Alimentazione a 12 volt con protezione da cortocircuito. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Questo alimentatore è facile da ripetere, protetto in modo affidabile da cortocircuiti accidentali, ha una regolazione regolare della tensione di uscita da "zero", i collettori a transistor sono collegati direttamente al radiatore o al case (massa del telaio).

Il blocco è costituito da un trasformatore step-down, un raddrizzatore, un dispositivo di confronto su un amplificatore operazionale, che controlla un transistor composito e un'unità di protezione con il suo consumo di corrente (Fig. 1).

Fig. 1.

Il trasformatore step-down dovrebbe essere controllato per la sua potenza in uscita. Per fare ciò, l'avvolgimento primario è collegato tramite un fusibile a una rete a 220 volt, avendo precedentemente isolato tutte le sezioni di cablaggio aperte. La tensione alternata sull'avvolgimento secondario non deve superare i 20 volt, altrimenti, dopo il raddrizzatore, la tensione continua sul condensatore elettrolitico supererà i 30 volt, limite per il microcircuito dell'amplificatore operazionale. Un voltmetro è collegato in parallelo ai terminali dell'avvolgimento secondario del trasformatore e cortocircuitato brevemente con un potente resistore da 20 ohm. La corrente attraverso il resistore sarà di circa 1 ampere. Di solito questo è sufficiente, ma "una questione di gusti". Se le letture del voltmetro sono leggermente cambiate e tale potenza è soddisfacente, il test è completato.

Nel raddrizzatore, è preferibile utilizzare il microassieme KTs-402 o KTs-405 con qualsiasi indice di lettere. Quindi la tensione costante in uscita sarà più "bella" grazie agli stessi parametri dei diodi a ponte. Quando sono richieste correnti di blocco elevate, il ponte raddrizzatore viene assemblato da diodi potenti separati.

Il comparatore (vedi Fig. 1) è costituito da un amplificatore operazionale DA1 e da un ponte di misura formato dai resistori R5-R7 e da un diodo zener VD2. Una variazione di tensione all'uscita dell'alimentatore provoca uno squilibrio nel ponte di misura. L'amplificatore operazionale amplifica la tensione di squilibrio modificando la tensione ai capi della resistenza di carico R4, ma poiché questo carico è costante, la corrente che passa attraverso il microcircuito cambia. Questa corrente è perfettamente adatta per pilotare un transistor di regolazione, poiché un transistor, in generale, è un elemento di corrente. L'idea di un'inclusione non standard di un amplificatore operazionale è presa da [1]. Qualsiasi amplificatore operazionale può essere utilizzato nel dispositivo di confronto, soprattutto se l'unità viene utilizzata come regolatore di tensione non regolato in qualsiasi dispositivo. La tensione all'uscita del blocco sarà pari al doppio della tensione di stabilizzazione del diodo zener applicato (questo rapporto può essere modificato dai resistori R5 e R6). Se è necessario stabilizzare la tensione di oltre 30 volt, è necessario installare un diodo zener VD3 (mostrato in linea tratteggiata), che estinguerà la tensione in eccesso sull'amplificatore operazionale. In questo caso, la resistenza del resistore R7 deve essere progettata per la corrente operativa nominale del diodo Zener VD2. Un amplificatore operazionale ad anello aperto può essere eccitato, richiedendo l'inserimento del condensatore C4.

Non tutti gli amplificatori operazionali sono adatti per l'opzione del blocco regolabile (vedere la Figura 2). È necessario assicurarsi che quando la tensione di uscita viene ridotta a "zero" dal potenziometro R7, il processo di stabilizzazione non fallisca. In caso contrario, la piena tensione del raddrizzatore apparirà all'uscita dell'unità.

Fig. 2.

L'unità di protezione è costituita da uno shunt e un trinistor 2U107A. La corrente che passa attraverso lo shunt crea una caduta di tensione proporzionale su di esso. Non appena la tensione raggiunge un certo livello, il trinistor si aprirà e sbilancerà il ponte di bilanciamento R5-R8 (Fig. 2). Quindi il transistor composito VT1-VT2 si chiuderà e la corrente attraverso il carico del blocco si fermerà. Per riportare la protezione al suo stato originale, viene utilizzato il pulsante SB1. Non dovresti usare un interruttore a levetta o un interruttore qui: puoi dimenticare di attivare la protezione. Se vuoi ottenere la massima corrente, puoi semplicemente tenere premuto il pulsante. Un pezzo di filo di manganina è stato usato come shunt. La sezione trasversale e la lunghezza del filo vengono selezionate sperimentalmente in base alla corrente richiesta e alla soglia di protezione. Trinistor 2U107A si è rivelata la scelta di maggior successo in termini di sensibilità, velocità e affidabilità di funzionamento. Altri trinistor non hanno dato il risultato desiderato.

Un transistor composito può essere assemblato da qualsiasi transistor, soggetto alle regole generali, ad esempio: VT1-KT808A, VT2-KT815A. La resistenza del trimmer R3 (Fig. 1) viene utilizzata per regolare il transistor composito per la massima uscita di corrente. Per fare ciò, è necessario cortocircuitare l'uscita dell'alimentatore con una resistenza di carico (ad esempio 12 ohm) e impostare R3 su una deviazione minore della tensione di uscita.

Sulla base di quanto sopra, è stato assemblato un alimentatore da laboratorio bipolare (vedi Fig. 3 e foto 1-3). Lo stabilizzatore superiore secondo lo schema è comodo da usare senza protezione. Insieme allo stabilizzatore inferiore, è possibile ottenere una tensione fino a 25 volt, oltre alla protezione da sovraccarico. Il transistor VT1 deve essere isolato dal radiatore con una guarnizione in mica.

Riso. 3 (clicca per ingrandire)

I dettagli dell'alimentatore sono assemblati su un circuito stampato di dimensioni 80x110 mm. Il corpo del blocco è realizzato in fibra di vetro laminata su un lato con una dimensione di 235x100x160 mm. Le parti del corpo sono fissate insieme con lo stagno. Il coperchio superiore della custodia è rinforzato con soffietti triangolari. Le pareti anteriore e posteriore sono fissate al pallet con rettangoli. I fori sono praticati in essi e i dadi M3 sono saldati dall'interno per fissare il coperchio.

Fig. 4.

Il falso pannello è fissato al pannello frontale con una vite e un dado attraverso un foro praticato al centro. I LED vengono visualizzati sul falso pannello: rosso - si accende quando viene attivata la protezione, verde - indica che l'unità è collegata alla rete. I fori sono tagliati per il voltmetro e il milliamperometro. Il milliamperometro è regolato da uno shunt per la completa deflessione della freccia e l'operazione di protezione a una corrente di 300 milliampere. Tale protezione funziona istantaneamente e salva più di un dispositivo.

Fig. 5.

Sul pannello posteriore sono presenti radiatori con transistor VT1 e VT3, un fusibile, terminali di tensione di uscita, un interruttore a levetta per l'accensione della rete, un interruttore a levetta per la commutazione di un voltmetro e un pulsante "Ripristina protezione".

Letteratura

1. Rivista "Radio", 1986 n.9, p.48.

Autore: M. Faizullin (UA9WNH/9), faizul@rambler.ru; Pubblicazione: cxem.net

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