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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation de laboratoire à partir d'une imprimante matricielle PSU, 220/24, 5 volts 1,5 ampères. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations L'appareil, dont la présence est hautement souhaitable dans tout atelier de radioamateur domestique, est bien entendu une alimentation de laboratoire. Le nom "laboratoire" implique la capacité de réguler sa tension de sortie sur une plage assez large, la capacité de maintenir la valeur de tension réglée avec une précision suffisante pour l'équipement réglé avec son aide, la présence d'une protection électronique capable d'empêcher la défaillance des deux l'appareil alimenté et la source elle-même, etc. La tâche de fabrication d'une unité de laboratoire est simplifiée si, comme base, une source d'alimentation en bon état de tout appareil électroménager existant qui a déjà dépassé sa durée de vie utile ou qui est obsolète est utilisée. Dans l'article publié ci-dessous, l'auteur partage son expérience dans la fabrication d'une alimentation de laboratoire basée sur un régulateur de tension pour imprimante matricielle. Au cours des dernières décennies, la technologie électronique s’est développée si rapidement que les équipements deviennent obsolètes bien plus tôt que ne tombent en panne. En règle générale, les équipements obsolètes sont mis hors service et, tombant entre les mains des radioamateurs, deviennent une source de composants radio. Une partie des nœuds de cet équipement est tout à fait possible à utiliser. Lors d'une de ses visites au marché de la radio, il a réussi à acheter pour presque rien plusieurs cartes de circuits imprimés provenant d'équipements mis hors service (Fig. 1).
L'une des cartes comprenait un transformateur de puissance. Après une recherche sur Internet, il a été possible d'établir (vraisemblablement) que toutes les cartes proviennent d'imprimantes matricielles EPSON. En plus de nombreux détails utiles, une bonne alimentation à deux canaux est montée sur la carte. Et si la carte n'est pas censée être utilisée à d'autres fins, vous pouvez construire une alimentation de laboratoire réglable sur cette base. Comment procéder est décrit ci-dessous. L'alimentation contient des canaux +24 V et +5 V. Le premier est construit selon le schéma d'un stabilisateur de largeur d'impulsion abaisseur et est conçu pour un courant de charge d'environ 1,5 A. Lorsque cette valeur est dépassée, le la protection se déclenche et la tension à la sortie du stabilisateur chute fortement (courant de court-circuit - environ 0,35 A). Une caractéristique de charge approximative du canal est illustrée à la fig. 2 (courbe noire). Le canal +5 V est également construit selon le circuit régulateur à découpage, mais, contrairement au canal +24 V, selon le circuit dit relais. Ce stabilisateur est alimenté par la sortie du canal +24 V (conçu pour fonctionner à partir d'une source de tension d'au moins 15 V) et n'a donc pas de protection contre le courant si la sortie est court-circuitée (et ce n'est pas rare en radioamateur pratique), il peut échouer. Et bien que le courant stabilisateur soit limité dans le canal +24 V, en cas de court-circuit, le transistor clé chauffe jusqu'à une température critique en une seconde environ.
Le circuit régulateur de tension +24 V est illustré à la fig. 3 (les désignations des lettres et la numérotation des éléments correspondent à celles imprimées sur le circuit imprimé). Considérez le travail de certains de ses nœuds qui ont des fonctionnalités ou sont liés à la modification. Un interrupteur d'alimentation est construit sur les transistors Q1 et Q2. La résistance R1 sert à réduire la dissipation de puissance dans le transistor Q1. Un régulateur de tension paramétrique pour la tension d'alimentation de l'oscillateur maître est construit sur le transistor Q4, réalisé sur un microcircuit, désigné sur la carte par 3A (ci-après nous le considérerons comme DA1). Ce microcircuit est un analogue complet du célèbre TL494 dans les alimentations informatiques [1]. Beaucoup de choses ont été écrites sur son fonctionnement dans différents modes, nous ne considérerons donc que quelques circuits. La tension de sortie est stabilisée comme suit : l'une des entrées du comparateur intégré 1 (broche 2 de DA1) est alimentée via la résistance R6 avec un exemple de tension provenant de la source interne du microcircuit (broche 14). La tension de sortie du stabilisateur est fournie à l'autre entrée (broche 1) via un diviseur résistif R16R12, et le bras inférieur du diviseur est connecté à la source de tension de référence du comparateur de protection de courant (broche 15 DA1). Tant que la tension sur la broche 1 de DA1 est inférieure à celle sur la broche 2, la clé des transistors Q1 et Q2 est ouverte. Dès que la tension sur la broche 1 devient supérieure à celle sur la broche 2, la clé se ferme. Bien entendu, le processus de contrôle des clés est déterminé par le fonctionnement de l’oscillateur maître de la puce électronique. La protection contre les surintensités fonctionne de la même manière, sauf que le courant de charge est affecté par la tension de sortie. Le capteur de courant est la résistance R2. Examinons plus en détail la protection actuelle. La tension de référence est appliquée à l'entrée inverseuse du comparateur 2 (broche 15 DA1). Les résistances R7, R11, ainsi que R16, R12 participent à sa formation. Tant que le courant de charge ne dépasse pas la valeur maximale, la tension à la broche 15 de DA1 est déterminée par le diviseur R11R12R16. La résistance R7 a une résistance assez importante et n'a pratiquement aucun effet sur la tension de référence. En cas de surcharge, la tension de sortie chute fortement. Dans le même temps, la tension de référence diminue également, ce qui entraîne une nouvelle diminution du courant. La tension de sortie chute jusqu'à presque zéro et comme les résistances R16, R12 connectées en série sont maintenant connectées en parallèle avec R11 via la résistance de charge, la tension de référence, et donc le courant de sortie, diminue également fortement. C'est ainsi que se forme la caractéristique de charge du stabilisateur +24 V. La tension de sortie sur l'enroulement secondaire (II) du transformateur de puissance abaisseur T1 doit être d'au moins 29 V à un courant allant jusqu'à 1,4 A. Le régulateur de tension +5 V est réalisé sur le transistor Q6 et le régulateur intégré 78L05, désigné sur la carte SR1. Une description d'un stabilisateur similaire et de son fonctionnement peut être trouvée dans [2]. Les résistances R31, R37 et le condensateur C26 forment un circuit PIC pour former des fronts d'impulsion raides. Pour utiliser l'alimentation électrique de l'unité de laboratoire, vous devez découper la section du circuit imprimé sur laquelle se trouvent les pièces stabilisatrices (sur la figure 1, elle est séparée par des lignes lumineuses). Afin de pouvoir régler la tension de sortie du stabilisateur +24 V, il convient de la modifier légèrement. Vous devez d'abord déconnecter l'entrée du stabilisateur +5 V, pour laquelle vous devez souder la résistance R18 et couper le conducteur imprimé allant à la borne émetteur du transistor Q6. Si la source +5 V n'est pas nécessaire, ses pièces peuvent être retirées. Ensuite, vous devez dessouder la résistance R16 et connecter à la place une résistance variable R16' (comme les autres nouveaux éléments, elle est représentée dans le schéma en traits épais) avec une résistance nominale de 68 kOhm. Ensuite, vous devez dessouder la résistance R12 et la souder au verso de la carte entre la borne 1 de DA1 et la borne négative du condensateur C1. La tension de sortie de l'appareil peut désormais être modifiée de 5 à 25 V. Vous pouvez abaisser la limite inférieure de régulation à environ 2 V en modifiant la tension de seuil sur la broche 2 de DA1. Pour cela, dessoudez la résistance R6, et appliquez une tension sur la broche 2 de DA1 (environ 2 V) à partir d'une résistance trimmer R6' d'une résistance de 100 kOhm, comme indiqué sur le schéma de gauche (en face du R6 précédent). Cette résistance peut être soudée côté pièces directement aux broches correspondantes du microcircuit. Il existe une autre option - au lieu de la résistance R6, soudez R6 '' avec une valeur nominale de 100 kOhm et soudez une autre résistance entre la broche 2 de la puce DA1 et le fil commun - R6 '' avec une valeur nominale de 36 kOhm. Après ces modifications, le courant de protection du stabilisateur doit être modifié. Après avoir soudé la résistance R11, souder à sa place la variable R11' d'une résistance nominale de 3 kOhm avec la résistance R11'' incluse dans le circuit moteur. Le galet de la résistance R11' peut être amené en face avant pour un réglage rapide du courant de protection (d'environ 30 mA à une valeur maximale de 1,5 A). Avec cette inclusion, les caractéristiques de charge du stabilisateur changeront également : désormais, lorsque le courant de charge est dépassé, le stabilisateur passera à son mode de limitation (ligne bleue sur la Fig. 2). Si la longueur du fil reliant la résistance R11' à la carte dépasse 100 mm, il est conseillé de souder un condensateur de 0,01 uF en parallèle sur la carte. Il est également souhaitable de doter le transistor Q1 d'un petit dissipateur thermique. Une vue de la carte modifiée avec des résistances de commande est présentée sur la fig. 4.
Une telle alimentation peut fonctionner avec une charge qui n'est pas critique pour l'ondulation de tension, qui, au courant de charge maximum, peut dépasser 100 mV. Il est possible de réduire considérablement le niveau des ondulations en ajoutant un simple stabilisateur de compensation dont le schéma est représenté sur la Fig. 5. Le stabilisateur est basé sur le microcircuit très répandu TL431 (son homologue national est le KR142EN19). Un élément de commande est construit sur les transistors VT2 et VT3. La résistance R4 remplit ici la même fonction que R1 dans le régulateur à découpage (voir Fig. 3). Sur le transistor VT1, un nœud de rétroaction est assemblé pour la chute de tension aux bornes de la résistance R2. La section collecteur-émetteur de ce transistor doit être connectée à la place de la résistance R16 dans le circuit de la fig. 3 (bien entendu, la résistance variable r16' n'est pas nécessaire dans ce cas). Ce nœud fonctionne comme suit. Dès que la tension aux bornes de la résistance R2 dépasse environ 0,6 V, le transistor VT1 s'ouvre, ce qui provoque la commutation du microcircuit comparateur-DA1 dans le régulateur à découpage et, par conséquent, la fermeture de l'interrupteur sur les transistors Q1, Q2. La tension de sortie du régulateur à découpage diminue. Ainsi, la tension aux bornes de cette résistance est maintenue à un niveau d'environ 0,65 V. Dans ce cas, la chute de tension aux bornes de l'élément de régulation VT2VT3 est égale à la somme de la chute de tension aux bornes de la résistance R2 et de la tension à la jonction émetteur de le transistor VT3, soit environ 1,25 ... 1,5 V en fonction du courant de charge.
Sous cette forme, l'alimentation est capable de fournir à la charge un courant allant jusqu'à 1,5 A à des tensions allant jusqu'à 24 V, tandis que le niveau d'ondulation ne dépasse pas quelques millivolts. Il convient de noter que lorsque la protection actuelle est déclenchée, le niveau d'ondulation augmente, puisque la puce DA1 du stabilisateur de compensation se ferme et que l'élément de commande est complètement ouvert. Le circuit imprimé de ce stabilisateur n'a pas été développé. Le transistor VT3 doit avoir un coefficient de transfert de courant statique h21E au moins 300, et VT2 - au moins 100. Ce dernier doit être installé sur un dissipateur thermique avec une surface de refroidissement d'au moins 10 cm2. La mise en place d'une alimentation avec un tel ajout consiste en la sélection de résistances pour le diviseur de sortie R5-R7. Lorsque le bloc est auto-excité, il est possible de shunter la jonction émetteur du transistor VT1 avec un condensateur d'une capacité de 0,047 microfarads. Quelques mots sur le stabilisateur de canal +5 V. Il peut être utilisé comme source supplémentaire si le transformateur T1 dispose d'un enroulement supplémentaire de 16 ... 22 V. Dans ce cas, vous aurez besoin d'un autre redresseur avec un condensateur de filtrage. Ce stabilisateur ne disposant d'aucune protection, la charge doit y être connectée au travers d'un dispositif de protection supplémentaire, par exemple décrit dans [3], limitant le courant de ce dernier à 0,5 A. L'article décrit la version la plus simple de la modification, mais il est possible d'améliorer encore les caractéristiques de la source en complétant le stabilisateur de compensation par sa propre protection de courant réglable, par exemple sur un amplificateur opérationnel, comme cela a été fait dans [4]. littérature
Auteur : E. Gerasimov
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