La fuente de alimentación del laboratorio es uno de los principales dispositivos del laboratorio de radioaficionados. Hoy recogeremos y revisaremos un diagrama interesante. La opción presentada en este artículo es bastante popular en las extensiones de la World Wide Web bajo el nombre de una fuente de alimentación simple y asequible.
Este esquema está reservado para un hilo separado del foro, fue desarrollado por una persona bajo el apodo de "olegrmz".
El esquema se ha refinado repetidamente y actualmente hay un total de aproximadamente una docena de variaciones y modificaciones diferentes. Como ejemplo, haremos la primera versión del autor. Se toman más instrucciones del canal de YouTube AKA KASYAN.
Algunas palabras sobre el esquema. De hecho, es una fuente de alimentación de laboratorio completa con estabilización tanto en voltaje como en corriente. El rango de ajuste del voltaje de salida es de 0V a 25V, la corriente es prácticamente de 0 a 1.5-2A.
Si es necesario, el voltaje de salida de esta fuente de alimentación se puede hacer hasta 50V:
Y la corriente es de al menos 10A. Para hacer esto, agregue transistores de potencia.
El circuito funciona completamente en modo lineal, proporciona un ajuste muy suave tanto de voltaje como de corriente. Prácticamente no hay ondas en el voltaje de salida.
El corazón del circuito es un amplificador operacional dual.
En el lado izquierdo del circuito hay un regulador de voltaje.
Además, como puede ver, hay dos estabilizadores de voltaje completos.
Surge la pregunta: ¿por qué es esto necesario y por qué no limitarse a uno? El segundo estabilizador es de 12 V, y es bastante bueno, pero el problema es que no se pueden suministrar más de 30-35 V a su entrada, pero el primero puede absorber fácilmente voltajes más altos, pero su voltaje de salida no brilla con estabilidad. En este caso, un estabilizador parece cubrir las deficiencias de otro. Durante la operación, casi no se calientan, ya que solo alimentan un amplificador operacional, cuyo consumo de corriente es pequeño.
El amplificador operacional es alimentado por un segundo regulador de voltaje de 12V, en el circuito original se usa un chip lm324 que consta de 4 opamps.
Pero dado que solo dos canales estaban involucrados en el circuito, se decidió reemplazar el amplificador operacional con el chip lm358, que contiene solo 2 opamps independientes.
Este circuito también es interesante porque la retroalimentación de corriente controla el voltaje de salida.
Cuando la fuente de alimentación opera como un estabilizador de voltaje, el primer amplificador operacional funciona como un comparador y proporciona un voltaje de salida estable, que es la referencia para el segundo amplificador, sobre el cual se construye la regulación de voltaje.
El sistema limitante actual es clásico.
Se aplica un voltaje de referencia a la entrada no inversora del primer amplificador operacional a través de un divisor.
Además, cuando la carga está conectada, la caída de voltaje que se formará en el sensor de corriente se compara con la de referencia. Basado en la diferencia en el estado de salida del amplificador operacional cambia suavemente.
Al cambiar por la fuerza el voltaje de referencia usando una resistencia variable, en realidad forzamos al amplificador operacional a cambiar su voltaje de salida, lo que finalmente conduce a una apertura o cierre suave del transistor de potencia y a un cambio en la corriente de salida de la fuente de energía.
Transistor de potencia. En un ejemplo específico, el autor usó 2SD1047.
Es bastante alto voltaje, la corriente del colector es de 12A.
Y la potencia disipada por el colector es de aproximadamente 100W.
El transistor de potencia se puede reemplazar por cualquier otro similar a la corriente del colector de 7A, también es deseable usar transistores en el paquete TO-247 o TO-3.
El circuito funciona en modo lineal, por lo que el transistor debe instalarse en un radiador masivo, es posible que necesite un flujo de aire adicional. El radiador que usa el autor es bastante pequeño, aquí se necesita mucho más un radiador.
La señal del amplificador operacional es invertida por un transistor de baja potencia y alimentada a la tecla de pre-salida, que en realidad controla el transistor de salida.
El circuito tiene 2 resistencias variables. Son necesarios para un ajuste suave y preciso de la tensión de salida.
Una revolución completa de la resistencia de ajuste fino permite ajustes de voltaje que van desde aproximadamente 3V. La siguiente imagen muestra una resistencia que establece el límite de voltaje de salida.
Hay 3 puentes en la placa de circuito. Sería posible prescindir de ellos, pero el autor tenía prisa durante el diseño del tablero, en general, podría haber sido mejor, pero no obstante, el tablero está en pleno funcionamiento. Puede descargarlo junto con el archivo general del proyecto en este enlace.
Se proporciona un rectificador con un electrolito para la alimentación en el tablero.
Todos los componentes de energía que se calentarán durante la operación se encuentran cerca. Esto es necesario para facilitar la instalación en un radiador común. Además, es necesario aislar todos los componentes de la carcasa del radiador con juntas conductoras de calor especiales y bujes de plástico.
Un rectificador de entrada con una corriente de 4-5A, pero es deseable suministrar un electrolito de 10 amperios a 50-63V con una capacitancia de 2200uF.
Comencemos las pruebas. Comencemos con uno simple: ajuste suave de la tensión de salida mínima. La entrada es de 30V, el voltaje de salida máximo es de aproximadamente 23V, el voltaje mínimo es cero, el ajuste es muy suave, puede establecer al menos 10mV.
El consumo de corriente del estabilizador sin carga es de aproximadamente 10-20 mA, pero esto dependerá directamente del voltaje de salida, ya que hay una resistencia de carga en la salida.
No hay quejas sobre el límite actual, todo funciona como debería. Bajo carga, la corriente se regula con suficiente suavidad. El límite superior es de aproximadamente 1.5A, el inferior - 60mA, pero jugar con el divisor apropiado (ver imagen a continuación) se puede hacer aún menos.
Ahora los contras de esta fuente de alimentación. El problema es este: si intenta hacer un cortocircuito en la unidad a la corriente mínima, entonces la corriente no está limitada, y si el transformador es potente, puede decirle adiós al transistor de potencia.
Pero vale la pena señalar que en versiones posteriores el esquema se ha finalizado y este problema se ha resuelto por completo.
Pero a la corriente máxima, todo funciona claramente, con un cortocircuito, la unidad hace frente perfectamente.
Proxima prueba - en otras palabras, verificar el funcionamiento de la retroalimentación - estabilización durante sobretensiones repentinas y caídas en la tensión de red. Simularemos caídas de voltaje mediante otra fuente de alimentación de laboratorio, que, de hecho, alimentará nuestro estabilizador. El voltaje de salida del estabilizador se establece en 12V.
Como puede ver, todo está claro aquí, el voltaje establecido se mantiene estable. Luego, verifique la estabilización de corriente, configure la corriente de salida en 1A y repita la misma prueba.
Aquí, también, todo está bien, la unidad también se comporta adecuadamente, la corriente de salida no cambia.
Eso es todo. Gracias por su atencion Hasta pronto!
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