Precyzyjny regulowany zasilacz stabilizowany

Precyzyjny regulowany zasilacz stabilizowany
Pobierz PDF Download icon
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.

Dla 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.

Montaż 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).

Zasilacz 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.

Tomasz Pachołek
pachołek.tomasz@gmail.com

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
luty 2018
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio styczeń 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje styczeń 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna styczeń 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów