Меню

Индикация тока блока питания схема



Блок питания для лаборатории радиолюбителя

Лабораторный блок питания

Данный блок питания имеет цифровой вольтметр, для контроля выходного напряжения и амперметр, для контроля тока нагрузки. Прежде чем написать данную статью, блок питания был повторен несколькими радиолюбителями и, нареканий в работе не было. Выходное напряжение плавно регулируется от 0 до 30в. Блок питания имеет плавную регулировку ограничения по току. Максимальный выходной ток был рассчитан на 3А. Схемотехническое решение несложно и данный блок питания может изготовить начинающий радиолюбитель. При наличии исправных компонентов конструкция запускается сразу.

Схема блока питания представлена на рисунке (схема в высоком качестве прилагается — см. список файлов в конце статьи).

bp_m_small_

Выпрямленное напряжение +38В, после конденсатора С1, подается на регулирующий транзистор VT2 и транзистор VT1. На транзисторе VT1, стабилитроне VD3, конденсаторе С2 и резисторах R1 собран стабилизатор, который используется для питания микросхемы DA1. На выходе стабилизатора напряжение +33в. В блоке питания используется микросхема KIA324P, питание которой составляет +36в. при однополярном источнике. На микросхеме DA2.3, резисторах R9, R10, R13, DA1 собран источник опорного напряжения +5в. Данное напряжение подается на регулятор выходного напряжения (резистор R25) и на резистор R7, максимальный ток защиты блока питания. В данном случае, для максимального тока защиты 3А оно равно 1,66в. На микросхеме DA2.4 собран узел защиты устройства по току, датчиком которого является резистор R3. Резистором R4 регулируется порог срабатывания защиты. Для индикации порога срабатывания защиты используется двухцветный диод (красный и зеленый) фирмы Kingbright L-59SRSGC-CC с общим катодом диаметром линзы 5мм. Если устройство работает нормально светодиод светится зеленым цветом, при перегрузке по току или коротком замыкании в нагрузке, светодиод загорается красным цветом. Если нет такой модели или подобной, то можно вместо одного светодиода использовать два светодиода красного и зеленого свечения, или с цветом по желанию пользователя.

Резистором R23 устанавливается верхняя граница выходного напряжения источника питания.

На микросхеме DA2.4, резисторах R2R4, R7, R14 собран узел защиты и ограничения по току. С выхода (8) DA2.3 на резистор R7 подается опорное напряжение +5в. Резистором R7 устанавливается порог срабатывания при максимальном токе нагрузки. Как только появилась перегрузка напряжение с выхода (14) DA2.4 через диод VD5 подается на не инвертирующий вход микросхемы DA2.2 ножка (3) транзистор VT2 начинает запираться и напряжение на выходе блока питания начинает уменьшаться.

Налаживание блока питания сводится к следующим операциям.

При включении питания микросхемы DA2 не должно быть в панельке. Транзистор VT1 не должен нагреваться. Вместо резистора R1 впаивают подстроечный резистор. Подстроечным резистором на положительном выводе C2 устанавливают напряжение +33 вольта. После чего, значение переменного резистора замеряют омметром и в схему (при выключенном питании) впаивают постоянный резистор с полученным значением. Выводим резисторы R23 и R25 в среднее положение, резистор R7 на максимальный уровень, а резистор R4 на минимальный. Вставляем в панельку микросхему и включаем блок питания. На ножке (4) DA2 должно быть напряжение, заданное на выходе VT1. На выходе (8) DA2.3 должно быть напряжение +5вольт. Затем замеряем напряжение на выходе блока питания и резисторами R23 и R25 убеждаемся, что оно регулируется. Следующий этап. Выводим движок резистора R25 на максимум, а подстроечным резистором R23 устанавливаем на выходе напряжение +30 вольт. Затем переводим плавно движок резистора R25 в положение минимум и убеждаемся, что напряжение плавно уменьшается до 0 вольт.

Индикатор напряжения и тока собран на контроллере ATtiny26L , схема которого представлена на рисунке.

Схема блока индикации

Клеммы X1, X2, X4, X5, X6, X7 подключаются к аналогичным клеммам блока питания.

Настройка блока индикации сводится к установке резисторами R28 и R31 значений выходного напряжения и тока нагрузки. Сумма резисторов R28 и R29 должна составлять 10ком, а сумма резисторов R30 и R31 должна составлять 22 ком. Изначально блок индикации показывает выходное напряжение. При нажатии на кнопку SA1 индицируется ток, при этом десятичная точка переносится в первый разряд. Например: индикация напряжения 22,7 В., а индикация тока 2,58 А. Подключение блока индикации к блоку питания осуществляется по следующей схеме:

Схема подключения блока индикации

На следующих рисунках показаны печатные платы блока питания и блока индикации.

Плата блока питания

Плата блока индикации

Печатные платы блока питания и блока индикации собраны на фольгированном одностороннем стеклотекстолите. Размер платы блока питания 120 х 60 мм, блока индикации 57 х 58 мм. В конструкции применены резисторы МЛТ-0,125, электролитические конденсаторы типа серии LP jamicon и конденсаторы серии К-73.

Индикаторы и блоке индикации любого цвета свечения с общим анодом.

Обмотка III и IV трансформатора Т1 изначально рассчитывалась на питание блока индикации на микросхеме КР572ПВ2. Я думаю, подключить ее для питания индикации на контроллере не представит никакой сложности для радиолюбителя.

Читайте также:  Формула определения тока в фазах

Успехов в повторении конструкции.

P.S.Ниже я привожу слова одного из первых, а если точнее, одной из первых женщин, повторивших данную конструкцию:

«Мне доводилось повторять многие схемы подобных устройств, но считаю новую разработку А.Н. Патрина довольно успешной, легко повторяемой, и поэтому, такой БП будет полезным многим радиолюбителям. Сама использую его уже более полутора лет – работает безотказно. Что касается индикации выходного напряжения и тока, то можно применить, как цифровой вариант – авторский, так и стрелочные приборы. Все зависит от желания и возможностей радиолюбителей. Желаю всем успехов в повторении».

Гусева Светлана Михайловна специалист по КИП и А

Источник

Сигнализатор тока нагрузки лабораторного блока питания

При использовании различных лабораторных блоков питания часто появляется потребность в контроле тока, потребляемого нагрузкой. Зачастую для этого на выходе блока питания устанавливают низкоомное сопротивление (датчик тока), а параллельно этому сопротивлению подсоединяют стрелочный миллиамперметр.

Для максимального отклонения стрелки миллиамперметра требуется порой до 0,3…0,5В, в связи с этим на датчике тока должно падать не меньшее напряжение. Если же имеется миллиамперметр, который требует большего напряжения то, данный вариант контроля тока нагрузки неоправдан, поскольку в этом случае на датчике тока будет значительное падение напряжения, а так же большое выделение тепла, при токе превышающим 1 ампер.

Решением данной проблемы может служить схема сигнализатора тока нагрузки, которая позволяет снизить сопротивление датчика тока до минимального значения. Помимо этого, в данной схеме несложно сделать звуковую или световую сигнализацию превышения тока нагрузки заданного уровня.

Сигнализатор тока нагрузки — описание работы приставки

Схема собрана на сдвоенном операционном усилителе LM358 и транзисторе VT1. На первом операционном усилителе (DA1.1) и транзисторе построен преобразователь тока, на втором (DA1.2) – блок сравнения. Индикатор тока подсоединяют к выходной цепи источника питания.

Из-за протекания тока через сопротивление R3 (датчик тока) происходит падение напряжения. И как следствие этому, на выходе 1 DA1.1 возникает напряжение, которое отпирает транзистор VT1, и через сопротивления R1 и R2 начинает проходить ток. Его величина такова, что падение напряжения на сопротивлениях R1 и R3 сравниваются. Проще говоря, сквозь транзистор VT1 протекает ток, примерно в R1/R3 = 1000 раз меньший, чем ток нагрузки на выходе блока питания.

Как пример, если последний равен 0,5 А, то через R2 течет ток 0,5 мА. В общем виде UR2 = Iвых (R3/R1)R2. Меняя величины данных резисторов, возможно получить иные коэффициенты преобразования.

Выходное напряжение преобразователя идет на неинвертирующий вход 5 DA1.2, а на инвертирующий идет опорное напряжение с резисторного делителя напряжения R6. Если UR2 ниже Uобр, на выходе 7 DA1.2 находится напряжение низкого уровня, поэтому светодиод HL1 не горит. В случае же если UR2 станет выше Uобр, на выходе 7 операционного усилителя появится напряжение близкое к напряжению питания и загорится светодиод.

Индикатор может работать с лабораторными блоками питания, у которых выходное напряжение находится в пределах 5…32 В. В устройстве можно применить транзистор серии КТ3102 (с буквами А, В или Е), подстроечный резистор СПЗ-19, конденсатор С1- К10-17а. Резистор R3 можно сделать из небольшого отрезка высокоомного провода (например, нихрома) провода.

Настройка индикатора тока заключается в подборе сопротивлений R1-R3 для получения необходимого коэффициента преобразования. Резистором R6 выставляют уровень зажигания светодиода. Если необходимо добавить в схему индикатора тока звуковую индикацию то, звуковой генератор подсоединяют непосредственно к выходу 7 операционного усилителя DA1.2.

Источник

Схемы светодиодных индикаторов перегрузки по току

Превышение выходного тока в источниках питания свидетельствует об увеличении потребляемой мощности в устройстве нагрузки. Иногда потребляемый ток в нагрузке (из-за неисправности соединений или самого устройства нагрузки) может увеличиться вплоть до значения тока короткого замыкания (к/з), что неминуемо приведет к аварии (если источник питания не снабжен узлом защиты от перегрузки).

Последствия перегрузки могут оказаться более существенными и непоправимыми, если использовать источник питания без узла защиты (как сегодня часто делают радиолюбители, изготавливая простые источники и покупая недорогие адаптеры) — увеличится энергопотребление, выйдет из строя сетевой трансформатор, возможно возгорание отдельных элементов и неприятный запах.

Для того чтобы вовремя заметить выход источника питания в «заштатный” режим, устанавливают простые индикаторы перегрузки. Простые — потому, что они, как правило, содержат всего несколько элементов, недорогих и доступных, а установить эти индикаторы можно универсально практически в любой самодельный или промышленный источник питания.

Простая схема индикатора токовой перегрузки

Самая простая электронная схема индикатора токовой перегрузки показана нарис. 1

Схемы светодиодных индикаторов перегрузки по току

Рис. 1. Электрическая схема светового индикатора токовой перегрузки.

Работа ее элементов основана на том, что последовательно с нагрузкой в выходной цепи источника питания включают ограничивающий резистор малого сопротивления (R3 на схеме).

Данный узел можно применять универсально в источниках питания и стабилизаторах с разным выходным напряжение (испытано в условиях выходного напряжения 5— 20 В). Однако значения и номиналы элементов, указанных на схеме рис. 3.4, подобраны для источника питания с выходным напряжением 12 В.

Читайте также:  Антенна с пучностью тока

Соответственно, для того чтобы расширить диапазон источников питания для данной конструкции, в выходном каскаде которых будет эффективно работать предлагаемый узел индикации, потребуется изменить параметры элементов R1— R3, VD1, VD2.

Пока перегрузки нет, источник питания и узел нагрузки работают в штатном режиме, через R3 протекает допустимый ток и падение напряжения на резисторе невелико (менее 1 В). Также невелико в этом случае и падение напряжения на диодах VD1, VD2, при этом светодиод HL1 едва светится.

При увеличении тока потребления в устройстве нагрузки или коротком замыкании между точками А и Б ток в цепи возрастает, падение напряжения на резисторе R3 может достигнуть максимального значения (выходного напряжения источника питания), вследствие чего светодиод HL1 загорится (будет мигать) в полную силу.

Для наглядного эффекта в схеме применен мигающий светодиод L36B. Вместо указанного светодиода можно применить аналогичные по электрическим характеристикам приборы, например, L56B, L456B (повышенной яркости), L816BRC-B, L769BGR, TLBR5410 или подобные им.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R3 (при токе к/з) более 5 Вт, поэтому этот резистор изготавливается самостоятельно из медной проволоки типа ПЭЛ-1 (ПЭЛ-2) диаметром 0,8 мм.

Ее берут из ненужного трансформатора. На каркас из канцелярского карандаша наматывают 8 витков этого провода, концы ее облуживают, затем каркас вынимают. Проволочный резистор R3 готов.

Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25 или аналогичные. Вместо диодов VD1, VD2 можно установить КД503, КД509, КД521 с любым буквенным индексом. Эти диоды защищают светодиод в режиме перегрузки (гасят излишнее напряжение).

Индикатор перегрузки с звуковым сигнализатором

К сожалению, на практике нет возможности постоянно визуально следить за состоянием индикаторного светодиода в источнике питания, поэтому разумно дополнить схему электронным узлом звукового сопровождения. Такая схема представлена на рис. 2.

Как видно из схемы, она работает по тому же принципу, но в отличие от предыдущей, это устройство более чувствительно и характер его работы обусловлен открыванием транзистора VT1, при установлении в его базе потенциала более 0,3 В. На транзисторе VT1 реализован усилитель тока.

Транзистор выбран германиевым. Из старых запасов радиолюбителя. Его можно заменить на аналогичные по электрическим характеристикам приборы: МП 16, МП39—МП42 с любым буквенным индексом. В крайнем случае, можно установить кремниевый транзистор КТ361 или КТЗ107 с любым буквенным индексом, однако тогда порог включения индикации будет иным.

Схемы светодиодных индикаторов перегрузки по току

Рис. 2. Электрическая схема узла звукового и светового индикатора перегрузки

Порог включения транзистора VT1 зависит от сопротивления резисторов R1 и R2 и в данной схеме при напряжении источника питания 12,5 В индикация включится при токе нагрузки, превышающем 400 мА.

В коллекторной цепи транзистора включен мигающий светодиод и капсюль со встроенным генератором ЗЧ НА1. Когда на резисторе R1 падение напряжения достигнет 0,5. 0,6 В, транзистор VT1 откроется, на светодиод HL1 и капсюль НА1 поступит напряжение питания.

Поскольку капсюль для светодиода является активным элементом, ограничивающим ток, режим работы светодиода в норме. Благодаря применению мигающего светодиода капсюль также будет звучать прерывисто — звук будет слышен во время паузы между вспышками светодиода.

В этой схеме можно достичь еще более интересный звуковой эффект, если вместо капсюля НА1 включить прибор КРІ-4332-12, который имеет встроенный генератор с прерыванием. Таким образом звук в случае перегрузки будет напоминать сирену (этому способствует сочетание прерываний вспышек светодиода и внутренних прерываний капсюля НА1).

Такой звук достаточно громкий (слышно в соседнем помещении при среднем уровне шума), обязательно будет привлекать внимание людей.

Индикатор перегорания плавкого предохранителя

Еще одна схема индикатора перегрузки представлена на рис. 3. В тех конструкциях, где установлен плавкий (или иной, например, самовосстанавливающийся) предохранитель, часто требуется визуально контролировать их работу.

Здесь применен двухцветный светодиод с общим катодом и соответственно тремя выводами. Кто на практике испытывал эти диоды с одним общим выводом, знают, что они функционируют несколько иначе, чем ожидается.

Шаблон мышления в том, что казалось бы, зеленый и красный цвета будут появляться у светодиода в общем корпусе соответственно при приложении (в нужной полярности) напряжения к соответственным выводам R или G. Однако, это не совсем так.

Схемы светодиодных индикаторов перегрузки по току

Рис. 3. Световой индикатор перегорания предохранителя.

Пока предохранитель FU1 исправен, к обоим анодам светодиода HL1 приложено напряжение. Порог свечения корректируется сопротивлением резистора R1. Если предохранитель обрывает цепь питания нагрузки, то зеленый светодиод гаснет, а красный остается светить (если напряжения питания совсем не пропало).

Поскольку допустимое обратное напряжение для светодиодов мало и ограничено, то для указанной конструкции в схему введены диоды с разными электрическими характеристиками VD1— VD4. То, что к зеленому светодиоду последовательно включен только один диод, а к красному три, объясняется особенностями светодиода AЛC331A, замеченными на практике.

Читайте также:  Контакт пластинчатый номер чертежа кр3150 90 01 00сб ток номинальный а 3150

При экспериментах оказалось, что порог напряжения включения красного светодиода меньше, чем у зеленого. Чтобы уравновесить эту разницу (заметную только на практике), количество диодов неодинаково.

При перегорании предохранителя к зеленому светодиоду (G) прикладывается напряжение в обратной полярности.

Номиналы элементов в схеме даны для контроля напряжения в цепи 12 В. Вместо светодиода AЛC331A допустимо применять другие аналогичные приборы, например, КИПД18В-М, L239EGW.

Литература: Андрей Кашкаров — Электронные самоделки.

Источник

Блок питания с индикацией напряжения и тока

Параметры питания электрической цепи зависят от множества факторов. Конечно, производители бытовой техники и аппаратуры стараются стандартизировать процессы. Но в быту и в самодельных схемах всегда находятся нестандартные задачи.

Так, в качестве простейшего примера – блок питания для лабораторных работ. Во-первых, здесь могут потребоваться разные параметры выходного тока (сила тока и напряжение), то есть пользователям должна быть доступна их регулировка; а, во-вторых, отдаваемый ток необходимо измерять, выдавая наглядную информацию о его силе и уровне напряжения.

Другой пример – ремонтные мастерские бытовой и цифровой техники. Здесь тоже удобно совмещать БП с индикацией напряжения и тока.

Ниже рассмотрим несколько наиболее популярных схем блоков питания, систем организации индикации и их включения в БП.

Типы блоков питания

В зависимости от стоящих задач, требуемых параметров выходного напряжения и силы тока, и других критериев создаются и различные блоки питания.

В бытовом применении нашли наибольшее распространение два основных класса вторичных источников питания:

Линейные БП строятся на базе силовых трансформаторов, выполняющих роль гальванической развязки (это значит, что подключаемая к нему цепь будет нечувствительна к высокочастотным помехам, поступающим из основного источника тока). Однако, такой подход имеет явный недостаток – большие габариты и вес БП.

Типовая схема линейного БП выглядит следующим образом.

После трансформатора стоит диодный мост с простейшим фильтром из конденсатора.

Импульсные БП, в отличие от линейных, обеспечивают не постоянное напряжение/ток на выходе, а переменное (импульсный, пульсирующий).

На этом типе БП мы останавливаться не будем, так как в радиоаппаратуре они применяются крайне редко, и только для очень специфичных задач.

Для большинства задач применяются следующие системы индикации уровня напряжения или силы тока:

1. Шкальные (с классической шкалой и указывающей стрелкой);

2. Пиковые (люминесцентные или светодиодные, аналоговые, на логических элементах или специализированных микросхемах).

Самый простой и доступный всем способ отображения уровня силы тока или напряжения – шкала со стрелкой.

Включение в схему такого индикатора самое элементарное.

Вольтметр (строится на базе амперметра с применением множителя, включается в цепь параллельно измеряемому участку цепи):

Амперметр (включается последовательно):

Самое сложное в стрелочных приборах измерения – калибровка и прорисовка шкалы.

Отдельно стоит упомянуть «растяжение». Для увеличения точности измерения в заданном диапазоне значений, например, у шкальных вольтметров, применяют туннельные диоды, которые фактически отсекают часть неиспользуемого диапазона.

Цифровая индикация намного сложнее в реализации, но гораздо более наглядна. Начинающие радиолюбители могут столкнуться не столько с проблемой составления принципиальной схемы (готовых схем предостаточно), сколько с ее физической реализацией (создание печатной платы и пайка).

Аналоговые индикаторы на светодиодах предполагают наличие компараторов, где напряжения делятся на условные группы срабатывания.

Вот один из примеров реализации индикации из столбика светодиодов (чем выше столбик, тем выше напряжение).

Наиболее быстрый и доступный начинающим способ пиковой индикации – использование специальных готовых микросхем.

БП с индикацией напряжения и тока

В качестве основного примера мы выбрали блок питания, состоящий из самых доступных радиоэлементов, имеющий возможность изменения выходных параметров и оснащенный современной цифровой индикацией. Он предполагает выходное напряжение – до 30 В, силу тока – 5 А.

Итак, непосредственно схема БП.

Все использованные основные элементы указаны на самой схеме.

В данном БП предусмотрен стабилизатор напряжения и тока.

Трансформатор Т1 лучше всего взять мощностью не менее 100 Вт (до 150 Вт), выходные обмотки должны быть рассчитаны на токи:

II-обмотка – 4-6 А,

III-обмотка – 1-2 А.

Ввиду того, что транзистор VT1 будет сильно греться на высоких нагрузках, он требует установки на теплоотвод общей площадью около 1500 см 2 .

Печатная плата БП.

Принципиальная схема блока индикации выглядит следующим образом.

Семисегментные светодиоды — KINGBRIGT DA 56 – 11 SRWA, могут быть заменены на АЛС324Б.

Если вам требуется большая разрядность – можно рассмотреть применение микросхемы КР572ПВ6.

Использованная выше КР572ПВ2А, легко заменяется на ICL7107CPL.

Печатная плата для блока индикации.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Источник