L’alimentació elèctrica del laboratori és un dels principals dispositius del laboratori de ràdio aficionats. Avui recollirem i comprovarem un diagrama interessant. L’opció presentada en aquest article és força popular a les extensions de la World Wide Web amb el nom d’una font d’alimentació senzilla i assequible.
Aquest esquema està reservat a un fil de fòrum separat, desenvolupat per una persona amb el sobrenom de "olegrmz".
L’esquema s’ha perfeccionat repetidament i actualment hi ha un total d’una dotzena de variacions i modificacions diferents. A tall d’exemple, farem la primera versió de l’autor. Podeu obtenir més instruccions al canal de YouTube AKA KASYAN.
Unes quantes paraules sobre l’esquema. De fet, es tracta d’una font d’alimentació de laboratori a tota regla amb estabilització tant en tensió com en corrent. L’interval d’ajust de la tensió de sortida és de 0V a 25V, el corrent és pràcticament de 0 a 1,5-2A.
Si cal, la tensió de sortida d'aquesta font d'alimentació pot arribar a ser de 50V:
I el corrent és com a mínim de 10 A. Per fer-ho, afegiu transistors de potència.
El circuit funciona completament en mode lineal, proporcionant un ajustament fluït tant de tensió com de corrent. Pràcticament no hi ha ondulacions en la tensió de sortida.
El cor del circuit és un amplificador de doble funcionament.
A la part esquerra del circuit hi ha un regulador de tensió.
A més, com podeu veure, hi ha dos estabilitzadors de tensió sencers.
Sorgeix la pregunta: per què és necessari i per què no es limita a un? El segon estabilitzador és de 12V i és força bo, però el problema és que a la seva entrada no es pot subministrar més de 30-35V, però el primer pot absorbir fàcilment tensions més altes, però el seu voltatge de sortida no brilla amb estabilitat. En aquest cas, sembla que un estabilitzador cobreix les mancances d’un altre. Durant el funcionament gairebé no s’escalfen, ja que només alimenten un amplificador operatiu, el consum actual del qual és reduït.
L’amplificador operatiu funciona amb un segon regulador de tensió de 12V, al circuit original s’utilitza un xip lm324 format per 4 opamps.
Però, ja que només hi havia dos canals en el circuit, es va decidir substituir l'amplificador operatiu pel xip lm358, només conté 2 opamps independents.
Aquest circuit també és interessant perquè la retroalimentació actual controla la tensió de sortida.
Quan la font d’alimentació funciona com a estabilitzador de tensió, el primer amplificador operatiu funciona com a comparador i proporciona un voltatge de sortida estable, que és la referència del segon amplificador sobre el qual es construeix la regulació de tensió.
El sistema de limitació actual és clàssic.
S’aplica un voltatge de referència a l’entrada no inversora del primer amplificador operatiu mitjançant un divisor.
A més, quan es connecta la càrrega, es compara la caiguda de tensió que es formarà al sensor de corrent amb la de referència. En funció de la diferència de l’estat de sortida de l’amplificador operatiu canvia sense problemes.
En canviar forçàriament la tensió de referència mitjançant un resistor variable, realment obligem l'amplificador operatiu a canviar la seva tensió de sortida, la qual cosa condueix finalment a una obertura o tancament suaus del transistor de potència i un canvi en el corrent de sortida de la font d'energia.
Transistor de potència. En un exemple específic, l’autor va utilitzar 2SD1047.
És força alta tensió, el corrent del col·lector és de 12A.
I la potència dissipada pel col·lector és d’uns 100 W.
El transistor de potència es pot substituir per qualsevol altre similar al corrent de col·lector de 7A, també és desitjable utilitzar transistors al paquet TO-247 o TO-3.
El circuit funciona en mode lineal, de manera que el transistor s’ha d’instal·lar en un radiador massiu, potser necessiteu un flux d’aire addicional. El radiador que fa servir l’autor és força petit, aquí es necessita molt més un radiador.
El senyal de l'amplificador operatiu és invertit per un transistor de baixa potència i alimentat a la clau de pre-sortida, que realment controla el transistor de sortida.
El circuit té 2 resistències variables. Són necessaris per a un ajustament suau i precís de la tensió de sortida.
Una plena revolució de la resistència d’ajustament fi permet ajustaments de tensió d’uns 3V. La imatge de sota mostra una resistència que estableix el límit de tensió de sortida.
Hi ha 3 saltadors a la placa de circuit. Es podria prescindir d’ells, però l’autor tenia molta pressa durant la disposició del tauler, en general, podria haver estat millor, però tanmateix el tauler està completament operatiu. Podeu descarregar-lo juntament amb l'arxiu general del projecte aquest enllaç.
A la placa s’inclou un rectificador amb electròlit per a l’alimentació.
Tots els components d’alimentació que s’escalfaran durant l’operació es troben a prop. Això és necessari per facilitar la instal·lació en un radiador comú. A més, és necessari aïllar tots els components de la caixa del radiador amb juntes tèrmiques especials per a la calor i boixines de plàstic.
Un rectificador d’entrada amb un corrent de 4-5A, però és desitjable subministrar un electròlit de 10 ampere a 50-63V amb una capacitat de 2200uF.
Comencem les proves. Comencem amb un ajustament senzill: ajust de la tensió de sortida mínima. L’entrada és de 30V, la tensió màxima de sortida és d’uns 23V, la tensió mínima nul·la, l’ajust és molt suau, es poden configurar com a mínim 10mV.
El consum actual de l'estabilitzador sense càrrega és d'aproximadament 10-20mA, però això dependrà directament de la tensió de sortida, ja que hi ha una resistència de càrrega a la sortida.
No hi ha cap queixa per limitar l’actualitat, tot funciona com hauria de ser. Sota càrrega, el corrent està regulat amb una suavitat suficient. El límit superior és d’uns 1,5A, el límit inferior és de 60mA, però jugar amb el divisor adequat (vegeu la imatge a sota) es pot fer encara menys.
Ara els contres d’aquesta font d’energia. El problema és aquest: si intenteu curtcircuitar la unitat al corrent mínim, no es produeix la limitació de corrent i, si el transformador és potent, podreu acomiadar-vos del transistor de potència.
Però convé destacar que en versions posteriors l’esquema s’ha finalitzat i aquest problema s’ha resolt completament.
Però, al màxim del corrent, tot funciona clarament, amb un curtcircuit, la unitat cobreix perfectament.
Prova següent - Comprovació del funcionament de la retroalimentació, és a dir, estabilització de sobtades sobtades i baixades de tensió de la xarxa. Simularem caigudes de tensió per una altra font d’alimentació de laboratori, que, de fet, alimentarà el nostre estabilitzador. La tensió de sortida de l'estabilitzador s'estableix en 12V.
Com veieu, tot és clar, el voltatge ajustat es manté estable. A continuació, comproveu l’estabilització actual, configureu el corrent de sortida a 1A i repetiu la mateixa prova.
Aquí tot va bé, la unitat també es comporta adequadament, el corrent de sortida no canvia.
Tot això. Gràcies per la vostra atenció. Ens veiem aviat!
Vídeo de l’autor: