Bij het maken van verschillende elektronische apparaten rijst vroeg of laat de vraag wat te gebruiken als stroombron voor zelfgemaakte elektronica. Laten we zeggen dat je een soort LED-flitser hebt samengesteld, nu moet je hem voorzichtig ergens van stroom voorzien. Heel vaak worden voor deze doeleinden verschillende telefoonopladers, computervoedingen en allerlei netwerkadapters gebruikt, die op geen enkele manier de geleverde stroom aan de belasting beperken.
Wat als bijvoorbeeld op het bord van dezelfde LED-flitser twee gesloten paden per ongeluk onopgemerkt bleven? Door het aan te sluiten op een krachtige computervoeding kan het geassembleerde apparaat gemakkelijk doorbranden als er een installatiefout op het bord zit. Juist om te voorkomen dat zulke vervelende situaties zich voordoen, bestaan er laboratoriumvoedingen met stroombeveiliging. Als we van tevoren ongeveer weten hoeveel stroom het aangesloten apparaat zal verbruiken, kunnen we kortsluiting en, als gevolg daarvan, het doorbranden van transistors en delicate microcircuits voorkomen.
In dit artikel zullen we kijken naar het proces van het creëren van precies zo'n voeding waarop je een belasting kunt aansluiten zonder bang te hoeven zijn dat er iets zal doorbranden.
Voedingsschema
De schakeling bevat een LM324-chip, die 4 operationele versterkers combineert; in plaats daarvan kan een TL074 worden geïnstalleerd. De operationele versterker OP1 is verantwoordelijk voor het regelen van de uitgangsspanning en OP2-OP4 bewaakt de stroom die door de belasting wordt verbruikt. De TL431-microschakeling genereert een referentiespanning van ongeveer 10,7 volt, deze is niet afhankelijk van de waarde van de voedingsspanning. Variabele weerstand R4 stelt de uitgangsspanning in; weerstand R5 kan worden gebruikt om het spanningsveranderingsframe aan uw behoeften aan te passen. Huidige bescherming werkt als volgt: de belasting verbruikt stroom, die door een weerstand met lage weerstand R20 vloeit, die een shunt wordt genoemd, de grootte van de spanningsval erover hangt af van de verbruikte stroom. Operationele versterker OP4 wordt gebruikt als versterker, waardoor de lage spanningsval over de shunt wordt vergroot tot een niveau van 5-6 volt, de spanning aan de uitgang van OP4 varieert van nul tot 5-6 volt, afhankelijk van de belastingsstroom. De OP3-cascade werkt als een comparator en vergelijkt de spanning aan de ingangen. De spanning aan één ingang wordt ingesteld door variabele weerstand R13, die de beveiligingsdrempel instelt, en de spanning aan de tweede ingang hangt af van de belastingsstroom. Dus zodra de stroom een bepaald niveau overschrijdt, zal er een spanning verschijnen aan de uitgang van OP3, waardoor transistor VT3 wordt geopend, die op zijn beurt de basis van transistor VT2 naar aarde trekt en deze sluit. De gesloten transistor VT2 sluit de stroom VT1, waardoor het belastingsstroomcircuit wordt geopend. Al deze processen vinden plaats in enkele seconden.
Weerstand R20 moet worden genomen met een vermogen van 5 watt om mogelijke verwarming tijdens langdurig gebruik te voorkomen. Trimmerweerstand R19 stelt de stroomgevoeligheid in; hoe hoger de waarde, hoe groter de gevoeligheid kan worden bereikt. Weerstand R16 past de beschermingshysteresis aan; ik raad aan om u niet te laten meeslepen door het verhogen van de waarde ervan. Een weerstand van 5-10 kOhm zorgt voor een duidelijke vergrendeling van het circuit wanneer de beveiliging wordt geactiveerd; een hogere weerstand zorgt voor een stroombegrenzend effect als de spanning aan de uitgang niet volledig verdwijnt.
Als vermogenstransistor kunt u binnenlandse KT818, KT837, KT825 of geïmporteerde TIP42 gebruiken. Er moet bijzondere aandacht worden besteed aan de koeling ervan, omdat het hele verschil tussen de ingangs- en uitgangsspanning in de vorm van warmte op deze transistor zal worden gedissipeerd. Gebruik daarom geen voeding met een lage uitgangsspanning en hoge stroom, omdat de verwarming van de transistor dan maximaal is. Laten we dus van woorden naar daden gaan.
PCB-fabricage en -assemblage
De printplaat wordt gemaakt met behulp van de LUT-methode, die al vele malen op internet is beschreven.
Toegevoegd op printplaat Lichtgevende diode met een weerstand die niet in het diagram is aangegeven. Weerstand voor LED Een waarde van 1-2 kOhm is geschikt. Dit Lichtgevende diode wordt ingeschakeld wanneer de beveiliging wordt geactiveerd. Er zijn ook twee contacten toegevoegd, gemarkeerd met het woord “Jamper”; wanneer ze gesloten zijn, komt de voeding uit de beveiliging en “breekt af”. Bovendien is tussen pin 1 en 2 van de microschakeling een condensator van 100 pF toegevoegd, die dient ter bescherming tegen interferentie en zorgt voor een stabiele werking van de schakeling.
Het instellen van de stroomvoorziening
Dus nadat u het circuit hebt samengesteld, kunt u beginnen met het configureren ervan.Allereerst leveren we stroom van 15-30 volt en meten we de spanning aan de kathode van de TL431-chip, deze moet ongeveer gelijk zijn aan 10,7 volt. Als de spanning die aan de ingang van de voeding wordt geleverd klein is (15-20 volt), moet weerstand R3 worden verlaagd tot 1 kOhm. Als de referentiespanning in orde is, controleren we de werking van de spanningsregelaar; bij het draaien van de variabele weerstand R4 moet deze van nul naar maximum veranderen. Vervolgens draaien we weerstand R13 in de meest extreme positie; de beveiliging kan worden geactiveerd wanneer deze weerstand de OP2-ingang naar aarde trekt. Je kunt een weerstand van 50-100 Ohm installeren tussen aarde en de buitenste pin van R13, die met aarde is verbonden. We sluiten elke belasting aan op de voeding en zetten R13 in de uiterste positie. We verhogen de uitgangsspanning, de stroom zal toenemen en op een gegeven moment zal de beveiliging werken. De vereiste gevoeligheid bereiken we met behulp van trimweerstand R19, dan kun je in plaats daarvan een constante solderen. Hiermee is het assembleren van de laboratoriumvoeding voltooid; u kunt deze in de behuizing installeren en gebruiken.
Indicatie
Het is erg handig om een aanwijskop te gebruiken om de uitgangsspanning aan te geven. Digitale voltmeters, hoewel ze spanning tot honderdsten van een volt kunnen weergeven, worden constant lopende getallen slecht waargenomen door het menselijk oog. Daarom is het rationeler om aanwijzerkoppen te gebruiken. Het is heel eenvoudig om van zo'n kop een voltmeter te maken - plaats er gewoon een trimweerstand mee in serie met een nominale waarde van 0,5 - 1 MOhm. Nu moet je een spanning aanleggen waarvan de waarde vooraf bekend is, en een trimweerstand gebruiken om de positie van de pijl aan te passen die overeenkomt met de aangelegde spanning. Veel bouwplezier!
