepția cazului în care, desigur, acest design este adus la final și nu este abandonat la jumătatea drumului. Din păcate, acest lucru se întâmplă destul de des. Dar, în cazul general, construcția unui circuit constă în mai multe etape.

Printre ele se numără elaborarea unei diagrame de circuit, precum și asamblarea și deconectarea acesteia pe o pană. Și abia după ce au obținut rezultatele cerute pe panou, acestea încep să dezvolte o structură de capital. Atunci se dezvoltă plăci de circuit, o carcasă și o sursă de alimentare.

În procesul experimentelor de pe panoul de pâine, așa-numitele surse de alimentare de laborator. Aceeași unitate trebuie folosită pentru punerea în funcțiune a unei game variate, deci ar trebui să aibă capacități largi.

De regulă, aceasta este o unitate cu reglarea tensiunii de ieșire și care asigură suficient curent. Uneori, sursa de energie produce mai multe tensiuni, astfel de unități sunt numite multicanal. Un exemplu este o sursă de alimentare convențională pentru computer sau o sursă bipolară pentru un UMZCH puternic.

Atunci când sursa de alimentare este proiectată pentru o singură tensiune fixă, de exemplu 5V, nu este rău să se ofere protecție împotriva depășirii tensiunii de ieșire: dacă tranzistorul stabilizator de ieșire se sparge, atunci circuitul alimentat de acesta poate suferi.

Deși o astfel de protecție nu este foarte complicată, există doar câteva detalii, dintr-un motiv oarecare nu o face în circuitele industriale și se găsește doar în proiectele de radio amatori și chiar atunci nu în toate. Cu toate acestea, există asemenea scheme de protecție.

Dacă te uiți atent la dispozitivele de consum, vei observa că toate dispozitivele electronice sunt alimentate de tensiuni din intervalul standard. Acesta este, în primul rând, 5, 9, 12, 15, 24V. Pe baza acestor valori, se produc o serie de stabilizatori integrați cu tensiuni fixe.

În aparență, acești stabilizatori seamănă cu un tranzistor convențional într-un pachet TO-220 (similar cu KT819) sau într-un pachet D-PAK pentru montare pe suprafață. Tensiunea de ieșire este de 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V. Aceste tensiuni sunt reflectate direct în marcajul stabilizatorilor aplicați pe dispozitiv. S-ar putea să arate așa: MC78XX sau LM78XX.

Fișele tehnice spun că sunt stabilizatori cu trei ieșiri cu o tensiune fixă, așa cum se arată în figura 1.

Figura 1

Circuitul de comutare este extrem de simplu: doar trei picioare au fost lipite și au primit un stabilizator cu tensiunea necesară și curentul de ieșire de la 1 ... 2A. În funcție de stabilizatorul particular, curenții variază, ceea ce trebuie notat în documentație.În plus, stabilizatorii integrali au protecție la supraîncălzire încorporată și protecție curentă.

Primele două litere indică compania producătorului, iar a doua XX sunt înlocuite de numere care indică tensiunea de stabilizare, uneori primele două litere sunt înlocuite cu una ... trei sau deloc. De exemplu, MC7805 indică un stabilizator cu o tensiune fixă ​​de 5V, iar MC7812 este același, dar cu o tensiune de ieșire de 12V.

În plus față de stabilizatorii cu tensiuni fixe în versiunea integrată, există stabilizatori reglabili, de exemplu LT317A, un circuit de comutare obișnuit, care este prezentat în figura 2. Limitele de reglare a tensiunii sunt, de asemenea, indicate acolo.

Figura 2. Circuit de comutare tipic al unui stabilizator reglabilLT317A

Uneori, nu există pur și simplu niciun stabilizator reglabil, cum să rezolvi această problemă, este posibil să faci fără ea? Ei bine, ai nevoie de o tensiune de 7.5V și asta este! Se dovedește că un regulator cu o tensiune fixă ​​se întoarce ușor. În figura 3 este prezentat un circuit de comutare similar.

Figura 3

Domeniul de reglare în acest caz pornește de la tensiunea fixă ​​a stabilizatorului aplicat și este limitat numai de mărimea tensiunii de intrare, în mod natural, minus căderea de tensiune minimă pe tranzistorul de reglare al stabilizatorului.

Dacă nu este necesar să reglați tensiunea, ci doar în loc de 5V, trebuie să obțineți, de exemplu, 10, trebuie doar să îndepărtați tranzistorul VT1 și tot ce este conectat cu acesta și să porniți în schimb dioda zener cu o tensiune de stabilizare de 5V. În mod firesc, dioda zener este pornită într-o direcție care nu conduce: anodul este conectat la magistrala de putere negativă, iar catodul este conectat la terminalul stabilizator 8 (2).

De remarcat este numerotarea concluziilor cazului cu trei picioare, prezentat în Fig. 3, și anume: 17, 8, 2! De unde a venit, cine a inventat-o, nu este clar. Poate că aceasta este din nou mașinațiile dezvoltatorilor noștri, astfel încât a lor nu ar fi ghicit! Dar se folosește un astfel de pinout și trebuie pus la punct.

După luarea în considerare a stabilizatorilor integrali, este posibil să se procedeze la fabricarea de surse de energie pe baza lor. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să găsiți un transformator adecvat, să-l suplimentați cu o punte de diodă cu un condensator electrolitic și să-l asamblați într-un caz potrivit.

Alimentare de laborator

Începând să dezvolți o sursă de alimentare de laborator, ar trebui să decizi asupra bazei sale elementare sau, pur și simplu, din ce vom face din aceasta. Cel mai simplu mod de a asambla unitatea dorită pe cipul LT317A sau analogul său intern KR142EN12A (B) este regulatoarele de tensiune reglabile.

Să revenim la Figura 2. Acesta indică faptul că domeniul de reglare a tensiunii este de 1,25 ... 25V. Valoarea maximă admisă a acestui parametru este de până la 1,25 ... 37V, cu o tensiune de intrare de 45V. Aceasta este tensiunea maximă admisă, așa că este mai bine să vă limitați la un interval de reglare de 25 de volți.

Este mai bine să nu urmărim curentul maxim (1,5A), deci vom proceda din calcul cu cel puțin un amper, care este exact 75%. La urma urmei, marja de siguranță ar trebui să fie întotdeauna. Prin urmare, pentru o astfel de sursă de energie veți avea nevoie redresor cu o tensiune de cel puțin 30 ... 33V și un curent de până la 1A.

Ccircuitul redresorului este prezentat în figura 4. Dacă consumul de curent este mai mare de un amper, stabilizatorul trebuie completat cu tranzistoare externe puternice. Dar aceasta este o altă schemă.

Figura 4. Circuitul redresor

Calcularea redresorului și transformatorului

În primul rând, trebuie selectate diode de punte redresoare, curentul lor direct ar trebui să fie de cel puțin 1A și este mai bine dacă cel puțin 2A sau mai mult. Aici diodele 1N5408 cu un curent continuu de 3A și o tensiune inversă de 1000V sunt destul de potrivite. Diodele interne KD226 cu orice index de litere sunt, de asemenea, adecvate.

Condensatorul electrolitic al filtrului poate fi, de asemenea, selectat pur și simplu folosind recomandări practice: pentru fiecare amperi al curentului de ieșire, o mie de microfaraduri. Dacă planificăm un curent de maximum 1 A, atunci este potrivit un condensator cu o capacitate de 1000 µF.Condensatoarele electrolitice, spre deosebire de cele ceramice, nu tolerează tensiuni mari, prin urmare, tensiunea lor de lucru, care ar trebui să fie mai mare decât tensiunea reală din acest circuit, este întotdeauna indicată în circuite.

Pentru alimentarea proiectată, este nevoie de un condensator de 1000 uF * 50V. Nimic rău nu se va întâmpla dacă condensatorul nu este 1000, ci 1500 ... 2000µF. Redresorul în sine este deja proiectat. Acum, cum se spune, problema este mică: rămâne să calculăm transformatorul.

În primul rând, ar trebui să determinați puterea transformatorului. Aceasta se realizează ținând cont de puterea de încărcare. Dacă curentul de ieșire al stabilizatorului este 1A, iar tensiunea de intrare a stabilizatorului este de 32V, atunci puterea consumată din înfășurarea secundară a transformatorului este P = U * I = 32 * 1 = 32W.

Ce transformator ar fi necesar cu o astfel de putere de circuit secundar? Totul depinde de eficiența transformatorului, cu cât este mai mare puterea totală, cu atât eficiența este mai mare. Calitatea și designul fierului transformator afectează și acest parametru. Tabelul prezentat în figura 5 va ajuta la determinarea aproximativă a acestei întrebări.

Figura 5

Pentru a afla puterea generală a transformatorului, puterea înfășurării secundare trebuie împărțită la eficiența transformatorului. Să presupunem că avem la dispoziție un transformator convențional cu fier în formă de W, indicat în tabel drept „ștampilat blindat”. Puterea estimată a alimentării proiectate este de 32W, apoi puterea transformatorului este de 32 / 0.8 = 40W.

Așa cum a fost scris chiar mai sus, pentru alimentarea dezvoltată necesită o tensiune constantă de 30 ... 33V. Atunci tensiunea înfășurării secundare a transformatorului va fi de 33 / 1,41 = 23,404V.

Acest lucru vă permite să alegeți un transformator standard cu o tensiune a înfășurării secundare la 24V la ralanti.

Pentru a nu complica calculele, nu este luată în considerare aici căderea de tensiune în diodele podului și rezistența secundară a înfășurării secundare. Este suficient să spunem că la un curent de 1A, diametrul firului secundar este de obicei luat de cel puțin 0,6 mm.

Un astfel de transformator poate fi selectat dintre transformatoarele unificate ale seriei CCI. Puterea transformatorului poate fi mai mare de 40W, aceasta va îmbunătăți doar fiabilitatea alimentării, deși își va crește ușor greutatea. Dacă CCI-ul transformatorului nu a putut fi achiziționat, atunci puteți returna pur și simplu înfășurarea secundară a transformatorului de putere adecvată.

Dacă este necesară o alimentare cu energie reglabilă bipolară, aceasta poate fi asamblată în conformitate cu circuitul prezentat în figura 6. Pentru aceasta, va fi nevoie de un regulator de tensiune negativ KR142EN18A sau LM337. Circuitul de includere a acestuia este foarte similar cu KR142EN12A.

Figura 6. Schema unei surse de alimentare cu reglare bipolară

Este destul de evident că un redresor bipolar va fi necesar pentru a alimenta un astfel de stabilizator. Acest lucru se realizează cel mai ușor pe un transformator cu un punct de mijloc și o punte de diodă, așa cum se arată în figura 7.

Figura 7. Schema unui redresor bipolar

Proiectarea sursei de alimentare este arbitrară. Redresorul în sine și placa stabilizatoare pot fi asamblate pe plăci separate sau pe una. Microcircuitele trebuie instalate pe caloriferele cu o suprafață de cel puțin 100 de centimetri pătrați. Dacă doriți să reduceți dimensiunea caloriferelor, puteți utiliza răcire forțată cu ajutorul unor mici răcitoare pentru calculator, dintre care există o mulțime de vânzare acum.

În figura 8 este prezentat un circuit de comutare a stabilizatorului ușor îmbunătățit.

Figura 8 Circuit de comutare tipic KR142EN12A

Diodele de protecție VD1, tip VD2 1N4007 sunt concepute pentru a proteja microcircuitul împotriva defecțiunii în cazul în care tensiunea de ieșire depășește tensiunea de intrare. Această situație se poate întâmpla când opriți cipul. Prin urmare, capacitatea condensatorului electrolitic C2 nu trebuie să fie mai mare decât capacitatea condensatorului electrolitic la ieșirea podului diodei.

Condensatorul Cadj conectat la terminalul de control reduce semnificativ ondularea la ieșirea stabilizatorului. Capacitatea sa este de obicei câteva zeci de microfaraduri.

În proiectarea sursei de alimentare, este de dorit să se asigure un voltmetru și un amperometru încorporat, de preferință electronic, care sunt vândute în magazinele online. Adică doar prețurile pe care le mușcă, așa că la început este mai bine să le faci fără ele și să stabilești tensiunea necesară cu un multimetru.

Boris Aladyshkin