ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Nguồn điện áp và dòng điện một chiều trong phòng thí nghiệm Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Power Supplies nguồn năng lượng trong phòng thí nghiệm cho thiết bị vô tuyến là kết quả của các hoạt động thực tế của một nhóm nhỏ các chàng trai từ câu lạc bộ kỹ thuật vô tuyến thiếu niên "Radar" (Penza). Đó là mối quan tâm của những người liên quan đến việc phát triển thiết bị dựa trên bộ khuếch đại hoạt động và vi mạch hiện đại yêu cầu điện áp cung cấp đơn và lưỡng cực, được điều chỉnh trong một phạm vi khá rộng. Điểm đặc biệt của bộ nguồn phòng thí nghiệm này là nút bảo vệ. Được biết, đối với một số vi mạch được thiết kế để cung cấp năng lượng bằng nguồn điện áp lưỡng cực, tình huống khi một trong số chúng vắng mặt là không thể chấp nhận được. Để tránh những tình huống như vậy, khối được đề xuất cung cấp một hệ thống bảo vệ chặn hoạt động của bất kỳ nhánh nào của thiết bị cấp nguồn trong trường hợp ngắn mạch ở nhánh kia. Sau khi nguyên nhân gây đoản mạch được loại bỏ, nguồn điện sẽ tự động chuyển sang hoạt động bình thường. Thông số kỹ thuật sản phẩm
Các tham số của thiết bị ở chế độ nguồn điện áp tương ứng với dữ liệu tham chiếu cho các bộ ổn định điện áp vi mạch được sử dụng trong đó [1, 2]. Về mặt cấu trúc, nó bao gồm hai bộ phận hoàn chỉnh về mặt chức năng: bộ nguồn tải lưỡng cực và bộ phận bảo vệ ngắn mạch, được gắn trên các bảng mạch in riêng biệt. Sơ đồ của khối đầu tiên trong số này được hiển thị trong hình. 1. Cuộn dây II và III của máy biến áp mạng T1, cầu đi-ốt VD1 - VD4 và VD5 - VD8 tạo thành nguồn điện áp không ổn định lưỡng cực + 23 ... 24 V, cung cấp cho tất cả các nút và khối của thiết bị. Nguồn điện của vi mạch DA1 trên cực âm của nó là bộ ổn áp R11VD14 và vi mạch DA3 là bộ ổn định R1VD9. Về hoạt động và mạch điện, cả hai nhánh của bộ nguồn đều đối xứng, vì vậy chúng ta hãy xem xét kỹ hơn hoạt động của chỉ một trong số chúng - nhánh dương. Một điện áp đơn cực không ổn định (không quá +25 V), các gợn sóng được làm phẳng bởi các tụ điện C1 và C2, được cấp qua điện trở đo R5, được bao gồm trong cầu đo, được hình thành bởi các điện trở R2.1 - R5 và điốt zener VD10 và VD11, đến đầu vào (chân 2) của bộ ổn định vi mạch DA2 với điện áp đầu ra, biến trở điều chỉnh R10. Cầu đo được cung cấp bởi một nguồn hiện tại được thực hiện trên một bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1. Trong khi dòng điện đầu ra của bộ ổn định nhỏ hơn giá trị đặt, điện áp rơi trên điện trở R5 nhỏ, điện áp ở đầu ra trực tiếp của DA1 lớn hơn ở đầu ra nghịch đảo và ở đầu ra 6 của op-amp , điện áp gần +21 V. Điốt HL1 và VD13 được đóng và không ảnh hưởng đến hoạt động của bộ ổn định DA2. Nếu dòng điện đầu ra bằng với giá trị ngưỡng được đặt bởi điện trở R2.1, thì cầu đo được bật. OU DA1 chuyển sang chế độ tuyến tính, trong đó đẳng thức UR2.1 + UR3 = UR5 + Đặt VD10. Trong trường hợp này, điện áp đầu ra của nhánh sẽ phụ thuộc vào điện áp ở đầu ra của op-amp, từ đó theo dõi điện áp rơi trên điện trở R5, tức là dòng tải mà tại đó đẳng thức trên được thỏa mãn. Vì vậy, khi các tỷ số R3/R4 = 1 và Ust VD10 = Ust VD11 Trong = R2.1/R4.Ust VD11/R5. Công thức đơn giản hóa này có thể được sử dụng nếu cần tính toán lại các tham số của cầu đo, có tính đến cơ sở phần tử có sẵn hoặc các yêu cầu khác. Để theo dõi chính xác hơn các dòng tải thấp hơn, nên tăng điện trở của điện trở R5. Trong trường hợp này, giới hạn trên của giới hạn dòng tải sẽ giảm tương ứng. Về nguyên tắc, nhánh âm của nguồn điện cũng hoạt động theo cách này. Sơ đồ bộ phận bảo vệ của thiết bị chống đoản mạch ở đầu ra hoặc ở tải được thể hiện trong hình. 2. Khi một điện áp đầu ra lưỡng cực được áp dụng cho các đầu vào của nó, các bóng bán dẫn VT4 và VT7 sẽ mở và do đó chuyển hướng: bóng bán dẫn VT4 là mạch được hình thành bởi đèn LED HL3, điện trở R25 và điốt phát quang của bộ ghép quang U1 và bóng bán dẫn VT7 là mạch HL4, R29 và đèn LED U2 của bộ ghép quang. Các bóng bán dẫn VT3 và VT6 được đóng vào thời điểm này. Trạng thái như vậy của các phần tử của các mạch này của hệ thống bảo vệ tương ứng với hoạt động của thiết bị mà không bị đoản mạch trong các mạch bên ngoài của nó. Giả sử rằng ngắn mạch xảy ra trong tải nối với đầu ra của nhánh dương của nguồn điện. Trong trường hợp này, bóng bán dẫn VT4 đóng lại. Điều này dẫn đến việc mở bóng bán dẫn VT6 (thông qua diode zener VD24 và điện trở R30), giúp loại bỏ sự chặn lẫn nhau của hệ thống bảo vệ. Transistor VT7 sau khi chặn vai âm vẫn còn một dòng điện mở chạy vào đế của nó thông qua điện trở R27 và diode VD23. Đồng thời, đèn LED HL3 mở ra, báo hiệu xảy ra đoản mạch trong mạch + Uout và bộ phát của bộ ghép quang U1. Do đó, dòng điện của điốt quang của bộ ghép quang này tăng mạnh, bóng bán dẫn VT8 mở ra và dòng điện của bộ thu chặn hoạt động của bộ ổn định DA4 của nhánh âm của thiết bị. Đây là cách một bộ phận tương tự của bộ phận bảo vệ hoạt động khi nhánh âm của thiết bị bị đoản mạch trong tải. Ngưỡng vận hành bộ bảo vệ bằng điện áp được xác định bởi tổng điện áp rơi trên diode VD19 (VD22), điểm nối bộ phát của bóng bán dẫn VT4 (VT7), điện trở R20 (R26) và trong trường hợp của chúng tôi là khoảng 1 V. Bạn có thể tăng điện áp đáp ứng bằng cách thay thế điốt bằng điốt zener thích hợp và chọn điện trở R20 và R26 để mở bóng bán dẫn VT4, VT7 đáng tin cậy. Do điện áp ở đầu ra của bộ ổn định bị chặn DA2 và DA4 không vượt quá 1,3 V, nên các điện trở R21, R23, R24, điốt VD20, điốt Zener VD21 và bóng bán dẫn VT3 của vai dương, cũng như các phần tử tương tự của vai âm, có thể được loại trừ, vì việc chặn vai lẫn nhau sẽ không xảy ra. Các yếu tố này được cung cấp cho trường hợp cần tăng (đối với nhánh âm - giảm) điện áp của ngưỡng hoạt động bảo vệ. Trong trường hợp này, bạn nên cung cấp điện áp nguồn + 10 V để ngắt kết nối khỏi nó. Nếu không, không thể đặt điện áp đầu ra nhỏ hơn giá trị của ngưỡng đáp ứng, vì bộ phận bảo vệ sẽ phát hiện đoản mạch trong tải và chặn vai đối diện. Nguồn điện sẽ hoạt động mà không có hệ thống bảo vệ. Bảng mạch in của nó được làm bằng sợi thủy tinh một mặt. Vị trí của các bộ phận được hiển thị trong hình. 3. Tất cả các điện trở cố định - MLT, biến R2.1 và R2.2 - điện trở kép SP3-4aM nhóm A, R10 và R17 - cùng nhóm A, nhưng đơn. Tụ điện oxit C1, C2 và C5, C6 - K50-35, C4 và C8 - dòng K53, C3 và C7 - bất kỳ loại gốm nào, ví dụ KM-6. Điốt KD208A (VD1-VD8) có thể hoán đổi cho nhau với các sê-ri tương tự KD226 và KD105A (VD12, VD18) - với bất kỳ sê-ri KD208, KD209, KD226, điốt VD13 và VD17 nào - bất kỳ silicon công suất thấp nào. Có thể chọn điện áp ổn định định mức của điốt zener VD10, VD11 và VD15, VD16 (dòng D818E hoặc KC190) trong vòng 9 ... 11 V với độ trôi nhiệt tối thiểu. Tốt nhất là chọn các bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1 và VT2 (KP303 với chỉ số chữ cái A, B, F hoặc I) theo dòng thoát ban đầu - trong vòng 2 ... 4 mA. Máy biến áp mạng T1, được sử dụng trong thiết bị từ nguồn điện do nước ngoài sản xuất đã tháo rời. Bất kỳ loại nào khác cũng được, kể cả loại sản xuất tại nhà cung cấp điện áp xoay chiều 17 ... 18 V trên mỗi cuộn dây thứ cấp của nó ở dòng điện tải ít nhất là 1,4 A. Điốt Zener VD11 và VD15 được đặt ở phía bên của dây dẫn in của bảng. Bộ ổn định DA2 và DA4 được gắn trên các tản nhiệt có gân, được cố định bằng vít trên bảng mạch in từ phía bên của các bộ phận khác. Để tiếp xúc nhiệt tốt hơn, các chất ổn định được phủ trước một lớp keo dẫn nhiệt. Việc điều chỉnh bộ phận chính của thiết bị được thực hiện khi bộ phận bảo vệ bị tắt và bao gồm kiểm tra kỹ lưỡng việc lắp đặt và tất cả các kết nối và, nếu cần, điều chỉnh điện áp để đảm bảo hoạt động của vi mạch và thiết lập phép đo cầu. Ngay sau khi kết nối thiết bị với mạng, trước hết bạn nên đo điện áp trên các tụ lọc C1, C2 và C5, C6, giúp làm phẳng các gợn sóng của bộ chỉnh lưu lưỡng cực và điốt zener VD9, VD14, cung cấp năng lượng đến op-amp DA1 và DA3. Điện áp trên các tụ điện không được vượt quá +25 V và trên điốt zener phải nằm trong khoảng +9,5 ... 10,5 V. Khi xoay các trục của điện trở R10 và R17, điện áp ở các đầu ra tương ứng của nguồn điện các nhánh nguồn sẽ thay đổi trơn tru từ tối đa 1,25 V và đèn LED HL18 và HL1 không sáng. Các giá trị tối đa của các điện áp này được đặt bằng cách chọn các điện trở R2 và R8. Hoạt động của các cầu đo trên vai của thiết bị được điều khiển bởi vôn kế DC có điện trở cao, kết nối nó với các đầu vào của op-amp DA1 và DA3. Điện áp ở đầu vào đảo ngược của mỗi op-amps (so với dây chung) phải âm hơn điện áp ở đầu vào không đảo ngược. Sự khác biệt về mức của các điện áp này sẽ thay đổi tỷ lệ thuận với điện trở của các điện trở R2.1 và R2.2 "Giới hạn Iout". Nếu các điện áp bằng nhau thì thiết bị phải chuyển từ chế độ nguồn áp sang chế độ nguồn dòng (hoặc ngược lại). Giá trị ban đầu của giới hạn dòng tải (0,01 A) đạt được bằng cách chọn các điện trở thích hợp (R3 và R13) của các cầu đo với trục của biến trở R2 ở vị trí có điện trở nhỏ nhất. Bảng mạch in của bộ phận bảo vệ, vị trí của các bộ phận trên đó và kết nối với bảng cấp nguồn được hiển thị trong hình. 4. Tất cả các điện trở - MLT-0,25. Bóng bán dẫn VT3 - bất kỳ dòng K361 nào và VT6 - bất kỳ dòng KT315 nào. Hệ số truyền dòng của đế của bóng bán dẫn KT3102E (VT4, VT5) và KT3107K (VT7, VT8) ít nhất phải là 400. Các bảng gắn của nguồn điện, được gắn chặt như tủ sách (Hình 5) và máy biến áp mạng được đặt trong một hộp có kích thước bên trong là 210x90x90 mm từ các tấm textolite dày 5 mm. Tất cả các yếu tố và điều khiển của thiết bị, cũng như ổ cắm-kẹp để kết nối tải và nối đất, được đặt trên bảng điều khiển phía trước của vỏ (Hình 6). Ngoài ra còn có một vôn kế DC (PV1 trong Hình 7), cho phép bạn điều khiển điện áp ở đầu ra của bất kỳ nhánh nào của nguồn điện. Công suất tiêu thụ của chip DA2 và DA4 không được vượt quá 10W. Điều này giới hạn dòng điện đầu ra tối đa của nguồn ở mức 1,2 A ở điện áp đầu ra lớn hơn +15 V. Với điện áp đầu ra thấp hơn, điện áp rơi trên các vi mạch này tăng lên, dòng điện đầu ra cho phép giảm và ở điện áp đầu ra là 1,25 V là 10 / (24-1,25, 0,44) = 10 A. Mỗi cặp điốt zener VD11, VD15 và VD16, VD10 có thể được thay thế bằng một điốt zener cho điện áp 15 ... một dải phân cách gồm hai điện trở giống hệt nhau có điện trở 1 kOhm, được kết nối dưới dạng điốt zener trong mạch hình. 3. Việc sử dụng điốt zener ổn nhiệt là không hợp lý, vì chúng chỉ hoạt động như vậy ở dòng điện hoạt động 68 mA, và ở đây dòng điện qua chúng ít hơn nhiều. Khi thiết bị đang hoạt động ở chế độ ổn định điện áp ở điện áp đầu ra 1,25 V, độ lệch đóng trên đèn LED HL1 và HL2 là khoảng 20 V, điều này là không thể chấp nhận được đối với chúng. Do đó, bất kỳ diode silicon công suất thấp nào cũng phải được mắc nối tiếp với từng cái hoặc đơn giản là không lắp điện trở R9 và R19. Điốt Zener VD21 và VD24 để đóng bóng bán dẫn VT3 và VT6 đáng tin cậy phải có điện áp ổn định cao hơn được đảm bảo so với VD9 và VD14, vì vậy tốt hơn là sử dụng chúng với chỉ số G hoặc D. Để bóng bán dẫn VT5 và VT8 không bị mở bởi dòng điện ngược của điốt quang U1.2 và U2.2 không sáng, các mối nối bộ phát cơ sở của chúng phải được nối với điện trở 510 ... 680 kOhm. Văn chương
Tác giả: A.Muzykov, Penza Xem các bài viết khác razdela Power Supplies. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Nhà đất ▪ Bo mạch chủ Gigabyte G1.Sniper Z87 ▪ Các chấm lượng tử đã được phát triển cho các thiết bị điện tử của tương lai ▪ Thoại qua Bluetooth năng lượng thấp ▪ Bộ vi xử lý 8 lõi trên ARM big.LITTLE Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Tài liệu tham khảo. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Ôi lần! Oh cách cư xử! biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Ai là người đầu tiên chinh phục ngọn núi cùng tên của họ mình? đáp án chi tiết ▪ Điều Quan sát tiểu tiện. Chăm sóc sức khỏe ▪ bài báo Tiền xu nhân lên một cách kỳ diệu. bí mật tập trung
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |