开关实验室电源 0-30 伏，0,01-5 安。方案、说明

开关实验室电源0-30伏，0,01-5安培。无线电电子电气工程百科全书

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所提出的器件稳定负载电源电压并限制其消耗的电流，切换到电流稳定模式。脉冲操作模式在任何操作模式下均可提供高效率。该装置不怕连续输出短路。它可以作为电解、电铸和其他需要稳定或有限电流的工艺的电流源。该设备可用于为几乎所有类型的电池充电。业余无线电文献中已经发表了许多关于实验室电源的描述。该源具有功能广泛、简单、高效的特点。上图。图1示出了其功能图。

开关实验室电源 0-30 伏，0,01-5 安。功能图
图。 1

该器件的基础是一个降压稳压器，在开关晶体管 VT1 上进行脉宽调节。在存储元件——扼流圈L1和电容器C1之后，连接顺序可调线性限流器A1和电压调节器A3。二极管VD1保证开关晶体管VT1截止时电感电流L1流入电容器C1和负载。负载电流被节点 A1 从 10 mA 限制到 5 A。电压调节器 A3 允许您在 0 到 30 V 的范围内调整输出电压。增益约为 2 的差分放大器 A4 和 A5 控制上的压降。 A1 和 A3 区。当它们中的至少一个太大时，开关晶体管VT1根据脉冲宽度控制器A5的信号而截止。这不仅实现了输出电压的高效率和稳定，而且还实现了电流的稳定。与线性调节相比，控制元件上的小功耗提高了设备的可靠性，通过减小散热器的尺寸来减轻其重量和尺寸。上图。图2示出了该装置的示意图。

米。 2（点击放大）

元件VT4、VD5、L1、C8对应于图1中的VT1、VD1、L1、C1。 1、在元件VT3-VT1、C3、VD1、HL3、R8-R5上装配有脉宽控制器A1。限流器A6由晶体管VT7和VT6、二极管VD10-VD10和电阻器R20-R2组成的稳流电路，其中其中一个由开关SA3连接。可调稳压器A4组装在DA2芯片上。差分放大器A1（见图1408）——高压运算放大器KR1UD3（DA21），带有电阻R23、R25、R26、R4。类似的差分放大器A5——DA28、R31、R33.R34、RXNUMX。

来自绕组 II 的电源电压经变压器 T30 降低至 1 V，对二极管电桥 VD4 进行整流并平滑电容器 C4。该电压（约 40V）是开关调节器的输入。电阻器 R1 和齐纳二极管 VD1 构成主振荡器电源电压的参数电压调节器，由单结晶体管 VT2 制成。晶体管VT3——电流放大器主振荡器。选择KT825G晶体管作为开关晶体管（VT4）是因为其高可靠性和广泛的可用性。根据 KT40G 晶体管的频率特性选择 825 kHz 的生成频率。电阻器R2和发光二极管HL1上组装有约2V的参量电压调节器，以固定调节晶体管VT1的发射极的电压电平。二极管VD3防止反向电压施加到该晶体管的发射结。打开，开关晶体管VT4将电感器L1连接至二极管电桥VD4上的整流器的输出。流经电感L1的电流对存储电容C8充电。通过改变晶体管 VT1 基极的电压，可以调整打开晶体管 VT4 的脉冲宽度，从而调整存储电容器 C8 两端的电压。限流器 A1 由分立元件制成。

拒绝使用LT1084芯片是因为其最大输入电压(37V)不够高。此外，分立元件的使用提高了效率。积分稳定器的电流设置电阻两端的压降为 1,25 V；电流为 5 A 时，该电阻上消耗的功率为 6,25 W。在所应用的限流器中，电流设定电阻UR两端的压降等于二极管电路VD6-VD10两端的压降与复合晶体管VT6VT7的基极-发射极电压之差。在这种情况下，UR约等于0,6V。电阻器R20消耗的功率（在5A的极限下）约等于3瓦。电流设定电阻R的阻值由公式R=UR/I计算，其中I为所需的限制电流。

作者的文案实现了11个限流限制：10、50、100、250、500、750 mA； 1、2、3、4、5A。电阻R10-R20与之对应。由于电容器C8两端的电压在很大范围内变化，因此通过由二极管VD6-VD10组成的稳定器的电流决定了VT5晶体管和HL2 LED上的稳定器。晶体管 VT22 发射极电路中的电阻器 R5 将流过 VD6-VD10 电路的电流设置在 10 ... 12 mA 范围内。可调稳压器A3是在DA4芯片上制作的。二极管VD13、VD14有助于提高其可靠性。通过这些二极管，当电源与网络断开时，电容器C12和C13放电，消除了稳压器的自激。

为了获得零输出电压，来自稳定器DA27的负极性电压通过分压器R30R2施加到控制电极电路。二极管桥 VD2 上的整流器和集成稳定器 DA1、DA2 还为 KR572PV2A 芯片上的数字电压表供电，该芯片根据典型电路组装。运算放大器DA3和DA5的输出信号通过二极管VD11和VD12馈送到公共负载——电阻分压器R3R4。 HL3 LED 显示在前面板上，发出电源转换到电流稳定限制模式的信号。限流器或电压调节器两端电压降的增加会导致电阻器 R4 两端电压升高。当它超过阈值（约3V）时，晶体管VT1打开，缩短晶体管VT2上的发生器脉冲。

结构和细节

电源安装在尺寸为 90x170x270 mm 的外壳中。晶体管VT4和二极管VD5无绝缘垫片安装在一个面积为200cm2的散热器上。一个VT400晶体管（通过绝缘垫片）和一个DA2稳定器安装在面积为6 cm4的散热器上。为了提高温度稳定性，建议在散热器上尽可能靠近 VT6 晶体管安装 VD10-VD6 二极管。该器件组装在通用面包板上，印刷电路板尚未设计。变压器T1由显像管电视的电源变压器制成。

磁路被拆除，线圈被移除。将灯丝绕组缠绕起来（它们位于上层，并用最大直径的电线缠绕），计算匝数。将这个匝数乘以 5，我们就得到了绕组 II 的匝数。接下来，将阳极绕组从两个线圈完全缠绕到一个线轴上。然后将绕组II的一半匝数在每个线圈上批量绕成阳极绕组的两根线。 0,8mm的阳极绕组线直径对应于0,5mm2的横截面。两根导线缠绕的等效横截面积为 1 mm2，可以获得 5 A 的负载电流。

将灯丝绕组的匝数乘以3，得到绕组III的匝数。该绕组也可以用两根导线缠绕在两个线圈之一上。由于绕组 III 的电流消耗较低，变压器磁场的不对称性可以忽略不计。磁路组装完毕后，将半绕组III串联，考虑到定相，一个半绕组III的起始端与另一个半绕组III的末端相连，从中间形成抽头。电感L1绕在由48NM1500铁氧体散装制成的B1磁路上，分成阳极绕组的两根线，直至充满框架。为了在杯子之间形成非磁性间隙，插入了 1 毫米厚的 Textolite 垫圈。用Mb螺栓拧紧后，成品节流阀浸渍BF-2胶水。胶水的干燥和聚合在100℃的烘箱中进行。

当在另一个磁路上制作独立的电感器时，应该记住，通过电感器的电流具有三角形形状。 5A的平均电流消耗对应于10A的幅度，而磁路的电流不应进入饱和。稳定器LT1084（DA4）可用国产类似物KR142EN22A替代。为了提高耐用性，可变电阻器 R29 使用 PPB 线。鉴于SA2开关有很大电流流过，为了提高稳定性和耐用性，采用了11P3N陶瓷板开关，其触点并联。 LEDAL307KM(HL3)可用国外L-543SRC-E替代。

设立

通过选择电阻R30，在可变电阻R29发动机的下位处电源输出端设置零输出电压，如图所示，通过选择电阻R32-在上位设置30V的电压根据图表的 R29 发动机。将电压表连接到DA2稳压器的3、4端子，通过选择电阻R4设置1,5V的电压，调节时间可以使用微调电阻。但由于动触头系统的电阻不稳定，不建议将其用于永久运行。然后通过电流表将负载连接到输出端子。

通过电阻R29改变输出电压，输出参数由电流表和内置电压表控制。在低电流限制下，由于 DA4 稳定器存在控制电流，因此需要根据计算值调整电阻器 R10-R12 的阻值。通过打开 HL3 LED，有必要检查电流限制及其在所有限制下的稳定性。拟议的实验室电源操作非常方便，包括为蓄电池和电池充电 - 从 7D-0.1 到起动汽车。使用内置数字电压表设置最终充电电压，使用SA2开关选择所需的充电电流并连接电池（电池）。以稳定电流进行充电，当电池达到规定电压时，充电停止。在该装置的三年运行期间，没有出现任何运行故障。

作者：K. Moroz、Nadym、Yamalo-Nenets 编。区；出版：cxem.net

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