Stabilize güç kaynakları

Tüm elektronik ekipman, doğru akım kaynakları ile çalışır. Mobil cihazlarda genellikle piller veya galvanik piller kullanılır. Şimdi ellerde ve ceplerde çok sayıda ekipman var: bunlar cep telefonları, kameralar, tablet bilgisayarlar, çeşitli ölçüm cihazları ve çok daha fazlası.

Sabit elektronik - televizyonlar, bilgisayarlar, müzik merkezleri vb. güç kaynakları kullanarak AC tarafından desteklenmektedir. Burada, hiçbir durumda pil veya küçük piller olmadan yapamazsınız.

Elektronik cihazlar genellikle bağımsız değildir ve kendi başlarına çalışırlar. Her şeyden önce, bunlar yerleşik elektronik ünitelerdir, örneğin bir çamaşır makinesi veya mikrodalga için bir kontrol ünitesi. Ancak bu durumda bile, elektronik birimlerin kendi güç kaynakları, çoğu zaman stabilize ve hatta hem güç kaynağının hem de yükün korunmasına izin veren koruma ile, yani. bağlı kontrol birimi.

Amatör radyo amatörleri tarafından geliştirilen tasarımlarda, elbette, bu tasarım sonuna getirilmediği ve yarıda bırakılmadığı sürece her zaman bir güç kaynağı vardır. Ne yazık ki, bu oldukça sık görülür. Ancak genel durumda, bir devrenin inşası birkaç aşamadan oluşur.

Bunlar arasında bir devre şemasının geliştirilmesi, ayrıca bir breadboard üzerinde montajı ve hata ayıklaması da vardır. Ve ancak breadboard üzerinde gerekli sonuçları elde ettikten sonra, bir sermaye yapısı geliştirmeye başlarlar. İşte o zaman devre kartları, bir muhafaza ve bir güç kaynağı geliştiriyorlar.

Breadboard üzerinde deneyler sürecinde, sözde laboratuvar güç kaynakları. Bir ve aynı ünite çok çeşitli tasarımları devreye almak için kullanılmalıdır, bu nedenle geniş yeteneklere sahip olmalıdır.

Kural olarak, bu çıkış voltajının regülasyonu ve yeterli akım sağlayan bir birimdir. Bazen güç kaynağı birkaç voltaj üretir, bu tür ünitelere çok kanallı denir. Bir örnek, geleneksel bir bilgisayar güç kaynağı veya güçlü bir UMZCH için iki kutuplu bir kaynaktır.

Güç kaynağı bir sabit voltaj, örneğin 5V için tasarlandığında, çıkış voltajını aşmaya karşı koruma sağlamak kötü değildir: çıkış stabilizatörü transistörü bozulursa, güç verilen devre zarar görebilir.

Bu tür bir koruma çok karmaşık olmasa da, sadece birkaç ayrıntı vardır, bazı nedenlerden dolayı endüstriyel şemalarda yapılmaz ve sadece amatör radyo tasarımlarında bulunur ve hatta o zaman hiç de yoktur. Ancak, yine de, böyle koruma planları vardır.

Tüketici cihazlarına yakından bakarsanız, tüm elektronik cihazların standart aralıktaki voltajlarla çalıştığını fark edeceksiniz. Bu, her şeyden önce, 5, 9, 12, 15, 24V'dir. Bu değerlere dayanarak, sabit voltajlı bir dizi entegre stabilizatör üretilir.

Görünüşte, bu stabilizatörler TO-220 paketinde (KT819'a benzer) veya yüzeye montaj için bir D-PAK paketinde geleneksel bir transistöre benzemektedir. Çıkış voltajı 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V'dir. Bu voltajlar doğrudan cihazın gövdesine uygulanan stabilizatörlerin işaretine yansır. Şuna benzeyebilir: MC78XX veya LM78XX.

Veri sayfalarında, Şekil 1'de gösterildiği gibi, bunların sabit voltajlı üç çıkışlı stabilizatörler olduğu yazılmaktadır.

Resim 1

Anahtarlama devresi son derece basittir: sadece üç ayak lehimlenmiştir ve 1 ... 2A'dan gerekli voltaj ve çıkış akımına sahip bir stabilizatör almıştır. Belirli dengeleyiciye bağlı olarak, belgelerde not edilmesi gereken akımlar değişir.Ayrıca, entegre stabilizatörler dahili aşırı ısınma koruması ve akım korumasına sahiptir.

İlk iki harf üreticinin şirketini gösterir ve ikinci XX sabitleme voltajını gösteren sayılarla değiştirilir, bazen ilk iki harf bir ... üç ile değiştirilir veya hiç olmaz. Örneğin, MC7805 sabit voltajı 5V olan bir dengeleyiciyi belirtir ve MC7812 aynıdır, ancak 12V çıkış voltajı vardır.

Entegre versiyonda sabit voltajlı stabilizatörlere ek olarak, tipik bir anahtarlama devresi Şekil 2'de gösterilen LT317A gibi ayarlanabilir stabilizatörler vardır. Voltaj regülasyonunun sınırları da burada belirtilmiştir.

Şekil 2. Ayarlanabilir bir dengeleyicinin tipik anahtarlama devresiLT317A

Bazen elinizde ayarlanabilir bir stabilizatör yoktur, bu sorunu nasıl çözersiniz, onsuz yapmak mümkün mü? 7.5V'luk bir voltaja ihtiyacınız var ve hepsi bu! Sabit voltajlı bir regülatörün kolayca ayarlanabilir hale geldiği ortaya çıkıyor. Benzer bir anahtarlama devresi Şekil 3'te gösterilmiştir.

Şekil 3.

Bu durumda ayar aralığı, uygulanan dengeleyicinin sabit voltajından başlar ve sadece giriş voltajının büyüklüğü ile sınırlıdır, doğal olarak, dengeleyicinin düzenleyici transistörü boyunca minimum voltaj düşüşü eksi.

Voltajı ayarlamanız gerekmiyorsa, ancak 5V yerine, örneğin 10 almanız gerekir, transistör VT1'i ve ona bağlı olan her şeyi çıkarın ve bunun yerine zener diyotu 5V'luk bir stabilizasyon voltajıyla açın. Doğal olarak, zener diyot iletken olmayan bir yönde açılır: anot negatif güç barasına bağlanır ve katot stabilizatör terminaline 8 (2) bağlanır.

Şekil 3'te gösterilen üç ayaklı davanın sonuçlarının numaralandırılması dikkat çekicidir: 17, 8, 2! Nereden geldi, kim icat etti, belli değil. Belki de bu yine geliştiricilerin işleyişidir, böylece onların tahminleri olmazdı! Ancak böyle bir pinout kullanılır ve biri buna katlanmak zorundadır.

İntegral stabilizatörler düşünüldükten sonra, bunlara dayalı güç kaynakları imalatına devam etmek mümkündür. Bunu yapmak için, sadece uygun bir transformatör bulmanız, elektrolitik kapasitörlü bir diyot köprüsü ile desteklemeniz ve hepsini uygun bir durumda monte etmeniz yeterlidir.

Laboratuvar Güç Kaynağı

Bir laboratuvar güç kaynağı geliştirmeye başlayarak, temel tabanına veya oldukça basit bir şekilde bundan ne yapacağımıza karar vermelisiniz. LT317A yongasına veya dahili analog KR142EN12A (B) üzerine istenen üniteyi monte etmenin en kolay yolu ayarlanabilir voltaj regülatörleridir.

Şekil 2'ye geri dönelim. Voltaj ayar aralığının 1.25 ... 25V olduğunu gösterir. Bu parametrenin izin verilen maksimum değeri, 45V giriş voltajı ile 1.25 ... 37V'a kadardır. Bu izin verilen maksimum voltajdır, bu nedenle kendinizi 25 voltluk bir regülasyon aralığıyla sınırlamak daha iyidir.

Maksimum akımı (1.5A) kovalamamak daha iyidir, bu nedenle hesaplamadan tam olarak% 75 olan en az bir amper ile devam edeceğiz. Sonuçta, güvenlik payı her zaman olmalıdır. Bu nedenle, böyle bir güç kaynağı için ihtiyacınız olacak doğrultucu en az 30 ... 33V voltaj ve 1A'ya kadar akım ile.

CDoğrultucu devresi Şekil 4'te gösterilmiştir. Akım tüketimi birden fazla amper ise, dengeleyiciye harici güçlü transistörler eklenmelidir. Ama bu başka bir şema.

Şekil 4. Doğrultucu devresi

Doğrultucu ve transformatörün hesaplanması

Her şeyden önce, doğrultucu köprü diyotları seçilmeli, doğru akımları da en az 1A olmalı ve en az 2A veya daha fazla ise daha iyidir. Burada, 3A doğru akım ve 1000V ters voltaj ile 1N5408 diyotları oldukça uygundur. Herhangi bir harf indeksine sahip yerli KD226 diyotları da uygundur.

Filtrenin elektrolitik kapasitörü de pratik öneriler kullanılarak seçilebilir: çıkış akımının her bir amperi için bin mikrofarad. 1A'dan fazla olmayan bir akım planlarsak, 1000µF kapasiteli bir kapasitör uygundur.Elektrolitik kapasitörler, seramik olanların aksine, yüksek voltajlara tolerans göstermez, bu nedenle devrelerde gerçek voltajdan daha yüksek olması gereken çalışma voltajları her zaman devrelerde gösterilir.

Tasarlanan güç kaynağı için 1000µF * 50V kapasitör gereklidir. Kapasitör 1000 değil, 1500 ... 2000µF ise kötü bir şey olmaz. Doğrultucunun kendisi zaten tasarlanmıştır. Şimdi, dedikleri gibi, konu küçük: transformatörü hesaplamak için kalır.

Her şeyden önce, transformatörün gücünü belirlemelisiniz. Bu, yük gücü dikkate alınarak yapılır. Stabilizatörün çıkış akımı 1A ve stabilizatörün giriş voltajı 32V ise, transformatörün sekonder sargısından tüketilen güç P = U * I = 32 * 1 = 32W'dir.

Böyle bir ikincil devre gücü ile hangi transformatör gerekir? Her şey transformatörün verimliliğine bağlıdır, genel güç ne kadar büyük olursa, verimlilik de o kadar yüksek olur. Trafo demirinin kalitesi ve tasarımı da bu parametreyi etkiler. Şekil 5'te gösterilen tablo, bu sorunun yaklaşık olarak belirlenmesine yardımcı olacaktır.

Resim 5

Transformatörün toplam gücünü bulmak için, ikincil sargıdaki güç transformatörün verimliliğine bölünmelidir. Varsayalım ki, tabloda “zırhlı damgalı” olarak gösterilen, W şeklinde bir demire sahip geleneksel bir transformatörümüz var. Tasarlanan güç kaynağının tahmini gücü 32W, daha sonra transformatörün gücü 32 / 0.8 = 40W'dır.

Yukarıda yazıldığı gibi, gelişmiş güç kaynağı için 30 ... 33V sabit voltaj gerektirir. Daha sonra transformatörün sekonder sargısının voltajı 33 / 1.41 = 23.404V olacaktır.

Bu, 24V rölantide ikincil sargı voltajına sahip standart bir transformatör seçmenizi sağlar.

Hesaplamaları karmaşıklaştırmamak için, köprü diyotları arasındaki voltaj düşüşü ve ikincil sargının ikincil direnci burada dikkate alınmaz. 1A akımında, ikincil tel çapının genellikle en az 0.6 mm alındığını söylemek yeterlidir.

Böyle bir transformatör, CCI serisinin birleşik transformatörlerinden seçilebilir. Transformatörün gücü 40W'tan fazla olabilir, bu sadece ağırlığının biraz artmasına rağmen, güç kaynağının güvenilirliğini artıracaktır. Transformatör CCI satın alınamazsa, transformatörün uygun sargısının sekonder sargısını kolayca geri sarabilirsiniz.

İki kutuplu ayarlanabilir bir güç kaynağı gerekiyorsa, Şekil 6'da gösterilen devreye göre monte edilebilir. Bunun için bir negatif voltaj regülatörü KR142EN18A veya LM337 gerekli olacaktır. Kapsama devresi KR142EN12A'ya çok benzer.

Şekil 6. İki kutuplu bir regüle edilmiş güç kaynağının şeması

Böyle bir dengeleyiciye güç sağlamak için iki kutuplu bir doğrultucunun gerekli olacağı oldukça açıktır. Bu, en kolay şekilde Şekil 7'de gösterildiği gibi bir orta nokta ve bir diyot köprüsü olan bir transformatör üzerinde yapılır.

Şekil 7. İki kutuplu bir doğrultucu diyagramı

Güç kaynağının tasarımı isteğe bağlıdır. Doğrultucunun kendisi ve stabilizatör kartı ayrı kartlara veya bir kart üzerine monte edilebilir. Mikro devreler, en az 100 santimetre karelik bir alana sahip radyatörlere monte edilmelidir. Radyatörlerin boyutunu azaltmak istiyorsanız, şu anda satışta bol miktarda bulunan küçük bilgisayar soğutucularının yardımıyla cebri soğutma uygulayabilirsiniz.

Biraz geliştirilmiş bir dengeleyici anahtarlama devresi Şekil 8'de gösterilmiştir.

Resim 8 Tipik anahtarlama devresi KR142EN12A

Koruyucu diyotlar VD1, VD2 tip 1N4007, çıkış voltajı giriş voltajını aştığında mikro devreyi bozulmaya karşı korumak için tasarlanmıştır. Bu durum çipi kapattığınızda meydana gelebilir. Bu nedenle, elektrolitik kapasitörün (C2) kapasitansı, diyot köprünün çıkışındaki elektrolitik kapasitörün kapasitansından daha büyük olmamalıdır.

Kontrol terminaline bağlı Cadj kondansatörü, dengeleyicinin çıkışındaki dalgalanmayı önemli ölçüde azaltır. Kapasitesi genellikle onlarca mikrofaraldır.

Güç kaynağının tasarımında, çevrimiçi mağazalarda satılan yerleşik bir voltmetre ve ampermetre, tercihen elektronik sağlanması arzu edilir. Bu sadece ısırdıkları fiyatlar, bu yüzden ilk başta onlarsız yapmak ve gerekli voltajı bir multimetre ile ayarlamak daha iyidir.

Boris Aladyshkin