De laboratoriumvoeding is een van de belangrijkste apparaten van het amateurradiolaboratorium. Vandaag zullen we een interessant diagram verzamelen en controleren. De optie die in dit artikel wordt gegeven, is vrij populair op de open ruimtes van het World Wide Web onder de naam van een eenvoudige en betaalbare voeding.
Dit schema is gereserveerd voor een aparte forumthread, het is ontwikkeld door een persoon onder de bijnaam "olegrmz".
Het schema is herhaaldelijk verfijnd en momenteel zijn er in totaal ongeveer een dozijn verschillende variaties en aanpassingen. Als voorbeeld maken we de allereerste versie van de auteur. Verdere instructies zijn afkomstig van het AKA KASYAN YouTube-kanaal.
Een paar woorden over het schema. In feite is het een volwaardige laboratoriumvoeding met stabilisatie zowel in spanning als stroom. Het instelbereik van de uitgangsspanning is van 0V tot 25V, de stroom is praktisch van 0 tot 1.5-2A.
Indien nodig kan de uitgangsspanning van deze voeding worden opgevoerd tot 50V:
En de stroom is minimaal 10A. Voeg hiervoor vermogenstransistors toe.
Het circuit werkt volledig in lineaire modus, zorgt voor een zeer soepele aanpassing van zowel spanning als stroom. Er zijn praktisch geen rimpels in de uitgangsspanning.
Het hart van het circuit is een dubbele operationele versterker.
Aan de linkerkant van het circuit zit een spanningsregelaar.
Bovendien, zoals je kunt zien, zijn er twee stabilisatoren voor de hele spanning.
De vraag rijst: waarom is dit nodig en waarom niet beperkt tot één? De tweede stabilisator is 12V, en best goed, maar het probleem is dat hij niet meer dan 30-35V aan zijn ingang kan leveren, maar de eerste verteert stilletjes hogere spanningen, maar zijn uitgangsspanning schijnt niet met stabiliteit. In dit geval lijkt de ene stabilisator de tekortkomingen van een andere te dekken. Tijdens bedrijf worden ze bijna niet warm, omdat ze alleen een operationele versterker aandrijven, waarvan het stroomverbruik klein is.
De operationele versterker wordt gevoed door een tweede 12V spanningsstabilisator, in het originele circuit wordt een lm324 chip gebruikt, inclusief 4 opamps.
Maar aangezien er slechts twee kanalen bij het circuit betrokken waren, werd besloten om de operationele versterker te vervangen door de lm358-chip, deze bevat slechts 2 onafhankelijke opamps.
Dit circuit is ook interessant omdat de stroomterugkoppeling de uitgangsspanning regelt.
Wanneer de stroombron werkt als een spanningsstabilisator, werkt de eerste operationele versterker als een comparator en levert een stabiele uitgangsspanning, die de referentie is voor de tweede versterker, waarop spanningsregeling is gebouwd.
Het huidige beperkingssysteem is klassiek.
Via een deler wordt een referentiespanning aangelegd aan de niet-inverterende ingang van de eerste operationele versterker.
Verder, wanneer de belasting is aangesloten, wordt de spanningsval die zich zal vormen op de stroomsensor vergeleken met de referentie. Op basis van het verschil in de uitgangstoestand van de operationele versterker verandert soepel.
Door de referentiespanning met geweld te veranderen met behulp van een variabele weerstand, dwingen we de operationele versterker om de uitgangsspanning te veranderen, wat uiteindelijk leidt tot een soepele opening of sluiting van de vermogenstransistor en een verandering in de uitgangsstroom van de stroombron.
Vermogenstransistor. In een specifiek voorbeeld gebruikte de auteur 2SD1047.
Het is een vrij hoge spanning, de collectorstroom is 12A.
En het door de collector afgevoerde vermogen is ongeveer 100W.
De vermogenstransistor kan worden vervangen door elke andere soortgelijk aan de collectorstroom van 7A, het is ook wenselijk om transistors te gebruiken in het TO-247- of TO-3-pakket.
Het circuit werkt in lineaire modus, dus de transistor moet op een enorme radiator worden geïnstalleerd, mogelijk heeft u extra luchtstroom nodig. De radiator die de auteur gebruikt is vrij klein, een radiator is hier veel meer nodig.
Het signaal van de operationele versterker wordt geïnverteerd door een transistor met laag vermogen en naar de pre-output key gestuurd, die de output transistor aanstuurt.
Het circuit heeft 2 variabele weerstanden. Ze zijn nodig voor een soepele en nauwkeurige aanpassing van de uitgangsspanning.
Een volledige omwenteling van de fijnafstellingsweerstand maakt spanningsaanpassingen mogelijk van ongeveer 3V. De onderstaande afbeelding toont een weerstand die de limiet voor de uitgangsspanning instelt.
Er bevinden zich 3 jumpers op de printplaat. Het zou mogelijk zijn om ze te missen, maar de auteur had haast tijdens de lay-out van het bord, over het algemeen had het beter gekund, maar het bord is niettemin volledig operationeel. U kunt het samen met het algemene projectarchief downloaden op deze link.
Op het bord bevindt zich een gelijkrichter met een elektrolyt voor stroom.
Alle stroomcomponenten die tijdens bedrijf warm worden, bevinden zich in de buurt. Dit is nodig om de installatie op een gewone radiator te vergemakkelijken. Bovendien is het noodzakelijk om alle componenten van de radiatorbehuizing te isoleren met speciale warmtegeleidende pakkingen en plastic bussen.
Een ingangsgelijkrichter met een stroom van 4-5A, maar het is wenselijk om een elektrolyt van 10 ampère bij 50-63V te leveren met een capaciteit van 2200uF.
Laten we beginnen met de tests. Laten we beginnen met een eenvoudige: soepele aanpassing van de minimale uitgangsspanning. De ingang is 30V, de maximale uitgangsspanning is ongeveer 23V, de minimale spanning is nul, de afstelling is erg soepel, je kunt minimaal 10mV instellen.
Het stroomverbruik van de stabilisator zonder belasting is ongeveer 10-20 mA, maar dit is direct afhankelijk van de uitgangsspanning, omdat er een belastingsweerstand aan de uitgang is.
Er zijn geen klachten over het beperken van de stroom, alles werkt zoals het hoort. Onder belasting wordt de stroom voldoende soepel geregeld. De bovengrens is ongeveer 1.5A, de ondergrens is 60mA, maar spelen met de juiste verdeler (zie afbeelding hieronder) kan nog minder.
Nu de nadelen van deze voeding. Het probleem is dit, als je probeert het apparaat te kortsluiten bij de minimale stroom, dan is de stroom niet beperkt en als de transformator krachtig is, kun je afscheid nemen van de vermogenstransistor.
Maar het is vermeldenswaard dat in volgende versies de regeling is afgerond en dit probleem volledig is opgelost.
Maar bij maximale stroom werkt alles duidelijk, met een kortsluiting gaat het toestel perfect om.
Volgende test - het controleren van de werking van feedback, met andere woorden - stabilisatie tijdens plotselinge pieken en dalingen van de netspanning. We zullen spanningsdalingen simuleren door een andere laboratoriumstroombron, die in feite onze stabilisator van stroom zal voorzien. De uitgangsspanning van de stabilisator is ingesteld op 12V.
Zoals je kunt zien, is alles hier duidelijk, de ingestelde spanning wordt stabiel gehouden. Controleer vervolgens de huidige stabilisatie, stel de uitgangsstroom in op 1A en herhaal dezelfde test.
Ook hier is alles in orde, de unit gedraagt zich ook adequaat, de uitgangsstroom verandert niet.
Dat is alles. Bedankt voor je aandacht. Tot binnenkort!
Video van de auteur: