Home Projects Power 0-30 VDC STABILIZED POWER SUPPLY WITH CURRENT CONTROL 0.002-3 A

 

 

0-30 VDC STABILIZED POWER SUPPLY WITH CURRENT CONTROL 0.002-3 A

more info / buy kit: www.smartkit.gr

 

 


Copyright of this circuit belongs to smart kit electronics. In this page we will use this circuit to discuss for improvements and we will introduce some changes based on original schematic.

 

 

ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Πρόκειται για ένα εργαστηριακό τροφοδοτικό υψηλής ποιότητας με δυνατότητες ρύθμισης της τάσης εξόδου από 0-30V και προρύθμιση της τιμής του ρεύματος εξόδου πρακτικά από απo μερικά mA ως 3 A
Στο κύκλωμα υπάρχει περιοριστής του ρεύματος εξόδου με φωτεινή ένδειξη λειτουργίας ώστε να αποκλείεται η περίπτωση καταστροφής τόσο του τμήματος εξόδου του τροφοδοτικού όσο και της τροφοδοτούμενης συσκευής.

 

ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

Τάση εισόδου ..... 24 V (AC)
Ρεύμα εισόδου...... 3 A
Τάση εξόδου.....0-30 V ρυθμιζόμενη
Ρεύμα εξόδου...... 5mA-3A ρυθμιζόμενο
Κυμάτωση τάσης εξόδου...... 0.01% μέγιστη

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ

1.Δυνατότητα ρύθμισης της τάσης εξόδου
2.Δυνατότητα ρύθμισης του ρεύματος εξόδου
3.Περιορισμός του ρεύματος εξόδου με οπτική ένδειξη
4.Προστασία της τροφοδοτούμενης κατασκευής από βραχυκύκλωμα και υπερφόρτιση
5.Μεγάλη σταθερότητα της τάσης εξόδου
6.Πολύ μικρή κυμάτωση της τάσης εξόδου


 

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ

Αρχικά γίνεται η πλήρη ανόρθωση της εναλλασσόμενης τάσης από τις διόδους D1,D2,D3 και D4 και γίνεται εξομάλυνση του από το δικτύωμα R1-C1. Η αντίσταση R1 εκτός από το φιλτράρισμα λειτουργεί και σαν αντίσταση εκφόρτισης του πυκνωτή C1.
Το κύκλωμα γύρω από το ολοκληρωμένο U1 παράγει την απαραίτητη τάση αναφοράς για την λειτουργία του κυκλώματος ηλεκτρονικής σταθεροποίησης. Η
δίοδος zener 5,6V λειτουργεί ως αναφορά με ελάχιστο ρεύμα και έχει μηδενικό θερμικό συντελεστή έτσι ώστε να εξασφαλίσει την σταθερή λειτουργία του κυκλώματος. Οι αντιστάσεις R5 και R6 ρυθμίζουν την τάση εξόδου της γεννήτριας αναφοράς στα 11,2V.
Η τάση εξόδου του ολοκληρωμένου U1 αυξάνει μέχρι να αρχίσει η δίοδος zener να άγει. Τότε το κύκλωμα σταθεροποιείται στα 5,8V που παρουσιάζεται στα άκρα της R5. Επειδή το ρεύμα στην αναστρέφουσα είσοδο είναι ελάχιστο, το ρεύμα διέρχεται όλο από τις αντιστάσεις R5 και R6, με αποτέλεσμα η τάση εξόδου του ολοκληρωμένου U1 να διπλασιάζεται σε σχέση με την τάση της διόδου zener.
Το ολοκληρωμένο U2 με την βοήθεια των αντιστάσεων R11 και R12 ενισχύει την τάση εξόδου 2,8 φορές. Το αποτέλεσμα είναι η τάση των 11,2V να ενισχύεται στα 30V. Το τρίμμερ RV1 και η αντίσταση R10 χρησιμοποιούνται για την ρύθμιση των ορίων της τάσης εξόδου ώστε να ρυθμίζεται ως και τα 0V.
Όταν στην έξοδο του κυκλώματος συνδέσουμε ένα φορτίο, όλο το ρεύμα θα περάσει από την αντίσταση R7. Την στιγμή αυτή η αναστέφουσα είσοδος του U3 έχει δυναμικό μηδέν και πολώνεται από την αντίσταση R21. Η μη αναστρέφουσα είσοδος του ολοκληρωμένο U3 πολώνεται με μια μικρή τάση που κυμαίνεται από 0-2V ανάλογα με την θέση που βρίσκεται ο δρομέας του ποτενσιόμετρου P2.
Έστω ότι η τάση είναι 1V στο σημείο αυτό του κυκλώματος και η τάση εξόδου έχει ρυθμιστεί σε μερικά volts. Αν το φορτίο αυξηθεί τότε θα αυξηθεί και η τάση στα άκρα της αντίστασης R7, οπότε θα ενεργοποιηθεί το ολοκληρωμένο U3, και θα οδηγήσει το ολοκληρωμένο U2 μέσω της διόδου D9, και κατά συνέπεια το ολοκληρωμένο U2 ελέγχεται από μία τιμή τάσης και πάνω.

Όσο το τροφοδοτικό δουλεύει και παρέχει σταθερή τάση η δίοδος LED D12 είναι σβηστή, ενώ μόλις το ρεύμα υπερβεί την προκαθορισμένη τιμή ρεύματος από το ποτενσιόμετρο P2, ανάβει η δίοδος LED D12 και το τροφοδοτικό από πηγή σταθερής τάσης λειτουργεί ως πηγή σταθερού ρεύματος και ταυτόχρονα η τάση μεταβάλλεται έτσι ώστε να διατηρηθεί σταθερό το ρεύμα για το συγκεκριμένο φορτίο.

Οι αντιστάσεις R19 και R20 ορίζουν το σημείο λειτουργίας του Q3 το οποίο ανιχνεύει πότε αρχίζει να λειτουργεί το κύκλωμα περιορισμού ρεύματος, που την συγκεκριμένη στιγμή άγει και ανάβει η δίοδος LED D12. Η αντίσταση R22 ορίζει την
το ρεύμα λειτουργίας της διόδου LED D12. Ο περιορισμός του ρεύματος γίνεται κυρίως από την αντίσταση R7 που χρησιμοποιείται ως αισθητήριο και η τιμή του
ρεύματος που θα αρχίσει να επιδρά το κύκλωμα περιορισμού ρεύματος προκαθορίζεται από το ποτενσιόμετρο P2.

Έτσι ανάλογα με την θέση του ποτενσιόμετρου P2 εμφανίζεται διαφορετική τάση στα άκρα της αντίστασης R7, και διαιρείται με την εσωτερική τάση αναφοράς του ολοκληρωμένου U1.
Από τον κόμβο D2-D4 μέσω της R2 και του δικτυώματος D5,D6,C2,C3,R3, παράγεται μία αρνητική τάση απαραίτητη για την τροφοδοσία των τελεστικών U2
και U3 ώστε να λειτουργούν και στα 0Volt. Η δίοδος zener D7 έχει τιμή 5,6Volt και σταθεροποιεί την τάση που οδηγείται στους ακροδέκτες 4 των ολοκληρωμένων U2 και U3.

Η αντίσταση R4 εξασφαλίζει την πόλωση του ολοκληρωμένου U1 και οι πυκνωτές C4 και C5 απαλλάσσουν το κύκλωμα από υψηλές συχνότητες που θα μπορούσαν να προκαλέσουν αστάθεια στο κύκλωμα.
Το τρανζίστορ Q1, προστατεύει το τροφοδοτικό από την πτώση της αρνητικής τάσης που δημιουργείται όταν κλείνει ο διακόπτης ON-OFF του τροφοδοτικού διατηρώντας την έξοδο του ολοκληρωμένου U2 χαμηλή.

Η αντίσταση R14 αποκόπτει το τρανζίστορ Q1 όταν το τροφοδοτικό λειτουργεί κανονικά. Η λειτουργία αυτή είναι πολύ χρήσιμη για πειραματισμούς επειδή κόβει απότομα την τάση εξόδου χωρίς να χρειάζεται να περιμένει κανείς ώσπου να ξεφορτίσει ο πυκνωτής χάνοντας έτσι πολύ χρόνο.
Τέλος μέσω της αντίστασης R15 η τάση οδηγείται στα τρανζίστορ Q2 και Q4, τα οποία είναι σε συνδεσμολογία DARLINGTON.


 

connections.gif (17,8KB)

pcb.gif (60KB) (12,5cm x 8,7cm)

 

layout.gif (92KB)

 

ΡΥΘΜΙΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ

Σε σειρά με το δευτερεύον του μετασχηματιστή συνδέουμε μία αντίσταση
22-47Ω/1W σε σειρά με ένα αμπερόμετρο AC. Μόλις τροφοδοτηθεί το κύκλωμα το αμπερόμετρο πρέπει να δείξει ένδειξη 20mA. Εάν η αντίσταση θερμαίνεται πολύ ή το ρεύμα είναι πολύ μεγαλύτερο τότε υπάρχει κάποιο λάθος.
Αν το ρεύμα είναι σωστό τότε μετράμε την τάση στην έξοδο του ολοκληρωμένου U1 στο ποδαράκι 6 και πρέπει να είναι 11Volt.

Μετράμε την τάση στο ποδαράκι 3 του U2 που θα πρέπει να μεταβάλλεται σε συνάρτηση με την θέση του ποτενσιόμετρου P1.
Μετράμε την τάση στα ποδαράκια 4 των ολοκληρωμένων U2 και U3 και πρέπει να είναι περίπου 5-6Volt ως προς την γη. Ελέγχουμε την τάση εξόδου γυρνώντας το ποτενσιόμετρο P1 θα μεταβάλλεται από 0-30Volt.
Τέλος ρυθμίζουμε το τρίμμερ RV1, αφού προηγουμένως έχουμε το ποτενσιόμετρο P1 στη θέση που δείχνει την ελάχιστη τάση, ώστε να δείξει ακριβώς 0Volt.
Για να ελέγξουμε τον περιοριστή ρεύματος μετράμε την τάση στον ακροδέκτη 3 του ολοκληρωμένου U3 που πρέπει να είναι από 0-2Volt και να μεταβάλλεται γυρνώντας το ποτενσιόμετρο P2.
Γυρνάμε το ποτενσιόμετρο P2 στο ελάχιστο, αμέσως η δίοδος LED D12 πρέπει να ανάψει. Συνδέουμε ένα αμπερόμετρο στην έξοδο σε σειρά με τον θετικό ακροδέκτη και μετράμε το ελάχιστο ρεύμα που πρέπει να είναι 2-5mA.

 

 

 Electronic Diagram.

schem.gif (14,8 KB)

 

ΥΛΙΚΑ

Αντιστάσεις

R1 = 2,2 KΩ 1W
R2 = 82 Ω 1/4W
R3 = 220 Ω 1/4W
R4 = 4,7 KΩ 1/4W
R5 = 10 KΩ 1/4W
R6 = 10 KΩ 1/4W
R7 = 0,47 Ω 5W
R8 = 27 KΩ 1/4W
R9 = 2,2 KΩ 1/4W
R10 = 270 KΩ 1/4W
R11 = 27 KΩ 1/4W
R12 = 56KΩ 1/4W
R13=10 KΩ 1/4W
R14 = 1,5 KΩ 1/4W
R15 = 1 KΩ 1/4W
R16 = 1 KΩ 1/4W
R17 = 33 Ω1/4W
R18 = 56KΩ 1/4W
R19 = 2,2 KΩ 1/4W
R20 = 10 KΩ 1/4W
R21 = 10 KΩ 1/4W
R22 = 3,9 KΩ 1/4W
RV1 = 100K τριμμερ
P1 = 10KOhm γραμμικό ποτενσιόμετρο
P2 = 10KOhm γραμμικό ποτενσιόμετρο


Πυκνωτές

C1 = 3300 μF/50V ηλεκτρολυτικός
C2 = 47μF/50V ηλεκτρολυτικός
C3 = 47μF/50V ηλεκτρολυτικός
C4 = 100nF πολυέστερ
C5 = 200nF πολυέστερ
C6 = 100pF κεραμικός
C7 = 10μF/50V ηλεκτρολυτικό
C8 = 330pF κεραμικός
C9 = 100pFκεραμικός



Διόδια

D1 = 1N5402,3,4
D2 = 1N5402,3,4
D3 = 1N5402,3,4
D4 = 1N5402,3,4
D5 = 1N4148
D6 = 1N4148
D7 = 5,6V Zener
D8 = 5,6V Zener
D9 = 1N4148
D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 δίοδος 1A


Τρανζίστορς και ολοκληρωμένα

Q1 = BC548, NPN τρανζίστορ ή BC547
Q2 = 2N2219 NPN τρανζίστορ
Q3 = BC557, PNP τρανζίστορ ή BC327
Q4 = 2N3055 NPN τρανζίστορ ισχύος
U1, U2, U3 = TL081, operational amplifier
D12 = δίοδος LED
 

 

 
 

 
120x90 spot

 

 

Search Site | Advertising | Contact Us
Elektrotekno.com | Free Schematics Search Engine | Electronic Kits