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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation de laboratoire avec limite de courant réglable, 0-30 volts 3 ampères. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations Pour configurer ou réparer des appareils radio, vous devez disposer de plusieurs sources d'alimentation. De nombreuses personnes possèdent déjà de tels appareils à la maison, mais, en règle générale, ils ont des capacités opérationnelles limitées (le courant de charge admissible peut aller jusqu'à 1 A, et si une protection actuelle est fournie, elle est inertielle ou sans possibilité de régulation - déclenchement) . En général, ces sources ne peuvent rivaliser avec les alimentations industrielles en termes de caractéristiques techniques. Il est assez coûteux d'acheter une source industrielle de laboratoire universelle. L'utilisation de circuits et d'éléments de base modernes permet de réaliser une alimentation électrique à la maison qui, en termes de caractéristiques techniques de base, n'est pas inférieure aux meilleures conceptions industrielles. En même temps, il peut être simple à fabriquer et à configurer. Les exigences de base auxquelles une telle source d'alimentation doit satisfaire sont les suivantes : régulation de la tension dans la plage 0...30 V ; capacité à fournir un courant de charge jusqu'à 3 A avec une ondulation minimale ; réglage du fonctionnement de la protection actuelle. De plus, la protection actuelle doit fonctionner suffisamment rapidement pour éviter d'endommager la source elle-même en cas de court-circuit en sortie. La possibilité d'ajuster en douceur les limites de courant dans l'alimentation vous permet d'éviter de les endommager lors de la configuration de périphériques externes. Toutes ces exigences sont satisfaites par le circuit d'alimentation universel proposé ci-dessous. De plus, cette alimentation permet de l'utiliser comme source de courant stable (jusqu'à 3 A). Les principales caractéristiques techniques de l'alimentation:
Schéma électrique de l'alimentation, fig. 4.10, se compose d'un circuit de commande (nœud A1), d'un transformateur (T1), d'un redresseur (VD5...VD8), d'un transistor de commande de puissance VT3 et d'une unité de commutation pour les enroulements du transformateur (A2).
Le circuit de commande (A1) est assemblé sur deux amplificateurs opérationnels universels (amplis opérationnels), situés dans un boîtier, et est alimenté par un enroulement séparé du transformateur. Cela garantit une régulation de la tension de sortie à partir de zéro, ainsi qu'un fonctionnement plus stable de l'ensemble de l'appareil. Et pour faciliter le fonctionnement thermique du transistor de commande de puissance, un transformateur avec un enroulement secondaire sectionné est utilisé. Les prises sont automatiquement commutées en fonction du niveau de tension de sortie à l'aide des relais K1, K2, ce qui permet, malgré le courant élevé dans la charge, d'utiliser un dissipateur thermique pour le VT3 de petite taille, ainsi que d'augmenter l'efficacité du stabilisateur. L'unité de commutation (A2), afin d'assurer la commutation des quatre prises du transformateur à l'aide de seulement deux relais, les allume dans l'ordre suivant : lorsque la tension de sortie dépasse le niveau de 7,5 V, K1 s'allume ; lorsque le niveau dépasse 15 V, K2 s'allume ; si 22 V est dépassé, K1 est désactivé (dans ce cas, la tension maximale est fournie par les enroulements du transformateur). Les seuils spécifiés sont définis par les diodes Zener utilisées (VD11 .VD13). Le relais est désactivé lorsque la tension chute dans l'ordre inverse, mais avec une hystérésis d'environ 0,3 V, c'est-à-dire lorsque la tension chute à cette valeur inférieure à celle de la mise sous tension, ce qui élimine les vibrations lors de la commutation des enroulements. Le circuit de commande (A1) est constitué d'un stabilisateur de tension et d'un stabilisateur de courant. Si nécessaire, l'appareil peut fonctionner dans l'un de ces modes. Le mode dépend de la position du régulateur "G (R18). Le stabilisateur de tension est assemblé à l'aide des éléments DA1.1-VT2-VT3. Le circuit stabilisateur fonctionne comme suit. La tension de sortie requise est réglée par les résistances « grossièrement » (R16) et « finement » (R17). En mode de stabilisation de tension, le signal de retour de tension (-Uoc) provenant de la sortie (X2) via un diviseur de résistances R16-R17-R7 est fourni à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA1/2. Une tension de référence de +3 V est fournie à la même entrée à travers les résistances R5-R7-R9. Lorsque le circuit est activé, la tension positive à la sortie DA1/12 augmentera (elle contrôlera VT2 à travers le transistor VT3) jusqu'à ce que la tension aux bornes de sortie X1-X2 n'atteindra pas le niveau fixé par les résistances R16-R17. Grâce au retour de tension négatif provenant de la sortie X2 vers l'entrée de l'amplificateur DA1/2, la tension de sortie de l'alimentation est stabilisée. Dans ce cas, la tension de sortie sera déterminée par le rapport :
où En conséquence, en modifiant la résistance des résistances R16 ("rugueuse") et R17 ("fine"), vous pouvez modifier la tension de sortie Iout de 0 à 30 V. Lorsqu'une charge est connectée à la sortie de l'alimentation, le courant commence à circuler dans son circuit de sortie, créant une chute de tension positive aux bornes de la résistance R19 (par rapport au fil commun du circuit). Cette tension est fournie via la résistance R18 au point de connexion R6-R8. Une tension négative de référence (-2 V) est fournie par la diode Zener VD4 via R6-R9. L'amplificateur opérationnel DA1.2 amplifie la différence entre eux. Tant que la différence est négative (c'est-à-dire que le courant de sortie est inférieur à la valeur fixée par la résistance R18), +1 V agit à la sortie de DA10/15. Le transistor VT1 sera fermé et cette partie du circuit n'affecte pas le fonctionnement. du stabilisateur de tension. Lorsque le courant de charge augmente jusqu'à une valeur à laquelle une tension positive apparaît à l'entrée DA1/7, il y aura une tension négative à la sortie DA1/10 et le transistor VT1 s'ouvrira légèrement. Un courant circule dans le circuit R13-R12-HL1, ce qui va réduire la tension d'ouverture à la base du transistor de puissance de régulation VT3. La lueur de la LED rouge (LR) indique que le circuit est entré en mode limitation de courant. Dans ce cas, la tension de sortie de l'alimentation diminuera jusqu'à une valeur à laquelle le courant de sortie aura une valeur suffisante pour la tension de retour de courant (Uop) prélevée sur la résistance R16 et la tension de référence au point de connexion R6-R8- R18 à mutuellement compensé, c'est-à-dire il n’y avait aucun potentiel. En conséquence, le courant de sortie de la source sera limité au niveau spécifié par la position du curseur de la résistance R18. Dans ce cas, le courant dans le circuit de sortie sera déterminé par la relation :
où Les diodes (VD3) aux entrées des amplificateurs opérationnels protègent le microcircuit des dommages s'il est allumé sans retour ou si le transistor de puissance est endommagé. En mode de fonctionnement, la tension aux entrées de l'ampli-op est proche de zéro et les diodes n'affectent pas le fonctionnement de l'appareil. Le condensateur C3 limite la bande de fréquences amplifiées de l'ampli-op, ce qui empêche l'auto-excitation et augmente la stabilité du circuit. Caractéristiques de conception Les parties du circuit mises en évidence en pointillés (nœuds A1 et A2) sont situées sur deux circuits imprimés mesurant 80x65 mm en fibre de verre simple face d'une épaisseur de 1...3 mm. Pour le nœud A1, la topologie et la disposition des éléments sont illustrées à la fig. 4.11.
Le nœud A2 peut être réalisé sous forme d'installation tridimensionnelle et ses dimensions dépendent du type de relais utilisé. Les pièces suivantes ont été utilisées lors du montage : résistances ajustées R5 et R6 de type SPZ-19a ; résistances variables R16.R18 type SPZ-4a ou. PPB-1A ; résistances fixes R19 type S5-16MV pour 5 W, le reste des séries MLT et S2-23 de puissance correspondante. Condensateurs C1, C2, C3, C10 type K10-17, condensateurs électrolytiques C4...C9 type K50-35 (K50-32). Les LED HL1, HL2 conviennent à toutes les couleurs de lueur différentes. Les transistors VT1, VT2 peuvent être remplacés par KT3107A (B). Le transistor de puissance VT3 est installé sur un radiateur d'une superficie d'environ 1000 m². Connecteur X3 sur la carte. Type A1. RSh2N-2-15. En Pologne, les relais K1, K2 sont utilisés, taille standard R-15, avec un enroulement pour une tension de fonctionnement de 24 V (résistance de l'enroulement 430 Ohms) - en raison de leur conception non encadrée, ils ont de petites dimensions et des contacts de commutation suffisamment puissants. Le microampèremètre RA1 est un type M42303 de petite taille ou similaire avec un shunt interne pour un courant allant jusqu'à 3 ou 5 A. Pour faciliter le fonctionnement de la source d'alimentation, le circuit peut être complété par un voltmètre indiquant la tension de sortie. Le transformateur réseau T1 est fabriqué indépendamment sur la base d'un transformateur industriel unifié blindé d'une puissance de 160 W (par exemple, de la série OSM1 TU16-717.137-83). Le fer à l'emplacement du cadre de la bobine a une section de 40x32 mm. Vous devrez supprimer tous les enroulements secondaires, ne laissant que l'enroulement du réseau (si l'enroulement primaire est conçu pour 380 V, alors nous enroulons 300 tours à partir de celui-ci). Nous commençons à enrouler avec l'enroulement 8-9-10 - il contient 38+38 tours de fil. PZP d'un diamètre de 0,23 mm. L'enroulement 7-6-5-4-3 contient 16+15+15+15 tours de fil PEL d'un diamètre de 1,5 mm. Les enroulements secondaires du transformateur doivent fournir des tensions à vide de 18+18 V et 7,5+7,5 +7,5, 7,5+XNUMX V respectivement. Avec une installation sans erreur dans le circuit du nœud A1, il vous suffira d'ajuster la plage de réglage maximale de la tension de sortie de 0 à 30 V avec la résistance R5 et le courant de protection maximal de 3 A avec la résistance R6. L'unité de commutation (A2) n'a pas besoin d'être configurée. Il suffit de vérifier les seuils de commutation des relais K1, K2 et l'augmentation de tension correspondante sur le condensateur C8. Lorsque le circuit fonctionne en mode stabilisation de tension, la LED verte (HL2) s'allume, et lors du passage en mode stabilisation de courant, la LED rouge (HL1) s'allume. Pour augmenter le courant maximum admissible dans la charge à 5 A, vous devrez apporter des modifications au circuit illustré à la Fig. 4.12 (deux transistors de puissance sont installés en parallèle). Cela est dû à la nécessité d'assurer un fonctionnement fiable de l'appareil en cas de court-circuit aux bornes de sortie.
Dans le pire des cas, les transistors de puissance doivent résister brièvement à une surcharge de puissance P=U entrée*I=35*5=175 W. Et un transistor KT827A peut dissiper une puissance ne dépassant pas 125 W. Tension de commutation du transformateur T1, les relais K1 et K2 sont inertiels et n'assurent pas une réduction instantanée de la tension provenant de l'enroulement secondaire de T1, mais ils réduiront la dissipation thermique de puissance sur les transistors de puissance lors du fonctionnement à long terme du source. Dans le cas d'une alimentation avec un courant de 5 A, il faut également réduire la valeur de la résistance R19 à 0,2 Ohm et, en tenant compte de cela, recalculer les valeurs de la résistance R18 à l'aide de la formule :
Auteur : Shelestov I.P.
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Commentaires sur l'article : Vasilii [up] Cette alimentation fonctionne vraiment, excellente stabilisation, protection du courant. Peut être fait pour n'importe quel courant et tension. Facile à fabriquer, ne nécessite pas de réglage. Et si vous ajoutez une protection contre les surtensions réglable, vous obtenez un laboratoire. une alimentation dont les performances ne sont pas inférieures aux conceptions industrielles coûteuses. Krasimir Ajuster le courant à partir de combien de milliampères commencera à être régulé ??? Anatoly Cela fonctionne bien, mais il y a trois, à mon avis, des inconvénients importants. Lorsqu'il est éteint, il y a une forte surtension, en cas de coupure ou de mauvais contact dans les régulateurs de courant et de tension, les valeurs augmentent au maximum. Par exemple : vous travaillez à une tension de 5 volts, et la tension a soudainement sauté à 30 volts. Et enfin, l'automatisation (commutation de l'enroulement secondaire de la transe) à une tension de 210 volts ne fonctionne plus.
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