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Alimentation 1 ... 20 V avec protection de courant


Lors de la configuration de divers électronique nécessite une unité d'alimentation (PSU), dans laquelle il y a un ajustement de la tension de sortie et la possibilité de contrôler le niveau de fonctionnement de la protection contre les surintensités sur une large plage. Lorsque la protection est activée, la charge (appareil connecté) doit être automatiquement déconnectée.

Une recherche sur Internet a révélé plusieurs circuits d'alimentation appropriés. Il s'est arrêté sur l'un d'eux. Le schéma est facile à fabriquer et à mettre en service, se compose de pièces accessibles, répond aux exigences énoncées.

L'alimentation proposée pour la fabrication est basée sur l'amplificateur opérationnel LM358 et a les caractéristiques suivantes:
Tension d'entrée, V - 24 ... 29
Tension stabilisée en sortie, V - 1 ... 20 (27)
Courant de fonctionnement de protection, A - 0,03 ... 2,0


Photo 2. Circuit d'alimentation



Un régulateur de tension réglable est monté sur un amplificateur opérationnel DA1.1. L'entrée de l'amplificateur (borne 3) reçoit la tension du modèle du moteur à résistance variable R2, la diode zener VD1 est responsable de sa stabilité et la tension est fournie à l'entrée inverseuse (borne 2) de l'émetteur du transistor VT1 via le diviseur de tension R10R7. À l'aide d'une résistance variable R2, vous pouvez modifier la tension de sortie du bloc d'alimentation.
L'unité de protection contre les surintensités est réalisée sur l'amplificateur opérationnel DA1.2, elle compare la tension aux entrées de l'ampli-op. L'entrée 5 via la résistance R14 reçoit la tension du capteur de courant de charge - résistance R13. L'entrée inverseuse (broche 6) reçoit une tension modèle dont la stabilité est assurée par la diode VD2 avec une tension de stabilisation d'environ 0,6 V.

Alors que la chute de tension créée par le courant de charge sur la résistance R13 est inférieure à l'exemple, la tension de sortie (broche 7) de l'ampli op DA1.2 est proche de zéro. Dans le cas où le courant de charge dépasse le niveau de réglage autorisé, la tension au niveau du capteur de courant augmentera et la tension à la sortie de l'ampli opérationnel DA1.2 augmentera presque jusqu'à la tension d'alimentation. Dans ce cas, la LED HL1 s'allume, signalant l'excès, le transistor VT2 s'ouvre, contournant la diode Zener VD1 avec la résistance R12. En conséquence, le transistor VT1 se ferme, la tension de sortie du PSU diminue presque à zéro et la charge s'éteint. Pour allumer la charge, appuyez sur le bouton SA1. Le niveau de protection est ajusté à l'aide d'une résistance variable R5.

Fabrication BP

1. La base de l'alimentation, ses caractéristiques de sortie sont déterminées par la source de courant - le transformateur utilisé. Dans mon cas, un transformateur toroïdal d'une machine à laver a été utilisé. Le transformateur a deux enroulements de sortie sur 8v et 15v. En combinant les deux enroulements en série et en ajoutant un pont redresseur sur les diodes de puissance moyenne KD202M à portée de main, j'ai obtenu une source de tension continue 23v, 2a pour une alimentation.


Photo 3. Pont transformateur et redresseur.

2. Un autre élément déterminant de la PSU est le corps de l'instrument. Dans ce cas, un projecteur de diapositives pour enfants interférant dans le garage. Après avoir enlevé l'excédent et traité à l'avant du trou pour installer le microampèremètre indicateur, nous avons obtenu un blanc pour le boîtier du bloc d'alimentation.


Photo 4. Boîtier BP vierge

3. Le circuit électronique a été monté sur une plaque de montage universelle de 45 x 65 mm. La disposition des pièces sur la carte dépend des dimensions trouvées dans la batterie de composants. Au lieu des résistances R6 (réglage du courant de fonctionnement) et R10 (limitation de la tension de sortie maximale), des résistances compensatrices avec une valeur nominale 1,5 fois plus élevée sont installées sur la carte. À la fin des paramètres du bloc d'alimentation, ils peuvent être remplacés par des paramètres permanents.


Photo 5. Plaque de montage

4. L'assemblage complet de la carte de circuit imprimé et des éléments externes du circuit électronique pour tester, régler et régler les paramètres de sortie.


Photo 6. Unité de commande PSU

5. Fabrication et réglage du shunt et résistance supplémentaire pour utiliser un microampèremètre comme ampèremètre ou voltmètre BP. La résistance supplémentaire consiste en des résistances constantes et d'accord connectées en série (illustrées ci-dessus). Un shunt (illustré ci-dessous) est inclus dans le circuit de courant principal et se compose d'un fil à faible résistance. La section du fil est déterminée par le courant de sortie maximal. Lors de la mesure de l'intensité du courant, l'appareil est connecté en parallèle au shunt.


Photo 7. Micro-ampèremètre, shunt et résistance supplémentaire

Le réglage de la longueur du shunt et de la valeur de la résistance supplémentaire est effectué avec une connexion appropriée à l'appareil avec contrôle de conformité avec un multimètre. La commutation de l'appareil en mode ampèremètre / voltmètre est effectuée par l'interrupteur à bascule conformément au schéma:

Alimentation 1 ... 20 V avec protection de courant

Photo 8. Schéma de commutation du mode de commande

6. Marquage et traitement du panneau avant du bloc d'alimentation, installation des pièces distantes. Dans ce mode de réalisation, un micro-ampèremètre est placé sur le panneau avant (interrupteur à bascule pour le mode de contrôle A / V à droite de l'appareil), bornes de sortie, régulateurs de tension et de courant, indicateurs de mode de fonctionnement. Pour réduire les pertes et en liaison avec une utilisation fréquente, une sortie stabilisée séparée de 5 volts est en plus sortie. Pour cela, la tension de l'enroulement du transformateur à 8 V est fournie au deuxième pont redresseur et à un circuit typique à 7805 avec protection intégrée.


Photo 9. Panneau avant

7. Montage de l'alimentation. Tous les éléments d'alimentation sont installés dans le boîtier. Dans ce mode de réalisation, le radiateur du transistor de commande VT1 est une plaque d'aluminium de 5 mm d'épaisseur, montée dans la partie supérieure du couvercle du boîtier, qui sert de radiateur supplémentaire. Le transistor est monté sur le radiateur à travers un joint électriquement isolant.


Photo 10. Assemblage d'une alimentation sans couvercle


Photo 11. Vue générale de l'alimentation.

Détails:

L'amplificateur opérationnel LM358N intègre deux amplificateurs opérationnels.

Le transistor VT1 peut être remplacé par n'importe laquelle des séries КТ827, КТ829. Transistor VT2 de toute série KT315. La diode Zener VD1 peut être utilisée par n'importe qui, avec une tension de stabilisation de 6,8 ... 8,0 V et un courant de 3 ... 8 mA. Diodes VD2-VD4 de la série KD521 ou KD522B. Condensateurs C3, C4 - film ou céramique. Condensateurs d'oxyde: C1 - K50-18 ou similaire importé, le reste - de la série K50-35. Résistances fixes de la série MLT, variables - SP3-9a.

Etablissement d'une alimentation - le moteur à résistance variable R2 est déplacé en position haute selon le schéma et la tension de sortie maximale est mesurée, réglée sur 20 V, en sélectionnant la résistance R10. Après cela, la charge est connectée à la sortie et des mesures du courant de fonctionnement de protection sont effectuées. Pour réduire le niveau de protection, réduisez la résistance de la résistance R6. Pour augmenter le niveau maximal de protection, réduisez la résistance de la résistance R13 - capteur de courant de charge.
9.2
8.4
7.8

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19 commentaires
L'auteur
Merci pour l'offre, je suis d'accord avec vous.
Alors j'ai dessiné quelque chose. Je pense que vous comprendrez.
Citation: lihvin
Bien que, si vous transférez les points de connexion de l'appareil pour un shunt (en mode tension), ce "problème" sera résolu.
Dans ce cas, la flèche de l'appareil en mode (Ampèremètre) ira dans le sens négatif.

Oui, peu importe où elle va, je pensais que tu pourrais le résoudre toi-même. Mettez un interrupteur un peu plus compliqué et toute l'entreprise alors. Au lieu de 3 pieds, 6 broches, moyen par appareil. Le même type est possible, seulement 6.
L'auteur
Bien que, si vous transférez les points de connexion de l'appareil pour un shunt (en mode tension), ce "problème" sera résolu.
Dans ce cas, la flèche de l'appareil en mode (Ampèremètre) ira dans le sens négatif.
L'important n'est pas la perte d'électricité, elles sont vraiment insignifiantes, mais une augmentation de la résistance de sortie de la source de tension, et donc une augmentation de la dépendance de la tension de sortie au courant.
Un exemple simple. Nous avons réglé la tension de sortie à 10 V sans charge, puis connecté la charge en prenant 1A, par exemple, une résistance de 10 Ohms.
Si Rout = 0, alors la tension de sortie n'a pas changé.
Si Rout = 0,33 (addition d'un shunt de mesure de courant), alors la tension de sortie est devenue 9, 67 V.
S'il est possible de rendre l'appareil plus précis, pourquoi ne pas l'utiliser?
Chaque changement du courant de charge entraîne une réaction de la source et un changement de sa tension, ce qui, à son tour, entraîne un changement correspondant de courant, c'est-à-dire qu'il y a une légère fluctuation de la tension d'alimentation pour se calmer.
Bien que, si vous transférez les points de connexion de l'appareil pour un shunt (en mode tension), ce "problème" sera résolu.
Citation: Ivan_Pokhmelev
Moins de perte de courant, maintenant plus précisément la tension de sortie.

Allez?! Est-ce si important pour cet appareil? Quoi qu'il en soit, plus ou moins 75mV jouera un rôle important dans les affaires?
Moins de perte de courant, maintenant plus précisément la tension de sortie.
Citation: Ivan_Pokhmelev
Citation: lihvin
Et je n'ai pas osé accrocher l'appareil au capteur de courant (avec un kit carrosserie supplémentaire), craignant l'influence mutuelle de l'appareil, supplémentaire. régulateur de résistance et de protection de courant.

Et en vain. C'est exactement ce que tu devais faire.

Et quel est le problème en fait? Qu'est-ce que cela donne, quel est l'avantage?
Citation: lihvin
Et je n'ai pas osé accrocher l'appareil au capteur de courant (avec un kit carrosserie supplémentaire), craignant l'influence mutuelle de l'appareil, supplémentaire. régulateur de résistance et de protection de courant.

Et en vain. C'est exactement ce que tu devais faire.
L'auteur
[quote = Ivan_Pokhmelev] Si vous ne comprenez pas ce qui est en jeu, répondez au moins à ces questions: quelle est la résistance de Rш et la tête du microampèremètre.

Merci pour l'offre, mais je peux aussi calculer Rø selon la formule, mais après le calcul, il faut encore régler le shunt sous le microampèremètre (vérifié à plusieurs reprises). J'ai eu de la chance et aucun calcul n'a été nécessaire, car en 10 minutes j'ai pu sélectionner (contrôler par le testeur) la longueur nécessaire du shunt à partir de l'ancienne longueur plus longue (voir photo 7). Et je n'ai pas osé accrocher l'appareil au capteur de courant (avec un kit carrosserie supplémentaire), craignant l'influence mutuelle de l'appareil, supplémentaire. régulateur de résistance et de protection de courant.
Si vous ne comprenez pas ce qui est en jeu, répondez au moins à ces questions: quelle est la résistance de Rш et de la tête du microampèremètre.
Et R13 est sélectionné en raison, comme vous l'avez souligné à juste titre Pronin, le mauvais choix opamp.
L'auteur
Citation: Ivan_Pokhmelev

2. Comment est-ce un «shunt unique», hein? R13 - qu'en pensez-vous? Il est nécessaire de supprimer la tension de l'ampèremètre.

La résistance R13 est un capteur de courant et est sélectionnée - (*)! pour un fonctionnement stable de l'unité de protection contre les surintensités dans la plage de 0,03 ... 2,0A. (Description du BP. - seulement 17 lignes).
Et le shunt, comme vous le savez, est ajusté au microampèremètre existant.
Différents objectifs - différentes résistances.
Aujourd'hui, j'en ai terminé (trouvé le cas) un nouveau. J'ai décidé d'utiliser des blocs électroniques prêts avec Ali.
Indicateur en un,
courant et tension ...
L'unité de réglage est 0,8-30 V 12A.

Option transformateur. Un refroidisseur sera installé pour le refroidissement en mode automatique. J'ai déjà tout préparé, il reste à trouver du temps pour le projet.
J'ai beaucoup de questions pour ce produit fait maison à la fois dans la conception et dans le schéma (ils ont déjà exprimé une partie), et ...
Par exemple, la rationalité d'utiliser une tension de 20 volts à un courant de 2A?!
Une telle combinaison se produit-elle du tout? Personnellement, j'ai décidé de réaliser un bloc d'alimentation prêt à l'emploi (design industriel), élargissant ses capacités. L'unité produit une tension réglable jusqu'à 15 volts, avec un courant de coupure de 1,5 A.

Il a élargi ses capacités, installé un séparateur de courant. Témoignage dérivé Un sur l'appareil
Pendant longtemps, j'ai aussi voulu faire un schéma similaire. Seulement avec une répartition en 2 plages de tension pour réduire la chute de tension à travers le transistor de régulation et, en conséquence, la dissipation de puissance.
Selon ce schéma, on peut noter que l'ajustement de protection actuel a été effectué sans succès. À l'entrée de l'ampli opérationnel LM358, des tensions proches de 0 sont appliquées (avec une alimentation unipolaire). Pour ce mode, des amplis op Rail à Rail doivent être utilisés, pas des applications générales. Et la résistance R5 doit être de l'ordre de kOhm.
1. Allez, la «seconde main» - là la largeur du bloc ne dépasse pas 80 mm, il est parfaitement pressé d'une main si le bouton était à droite, d'ailleurs, quelqu'un a dit:
le bouton est rarement utilisé

2. Comment est-ce un «shunt unique», hein? R13 - qu'en pensez-vous? Il est nécessaire de supprimer la tension de l'ampèremètre.
L'auteur
Citation: Ivan_Pokhmelev

1. Le bouton de réinitialisation n'est pas situé de manière ergonomique.
2. À quoi sert le deuxième shunt?


1. Un autre emplacement du bouton de réinitialisation nécessite l'utilisation d'une seconde main pour empêcher le bloc d'alimentation de bouger lorsque le bouton est enfoncé, ce qui n'est pas pratique. Une pression vers le bas élimine cela. L'emplacement du bouton sur le panneau avant interfère avec d'autres éléments. Le bouton étant rarement utilisé, il est supprimé de la zone de travail.
2. Sur ajout. le circuit n'a qu'un seul shunt - pour un ampèremètre. Il n'y a pas d'autres shunts dans les circuits.
1. Le bouton de réinitialisation n'est pas situé de manière ergonomique.
2. À quoi sert le deuxième shunt?

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