Варіація на тему лабораторного блока живлення 

По мотивам http://forum.cxem.net  Простой и доступный блок питания 

 Не так давно питання універсального джерела було дуже актуальне серед охочих поколупати якусь електронну приблуду, насолодитись ароматом смажених деталей, поласкати свій слух пострілами транзисторів та шипінням електролітів, відчути, кінчиками пальців, тонізуючий потік електронів в схемі. Тепер же це питання вирішується приблизно в 50у.о. завдяки східним друзям.

 По даній схемі колись був зібраний мій перший справжній лабораторний блок живлення з індикацією вольтів та ампер на РІС – контролері. Схему вольтамперметра вже й не пригадаю звідки брав та й до повторення її не рекомендую через велику кількість особливостей. Сам блок вийшов досить успішний, незважаючи на недосвідченість виконавця, та епопею боротьби з самозбудженням регулятора. Цікаво що в схему регулятора на вільний ОП причепив власноруч розроблену й розраховану схему термозахисту на реле, яке вимикає вихід регулятора від навантаження при перегріві, але через особливості моєї конструкції переніс термозахист на окрему плату з окремим ОП, що на працездатність не впливає вже не один рік.

 Необхідність нового лабораторника прийшла з необхідністю розширення діапазону навантажень і виправлення недоліків попередника, серед яких - швидкий перегрів силових транзисторів, плавання показників амперметра та відсутність окремого USB виходу +5В.

 Оригінальна схема на вищевказаному форумі версії 15. Відмінність схеми від оригіналу в номіналах деталей, які були визначені шляхом довготривалого підбору, в залишках попередньої 14-ї версії, а саме резистори послідовно конденсаторів зворотнього зв’язку ОП, та реалізації нової схеми термозахисту регулюючих транзисторів. Альтернативних змін в самому регуляторі не було, та й навіщо.

  Мій варіант розраховувався на струм в 10А тому регулюючим транзистором встановлено три паралельно увімкнених ТІР35С (запас як то кажуть не заважає) з резисторами по 0,05Ом в емітері кожного. Міркування були такі, що при значному падінні напруги на транзисторі та досить великому струмові навантаження загальна потужність розділиться на 3 та полегшить виділення тепла, що в свою чергу зменшить час перебування транзистора поза графіком його комфортної роботи зображеним в даташиті транзистора. Звісно якби падіння напруги К-Е не перевищувало 10В було б достатньо й одного, а для 50В та 5А розсіюваної потужності одного не достатньо.

По налаштуванням, першим потрібно перевірити наявність +12В живлення операційного підсилювача, та компоненти U1, Q1 разом з обв’язкою на нагрів, якщо напруга є та нічого не нагадує про себе пускаючи димок значить можна продовжувати.

Повзунок R17 перевести у верхнє, по схемі, положення, стати вольметром на першу ногу LM324 та покрутити R11 напруга на першому виводі має змінюватись, якщо напруги немає, або не змінюється шукати помилку в монтажі. Коли все добре плавно піднімаємо вхідну напругу до номінальної, слідкуючи паралельно за вихідною регулятора, вихід має бути стабільним. При максимальній вхідній напрузі резистором R15 налаштовуєм максимальну напругу на виході, повзунки R11 та R10 при цьому мають знаходитись у верхньому положенні, а напруга на виводі 2 ОП має бути в межах 10-11В. Все, напруга налаштована, не слід забувати, що для інших напруг потрібно використовувати інші номінали R1, R12.

Максимальний струм схеми визначається опором струмового резистора, в мене це паралельні R20, R9, з розрахунку падіння напруги на ньому при максимальному струмові повинно становити 0,5В.

 Для початку налаштувань потрібно перевірити працездатність схеми обмеження струму (тої частини схеми, яка відповідає за струм). Бажано обмежити струм  джерела, яке живить регулятор, скажімо в 300мА, та подати напругу близько 15В, у випадку несправності обмеження регулятором транзистори лишаться цілими. Далі подати напругу на вхід, виставити, скажімо, 10В на виході та покрутити R17, якщо в нижньому положенні вихідна напруга починає зменшуватись, або навіть падає до 0В то схема працює. В іншому випадку вихід навантажується струмом не більше 300мА (з огляду, що на вході струм обмежений), та повторюється процедура повороту R17, ближче до нижнього положення напруга виходу має падати, може навіть засвітитись світлодіод D3 – це ознаки працездатності схеми обмеження струму.

 Мінімальний струм встановлюється підбором R18 такого номіналу, при якому на всьому діапазоні регулювання R17 на виході не буде помітно зниження напруги, або так, як в моєму випадку: підбирається необхідний мінімальний струм коли повзунок R17 в нижньому положенні, вихід регулятора закорочений амперметром, а R18 підбирається по найменшим показникам амперметра. В даній версії R18= 0, мінімальний струм короткого замикання по міліамперметру 24мА, слід зауважити коли підключив всі 3 силових ТІР35 мінімальний струм впав до 16мА.

 Швидкодія схеми регулятора визначається С4, R21 які, так розумію, відповідають за швидкість встановлення вихідної напруги, підбір номіналів, наявність чи відсутність R21 помітних ефектів не дали.  С8, R31 відповідають за швидкість спрацювання режиму обмеження вихідного струму, номінал С8 зменшив в 2 рази, R31 помітного впливу не робив тому й лишився  з попередньої 14 – ої версії.  Наскільки би це не вважалось неможливим та С9 також гальмував швидкість обмеження струму, тому й був зменшений до номіналу С8.  Номінали підбирались по непрямим признакам швидкодії, це кількість іскор від короткого замикання виходу на мінімально встановленому струмі, та цілісності силових транзисторів на трохи більшому струмові (так, береться один транзистор і налаштовується, якщо лишається цілим можна вмикати всі інші в паралель). Дана комбінація показала свою працездатність і так, як поглянути перехідні процеси немає чим то й лишиться працювати в такому вигляді.

 Після перевірки швидкодії та відсутності автогенераторних коливальних явищ в схемі, можна виконати налаштування максимального струму. Для цього R18 коротиться, R17 верхньому (максимальний струм) положенні,  R16 підбирається для отримання бажаного максимального значення струму. В мене R16 став 30кОм замість 120кОм в оригіналі.

 Регулятор можна вважати налаштованим, лишається індикація режиму обмеження струму на D3 та термозахист. Загалом налаштовувати потрібно спочатку елементи U2:А, U2:D, не встановлюючи резисторів R23, R35. Тільки після переконання в повній працездатності можна встановити R23, R35 та продовжити налаштування.

 Щоб світлодіод  D3 засвічувався коли струм споживання навантаженням перевищує струм встановлений R17, переводимо його (R17) в мінімальний струм, навантажити вихід регулятора, щоб схема перейшла в режим обмеження струму, після цього потрібно покрутити R26 до того моменту коли світлодіод засвітиться, зняти навантаження з виходу та переконатись у відсутності світіння, якщо продовжує світити, крутим R26 до погасання D3, після чого повторити процедуру. Якщо світлодіод світився, а схема не переходила в режим обмеження струму покрутити R26  до моменту коли погасне, а потім з навантаженим виходом та мінімальним струмом повторити вищеописані дії.

 Налаштування термозахисту відбувається аналогічно, в своїй версії передбачив використання, як NTC так і PTC резисторів в якості датчиків температури радіатора силових транзисторів. Якщо при нагріванні терморезистора його опір зменшується то ставити на місце RT2 (NTC), а на місце RT1 встановити звичайний з таким самим опором. Якщо терморезистор PTC, то він стає на місце  RT1, а на RT2 йде звичайний. Суть термозахисту у встановленні на виході 7 ОП U2:B низького потенціалу при перевищенні заданої температури. Температура спрацювання задається поворотом регулятора RV1. Коли опір, у моєму випадку RT2, зменшиться нижче певного рівня, на 7-му виводі ОП напруга стане близькою до 0В, засвітиться світло діод D4 на якому утвориться падіння напруги близько 3В, що спричинить відкриття транзистора Q3 через який на вхід 13 подасться потенціал близько 11В, відповідно елемент U2:D перейде в режим обмеження струму та засвітить D3, при цьому струм на виході регулятора має бути близьким до мінімального струму який встановлюється R17.

Загалом все, мій варіант разом з платою в архіві. Успіхів!