Τροφοδοτικό εργαστηρίου

Απλό τροφοδοτικό εργαστηρίου
Απλό τροφοδοτικό εργαστηρίου Τροφοδοτικό εργαστηρίου



Εδώ παρουσιάζουμε ένα τροφοδοτικό με ρυθμιζόμενη τάση εξόδου και περιορισμό ρεύματος. Πρόκειται για μία χρήσιμη και οικονομική κατασκευή, ιδανική για τον πάγκο του ηλεκτρονικού σας εργαστηρίου. Η τάση εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί στα όρια από 0 έως 25V και το μέγιστο ρεύμα εξόδου είναι 1.5A.

 

Το κύκλωμα

Το κύκλωμα αποτελείται από τρεις βαθμίδες. Η πρώτη βαθμίδα, στα αριστερά του ηλεκτρονικού σχεδίου, περιλαμβάνει ένα μετασχηματιστή και μία γέφυρα ανόρθωσης. Η AC τάση εξόδου του μετασχηματιστή ανορθώνεται και στην έξοδο της γέφυρας ανόρθωσης χρησιμοποιούμε τον C4 για εξομάλυνση. Η τάση που προκύπτει κατόπιν της ανόρθωσης και της εξομάλυνσης είναι περίπου ίση με 33V DC. Χρησιμοποιούμε επίσης τη μεσαία λήψη του δευτερεύοντος του μετασχηματιστή και με την βοήθεια των D1, D2 και C1 παράγουμε μία ακόμη τάση, η οποία είναι αρνητική και χρειάζεται για την πόλωση των σταθεροποιητών τάσης.

Εργαστηριακό τροφοδοτικό

Στο δεξί μέρος του ηλεκτρονικού σχεδίου διακρίνουμε έναν κλασσικό γραμμικό σταθεροποιητή τάσης, το LM317 (U2). Κανονικά, η ελάχιστη τάση εξόδου που μπορεί να παρέχει το LM317, σύμφωνα με το φυλλάδιο πληροφοριών του, είναι ίση με 1.25V. Αυτό οφείλεται στο ότι η εσωτερική πηγή τάσης αναφοράς του ολοκληρωμένου είναι ίση με 1.25V. Εμείς θελήσαμε να παρέχουμε τη δυνατότητα ρύθμισης τάσης από τα 0V στο τροφοδοτικό μας και για να το πετύχουμε χρειάστηκε να πολώσουμε το σταθεροποιητή με μία  διαφορετική τάση αναφοράς. Η τάση αναφοράς που εμείς χρησιμοποιούμε είναι ίση με μείον (-) 1.25V περίπου και παράγεται από την πτώση τάσης πάνω στις διόδους D5 and D6 που είναι συνδεμένες σε σειρά. Προκειμένου να εξασφαλίσουμε σταθερότητα στην τάση αναφοράς, οι δίοδοι D5 and D6 πολώνονται από μία πηγή ρεύματος που υλοποιείται μέσω του Q2. Σε αυτό το σημείο, γίνεται χρήση της βοηθητικής αρνητικής τάσης που παράγεται με την βοήθεια των D1, D2 και C1. Το ποτενσιόμετρο ρύθμισης της τάσης είναι το P2  και παρέχει τη δυνατότητα ρύθμισης της τάσης εξόδου από 0 έως 25V.

Στο μέσο του σχηματικού διακρίνεται ένας ακόμη σταθεροποιητής LM317, το ολοκληρωμένο U1. Παρόλο που το U1 είναι όμοιο με το U2, ο ρόλος του είναι διαφορετικός. Το U1 χρησιμοποιείται ως ρυθμιζόμενος περιοριστής ρεύματος. Καθώς το ρεύμα εξόδου αυξάνεται, αυξάνεται επίσης και η πτώση τάσης στην R6. Μόλις η τάση στην R6 φθάσει τα 1.25V, ενεργοποιεί τον εσωτερικό περιοριστή ρεύματος του U1. Με το P1 μπορούμε να ρυθμίζουμε τη στάθμη διέγερσης του περιοριστή ρεύματος και επομένως να ρυθμίσουμε τον περιοριστή ρεύματος του τροφοδοτικού.

 

Κατασκευή

Η κατασκευή είναι σχετικά εύκολη αν χρησιμοποιήσετε το τυπωμένο κύκλωμα που σας παρέχουμε. Ο μετασχηματιστής δεν περιλαμβάνεται φυσικά στο τυπωμένο κύκλωμα αλλά συνδέεται με αυτό μέσω καλωδίων. 

Στο πρωτότυπο που κατασκευάσαμε, χρησιμοποιούμε μεταλλικό κουτί και έχουμε στερεώσει τα ποτενσιόμετρα ρύθμισης τάσης και ρεύματος (P2 και P1, αντίστοιχα) στην πρόσοψη του κουτιού. Έχουμε επίσης στερεώσει στην πρόσοψη του κουτιού και ένα απλό βολτόμετρο για την ανάγνωση της εκάστοτε τιμής της τάσης εξόδου.

Όπως σε κάθε γραμμικό τροφοδοτικό, έτσι και στο προτεινόμενο κύκλωμα, οι θερμικές απώλειες αυξάνονται όταν το τροφοδοτικό ρυθμίζεται για χαμηλή τάση εξόδου. Αυτό είναι λογικό να συμβαίνει, διότι όταν η τάση εξόδου είναι μικρή, η πτώση τάσης πάνω στο σταθεροποιητή είναι σχετικά μεγάλη. Επομένως, αν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε το τροφοδοτικό στα όρια του, δηλαδή, σε χαμηλές τάσεις εξόδου και σε σχετικά υψηλά ρεύματα τροφοδοσίας, προτείνουμε να βιδώσετε και τους δύο σταθεροποιητές σε μία σχετικά μεγάλη ψύκτρα.

Τέλος, αξίζει να σημειώσουμε ότι το LM317 διαθέτει εσωτερικό κύκλωμα προστασίας από υπερθέρμανση που ενεργοποιείται στην περίπτωση που ο σταθεροποιητής υπερθερμανθεί. Αν λοιπόν δεν εξασφαλίσετε ικανοποιητική ψύξη, το τροφοδοτικό θα «σβήνει» συχνά, από υπερθέρμανση.  


Παρεχόμενα

Το τυπωμένο κύκλωμα και οδηγίες συναρμολόγησης