Funkcia
Pri stavbe a opravách rôznych elektrotechnických zariadení sa mi osvedčila takáto pomôcka. Umožňuje simuláciu rôznych stavov a režimov na zariadení, alebo aj priamo na plošnom spoji. Klasický zdrojový výstup umožňuje presnú a stabilnú reguláciu napätia do 24 V. Prúd 1 A postačuje pre napájanie malých spotrebičov, oživovanie a opravy, prípadne aj pre nabíjanie menších batérii. Dajú sa premerať aj odpory od 0,02 Ω až 20 kΩ. Výstupy 2 a 3 sú bez kondenzátora, takže pri ich pripojení na polovodič nedôjde k jeho poškodeniu vysokým pulzným prúdom z výstupného kondenzátora. Výstup 2 je napäťový výstup od 0 až 20 V max 10 mA, určený pre pripojenie na bázu tranzistora alebo riadiaci vstup integrovaného obvodu, preskúšanie ich funkčnosti a premeranie otváracieho a zatváracieho napätia. Výstup 3 s LED signalizáciou je od 2 do 30 mA. Využívam ho na rýchlu kontrolu spojov, prepojení, poistiek a relé, meranie napájacieho prúdu a súčasne aj napätia a meranie prechodového napätia polovodičov: tranzistorov, diód, LED diód, zenerových diód aj výstupov IO. Pri vypnutom vypínači na potenciometri je možné využiť tento výstup na kontrolu napätia. Panelový voltmeter môžeme prepínať na ktorýkoľvek z výstupov. To umožňuje napríklad kontrolu napätia na viacerých miestach na plošnom spoji.
Popis
Schéma zdroja je len minimálne vylepšená schéma zdroja G400 z roku 1996. Pôvodná schéma je bezchybná a rokmi overená mnohými používateľmi. Inovovaná schéma zahŕňa niekoľko drobných zmien:
Schéma umožňuje použiť viacero typov dvojitých operačných zosilňovačov NE5532, LM358, LM1458,… Spoľahlivá stabilizácia záporného napätia – 5 V umožňuje použitie aj JFET operačných zosilňovačov (TL082), ktoré sa pri nedostatočnom zápornom napätí seknú a začnú prehrievať.
Stavba zdroja
Pre ľahkú dostupnosť som pre stavbu použil krabičku z PC zdroja. Môžeme ponechať pripojenie na sieťové napätie a využiť pôvodný chladič aj ventilátor. Spoľahlivo odfúkne aj 150 W tepla. Použitý výkonový tranzistor BD911 je limitovaný na 15 A. Budiaci tranzistor 2SD667 nie je potrebné chladiť. Na schéme je nakreslený potenciometer RP2, ktorý je možné doplniť na jemnejšie ladenie prúdu. Pre snímanie napätia pre reguláciu prúdu bol použitý odpor až 5 W. Viac wattový odpor sa menej zohrieva a stabilizácia prúdu je presnejšia. V prípade potreby väčšieho chladenia sa dá pripevniť aj na chladič. Svietivosť LED 1 sa prispôsobuje pomocou R6. LED 2 doporučujem staršiu nízko svietivú. Zdroj je na primári istený trubičkovou poistkou T 160 mA. Ako podkladovú dosku som použil starý cuprextit, na ktorom je pripevnený transformátor, poistka a plošný spoj. Pre prípadnú signalizáciu zapnutia zdroja je možné vyviesť kábliky z plošného spoja pre LED-ku z 12 V. Na plošnom spoji sú dva prepoje. Jeden je pomocou odporu R9. Pre lepší prietok vzduchu navŕtame do krabičky ešte pár otvorov, alebo pridáme nejakú mriežku. Nezabudnúť zakryť na transformátore prívod 230 V a pripojiť ukostrenie na krabičku.
Schéma
Plošný spoj
Rozmery plošného spoja sú 80 x 72 mm. Obrázok plošného spoja vytlačíme na fóliu (určenú na použitie v tlačiarni) a pri osvetľovaní plošného spoja fóliu prevrátime farbou dole.
Osadenie plošného spoja
Zoznam použitých súčiastok:
R1 – 240
R2,5 – 10k
R3 – 120k
R4 – 2k2
R6 – 33k
R7 – 22k
R8,9,10,14 – 1k (R8 prispôsobiť na zdroji 12 V a naletovať priamo na potenciometer RP3)
R11 – 27k
R12 – 18k
R13 – 1/5W
R15 – 680
R16 – 47/1W (prípadne prispôsobiť podľa potreby)
R17 – 3k3 naletovať priamo na potenciometer RP5
RP1 – 10k/G
RP2 – 5k/N jemné ladenie prúdu, osadiť podľa potreby
RP3 – 10k/N
RP4 – 1k/N
RP5 – 3k3/N 0,2W (možno použiť aj kombináciu 2k2/N 0,2W + R17 4k7, prípadne viacotáčkový potenciometer 2k/2W)
RP6 – 10k/G s vypínačom (pre orientačné meranie postačuje aj bez vypínača)
RT1 trimer – 10k/N 28 otáčkový
C1, C2 – 2200μ/50V (možné osadiť až 6800μ/50V) Elyt pre napájacie napätie do 33 V AC
(max ø 20 mm, rozteč nôh 7,5 – 10 mm)
C3,C4 – 47μ/50V Elyt
C5 – 1μ/50V Elyt
C6,C7 – 10μ/50V Elyt
C8 – 220μ/25V Elyt
C9 – 100n keramický, alebo svitkový
C10 – 47p keramický
C11 – 220p keramický
C12 – 330p keramický
ZD1 – ZD 15V/0,5W
ZD2 – ZD 8,2V/0,5W
D1-D4 – 1N5402 pre prúd do 3 A
D5 – 1N5402/3A (SB340 -schottkyho dióda)
D6,D7,D8 – 1N4148
LED1 – LED 5 mm použitá je vysoko svietivá, preto je R6 až 33k
LED2 – LED 5 mm nízko svietivá pre prúd až 30 mA
Q1 – 2SD667 NPN, (BC63916-D27Z, BD139)
Q2 – BD911 NPN, (2N6488G, BUV26, BD711) + chladič
Q3 – BC557 PNP (ľubovoľný malý PNP)
IC1 – NE5532, LM358, LM1458,…(ľubovoľný dvojitý operačný zosilňovač podľa max napájacieho napätia)
Pätica 8 pin
IC2 – LM317
IC3 – L78L12
IC4 – L79L05
Panelový otočný prepínač 3 polohový napríklad RTS-01-403-42RP, SR26,…
Panelový ampérmeter s voltmetrom 200 V 10 A, rozlíšenie 0,01 V, 0,001 A
Zapojenie: M1 žltý tenký – meranie napätia, M2 červený tenký – napájacie napätie, M3 červený hrubý – meranie prúdu, M4 čierny hrubý – mínus, M5 čierny tenký sa nemusí zapojiť (je spojený s čiernym hrubým)
Transformátor 2×12 V 1 A 25 W, pre meranie a opravy postačuje aj s menším výkonom napríklad
2×12 V 0,8 A 20 W.
K1 – svorkovnica ARK 500/3
K2 – svorkovnica ARK 500/2
JP1 – 2 Pin konektor + 2 Pin dutinka pre ventilátor
PIN 2,3 – 2 Pin kontakt, 2 Pin dutinka
Banánikové zdierky 5ks
Stĺpiky M3 – 10 mm – 4ks na uchytenie plošného spoja
Sieťový vypínač kolískový podsvietený
Poistkový držiak do plošného spoja 5×20 mm, Sklenená poistka 5×20 mm, T 160 mA
LED-objímka plastová 5 mm – 2 ks
Chladič aj ventilátor (12 V 0,14 A) boli použité z PC zdroja
Plastová doštička z bezpečnostnej tabuľky
Gombíky na potenciometre – 5ks
Gombík na prepínač – 1ks
Krabička z PC zdroja
Čelný panel
Popis na čelný panel vytlačiť, vystrihnúť podľa červenej čiary a zalaminovať. Čelný panel zo zadnej strany môžeme ešte vypodložiť plastom z bezpečnostnej tabuľky, alebo tenkou preglejkou.
Prispôsobenie zdroja
Zdroj bol navrhnutý tak, aby umožňoval určitú variabilitu podľa vlastnej potreby. Je možné použiť transformátor s výstupným napätím 15 – 33 V. Pre napájanie zdroja s transformátorom s iným výstupným napätím je nutné prispôsobiť veľkosť:
Nezabudnúť skontrolovať napätia elektrolytov. Výkon chladiaceho ventilátora sa nastaví podľa potreby odporom R16. Na zapínanie ventilátora som využil zadný vypínač. Pre tých, ktorí si chcú postaviť automatickú reguláciu ventilátora prikladám dve schémy. Prvá reguluje otáčky skokovo, druhá plynule. Termočlánky sú 10k NTC.
Schémy na reguláciu otáčok ventilátora.
Fotografie zdroja
Oživovanie
Pre prvé pripojenie na napätie doporučujem previesť bez operačného zosilňovača a pripojeného panelového merača. Najprv treba skontrolovať napätia na plošnom spoji. Sú označené na schéme v krúžkoch. Napájacie napätie na výstupe IC2 (LM317) je treba nastaviť pomocou trimra RT1. Doporučujem asi 2-3 V nad AC výstupné napätie transformátora, ale menej ako je maximálne napájacie napätie operačných zosilňovačov zmenšené o 5 V. Je to dôležité preto, aby nedošlo k prekročeniu maximálneho napájacieho napätia operačného zosilňovača. Potom zasunieme do pätice operačný zosilňovač a pripojíme merač (samozrejme pri vypnutom zdroji). Odber prúdu 12 V je asi 20 mA, meráč odoberá asi 14 mA. Odber prúdu na -5 V je asi 3-8 mA, podľa zaťaženia Q1. Pri oživovaní zdroja sa mi v režime prúdového obmedzenia objavilo na výstupe zdroja kmitanie cca 1,4 kHz. Spôsoboval to panelový merač. Pri napájaní viac ako 3 V prejde do pulzného odberu prúdu, čo ovplyvňuje prietok prúdu cez odpor R13 a následne prúdovú reguláciu. Preto som pridal na jeho napájanie odpor R8 takej veľkosti, aby na merači zostali 3 V. Tieto panelové merače sa môžu navzájom líšiť odberom prúdu a napájacím napätím. Preto je vhodné ešte pred jeho osadením vyskúšať jeho zapojenie na zdroji. Pritom môžeme ešte upresniť jeho meranie trimrami na zadnej strane merača. Filtračné kondenzátory C 10, 11, 12 boli nastavené tak, aby odfiltrovali všetky VF rušenia na operačnom zosilňovači NE5532 10 MHz so záťažou s malou indukciou. Takto to vyhovuje aj pre všetky pomalšie operačné zosilňovače. Nakoniec skontrolujeme napätia a prúdy pri záťaži.
Pokiaľ nespravíte žiadnu chybu pri osádzaní, zdroj musí chodiť. Keby niečo tak neváhajte napísať.
Želám veľa úspechov pri práci.
Sýkora, STU MtF Trnava
roman.sykora@stuba.sk
Pridaj komentár
Prepáčte, ale pred zanechaním komentára sa musíte prihlásiť.