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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Potente alimentatore universale, 220/3-20 volt 500 watt. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori L'unità di alimentazione (PSU) è assemblata dagli elementi disponibili. Non richiede quasi nessuna regolazione, funziona in un'ampia gamma di tensioni CA in ingresso ed è dotato di protezione da sovracorrente. Questo alimentatore differisce dai progetti precedentemente noti per semplicità e affidabilità, nonché per la possibilità di accendere e spegnere a distanza lo stabilizzatore utilizzando un segnale di controllo esterno. Questo semplice circuito consente di ottenere un buon fattore di stabilizzazione e una grande corrente di uscita, che dipende dal numero di transistor di controllo collegati in parallelo. Capacità tecniche Regolazione della tensione di uscita entro 3...20 V. Tensione fissa 13,8 V con protezione da sovratensione. L'instabilità della tensione di uscita nell'intervallo di controllo quando la tensione di alimentazione di rete cambia del 10% del valore nominale a qualsiasi corrente di carico consentita non supera lo 0,03%. L'instabilità della tensione di uscita quando la corrente di carico passa dal valore massimo consentito a zero non supera lo 0,1%. L'ampiezza dell'ondulazione della tensione di uscita non supera il valore effettivo di 1 mV nell'intervallo di regolazione a qualsiasi corrente di carico consentita. Il coefficiente di temperatura della tensione di uscita sull'intero intervallo di regolazione a qualsiasi corrente di carico consentita quando la temperatura ambiente cambia da 5 a 40 ° C non supera lo 0,02% / gradi. Protezione dell'alimentatore da sovraccarichi e cortocircuiti. È consentita la messa a terra dei circuiti di uscita di polarità positiva o negativa, nonché il funzionamento in parallelo e in serie di due alimentatori identici. È possibile collegare e scollegare carichi senza togliere tensione.
Lo schema elettrico dell'alimentatore è mostrato in Fig.1. L'alimentatore è assemblato secondo lo schema classico di un regolatore di tensione di compensazione seriale. Il dispositivo è costituito da due parti funzionali: il regolatore di tensione stesso e l'unità di protezione. L'alimentatore stabilizzato è costituito da un trasformatore step-down T1, un potente raddrizzatore a diodi VD1-VD4, condensatori di filtro C1-C3 e un regolatore di tensione CC sul chip DA1. La regolazione regolare della tensione di uscita viene eseguita dal potenziometro R5. Il chip K142EN3 consente di semplificare notevolmente la progettazione dell'alimentatore, migliorarne le caratteristiche qualitative, aumentare l'affidabilità e ridurre le dimensioni. Questo microcircuito è uno stabilizzatore di tensione regolabile con un sistema di protezione da sovracorrente e cortocircuiti nel circuito di carico, fornisce una tensione di uscita da 3 a 30 V con una corrente fino a 1 A e consente anche a un segnale di controllo esterno di attivare lo stabilizzatore accensione e spegnimento da remoto. Se il sistema di protezione termica viene attivato, lo stabilizzatore può essere riacceso solo dopo che il microcircuito si è raffreddato. Il circuito elettrico del microcircuito è molto più complicato rispetto al circuito degli stabilizzatori K142EN1, K142EN2 a causa dell'introduzione di un UPT differenziale a due stadi con circuiti a due terminali stabilizzatori di corrente, che hanno notevolmente aumentato la stabilità della tensione e la presenza di un il potente transistor di passaggio ha fornito una corrente di carico fino a 1 A. Lo scopo dei pin del microcircuito: 2 - ingresso del sistema di protezione; 4 - ingresso segnale di retroazione; 6 - circuito di spegnimento; 8 - uscita comune, collegata elettricamente alla flangia; 11, 17 - correzione; 13 - uscita; 15 - ingresso. Per aumentare la potenza di uscita del circuito integrato, viene utilizzato un transistor npn, il cui collettore è collegato all'uscita dell'alimentatore e l'emettitore è collegato all'uscita del raddrizzatore. La base del transistor è collegata al terminale di uscita dello stabilizzatore. Quando il sistema di protezione da sovracorrente è attivato, la tensione di uscita scende quasi a zero. Il principio di funzionamento Il circuito di controllo corrente funziona come segue. Quando la corrente scorre attraverso il resistore R3, la caduta di tensione ai suoi capi influisce sull'ingresso del sistema di protezione del microcircuito e chiude il transistor di regolazione VT1. Per rimettere in funzione l'alimentatore dopo che la causa del sovraccarico è stata eliminata, è necessario spegnere l'alimentatore dalla rete per un breve periodo utilizzando l'interruttore a levetta SA1 La tensione e la corrente di uscita sono controllate da strumenti. Il tiristore incluso nel circuito raddrizzatore brucia in modo affidabile il fusibile se la tensione di uscita per qualche motivo diventa superiore a quella consentita. La tensione di intervento della protezione da sovratensione dipende dal diodo zener. Quando la protezione interviene, il LED si accende, indicando che il fusibile è saltato. Questo nodo può essere escluso se lo si desidera. disegno L'intero dispositivo è contenuto in un case metallico di dimensioni 250x170x180 mm. Sui coperchi superiore e inferiore (sul lato della parete posteriore del radiatore) sono praticati fori con un diametro di 4 mm per migliorare il raffreddamento. Sul coperchio inferiore sono rinforzate piccole gambe, che possono essere utilizzate come cappucci dai tubi. Sul pannello frontale sono presenti: interruttore a levetta per l'accensione della rete SA1; prese per fusibili FU1, FU2 (gli inserti fusibili si trovano sul pannello frontale dell'alimentatore per una facile sostituzione); voltmetro RA1 e amperometro RA2 (non mostrati nello schema); potenziometro R5; LED HL1; lampada di controllo EL1; terminali di uscita 3 ... 20 V e un connettore 24 V. Quest'ultimo viene utilizzato per alimentare dispositivi elettronici con tensione non stabilizzata. Sul pannello posteriore è presente un passacavo in gomma attraverso il quale viene fatto uscire un cavo di alimentazione della lunghezza richiesta con una spina X1 all'estremità. L'alimentatore è montato su un circuito stampato in fibra di vetro a lamina unilaterale. È possibile utilizzare resistori come MLT, S2-33, S1-4. Condensatori di ossido C1, C2 tipo K50-46 o importati. Se necessario, il loro numero o la loro capacità possono essere aumentati. Condensatori C3, C7, è preferibile utilizzare tantalio, ad esempio K521B o simili. Condensatori di blocco e correzione tipo C4-C6. KM, saldato direttamente ai pin del microcircuito. I transistor di regolazione e uno stabilizzatore integrato sono montati su un radiatore situato sulla parete posteriore del case. Devono essere isolati in modo affidabile dal radiatore con guarnizioni in mica di 0,05 mm di spessore, precedentemente lubrificate con pasta termoconduttrice. KPT-8, oppure posizionare il radiatore stesso sui rack isolanti. I diodi VD1-VD4 sono installati su dissipatori di calore e isolati dal case. Questo alimentatore utilizza diodi del tipo KD2999, due in parallelo. I diodi KD2999 possono essere sostituiti da KD213A (con più connessione parallela) o qualsiasi altro, in modo che la corrente diretta consentita sia di almeno 20 A. Invece di un tiristore VD5 del tipo KU202, è possibile utilizzare tiristori T4-10, T10-16 . Potenziometro R5 tipo SP-1 o qualsiasi altro, comodo per l'installazione sul pannello frontale dell'alimentatore. I resistori di livellamento della corrente del tipo C5-16 sono installati accanto ai transistor mediante montaggio superficiale su rack di montaggio isolati dalla custodia. Gli strumenti di misura RA1 e RA2 sono tutti con una corrente di deviazione totale da 0,05 a 1 mA e una comoda scala. Le scale sono graduate a 1 V e 1 A. Possono essere utilizzati microamperometri tipo M4248 con limite di misura di 100 μA. In questo caso, è necessario selezionare la resistenza dei resistori aggiuntivi e shunt. La potenza del trasformatore T1 deve essere maggiore della potenza consumata dal carico. Potenza approssimativa 450 ... 500 watt. L'avvolgimento primario ha diverse prese per selezionare la tensione ottimale sull'avvolgimento secondario. L'inclusione di un numero maggiore di spire dell'avvolgimento primario consente di ridurre la dissipazione di potenza sul transistor VT1 mantenendo i parametri di base dell'alimentazione L'avvolgimento secondario del trasformatore produce una tensione di 2x17 V. Per ridurre le dimensioni dell'alimentatore è possibile utilizzare un trasformatore con circuito magnetico toroidale. Switch SA1 tipo TV1, è ancora meglio utilizzare switch di rete importati che sono apparsi sul mercato con una lampada incorporata che indica la modalità di commutazione. Resistore R3 tipo C5-16 o un pezzo di filo di nicromo con un diametro di 1 mm e una lunghezza selezionata. La resistenza di questo resistore di limitazione della regolazione della protezione corrente è calcolata dalla formula:
Prima di collegare l'alimentatore alla rete, verificare la corretta installazione. L'alimentatore è collegato alla rete e viene misurata la tensione attraverso i condensatori C1-C3. Dovrebbe essere di circa 24 V. Le scale PA1 e PA2 sono calibrate utilizzando strumenti standard, mentre si selezionano resistori aggiuntivi e shunt. Se necessario, è possibile aumentare la corrente di uscita della sorgente collegando in parallelo il numero richiesto di transistor di controllo. In questo caso, nel circuito dell'emettitore del transistor dovrebbero essere inclusi resistori di livellamento della corrente con una resistenza di 0,1 Ohm, nonché utilizzare un trasformatore di potenza maggiore e aumentare il numero di diodi nel braccio del raddrizzatore. Con due transistor KT819 in parallelo, l'alimentatore "mantiene" a lungo una corrente di 22 A a una tensione di 13,8 V. Con un'installazione ben eseguita, il "drawdown" della tensione di uscita non supera 0,2 V.
È consentito sostituire il transistor VT1 KT819 con uno qualsiasi dei KT802, KT803A, KT805A, KT808A, KT809A, KT812, KT827, KT908 o altri potenti con una corrente di collettore consentita di almeno 5 A e una tensione di collettore-emettitore consentita maggiore della tensione di alimentazione. I parametri e le piedinature dei transistor sono mostrati in Fig. 2. I diodi VD1-VD4 sono tutti i raddrizzatori con una corrente diretta consentita superiore a 5 A e una tensione adeguata. Il LED può essere utilizzato in qualsiasi tipo. I circuiti di corrente sono realizzati con un filo di montaggio a trefoli con una sezione di 4...6 mm2. Questo alimentatore può essere utilizzato anche come caricabatterie se dotato di un timer che spegne l'unità dopo un tempo specificato necessario per caricare la batteria.
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