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Fuente de alimentación 1 ... 20 V con protección de corriente


Al configurar varios electronica Los dispositivos requieren una unidad de fuente de alimentación (PSU), en la cual hay un ajuste del voltaje de salida y la capacidad de controlar el nivel de operación de la protección contra sobrecorriente en un amplio rango. Cuando se activa la protección, la carga (dispositivo conectado) debe desconectarse automáticamente.

Una búsqueda en Internet arrojó varios circuitos de suministro de energía adecuados. Se detuvo en uno de ellos. El esquema es fácil de fabricar y poner en servicio, consta de partes accesibles, cumple con los requisitos establecidos.

La fuente de alimentación propuesta para la fabricación se basa en el amplificador operacional LM358 y tiene las siguientes características:
Tensión de entrada, V - 24 ... 29
Voltaje estabilizado de salida, V - 1 ... 20 (27)
Corriente de operación de protección, A - 0.03 ... 2.0


Foto 2. Circuito de alimentación



Un regulador de voltaje ajustable se ensambla en un amplificador operacional DA1.1. La entrada del amplificador (terminal 3) recibe el voltaje del modelo del motor de la resistencia variable R2, el diodo zener VD1 es responsable de su estabilidad y el voltaje se suministra a la entrada inversora (terminal 2) desde el emisor del transistor VT1 a través del divisor de voltaje R10R7. Usando una resistencia variable R2, puede cambiar el voltaje de salida de la fuente de alimentación.
La unidad de protección contra sobrecorriente se realiza en el amplificador operacional DA1.2, compara el voltaje en las entradas del amplificador operacional. La entrada 5 a través de la resistencia R14 recibe voltaje del sensor de corriente de carga - resistencia R13. La entrada inversora (pin 6) recibe un voltaje ejemplar, de cuya estabilidad es responsable el diodo VD2 con un voltaje de estabilización de aproximadamente 0.6 V.

Mientras que la caída de voltaje creada por la corriente de carga en la resistencia R13 es menor que la ejemplar, el voltaje de salida (pin 7) del amplificador operacional DA1.2 es cercano a cero. En el caso de que la corriente de carga exceda el nivel establecido permitido, el voltaje en el sensor de corriente aumentará y el voltaje en la salida del amplificador operacional DA1.2 aumentará casi hasta el voltaje de suministro. En este caso, el LED HL1 se enciende, indicando un exceso, el transistor VT2 se abre, evitando el diodo Zener VD1 con una resistencia R12. Como resultado, el transistor VT1 se cierra, el voltaje de salida de la fuente de alimentación disminuirá a casi cero y la carga se apagará. Para encender la carga, presione el botón SA1. El nivel de protección se ajusta con una resistencia variable R5.

Fabricación de BP

1. La base de la fuente de alimentación, sus características de salida están determinadas por la fuente de corriente: el transformador utilizado. En mi caso, se utilizó un transformador toroidal de una lavadora. El transformador tiene dos bobinados de salida en 8v y 15v. Al combinar ambos devanados en serie y agregar un puente rectificador en los diodos de potencia media KD202M disponibles, obtuve una fuente de voltaje de CC 23v, 2a para una unidad de fuente de alimentación.


Foto 3. Transformador y puente rectificador.

2. Otra parte determinante de la PSU es el cuerpo del instrumento. En este caso, un proyector de diapositivas para niños interfiere en el garaje. Después de haber eliminado el exceso y haber procesado en la parte frontal del orificio para instalar el microamperímetro indicador, obtuvimos un espacio en blanco para la carcasa de la fuente de alimentación.


Foto 4. Caso BP en blanco

3. El circuito electrónico se montó en una placa de montaje universal de 45 x 65 mm. El diseño de las piezas en el tablero depende de las dimensiones encontradas en la granja de componentes. En lugar de las resistencias R6 (que configuran la corriente de funcionamiento) y R10 (que limitan el voltaje de salida máximo), se instalan en la placa resistencias de lengüeta de compensación con un valor nominal 1,5 veces mayor. Al final de la configuración de la PSU, se pueden reemplazar por otras permanentes.


Foto 5. Placa de montaje

4. El conjunto de la placa de circuito y los elementos externos del circuito electrónico en su totalidad para probar, ajustar y ajustar los parámetros de salida.


Foto 6. Unidad de control de la fuente de alimentación

5. Fabricación y ajuste de la derivación y resistencia adicional para usar un microamperímetro como un amperímetro o un voltímetro BP. La resistencia adicional consiste en resistencias de sintonización constantes y conectadas en serie (en la foto de arriba). Se incluye una derivación (en la imagen a continuación) en el circuito de corriente principal y consiste en un cable con baja resistencia. La sección transversal del cable está determinada por la corriente de salida máxima. Al medir la intensidad actual, el dispositivo se conecta en paralelo a la derivación.


Foto 7. Microamperímetro, derivación y resistencia adicional.

El ajuste de la longitud de la derivación y el valor de la resistencia adicional se lleva a cabo con una conexión adecuada al dispositivo con monitoreo para el cumplimiento de un multímetro. El interruptor de palanca realiza el cambio del dispositivo al modo Amperímetro / Voltímetro de acuerdo con el esquema:

Fuente de alimentación 1 ... 20 V con protección de corriente

Foto 8. Esquema de cambio del modo de control

6. Marcado y procesamiento del panel frontal de la fuente de alimentación, instalación de piezas remotas. En esta realización, se coloca un microamperímetro en el panel frontal (interruptor de palanca para el modo de control de A / V a la derecha del dispositivo), terminales de salida, reguladores de voltaje y corriente, indicadores de modo de operación. Para reducir las pérdidas y en conexión con el uso frecuente, también se emite una salida estabilizada separada de 5 voltios. Para esto, el voltaje del devanado del transformador a 8V se suministra al segundo puente rectificador y a un circuito típico en 7805 con protección incorporada.


Foto 9. Panel frontal

7. Montaje de la fuente de alimentación. Todos los elementos de la fuente de alimentación están instalados en la carcasa. En esta realización, el radiador del transistor de control VT1 es una placa de aluminio de 5 mm de espesor, montada en la parte superior de la cubierta de la carcasa, que sirve como un radiador adicional. El transistor se monta en el radiador a través de una junta eléctricamente aislante.


Foto 10. Montaje de una fuente de alimentación sin tapa


Foto 11. Vista general de la fuente de alimentación.

Detalles:

El amplificador operacional LM358N incorpora dos amplificadores operacionales.

El transistor VT1 se puede reemplazar con cualquiera de las series КТ827, КТ829. Transistor VT2 cualquiera de la serie KT315. El diodo Zener VD1 puede ser utilizado por cualquier persona, con un voltaje de estabilización de 6.8 ... 8.0V y una corriente de 3 ... 8 mA. Diodos VD2-VD4 de la serie KD521 o KD522B. Condensadores C3, C4 - película o cerámica. Condensadores de óxido: C1 - K50-18 o similar importado, el resto - de la serie K50-35. Resistencias fijas de la serie MLT, variables - SP3-9a.

Establecimiento de una fuente de alimentación: el motor de resistencia variable R2 se mueve a la posición superior de acuerdo con el esquema y se mide el voltaje de salida máximo, se establece en 20 V, seleccionando la resistencia R10. Después de eso, la carga se conecta a la salida y se realizan mediciones de la corriente de operación de protección. Para reducir el nivel de operación de protección, reduzca la resistencia de la resistencia R6. Para aumentar el nivel máximo de operación de protección, reduzca la resistencia de la resistencia R13 - sensor de corriente de carga.
9.2
8.4
7.8

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19 comentarios
El autor
Gracias por la oferta, estoy de acuerdo contigo.
Entonces, dibujé algo. Creo que lo entenderás.
Cita: lihvin
Aunque, si transfiere los puntos de conexión del dispositivo para una derivación (en modo de voltaje), este "problema" se resolverá.
En este caso, la flecha del dispositivo en el modo (Amperímetro) irá en dirección negativa.

Sí, no importa a dónde vaya, pensé que podrías resolverlo tú mismo. Pon un interruptor un poco más complicado y todo el negocio entonces. En lugar de 3 patas, 6 pines, medio por dispositivo. El mismo tipo es posible, solo 6.
El autor
Aunque, si transfiere los puntos de conexión del dispositivo para una derivación (en modo de voltaje), este "problema" se resolverá.
En este caso, la flecha del dispositivo en el modo (Amperímetro) irá en dirección negativa.
Lo importante no es la pérdida de electricidad, son realmente insignificantes, sino un aumento en la resistencia de salida de la fuente de voltaje y, por lo tanto, un aumento en la dependencia del voltaje de salida de la corriente.
Un simple ejemplo. Configuramos el voltaje de salida a 10 V sin carga, luego conectamos la carga tomando 1A, por ejemplo, una resistencia de 10 Ohm.
Si Rout = 0, entonces el voltaje de salida no ha cambiado.
Si Rout = 0.33 (además de una derivación de medición de corriente), entonces el voltaje de salida se convirtió en 9, 67 V.
Si hay una oportunidad simple para hacer que el dispositivo sea más preciso, ¿por qué no usarlo?
Cada cambio en la corriente de carga conduce a una reacción de la fuente y a un cambio en su voltaje, que, a su vez, conduce a un cambio correspondiente en la corriente, es decir, hay una ligera fluctuación en el voltaje de suministro para calmarse.
Aunque, si transfiere los puntos de conexión del dispositivo para una derivación (en modo de voltaje), este "problema" se resolverá.
Cita: Ivan_Pokhmelev
Menos pérdida de corriente, más precisamente manteniendo el voltaje de salida.

¡Vamos! ¿Es tan importante para este aparato? De todos modos, ¿más o menos 75mV jugarán un papel importante en los negocios?
Menos pérdida de corriente, más precisamente manteniendo el voltaje de salida.
Cita: Ivan_Pokhmelev
Cita: lihvin
Y no me atreví a colgar el dispositivo en el sensor de corriente (con un kit de cuerpo adicional), temiendo la influencia mutua del dispositivo, adicional. regulador de resistencia y protección de corriente.

Y en vano. Eso es exactamente lo que tenías que hacer.

¿Y cuál es el problema en realidad? ¿Qué da esto, cuál es la ventaja?
Cita: lihvin
Y no me atreví a colgar el dispositivo en el sensor de corriente (con un kit de cuerpo adicional), temiendo la influencia mutua del dispositivo, adicional. regulador de resistencia y protección de corriente.

Y en vano. Eso es exactamente lo que tenías que hacer.
El autor
[quote = Ivan_Pokhmelev] Si no comprende lo que está en juego, responda al menos estas preguntas: ¿cuál es la resistencia de Rш y la cabeza del microamperímetro?

Gracias por la oferta, pero también puedo calcular Rш de acuerdo con la fórmula, pero después del cálculo, aún es necesario ajustar la derivación debajo del microamperímetro (revisado repetidamente). Tuve suerte y no se necesitaron cálculos, porque en 10 minutos pude seleccionar (controlando por el probador) la longitud necesaria de la derivación de la longitud más larga (ver foto 7). Y no me atreví a colgar el dispositivo en el sensor de corriente (con un kit de cuerpo adicional), temiendo la influencia mutua del dispositivo, adicional. regulador de resistencia y protección de corriente.
Si no comprende lo que está en juego, responda al menos a estas preguntas: ¿cuál es la resistencia de Rш y la cabeza del microamperímetro?
Y R13 se selecciona debido a, como señaló correctamente Pronin, la elección equivocada opamp.
El autor
Cita: Ivan_Pokhmelev

2. ¿Cómo es una "derivación única", eh? R13: ¿qué te parece? Es necesario eliminar el voltaje del amperímetro.

La resistencia R13 es un sensor de corriente y se selecciona - (*)! para un funcionamiento estable de la unidad de protección contra sobrecorriente en el rango de 0.03 ... 2.0A. (Descripción de la BP. - solo 17 líneas).
Y la derivación, como saben, se ajusta al microamperímetro existente.
Diferentes objetivos, diferentes resistencias.
Hoy completo (encontré el caso) uno nuevo. Decidí usar bloques electrónicos listos con Ali.
Indicador en uno,
corriente y voltaje ...
La unidad de ajuste es de 0.8-30 V 12A.

Opción de transformador. Se instalará un enfriador para enfriar en modo automático. Ya he preparado todo, queda por encontrar tiempo para el proyecto.
Tengo muchas preguntas para este producto casero, tanto en diseño como en esquema (algunas de ellas ya han sido expresadas), y ...
Por ejemplo, ¿la racionalidad de usar un voltaje de 20 voltios a una corriente de 2A?
¿Se produce tal combinación? Personalmente, decidí hacer una unidad de suministro de energía lista para usar (diseño industrial), ampliando sus capacidades. La unidad produce un voltaje ajustable de hasta 15 voltios, con una corriente de corte de 1.5 A.

Amplió sus capacidades, instaló un divisor actual. Testimonio derivado Un en el dispositivo
Durante mucho tiempo también quise hacer un esquema similar. Solo con un desglose en 2 rangos de voltaje para reducir la caída de voltaje a través del transistor regulador y, en consecuencia, la disipación de potencia.
De acuerdo con este esquema, se puede observar que el ajuste de protección actual se realizó sin éxito. En la entrada del amplificador operacional LM358, se aplican voltajes cercanos a 0 (con suministro de amplificador operacional unipolar). Para este modo, se deben usar amplificadores operacionales Rail-to-Rail, no aplicaciones generales. Y la resistencia R5 debe estar en el orden de kOhm.
1. Vamos, la "segunda mano" - allí el ancho del bloque no es más de 80 mm, se presiona perfectamente con una mano si el botón estaba a la derecha, además, alguien dijo:
el botón rara vez se usa

2. ¿Cómo es una "derivación única", eh? R13: ¿qué te parece? Es necesario eliminar el voltaje del amperímetro.
El autor
Cita: Ivan_Pokhmelev

1. El botón de reinicio no está ubicado ergonómicamente.
2. ¿Para qué es la segunda derivación?


1. Otra ubicación del botón de reinicio requiere el uso de una manecilla de segundos para evitar que la fuente de alimentación se mueva cuando se presiona el botón, lo cual es inconveniente. Presionar hacia abajo elimina esto. La ubicación del botón en el panel frontal interferirá con otros elementos. Como el botón rara vez se usa, se elimina del área de trabajo.
2. En agregar. el circuito tiene solo una derivación, para un amperímetro. No hay otras derivaciones en los circuitos.
1. El botón de reinicio no está ubicado ergonómicamente.
2. ¿Para qué es la segunda derivación?

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