wersja mobilna | kontakt z nami

Precyzyjny regulowany zasilacz stabilizowany

Numer: Luty/2018

Zasilacz stabilizowany z płynnie regulowanym napięciem w zakresie 0?10 V i ograniczeniem prądowym w zakresie 0?1 A. Pomimo takich parametrów ma bardzo nieskomplikowaną budowę, ponieważ wykonano go z użyciem nowoczesnych podzespołów. Aby zmniejszyć czas odpowiedzi impulsowej dodano sztuczne obciążenie wyjścia. Filtr przeciwzakłóceniowy w torze zasilania urządzenia uniemożliwia przenikanie zaburzeń przewodzonych z sieci zasilającej. W razie potrzeby zasilacz można łatwo rozbudować rozszerzając zakres napięcia wyjściowego i prądu obciążenia. Rekomendacje: precyzyjny, regulowany zasilacz stabilizowany, który ułatwi pracę w serwisie telefonów komórkowych i przy uruchamianiu urządzeń o małej mocy.

Pobierz PDF

rys1Dla poznania budowy i działania, warto przeanalizować schemat blokowy, pokazany na rysunku 1. Urządzenie jest zasilane z sieci elektroenergetycznej 230 V AC, więc należy zachować szczególną ostrożność przy jego montażu oraz testowaniu.

Schemat ideowy pokazany zasilacza zamieszczono na rysunku 2. Napięcie sieciowe trafia poprzez bezpiecznik na filtr przeciwzakłóceniowy. Jest to standardowy filtr EMI, który działa jak filtr dolnoprzepustowy z dodatkowym warystorem tłumiącym przepięcia powyżej 250 V. Następnie napięcie jest doprowadzone do uzwojenia pierwotnego transformatora. Typowo, do uzwojenia wtórnego jest dołączony prostownik w postaci mostku Graetza. Układ U2 pełni rolę ograniczenia prądowego regulowanego za pomocą potencjometrów R14 i R14_1. Aby nie zwiększać dodatkowo kosztów urządzenia, jako rezystor bocznikujący zastosowano 10 rezystorów SMD dla zwiększenia ich mocy wypadkowej. Układ U3 pełni rolę stabilizatora napięcia, które jest regulowane za pomocą potencjometrów R15 i R15_1 Ograniczenie prądowe i stabilizator napięcia są zrealizowane na układach LT3080 w ich standardowych aplikacjach.

Aby zmniejszyć czas odpowiedzi impulsowej i napięcia wyjściowego, w torze wyjściowym umieszczono źródło prądowe o z góry ustalonym natężeniu prądu 10 mA. Dzięki niemu możliwa jest regulacja napięcia od 40 mV oraz czas rozładowania napięcia z kondensatora C6 i C7 jest mniejszy. W wypadku obciążenia zasilacza urządzeniem o impulsowym charakterze poboru prądu, czas ustalania napięcia i prądu zawsze waha się, czemu przeciwdziała sztuczne obciążenie wyjścia.

Sztuczne obciążenie zrealizowano na wzmacniaczu operacyjnym LM358 oraz tranzystorze polowym MOSFET typu N. Na drodze sygnału wyjściowego znajduje się też złącze dla miernika panelowego do pomiaru wyjściowego napięcia i pobieranego prądu. W prototypie zastosowano tani miernik panelowy, lecz z powodzeniem może być to bardziej dokładne urządzenie np. z oferty sklep.avt.pl. Na rysunku 3 przedstawiono sposób dołączenia miernika do złącza P8.

W zasilaczu zastosowano nowoczesny układ firmy Linear Technology typu LT3080. Jest to scalony stabilizator napięcia i prądu. Do poprawnego działania wymaga jedynie rezystora ustalającego punkt pracy oraz kondensatorów filtrujących na wejściu i wyjściu układu. Głównymi cechami tego układu jest niski spadek napięcia (low dropout), regulowane napięcie od 0 V, wysoki poziom skompensowania temperaturowego oraz szereg zabezpieczeń.

rys2Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rysunku 4. Montaż jest typowy i nie wymaga jakiegoś szczególnego opisywania. Należy zwrócić szczególną uwagę na poprawny montaż elementów SMD. Z prawej strony płytki znajduje się miejsce dla potencjometrów służących do dokładnej regulacji. Płytkę, na której są przylutowane potencjometry należy odciąć i za pomocą długich złączy goldpin dołączyć to płyty głównej, jak pokazano na rysunku 5, do odpowiednich złącz: potencjometr P5 do złącza P5_1, a P6 do P6_1. Należy pamiętać, aby dla układów U2 i U3 został zastosowany radiator, a układy zostały przymocowane z użyciem tulejek nieprzewodzących i podkładek mikowych lub silikonowych. Wymiary radiatora użytego w modelu urządzenia wynosiły 56 mm×35 mm×50 mm (długość × szerokość × wysokość).

rys3Zasilacz można zamontować w obudowie Z1-W firmy Kradex. Przykładowe rozmieszczenie otworów i opisów na panelu przednim zamieszczono na rysunku 6.

Osoby niedoświadczone powinny poprosić kogoś o pomoc w sprawdzeniu poprawności montażu i pierwszym uruchomieniu do sieci elektrycznej. Należy zachować szczególną ostrożność przy konstruowaniu i testowaniu układu z uwagi na niebezpieczne napięcie 230 V.

Możliwości zmian

Układ można rozbudować zmieniając jego wartości napięć i prądów. W celu takiej zmiany należy zwrócić uwagę na zastosowany transformator i kondensator filtrujący(maksymalne napięcie). Aby zwiększyć zakres prądowy można zastosować stabilizatory LT3083, którego maksymalne regulowane natężenie prądowe wynosi 3 A. Trzeba też odpowiednio zmienić wartości potencjometrów do regulacji. Jeżeli ktoś chciałby zmienić gabaryty urządzenia można zmniejszyć wielkość zastosowanego radiatora, dodając tym samym wentylator wymuszający stały przepływ powietrza, który można zasilać ze złącza P2, lecz warto w tedy zbudować regulator obrotów takiego wentylatora. Do układu można też dodać wyłącznik wyjścia regulowanego, jak zrobiono w modelowym urządzeniu. W przypadku zastosowania miernika panelowego o większych gabarytach, potencjometry można umieścić na panelu i połączyć za pomocą krótkich przewodów z płytką.

rys4Tomasz Pachołek
pachołek.tomasz@gmail.com

Pozostałe artykuły

Sterownik różnicowy kolektora słonecznego

Numer: Marzec/2018

Moda na eko zatacza coraz szersze kręgi. Nic dziwnego, skoro często stoi za tym również zwykła ekonomia. Przykładem może być zaprzęgnięcie energii słonecznej do ogrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) na potrzeby domu jednorodzinnego. Aby taka instalacja była bezpieczna i działała wydajnie, należy zaopatrzyć ją w stosowny układ nadzorujący jej pracę. Właśnie do tego służy urządzenie opisane w artykule. Rekomendacje: sterownik ...

Zasilacz buforowy lub ładowarka akumulatorów żelowych

Numer: Marzec/2018

Akumulatory kwasowe, a w szczególności ich warianty bezobsługowe z elektrolitem w postaci żelu, dzięki swojej względnie niskiej cenie i walorach eksploatacyjnych w dalszym ciągu znajdują szereg zastosowań w układach zasilania buforowego. Opisywany układ zasilacza buforowego/ładowarki jest przystosowany do ładowania akumulatora 1,2?7 Ah o napięciu 12 V prądem do 0,5 A. Rekomendacje: urządzenie może pracować jako ładowarka lub zasilacz ...

Zegar odliczający

Numer: Marzec/2018

Opisywane urządzenie to projekt zegara odmierzającego czas od zadanej wartości do zera. Dzięki temu, że wskazania są pokazywane na dużym, czytelnym wyświetlaczu LED może on być elementem tablicy ogłoszeniowej podając informację, że "do końca pozostało...". Może też odmierzać czas do końca pracy lub przydzielony na korzystanie z jakiegoś urządzenia. Zastosowań może być naprawdę wiele, zwłaszcza że zakres odliczania sięga ...

SAR - amplituner stereofoniczny (2)

Numer: Marzec/2018

Projekt amplitunera "chodził" za mną od dłuższego czasu, ale zawsze było coś ważniejszego do zrobienia, więc musiał ?nabrać mocy urzędowej?. Nie bez znaczenia był w tym wypadku fakt, iż z założenia chciałem przygotować rozwiązanie kompleksowe, integrujące zarówno zagadnienia sprzętowe oraz projekt obudowy, a to wymaga znacznie więcej czasu i wysiłku. W drugiej części artykułu zajmiemy się opisem symulacji części analogowej ...

SAR - amplituner stereofoniczny (1)

Numer: Luty/2018

Projekt amplitunera chodził za mną od dłuższego czasu, ale zawsze było coś ważniejszego do zrobienia, więc musiał nabrać mocy urzędowej. Nie bez znaczenia był w tym wypadku fakt, że z założenia chciałem przygotować rozwiązanie kompleksowe, funkcjonalne i estetyczne, a to wymaga znacznie więcej czasu i wysiłku. Rekomendacje: samodzielnie wykonany amplituner może przydać się w roli centralnego komponentu zestawu muzycznego, wokół ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Kwiecień 2019

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym