Стабилизовано напајање

Сва електронска опрема се напаја из извора истосмјерне струје. За покретну опрему обично се користе батерије или галванске батерије. Сада је у рукама и џеповима доста такве опреме: то су мобилни телефони, камере, таблет рачунари, разни мерни инструменти и још много тога.

Стационарна електроника - телевизори, рачунари, музички центри итд. Покреће се АЦ наизменичним напајањем. Овде ни у којем случају не можете без батерија или малих батерија.

Електронски уређаји често нису самостални и раде сами. Пре свега, то су уграђене електронске јединице, на пример, контролна јединица за веш машину или микроталасну пећницу. Али чак и у овом случају, електронске јединице имају своје напајања, најчешће чак и стабилизована, па чак и са заштитом, која вам омогућава да заштитите и сам извор напајања и оптерећење, тј. спојена контролна јединица.

У дизајну који су развили аматерски радиоаматери увек постоји напајање, уколико, наравно, овај дизајн није доведен до краја, а не напуштен на пола пута. На жалост, то се догађа прилично често. Али у општем случају, конструкција склопа састоји се од неколико фаза.

Међу њима су израда дијаграма кола, као и састављање и уклањање погрешака на плочи. И тек након што добију потребне резултате на табли, почињу да развијају капиталну структуру. Тада развијају плочице, кућиште и напајање.

У процесу експеримената на плочи, тзв лабораторијска напајања. Иста јединица мора се користити за пуштање у погон различитих широког спектра, тако да треба имати широке могућности.

По правилу, ово је јединица која регулише излазни напон и обезбеђује довољну струју. Понекад напајање производи неколико напона, такве јединице називамо вишеканалним. Пример је конвенционално напајање рачунара или биполарни извор за снажни УМЗЦХ.

Када је напајање дизајнирано за један фиксни напон, на примјер 5В, није лоше осигурати заштиту од прекорачења излазног напона: ако се транзистор излазног стабилизатора пробије, тада може оштетити и струјни круг који напаја.

Иако таква заштита није баш комплицирана, постоји само неколико детаља, из неког разлога то се не чини у индустријским круговима, а налази се само у аматерским радио дизајнима, па чак и онда не у свим. Али, ипак, постоје такве шеме заштите.

Ако пажљиво погледате потрошачке уређаје, приметићете да сви електронички уређаји напајају напоне из стандардног распона. То је, пре свега, 5, 9, 12, 15, 24В. На основу ових вредности производи се низ интегрисаних стабилизатора са фиксним напоном.

По изгледу, ови стабилизатори подсећају на уобичајени транзистор у пакету ТО-220 (сличан КТ819) или у пакету Д-ПАК за површинску монтажу. Излазни напон је 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24В. Ови напони се одражавају директно на обележавање стабилизатора на тело уређаја. То може изгледати овако: МЦ78КСКС или ЛМ78КСКС.

У листовима података пише да су то стабилизатори с три излаза са фиксним напоном, као што је приказано на слици 1.

Слика 1

Прекидачки круг је крајње једноставан: лемљене су само три ноге и добили су стабилизатор са потребним напоном и излазном струјом од 1 ... 2А. Зависно од одређеног стабилизатора, струје варирају, што би требало узети у обзир у документацији.Поред тога, интегрисани стабилизатори имају уграђену заштиту од прегревања и струјну заштиту.

Прва два слова означавају компанију произвођача, а друга КСКС се замењују бројевима који показују стабилизациони напон, понекад се прва два слова замењују једним ... три или уопште не постоје. На пример, МЦ7805 означава стабилизатор са фиксним напоном од 5 В, а МЦ7812 је исти, али са напоном од 12 В.

Поред стабилизатора са фиксним напоном у интегрисаној верзији, постоје подесиви стабилизатори, на пример ЛТ317А, чији је типични прекидачки круг приказан на слици 2. Ограничења регулације напона су такође наведена.

Слика 2. Типични прекидачки круг подесивог стабилизатораЛТ317А

Понекад једноставно нема подесивог стабилизатора при руци, како решити овај проблем, је ли могуће без њега? Па, треба вам напон од 7,5 В и то је то! Испада да се регулатор фиксног напона лако окреће подесивим. Сличан прекидачки круг приказан је на слици 3.

Слика 3

Подручје подешавања у овом случају почиње од фиксног напона примењеног стабилизатора и ограничено је само величином улазног напона, наравно минус минус минимални пад напона преко регулационог транзистора стабилизатора.

Ако не требате да подешавате напон, већ само уместо 5В требате да добијете, на пример, 10, само уклоните транзистор ВТ1 и све повезано са њим, а уместо тога укључите зенер диоду са стабилизацијским напоном од 5В. Наравно, зенер диода је укључена у непроводном правцу: анода је повезана на магистралу негативне снаге, а катода је повезана са стабилизаторским терминалом 8 (2).

Запазити је нумерирање закључака трочланог случаја, приказаних на слици 3, и то: 17, 8, 2! Одакле је настао, ко га је измислио, нејасно је. Можда су ово опет махинације наших програмера, да њихови не би погодили! Али такав се пиноут користи и човек се мора помирити са тим.

Након што се размотре интегрални стабилизатори, могуће је приступити производњи напајања на основу њих. Да бисте то учинили, само морате пронаћи одговарајући трансформатор, допунити га диодним мостом са електролитичким кондензатором и све саставити у одговарајућу футролу.

Лабораторијско напајање

Почевши с развојем лабораторијског напајања, требало би да одлучите о његовој елементарној основи или, једноставно, о чему ћемо од ње правити. Најлакши начин за састављање жељене јединице на ЛТ317А чип или његов домаћи аналогни КР142ЕН12А (Б) су подесиви регулатори напона.

Вратимо се слици 2. То показује да је распон подешавања напона 1,25 ... 25В. Максимална дозвољена вредност овог параметра износи до 1,25 ... 37В, са улазним напоном од 45В. Ово је максимални дозвољени напон, тако да је боље да се ограничите на распон регулације од 25 волти.

Боље је да не гањате максималну струју (1.5А), тако да ћемо од израчуна да кренемо са најмање једним ампером, што је тачно 75%. Уосталом, граница сигурности увек треба да буде. Стога ће вам за такво напајање требати исправљач са напоном од најмање 30 ... 33В и струјом до 1А.

Цкруг исправљача приказан је на слици 4. У случају да је потрошња струје већа од једног ампера, стабилизатор треба допунити спољним снажним транзисторима. Али ово је друга шема.

Слика 4. Круг исправљача

Прорачун исправљача и трансформатора

Пре свега, треба изабрати исправљачке мостне диоде, њихова директна струја такође треба бити најмање 1А, а боље је ако је најмање 2А или више. Овдје су прилично погодне диоде 1Н5408 са директном струјом од 3А и реверзним напоном од 1000 В. Такође су погодне домаће диоде КД226 са било којим словним индексом.

Електролитички кондензатор филтера такође се може једноставно одабрати користећи практичне препоруке: за сваки ампер излазне струје, хиљаду микрофаради. Ако планирамо да струја не буде већа од 1А, тада је погодан кондензатор капацитета 1000 µФ.Електролитички кондензатори, за разлику од керамичких, не подносе високе напоне, па је њихов радни напон, који би требао бити већи од стварног напона у овом кругу, увијек наведен у круговима.

За дизајнирано напајање потребан је кондензатор од 1000 µФ * 50В. Ништа се лоше неће догодити ако кондензатор није 1000, већ 1500 ... 2000µФ. Сам исправљач је већ дизајниран. Сада, како кажу, ствар је мала: остаје да се израчуна трансформатор.

Пре свега, требало би да одредите снагу трансформатора. То се врши узимајући у обзир снагу оптерећења. Ако је излазна струја стабилизатора 1А, а улазни напон стабилизатора 32В, тада потрошена снага секундарног намотаја трансформатора износи П = У * И = 32 * 1 = 32В.

Који би трансформатор био потребан са таквим напоном секундарног круга? Све зависи од ефикасности трансформатора, што је већа укупна снага, већа је и ефикасност. Квалитета и дизајн трансформаторског гвожђа такође утиче на овај параметар. Табела приказана на слици 5 помоћи ће вам да приближно утврдите ово питање.

Слика 5

Да бисте сазнали укупну снагу трансформатора, снага у секундарном намоту мора се делити са ефикасношћу трансформатора. Претпоставимо да на располагању имамо конвенционални трансформатор са жељезом у облику слова В, који је у табели означен као „оклопљени жиг“. Процењена снага пројектованог напајања је 32В, а затим снага трансформатора 32 / 0,8 = 40В.

Као што је горе написано, за развијено напајање потребно је константан напон од 30 ... 33В. Тада ће напон секундарног намотаја трансформатора бити 33 / 1,41 = 23.404В.

То вам омогућава да одаберете стандардни трансформатор са напоном секундарног намотаја у празном ходу 24В.

Како се не би компликовали прорачуни, овде се не узима у обзир пад напона преко мостова диода и секундарни отпор секундарног намотаја. Довољно је рећи да се при струји од 1А пречник секундарне жице обично узима најмање 0,6 мм.

Такав трансформатор се може изабрати из унифицираних трансформатора ЦЦИ серије. Снага трансформатора може бити већа од 40В, то ће само побољшати поузданост напајања, мада ће мало повећати његову тежину. Ако се трансформатор ЦЦИ не може купити, тада можете једноставно премотати секундарно навијање трансформатора одговарајуће снаге.

Ако је потребно биполарно подесиво напајање, он се може саставити према кругу приказаном на слици 6. За то ће бити потребан регулатор негативног напона КР142ЕН18А или ЛМ337. Круг његовог укључивања је врло сличан КР142ЕН12А.

Слика 6. Дијаграм биполарног регулисаног напајања

Сасвим је очигледно да ће за напајање таквог стабилизатора бити потребан биполарни исправљач. То се најлакше врши на трансформатору са средином и диодним мостом, као што је приказано на слици 7.

Слика 7. Дијаграм биполарног исправљача

Дизајн напајања је произвољан. Сам исправљач и стабилизациона плоча могу се саставити на одвојеним плочама или на једној. На радијаторе с површином од најмање 100 квадратних центиметара треба поставити микроциркуле. Ако желите да смањите величину радијатора, можете користити принудно хлађење уз помоћ малих рачунарских хладњака, којих данас има доста у продаји.

Незнатно побољшани круг за укључивање стабилизатора приказан је на слици 8.

Слика 8 Типични прекидачки круг КР142ЕН12А

Заштитне диоде ВД1, ВД2 типа 1Н4007 дизајниране су да заштите микро круг од пропадања у случају када излазни напон прелази улазни напон. Ова ситуација се може догодити када искључите чип. Стога капацитивност електролитичког кондензатора Ц2 не смије бити већа од капацитивности електролитичког кондензатора на излазу диодног моста.

Цадј кондензатор спојен на управљачки терминал значајно смањује пукотину на излазу стабилизатора. Капацитет му је обично неколико десетина микрофаради.

У дизајну напајања пожељно је обезбедити уграђени волтметар и амперметар, по могућности електронски, који се продају у мрежним продавницама. То су само цене које гризу, тако да је у почетку боље учинити без њих, а мултиметар поставити жељени напон.

Борис Аладисхкин