Alimentation universelle puissante, 220/3-20 volts 500 watts. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'unité d'alimentation (PSU) est assemblée à partir d'éléments disponibles. Il ne nécessite pratiquement aucun réglage, fonctionne dans une large plage de tension alternative d'entrée et est équipé d'une protection contre les surintensités. Cette alimentation diffère des conceptions précédemment connues par sa simplicité et sa fiabilité, ainsi que par la possibilité d'allumer et d'éteindre à distance le stabilisateur à l'aide d'un signal de commande externe. Ce circuit simple permet d'obtenir un bon facteur de stabilisation et un courant de sortie important, qui dépend du nombre de transistors de commande connectés en parallèle.

Capacités techniques

Réglage de la tension de sortie entre 3...20 V. Tension fixe 13,8 V avec protection contre les surtensions.

L'instabilité de la tension de sortie dans la plage de contrôle lorsque la tension d'alimentation secteur change de 10% de la valeur nominale à tout courant de charge admissible ne dépasse pas 0,03%.

L'instabilité de la tension de sortie lorsque le courant de charge passe de la valeur maximale autorisée à zéro ne dépasse pas 0,1 %.

L'amplitude d'ondulation de la tension de sortie ne dépasse pas la valeur efficace de 1 mV dans la plage de régulation à tout courant de charge admissible.

Le coefficient de température de la tension de sortie sur toute la plage de régulation à tout courant de charge admissible lorsque la température ambiante passe de 5 à 40 ° C ne dépasse pas 0,02% / deg.

Protection de l'alimentation contre les surcharges et les courts-circuits. La mise à la terre des circuits de sortie de polarité positive ou négative est autorisée, ainsi que le fonctionnement en parallèle et en série de deux alimentations identiques. Il est possible de connecter et de déconnecter des charges sans couper la tension.

Fig. 1. Schéma de principe de l'alimentation (cliquez pour agrandir)

Le schéma de circuit de l'alimentation est illustré à la Fig.1. L'alimentation est assemblée selon le schéma classique d'un régulateur de tension à compensation série. L'appareil se compose de deux parties fonctionnelles : le régulateur de tension lui-même et l'unité de protection. L'alimentation stabilisée se compose d'un transformateur abaisseur T1, d'un puissant redresseur à diode VD1-VD4, de condensateurs de filtrage C1-C3 et d'un régulateur de tension continue sur la puce DA1. Le réglage en douceur de la tension de sortie est effectué par le potentiomètre R5.

La puce K142EN3 vous permet de simplifier considérablement la conception de l'alimentation, d'améliorer ses caractéristiques de qualité, d'augmenter la fiabilité et de réduire les dimensions. Ce microcircuit est un stabilisateur de tension réglable avec un système de protection contre les surintensités et les courts-circuits dans le circuit de charge, fournit une tension de sortie de 3 à 30 V à un courant allant jusqu'à 1 A, et permet également à un signal de commande externe de faire tourner le stabilisateur marche et arrêt à distance. Si le système de protection thermique se déclenche, le stabilisateur ne peut être rallumé qu'après refroidissement du microcircuit. Le circuit électrique du microcircuit est beaucoup plus compliqué par rapport au circuit des stabilisateurs K142EN1, K142EN2 en raison de l'introduction d'un UPT différentiel à deux étages avec des circuits à deux bornes stabilisateurs de courant, ce qui a considérablement augmenté la stabilité de la tension, et la présence d'un transistor de passage puissant fourni un courant de charge allant jusqu'à 1 A.

Le but des broches du microcircuit: 2 - entrée du système de protection; 4 - entrée de signal de retour ; 6 - circuit d'arrêt ; 8 - sortie commune, connectée électriquement à la bride ; 11, 17 - corrigé; 13 - sortie; 15 - entrée.

Pour augmenter la puissance de sortie du circuit intégré, on utilise un transistor npn dont le collecteur est connecté à la sortie de l'alimentation et l'émetteur est connecté à la sortie du redresseur. La base du transistor est connectée à la borne de sortie du stabilisateur. Lorsque le système de protection contre les surintensités est activé, la tension de sortie tombe presque à zéro.

le principe de fonctionnement

Le circuit de contrôle du courant fonctionne comme suit. Lorsque le courant traverse la résistance R3, la chute de tension à travers celle-ci affecte l'entrée du système de protection du microcircuit et ferme le transistor de régulation VT1. Afin de remettre l'alimentation en service après l'élimination de la cause de la surcharge, il est nécessaire de couper brièvement l'alimentation du réseau à l'aide de l'interrupteur à bascule SA1.La tension et le courant de sortie sont contrôlés par des instruments.

Le thyristor inclus dans le circuit redresseur brûle le fusible de manière fiable si la tension de sortie devient, pour une raison quelconque, supérieure à celle autorisée. La tension de déclenchement de la protection contre les surtensions dépend de la diode Zener. Lorsque la protection est déclenchée, la LED s'allume, indiquant que le fusible a sauté. Ce nœud peut être exclu si vous le souhaitez.

conception

L'ensemble est logé dans un boîtier métallique de 250x170x180 mm. Des trous d'un diamètre de 4 mm sont percés sur les couvercles supérieur et inférieur (sur le côté de la paroi arrière du radiateur) pour améliorer le refroidissement. Sur le couvercle inférieur, de petites pattes sont renforcées, qui peuvent être utilisées comme bouchons de tubes.

Sur la face avant se trouvent : interrupteur à bascule pour la mise sous tension du réseau SA1 ; douilles pour fusibles FU1, FU2 (les inserts fusibles sont situés sur le panneau avant de l'alimentation pour un remplacement facile); voltmètre RA1 et ampèremètre RA2 (non représentés sur le schéma) ; potentiomètre R5 ; DEL HL1 ; voyant de contrôle EL1 ; bornes de sortie 3 ... 20 V et un connecteur 24 V. Ce dernier sert à alimenter des appareils électroniques à tension non stabilisée. Sur le panneau arrière, il y a un passe-fil en caoutchouc à travers lequel un cordon d'alimentation de la longueur requise avec une prise X1 à l'extrémité est sorti.

L'alimentation est montée sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre à feuille unilatérale. Il est possible d'utiliser des résistances telles que MLT, S2-33, S1-4. Condensateurs à oxyde C1, C2 type K50-46 ou importés. Si nécessaire, leur nombre ou leur capacité peuvent être augmentés. Condensateurs C3, C7, il est souhaitable d'utiliser du tantale, par exemple K521B ou similaire. Condensateurs de blocage et de correction de type C4-C6. KM, soudé directement sur les broches du microcircuit.

Des transistors de régulation et un stabilisateur intégré sont montés sur un radiateur situé sur la paroi arrière du boîtier. Ils doivent être isolés de manière fiable du radiateur avec des joints en mica de 0,05 mm d'épaisseur, préalablement lubrifiés avec une pâte thermoconductrice. KPT-8, ou placez le radiateur lui-même sur les supports isolants.

Les diodes VD1-VD4 sont installées sur des dissipateurs thermiques et isolées du boîtier. Cette alimentation utilise des diodes de type KD2999, deux en parallèle. Les diodes KD2999 peuvent être remplacées par KD213A (avec une connexion plus parallèle) ou toute autre, de sorte que le courant direct admissible soit d'au moins 20 A. Au lieu d'un thyristor VD5 de type KU202, les thyristors T4-10, T10-16 peuvent être utilisés .

Potentiomètre R5 type SP-1 ou tout autre, pratique pour une installation sur le panneau avant de l'alimentation. Des résistances de nivellement de courant de type C5-16 sont installées à côté des transistors par montage en surface sur des racks de montage isolés du boîtier.

Les instruments de mesure RA1 et RA2 sont tous dotés d'un courant de déviation total de 0,05 à 1 mA et d'une échelle pratique. Les échelles sont graduées en 1 V et 1 A. Des microampèremètres de type M4248 avec une limite de mesure de 100 μA peuvent être utilisés. Dans ce cas, la résistance des résistances supplémentaires et shunt doit être sélectionnée.

La puissance du transformateur T1 doit être supérieure à la puissance consommée par la charge. Puissance approximative 450 ... 500 watts. L'enroulement primaire comporte plusieurs prises pour sélectionner la tension optimale sur l'enroulement secondaire. L'inclusion d'un plus grand nombre de tours de l'enroulement primaire vous permet de réduire la dissipation de puissance sur le transistor VT1 tout en conservant les paramètres de base de l'alimentation.L'enroulement secondaire du transformateur produit une tension de 2x17 V. Pour réduire la taille du bloc d'alimentation, vous pouvez utiliser un transformateur avec un circuit magnétique toroïdal.

Commutateur SA1 de type TV1, il est encore préférable d'utiliser des commutateurs réseau importés qui sont apparus sur le marché avec une lampe intégrée qui indique le mode de commutation. Résistance R3 type C5-16 ou un morceau de fil nichrome d'un diamètre de 1 mm et d'une longueur choisie. La résistance de cette résistance de limitation de réglage de protection de courant est calculée par la formule :

Avant de connecter le bloc d'alimentation au réseau, vérifiez que l'installation est correcte. Le bloc d'alimentation est connecté au réseau et la tension aux bornes des condensateurs C1-C3 est mesurée. Il doit être d'environ 24 V. Les échelles PA1 et PA2 sont calibrées à l'aide d'instruments standards, tout en sélectionnant des résistances supplémentaires et shunt.

Si nécessaire, vous pouvez augmenter le courant de sortie de la source en connectant en parallèle le nombre requis de transistors de commande. Dans ce cas, des résistances de nivellement de courant avec une résistance de 0,1 Ohm doivent être incluses dans le circuit émetteur du transistor, ainsi qu'un transformateur de puissance plus élevée doit être utilisé et le nombre de diodes dans le bras redresseur doit être augmenté.

Avec deux transistors KT819 en parallèle, le bloc d'alimentation "maintient" longtemps un courant de 22 A sous une tension de 13,8 V. Avec une installation bien exécutée, le "rabattement" de la tension de sortie ne dépasse pas 0,2 V.

Fig.2. Paramètres et brochage des transistors

Il est permis de remplacer le transistor VT1 KT819 par l'une des séries KT802, KT803A, KT805A, KT808A, KT809A, KT812, KT827, KT908 ou d'autres séries puissantes avec un courant de collecteur admissible d'au moins 5 A et une tension collecteur-émetteur admissible supérieure à la tension d'alimentation. Les paramètres et les broches des transistors sont illustrés à la Fig. 2. Les diodes VD1-VD4 sont des redresseurs avec un courant direct admissible supérieur à 5 A et une tension appropriée. La LED peut être utilisée dans n'importe quel type. Les circuits de courant sont réalisés avec un fil de montage toronné d'une section de 4...6 mm2.

Ce bloc d'alimentation peut également être utilisé comme chargeur si vous l'équipez d'une minuterie qui éteindra l'appareil après un temps spécifié nécessaire pour charger la batterie.

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