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无线电电子与电气工程百科全书 具有可调电流限制的实验室电源，0-30 伏 3 安培。 无线电电子电气工程百科全书
要设置或维修无线电设备，您必须有多个电源。 许多房屋已经拥有此类设备，但通常它们的操作能力有限（允许的负载电流高达1A，如果提供电流保护，则它是惯性的或没有调节-触发的能力）。 一般来说，此类电源在技术特性方面无法与工业电源竞争。 获得通用实验室工业来源是相当昂贵的。 现代电路和元件基础的使用使得在家中制作电源成为可能，就其主要技术特性而言，其并不逊色于最好的工业设计。 同时，它的制造和配置也很简单。 这种电源必须满足的主要要求是： 电压调节范围为 0 ... 30 V； 能够以最小的纹波为负载提供高达 3 A 的电流； 电流保护动作的调整。 此外，电流保护操作必须足够快，以防止在输出短路时损坏电源本身。 平滑调整电源电流限制的能力使您可以在设置外部设备时排除损坏。 下面提出的通用电源电路可以满足所有这些要求。 此外，该电源允许您将其用作稳定电流源（高达 3 A）。 电源的主要技术特点：
电源电路，如图。 4.10、由控制电路（节点A1）、变压器（T1）、整流器（VD5…VD8）、功率控制晶体管VT3和变压器绕组开关单元（A2）组成。
控制电路 (A1) 组装在位于一个外壳内的两个通用运算放大器 (op-amps) 上，并由单独的变压器绕组供电。 这保证了输出电压从零开始调节，以及整个器件的运行更加稳定。 为了促进功率控制晶体管的热操作模式，使用了具有分段次级绕组的变压器。 使用继电器 K1、K2 根据输出电压的水平自动切换抽头，尽管负载电流较大，但仍可以为小尺寸的 VT3 使用散热器，并提高效率稳定剂。 切换单元（A2）为了仅用两个继电器来切换变压器的四个抽头，按如下顺序接通：当输出电压超过7,5V时，K1导通；当输出电压超过15V时，K2导通； 当超过22V电平时，K1导通； 当超过11V时，K13关断（在这种情况下，最大电压由变压器绕组提供）。 指示的阈值由所使用的齐纳二极管 (VD0,3 .VDXNUMX) 设置。 当电压下降时，以相反的顺序关闭继电器，但滞后约为 XNUMX V，即当电压下降到比接通时低的这个值时，这消除了切换绕组时的颤动。 控制电路(A1)由电压调节器和电流调节器组成。 如有必要，设备可以在这些模式中的任何一种模式下运行。 该模式取决于调节器“G (R18) 的位置。 电压调节器组装在元件DA1.1-VT2-VT3上。 稳定器电路的工作原理如下。 所需的输出电压由电阻器“粗略”(R16) 和“精细”(R17) 设置。 在电压稳定模式下，来自输出端 (X2) 的电压反馈信号 (-Uoc) 通过电阻器 R16-R17-R7 的分压器馈送到运算放大器 DA1/2 的非反相输入端。 +3V参考电压通过电阻R5-R7-R9提供给同一输入端。电路导通时，输出DA1/12处将增加一个正电压（通过晶体管VT2控制VT3） )直到输出端X1-X2上的电压不会达到电阻R16-R17设定的电平。 由于X2输出到DA1/2放大器输入端的负电压反馈，电源的输出电压得以稳定。 在这种情况下，输出电压将由以下比率决定：
哪里 因此，通过改变电阻器 R16（“粗”）和 R17（“细”）的电阻，您可以将输出电压 Iout 从 0 更改为 30 V。 当负载连接到电源的输出时，电流开始在其输出电路中流动，在电阻器 R19 上产生正电压降（相对于电路的公共线）。 该电压通过电阻器R18提供给连接点R6-R8。 从齐纳二极管 VD2，通过 R4-R6 提供参考负电压 (-9V)。 运算放大器DA1.2放大了它们之间的差异。 当差值为负时（即输出电流小于电阻R18设定的值），+1V作用于输出DA10/15。晶体管VT1将关闭，这部分电路不影响工作电压调节器。 当负载电流增加到DA1/7输入端出现正电压时，DA1/10输出端将出现负电压，晶体管VT1将轻微打开。 R13-R12-HL1电路中流过电流，使调节功率管VT3的开启电压降低。 红色 LED (NI) 的发光表明电路转变为限流模式。 在这种情况下，电源的输出电压将减小到这样的值，在该值处，输出电流将具有足以确保取自电阻器R16和连接点R6处的参考电压的电流反馈电压(Uop) -R8-R18相互补偿，即潜力为零。 结果，源的输出电流将被限制在由电阻器 R18 的滑块位置设置的水平。 在这种情况下，输出电路中的电流将由以下比率确定：
哪里 如果微电路在没有反馈的情况下打开或功率晶体管损坏，运算放大器输入端的二极管 (VD3) 可以保护微电路免受损坏。 在工作模式下，运算放大器输入端的电压接近于零，并且二极管不会影响器件的工作。 电容C3限制了运放的放大频段，可以防止自激，增加电路的稳定性。 设计特点 用虚线标记的电路部分（节点 A1 和 A2）位于两块尺寸为 80x65 毫米、由 1 ... 3 毫米厚的单面玻璃纤维制成的印刷电路板上。 对于节点 A1，元素的拓扑和排列如图 4.11 所示。 XNUMX。
节点 A2 可以通过体积安装制成，其尺寸取决于所使用的继电器类型。 组装时使用以下零件：SPZ-5a型调谐电阻R6和R19； SPZ-16a 或 R18.R4 型可变电阻器。 PPB-1A； 固定电阻R19型号C5-16MV为5W，其余均来自MLT和C2-23系列的相应功率。 电容器 C1、C2、C3、C10 K10-17 型，电解 C4 ... C9 K50-35 (K50-32) 型。 LED HL1、HL2 适合任何具有不同发光颜色的LED。 晶体管VT1、VT2可用KT3107A(B)代替。 功率晶体管VT3安装在面积约1000cm3的散热器上。 板上的连接器 X1。 A2型。 RSh2N-15-XNUMX。 继电器 K1、K2 在波兰制造，尺寸为 R-15，具有工作电压为 24 V 的绕组（绕组电阻 430 欧姆） - 由于其无封装设计，它们具有较小的尺寸和足够强大的开关触点。 微安表 RA1 小型 M42303 或类似产品，具有内部分流器，电流高达 3 或 5 A。为了便于电源操作，电路可以补充一个显示输出电压的电压表。 网络变压器T1是在功率为160W的铠装统一工业变压器（例如来自OSM1系列TU16-717.137-83）的基础上独立制造的。 线圈架位置的铁的截面为40x32毫米。 有必要拆除所有次级绕组，只留下主绕组（如果初级绕组的额定电压为 380 V，则我们绕 300 匝）。 我们从绕组 8-9-10 开始缠绕 - 它包含 38 + 38 匝电线。 PZP，直径为0,23毫米。 绕组7-6-5-4-3包含16+15+15+15匝直径为1,5mm的PEL线，电压分别为18+18V。 在节点 A1 电路中无误安装的情况下，只需用电阻器 R0 配置最大输出电压调节范围 30 ... 5 V，用电阻器 R3 配置最大保护电流 6 A。 无需配置切换单元(A2)。 只需检查继电器K1、K2的开关阈值以及电容器C8两端电压的相应增加。 当电路工作在电压稳定模式时，绿色LED（HL2）点亮，当开启电流稳定模式时，红色LED（HL1）亮起。 要将负载中的最大允许电流增加到 5 A，需要对电路进行更改，如图 4.12 所示。 XNUMX（两个功率晶体管并联安装）。 这是因为需要确保设备在输出端子发生短路时可靠运行。
在最坏的情况下，功率晶体管必须承受短时间的功率过载P=U in*I=35*5=175 W。 一个 KT827A 晶体管的功耗不超过 125 瓦。 来自变压器 T1 匝 K1 和 K2 的开关电压是惯性的，不会立即降低来自次级绕组 T1 的电压，但它们会减少电源长期运行期间功率晶体管上的热功耗。 对于电流为 5 A 的电源，还需要将电阻器 R19 的值减小到 0,2 欧姆，并考虑到这一点，使用以下公式重新计算电阻器 R18 的值：
作者：Shelestov I.P.
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