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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Conector USB na fonte de alimentação do laboratório. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação Fontes de alimentação de laboratório (PSUs) com tensão de saída ajustável geralmente são usadas apenas para depuração e reparo de equipamentos eletrônicos; raramente são usadas para alimentar dispositivos continuamente. Isso se deve ao fato de que uma tensão aumentada pode ser ajustada acidentalmente na saída de tal PSU, o que é perigoso para a carga conectada. Para expandir a funcionalidade do PSU do laboratório, sugiro equipá-lo com uma tomada USB, à qual você pode conectar vários dispositivos móveis para alimentá-los e carregar as baterias embutidas neles. Para evitar danos a tal carga, um interruptor deve ser embutido na fonte de alimentação que conecta automaticamente esta tomada ao estabilizador somente se uma tensão próxima a 5 V for definida em sua saída. é indesejável instalar um linear ou comutação adicional regulador projetado para uma tensão de saída de 5 V em uma corrente de carga de pelo menos 0,5 A. O diagrama do interruptor é mostrado na fig. 1, e o diagrama de sua conexão com a PSU - na fig. 2 (aqui A1 é o regulador eletrônico de tensão do laboratório PSU, A2 é o dispositivo descrito, C1 e C2 são capacitores de filtro).
No chip DD1 (ver Fig. 1), é montado um gerador que controla a chave de sinal. O elemento DD1.1 é usado como um comparador de tensão de dois limites [1]. Se a tensão de saída do estabilizador A1 estiver na faixa de 5,2 ... 5,6 V, haverá um log na saída do elemento DD1.1. 1. Com uma mudança suave na tensão nas entradas, o efeito de disparo ao alternar os níveis de tensão na saída de DD1.1 é expresso fracamente, de modo que o sinal de controle passa por mais três elementos lógicos incluídos pelos inversores. Quando a saída DD1.1 - log. 1, na saída DD1.2 - log. 0, e na saída dos elementos conectados em paralelo DD1.3 e DD1.4 - log. 1. Ao mesmo tempo, os transistores VT2 e VT3 estão abertos e uma tensão de cerca de 1 V é fornecida à carga conectada ao soquete XS5 (sua presença é sinalizada pelo LED HL2). Se a corrente consumida pela carga exceder 80 mA, o que geralmente corresponde ao modo de carregamento da bateria embutida no dispositivo multimídia, a queda de tensão no resistor R7 é suficiente para abrir o transistor VT1, ele abre e o LED HL1 incluído em seu circuito coletor acende. Se a tensão na saída do estabilizador for menor que 5,2 ou maior que 5,6 V, um log será definido na saída do elemento DD1.1. 0, na saída DD1.2 - log. 1, e nas saídas DD1.3, DD1.4 - log. 0, então os transistores VT2 e VT3 são fechados, a carga é desenergizada e os LEDs apagam. Um estabilizador paralelo é montado no transistor VT4, no resistor R13 e no diodo zener VD5, que protege a carga de sobretensão em caso de mau funcionamento dos nós de controle. Os capacitores C3, C4 reduzem a sensibilidade do elemento DD1.1 à interferência e também evitam sua autoexcitação. A presença do resistor R4 torna o ajuste dos limites DD1.1 dos resistores de corte R3, R5 mais suave. O diodo Schottky VD4 reduz o aumento de tensão no resistor R7 com o aumento da corrente de carga. O uso de um transistor de germânio VT1 permite o uso de um resistor de menor resistência R7. Os elementos do chip DD1 são alimentados por uma tensão de cerca de 6,85 V de um estabilizador paramétrico montado em um diodo zener VD2 e um resistor R1. Capacitores C1, C2, C5, C6 - bloqueio nos circuitos de potência. O diodo VD1 evita a descarga prematura do capacitor C2 quando a fonte de alimentação é desligada. O diodo VD3 protege as entradas do elemento DD1.1 de possíveis danos se for usado um microcircuito dos primeiros anos (sem diodos de proteção embutidos). Todas as partes do dispositivo, exceto os LEDs e o resistor R14, são montadas em uma placa de fibra de vidro com dimensões de 47x28 mm (Fig. 3). Montagem - articulada dupla face com fios coloridos trançados finos em isolação de PVC. Os fios pelos quais a corrente de carga flui devem ter uma seção transversal de pelo menos 1 mm2.
Os resistores fixos MLT, C1-4, C1-14, C2-23 e para montagem em superfície podem ser usados na chave (um deles - R14 - é soldado aos pinos 2 e 3 do soquete XS1, os demais são instalados em o lado de conexão da placa). Resistores trimmer - qualquer tamanho pequeno. Capacitores de óxido - K50-68, K53-19 ou análogos importados. Os capacitores restantes são de cerâmica para montagem em superfície. O capacitor C1 é instalado próximo aos pinos de alimentação do chip DD1. Os diodos KD522B são substituíveis por qualquer um dos KD510A, KD521A-KD521D, KD522A, KD522B, bem como 1N4148, 1N914, 1SS244 importados; diodo Schottky MBRS130LT3 - qualquer um dos MBRS140T3, 1N5817-1N5819, SB120-SB160. Em vez do diodo zener KS168A, 1N4736A, TZMC-6V8, KS126I, KS407D, KS468A são adequados e, em vez de 1N4734A - KS156G, BZV55C-5V6, TZMC-5V6. Os LEDs RL30-SR114S (brilho vermelho) e RL30-YG414S (verde) podem ser substituídos por qualquer brilho contínuo semelhante, por exemplo, série KIPD66, KIPD21. Possível substituição do transistor 2SC2458 - qualquer uma das séries BC547, 2SC3199, SS9014, KT6111, KT6114, transistor de germânio GT115G - qualquer uma das séries 1T321, GT321, MP25, MP26. Substituiremos o transistor SS8550D (tensão de saturação coletor-emissor - não mais que 0,2 V em uma corrente de coletor de 0,5 A) por qualquer uma das séries SS8550, KT684, KT686 (quanto maior o coeficiente de transferência de corrente da base deste transistor, o melhor). Se, em vez de um bipolar no lugar do VT3, for usado um transistor de efeito de campo com um canal do tipo p (por exemplo, IRF4905, conforme mostrado na Fig. 4), então, com uma corrente de carga de 0,5 A, não mais que alguns milivolts cairão sobre ele. O transistor KT815B pode ser substituído por SS8050, BD139 ou qualquer uma das séries KT815, KT817, KT646. Ao escolher transistores para um dispositivo, deve-se lembrar que aqueles recomendados para substituição podem ser feitos em outros casos e ter uma pinagem diferente das indicadas no diagrama.
Em vez do chip K176LP2, você pode usar o K561LP2; a operação do dispositivo com suas contrapartes importadas não foi testada. A resistência do resistor R1 é escolhida para que, quando a carga for conectada, a corrente através dela não ultrapasse 10 ... 20mA. Na fig. 1, sua resistência é indicada para a tensão no capacitor C1 (ver Fig. 2) de cerca de 25 ... 30 V. Estabelecer o dispositivo é reduzido a definir os limites para a operação do comparador. Desconectando temporariamente o diodo zener VD5 e não conectando a carga ao soquete XS1, coloque o resistor trimmer motor R3 em uma posição que o LED HL2 acenda quando a tensão de saída do estabilizador for superior a 5,2 V. Em seguida, esta operação é repetida com o resistor trimmer R5, mas seu motor é ajustado para uma posição que o LED HL2 acende quando a tensão na saída do estabilizador é inferior a 5,6 V. Se um transistor de efeito de campo for instalado no lugar do VT3 (Fig. 4), os limites de operação do comparador são escolhidos iguais a 5,0 e 5,4 V, respectivamente. O dispositivo descrito pode funcionar em conjunto com uma fonte de alimentação, na qual, quando a corrente de carga muda dentro dos limites aceitáveis, a mudança na tensão de saída é várias vezes menor que o intervalo especificado (0,4 V). Isso pode ser fornecido, por exemplo, por fontes de alimentação de laboratório com estabilizadores de tensão lineares e chaveados, montados de acordo com os esquemas [2, 3]. O dispositivo é conectado aos nós do estabilizador de tensão com os fios mais curtos possíveis com uma seção transversal de cobre de pelo menos 1 mm2. A cópia do autor do dispositivo foi testada junto com o PSU especificado em uma corrente de carga de até 2 A (por um curto período de tempo), a autoexcitação dos elementos do microcircuito DD1 não ocorreu. Se um dispositivo multimídia, por exemplo, um MP1 player ou um telefone celular, estiver conectado ao soquete XS3 e UMZCH estiver conectado à saída do PSU modificado, é possível conectar sua entrada à saída de áudio do celular dispositivo somente se o dispositivo móvel tiver um único fio comum - "menos" tanto para o soquete USB quanto para o fone de ouvido (o que é raro), caso contrário, a unidade poderá ser danificada. Ao alterar levemente o circuito, esse interruptor pode ser incorporado a dispositivos alimentados por fontes de alimentação externas, se forem críticos para o aparecimento de uma tensão de alimentação anormal para eles. Literatura
Autor: A. Butov
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