Bekalan kuasa yang stabil

Semua peralatan elektronik dikuasakan oleh sumber semasa langsung. Untuk peralatan mudah alih, bateri atau bateri galvanik biasanya digunakan. Kini terdapat banyak peralatan seperti tangan dan poket: ini adalah telefon bimbit, kamera, komputer tablet, pelbagai alat ukur dan banyak lagi.

Elektronik pegun - televisyen, komputer, pusat muzik, dll. powered by AC menggunakan bekalan kuasa. Di sini, tidak boleh anda lakukan tanpa bateri atau bateri kecil.

Peranti elektronik sering tidak berdiri sendiri dan berfungsi sendiri. Pertama sekali, ini adalah unit elektronik terbina dalam, sebagai contoh, unit kawalan untuk mesin basuh atau microwave. Tetapi dalam kes ini, unit elektronik mempunyai sendiri bekalan kuasa, selalunya lebih stabil, dan juga dengan perlindungan, yang membolehkan anda melindungi kedua-dua bekalan kuasa itu sendiri dan bebannya, iaitu. unit kawalan yang disambungkan.

Dalam reka bentuk yang dibangunkan oleh amatur radio amatur, selalu ada bekalan kuasa, kecuali, tentu saja, reka bentuk ini dibawa ke hujungnya, dan tidak dibiarkan separuh jalan. Malangnya, ini berlaku agak kerap. Tetapi dalam kes umum, pembinaan litar terdiri daripada beberapa peringkat.

Di antaranya ialah pembangunan gambar rajah litar, serta pemasangan dan penyahpepijatannya di papan roti. Dan hanya selepas memperoleh hasil yang diperlukan pada papan roti, mereka mula membangunkan struktur modal. Itulah ketika mereka membangunkan papan litar, perumahan dan bekalan kuasa.

Dalam proses eksperimen pada papan roti, apa yang dipanggil bekalan kuasa makmal. Unit yang sama perlu digunakan untuk membuat pelbagai jenis reka bentuk, jadi ia harus mempunyai keupayaan yang luas.

Sebagai peraturan, ini adalah unit dengan peraturan voltan keluaran, dan menyediakan arus yang mencukupi. Kadangkala bekalan kuasa menghasilkan beberapa voltan, unit tersebut dipanggil berbilang saluran. Contohnya ialah bekalan kuasa komputer konvensional atau sumber bipolar untuk UMZCH yang kuat.

Apabila bekalan kuasa direka untuk satu voltan tetap, contohnya 5V, ia tidak buruk untuk memberi perlindungan terhadap melebihi voltan keluaran: jika transistor keluaran penstabil memecah, maka litar yang berkuasa daripadanya boleh menderita.

Walaupun perlindungan itu tidak terlalu rumit, terdapat hanya beberapa butiran, kerana sebab tertentu ia tidak melakukannya dalam litar perindustrian, dan hanya terdapat dalam reka bentuk radio amatur, dan bahkan tidak dalam semua. Tetapi, bagaimanapun, terdapat skim perlindungan sedemikian.

Jika anda melihat dengan teliti pada peranti pengguna, anda akan melihat bahawa semua peranti elektronik dikuasakan oleh voltan daripada julat standard. Ini adalah, pertama sekali, 5, 9, 12, 15, 24V. Berdasarkan nilai-nilai ini, beberapa penstabil bersepadu dengan voltan tetap dihasilkan.

Dalam penampilan ini, penstabil ini menyerupai transistor konvensional dalam pakej TO-220 (sama dengan KT819) atau dalam pakej D-PAK untuk pemasangan permukaan. Voltan keluaran ialah 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V. Tegasan ini dicerminkan secara langsung dalam menandakan penstabil yang digunakan pada peranti ini. Mungkin kelihatan seperti ini: MC78XX atau LM78XX.

Lembaran data mengatakan bahawa ini adalah penstabil tiga output dengan voltan tetap, seperti ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1

Litar pensuisan adalah sangat mudah: mereka hanya dipateri tiga kaki dan mendapat penstabil dengan voltan yang diperlukan dan arus keluaran dari 1 ... 2A. Bergantung pada penstabil tertentu, arus berubah-ubah, yang perlu diperhatikan dalam dokumentasi.Di samping itu, penstabil integral mempunyai perlindungan terlampau panas dan perlindungan semasa.

Dua huruf pertama menunjukkan syarikat pengeluar, dan XX kedua diganti dengan angka yang menunjukkan voltan penstabilan, kadang-kadang dua huruf pertama digantikan oleh satu ... tiga atau tidak sama sekali. Sebagai contoh, MC7805 menandakan penstabil dengan voltan tetap 5V, dan MC7812 adalah sama, tetapi dengan voltan output 12V.

Sebagai tambahan kepada penstabil dengan voltan tetap dalam versi bersepadu, terdapat penstabil yang boleh diselaraskan, contohnya LT317A, litar pensuisan biasa yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Batasan peraturan voltan juga ditunjukkan di sana.

Rajah 2. Litar pensuisan biasa penstabil larasLT317A

Kadang-kadang ada penstabil yang boleh disesuaikan di tangan, bagaimana untuk menyelesaikan masalah ini, adakah mungkin untuk dilakukan tanpa itu? Nah, anda memerlukan voltan sebanyak 7.5V dan itu sahaja! Ternyata pengatur dengan voltan tetap mudah berubah laras. Litar suis yang sama ditunjukkan dalam Rajah 3.

Rajah 3

Pelarasan dalam kes ini bermula dari voltan tetap penstabil yang digunakan dan hanya terhad oleh magnitud voltan masukan, secara semulajadi, tolak penurunan voltan minimum merentasi transistor penstabil yang mengatur.

Jika anda tidak perlu menyesuaikan voltan, tetapi bukannya 5V yang anda perlukan, sebagai contoh, 10, alihkan transistor VT1 dan semua yang berkaitan dengannya, dan sebaliknya menghidupkan diode zener dengan voltan penstabilan 5V. Secara semulajadi, diod zener dihidupkan dalam arah tidak menjalankan: anod disambungkan ke bas kuasa negatif, dan katod disambungkan ke terminal penstabil 8 (2).

Perlu diberi perhatian ialah pengiraan kesimpulan kes tiga berkaki, yang ditunjukkan dalam Rajah 3, iaitu: 17, 8, 2! Di mana ia datang, yang menciptanya, tidak jelas. Mungkin ini sekali lagi menjadi peminat pemaju kami, supaya mereka tidak dapat meneka! Tetapi pinout semacam itu digunakan, dan seseorang terpaksa bersabar.

Selepas penstabil integral telah dipertimbangkan, adalah mungkin untuk meneruskan pengilangan bekalan kuasa berdasarkan kepada mereka. Untuk melakukan ini, anda hanya perlu mencari pengubah yang sesuai, menambahnya dengan jambatan dioda dengan kapasitor elektrolitik, dan memasang semuanya dalam kes yang sesuai.

Bekalan Kuasa Makmal

Bermula untuk membangunkan bekalan kuasa makmal, anda perlu membuat keputusan asas asasnya, atau, semata-mata, apa yang akan kami lakukan. Cara paling mudah untuk memasang unit yang diingini pada cip LT317A atau analog domestiknya KR142EN12A (B) adalah regulator voltan laras.

Mari kita kembali ke Rajah 2. Ia menunjukkan bahawa julat pelarasan voltan adalah 1.25 ... 25V. Nilai maksimum parameter yang dibenarkan adalah sehingga 1.25 ... 37V, dengan voltan input 45V. Ini adalah voltan maksimum yang dibenarkan, jadi lebih baik untuk menghadkan diri kepada julat peraturan 25 volt.

Adalah lebih baik untuk tidak mengejar arus maksimum (1.5A), jadi kami akan meneruskan pengiraan dengan sekurang-kurangnya satu ampere, yang betul-betul 75%. Lagipun, margin keselamatan sentiasa ada. Oleh itu, untuk bekalan tenaga seperti ini anda perlu penerus dengan voltan sekurang-kurangnya 30 ... 33V dan arus sehingga 1A.

Clitar penerus ditunjukkan dalam Rajah 4. Sekiranya penggunaan semasa adalah lebih daripada satu ampere, penstabil perlu ditambah dengan transistor berkuasa luar. Tetapi ini satu lagi skim.

Rajah 4. Litar penentu

Pengiraan penyearah dan pengubah

Pertama sekali, dioda jambatan penerus perlu dipilih, arus terus mereka juga harus sekurang-kurangnya 1A, dan lebih baik jika sekurang-kurangnya 2A atau lebih. Di sini, dioda 1N5408 dengan arus langsung 3A dan voltan terbalik 1000V cukup sesuai. Diod KD226 domestik dengan indeks surat apa pun juga sesuai.

Kapasitor elektrolitik penapis juga boleh dipilih dengan menggunakan cadangan praktikal: untuk setiap ampere output arus, seribu mikrofarad. Jika kita merancang arus tidak melebihi 1A, maka kapasitor dengan kapasiti 1000μF adalah sesuai.Kapasitor elektrolitik, tidak seperti seramik, tidak bertolak ansur dengan voltan tinggi, oleh itu, voltan kerja mereka, yang sepatutnya lebih tinggi daripada voltan sebenar dalam litar ini, sentiasa ditunjukkan dalam litar.

Untuk bekalan kuasa yang direka, kapasitor 1000μF * 50V diperlukan. Tiada apa yang buruk akan berlaku jika kapasitor tidak 1000, tetapi 1500 ... 2000μF. Penyearah itu sendiri telah direka. Sekarang, seperti yang mereka katakan, perkara itu kecil: ia tetap untuk mengira pengubah.

Pertama sekali, anda harus menentukan kuasa pengubah. Ini dilakukan dengan mengambil kira kuasa beban. Jika arus keluaran penstabil adalah 1A, dan voltan input penstabil ialah 32V, maka kuasa yang digunakan dari penggulungan sekunder pengubah adalah P = U * I = 32 * 1 = 32W.

Apakah pengubah yang diperlukan dengan kuasa litar sekunder? Semuanya bergantung pada kecekapan pengubah, semakin besar kuasa keseluruhan, semakin tinggi kecekapan. Kualiti dan reka bentuk besi pengubah juga mempengaruhi parameter ini. Jadual yang ditunjukkan dalam Rajah 5 akan membantu untuk menentukan persoalan ini.

Rajah 5

Untuk mengetahui kuasa keseluruhan pengubah, kuasa dalam penggulungan sekunder mesti dibahagikan dengan kecekapan pengubah. Katakan bahawa kita mempunyai pengubah konvensional kita dengan besi berbentuk W, ditunjukkan dalam jadual sebagai "cap perisai". Kuasa anggaran bekalan kuasa direka 32W, maka kuasa pengubah adalah 32 / 0.8 = 40W.

Seperti yang ditulis tepat di atas, untuk bekalan kuasa yang maju memerlukan voltan tetap 30 ... 33V. Kemudian voltan penggulungan sekunder pengubah akan menjadi 33 / 1.41 = 23.404V.

Ini membolehkan anda memilih pengubah standard dengan voltan penggulungan sekunder pada 24V terbiar.

Agar tidak merumitkan pengiraan, penurunan voltan merentasi dioda jambatan dan rintangan menengah penggulungan sekunder tidak diambil kira di sini. Ia cukup untuk mengatakan bahawa semasa arus 1A, diameter wayar sekunder biasanya diambil sekurang-kurangnya 0.6 mm.

Transformer sedemikian boleh dipilih dari transformer bersatu CCI. Kuasa pengubah boleh melebihi 40W, ini hanya akan meningkatkan kebolehpercayaan bekalan kuasa, walaupun ia akan sedikit meningkatkan berat badannya. Sekiranya CCI pengubah tidak boleh dibeli, maka anda boleh mengulangi penggulungan sekunder pengubah kuasa yang sesuai.

Jika bekalan kuasa laras bipolar diperlukan, ia boleh dipasang mengikut litar yang ditunjukkan dalam Rajah 6. Untuk ini, pengatur voltan negatif KR142EN18A atau LM337 diperlukan. Litar kemasukannya sangat mirip dengan KR142EN12A.

Rajah 6. Diagram bekalan kuasa terkawal bipolar

Sudah jelas bahawa penerus bipolar diperlukan untuk menguatkan penstabil seperti itu. Ini paling mudah dilakukan pada pengubah dengan titik tengah dan jambatan diod, seperti ditunjukkan dalam Rajah 7.

Rajah 7. Rajah penerus bipolar

Reka bentuk bekalan kuasa adalah sewenang-wenangnya. Penyearah itu sendiri dan lembaga penstabil boleh dipasang pada papan berasingan atau pada satu. Microcircuits perlu dipasang pada radiator dengan keluasan sekurang-kurangnya 100 sentimeter persegi. Jika anda ingin mengurangkan saiz radiator, anda boleh memohon penyejukan paksa dengan bantuan penyejuk komputer kecil, yang mana terdapat banyak jualan sekarang.

Litar suis penstabil yang sedikit lebih baik ditunjukkan dalam Rajah 8.

Rajah 8 Litar suis biasa KR142EN12A

Diod pelindung VD1, VD2 jenis 1N4007 direka untuk melindungi mikrosirkuit dari kerosakan dalam kes apabila voltan keluaran melebihi voltan masukan. Keadaan ini boleh berlaku apabila anda mematikan cip tersebut. Oleh itu, kapasitansi kapasitor elektrolitik C2 tidak boleh lebih besar daripada kapasitans kapasitor elektrolitik pada output jambatan dioda.

Kapasitor Cadj yang disambungkan ke terminal kawalan dengan ketara mengurangkan riak pada output penstabil. Keupayaannya biasanya beberapa puluhan microfarads.

Dalam reka bentuk bekalan kuasa, adalah wajar untuk menyediakan voltmeter dan ammeter terbina dalam, sebaiknya elektronik, yang dijual di kedai dalam talian. Itulah harga yang mereka gigit, jadi pada mulanya ia lebih baik dilakukan tanpa mereka, dan menetapkan voltan yang diperlukan dengan multimeter.

Boris Aladyshkin