带保护的可调电源，220 / 1,2-24 伏特 2 安培。方案、说明

带保护的可调电源，220 / 1,2-24 伏 2 安培。无线电电子电气工程百科全书

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所提出的实验室电源提供了输出电压和电流阈值的软件设置，该阈值不仅由于装置最可能出现的故障而不能被超过，而且如果不小心操作其操作控制也不能被超过。这有效地保护了由机组供电的设备。

使用某种实验室电源时，我不小心将电压调节器切换到了所需的错误阶段。结果，超出了昂贵的受电设备允许的电压，并且发生了故障。之后，我考虑创建一个具有保护负载免受电压升高功能的可调电源，结果，我开发并组装了文章中描述的设备。

该模块的输出电压范围为 1,2 至 24 V，由四个可变电阻器（两个 - 粗略和两个 - 精确）设置。设备指示器以 0,1 V 的分辨率显示电压的当前值，以 1 mA 的分辨率显示高达 1 A 的负载电流，以 1 mA 的分辨率显示 2 至 10 A 的电流值。该装置受到保护，不会超过用户定义的最大电压和电流值，以及输出短路。连续测量可调稳压器散热器的温度，如果超过允许值2℃，风扇将自动开启。

该器件由四个主要功能单元组成：网络开关电源 RS 50-24 [1]，配置为 26 V 输出直流电压，能够提供高达 2,2 A 的电流；可调输出稳压器（图 1 中的电路）。 12)、稳定器 +5 V 和 +2 V 电压，用于为块单元（图 3）以及控制和指示模块（图 XNUMX）供电。

米。 1（点击放大）

带保护的稳压电源，220 / 1,2-24 伏特 2 安培
图。 2

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从传感器读取受控参数、设置操作模式以及在 HG1-HG3 指示器上显示信息的所有操作均由 DD4 PIC16F1827-I / SO 微控制器执行，其 4 MHz 时钟频率由内置 RC 发生器设置。 XP1 连接器用于对微控制器进行编程。

将 RS-220-50 (U24) 电源连接到 1 V 网络后，其电压提供给 DA1 LM2576T-ADJ 芯片上的可调开关稳压器和未稳压的 DA4 KR142EN8B 稳压器。借助后者，获得12V电压为继电器K1的线圈和风扇M1供电。此外，集成稳定器 DA5 KR142EN5A 将 +12 V 电压降低至 +5 V，为设备的其余部分供电。

开关调节器还包括肖特基二极管VD3、存储电感L1和电容器C7-C11。其输出电压由可变电阻R7-R10调节。增加它们的数量以实现所需的调节平滑度。

稳定电压通过继电器K1.1的触点提供给装置的负载。这样做是为了在触发保护时可以关闭负载，或者如有必要，无需断开设备电源线即可关闭负载。无论触点 K1.1 的状态如何，可调稳定器输出端的部分电压通过电阻器 R12 和 R13 上的分压器馈送到微控制器 DD4 的 ADC 的输入端，由其测量，并且稳定器输出端的电压值显示在指示器HG3上。这允许您在输出关闭时设置所需的电压，然后，通过按下 SB3 按钮，发送命令以闭合触点 K1.1。当它们关闭时，按同一按钮将它们打开。将设备连接到网络后，按下 SB3 按钮之前，触点打开。

负载电流传感器是一个连接到其负极线的分流器。它由电阻R14和R15并联组成。分流电阻 - 0,05 欧姆。在负载电流为2 A时，其上的电压降至0,1 V，这不足以精确测量电流，因此传感器的电压由仪表放大器DA2 AD623ARZ [2]放大，其增益设置为11通过电阻R6。

从该放大器的输出，与负载电流成比例的电压被馈送到 14 位 ADC DA3 ADS1100A0IDBVT [3] 的输入，该 ADC 具有 2 的内部放大器。每秒，转换器执行转换，结果为其中十个由微控制器通过 I 接口读取²C. 使用外部 ADC 是因为微控制器内置的十位 ADC 无法提供高达 2 A 的电流测量和所需的精度。

DA1稳定器散热器的温度由安装在其上的BK1 DS18B20或DS18S20传感器测量。微控制器程序自动确定传感器类型。如果测量的温度超过设定值2℃或更多，则根据微控制器的命令，通过晶体管VT1和VT2打开吹散热片的M1风扇。风扇的运行通过 HG2 指示器最低有效数字后包含的小数点来表示。当温度低于设定温度2℃时，风扇和指示器上的小数点将关闭。当温度传感器缺失或有缺陷时，风扇会持续运转，并且 HG2 指示灯上会亮起两个负号。

装置输出电压的测量值显示在三位数指示器 HG3 上，单位为伏特，最低位前有小数点（十分之一伏特）。负载电流的测量值显示在三位显示器HG1上。如果小于 1 A，则以毫安为单位显示，所有数字中的小数点都消失了。等于或大于1A的电流值以安培为单位显示，分辨率为0,01A，最高位后保留小数点（安培单位）。

单片机通过串并转换器DD1-DD3、DD5-DD9静态控制所有指示灯。这使得您无需在微控制器程序中使用中断，从而难以从温度传感器 BK1 和 ADC DA3 读取信息。所有指示器的阳极都连接在一起。电压通过晶体管 VT5 上的按键提供给它们，晶体管 VTXNUMX 由微控制器生成的可变占空比脉冲打开。这使得可以调整指示器的亮度。

当保护触发时，继电器触点K1.1打开，由晶体管VT1上的按键控制的动头BA6发出频率为1000Hz、持续时间为0,5s的蜂鸣声。电源U1和集成稳定器DA1、DA4、DA5都有自己的内置输出短路保护。

可调电压调节器组装在印刷电路板上，如图4所示。 1. 它包含图 1 中所示的所有元素。 1、除电源U1206和开关SA1外。有一种尺寸为 XNUMX 的表面安装跳线。芯片DAXNUMX配有散热器。

带保护的稳压电源，220 / 1,2-24 伏特 2 安培
图。 4

集成稳定器 DA4 和 DA5 位于板上，按照图 5 制作。 XNUMX. 它们从不同侧面固定在同一散热器上。

带保护的稳压电源，220 / 1,2-24 伏特 2 安培
图。 5

控制和指示板的印制导线图如图6所示。 7，以及其上元素的排列 - 如图所示。 9. 该板必须有七个跳线，与上面提到的类似。 HG26 指示灯的引脚 1 和 14 以及 HG26 指示灯的引脚 3 和 1 在安装到板上之前被移除。动磁头 BA16 与电阻器 RXNUMX 一起从板上移除。选择该电阻器可设置所需的声音信号音量。

带保护的稳压电源，220 / 1,2-24 伏特 2 安培
图。 6

带保护的稳压电源，220 / 1,2-24 伏特 2 安培
图。 7

板外还有可变电阻R7-R10。建议选择最大尺寸，这将确保电压调节所需的平滑度。特别要注意可变电阻器的引擎与其电阻层之间接触的可靠性。违反此触点会导致设备输出电压出现浪涌，从而触发保护，但对用电设备来说仍然是危险的。

电阻器 R1-R4、R11、R19、R20 - 尺寸为 1206，用于表面安装，其余 - 尺寸为 0805。R7-R10 选择所需尺寸，但额定值显示在图表上。电阻器 R14 和 R15 - KNP-500-5W-0R1-FP 氧化物电容器 C1、C11 - 单向引线铝电容器，C19、C22 - 钽电容器 CTSMD-A。其余电容为0805陶瓷表面贴装电容。

ADS1100 系列微电路有多个版本，其不同之处在于 I 总线上从站的地址²C、通过它与单片机交换信息。地址由芯片名称主要部分后的两个字符表示，不能更改。只有地址为 A0 (ADS1100A0) 的微电路才适合在所考虑的块中使用。要使用具有其他地址的微电路，需要更改微控制器程序。

该设计使用继电器 OJ-SS-112LM12 [4]。它可以替换为另一个具有 12 V 绕组和触点的器件，能够在 3 V 恒定电压下切换高达 30 A 的电流。

电源前面板外观如图8所示。 1. 这里有指示灯 HG2（负载电流）、HG3（散热器温度）、HG2（输出电压）、LED HL1（指示输出打开）、按钮 SB2（增加参数）、SB3（减少参数）和两个重复按钮 SBXNUMX（打开和关闭输出）。

带保护的稳压电源，220 / 1,2-24 伏特 2 安培
图。 8

从主电压、电流、温度显示模式切换到设定电压上升阈值时，按SB1按钮，HG1、HG2指示灯熄灭，HG3指示灯显示阈值。每按一次 SB1 按钮就会增加，按 SB2 按钮就会减少 0,5 V。阈值可以在 2 到 25,5 V 的范围内更改。如果您不这样做，则会自动从该模式和后续模式退出到主模式。按住 SB1 和 SB2 10 秒。

要从主模式切换到设置增加负载电流的阈值，请短按 SB2 按钮。除 HG1 外，其他指示灯都会熄灭，HG1 上会显示阈值。通过按下按钮 SB2 和 SB0,05，可以将其从 2 A 更改为 0,05 A，步长为 XNUMX A。

如果在主模式下按住SB2按钮，则在打开当前阈值设置模式1,5秒后，将开始循环选择同周期的其他五种参数变化模式。您可以通过按住SB1按钮执行相同的操作，但在这种情况下，将首先激活电压的阈值设置模式，然后是电流的阈值设置模式，然后将开始其他参数的枚举。当指示器呈现与所需参数相对应的形式时，应释放按住的按钮。

在设置散热器允许温度模式下，除HG2显示该值外，所有指示灯均熄灭。通过按下按钮 SB1 和 SB2，可以在 30 至 70 °C 的范围内以 1 °C 为增量进行更改。

块电压表校准模式下，HG1指示灯熄灭，HG2指示灯显示校准常数，HG3指示灯显示块测量的输出电压值。在此模式下，将示例电压表连接到模块的输出，将输出电压设置为接近最大值，并通过按下按钮 SB1 和 SB2 选择校准常数，实现 HG3 指示器的读数与示例性电压表。

仪表放大器DA3处于零偏补偿模式时，HG3指示灯熄灭，继电器触点K1。 1、负载与机组断开，HG1指示灯显示补偿值的值，HG2指示灯显示正在进行的修正。通过按下按钮 SB1 和 SB2，指示器 HG1 和 HG2 的读数必须相等。

在负载电流表校准模式下，HG3 指示灯也是关闭的，但在打开此模式时，HG1 指示灯上显示零值，因为即使在之前的模式下，负载也通过 K1.1 继电器触点被禁用。负载通过示例性电流表连接到块的输出，并且通过按下SB3按钮，向其施加电压，该电压被设置为使得负载电流接近最大值。通过按下SB1和SB2按钮，HG2指示器上显示的校准常数发生变化，实现HG1指示器和参考电流表的相同读数。

循环中的最后一个是设置指示灯亮度的模式。在此模式下，所有这些都被启用。在这种情况下按钮SB1和SB2的动作与其他模式相反。按SB1按钮，亮度降低，按SB2按钮，亮度增加。

所有设置的参数值都会自动存储在微控制器的非易失性存储器中；再次开机时无需重新输入它们。

Sprint Layout 5.0 格式的 PCB 文件和微控制器程序可以从 ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/10/blok.zip 下载。

文学

50W单路输出开关电源RS-50系列。 - 网址：insat。 ru/产品/meanwell/rs-50_spec。 pdf。
单电源、轨到轨、低成本仪表放大器 AD623。 - URL：analog.com/static/imported-files/Data_Sheets/AD623.pdf
aDS1100 自校准、16 位模数转换器。 - 网址：ti. com/lit/ds/symlink/adsl100.pdf。
微型 PCB 继电器OJ/OJE - URL：te.com/commerce/DocumentDelivery/DDEController?Action=showdoc&DocId=Data+Sheet%7FOJ_OJ E_series_relay_data_sh eet_E%7F0214%7Fpdf%7FEnglish%7FENG _DS_OJ_OJE_series_relay_data_sheet_E_02 14_OJ.pdf%7F2-1419129-1.

作者：P. Kozhukhin

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