Блок питания с цифровым индикатором
Лабораторный блок питания с защитой от короткого замыкания.
На рисунке 1 изображена схема лабораторного источника питания с цифровым вольтметром и амперметром, имеющим регулируемую защиту от перегрузок по току, электронную схему включения и выключения выходного напряжения, светодиодную индикацию выходного напряжения «есть — нет».
Выходное напряжение …………………………… 1,25…27В
Выходной ток …………………………………………… до 5А (Зависит от величины выходного напряжения)
Установка тока защиты ……………………………. 0,01…5А
Внутреннее сопротивление ………………...... менее 0,01 Ом
Сетевой трансформатор блока питания в моем варианте — ТПП-322. Вы можете применять любой удовлетворяющий вашим требованиям, напряжение на обмотке III — 10В.IV — 26В. Выпрямительный мост VD1 — КЦ405Е. VD2 — составлен из четырех диодов с прямым током 10А. Я обычно применяю КД213А с пластинчатыми радиаторами. Стабилизатор собран на двух мощных транзисторах 2Т819А, транзисторе средней мощности КТ814Г и трех выводного микросхемного стабилизатора КР142ЕН12А. Смонтирован он навесным способом прямо на радиаторе. См. фото 1. На схеме стабилизатора не показаны резисторы, стоящие в эмиттерах мощных транзисторов, но показанные на фото. Я ставлю такие резисторы 0,1Ом только для контроля тока коллектора, никакого выравнивающего действия, имея такое малое сопротивление, они не оказывают. Так что при большом разбросе параметров регулирующих транзисторов подборка пары обязательна.
Максимальное выходное напряжение стабилизатора устанавливается подборкой резистора R5. Диод VD3 защищает стабилизатор от обратного напряжения в случае, если, например, идет зарядка аккумулятора и пропало напряжение первичной сети. Так же он уменьшает остаточное напряжение на его выходе до 0,9В, что уменьшает ток короткого замыкания. На транзисторе VT3 и ОУ DA1.1 собран преобразователь ток — напряжение. Резистор R9 обеспечивает минимальный ток стабилизатора в районе 30мА.
Основой цифрового блока индикации является микроконтроллер PIC16F873A. Напряжение, соответствующее проходящему через шунт току, с резистора R11 преобразователя через повторитель, собранный на микросхеме DA2.2, поступает на вход RA0 этого контроллера. Индицируется ток нагрузки средним по схеме светодиодным индикатором. Это же напряжение подается и на компаратор, собранный на операционном усилителе DA2.1. С помощью резистора R17 устанавливается значение тока срабатывания защиты. Напряжение с этого потенциометра подается для сравнения на инвертирующий вход компаратора, а также для измерения и дальнейшей индикации на вход RA2 контроллера. Сигнал для измерения выходного напряжения блока питания снимается с делителя R18 и R19.
На микросхеме таймера КР1006ВИ1 собран блок коммутации выходного напряжения и индикации включения стабилизатора, срабатывания защиты, выключения стабилизатора. При включении блока питания тумблером SA1 напряжение на выходе блока будет отсутствовать — блок питания будет находиться в дежурном режиме, об этом будет индицировать красный светодиод HL1. При нажатии на кнопку «Пуск» на выходе появится напряжение, засветится зеленый светодиод, погаснет красный. Стабилизатор перейдет в рабочий режим.
Защита стабилизатора работает следующим образом. Допустим, мы установили с помощью резистора R17 на индикаторе ток срабатывания защиты на уровне 3А, что соответствует напряжению на движке этого резистора и входе 6 микросхемы DA2.1 напряжению 3В. При прохождении через шунт тока хотя бы на 0,01А больше 3А на резисторе R11 выделится напряжение на 0,01В больше 3В. Этого будет достаточно для переключения компаратора и на его выходе 7 появится напряжение высокого уровня. Этот сигнал через резистор R16 подается на DA1 микросхемы КР1006ВИ1, что приводит к переключению внутреннего триггера таймера КР1006ВИ1, на его инверсном выходе появляется «1», открывается транзистор VT1 этой микросхемы и собой шунтирует вывод 1 микросхемного стабилизатора КР142ЕН12А на землю. Напряжение на выходе блока питания падает до минимума. Для восстановления работы стабилизатора необходимо нажать на кнопку «Пуск».
Печатная плата разрабатывалась только для цифрового блока. Детали, установленные на плате, обведены на схеме синей пунктирной линией. Блок коммутации и индикации собран на макетной плате.
Скачать схему, прошивку, рисунок печатной платы.
Блок питания с цифровым индикатором (1203 Загрузки )
19 комментариев к “Блок питания с цифровым индикатором”
Собрал эту схему,все заработало сразу,только не работала кнопка стоп,уменьшил R3 до 3К,т.к.не хватало уровня 1 на 6 ножке DA2 при нажатии кнопки.
Доброго времени суток. можно заменить два кт 819 на один кт 827
Здравствуй, Боке. Да можно.
Админ Спасибо за быстрый ответ.
Пожалуйста!
Здравствуйте.У меня такая проблема,при установке напряжения резистором R6 (в сторону увеличения)сразу срабатывает компаратор,запускаешь кнопкой пуск,чуть крутанешь R6,сразу срабатывает ВИ1,а если уменьшаешь напряжение,то не срабатывает.Я поставил конденсатор 0,1 мкф между 6 ножкой ВИ1 и общим проводом и все стало нормально.Помеха шла с 7 вывода DA2.1 (импульсная)на выходе DA2.1 ничего не переключалось.Кнопку стоп надо как то по другому включить,а то получается 6 ножка как бы висит в воздухе.
Привет, Вячеслав. У меня такой проблемы не наблюдалось, возможно у тебя чуть не удачнее монтаж. Импульсная помеха идет от работы микроконтроллера. Конденсатор ты правильно поставил. Вывод 6 ВИ1 не висит в воздухе, она все время в штатном режиме работы БП через резистор R16 и выход ОУ 7 DA2.1 прижата к общему проводу.
Благодарю вас!В общем то все хорошо работает.Но хотелось бы выходное напряжение от нуля.В журнале Радио 12-2005 на странице 52 есть схема,как тут правильно подключить компаратор?
Вячеслав, извини,ты уж как нибудь сам. Заниматься чужими схемами, как то не хочется.
Привет!Что то здесь при смене цифры(например 5.0 до 5.1)ноль и единица очень долго мерцают,вроде задержка должна быть.В других схемах на таком же контроллере такого не наблюдается.У тебя то как?
Привет! Ну, во-первых, этот блок питания уже давно подарил зятю, но такого у меня не было. Мерцание младших разрядов может наблюдаться из-за наводок на входы АЦП контроллера. Зашунтируй выводы 2,3,4 контроллера конденсаторами 1,0 мкф, лучше 2,0 мкф и лучше не электролитами. Такие ситуации возникают из-за не соблюдения необходимых условий при разведении печатных плат с использованием МК.
Будьте добры,исправьте в прошивке скорость измерения,нужно сделать меньше,моя проблема скорей всего в этом и скиньте мне на почту.
Привет, Вячеслав. Это был коммерческий проект и все исходники по договору я отдал заказчику. У меня только файл прошивки.
Ну вы мне тут замутили...коммерческий.У всех кто собирал схемы измерителей на вашем сайте есть мерцания цифр,и это скорей всего связано с программой(высокая скорость измерения)Сообщите заказчику и пусть исправят.Я несколько похожих схем собирал и нигде этого не наблюдалось.
Вячеслав, проблема с этой прошивкой только у тебя. Как только что то не получается, так виновата прошивка. У заказчика блок питания работает уже почти три года и ни каких нареканий. На этом все, извини.
Извините мою дотошность :смущает строка про внутреннее сопротивление -это про что? У вас на выходе резистор -уже 0.05 ома + нелинейность диода ,все за цепями ОС по напряжению ?или я чего не понимаю про сопротивление ?
Прочитай про внутреннее сопротивление источника питания, как оно рассчитывается и все станет ясно. комментария для этого мало.
Прочитал даже вашу статью ...Чтобы не симулировать -открыл даташит, как сейчас модно говорить ,на диод КД213 .Расчетное падение напряжения при токе 5 ампер 0.55 вольта ,в т.ч плюс падение на датчике тока ,что составляет Ri =0,11 Ом .Честно ожидал больше ,но советский диод имеет неплохую ВАХ.По вашей формуле однако ...
Привет, Иван, по правде сказать, я не понимаю, что ты считаешь. Ты в курсе, что такое внутреннее сопротивление ИП, любого, или батарейки например, или аккумулятора?