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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation de laboratoire, 220/0-20 volts
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations La complexité relative du dispositif proposé est compensée par des paramètres et des qualités de consommation améliorés (par rapport à des dispositifs similaires). Les recommandations de l'auteur permettent à la fois de simplifier la conception si vous le souhaitez et d'y introduire des fonctions supplémentaires. Par rapport à des dispositifs similaires déjà décrits dans le magazine Radio, l'alimentation proposée présente à mon avis plusieurs avantages: premièrement, contrairement aux options précédemment proposées pour contrôler le circuit intégré KP142EHJ2A, le régulateur de tension est couvert par l'objectif général de rétroaction; deuxièmement, la résistance de mesure du courant de charge est connectée directement à la sortie de l'appareil, de sorte que le courant réellement consommé par la charge est mesuré. De plus, l'alimentation ne contient pas de commutateurs de limite de tension de sortie manuels. Au lieu de cela, il dispose d'un interrupteur trinistor automatique qui commute les enroulements secondaires du transformateur en fonction de la tension de sortie. Ainsi, la puissance dissipée par l'élément régulateur du stabilisateur est réduite aux basses tensions de sortie ou lors de surintensités. L'alimentation contient un indicateur LED du mode de fonctionnement, ce qui vous permet de fixer clairement le moment de transition du mode de stabilisation de la tension au mode de stabilisation du courant, et vice versa. Et enfin, il ne nécessite pas une sélection d'éléments pour régler avec précision la tension de sortie nulle. Son schéma est représenté sur la Fig. 1.
L'appareil contient une unité de mesure de la tension de sortie sur la puce DA7. régulateur de tension réglable (DA5. DA6). unité de limitation de courant (DA2), unité d'indication (DA3), unité de commutation d'enroulement de transformateur (DA8.VS1) et alimentation auxiliaire (DA1, DA4). Le transformateur de réseau T1 comporte trois enroulements secondaires, dont deux (II et II') servent à alimenter la charge et à générer une tension de +24 V pour alimenter le stabilisateur, et le troisième (III) à obtenir une tension de -6 V. Les ponts de diodes redresseurs VD5-VD8 et VD1 - VD4 sont connectés en série, par conséquent, une tension d'environ 13 V agit à la sortie du premier d'entre eux et 26 V à la sortie du second. des ponts, la tension est fournie via la diode VD9 ou le trinistor VS1 aux condensateurs de lissage C6 et C7, puis - sur le stabilisateur intégré DA5. La tension de commande à la broche 17 de ce microcircuit est formée par l'amplificateur opérationnel DA6 et l'amplificateur de courant sur le transistor VT4. La tension de la résistance variable R8 est appliquée à l'entrée non inverseuse de l'ampli-op. qui définissent la tension de sortie souhaitée. L'entrée inverseuse reçoit un signal d'un amplificateur différentiel réalisé sur l'ampli-op DA7. Cet amplificateur génère une tension proportionnelle à la sortie. La nécessité d'un tel nœud est dictée par le fait. qu'une résistance de mesure R20 de faible résistance est connectée en série avec la charge. Le coefficient de transfert de l'amplificateur est de 0,33, de sorte que la tension à sa sortie est comprise entre 0 et 6,6 V lorsque la tension de sortie de la source passe de 0 à 20 V. L'amplificateur opérationnel DA6 génère un signal tel que la différence de valeurs de tension à ses entrées est nulle. Ainsi, la tension de sortie est stabilisée. Le condensateur C17 élimine l'auto-excitation de l'ampli-op. La tension aux bornes de la résistance R20 est comparée à la tension prélevée sur le diviseur R4-R6. Si la tension aux bornes de la résistance R20 est inférieure à celle sur le moteur de la résistance variable R5, la sortie du comparateur DA2 est d'environ 23 V. La diode VD11 est fermée à ce moment. Dès que le courant de charge atteint la limite fixée par la résistance R5, la tension à la sortie de l'ampli-op DA2 va diminuer, ce qui entraînera l'ouverture de la diode VD11 et une diminution de la tension aux bornes de la résistance R8. Ainsi, la "tâche" du stabilisateur de tension est modifiée et sa tension de sortie est réduite à un niveau auquel le courant de charge est égal au courant de limitation. L'auto-excitation de l'ampli-op DA2 empêche le condensateur C14. À la suite d'une diminution de la tension à la sortie de l'amplificateur opérationnel DA2, le déclencheur de Schmitt DA3 basculera. une tension proche de la tension d'alimentation (+23 V) apparaîtra à sa sortie. La LED HL1 signalera une surcharge avec une lueur rouge. Une fois que l'appareil a quitté le mode de limitation de courant, le déclencheur de Schmitt revient à son état d'origine. Une tension négative à sa sortie (environ -5 V) provoquera la fermeture de la diode VD12, et du transistor VT2. qui comprend un cristal LED vert HL1. ouvrira. La diode VD12 protégera le cristal rouge de la panne de tension inverse. L'utilisation d'un ampli op séparé pour indiquer le mode de fonctionnement a permis d'obtenir une fixation claire du moment de transition vers le mode de stabilisation du courant ou de la tension. En effet, en condition de fonctionnement (en mode stabilisation de tension), une tension d'environ 3 V est fournie à l'entrée inverseuse de l'ampli-op DA23. Et le seuil de commutation du trigger de Schmitt est de 19 V, donc sa sortie sera faible ( -5 V). Lors du passage en mode limitation de courant, la tension à l'entrée inverseuse de l'ampli-op DA3 devient égale (sans tenir compte de sa chute sur la diode VD11) à la tension au point de jonction des résistances R7 et R8, ce qui ne ne pas dépasser 7 ... 8 V. À la sortie de l'ampli-op DA3, il y aura un niveau de tension élevé (+23 V) La résistance R11 fournit une hystérésis d'environ 0.2 V pour un fonctionnement plus clair de l'unité d'affichage. Sur OS DA8. agissant également comme déclencheur de Schmitt. assemblé l'unité de commutation des enroulements secondaires du transformateur. A son entrée (broche 2 amplificateur opérationnel DA8) reçoit un signal proportionnel à la tension sur les connecteurs de sortie XS1 et XS2 de l'alimentation. S'il est inférieur à 9 V. à la sortie de l'ampli-op, la tension est d'environ 23 V et le trinistor VS1 est fermé. La tension à l'entrée du stabilisateur DA5 est fournie par la diode VD9 à partir de l'enroulement II' du transformateur. Lorsque la tension de sortie dépasse 9 V, le déclencheur de l'amplificateur opérationnel DA8 bascule, ce qui entraîne l'ouverture séquentielle de la diode VD15, des transistors VT6. VT5 et VTT. et après eux le trinistor VS1. Or la tension sur la puce DA5 provient de deux enroulements II et II' connectés en série du transformateur. La diode VD9 est fermée par une tension inverse qui lui est appliquée. La largeur de la "boucle d'hystérésis" du déclencheur de Schmitt sur la tension de sortie de l'alimentation est d'environ 2 V, donc lorsque la tension de sortie chute à 7 V, le trinistor VS1 se ferme et désactive l'enroulement II. Lors du passage en mode de stabilisation du courant ou lorsque la sortie est court-circuitée, le nœud décrit peut également désactiver temporairement un enroulement du transformateur, réduisant ainsi la puissance dissipée par le microcircuit OA5. La tension d'alimentation bipolaire des amplificateurs opérationnels et des transistors est formée par les stabilisateurs intégrés DA1 et DA4. La tension pour la source -6 V provient d'un enroulement séparé III du transformateur, et pour la source +24 V - de deux enroulements connectés en série II et II. La diode VD13 devant le condensateur de lissage C1 est introduite pour que la tension à l'anode du trinistor VS1 soit pulsée. Ceci est nécessaire pour fermer le trinistor après avoir retiré l'action de contrôle. Après avoir déconnecté l'alimentation du secteur, en particulier avec une charge à haute résistance, les condensateurs C6 et C7 se déchargent plus longtemps que les tensions +24 V et -6 V disparaissent. Par conséquent, l'entrée de commande (broche 17) du stabilisateur DA5 est non connecté, le transistor de commande de ce microcircuit est complètement ouvert et une tension pouvant atteindre 30 V peut apparaître à la sortie.Pour éviter que cela ne se produise, un transistor VT3 et un diviseur de tension R15R16 sont introduits dans l'appareil. En mode normal, ce nœud n'affecte pas le fonctionnement du stabilisateur, car une tension de fermeture d'environ -5 V est appliquée à la base du transistor.Après la mise hors tension et la disparition de la tension -6 V, le transistor s'ouvre , reliant la broche 17 de la puce DA5 au fil commun. et la tension à sa sortie tombe à 1.2 V. L'inconvénient d'une telle protection est le suivant: dans le cas où la tension de sortie de l'appareil est réglée sur moins de 1.2 V, lorsque l'alimentation est coupée, la tension de sortie ne diminue pas, mais au contraire augmente. Ceci doit être pris en compte lorsque vous travaillez avec une faible tension de sortie et déconnectez la charge de la source plus tôt que la source elle-même du réseau. La plupart des pièces de l'appareil sont montées sur une carte de circuit imprimé, dont le dessin est illustré à la Fig. 2.
La puce DA5 doit être installée sur le dissipateur thermique. Les fils allant au circuit de mesure sont connectés directement aux connecteurs XS1 et XS2. Les microcircuits KR140UD708 sont interchangeables avec KR140UD608 ou K140UD6. K140UD7. À la place de DA6, OS K140UD6 peut être installé. La puce KR142EN5B est remplaçable par KR142EN5G. et KR142EN9B - sur KR142EN9D ou KR142EN9I. Il est permis de remplacer KR142EN12A par KR142EN12B. mais en même temps, le courant maximal de l'alimentation ne doit pas dépasser 1 A. Transistors VT3 et VT5 KT3102A-KTZ102V. KT3102D ou KT315V-KT315E. KT3I5P ; VT1. VT2. VT4 et VT6 KT310/A - KT3107D. KT3107I. KT3I07K ou KT361V-KT361E. Trinistor VS1 - KU202V-KU202N. Au lieu de diodes FR207, vous pouvez installer la série domestique KD226. Diodes VD13 et VD14 - toute série KD105. KD208 ou KD209. A la place des diodes VD11. VD12 et VD15. en plus de celui indiqué sur le schéma, KD521A - KD521V peut fonctionner. Nous pouvons remplacer la LED HL1 par n'importe quelle LED avec une couleur de lueur contrôlée, conçue pour un courant de 10 ... 20 mA. Transformateur - TS-40-2 ou autre, fournissant une tension de 12 ... 15 V sur les enroulements II et II 'à un courant allant jusqu'à 1.5 A. et sur l'enroulement III - une tension d'environ 10 V. Résistances fixes (sauf R20) -MLT-0,125 . variables R5 et R8-SPZ-0a. La résistance R20 est constituée d'un morceau de fil de nichrome d'un diamètre de 0.5 mm et d'une longueur de 15 cm, enroulé sur une résistance MLT-2 d'une résistance de 7,5 kOhm. Condensateurs à oxyde - K50-35. K50-40, le reste - KM. K10-17. Paires de résistances R18, R22 et R19. Il est souhaitable de sélectionner R23 avec les résistances les moins différentes, et cette valeur elle-même n'est pas critique - il est tout à fait acceptable d'utiliser des résistances conventionnelles avec une tolérance de 10%. Le réglage de l'appareil consiste principalement en la sélection d'éléments qui déterminent les limites des variations de tension et de courant. En connectant un voltmètre CC aux connecteurs XS1 et XS2 et en réglant le curseur de la résistance variable R5 sur la position supérieure selon le schéma, assurez-vous que lorsque le curseur de la résistance R8 est tourné, la tension passe de 0 à 20 V. La limite supérieure peut être réglé en sélectionnant la résistance R7. Vous devez également vérifier la tension aux bornes des condensateurs C6 et C7. Avec une tension de sortie inférieure à 7 ... 9 V, les condensateurs doivent être chargés à une tension de 15 ... 18 V. et avec une tension de sortie plus élevée - jusqu'à 30 ... 35 V. Ensuite, un ampèremètre est connecté à la sortie de la source d'alimentation pour un courant maximal d'au moins 2 A, et le curseur de la résistance variable R8 est réglé sur la position médiane (le curseur de la résistance R5 est en position supérieure selon le schéma) . Lorsqu'un ampèremètre est connecté, la couleur de la LED HL1 doit immédiatement passer du vert au rouge. Si cela ne s'est pas produit et que le courant du circuit ne dépasse pas 1,5 ou 1 A (selon le type de puce DA5). cela signifie que les éléments de protection intégrés de ce microcircuit se sont allumés avant le nœud de limitation de courant sur l'ampli-op DA2. Ce conflit peut être éliminé en réduisant la capacité du condensateur C15 ou en augmentant la capacité du condensateur C16. En sélectionnant les résistances R4 et R6, respectivement, les limites supérieure et inférieure de la variation du courant de limitation sont fixées aux positions extrêmes du moteur de la résistance variable R5. Il est également nécessaire de s'assurer que le système de limitation de courant fonctionne avec la position supérieure du curseur de la résistance R8 selon le schéma. et la tension sur les condensateurs C6 et C7 dans ce cas ne dépasse pas 20 V. Ceci termine le réglage de l'appareil. En l'absence d'une LED avec une couleur de lueur contrôlée, elle peut être remplacée par deux couleurs différentes, par exemple de la série AL307. tout en excluant les éléments VT2, VD12, R13 et en assemblant l'unité d'affichage, comme indiqué sur la fig. 3.
L'unité d'indication peut être encore simplifiée en excluant l'ampli-op DA3, les résistances R9 - R11 et en allumant la LED d'émission rouge en série avec la diode VD11. Mais dans ce cas, la luminosité de la lueur dépendra de la surcharge de courant et il sera plus difficile de remarquer le moment où l'appareil passe en mode de stabilisation actuel. Et enfin, brièvement sur la façon de réduire l'influence de la résistance des conducteurs reliant la source d'alimentation à la charge. Pour ce faire, il est nécessaire de connecter la charge Rn (Fig. 4) avec quatre fils. Deux d'entre eux sont le pouvoir, les deux autres. connecté aux connecteurs XS3 et XS4. connecté au circuit de mesure et peut avoir une section plus petite. De plus, les résistances R31 et R32 doivent être installées. qui protégera la charge des surtensions en cas de rupture des conducteurs de retour.
Avec une méthode à quatre fils d'activation de la charge, il est également conseillé de réduire la tension de polarisation de l'amplificateur opérationnel DA6 en introduisant une résistance accordée R33 avec une résistance de 1 à 10 kOhm, comme indiqué sur la fig. 5.
En réglant le curseur de la résistance variable R8 sur la position inférieure selon le schéma, la résistance ajustée R33 définit une tension nulle à la sortie de la source d'alimentation avec une précision de fractions de millivolt. Pour protéger l'ampli-op DA2 en série avec son entrée inverseuse, nous vous recommandons d'inclure une résistance d'une résistance d'environ 1 kOhm. Auteur : A. Shitov, Ivanovo
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