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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação poderosa universal, 220/3-20 volts 500 watts. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação A unidade de fonte de alimentação (PSU) é montada a partir dos elementos disponíveis. Quase não requer configuração, opera em uma ampla faixa de tensão alternada fornecida e está equipado com proteção contra sobrecorrente. Esta fonte de alimentação difere dos designs anteriormente conhecidos por sua simplicidade e confiabilidade, bem como pela capacidade de ligar e desligar remotamente o estabilizador usando um sinal de controle externo. Este circuito simples permite obter um bom coeficiente de estabilização e uma grande corrente de saída, que depende do número de transistores de controle conectados em paralelo. Capacidades técnicas Tensão de saída ajustável entre 3...20 V. Tensão fixa 13,8 V com proteção contra sobretensão. A instabilidade da tensão de saída na faixa de regulação quando a tensão de alimentação da rede muda em 10% do valor nominal em qualquer corrente de carga permitida não excede 0,03%. A instabilidade da tensão de saída quando a corrente de carga muda do valor máximo permitido para zero não excede 0,1%. A amplitude da ondulação da tensão de saída não excede o valor efetivo de 1 mV na faixa de regulação em qualquer corrente de carga permitida. O coeficiente de temperatura da tensão de saída em toda a faixa de regulação em qualquer corrente de carga permitida quando a temperatura ambiente muda de 5 a 40°C não excede 0,02%/grau. Proteção da fonte de alimentação contra sobrecargas e curtos-circuitos. É permitido o aterramento de circuitos de saída de polaridade positiva ou negativa, bem como a operação paralela e serial de duas fontes de alimentação idênticas. É possível conectar e desconectar cargas sem remover tensão.
O diagrama do circuito elétrico da fonte de alimentação é mostrado na Fig. A fonte de alimentação é montada de acordo com o circuito clássico de um estabilizador de tensão de compensação em série. O dispositivo consiste em duas partes funcionais: o próprio estabilizador de tensão e a unidade de proteção. A fonte de alimentação estabilizada consiste em um transformador abaixador T1, um poderoso retificador com diodos VD1-VD1, capacitores de filtro C4-C1 e um estabilizador de tensão constante no chip DA3. O ajuste suave da tensão de saída é realizado pelo potenciômetro R1. O microcircuito K142EN3 permite simplificar significativamente o design da fonte de alimentação, melhorar suas características de qualidade, aumentar a confiabilidade e reduzir dimensões. Este microcircuito é um estabilizador de tensão ajustável com sistema de proteção contra sobrecorrente e curto-circuitos no circuito de carga, fornece tensão de saída de 3 a 30 V em corrente de até 1 A, e também permite que um sinal de controle externo ligue remotamente o estabilizador ligado e desligado. Se o sistema de proteção térmica for acionado, o estabilizador poderá ser religado somente após o resfriamento do microcircuito. O circuito elétrico do microcircuito é significativamente mais complicado em comparação com o circuito dos estabilizadores K142EN1, K142EN2 devido à introdução de um amplificador diferencial de dois estágios com circuitos estabilizadores de corrente de dois terminais, que aumentou significativamente a estabilidade de tensão, e a presença de um poderoso transistor de passagem forneceu uma corrente de carga de até 1 A. Finalidade dos pinos do microcircuito: 2 - entrada do sistema de proteção; 4 - entrada de sinal de feedback; 6 - circuito de desligamento; 8 - terminal comum conectado eletricamente ao flange; 11, 17 - correção; 13 - saída; 15 - entrada. Para aumentar a potência de saída do circuito integrado, é utilizado um transistor de estrutura npn, cujo coletor é conectado à saída da fonte de alimentação e o emissor é conectado à saída do retificador. A base do transistor está conectada ao terminal de saída do estabilizador. Quando o sistema de proteção contra sobrecorrente é ativado, a tensão de saída é reduzida a quase zero. princípio de funcionamento O circuito de controle de corrente funciona da seguinte maneira. Quando a corrente flui através do resistor R3, a queda de tensão nele afeta a entrada do sistema de proteção do microcircuito e fecha o transistor de controle VT1. Para colocar a fonte de alimentação novamente em condições de funcionamento após eliminar a causa que causou a sobrecarga, é necessário desligar a fonte de alimentação da rede por um curto período de tempo usando a chave seletora SA1.A tensão e a corrente de saída são controladas por instrumentos. O tiristor incluído no circuito retificador queima o fusível de forma confiável se a tensão de saída, por algum motivo, ficar maior do que o permitido. A tensão de disparo da proteção contra sobretensão depende do diodo zener. Quando a proteção é acionada, o LED acende, indicando que o fusível queimou. Este nó pode ser excluído, se desejado. projeto Todo o dispositivo está alojado em uma caixa metálica de 250x170x180 mm. Furos com diâmetro de 4 mm são feitos nas tampas superior e inferior (na parede traseira do radiador) para melhorar o resfriamento. Pernas pequenas são fixadas na tampa inferior, que podem ser usadas como tampas de tubos. No painel frontal existem: chave seletora para ligar a rede SA1; soquetes para fusíveis FU1, FU2 (os fusíveis estão localizados no painel frontal da fonte para fácil substituição); voltímetro RA1 e amperímetro RA2 (não mostrado no diagrama); potenciômetro R5; LEDHL1; luz indicadora EL1; terminais de saída 3...20 V e um conector de 24 V. Este último é utilizado para alimentar dispositivos radioeletrônicos com tensão não estabilizada. No painel traseiro há uma bucha de borracha através da qual sai um cabo de alimentação do comprimento necessário com um plugue X1 na extremidade. A fonte de alimentação é montada em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de um lado. É possível usar resistores como MLT, S2-33, S1-4. Capacitores de óxido C1, C2 tipo K50-46 ou importados. Se necessário, o seu número ou capacidade pode ser aumentado. É aconselhável utilizar capacitores de tântalo C3, C7, por exemplo, K521B ou similares. Capacitores de bloqueio e correção tipo C4-C6. KM, soldado diretamente nos pinos do microcircuito. Os transistores reguladores e um estabilizador integrado são instalados em um radiador localizado na parede traseira do gabinete. Eles devem ser isolados de forma confiável do radiador com juntas de mica de 0,05 mm de espessura, pré-lubrificadas com pasta condutora de calor. KPT-8, ou coloque o próprio radiador em suportes isolantes. Os diodos VD1-VD4 são instalados em dissipadores de calor e isolados da caixa. Esta fonte utiliza diodos do tipo KD2999, dois em paralelo. Os diodos KD2999 podem ser substituídos por KD213A (se mais estiverem conectados em paralelo) ou por quaisquer outros, de modo que a corrente direta permitida seja de pelo menos 20 A. Em vez de um tiristor VD5 do tipo KU202, é possível usar tiristores T4-10 , T10-16. Potenciômetro R5 tipo SP-1 ou qualquer outro conveniente para instalação no painel frontal da fonte de alimentação. Os resistores de equalização de corrente do tipo C5-16 são montados próximos aos transistores, montados em racks de montagem isolados da carcaça. Quaisquer instrumentos de medição PA1 e PA2 com desvio total de corrente de 0,05 a 1 mA e uma escala conveniente. As escalas são graduadas em 1 V e 1 A. Podem ser utilizados microamperímetros do tipo M4248 com limite de medição de 100 μA. Neste caso, a resistência dos resistores adicionais e shunt deve ser selecionada. A potência do transformador T1 deve ser maior que a potência consumida pela carga. Potência aproximada 450...500 W. O enrolamento primário possui várias tomadas para selecionar a tensão ideal no enrolamento secundário. A inclusão de um maior número de voltas do enrolamento primário permite reduzir a dissipação de energia no transistor VT1, mantendo os principais parâmetros da fonte de alimentação.O enrolamento secundário do transformador produz uma tensão de 2x17 V. Para reduzir o tamanho da potência alimentação, você pode usar um transformador com núcleo magnético toroidal. Switch SA1 tipo TV1, é ainda melhor usar switches de rede importados que surgiram no mercado com uma lâmpada embutida que indica o modo de comutação. Resistor R3 tipo C5-16 ou um pedaço de fio de nicromo com diâmetro de 1 mm e comprimento selecionado. A resistência deste resistor limitador para ajustar a proteção de corrente é calculada pela fórmula:
Antes de conectar a fonte de alimentação à rede, verifique a correta instalação. Conecte a fonte de alimentação à rede e meça a tensão nos capacitores C1-C3. Deve ser cerca de 24 V. As escalas PA1 e PA2 são calibradas usando instrumentos padrão, selecionando resistores adicionais e shunt. Se necessário, você pode aumentar a corrente de saída da fonte conectando em paralelo o número necessário de transistores de controle. Neste caso, devem ser incluídos resistores equalizadores de corrente com resistência de 0,1 Ohm no circuito emissor do transistor, bem como utilizar um transformador de maior potência e aumentar o número de diodos no braço retificador. Com dois transistores KT819 em paralelo, a fonte de alimentação “mantém” uma corrente de 22 A a uma tensão de 13,8 V por um longo tempo. Com instalação adequada, o “rebaixamento” da tensão de saída não excede 0,2 V.
É permitido substituir o transistor VT1 KT819 por qualquer uma das séries KT802, KT803A, KT805A, KT808A, KT809A, KT812, KT827, KT908 ou outro poderoso com uma corrente de coletor permitida de pelo menos 5 A e uma tensão coletor-emissor permitida maior que a tensão de alimentação. Os parâmetros e pinagens dos transistores são mostrados na Fig. Quaisquer diodos retificadores VD2-VD1 com uma corrente direta permitida superior a 4 A e a tensão correspondente. Qualquer tipo de LED pode ser usado. Os circuitos de corrente são feitos de fio de instalação multipolar com seção transversal de 5...4 mm6. Esta fonte de alimentação também pode ser usada como carregador se você equipá-la com um temporizador que desligue a unidade após o tempo especificado necessário para carregar a bateria.
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