Dispositivo de controle de alimentação

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Ao experimentar com dispositivos complexos, em particular baseados em microprocessadores, muitas vezes são necessárias fontes de alimentação multicanal desacopladas galvanicamente. O artigo proposto descreve um dispositivo de controle para uma fonte de alimentação de três canais com fontes desacopladas galvanicamente e conectadas arbitrariamente (polaridade). Ele também tem as funções de proteção contra sobrecarga e um interruptor eletrônico. Todas as fontes são desligadas quando uma delas está sobrecarregada. O dispositivo é conectado galvanicamente apenas à fonte de tensão de +5 V, que faz parte da fonte de alimentação, do retificador do qual é alimentado.

O diagrama esquemático do dispositivo de controle PSU é mostrado na fig. 1. É composto por três flip-flops RS montados nos elementos DD2.1 e DD2 2, DD2.3 e DD2.4, DD1.3 e DD1.4 com indicadores LED HL1. HL2. HL3, respectivamente, o nó correspondente no elemento DD3.3. dispositivo start-stop, feito nos elementos DD3.1, DD1.1, DD3.2, DD1.2. e um regulador de tensão paramétrico em um transistor VT3 e um diodo zener VD4.

Todas as células-gatilho funcionam da mesma maneira, então vamos considerar o trabalho de uma delas. por exemplo, montado nos elementos DD2.1 e DD2.2. Quando a PSU é ligada com um interruptor principal, uma tensão constante da saída do retificador da fonte de alimentação de +5 V (PS1. Não mostrado no diagrama) através do diodo de buffer VD5 é fornecida ao regulador de tensão do controle dispositivo. Uma tensão estabilizada de +5 V através do resistor R3 é fornecida às entradas (pinos 4. 5) do elemento DD3.2 e ao capacitor C2 do dispositivo start-stop. Como resultado, um pulso de tensão com nível lógico 3.2 é formado na saída de DD1 e com nível lógico 1.2 na saída de DD0. Este último, através do diodo de desacoplamento VD1, entra na entrada (pino 6) do elemento DD2.2 e coloca o gatilho DD2.1DD2.2 no estado zero (no pino 1 - nível baixo), o que leva ao acendimento do LED HL1.

O nível lógico 0 da saída de DD2.1 é alimentado ao pino 13 do elemento correspondente DD3.3. O sinal lógico 1 que surge em sua saída abre os transistores VT1 e VT2. e os LEDs dos optoacopladores U3, U4 acendem. Como resultado, os fototransistores compostos são abertos, o que impede que os canais correspondentes (IP2, IPZ) da PSU sejam ligados. A corrente do coletor VT2 desliga o IP1 (+5 V). Os processos transitórios no dispositivo de controle são mais rápidos do que no PSU como um todo, portanto, nenhum pico de tensão é observado nas saídas do MT1 - PT.

Para ligar a PSU, pressione o botão SB1 ("Iniciar"). Um único vibrador é montado nos elementos DD3.1 e DD1.1. gerando um impulso para iniciar a PSU. aproximadamente igual em duração ao meio ciclo da rede. Isso é necessário para limitar o curto-circuito ou corrente de sobrecarga através dos elementos de energia da PSU durante o pulso de disparo ao tentar ligar a PSU com uma saída sobrecarregada. Um pulso negativo da saída de DD1.1 é alimentado ao pino 2 do elemento DD2.1 e define o gatilho para um único estado. Neste caso, o LED HL1 apaga, o sinal lógico 1 é alimentado ao pino 13 do elemento de correspondência DD3.3. e como as tensões nas outras entradas (pinos 1 e 2) têm o mesmo nível, um sinal lógico 0 aparece em sua saída. Como resultado, os transistores VT1 e VT2 fecham, os LEDs dos optoacopladores U3 e U4 apagam e os fototransistores fechados ligam a fonte de alimentação.

Quando ocorre uma sobrecarga em IP2, o optoacoplador U1 é ligado. seu fototransistor desvia a entrada (pino 6) do elemento DD2.2 e o gatilho, do qual está incluído, é zerado. Neste caso, o LED HL1 acende. um sinal lógico 3.3 aparece na saída de DD1 e, como resultado, as fontes de alimentação são desligadas. Os indicadores HL2 e HL3 permanecem desligados, pois o restante dos flip-flops continua em um único estado. Assim, é realizada a indicação do canal BP. em que ocorreu a sobrecarga. Depois de eliminado, a unidade é ligada pressionando o botão SB1.

Desligue a PSU pressionando o botão SB2 ("Stop"). O sinal lógico 0 que ocorre na saída (pino 13) do elemento DD1.2 define todos os gatilhos do dispositivo para o estado zero e os LEDs HL1 - HL3 acendem, sinalizando que a PSU está desligada. O LED HL4 indica que o dispositivo está alimentado.

Transistores optoacopladores U3. U4 está conectado aos circuitos de desligamento IP2. IPZ. LEDs do optoacoplador U1. U2 - com seus sensores de corrente, e pino 12 do elemento DD2.4 - com sensor de corrente IP1 (+5 V).

É fácil ver que o dispositivo descrito pode ser facilmente aumentado para o número necessário de canais de controle, introduzindo novos gatilhos e substituindo DD3.3 por um elemento com um grande número de entradas. Também é possível controlar a operação da PSU usando outros dispositivos com níveis de saída TTL. Para fazer isso, basta desconectar uma das entradas (pinos 10. 11) do elemento DD3.1 do resistor R1 e uma das entradas (pinos 4. 5) DD3.2 - do resistor R3 e capacitor C2 e conecte-os aos circuitos de dispositivos que geram sinais lógicos 0, respectivamente, para iniciar e desligar o PSU. A possibilidade de controle manual permanecerá.

Se não houver necessidade de controle de dispositivos externos. o dispositivo pode ser simplificado excluindo os elementos DD3.1, DD3.2. DD1.1. DD1.2 e resistor R4. A unidade start-stop neste caso é montada de acordo com os esquemas mostrados na Fig. 2, e os terminais livres das entradas desses elementos são conectados ao fio de alimentação positivo através de um resistor R20 com resistência de 1 kOhm (a numeração dos novos resistores continua a partir da Fig. 1).

Com peças reparáveis, o dispositivo começa a funcionar imediatamente e não requer ajuste. O autor o utiliza há muito tempo como parte de uma fonte de alimentação de laboratório de três canais. Fonte de tensão de +5 V que é semelhante à descrita em [1], e as outras duas são iguais e feitas de acordo com o circuito modificado publicado em [2]. Gostaria de expressar minha gratidão ao autor de [2] para um circuito de PSU realmente bem-sucedido.

Literatura

1. Mansurov M. Fonte de alimentação de laboratório com proteção de gatilho. - Rádio. 1990. No. 4. p. 66-70.
2. Mush V. Fonte de alimentação poderosa e altamente estável. - Rádio. 1978. Nº 7, p. 56 - 58.

Autor: A. Muravtsov, Norilsk

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