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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação de 12 volts com proteção contra curto-circuito. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação Esta fonte de alimentação é fácil de replicar, protegida de forma confiável contra curtos-circuitos acidentais, possui ajuste suave da tensão de saída de “zero”, coletores de transistor são conectados diretamente ao radiador ou gabinete (terra do chassi). O bloco é composto por um transformador abaixador, um retificador, um dispositivo comparador em um amplificador operacional, que controla o transistor composto e a unidade de proteção com seu consumo de corrente (Fig. 1).
O transformador abaixador deve ser verificado quanto à potência que produz. Para isso, o enrolamento primário é conectado através de um fusível a uma rede de 220 volts, tendo previamente isolado todos os trechos abertos da fiação. A tensão alternada no enrolamento secundário não deve ultrapassar 20 volts, caso contrário, após o retificador, a tensão contínua no capacitor eletrolítico ultrapassará 30 volts, limite para o chip amplificador operacional. Em paralelo, um voltímetro é conectado aos terminais do enrolamento secundário do transformador e curto-circuitado brevemente com um poderoso resistor com resistência de 20 Ohms. A corrente através do resistor será de aproximadamente 1 ampere. Normalmente isso é suficiente, mas é uma questão de gosto. Se as leituras do voltímetro mudaram ligeiramente e a potência for satisfatória, o teste está concluído. No retificador, é melhor usar a micromontagem KTs-402 ou KTs-405 com qualquer índice de letras. Então a tensão constante na saída ficará mais “bonita” devido aos mesmos parâmetros dos diodos da ponte. Quando grandes correntes unitárias são necessárias, a ponte retificadora é montada a partir de diodos potentes individuais. O dispositivo de comparação (ver Fig. 1) consiste em um amplificador operacional DA1 e uma ponte de medição formada por resistores R5-R7 e um diodo zener VD2. Uma mudança na tensão na saída da fonte de alimentação leva a um desequilíbrio na ponte de medição. O amplificador operacional amplifica a tensão de desequilíbrio alterando a tensão na resistência de carga R4, mas como essa carga é constante, a corrente que passa pelo chip muda. Esta corrente é ideal para controlar um transistor regulador, uma vez que o transistor é, em geral, um elemento de corrente. A ideia de inclusão não padronizada de um amplificador operacional é retirada de [1]. Qualquer amplificador operacional pode ser utilizado no dispositivo de comparação, principalmente se a unidade for utilizada como estabilizador de tensão não regulada em algum dispositivo. A tensão na saída do bloco será igual ao dobro da tensão de estabilização do diodo zener utilizado (esta relação pode ser alterada pelos resistores R5 e R6). Se você precisar estabilizar uma tensão superior a 30 volts, será necessário instalar um diodo zener VD3 (mostrado em linhas pontilhadas), que suprimirá o excesso de tensão no amplificador operacional. Neste caso, a resistência do resistor R7 deve ser calculada para a corrente nominal de operação do diodo zener VD2. Um amplificador operacional sem realimentação pode ficar excitado e então será necessário introduzir o capacitor C4. Nem todos os amplificadores operacionais são adequados para a opção de bloco variável (veja a Figura 2). É necessário garantir que quando a tensão de saída for reduzida a “zero” pelo potenciômetro R7, o processo de estabilização não seja interrompido. Caso contrário, a tensão total do retificador aparecerá na saída da unidade.
A unidade de proteção consiste em um shunt e um tiristor 2U107A. A corrente que passa pelo shunt cria uma queda de tensão proporcional nele. Assim que a tensão atingir um determinado nível, o SCR abrirá e desequilibrará a ponte de balanceamento R5-R8 (Fig. 2). Então o transistor composto VT1-VT2 fechará e a corrente através da carga do bloco irá parar. Para retornar a proteção ao seu estado original, use o botão SB1. Você não deve usar uma chave seletora ou interruptor aqui: você pode esquecer de ativar a proteção. Se precisar obter a corrente máxima, basta manter o botão pressionado. Um pedaço de fio de manganina foi utilizado como derivação. A seção transversal e o comprimento do fio são selecionados experimentalmente dependendo da corrente necessária e do limite de proteção. O tiristor 2U107A acabou sendo a escolha de maior sucesso em termos de sensibilidade, velocidade e confiabilidade de operação. Outros SCRs não deram o resultado desejado. Um transistor composto pode ser montado a partir de qualquer transistor sujeito às regras gerais, por exemplo: VT1-KT808A, VT2-KT815A. A resistência trimmer R3 (Fig. 1) serve para configurar o transistor composto para saída de corrente máxima. Para fazer isso, curto-circuite brevemente a saída da fonte de alimentação com uma resistência de carga (por exemplo, 12 ohms) e defina R3 para o menor desvio da tensão de saída. Com base no exposto, foi montada uma fonte de alimentação bipolar para laboratório (ver Fig. 3 e fotos 1-3). O estabilizador superior no diagrama é conveniente para uso sem proteção. Junto com o estabilizador inferior, você pode obter uma tensão de até 25 volts, além de proteção contra sobrecarga. O transistor VT1 deve ser isolado do radiador com uma junta de mica.
As peças da fonte de alimentação são montadas em uma placa de circuito impresso medindo 80x110 mm. O corpo do bloco é feito de laminado de fibra de vidro unilateral medindo 235x100x160 mm. As partes do corpo são fixadas com estanho. A tampa superior do case é reforçada com reforços triangulares. As paredes frontal e traseira são fixadas ao palete com retângulos. Furos são feitos neles e porcas M3 são soldadas por dentro para fixar a tampa.
O painel falso é fixado ao painel frontal por meio de um parafuso e uma porca através de um orifício feito no meio. Existem LEDs no painel falso: vermelho - acende quando a proteção é acionada, verde - indica que a unidade está conectada à rede. Furos são feitos para o voltímetro e o miliamperímetro. O miliamperímetro é ajustado por um shunt para que a agulha fique completamente desviada e a proteção seja acionada com uma corrente de 300 miliamperes. Essa proteção funciona instantaneamente e salvou mais de um dispositivo.
No painel traseiro há radiadores com transistores VT1 e VT3, um fusível, terminais de tensão de saída, uma chave seletora para ligar a fonte de alimentação da rede, uma chave seletora para ligar um voltímetro e um botão “Reset de proteção”. Literatura
Autor: M. Faizullin (UA9WNH/9), faizul@rambler.ru; Publicação: cxem.net
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