Лабораторный источник питания с диагностикой – ЧАСТЬ 3

April 26, 2012 by admin Комментировать »

Предельный ток нагрузки устанавливается с помощью секционированного резистора, расположенного вместе с переключателями на плате, показанной на рис. 5.21.

Рис. 5.21. Расположение элементов на плате регулирующего элемента тока ограничения нагрузки

Выходное напряжение СН и напряжение срабатывания ИПН устанавливается с помощью секционированного переключаемого резистора, детали которого располагаются на плате, показанной на рис. 5.22.

Переключатели П2К устанавливаются горизонтально в отверстия на плате и их закрепление производится не винтами, а с помощью пайки. А резисторы верхнего плеча делителя монтируются навесным способом на выводах П2К. При этом резисторы

Рис. 5.22. Расположение элементов на плате секционированных резисторов

каждого делителя располагаются с разных сторон и подсоединяются к плате проводами.

И, наконец, на общей плате находится еще индикатор понижения напряжения на выходе СН, расположение элементов которого показано на рис. 5.23.

Пьезоизлучатель BF1 припаивается непосредственно на плату. А светодиод HL2, индицирующий опасный режим работы источника питания, можно установить на лицевой стороне корпуса и подсоединить к плате проводами.

Рис. 5.23. Расположение элементов на плате индикатора понижения напряжения на выходе

Возможны два варианта закрепления печатных плат на общей плате. Во-первых, можно на общей плате установить разъемы, специально предназначенные для непосредственного соединения с печатной платой (СНП14). Во-вторых (а этот способ проще), можно осуществить закрепление отдельных узлов вертикально с помощью скоб из неизолированной облуженной медной проволоки толщиной 0,8—1,0 мм. Она припаивается к плате и загибается с двух сторон. А затем все скобы устанавливаются в отверстия общей платы и также припаиваются.

Очевиден существенный недостаток второго способа: неразъемное соединение не позволяет оперативно отключить неисправный узел для ремонтных операций.

Несмотря на свою сложность, первый способ (с разъемами) более подходит для усложненного варианта лабораторного источника питания. Если захочется добавить выход стабилизированного напряжения с малыми пульсациями, то это потребует установки еще одной платы с линейным стабилизатором. Это может быть стабилизатор положительного напряжения. Однако довольно часто требуется еще и отрицательное напряжение, например, для питания микросхем операционных усилителей. Поэтому потребуется еще и место для установки платы с микросхемой стабилизатора на отрицательное напряжение. Для удобства работы также можно применить установку фиксированных выходных напряжений с помощью секционированных резисторов.

Когда задумывается источник питания не с ограниченным набором функций, а с последующим их увеличением путем постепенной модернизации, то и в конструкции должны быть предусмотрены соответствующие возможности.

Проявление предусмотрительности в этом вопросе и увеличение размеров основной платы для установки плат дополнительных узлов позволит при возникновении соответствующей необходимости относительно просто доработать источник питания для увеличения выполняемых функций.

Изготовление нашего варианта источника питания надо начинать с подбора требующихся комплектующих. Их перечень приведен в табл. 5.4. Здесь собраны все необходимые радиодетали, но с разделением на платы отдельных узлов.

Таблица 5.4. Перечень элементов для лабораторного

источника питания

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

ОБЩАЯ ПЛАТА

Конденсатор

С1

К50-35 1000 мкФ 40 В

Диоды

VD1.VD2

КД243А

КД243Б—Г

Трансформатор

Т1

ТП112-17

2×12 В

ПЛАТА СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Конденсаторы

С2

К50-35 47 мкФ 35 В

СЗ

К10-17 1000 пФ

С4

К50-35 220 мкФ 10 В

Микросхема

DA1

КР1156ЕУ5

МС34063

Резисторы С2-33 0,125 Вт 10 %

С1-4, имп., 5 %

R2

270 Ом

R4

1,2 кОм

Индикатор

HL1

КИПД24А

AJ1307

Диод

VD3

КД212

|1N5819

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

Дроссель

L1

0,22 мГн

2 шт. ДПМ 0,6-100

ПЛАТА РЕГУЛИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ТОКА ОГРАНИЧЕНИЯ НАГРУЗКИ

Резисторы С2-33 0,125 Вт 10 %

С1-4, имп., 5 %

R5—R10

1 Ом

Переключатели кнопочные

SA1—SA3

П2К2п 6н (с незав. фикс.)

ПЛАТА СЕКЦИОНИРОВАННЫХ РЕЗИСТОРОВ

Резисторы С2-33 0,125 Вт 10 %

С1-4

R11

R12

1,8 кОм

R13

R14

1 кОм

R15

R16

2 кОм

R17

R18

3,9 кОм

R19

R20

8,2 кОм

Переключатели кнопочные

SA4—SA7

П2К 2п 8н (с незав. фикс.)

ПЛАТА ИНДИКАТОРА ПОНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Конденсатор

С5

К50-35 10 мкФ 10 В

Микросхема

DA2

КР1156ЕУ5

МС34063

Резисторы С2-33 0,125 Вт 10 %

С1-4

R21

1,8 кОм

2 шт.

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

R22

1 кОм

2 шт.

R23

3,9 кОм

2 шт. I

Индикатор

HL2

КИПД24А

АЛ307

Пьезоизлучатель

BF1

ЗПЗ

ЗП-25

Следующий этап изготовления — это проверка всех радиоэлементов. При выполнении этого условия будет уверенность, что после сборки устройство заработает, а не придется терять время на поиск неисправностей по причине некачественных элементов и производить их демонтаж.

Конечно же, еще нужны и печатные платы. Они изготавливаются из фольгированного одностороннего текстолита толщиной 1,5 мм по эскизам, приведенным на рис. 5.24—5.28.

Применение печатных плат облегчает монтаж радиоэлементов, но их изготовление связано с определенными навыками и применением химикатов.

Можно пойти и по другому, более дешевому и простому пути. Внимательно присмотревшись к рисункам проводников на эскизах печатных плат, можно заметить, что монтаж несложный и его можно провести навесным способом. Более того, этому способствует, например, наличие жестких выводов у трансформатора, переключателей П2К и других элементов. Их можно с успехом использовать как для непосредственного соединения элементов между собой, так и для закрепления монтажных проводников.

После проведения монтажа элементов на платы необходимо тщательно проверить правильность установки (особенно полярных элементов) и качество соединений. Убедившись в

Рис. 5.24. Эскиз общей печатной платы с трансформатором

Рис. 5.25. Эскиз печатной платы стабилизатора напряжения

Рис. 5.26. Эскиз печатной платы регулирующего элемента тока ограничения нагрузки

отсутствии ошибок, можно приступать к следующему этапу изготовления источника питания. Он заключается в автономной проверке каждой платы.

Начинать следует с общей платы. Подав сетевое напряжение на первичную обмотку трансформатора, надо измерить постоянное напряжение на конденсаторе фильтра. Убедившись,

Рис. 5.27. Эскиз печатной платы секционированных резисторов

Рис. 5.28. Эскиз печатной платы индикатора понижения напряжения

что эта часть устройства функционирует правильно, надо произвести еще проверку под нагрузкой. Для этого к выходу выпрямителя подсоединяют резистор величиной 27 Ом (2 Вт) для обеспечения тока нагрузки в 0,4—0,6 А и еще раз проверяют напряжение на выходе. Его величина должна быть примерно 12 В.

Убедившись в нормальной работе платы с выпрямителем, ее можно использовать для проверки функционирования платы СН. Однако, прежде чем подать напряжение на СН, необходимо поставить перемычку между контактами платы, соединяющими выводы микросхемы 6 и 7, т. е. исключить резистор ограничения тока нагрузки (R1). Еще необходимо установить временный делитель выходного напряжения (для обратной связи). Резистор величиной 6,8 кОм должен быть на месте резистора R3.1 между выводом 5 микросхемы и выходом СН (ивых).

После всех этих подготовительных операций можно подать входное напряжение и проверить работу СН при RH = 200 Ом, т. е. при небольшом токе нагрузки (1н = 40 мА). Мощность этого резистора должна быть не менее 0,5 Вт. В таком режиме измеряем выходное напряжение СН, его величина должна быть примерно 8 В.

Следующий шаг — это проверка стабильности выходного напряжения при изменении нагрузки. Для этого подключаем параллельно резистору нагрузки еще такой же (200 Ом), т. е. получаем RH = 100 Ом. При этом ток нагрузки возрастет вдвое и будет примерно 80 мА. Измерив снова выходное напряжение, необходимо убедиться, что оно меняется в соответствии с параметрами микросхемы (см. гл. 1) и весь узел работает нормально.

Теперь надо проверить плату секционированных резисторов. Это можно сделать с помощью мультиметра (цифрового тестера). Убедившись, что при нажатии определенной кнопки общая величина резистора, измеренная прибором, соответствует заложенной при проектировании (см. выше), эту плату можно установить на общую.

Далее аналогично проверяют плату с резисторами регулирующего элемента тока ограничения нагрузки (R5—R10) и также устанавливают ее на общую плату.

Когда на общей плате окажутся установленными все три платы: стабилизатора напряжения, секционированных делителей и регулирующего элемента тока ограничения нагрузки, то можно приступать к комплексной проверке функционирования полностью собранного ИСН без сетевой части. Это можно сделать с помощью дополнительного регулируемого источника питания. Для упрощения проверки в этом качестве можно использовать сетевую часть нашего источника питания, но при этом необходимо учесть, что некоторые параметры (например, стабильность по напряжению) не смогут быть проверены.

Последовательность проверки собранного источника питания следующая:

•       первым делом необходимо убедиться, что на выходе СН можно получить все значения выходных напряжений (при соответствующих положениях переключателей на плате секционированных делителей), которые были заложены при проектировании. Это можно сделать с помощью мультиметра и обязательно при наличии нагрузки (достаточно

40..  .50 мА);

•       далее надо проверить защитные свойства СН. Для этого необходимо устанавливать с помощью ограничительного резистора различные максимальные выходные токи и увеличивать нагрузку до тех пор, пока выходное напряжение не начнет уменьшаться. Также необходимо убедиться, что ограничение по току происходит на том уровне, который был заложен;

•       в заключение надо установить на свое место проверенную визуально плату индикатора понижения напряжения и убедиться, что она начинает вырабатывать предупреждающие сигналы при уменьшении выходного напряжения;

•       при желании перед эксплуатацией источника питания можно более точно подстроить (подбором резисторов) как выходные напряжения, так и напряжения срабатывания индикатора.

Теперь осталось укрепить общую плату в сборе внутри корпуса и произвести соединения с выходными клеммами.

Окончательно убедившись, что все параметры в норме, можно приступать к работе с источником питания.

Таблица для определения эквивалентного сопротивления при последовательном соединении двух резисторов (индуктивностей)

Второе слагаемое

10

12

15

18

22

27

33

39

47

56

68

82

100

Первое слагаемое

10

20

22

25

28

32

37

43

49

57

66

78

92

110

10

12

22

24

27

30

34

39

45

51

59

68

80

94

112

12

15

25

27

30

33

37

42

48

54

62

71

83

97

115

15

18

28

30

33

36

40

45

51

57

65

74

86

100

118

18

22

32

34

37

40

44

49

55

61

69

78

90

104

122

22

27

37

39

42

45

49

54

60

66

74

83

95

109

127

27

33

43

45

48

51

55

60

66

72

80

89

101

115

.133

33

39

49

51

54

57

61

66

72

78

86

95

107

121

139

39

47

57

59

62

65 69

74

80

86

94

103

115

129

147

47

56

66

68

71

74

78

83

89

95

103

112

124

138

156

56

68

.78

80

83

86

90

95

101

107

115

124

136

150

168

68

82

92

94

97

100

104

109

115

121 129

138

150

164

182

82

100

110

112

115

118

122

127

133

139 | 147

156

168

182

200

100

Примечание 1. Общее (эквивалентное) сопротивление двух и более резисторов равно:

R = R1 + R2 + R3 и т. д.

Первое слагаемое (левая колонка) — R1, второе слагаемое (верхняя строка) — R2.

Второе слагаемое

10

12 ! 15

18

22

27

33

39

! 47

56

68

82

100

Первое слагаемое

100

110

112

115

118

122

127

133

139 ! 147

156

168

182

200

100

120

130

132

135

138

142

147

153

159

167

176

188

202

220

120

150

160

162

165

168

172

177

183

189

197

206

218

232

250

150

180

190

192

195

198

202

207

213

219

227

236

248

262

280

180

220

230

232

235

238

242

247

253

259

267,

276

288

302

320

220

270

280

282

285

288

292

297

303

309

317

326

338

352

370

270

330

340

342

345

348

352

357

363

369

377

386

398

412

430

330

390

400

402

405

408

412

417

423

429

437

446 458

472

490

390

470

480

482

485

488

492

497

503

509

517

526

538

552

570

470

560

570

572

575

578

582

587

593

599

607

616

628

642

660

560

680

690

692

695

698

702

707

713

719

727

736

748

762

780

680

820

830

832

835

838

842 j

847

853

859

867

876

888

902

920

820

1000

1010

1012

1015

1018

1022 j 1027

1033

1039

1047

1056 j 1068

1082

1100

1000

Примечание 2. Общая (эквивалентная) индуктивность двух и более катушек равна:

L = L1 + L2 + L3 и т. д.

Первое слагаемое (левая колонка) — L1, второе слагаемое (верхняя строка) — L2.

Примечание 3. По таблице можно определить общую (эквивалентную) емкость двух конденсаторов при параллельном соединении, которая равна: С = С1 + С2 + СЗ и т. д.

Первое слагаемое (левая колонка) — С1, второе слагаемое (верхняя строка) — С2.

Таблица для определения эквивалентного сопротивления при параллельном соединении двух резисторов (индуктивностей)

Второе значение

10

12

15

18

22

27

33

39

47

56

68

82

100

Первое значение

10

5,0

5,5

6,0

6,4

6,9

7,3

7,7

8,0

8,2

8,5

8,7

8,9

9,1

10

12

5,5

6,0

6,7

7,2

7,8

8,3

8,8

9,2

9,6

9,9

10,2

10,5

10,7

12

15

6,0

6,7

7,5

8,2

8,9

9,6

10,3

10,8

11,4

11,8

12,3

12,7

13,0

15

18

6,4

7,2

8,2

9,0

9,9

10,8

11,6

12,3

13,0

13,6

14,2

14,8

15,3

18

22

6,9

7,8

8,9

9,9

11,0

12,1

13,2

14,1

15,0

15,8

16,6

17,3

18,0

22

27

7,3

8,3

9,6

10,8

12,1

13,5 ‘

14,9

16,0

17,1

18,2

19,3

20,3

21,3

27

33

7,7

8,8

10,3

11,6

13,2

14,9

16,5

17,9

19,4

20,8

22,2

23,5 .

24,8

33

39

8,0

9,2

10,8

12,3

14,1

16,0

17,9

19,5

21,3

23,0

24,8

26,4

28,1

39

47

8,2

9,6

11,4

13,0

15,0

17,1

19,4

21,3

23,5

25,6

27,8

29,9

32,0

47

56

8,5

9,9

11,8

13,6

15,8

18,2

го

о

оо

^ 23,0

25,6

28,0

30,7

33,3

35,9

56

68

8,7

10,2

12,3

14,2

16,6

19,3

22,2

24,8

27,8

30,7

34,0

37,2

40,5

68

82

8,9

10,5 ‘

12,7

14,8

17,3

20,3

23,5

26,4

29,9

33,3

37,2

41,0

45,1

82

100

9,1 i 10,7

13,0

15,3

18,0

21,3

СО

1 C4J

28,1

32,0

35,9

40,5

45,1

50,0

100

Примечание 4. Общее (эквивалентное) сопротивление двух резисторов равно:

R = R1 + R2/(R1 + R2).

Первое значение (левая колонка) — R1, второе значение (верхняя строка) — R2.

Второе значение

10

12

15

18

22

27

33

39

47

56

68

82

100

Первое значение

100

9,1

10,7

13,0

15,3

18,0

21,3

24,8

28,1

32,0

35,9

40,5

45,1

50,0

100

120

9,2

10,9

13,3

15,7

18,6

22,0

25,9

29,4

33,8

38,2

43,4

48,7

54,5

120

150

9,4

11,1

13,6

16,1

19,2

22,9

27,0

31,0

35,8

40,8

46,8

53,0

60,0

150

180

9,5

11,3

13,8

16,4

19,6

23,5

27,9

32,1

37,3

42,7

49,4

56,3

64,3

180

220

9,6

11,4

14,0

16,6

20,0

24,0

28,7

33,1

38,7*

44,6

51,9

59,7

68,8

220

270

9,6

11,5

14,2 16,9

20,3

24,5

29,4

34,1 | 40,0

46,4

54,3

62,9

73,0

270

330

9,7

11,6

14,3

17,1

20,6

25,0

30,0

34,9

41,1

47,9

56,4

65,7

76,7

330

390

9,8

11,6

14,4

17,2

20,8

25,3

30,4

35,5

41,9

49,0

57,9

67,8

79,6

390

470

9,8

11,7

14,5

17,3

21,0

25,5

30,8

36,0

42,7

50,0

59,4

69,8

82,5

470

560

9,8

11,7

14,6

17,4

21,2

25,8

31,2

36,5

43,4

50,9

60,6

71,5

84,8

560

680

9,9

11,8

14,7

17,5

21,3

26,0

31,5

36,9

44,0

51,7

61,8

73,2

87,3

680

820

9,9

11,8

14,7

17,6

21,4

26,1

31,7

37,2

44,5

52,4

62,8

74,5

89,1

820

1000

9,9

11,9

14,8

17,7

21,5

26,3

31,9 !

! 37,5

44,9

53,0

63,7

75,8

90,9

1000

Примечание 5. Общая (эквивалентная) индуктивность двух катушек равна: L = L1*L2/(L1 + L2). Первое значение (левая колонка) — L1, второе значение (верхняя строка) — L2.

Примечание 6. По таблице можно определить общую (эквивалентную) емкость двух конденсаторов при последовательном соединении, которая равна: С = С1*С2/(С1 + С2).

Первое значение (левая колонка) — С1, второе значение (верхняя строка) — С2.

Примечание 7. Таблицы предназначены для определения суммарных (эквивалентных значений) последовательно или параллельно соединенных двух резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. В таблице использованы номинальные значения из ряда Е12 (±10 %) по ГОСТ 2825—67.

Пример 1. В результате регулировки параметров како- го-либо устройства возникла необходимость установить резистор величиной 62 Ом.

Из каких двух резисторов можно составить требуемую величину?

Ищем в табл. 1 число 62. Находим его на пересечении строки 47 и столбца 15.

Следовательно, для получения требуемого сопротивления цепи 62 Ом, надо соединить последовательно резисторы с номиналами 47 Ом и 15 Ом.

Пример 2. Для точной установки режима работы требуется сопротивление цепи 520 Ом. Ряд Е12 имеет номиналы только 470 Ом или 560 Ом. Поэтому одним резистором не обойтись. Ищем по табл. 1 какого номинала два резистора обеспечат такое сопротивление цепи. Находим на пересечении строки 470 и столбцов 47 и 56 значения 517 и 526. Выбираем 517 (это значение ближе к требуемому 520 Ом). Два резистора с номиналами 470 Ом и 47 Ом, соединенные последовательно, образуют общее сопротивление величиной 517 Ом.

Пример 3. В примере 1 потребовалось включить в цепь сопротивление 62 Ом. Это можно сделать не только последовательным включением двух резисторов, но и параллельным. В этом случае обращаем свое внимание на табл. 2. На пересечении строки 680 и столбца 68 находим величину 61,8 (примерно 62). Таким образом, при параллельном соединении двух резисторов с номиналами 68 Ом и 680 Ом получим эквивалентное сопротивление такой цепи 62 Ом.

Пример 4. В наличии имеется два конденсатора по 22 нФ. При соединении их параллельно (табл. 1) общая емкость будет равна 44 нФ. Если же соединить их последовательно, то емкость составит 11 нФ (табл. 2). Следовательно, имея два одинаковых конденсатора, можно получить три значения емкости (11 нФ, 22 нФ и 44 нФ).

Пример 5. При расчете схемы генератора оказалось, что требуется конденсатор емкостью 2,9 нФ. Как в этом случае обеспечить подбор комплектующих для обеспечения требуемого режима работы генератора?

Внимательно изучив табл. 1, мы не найдем значение 29. Просматривая дальше, увидим значение 288. Оно находится на пересечении строки 270 и столбца 18. Т.е. параллельное соединение конденсаторов с номиналами 270 и 18 дает общую емкость 288. Но в нашем случае это 2,9 нФ или 2900 пФ. Нетрудно догадаться, что оба значения нужно умножить на 10. Таким образом, чтобы получить емкость 2900 пФ, надо соединить параллельно конденсаторы с номиналами 2700 пФ и 180 пф.

Возможен и другой случай. Смотрим в табл. 2 и ищем похожее значение (29). Находим его (28,7) на пересечении строки 220 и столбца 33. Поэтому потребуются конденсаторы с номиналами 22 нФ и 3,3 нФ. А соединить их надо последовательно.

Таблица сравнительных размеров (D х Н) и электрических параметров (Up, С) конденсаторов типа К50-35 и импортных аналогов типа SR

Up, в

6,3

10

16

25

иР, В

С, мкФ

К50-35

SR

К50-35

SR

К50-35

SR

К50-35

SR

С, мкФ

10

10

22

6,3 х 12

22

>33

6,3×12

5×11

33

47

6,3 х 12

6,3×12

5×11

8×12

5×11

47

100

6,3×14

5×11

8×14

. 6×11

10×14

6×12

100

220

10×14

6×11

10×16

8×12

12×16

8×12

220

330

8×12

8×14

8×16

330

470

12×16

8×12

8×12

12×19

8×14

14×19

10×17

470

1000

14×19

8×16

8×16

14×24

10×17

16×30

13×21

1000

2200

16×25

10×21

10×21

16×30

13×21

18×40

13×26

2200

г

иР, В

35

40

50

63

иР, В

С, мкФ

К50-35

SR

К50-35

SR

К50-35

SR

К50-35

SR

С, мкФ

| 0,47

5×11

5×11

0,47

1

. —

5×11

5×11

1

2,2

5×11

5×11

2,2

3,3

5×11

5×11

3,3

4,7

5×11

5×11

4,7

10

5×11

6,3×12

5×11

10

22

5×11

6,3×14

6×11

8×12

6×11

22

зз

6×11

6×12

8×12

33

47

6×11

8×14

i

6×12

10×14

8×12

47

100

6×11

10×16

i

8×14

10×19

10×17

100

220

8×16

12×19

10×17

14×19

10×21

220

330

10×17

10×21

‘ 13×21

330

470

10×21

14×24

13×21

16×30

13×24

470

1000

13×24

18×30

16×26

18×40

16×36

1000

2200

16×31

18×36

22×36

2200

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