Регистрируйтесь на форуме и получите 100 токенов TEHNO

Регулируемый блок питания 20 В 2 A
#1
    Особенности блока питания:

  • Плавное регулирование напряжения от 0 до 20 В
  • Плавная регулировка ограничителя тока от 0 до 2 А
  • Светодиод, сигнализирующий срабатывание ограничителя
  • Встроенный аналоговый измеритель напряжения и тока
  • Защита от перегрева

В данном случае использован блок питания от ноутбука, который выдает 20 В 4,5 А и, конечно же, имеет собственную защиту. Вы можете подключить все, что дает максимум 35 В постоянного тока. На выходе блока питания стандартные разъёмы красного и черного цвета.

Все видели основную схему LM317. Она позволяет регулировать от 1,25 В до напряжения, зависящего от сопротивления потенциометра, а ограничитель тока встроен в схему и жестко настраивается. В документации LM317 можно найти еще несколько вариантов этой схемы, и решено использовать их.

Для того, чтобы стабилизатор не возбуждался, надо на входе и выходе дать много электролитических конденсаторов. Но это немного удивляет. Хотя на входе это оправдано фильтрацией напряжения после выпрямительного моста, непонятно, почему на выходе должны быть большие конденсаторы. В документации рекомендуется давать максимум 10 мкФ с четким указанием, что это должен быть танталовый конденсатор, а не электролит. Для тестов дали конденсатор на 1000 мкФ. И что? LM317 нагревался как радиатор отопления, а при срабатывании ограничителя тока стабилизатор дымился! Решением проблемы было выкинуть из выхода большой конденсатор и все стало красиво работать.

То же самое и со светодиодами DO1 и DO2. Они предназначены для разряда конденсаторов в случае короткого замыкания. Однако была также проблема с пробуждением, и пришлось удалить. Все элементы, отмеченные звездочкой, то есть DO1, DO2, C7 и C8, присутствуют на печатной плате и могут быть припаяны, но не рекомендуем этого делать.

LM317 рассчитан на работу с током 1,5 А. От данного блока питания можно взять 2 А, что является серьезным нарушением документации производителя. Хотя чип перегружен, ничего страшного с ним не происходит, потому что он имеет ряд функций безопасности. Этот БП работает более 5 лет. Тем не менее, если кому-то не нравится получать 2 А от LM317, он может взять LM350 с током 3 А, LM338 с ограничением до 5 А или LM396, который дает до 10 А!

LM317 оснащена рядом функций безопасности. Тепловая защита - в систему встроен термометр, который после превышения 110 C снизит выходное напряжение таким образом, чтобы микросхема работала, но не нагревалась еще больше. Защита от короткого замыкания и ограничитель не используются, потому что добавлен собственный регулируемый ограничитель.

Как работает регулировка 0 В, когда LM317 обычно выдает напряжение 1,25 В? Тут 1,25В - это напряжение на резисторе R1. Обычно он подключается последовательно с потенциометром регулировки заземления. Итак, когда сопротивление потенциометра равно нулю, то на выходе это 1,25 В. Что делать, чтобы снизить выходное напряжение до нуля? Нужно подключить потенциометр к отрицательному напряжению! Тогда напряжение на резисторе и отрицательное напряжение блока питания исчезнут, и на выходе будет ноль.

Транзистор-ограничитель тока подключен параллельно потенциометру POT1. Этот транзистор представляет собой «искусственный потенциометр», который понижает напряжение питания, чтобы потребляемый ток не превышал допустимого значения. Как узнаем, какой ток сейчас течет? Протекающий ток вызывает падение напряжения на резисторе R6. Это небольшое падение, потому что ток 2 А через резистор 0,1R дает напряжение 0,2 В. Это напряжение сравнивается с опорным напряжением, установленным потенциометром POT2. Когда напряжение на измерительном резисторе превышает пороговое напряжение, компаратор включается, открывает транзистор, что, в свою очередь, снижает напряжение питания на выходе LM317. Активация ограничителя сигнализируется желтым светодиодом рядом с потенциометром регулировки тока.

Схемы регулирования требуют симметричного напряжения + 5В и -5В. Положительное напряжение получается от 7805 (в корпусе ТО92). Это означает, что минимальное напряжение, которое должно подаваться на вход блока питания, составляет 7 В, иначе ограничитель тока не будет работать должным образом. Источник питания -5 В получается от популярного конденсаторного преобразователя ICL7660.

Измерители напряжения и тока

Оставьте точное измерение лабораторным вольтметрам - это всего лишь любительский источник питания, поэтому встроенные индикаторы дают приблизительное измерение. Тут использовались простые аналого-цифровые преобразователи LM3914.

Зеленые светодиоды - это вольтметр. Каждый светодиод означает 1 В, 5 горящих светодиодов означают, что на выходе 5 В. Амперметр - красные светодиоды и здесь каждый из них означает 0,1 А. В вольтметре и амперметре 20 LED, поэтому максимальные показания - 20 В и 2 А.

40 светодиодов потребляют значительный ток, а если один потребляет 20 мА, они все вместе тянут 0,8 А! В магазинах есть высокоэффективные светодиоды, которые светят достаточно ярко при токе 1 мА. Яркость регулирует ток, потребляемый от вывода REF OUT схем LM3914 - ток каждого горящего светодиода в 10 раз больше, чем ток, протекающий от REF OUT. Резисторы R11, R12, R13, R14 нужно подбирать так, чтобы светодиоды светили четко, но с разумным потреблением тока. Обратите внимание, что потенциометры на 47 кОм подключаются параллельно к R12 и R14!

Калибровка очень проста. Сначала калибруем вольтметр. К выходу подключаем нормальный вольтметр и потенциометром POT1 выставляем какое-то напряжение, например 19 В. Затем настраиваем потенциометр PR1 так, чтобы загорелось 19 зеленых светодиодов. Для калибровки амперметра понадобится нагрузка, это может быть лампочка от автомобиля. Подключаем её последовательно с амперметром и подключаем к питанию. Потенциометр POT1 регулирует напряжение питания так, чтобы амперметр показывал 1,9 А. Затем выставляем потенциометр PR2 так, чтобы загорелось 19 красных светодиодов. Калибровка готова!

На фото лампа питается от 20 В (20 зеленых светодиодов) и потребляет ток 1 А (10 красных светодиодов). Желтый светодиод сигнализирует о срабатывании ограничителя тока. Ограничитель был выставлен на 0,8 А, а напряжение 16 В устанавливалось само.

Файлы вложений Эскизы
                           
Ответ