一个简单的实验室电源。方案、说明

简易实验室电源

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曾经，本文的作者需要一个足够强大且可靠且输出电压可广泛调节的电源。在研究了现有文献后，他得出的结论是，提出的重复装置有缺点：线性稳定器尺寸较大（由于需要使用大容量氧化物电容器和散热器），PWM稳定器的控制范围相当窄输出电压存在高频纹波，消费质量提高的装置（限流、模式指示、变压器绕组切换等）相对复杂。我必须寻找其他解决方案，最终开发出了一种没有这些缺点的电源。

拟议的实验室电源采用两级整流电压转换：PWM 转换为中间电压以及随后的线性稳定。该器件的主要技术特性如下：输出电压调节范围 - 从 1,3 至 30 V，电压不稳定系数 - 0,07%/V，负载电流不稳定度 0,1%，最大输入（交流）电压 - 27 V，转换效率最大负载电流——不小于70%。可以将电流限制阈值更改为最高 1,2 A，具有带灯光指示的非触发短路保护。该电源的特点是尺寸小、热损失最小（负载电流高达 0,3 A 时，不需要散热器）。

该装置的框图如图 1 所示。一。

简易实验室电源

输入电压 UBX 由 DA1 PWM 转换器转换为中间 Unp，该中间 Unp 又是 DA2 模拟稳定器的输入。通过差分放大器 DA3 的反馈维持 DA2 所需的压降（对于 LM317 - 2,5 V），因此 DA2 上的热损失最小。

电源原理图如图所示。 2.

（点击放大）

来自电桥VD1的输出的整流电压被电容器C1平滑并馈送到组装在输入元件DA1、VT2、VD2、L1上的PWM转换器的输入。开关电路DA1是典型的降压电路[1]。 KR1156EU5 微电路的使用最大限度地减少了无源元件的数量，但对最大输入电压施加了限制，在这种情况下，最大输入电压不应超过 40 V。 PWM 在 L1 存储扼流圈和 VD2 二极管的帮助下形成中间电压电容器C4上的电压Upr。

DA2微电路稳压器上装有线性稳压器。用可变电阻R12调节它。二极管 VD3 和 VD4 保护微电路免受反向电流和负电压的影响，并根据其使用建议引入[2]。

运算放大器 DA3 和电阻器 R7-R10 形成差分放大器，用于监视稳定器 DA2 上的压降。增益 DA3 选择等于 1,5，这样您就可以在整个电压和电流范围内保持设定值，包括输出短路时。微调电阻R2调节调节期间的电压降。

在元件VT1、HL1、R1上，制作了用于输出短路状态的信号装置。在正常模式下，晶体管VT1开路，其两端的电压降不超过零点几伏。当电源输出端的电压降至 0,7V 或更低时，晶体管 VT1 关闭，HL1 LED 开始发光。电源的开启状态由 HL2 LED 发出信号。

电阻器R5的作用非常有趣。当其上的电压超过120mV（根据经验确定的平均值）时，DA1芯片内部的脉宽限制器起作用，将其变成电流源。 KR1156EU5的这一特性可用于限制最大负载电流。例如，当该电阻器的电阻等于 0,1 欧姆时，源能够向负载提供高达 1,2 A 的电流，而当 R5 为 1 欧姆时，电流源最多只能提供 120 mA 的电流。通过安装一个0,5欧姆的电阻，从而将负载电流限制在240毫安，可以拒绝DA2芯片的散热器和PWM转换器的外部电流开关（通过排除晶体管VT2，电阻R3 并将引脚 2 DA1 连接到电感器 L1 和二极管 VD2 的连接点。在这种情况下，产品的尺寸将比火柴盒稍大。

作为VT2关键，可以使用任何静态基极电流传输系数大于30且允许集电极电流至少为3A的晶体管。笔者使用的是KT805AM。它具有良好的频率特性，因此开关损耗较低。场效应晶体管 IRF3205 在这个地方“表现得很好”——在高达 1 A 的电流下不需要散热器。电感器 L1 的电感可以是 40 至 600 μH 之间的任意值，唯一的要求是其额定电流必须至少为 1,5 A。电阻器 - MLT、C1-4，允许电阻偏离标称值 ± 10%，微调电阻器 R2 - 多匝线 SP5-2VB 或类似的可变 R12 -电阻为 4,7 ... 6,8 kOhm 的任何类型。电容器 C1 和 C4 为氧化物 K50-35，容量为 220 ... 470 微法，额定电压为 63 V，其余为陶瓷电容器（KD2、K10-7、K10-17it.p.）。

建立电源归结为将 DA2 引脚 2,5 和 2 之间的微调电阻器 R3 电压设置为 2 V（负载为 50% 时）。

文学

Biryukov S. KR1156EU5 微电路上的电压转换器。 - 广播，2001 年，第 11 期，第 38,39.42 页XNUMX。
集成电路：线性电源电路及其应用。 - M.：多德卡，1996 年。

作者：乌里扬诺夫斯克州季米特洛夫格勒的 S. Muralev

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