P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
PROJ EKT Y Z AGRANI CZ NE
Zasilacz laboratoryjny
Proponowany poniłej zasilacz piciem sieciowym. Oznacza to,
Zasilacz stabilizowany jest
sieciowy daje napicia wyjściowe łe wyjście zasilacza laboratoryj-
niewątpliwie jednym
od 1,2V do 12V, przy natłeniach nego jest pływające, tj. ładen
z najbardziej przydatnych
prądu do 500mA. Mimo prostoty z jego zaciskw nie jest uziemio-
urządze w laboratorium
układ zapewnia doskonałą stabi- ny. Pomołe to uniknąĘ zwarĘ
elektronika -
lizacj. Przy zmianie prądw ob- i ptli masowych w przypadku
eksperymentatora. Najlepiej
ciąłenia od zera do maksimum wspłpracy zasilacza z urządze-
byłoby, gdyby taki zasilacz
napicie wyjściowe zmienia si niami posiadającymi uziemioną
miał szeroki zakres napiĘ
nie wicej nił o kilka mV. obudow.
wyjściowych i dostarczał
Wysokiej jakości rdło napi-
prądu o dułym natłeniu,
cia odniesienia eliminuje dryft Działanie układu
ale - niestety - spełnienie temperaturowy. Poziom ttnie W celu uzyskania regulowane-
na wyjściu wynosi tylko około go napicia wyjściowego stosuje
tych wymaga pociąga za
250mV dla wikszości napiĘ si dwa standardowe rozwiązania.
sobą wysokie koszty.
i prądw wyjściowych, a wzrasta Pierwsze z nich polega na poten-
Na szczście, czśĘ potrzeb
dopiero przy wyłszych napi- cjometrycznej regulacji napicia
zaspokoi zasilacz
ciach i natłeniach prądw prze- pochodzącego ze stabilizatora na-
o skromniejszych parametrach.
kraczających 400mA. picia stałego i ułyciu wzmacnia-
WikszośĘ projektowanych
Ograniczenie natłenia prądu cza buforowego zwikszającego
układw jest bowiem zasilana
wyjściowego do 500mA chroni maksymalne natłenie prądu wyj-
napiciami od 3V do 12V,
układ przed skutkami zwarĘ ściowego. Alternatyw stanowi
a natłenia pobieranych
i przeciąłe. Poniewał 500mA jest wykorzystanie stabilizatora napi-
prądw nie przekraczają setek
natłeniem dostatecznie wysokim cia stałego i wzmacniacza podno-
mA. aby spowodowaĘ zniszczenie szącego to napicie do łądanego
układw płprzewodnikowych, poziomu, oraz takłe wzmacniacza
Rozwiązanie idealnie
układ daje mołliwośĘ zastosowa- buforowego zapewniającego odpo-
dopasowane do potrzeb
nia takłe trzech niłszych ograni- wiednie natłenie prądu. Drugie
amatorskich przedstawiamy
cze natłenia prądu: 20mA, z tych rozwiąza zapewnia za-
w artykule.
50mA i 200mA. zwyczaj lepszą stabilizacj napi-
Opcjonalny woltomierz pozwa- cia i ono właśnie zostało zasto-
la na dośĘ dokładne ustawienie sowane w prezentowanym urzą-
napicia wyjściowego, ale zrezyg- dzeniu.
nowanie z niego i korzystanie Układ jest zbudowany zgodnie
z posiadanego multimetru znacz- ze schematem blokowym przed-
nie obniły koszt urządzenia. stawionym na rys.1. Zawiera
wzmacniacz operacyjny pracujący
Bezpieczestwo w układzie nieodwracającym. Do
Zazwyczaj projekt taki nie był- wejścia odwracającego wzmacnia-
by adresowany do początkują- cza jest doprowadzane stabilne
cych, poniewał w jego zakres napicie odniesienia. Dobr tego
wchodziłoby wykonanie doprowa- napicia jest istotny, poniewał
dze napicia sieciowego. Dzisiej- minimalne napicie wyjściowe nie
szy projekt jest jednak w pełni mołe byĘ niłsze od napicia
bezpieczny - jest bowiem zasilany odniesienia. Zastosowano rdło
z dostpnego w hand- napicia odniesienia 1,2V, co po-
lu niestabilizowanego zwala stosowaĘ zasilacz do urzą-
zasilacza sieciowego dze zasilanych np. pojedynczy-
12V, w związku mi akumulatorami NiCd.
z czym maksymalne
napicie w układzie Natłenie prądu
nie przekracza 20V. wyjściowego
Rwnieł podwjna Maksymalne natłenie prądu
izolacja zasilacza sie- wyjściowego wzmacniacza opera-
ciowego stanowi do- cyjnego jest rzdu pojedynczych
Rys. 1. Schemat blokowy zasilacza
laboratoryjnego z regulacją napięcia datkową ochron mA, ewentualnie dziesiątek mA.
wyjściowego.
przed porałeniem na- Oczywiście, nie jest to wartośĘ
Elektronika Praktyczna 1/98
13
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
na wyjściu spadnie poniłej 1,2V,
spadnie potencjał wejścia odwra-
cającego IC1, a wic wzrośnie
napicie na jego wyjściu, korygu-
jąc napicie wyjściowe całego
układu. Naleły zauwałyĘ, łe pt-
la sprzłenia obejmuje stopie
buforowy oraz rezystor szerego-
wy, w związku z czym bdzie
kompensowaĘ wszelkie przyrosty
spadku napicia na tych elemen-
tach, związane ze zwikszeniem
obciąłenia.
Jeśli suwak potencjometru VR1
znajduje si w skrajnym, przeciw-
nym połołeniu, to ptla sprzłe-
Rys. 2. Schemat ideowy zasilacza laboratoryjnego.
nia działa w taki sam sposb,
wystarczająca z punktu widzenia wic kałde przekroczenie maksy- jednak wartośĘ napicia wyjścio-
zastosowa zasilacza laboratoryj- malnego natłenia prądu wy- wego IC1 jest wyłsza ze wzgldu
nego, w związku z czym zastoso- jściowego prowadzi do znaczne- na spadek napicia na potencjo-
wano stopie buforowy, zwik- go spadku napicia wyjściowego metrze.
szający natłenie prądu wyjścio- z jednoczesnym ograniczeniem Zakładając, łe suwak potencjo-
wego. natłenia prądu wyjściowego. Na- metru znajduje si w połołeniu
Przeciąłenie wyjścia (np. zwar- wet w przypadku zwarcia wy- środkowym, napicie na suwaku
cie) mogłoby spowodowaĘ prze- jścia natłenie to nie przekroczy jest rwne połowie napicia wyj-
pływ prądu o bardzo dułym na- 600mA. Taki układ ograniczania ściowego. Aby napicie na wej-
tłeniu, grołącym zniszczeniem prądu reaguje natychmiast na ściu odwracającym wynosiło 1,2V,
układu buforowego i rdła zasi- wszelkie przeciąłenia i jest na napicie wyjściowe musi byĘ rw-
lania, zanim zostanie przepalony tyle szybki, łe stopie buforowy ne 2,4V. Im wikszy jest stopie
konwencjonalny bezpiecznik. i rdło zasilania nie ulegają podziału napicia wyjściowego na
W związku z tym niezbdny jest uszkodzeniu. dzielniku VR1/R2, tym wyłszy
elektroniczny układ zabezpiecza- jest spadek napicia na potencjo-
jący. Sprzłenie zwrotne metrze i wyłsze napicie wyjścio-
Umieszczony szeregowo z wyj- Wzmocnienie wzmacniacza we. Potencjometr jest wic ele-
ściem zasilacza rezystor o małej operacyjnego z zamknitą ptlą mentem regulującym napicie wy-
oporności umołliwia zdetekowa- sprzłenia zaleły od wartości jściowe.
nie przepływu prądu o nadmier- znajdujących si w niej elemen-
nym natłeniu - spadek napicia tw. W naszym układzie w ptli Zasada działania układu
na tym rezystorze jest do niego tej znajduje si potencjometr VR. Schemat ideowy stabilizowa-
proporcjonalny. Jeśli natłenie Wzmocnienie wzmacniacza nego zasilacza laboratoryjnego
prądu wyjściowego nie przekra- operacyjnego z otwartą ptlą jest znajduje si na rys.2. Niestabili-
cza 500mA, powstały spadek na- zwykle bardzo dułe, zazwyczaj zowane napicie wejściowe jest
picia bdzie zbyt mały aby za- wiksze od 100000. Podanie na doprowadzane przez gniazdo SK1.
działał układ wzmacniacza i prze- wejście nieodwracające dodatnie- Przy braku obciąłenia napicie to
łącznika. Cały zasilacz działa pra- go potencjału powoduje wzrost wynosi około 20V, a przy nat-
widłowo dostarczając stabilizowa- potencjału na wyjściu, natomiast łeniu prądu obciąłenia 500mA
nego napicia. podanie na wejście odwracające jest bliskie 16V.
Jeśli jednak natłenie prądu dodatniego potencjału powoduje Na stabilizatorze i układzie
wyjściowego jest wiksze od spadek potencjału wyjściowego. ograniczania prądu wystpują
500mA, to spadek napicia na W układzie nieodwracającym, spadki napicia, ale napicie wyj-
rezystorze szeregowym przekra- z zamknitą ptlą sprzłenia, po- ściowe zasilacza utrzymuje si na
cza 0,6V, co powoduje zamkni- tencjały obu wejśĘ są rwne poziomie 12V, przy obciąłeniu
cie przełącznika elektronicznego dziki ptli ujemnego sprzłenia prądem o natłeniu 500mA. Bez-
i połączenie wyjścia wzmacnia- zwrotnego. piecznik FS1 zabezpiecza niesta-
cza operacyjnego z wyjściem ca- Jeśli suwak potencjometru znaj- bilizowany zasilacz sieciowy
łego układu. Poniewał na stop- duje si od strony wejścia odwra- w przypadku powałnego uszko-
niu buforowym wystpuje spadek cającego IC1, to jest ono połączo- dzenia układu stabilizatora. C1
napicia przekraczający 1V, to ne bezpośrednio z wyjściem całe- pełni rol kondensatora odprzga-
napicie wyjściowe wzmacniacza go układu. Jeśli poziom na wyj- jącego.
operacyjnego - a wic napicie ściu wzrośnie powyłej 1,2V, Dioda D1 jest rdłem napi-
wejściowe stopnia buforującego - wzrośnie rwnieł potencjał wej- cia odniesienia 1,2V. Funkcjonuje
zostaje obniłone. Powstaje ptla ścia odwracającego IC1, a wic podobnie do diody Zenera, ale
sprzłenia, ktra dąły do dalsze- obniły si napicie na wyjściu ma od niej znacznie lepsze pa-
go obniłenia tego napicia. Tak tego wzmacniacza. Jeśli poziom rametry. Działa skutecznie przy
Elektronika Praktyczna 1/98
14
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
natłeniach prądu przepływające- wyjściowe do nieco ponad 13V. przez ładunki elektrostatyczne.
go przez nią od 50mA do 5mA. Nie naleły jednak zapominaĘ, łe Układ naleły montowaĘ w pod-
W tym przypadku rezystor R1 natłenia prądw 500mA mogą stawce, ale dopiero po zakocze-
ustala natłenie tego prądu na wystpowaĘ tylko przy napi- niu wszelkich innych czynności
około 5mA. Kondensator C2 eli- ciach nie przekraczających 12V. montałowych. Przy wkładaniu
minuje ewentualne szumy diody Przy włączeniu w układ, przy IC1 naleły unikaĘ dotykania jego
D1. pomocy przełącznika S2, rezys- wyprowadze i oczywiście nie-
Jako IC1 został wybrany tora R7 maksymalne napicie właściwego włołenia w podstaw-
wzmacniacz operacyjny działający wyjściowe wynosi 10V, nato- k.
prawidłowo przy niskich napi- miast przy włączeniu rezystora Wyprowadzenia tranzystora T2
ciach wejściowych i wyjściowych R8 siga ono 20V. Na drugim wymagają przygicia przed wsta-
- wikszośĘ popularnych wzmac- zakresie mołna uzyskaĘ napicia wieniem w otwory podstawki.
niaczy operacyjnych nie zapewni 10V..13V. Łrdło napicia odniesienia ma
poprawnej pracy układu. Kondensator C3 zapewnia sta- identyczną jak tranzystory obudo-
Tranzystor mocy w układzie bilnośĘ napicia wyjściowego przy w TO92, ale tylko dwa wypro-
Darlingtona T1 działa jako wtr- wyłszych natłeniach prądu - wadzenia.
nik emiterowy zwikszający bez tego elementu układ wykazy- W punktach połączenia płytki
prąd wyjściowy układu do wałby skłonności do oscylacji. z bezpiecznikiem FS1, przełącz-
500mA. nikiem obrotowym S1 i innymi
Układ ograniczania prądu za- Wykonanie podzespołami zewntrznymi na-
wiera tranzystor T2 i cztery re- Podobnie jak przedstawiany leły wlutowaĘ kocwki lutow-
zystory szeregowe R3..R6, ktre niedawno układ przekanika ste- nicze.
ustalają progi zadziałania układu rowanego w podczerwieni, układ Przed umieszczeniem płytki
na 20mA, 50mA, 200mA i 500mA. ten jest montowany na płytce w obudowie naleły starannie
Naleły jednak pamitaĘ o tym, łe quasi-uniwersalnej. Znaczna licz- sprawdziĘ poprawnośĘ montału -
w rzeczywistości zwarciowe prą- ba podzespołw umieszczona jest tylko około 50% punktw lutow-
dy wyjściowe układu są od tych poza płytką. Schemat rozmiesz- niczych płytki jest wykorzysta-
wartości nieco wyłsze, zwłaszcza czenia elementw i mozaik ście- nych w tym układzie.
w przypadku niłszych ogranicze, łek druku przedstawiono na rys.3.
poniewał istotną rol zaczyna Montał, jak zwykle, naleły roz- Elementy zewntrzne
wtedy odgrywaĘ prąd wyjściowy począĘ od najmniejszych elemen- Zmontowaną płytk mocuje si
układu IC1. tw, a zakoczyĘ na najwik- do obudowy uływając kołkw
szych. dystansowych z tworzywa 6mm
Stabilizacja napicia Stopie wejściowy układu i śrub M3.
Potencjometr VR1 jest elemen- CA3140E wykonany jest w tech- Tranzystor Darlingtona T1 na-
tem umołliwiającym regulacj na- nologii PMOS i wymaga stosowa- leły przymocowaĘ bezpośrednio
picia wyjściowego. Rezystor R2 nia zwykłych środkw ostrołnoś- do obudowy, ktra bdzie pełniła
ogranicza maksymalne napicie ci zapobiegających uszkodzeniu funkcj radiatora, w związku
Rys. 3. Schemat rozmieszczenia elementów i sposób wykorzystania płytki uniwersalnej.
Elektronika Praktyczna 1/98
15
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
z tym musi byĘ metalowa. Jeśli
WYKAZ ELEMENTÓW
zrezygnuje si z woltomierza, wy-
Rezystory
starczy stosunkowo mała obudo-
(0,5W, 1%)
wa; w przeciwnym przypadku b-
R1: 33k&!
dzie ona wiksza. Płyta czołowa
R2: 2,2k&!
obudowy musi pomieściĘ wolto-
R3: 33&!
mierz i pozostałe elementy - prze-
Rys. 4. Sposób odizolowania
R4: 12&!
łączniki S1 i S2, potencjometr
tranzystora T1 od obudowy.
R5: 3,3&!
VR1 i gniazda wyjściowe,
R6: 1,2&!
w związku z czym obudowa musi ru o średnicy 38mm i czterech
R7: 100k&!
byĘ znacznie wiksza niłby to mniejszych otworw pod kołki
wynikało z samych rozmiarw mocujące. Przed wyciciem otwo- R8: 200k&!
płytki. ru naleły upewniĘ si jaka po- VR1: 22k&!, potencjometr
węglowy, obrotowy, liniowy
Naleły pamitaĘ, łe radiator winna byĘ jego średnica. Otwr
Kondensatory
obudowy tranzystora T1 jest we- najprościej jest wyciąĘ uływając
C1: 10F/35V
wntrznie połączony z kolekto- specjalnego narzdzia, piłki lub
C2: 47F/16V
rem, w związku z czym naleły go pilnika. Bez wzgldu na rodzaj
odizolowaĘ od obudowy uływając narzdzia naleły najpierw wyko- C3: 4,7F/50V
standardowego zestawu izolacyj- naĘ otwr o nieco mniejszej śred- Półprzewodniki
nego do obudw TO220. Składa nicy, a nastpnie powikszaĘ ją D1: ICL8069, precyzyjne zródło
si on z płytki mikowej lub z two- do uzyskania właściwego wymia- napięcia odniesienia 1,2V
rzywa sztucznego, izolującej ele- ru. Woltomierz mołna wykorzys- IC1: CA3140E
ment od obudowy oraz tulejki taĘ jako szablon przy określaniu T1: TIP121 lub TIP122
z tworzywa izolującej oś śruby połołenia otworw pod kołki mo- T2: BC547
mocującej. Dziki tym elementom cujące znajdujące si na tylnej
Różne
nie ma kontaktu elektrycznego ściance jego obudowy. Otwory te
FS1: bezpiecznik bezzwłoczny
midzy T1 i obudową. Rys.4 powinny mieĘ zwykle średnic 500mA, 20mm, z gniazdem do
montażu do obudowy
przedstawia sposb montału T1 3,2mm.
ME1: miernik 100mA z ruchomą
i elementw izolacyjnych. Zaleca
cewką
si sprawdzenie poprawności izo- Montał kocowy
SK1: gniazdo jack 3,5mm
lacji przy pomocy miernika. Po zamocowaniu wszystkich
SK2: gniazdo 4mm, czerwone
elementw zewntrznych do obu-
SK3: gniazdo 4mm, czarne
Niestabilizowany zasilacz dowy naleły okablowaĘ zasilacz,
S1: trójbiegunowy, czterosekcyjny
sieciowy zachowując szczeglną uwag
przełącznik obrotowy
Niestabilizowany zasilacz sie- przy łączeniu tranzystora T1
S2: miniaturowy przełącznik
ciowy wspłpracujący z naszym z układem. Wyprowadzenia T1
jednobiegunowy, dwupozycyjny
zasilaczem mołe posiadaĘ co naj- naleły odchyliĘ od obudowy tak,
uniwersalna płytka drukowana
mniej piĘ rłnych wtykw. aby nie mogły dotknąĘ metalowej
obudowa metalowa (patrz tekst)
Oczywiście gniazdo SK1 powinno obudowy.
niestabilizowany zasilacz sieciowy
byĘ odpowiednio dobrane. Naj- Rezystory R3 i R8 są monto-
12V/750mA (800mA)
lepszym wyborem wydaje si byĘ wane na przełącznikach S1 i S2,
pokrętło 2 szt.
jack 3,5mm. Sposb okablowania ktrych kocwki naleły uprzed-
zestaw izolacyjny do obudowy
takiego gniazda przedstawia rys.3. nio pocynowaĘ.
TO220
Zasilacz powinien byĘ tak okab-
8-nóżkowa podstawka DIL
lowany, by środkowy kontakt wty- Eksploatacja
ekranowany przewód
ku miał dodatni potencjał. Gniaz- WikszośĘ niestabilizowanych
śruby i podkładki, cyna itp.
do SK1 naleły umieściĘ na tylnej zasilaczy sieciowych posiada se-
ściance obudowy. Naleły pami- lektor napicia wyjściowego i mo-
taĘ, łe ułyty zasilacz sieciowy łe dawaĘ niłsze od 12V napicia
bezwzgldnie nie mołe zawieraĘ - selektor taki powinien byĘ usta- Zalecane jest sprawdzenie pra-
stabilizatora i powinien dawaĘ wiony we właściwym połołeniu. widłowości funkcjonowania ukła-
niestabilizowane napicie 12V. rodkowy kontakt wtyku musi du ograniczania prądu. W tym
mieĘ wyłszy potencjał - naleły celu naleły ustawiĘ przełącznik
Obudowa to sprawdziĘ dwukrotnie. S1 w połołeniu 500mA, a napi-
Gniazdo bezpiecznika FS1 Po włołeniu zasilacza siecio- cie wyjściowe rwne 12V. Po
mołe byĘ montowane do dolnej wego do gniazdka i podłączeniu dołączeniu do zaciskw wyjścio-
płyty obudowy. Rozwiązanie pły- jego przewodu do gniazda SK1 wych zasilacza rezystora 4,7&!/2W
ty czołowej nie jest krytyczne, ale napicie wyjściowe zasilacza la- napicie wyjściowe powinno
dobrze jest odsunąĘ od siebie boratoryjnego przy regulacji VR1 spaśĘ do około 3V.
woltomierz i potencjometr VR1 powinno zmieniaĘ si w przedzia-
tak, aby podczas regulacji napi- le 1,2V - 12V. Jeśli tak nie jest, Artykuł publikujemy na pod-
cia nie zasłaniaĘ odczytu. naleły wyłączyĘ zasilacz z gniaz- stawie umowy z redakcją mie-
WikszośĘ woltomierzy pane- dka i sprawdziĘ montał oraz oka- sicznika "Everyday Practical
lowych wymaga wykonania otwo- blowanie. Electronics".
Elektronika Praktyczna 1/98
16
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Rola laboratoriów w świetle wymagań systemów zarządzania jakosciąLaboratorium 3Ćwiczenie laboratoryjne nr 6 materiałyWindows 2 Laboratorium 4bChemia żywnosciCwiczenie laboratoryjne nr 1 wyodrebnianie i badanie własciwosci fizykochemicznych bLaboratorium 3LABORATORIUM CHEMIA I WYTRZYMALOSC MATERIALOW sprawko 1Ustawa o medycznej diagnostyce laboratoryjnejLaboratorium z PO Zestaw 05diagnostyka laboratoryjna w okresie niemowlęcym i dziecięc…Spis Laboratoriówwięcej podobnych podstron