Лабораторный источник питания с диагностикой – ЧАСТЬ 2

April 2, 2012 by admin Комментировать »

мапьные размеры. А размер плат отдельных узлов будет определяться с одной стороны общей платой (ширина), а с другой стороны, высотой переключателей П2К и трансформатора (высота).

В соответствии со структурной схемой нашего устройства на основной плате с трансформатором, выпрямителем и конденсатором фильтра устанавливаются:

•       плата с микросхемой импульсного понижающего стабилизатора;

•       плата с резисторами ограничения тока и П2К;

•       плата с резисторами регулировки выходного напряжения и П2К;

•       плата с микросхемой индикатора понижения выходного напряжения и пьезоизлучателем.

Для расширения функциональных возможностей источника питания можно дополнительно предусмотреть установку платы с микросхемой линейного стабилизатора напряжения. Это позволит иметь второе напряжение с независимой регулировкой. Кроме того, на этом выходе напряжение будет иметь меньший уровень пульсаций, что необходимо при работе со звукоусилительными устройствами.

С учетом всего вышесказанного общая плата будет иметь вид, показанный на рис. 5.15. Массивный трансформатор присоединяется к плате двумя саморезами, для чего предусмотрены крепежные отверстия. Кроме того, и выводы обмоток трансформатора, припаянные к плате, также создают дополнительное крепление.

Если имеется возможность, то подсоединение сетевого провода можно осуществить с помощью специальных контактов.

Как построена сетевая часть источника питания, понятно из схемы на рис. 5.14. А вот схема основного узла — стабилизатора напряжения (СН) — приведена на рис. 5.16.

СН выполнен по схеме импульсного понижающего стабилизатора на основе микросхемы КР1156ЕУ5. Здесь условно

Рис. 5.15. Общая компоновка и расположение элементов на общей плате лабораторного источника питания (справа — сетевая часть с трансформатором, слева — плата индикатора понижения напряжения, плата регулирующего элемента тока ограничения нагрузки, плата секционированных резисторов и плата стабилизатора напряжения)

Рис. 5.16. Схема электрическая импульсного понижающего стабилизатора на микросхеме КР1156ЕУ5

показано, что допускается изменение величины тока ограничения (R1) и регулировка выходного напряжения (R3).

Вспомнить, как происходит взаимодействие элементов импульсного понижающего стабилизатора можно, обратившись к материалам гл. 1.

Ток ограничения или максимальный ток нагрузки устанавливается с помощью регулирующего элемента (R1). Развернутая схема переключателей и набора резисторов показана на рис. 5.17.

Рис. 5.17. Схема электрическая регулирующего элемента тока ограничения нагрузки

Электрическая схема состоит из переключателей SA1—SA3 (П2К) и резисторов R5—R10. Особенность такой схемы состоит в том, что применены все резисторы одинакового номинала (R = 1 Ом).

Следовательно, как следует из материалов гл. 1, максимальный ток нагрузки (примерно 600 мА) будет при всех замкнутых переключателях, когда сопротивление R1 составит 0,5 Ом. Соответственно, ток будет равен 300 мА (при разомкнутом SA1), 150 мА (при разомкнутых SA1 и SA2), 100 мА (при разомкнутых SA1, SA2 и SA3). Переключатели П2К должны иметь независимую фиксацию и тогда можно нажимать не только одну кнопку. Возможны и другие сочетания нажатых кнопок, что будет соответствовать иным токам ограничения. Читателю самому предлагается определить эти дополнительные значения тока ограничения.

Следует отметить одну особенность. На схеме имеется перемычка 1—3. Она предназначена для исключения опасного режима при ремонтных работах и при неустановленной плате регулировки тока и случайной подаче питающего напряжения. Так как перемычка включается последовательно во входную цепь стабилизатора, то при ее отсутствии плата импульсного понижающего стабилизатора будет обесточена.

Регулировка выходного напряжения импульсного понижающего стабилизатора осуществляете^ резистором в верхнем плече делителя обратной связи (R3.1). Он выполнен также на переключателях

П2К и резисторах. Номиналы этих резисторов рассчитаны таким образом, чтобы выходное напряжение могло изменяться с шагом 1 В. Обойтись меньшим количеством деталей можно, выбрав соотношение номиналов резисторов (R13: R14: R15: R16) по двоичному зако – ну: 1—2—4—8. Таким образом, с помощью секционированного резистора, схема которого показана на рис. 5.18, можно устанавливать величину верхнего плеча делителя как в СН, так и в ИПН. В этом случае выходное напряжение может иметь величину от 3 до 18 В, т. к. сопротивление изменяется от 1,8 кОм до 16,8 кОм (1,8 кОм + 15 кОм).

Рис. 5.18. Схема электрическая платы секционированных резисторов

Добавим лишь, что на схеме изображен не только делитель для СН, но и делитель для ИПН. Его работу мы рассмотрим позже. Перемычка 1—2 предназначена также для недопущения опасного режима работы при отсутствии платы с делителями и случайной подаче напряжения.

Принятое соотношение номиналов резисторов предопределяет и соответствующую работу с переключателями. Например, надо установить выходное напряжение 5 В. При всех замкнутых переключателях (SA4, SA5, SA6 и SA7) на выходе должно быть 3 В. Следовательно, надо добавить 5 – 3 = 2 В, т. е. SA5 должен быть разомкнут и R15 = 2 кОм включен в цепь. Аналогично устанавливается и другое необходимое напряжение на выводе.

В связи с тем, что переключатели спаренные, происходят изменения и в другом делителе. Он предназначен для ИПН и выполнен аналогично с такими же соотношениями резисторов.

Рассмотрим схему индикатора понижения напряжения на выходе, которая приведена на рис. 5.19.

Рис. 5.19. Схема электрическая индикатора понижения напряжения на выходе источника питания

Основная часть индикатора понижения напряжения — микросхема КР1156ЕУ5. Она работает в режиме генератора импульсов. Кратко рассмотрим функционирование этого вспомогательного, диагностического, узла.

Нестабильное напряжение источника питания компаратор микросхемы сравнивает (на входе 5) со стабильным напряжением источника опорного напряжения. В зависимости от соотношения этих напряжений происходит управление работой других узлов микросхемы.

В том случае, когда напряжение источника питания в норме (потенциал вывода 5 превышает 1,25 В), компаратор переводит выходные транзисторы в непроводящее состояние. Красный светодиод (HL2) не светится.

При снижении напряжения происходит переключение компаратора и начинает работать внутренний генератор. Выходные транзисторы поочередно переходят из открытого состояния в закрытое, и периодически начинает мигать красный светодиод. Ток через него задает резистор R21. Одновременно появляется и звуковой сигнал, т. к. пьезоизлучатель BF1 начинает щелкать при переключении транзисторов.

Таким образом, электронное устройство — индикатор понижения напряжения — постоянно следит за выходным напряжением источника питания и привлекает внимание световым и звуковым сигналами при его снижении в случае возникновения перегрузки. А это возможно при превышении установленного тока нагрузки и срабатывании схемы защиты СН.

Кроме того, индикатор будет срабатывать и при отсутствии выходного напряжения на выходе СН. Таким образом, если при проведении ремонтных работ случайно не установлена какая-ли- бо плата с секционированными резисторами (и плата СН обесточена), то звуковой сигнал обратит на это ваше внимание.

Задуманные функции реализованы и компоновка лабораторного источника питания продумана. Теперь надо спроектировать узлы, которые располагаются на отдельных печатных платах и монтируются на основной плате с трансформатором.

Плата импульсного понижающего стабилизатора (рис. 5.20) расположена ближе всего к выпрямителю. Этим уменьшается длина проводников, по которым протекает ток нагрузки.

Для уменьшения пульсаций и повышения устойчивости работы стабилизатора в дополнение к основному конденсатору фильтра (С1) на этой плате имеется еще конденсатор С2 (составлен из двух — С2′ и С2"). Таким образом достигается уменьшение габаритных размеров платы. С одним конденсатором высота платы была бы больше.

Рис. 5.20. Расположение элементов на плате импульсного стабилизатора

Еще одна особенность конструкции платы заключается в том, что накопительный дроссель фильтра выполнен на цилиндрических малогабаритных унифицированных дросселях типа ДМ (ДГ1М). Для получения требуемой индуктивности предусмотрено последовательное включение до 3 дросселей типа ДМ.

Индикатор наличия выходного напряжения на светодиоде HL1 может быть установлен на лицевой панели корпуса источника питания и соединен с платой импульсного стабилизатора проводами.

Источник: 33 схемы на микросхеме КР1156ЕУ5, © «АЛЬТЕКС», 2005 © И. Л. Кольцов, 2005

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты