Zaloguj się
Wszystkie
14 kwietnia 2022
930
- zakres regulacji napięcia: 0...30 V,
- zakres regulacji prądu 0...2 A,
- sterowanie za pomocą wyświetlacza dotykowego,
- dostępny projekt obudowy do wykonania metodą druku 3D.
Ogólna zasada działania zasilacza jest taka, że napięcie wyjściowe z transformatora 230 V/24 V, po wyprostowaniu w mostku prostowniczym, jest obniżane za pomocą przetwornicy typu BUCK do określonej wartości, ale nieco wyższej niż pożądane napięcie na wyjściu. Dokładna regulacja wartości napięcia wyjściowego przetwornicy do napięcia zadanego na wyjściu zasilacza odbywa się za pomocą tranzystora w układzie Darlingtona. Takie połączenie odznacza się wysoką dokładnością regulacji oraz dobrą sprawnością.
Budowa i działanie
Schemat części sprzętowej zasilacza został pokazany na rysunku 1 oraz rysunku 2. Na wejście płytki PCB do złącza TR24 VIN należy podłączyć napięcie z transformatora 230/24 V o mocy minimum 100 W. Wejście to jest zabezpieczone bezpiecznikiem zwłocznym o prądzie znamionowym 2,5 A. Za bezpiecznikiem a przed mostkiem prostowniczym B1 znajduje się warystor zabezpieczający układ przed możliwymi przepięciami.
Bezpośrednio za mostkiem znajdują się trzy kondensatory filtrujące napięcie o wartości 1000 μF/63 V. Wyprostowane i odfiltrowane napięcie trafia na wejście przetwornicy IC1 typu LM2596S, która pozwala regulować wartość napięcia wyjściowego. Przetwornica jest załączana sygnałem z mikrokontrolera poprzez układ z tranzystorem T1 oraz rezystorami R2, R3, R4. Zwarcie wejścia ON/OFF przetwornicy do masy poprzez tranzystor T1 powoduje załączenie przetwornicy.
Przetwornica IC1 wraz z diodą Schottky’ego D2, dławikiem L1 oraz dwoma kondensatorami elektrolitycznymi C4, C5, tworzy typowy układ nieseparowanej przetwornicy obniżającej. Kondensatory C43, C20 poprawiają filtrowanie napięcia wyjściowego z przetwornicy.
Wartość napięcia wyjściowego z przetwornicy jest ustawiana przez mikrokontroler spośród ośmiu zdefiniowanych wartości. Napięcie w tym punkcie układu zawsze jest większe niż zadane przez użytkownika na wyjściu zasilacza. Zmieniając wartość dzielnika rezystancyjnego w obwodzie sprzężenia zwrotnego przetwornicy (wyprowadzenie FB), zmienione zostaje napięcie wyjściowe przetwornicy. Zmiana dzielnika rezystancyjnego jest realizowana poprzez wysterowanie odpowiedniego tranzystora MOSFET: MF1...MF8. Rezystor R35 może tworzyć dzielnik rezystancyjny wraz z rezystorami R26...R34. Wysterowanie odpowiedniego tranzystora odbywa się za pomocą analogowego multipleksera MUX. Wejścia sterujące multipleksera są kontrolowane przez mikrokontroler poprzez układy zawierające tranzystory T6, T7, T8 oraz rezystory R66... R77. Rezystory R18...R25 mają za zadanie odprowadzenie ładunku z bramki tranzystorów unipolarnych, oraz zabezpieczają tranzystory przed zakłóceniami.
Napięcie wyjściowe z przetwornicy jest regulowane do wartości napięcia zadanego przez użytkownika za pomocą tranzystora Darlingtona TP – BDX53B. Prąd płynący do bazy tranzystora TP płynie ze źródła prądowego, które tworzy tranzystor Q1 wraz z diodami D1, D3 oraz rezystorami R6, R7. W momencie, gdy napięcie wyjściowe jest większe niż napięcie zadane lub gdy do odbiornika płynie zbyt duży prąd, większy od prądu zadanego poprzez ograniczenie prądowe, wtedy za pomocą układu wzmacniaczy operacyjnych wspomniane wyżej źródło prądowe, a tym samym baza tranzystora TP jest zwierana do masy za pomocą tranzystora T5. Rezystor R50 ogranicza prąd płynący przez bazę tranzystora T5, natomiast R49 zabezpiecza ten tranzystor przed zakłóceniami. Diody D9, D10 tworzą sumator diodowy.
Tranzystor T3 wraz z rezystorem R5 tworzy zabezpieczenie zwarciowe. W momencie zwarcia wyjścia zasilacza tranzystor ten otwiera się i prąd sterujący płynący do bazy tranzystora TP, zamiast płynąć do bazy tranzystora, odpływa do odbiornika. Za tranzystorem TP znajduje się filtr Pi, który tworzą dławik L2 oraz kondensatory C6, C7, C32, C10, C18. Rezystor R9 i R38 obciążają wyjście, powodując szybsze rozładowanie elektrolitycznych kondensatorów wyjściowych w momencie zmiany napięcia z wyższego na niższe, gdy nie ma podłączonego obciążenia do wyjścia zasilacza.
Rezystory R55...R58 tworzą dzielnik napięciowy dla napięcia wyjściowego. Napięcie z dzielnika jest podawane na układ wzmacniaczy. Rezystor R8 jest bocznikiem, za jego pomocą jest realizowany pomiar płynącego prądu. Napięcie wyjściowe zasilacza poprzez wspomniany wyżej dzielnik jest podawane na wejście wzmacniacza operacyjnego IC6A w układzie nieodwracającym. Za pomocą rezystorów R-UP oraz R-DWN można doregulować wartość napięcia zmierzonego na wyjściu.
Napięcie z wyjścia wzmacniacza IC6 A jest podawane na wejście wtórnika napięciowego IC4B. Z wyjścia wtórnika napięciowego napięcie jest podawane na wzmacniacz różnicowy, który tworzą rezystory R60...R63 oraz IC4 A. We wzmacniaczu różnicowym od napięcia zmierzonego oraz odpowiednio dopasowanego z wyjścia zasilacza jest odejmowany spadek napięcia na boczniku R8, który wcześniej jest podzielony na dzielniku R59, R78 i podany poprzez wtórnik napięciowy IC3 B na wejście tego wzmacniacza.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
