Маломощный лабораторный блок питания с функцией зарядного устройства, 220/1,25…14 вольт 150…400 миллиампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

В радиолюбительской практике, несомненно, будет востребован маломощный лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением и ограничением выходного тока в интервале от нескольких до нескольких сотен миллиампер. Его можно применить для питания налаживаемой аппаратуры, собранной на чувствительных к перегрузке по току элементах, а также для зарядки отдельных аккумуляторов или аккумуляторных батарей.

Схема такого устройства показана на рис. 1. На микросхеме DA2 собран регулируемый стабилизатор с выходным напряжением 1,25...14 В. Устанавливают выходное напряжение переменным резистором R7. На микросхеме DA1 - параллельном стабилизаторе напряжения, транзисторе VT1 и датчике тока - резисторах R5, R6 - собран ограничитель-стабилизатор тока. Его значение в интервале 6...190 мА устанавливают переменным резистором R5.

Рис. 1. Схема устройства (нажмите для увеличения)

Напряжение сети поступает на первичную обмотку трансформатора через кнопочный выключатель SB1 и плавкую вставку FU1. Напряжение вторичной обмотки трансформатора выпрямляет мостовой выпрямитель на диодах Шоттки VD1-VD4. Конденсатор С3 - сглаживающий, светодиод HL1 сигнализирует о наличии выпрямленного напряжения.

При отключенной защите по току подвижный контакт кнопочного переключателя SB2 находится в нижнем по схеме положении, датчик тока замкнут и через микросхему DA1 протекает небольшой ток (не более 0,3 мА). На выводе 3 этой микросхемы напряжение близко к выпрямленному (около 17 В). Это напряжение поступает на затвор транзистора VT1, поэтому он открыт, сопротивление его канала не превышает сотых долей ома, и все стабилизируемое микросхемой DA2 напряжение поступает на выходные гнезда XS1, XS2. В этом режиме с трансформатором ТП-112-3 выходной ток при напряжении до 5 В не должен превышать 600 мА, до 10 В - 400 мА, до 14 В - 150 мА.

В режиме "Защита" подвижный контакт переключателя SB2 находится в верхнем по схеме положении и светодиод HL3 сигнализирует о включении этого режима. В этом случае на управляющий вход (вывод 1) микросхемы DA1 поступает напряжение с датчика тока. Когда это напряжение превысит 2,5 В, на выводе 3 этой микросхемы и затворе транзистора VT1 напряжение уменьшится и транзистор закроется. В результате устройство переходит в режим ограничения (стабилизации) тока, значение которого зависит от сопротивления резистора R6 и введенной части резистора R5: Iогр. мин = 2,5/(R5 + R6), Iогр. макс = 2,5/R6. При этом включается светодиод HL2, сигнализируя о том, что устройство работает в режиме стабилизации тока.

Для устройства использован корпус от часов "Электроника 12-41А" (рис. 2), поэтому для него и разработана односторонняя печатная плата, чертеж которой показан на рис. 3. В этом корпусе уже имеется держатель плавкой вставки. В устройстве применены постоянные резисторы С2-33, Р1-4, переменные - СП3-4аМ, полярные конденсаторы - импортные, остальные - К10-17, К73, светодиоды могут быть любые с диаметром корпуса 3 мм, желательно разных цветов свечения: HL1 - зеленого, HL2 - красного, HL3 - желтого, переключатели - П2К. Полевой транзистор IRFZ44N можно заменить транзистором IRFZ34N или аналогичным. Конденсатор С8 установлен на выводах гнезд XS1 и XS2. Полевой транзистор и микросхема КР142ЕН12 закреплены на ребристых теплоотводах размерами 25x16x8 мм. Переменные резисторы приклеены к плате эпоксидным клеем со стороны печатных проводников, с этой же стороны припаяны светодиоды.

Рис. 2. Корпус от часов "Электроника 12-41А"

Рис. 3. Чертеж односторонней печатной платы и расположение элементов на ней

Оси переменных резисторов выступают из отверстий в передней панели. На оси надеты ручки с рисками, а на фальшпанели сделаны две шкалы, проградуированные в миллиамперах и вольтах. Градуировку шкалы регулятора выходного напряжения проводят с помощью вольтметра, подключенного к выходу устройства, а регулятора тока ограничения, - подключив к выходу регулируемую нагрузку и миллиамперметр.

Для зарядки аккумулятора (аккумуляторной батареи) устройство переводят в режим "Защита", устанавливают требуемое напряжение, до которого его необходимо зарядить, затем устанавливают ток зарядки и подключают аккумулятор. При этом должен загореться светодиод HL2 "Ток". По мере зарядки яркость свечения этого светодиода станет уменьшаться, пока он совсем не погаснет. Выходное напряжение устанавливают исходя из расчета 1,4...1,45 В на один Ni-Cd или Ni-MH аккумулятор, а ток зарядки (в миллиамперах) - Iзар = 0,1·Са, где Са - емкость аккумулятора в мА·ч. Для удобства измерения выходного напряжения на задней или одной из боковых стенок устройства можно установить дополнительные гнезда XS3 и XS4 "Контроль", к которым подключают мультиметр. Если планируется эксплуатация устройства на максимальном токе и продолжительное время, на боковых и задней стенках корпуса желательно сделать несколько десятков вентиляционных отверстий.

Если применить другой корпус, элементы можно установить на плате, чертеж которой показан на рис. 4. В этом случае светодиоды, переменные резисторы, гнезда, переключатель и выключатель могут быть других типов, их устанавливают непосредственно на корпусе. Кроме того, размеры теплоотводов лучше увеличить.

Рис. 4. Чертеж печатной платы и расположение элементов на ней

Микросхему TL431CLP можно заменить транзистором серии КТ817 (у него максимальный ток базы - 1 А): вывод 1 - база, вывод 2 - эмиттер, вывод 3 - коллектор. В этом случае интервал тока ограничения изменится (Iогр. мин = 0,7/(R5 + R6), Iогр.макс = 0,7/R6) и придется подобрать резисторы R5 и R6 для получения требуемых переделов. Положительная сторона такой замены - уменьшение падения напряжения на датчике тока, отрицательная - ухудшение стабильности тока ограничения.

Автор: И. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Полезная альтернатива утреннему кофе 12.03.2025

Многие люди не представляют свое утро без чашки крепкого кофе, однако недавнее исследование, проведенное учеными Университета Джорджии, показало, что существует более эффективный и полезный способ взбодриться. Оказывается, обычная лестница может стать отличной альтернативой утреннему кофе, обеспечивая заряд энергии и повышая работоспособность. В эксперименте приняли участие студенты, страдающие от недосыпа, которые были разделены на несколько групп. Одним давали таблетки с кофеином, другим - плацебо, третьим - содовую, а четвертым - предлагали подняться по лестнице в течение 10 минут, преодолев около 30 этажей. Результаты исследования показали, что кофеин, плацебо и содовая не оказали существенного влияния на уровень энергии и работоспособность участников. Однако физическая активность в виде подъема по лестнице привела к значительному повышению бодрости и мотивации. Ученые объясняют этот эффект тем, что физические упражнения стимулируют выработку эндорфинов - гормонов радости, ...>>

Морозоустойчивые натрий-ионные аккумуляторы 12.03.2025

Ученые Сианьского университета Цзяотун добились значительного прогресса в разработке натрий-ионных аккумуляторов, способных функционировать даже в условиях экстремального холода. Эта разработка открывает новые перспективы для использования электроники и транспорта в регионах с суровым климатом. Особенностью новых аккумуляторов является их способность работать при температуре до -40 °C, что делает их идеальными для использования в арктических условиях и в других местах с экстремально низкими температурами. В основе инновационной технологии лежит использование принципов инь и ян - объединение сильных и слабых растворителей. Такой подход позволил ученым создать прототип натрий-ионных аккумуляторов, которые сохраняют до 80% своей емкости даже при сильных морозах. В последние годы натрий-ионные аккумуляторы привлекают все большее внимание как перспективная альтернатива литий-ионным батареям. Доступность сырья и низкая стоимость делают их привлекательными для использования в электро ...>>

Автономный датчик для очистки питьевой воды 11.03.2025

Ученые разработали инновационный биосенсор, способный автономно обнаруживать и уничтожать опасные бактерии кишечной палочки (E. coli) в питьевой воде. Эта технология обещает кардинально изменить методы обеспечения безопасности воды по всему миру. Традиционные методы обнаружения бактерий, такие как культивирование и ПЦР, требуют много времени, специализированного оборудования и квалифицированного персонала. Существующие биосенсоры, хотя и быстрее, зависят от внешних источников энергии и со временем теряют эффективность. Новый биосенсор преодолевает эти ограничения благодаря уникальной трехкомпонентной системе. Ферментативный биотопливный элемент (EBFC) использует глюкозооксидазу для преобразования глюкозы в электроны и перекись водорода, обеспечивая автономное питание датчика. Фермент защищен от деградации с помощью металлоорганического каркаса. Система обнаружения на основе аптамеров (специализированных цепочек ДНК) специфически связывается с E. coli. Это вызывает электриче ...>>

Случайная новость из Архива Зеленые комплектующие Microsoft 04.01.2025 С ростом популярности искусственного интеллекта и развитием вычислительных технологий все больше внимания уделяется экологическому воздействию сопутствующей инфраструктуры, включая серверные компоненты. Эти устройства не только потребляют значительное количество энергии в процессе работы, но и наносят вред окружающей среде при утилизации. Microsoft предпринимает шаги, чтобы минимизировать этот ущерб, разрабатывая новые подходы к использованию старых серверных комплектующих. Компания Microsoft, совместно с учеными из Университетов Вашингтона и Карнеги-Меллона, разработала инициативу под названием GreenSKUs - "зеленые комплектующие". Она направлена на повторное использование серверных компонентов, вышедших из эксплуатации, что позволяет снизить экологическую нагрузку от утилизации электронных устройств. На практике это означает, что компоненты, такие как оперативная память и твердотельные накопители, могут быть использованы даже по истечении их срока службы, который обычно составляет от трех до пяти лет. В реальности же эти компоненты могут служить гораздо дольше, а их замена чаще всего происходит из-за роста производительности, а не из-за износа. Технологические достижения, такие как интерфейс CXL, позволяют объединять компоненты разных поколений, минимизируя потери в производительности. С помощью этих технологий Microsoft разработала систему для отбора использованных серверных компонентов, которые можно продолжить использовать, исходя из их быстродействия и уровня энергопотребления. Например, в системе GreenSKUs используются процессоры AMD EPYC семейства Bergamo, которые обеспечивают эффективную работу при низком потреблении энергии. Эти процессоры соседствуют с модулями памяти и SSD, которые ранее использовались в других системах. Совсем недавно было подсчитано, что инфраструктура облачных вычислений потребляет до 3% мировой энергии, и, по прогнозам, к 2030 году она будет отвечать за 20% всех углеродных выбросов. Microsoft уверена, что использование подхода GreenSKUs позволит снизить углеродные выбросы на 8%. Если же эту практику распространить по всему миру, это приведет к снижению выбросов на несколько десятых долей процента - что эквивалентно экологическому воздействию всех смартфонов, эксплуатируемых в США. Однако использование старых компонентов не обходится без компромиссов. При применении "вторичных" серверов приходится балансировать между быстродействием и энергоэффективностью. Для компенсации увеличенных задержек в модулях памяти приходится применять дополнительные технологии, такие как объединение SSD в RAID-массивы для увеличения производительности. Кроме того, процессоры AMD Bergamo имеют ограниченную скорость кеширования, что также требует дополнительных оптимизаций. Несмотря на эти сложности, Microsoft активно внедряет подход GreenSKUs в свою облачную инфраструктуру Azure, стремясь сделать свои вычислительные системы более устойчивыми и экологически чистыми. Эта инициатива представляет собой важный шаг на пути к созданию более эффективных и менее вредных для планеты технологий, что особенно важно в условиях глобальных вызовов изменения климата.

Другие интересные новости:

▪ Бактерии улучшают рост растений и обогащают почву

▪ Видеокарты GeForce RTX 3050 и RTX 3090 Ti

▪ Микробы окрасят джинсы

▪ Вегетарианцы здоровее мясоедов

▪ NVidia Tegra для беспилотных автомобилей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Шаляпин Федор Иванович. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какое растение может копировать листья многих других растений на одном и том же побеге? Подробный ответ

▪ статья Клюква болотная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Антенна на 144 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сказочное появление карт. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025