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Fonte de alimentação 1 ... 20 V com proteção de corrente


Ao configurar vários eletrônico Os dispositivos requerem uma fonte de alimentação (PSU), na qual há um ajuste da tensão de saída e a capacidade de controlar o nível de operação da proteção contra sobrecorrente em uma ampla faixa. Quando a proteção é ativada, a carga (dispositivo conectado) deve ser desconectada automaticamente.

Uma pesquisa na Internet produziu vários circuitos de fonte de alimentação adequados. Ele parou em um deles. O esquema é fácil de fabricar e comissionar, consiste em peças acessíveis, atende aos requisitos estabelecidos.

A fonte de alimentação proposta para fabricação é baseada no amplificador operacional LM358 e tem as seguintes características:
Tensão de entrada, V - 24 ... 29
Tensão estabilizada de saída, V - 1 ... 20 (27)
Corrente de operação de proteção, A - 0,03 ... 2,0


Foto 2. Circuito da fonte de alimentação



Um regulador de tensão ajustável é montado em um amplificador operacional DA1.1. A entrada do amplificador (terminal 3) recebe a tensão do modelo do motor do resistor variável R2, o diodo zener VD1 é responsável por sua estabilidade e a tensão é fornecida à entrada inversora (terminal 2) do emissor do transistor VT1 através do divisor de tensão R10R7. Usando um resistor variável R2, você pode alterar a tensão de saída da PSU.
A unidade de proteção de sobrecorrente é feita no amplificador operacional DA1.2, compara a tensão nas entradas do op-amp. A entrada 5 ao resistor R14 recebe tensão do sensor de corrente de carga - resistor R13. A entrada inversora (pino 6) recebe uma tensão modelo, cuja estabilidade é responsável pelo diodo VD2 com uma tensão de estabilização de cerca de 0,6 V.

Enquanto a queda de tensão criada pela corrente de carga no resistor R13 é menor que a do exemplo, a tensão de saída (pino 7) do amplificador operacional DA1.2 é próxima de zero. No caso de a corrente de carga exceder o nível permitido permitido, a tensão no sensor de corrente aumentará e a tensão na saída do amplificador operacional DA1.2 aumentará quase até a tensão de alimentação. Nesse caso, o LED HL1 acende, sinalizando um excesso, o transistor VT2 se abre, ignorando o diodo Zener VD1 com um resistor R12. Como resultado, o transistor VT1 fecha, a tensão de saída da PSU diminui para quase zero e a carga é desligada. Para ligar a carga, pressione o botão SA1. O nível de proteção é ajustado usando um resistor variável R5.

Fabricação BP

1. A base da fonte de alimentação, suas características de saída são determinadas pela fonte de corrente - o transformador usado. No meu caso, foi usado um transformador toroidal de uma máquina de lavar. O transformador possui dois enrolamentos de saída em 8v e 15v. Combinando os dois enrolamentos em série e adicionando uma ponte retificadora nos diodos de média potência KD202M em mãos, obtive uma fonte de tensão DC 23v, 2a para uma fonte de alimentação.


Foto 3. Ponte de transformador e retificador.

2. Outra parte determinante da PSU é o corpo do instrumento. Nesse caso, um projetor de slides infantil que interfira na a garagem. Após remover o excesso e processar na frente do orifício para instalar o microamperímetro indicador, obtivemos um espaço em branco para o gabinete da PSU.


Foto 4. Caixa BP em branco

3. O circuito eletrônico foi montado em uma placa de montagem universal medindo 45 x 65 mm. O layout das peças na placa depende das dimensões encontradas no farm de componentes. Em vez dos resistores R6 (configurando a corrente de operação) e R10 (limitando a tensão máxima de saída), os resistores da guia de compensação com um valor nominal 1,5 vezes maior são instalados na placa. No final das configurações da PSU, elas podem ser substituídas por permanentes.


Foto 5. Placa de montagem

4. A montagem completa da placa de circuito e dos elementos externos do circuito eletrônico para teste, ajuste e ajuste dos parâmetros de saída.


Foto 6. Unidade de controle da PSU

5. Fabricação e ajuste da derivação e resistência adicional para usar um microamperímetro como amperímetro ou voltímetro BP. A resistência adicional consiste em resistores constantes e de sintonia conectados em série (foto acima). Um shunt (foto abaixo) está incluído no circuito principal de corrente e consiste em um fio com baixa resistência. A seção transversal do fio é determinada pela corrente de saída máxima. Ao medir a força da corrente, o dispositivo é conectado paralelamente à derivação.


Foto 7. Microamperímetro, derivação e resistência adicional

O ajuste do comprimento do shunt e o valor da resistência adicional são realizados com uma conexão apropriada ao dispositivo com monitoramento para conformidade com um multímetro. A mudança do dispositivo para o modo Amperímetro / Voltímetro é realizada pela chave seletora de acordo com o esquema:

Fonte de alimentação 1 ... 20 V com proteção de corrente

Foto 8. Esquema de alternar o modo de controle

6. Marcação e processamento do painel frontal da PSU, instalação de peças remotas. Nesta modalidade, um microamperímetro é colocado no painel frontal (chave seletora para o modo de controle A / V à direita do dispositivo), terminais de saída, reguladores de tensão e corrente, indicadores do modo de operação. Para reduzir perdas e em conexão com o uso frequente, uma saída estabilizada separada de 5 volts é produzida adicionalmente. Para isso, a tensão do enrolamento do transformador para 8V é fornecida à segunda ponte retificadora e um circuito típico em 7805 com proteção embutida.


Foto 9. Painel frontal

7. Montagem da fonte de alimentação. Todos os elementos da fonte de alimentação estão instalados no compartimento. Nesta modalidade, o radiador do transistor de controle VT1 é uma placa de alumínio com 5 mm de espessura, montada na parte superior da tampa da caixa, que serve como um radiador adicional. O transistor é montado no radiador através de uma junta eletricamente isolante.


Foto 10. Montagem de uma PSU sem tampa


Foto 11. Vista geral da fonte de alimentação.

Detalhes:

O amplificador operacional LM358N incorpora dois amplificadores operacionais.

O transistor VT1 pode ser substituído por qualquer uma das séries КТ827, КТ829. Transistor VT2 qualquer da série KT315. O diodo Zener VD1 pode ser usado por qualquer pessoa, com uma tensão de estabilização de 6,8 ... 8,0V e uma corrente de 3 ... 8 mA. Diodos VD2-VD4 das séries KD521 ou KD522B. Capacitores C3, C4 - filme ou cerâmica. Capacitores de óxido: C1 - K50-18 ou similar importado, o restante - da série K50-35. Resistores fixos da série MLT, variáveis ​​- SP3-9a.

Estabelecimento de uma fonte de alimentação - o motor do resistor variável R2 é movido para a posição superior de acordo com o esquema e a tensão máxima de saída é medida, configurada em 20 V, selecionando o resistor R10. Depois disso, a carga é conectada à saída e são feitas medições da corrente da operação de proteção. Para reduzir o nível de operação de proteção, reduza a resistência do resistor R6. Para aumentar o nível máximo de operação de proteção, reduza a resistência do resistor R13 - sensor de corrente de carga.
9.2
8.4
7.8

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19 comentários
O autor
Obrigado pela oferta, eu concordo com você.
Então, eu desenhei alguma coisa. Eu acho que você vai entender.
Citação: lihvin
Embora, se você transferir os pontos de conexão do dispositivo para uma derivação (no modo de tensão), esse "problema" será resolvido.
Nesse caso, a seta do dispositivo no modo (Amperímetro) irá na direção negativa.

Sim, não importa para onde ela vá, pensei que você poderia resolver isso sozinho. Coloque um interruptor um pouco mais complicado e todo o negócio então. Em vez de 3 pernas, 6 pinos, média por dispositivo. O mesmo tipo é possível, apenas 6.
O autor
Embora, se você transferir os pontos de conexão do dispositivo para uma derivação (no modo de tensão), esse "problema" será resolvido.
Nesse caso, a seta do dispositivo no modo (Amperímetro) irá na direção negativa.
O importante não é a perda de eletricidade, eles são realmente insignificantes, mas um aumento na resistência de saída da fonte de tensão e, portanto, um aumento na dependência da tensão de saída da corrente.
Um exemplo simples. Definimos a tensão de saída para 10 V sem carga e, em seguida, conectamos a carga levando 1A, por exemplo, um resistor de 10 Ohm.
Se Rout = 0, a tensão de saída não mudou.
Se Rout = 0,33 (adição de uma derivação de medição de corrente), a tensão de saída se tornará 9, 67 V.
Se houver uma oportunidade simples de tornar o dispositivo mais preciso, por que não usá-lo?
Cada mudança na corrente de carga leva a uma reação da fonte e uma mudança na sua tensão, o que, por sua vez, leva a uma mudança correspondente na corrente, ou seja, há uma pequena flutuação na tensão de alimentação para se acalmar.
Embora, se você transferir os pontos de conexão do dispositivo para uma derivação (no modo de tensão), esse "problema" será resolvido.
Citação: Ivan_Pokhmelev
Menos perda de corrente, mantendo mais precisamente a tensão de saída.

Vamos ?! É tão importante para este aparelho? De qualquer forma, mais ou menos 75mV desempenhará um papel significativo nos negócios?
Menos perda de corrente, mantendo mais precisamente a tensão de saída.
Citação: Ivan_Pokhmelev
Citação: lihvin
E não ousei pendurar o dispositivo no sensor atual (com um kit de corpo adicional), temendo a influência mútua do dispositivo, adicional. regulador de resistência e proteção de corrente.

E em vão. Isso é exatamente o que você tinha que fazer.

E qual é o problema realmente? O que isso dá, qual é a vantagem?
Citação: lihvin
E não ousei pendurar o dispositivo no sensor atual (com um kit de corpo adicional), temendo a influência mútua do dispositivo, adicional. regulador de resistência e proteção de corrente.

E em vão. Isso é exatamente o que você tinha que fazer.
O autor
[quote = Ivan_Pokhmelev] Se você não entende o que está em jogo, responda pelo menos a estas perguntas: qual é a resistência de Rш e a cabeça de um microamperímetro.

Obrigado pela oferta, mas também posso calcular o Rш de acordo com a fórmula, mas após o cálculo ainda é necessário ajustar a derivação sob o microamperímetro (verificado repetidamente). Eu tive sorte e não foram necessários cálculos, porque em 10 minutos pude selecionar (controlar pelo testador) o comprimento necessário do shunt do comprimento mais antigo (veja a foto 7). E não ousei pendurar o dispositivo no sensor atual (com um kit de corpo adicional), temendo a influência mútua do dispositivo, adicional. regulador de resistência e proteção de corrente.
Se você não entender o que está em jogo, responda pelo menos a estas perguntas: qual é a resistência de Rø e a cabeça do microamperímetro.
E R13 é selecionado devido a, como você corretamente apontou Pronin, a escolha errada opamp.
O autor
Citação: Ivan_Pokhmelev

2. Como é uma "derivação única", não é? R13 - o que você acha? É necessário remover a tensão do amperímetro.

O resistor R13 é um sensor de corrente e está selecionado - (*)! para operação estável da unidade de proteção contra sobrecorrente na faixa de 0,03 ... 2,0A. (Descrição da BP. - apenas 17 linhas).
E a derivação, como você sabe, é ajustada ao microamperímetro existente.
Objetivos diferentes - resistores diferentes.
Hoje concluo (encontrei o caso) um novo. Eu decidi usar blocos eletrônicos prontos com Ali.
Indicador em um,
corrente e tensão ...
A unidade de ajuste é 0,8-30 V 12A.

Opção de transformador. Um refrigerador será instalado para resfriamento no modo automático. Já preparei tudo, resta encontrar tempo para o projeto.
Eu tenho muitas perguntas para este produto caseiro, tanto no design quanto no esquema (algumas delas já foram dubladas) e ...
Por exemplo, a racionalidade de usar uma tensão de 20 volts a uma corrente de 2A?
Essa combinação ocorre? Pessoalmente, decidi fazer uma fonte de alimentação pronta (desenho industrial), expandindo suas capacidades. A unidade produz uma tensão ajustável de até 15 volts, com uma corrente de corte de 1,5 A.

Ele expandiu seus recursos, instalou um divisor atual. Depoimento derivado Um no dispositivo
Por um longo tempo, eu também quis fazer um esquema semelhante. Somente com uma quebra em duas faixas de tensão para reduzir a queda de tensão no transistor regulador e, consequentemente, a dissipação de energia.
De acordo com esse esquema, note-se que o atual ajuste de proteção foi realizado sem êxito. Na entrada do amplificador operacional LM358, são aplicadas tensões próximas de 0 (com alimentação unipolar do amplificador operacional). Para esse modo, os amplificadores operacionais Rail-to-Rail devem ser usados, não aplicações gerais. E o resistor R5 precisa estar na ordem de kOhm.
1. Vamos lá, o “ponteiro dos segundos” - ali a largura do bloco não é superior a 80 mm, é perfeitamente pressionada com uma mão se o botão estava à direita, além disso, alguém disse:
o botão raramente é usado

2. Como é uma "derivação única", não é? R13 - o que você acha? É necessário remover a tensão do amperímetro.
O autor
Citação: Ivan_Pokhmelev

1. O botão de reset não está localizado ergonomicamente.
2. Para que serve o segundo desvio?


1. Outro local do botão de reinicialização requer o uso de um ponteiro dos segundos para impedir que a PSU mude quando o botão é pressionado, o que é inconveniente. Pressionar para baixo elimina isso. A localização do botão no painel frontal interferirá com outros elementos. Como o botão raramente é usado, ele é removido da área de trabalho.
2. Em adicionar. o circuito tem apenas uma derivação - para um amperímetro. Não há outras derivações nos circuitos.
1. O botão de reset não está localizado ergonomicamente.
2. Para que serve o segundo desvio?

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