Fonte de alimentação do laboratório

Ao criar vários dispositivos eletrônicos, mais cedo ou mais tarde, surge a questão sobre o que usar como fonte de energia para eletrônicos domésticos. Suponha que você montou algum tipo de pisca-pisca de LED, agora você precisa alimentá-lo com cuidado de alguma coisa. Muitas vezes, para esses fins, eles usam vários carregadores para telefones, fontes de alimentação de computadores, todos os tipos de adaptadores de rede que não limitam a corrente fornecida à carga.
E se, por exemplo, no próprio painel desse pisca-pisca LED, duas faixas fechadas passam despercebidas acidentalmente? Ao conectá-lo a uma poderosa fonte de alimentação de computador, o dispositivo montado pode queimar facilmente se houver algum erro de instalação na placa. Para evitar que situações desagradáveis ​​ocorram, existem fontes de alimentação de laboratório com proteção atual. Sabendo com antecedência que tipo de corrente o dispositivo conectado consumirá, podemos evitar um curto-circuito e, como resultado, a queima de transistores e microcircuitos delicados.
Neste artigo, consideraremos o processo de criação dessa fonte de alimentação, à qual você pode conectar a carga, sem medo de que alguma coisa queime.

Circuito de alimentação

O circuito contém um chip LM324, que combina 4 amplificadores operacionais, TL074 pode ser usado. O amplificador operacional OP1 é responsável pelo ajuste da tensão de saída e o OP2-OP4 monitora a corrente consumida pela carga. O microcircuito TL431 gera uma tensão de referência de aproximadamente 10,7 volts, não depende da magnitude da tensão de alimentação. O resistor variável R4 define a tensão de saída, o resistor R5 pode ajustar o escopo da alteração de tensão de acordo com suas necessidades. A proteção de corrente funciona da seguinte maneira: a carga consome a corrente que flui através do resistor de baixa resistência R20, que é chamado de shunt, a magnitude da queda de tensão através dela depende da corrente consumida. O amplificador operacional OP4 é usado como um amplificador, aumentando a pequena tensão de queda no shunt para o nível de 5-6 volts, a tensão na saída do OP4 muda de zero para 5-6 volts, dependendo da corrente de carga. A cascata OP3 funciona como um comparador, comparando a tensão em suas entradas. A tensão em uma entrada é definida por um resistor variável R13, que define o limite de proteção, e a tensão na segunda entrada depende da corrente de carga. Assim, assim que a corrente excede um certo nível, uma tensão aparece na saída do OP3, abrindo o transistor VT3, que, por sua vez, puxa a base do transistor VT2 para o chão, fechando-a. Um transistor fechado VT2 fecha a energia VT1, abrindo o circuito de energia de carga. Todos esses processos ocorrem em questão de frações de segundo.
O resistor R20 deve ser utilizado com uma potência de 5 watts para evitar seu possível aquecimento durante operação prolongada. O resistor de sintonização R19 define a sensibilidade da corrente, quanto maior sua classificação, maior a sensibilidade pode ser alcançada. O resistor R16 ajusta a histerese da proteção. Recomendamos não se envolver no aumento de sua classificação. Uma resistência de 5-10 kOhm fornecerá um clique claro do circuito quando a proteção for acionada, uma resistência maior terá o efeito de limitação de corrente, quando a tensão na saída não desaparecer completamente.
Como um transistor de potência, você pode usar KT818, KT837, KT825 ou TIP42 importado doméstico. Atenção especial deve ser dada ao seu resfriamento, porque toda a diferença entre a tensão de entrada e saída será dissipada na forma de calor nesse transistor. É por isso que você não deve usar a fonte de alimentação com baixa tensão de saída e alta corrente; o aquecimento do transistor será máximo. Então, vamos passar de palavras para ações.

Fabricação e montagem de PCB

A placa de circuito impresso é realizada pelo método LUT, que foi descrito repetidamente na Internet.
Um LED com um resistor, que não é indicado no diagrama, é adicionado à placa de circuito impresso. O resistor para o LED é adequado para um valor nominal de 1-2 kOhm. Este LED acende quando a proteção é ativada. Também foram adicionados dois contatos, indicados pela palavra "Jamper", quando eles estão fechados, a fonte de alimentação fica fora de proteção "clica em". Além disso, um capacitor de 100 pF foi adicionado entre a saída 1 e 2 do microcircuito, serve para proteger contra interferências e garante operação estável do circuito.
Placa de download:

Configuração da fonte de alimentação

Então, depois de montar o circuito, você pode começar a configurá-lo. Primeiro, fornecemos energia de 15 a 30 volts e medimos a tensão no cátodo do chip TL431, que deve ser aproximadamente igual a 10,7 volts. Se a tensão fornecida à entrada da fonte de alimentação for pequena (15-20 volts), o resistor R3 deverá ser reduzido para 1 kOhm. Se a tensão de referência estiver em ordem, verificamos a operação do regulador de tensão, quando o resistor variável R4 gira, ele deve mudar de zero para o máximo. Em seguida, rotacionamos o resistor R13 em sua posição mais extrema. Uma proteção pode ser acionada quando esse resistor puxa a entrada OP2 para o solo. Você pode instalar um resistor com um valor nominal de 50 a 100 Ohms entre o terra e o terminal final R13, que está conectado ao terra. Conectamos um pouco de carga à fonte de alimentação, configuramos R13 para a posição extrema. Aumentamos a tensão na saída, a corrente aumentará e em algum momento a proteção funcionará. Alcançamos a sensibilidade desejada com um resistor de sintonização R19 e, em seguida, um constante pode ser soldado. Isso completa o processo de montagem da fonte de alimentação do laboratório, você pode instalá-lo na carcaça e usá-lo.

Indicação

É muito conveniente usar a ponta da seta para indicar a tensão de saída. Os voltímetros digitais, embora possam mostrar voltagens de até centésimos de volt, números constantemente em execução são mal percebidos pelo olho humano. É por isso que é mais racional usar pontas de flecha. É muito simples criar um voltímetro com esse cabeçote - basta colocar um resistor de sintonia com um valor nominal de 0,5 - 1 MΩ em série. Agora você precisa aplicar uma tensão cujo valor é conhecido antecipadamente e ajustar a posição da seta correspondente à tensão aplicada com um resistor de corte. Montagem bem sucedida!