على الرغم من ظهور مجموعة متنوعة من مصادر الطاقة للمختبرات في الآونة الأخيرة ، إلا أن عددًا قليلاً منها فقط سيوفر لك الكفاءة والتنوع والتكلفة المنخفضة للتصميم المفصل في هذه المقالة.

يشرح هذا المنشور مصدر طاقة منظم بدرجة عالية ، DIY ، في المختبر مع ثنائي من 0 إلى 50 فولت. نطاقات الجهد والتيار متغيرة بشكل مستقل من 0 إلى 50 فولت ، ومن 0 إلى 5 أمبير على التوالي ..

بعد قولي هذا ، بسبب تخطيط DIY ، يمكنك تخصيص الإعدادات حسب الحاجة ، وهو ما يمكن رؤيته في جدول المواصفات التالي ..

“أنواع مختلفة من عدادات الكهرباء ”

عدد المستلزمات = 2 (عائم بالكامل)
نطاق الجهد = 0 إلى 50 فولت
النطاق الحالي = 0 إلى 5 أمبير
التحكم الخشن ونسبة التحكم الدقيق لكل من التيار والجهد = 1:10
تنظيم الجهد = 0.01٪ خط ، و 0.1٪ تحميل
المحدد الحالي = 0.5٪

سيركويت دسكريبتيون

يوضح الشكل 1 أعلاه مخطط الدائرة لمصدر طاقة المختبر. تتمحور مواصفات التصميم حول IC1 ، و منظم قابل للتعديل LM317HVK ، للحصول على وظائف واسعة النطاق. تشير اللاحقة 'HVK' إلى إصدار الجهد العالي للمنظم.

الجزء المتبقي من الدائرة يتيح ضبط الجهد وقدرات الحد الحالية. ينشأ الإدخال إلى IC1 من إخراج BR1 ، الذي يتم تصفيته بواسطة C1 و C2 إلى حوالي + 60 فولت تيار مستمر ، والمدخلات الخاصة بمقارن المعنى الحالي IC2 تتطور من مقوم الجسر BR2 ، والذي يعمل بالإضافة إلى ذلك كمصدر تحيز سلبي للحصول التنظيم إلى مستوى الأرض.

تتمثل وظيفة IC1 في الحفاظ على طرف الإخراج عند 1.25 فولت تيار مستمر فوق طرف ADJ. يكون الصرف الحالي عند دبوس ADJ ضئيلًا للغاية (منخفض يصل إلى 25 µA) ، وبالتالي ، فإن R15 و R16 (معالجات الجهد الخام والمكرر) و R8 يشكلان مقسمًا للجهد ، حيث يظهر 1.25 فولت حول R8.

يتم توصيل الطرف السفلي لـ R16 بجهد مرجعي -1.3 فولت تم تطويره بواسطة D7 و D8 ، مما يسمح للمقسم المقاوم R8 - R15 بإصلاح جهد الخرج وصولاً إلى مستوى الأرض في أي وقت يصبح R15 + R16 0 أوم.

حساب جهد الخرج

بشكل عام ، يعتمد جهد الخرج على النتائج التالية:

(VouT - 1.25 + 1.3) / (R15 + R16) = 1.25 / R8.

وبالتالي ، يمكن أن يكون الحد الأقصى لقيمة الجهد المتاحة من كل لوحة إمداد متغيرة:

VOUT = (1.25 / R8) × (R15 + R16) = 50.18 فولت تيار مستمر.

يتم استخدام مقاييس الجهد R15 و R16 للتحكم في جهد الخرج ، مما يمكّن VouT من الاختلاف من 0-50 فولت تيار مستمر.

كيف يعمل التحكم الحالي

عندما يزداد تيار حمل التيار المستمر ، يرتفع أيضًا انخفاض الجهد عبر R2 ، وعند حوالي 0.65 فولت (أي بالنسبة لحوالي 20 مللي أمبير) ، يتم تشغيل Q1 و Q2 ، ليصبح المسار الأساسي للتيار. بالإضافة إلى ذلك ، تضمن R3 و R4 أن يتعامل Q1 و Q2 مع الحمل بشكل موحد. يعمل IC2 مثل مرحلة المحدد الحالي.

“تختلف الإشارة التناظرية عن الإشارة الرقمية لأنها ”

يستخدم مدخلاته غير المقلوبة جهد الخرج كمرجع ، بينما يتم توصيل مدخله المقلوب بمقسم الجهد الذي طوره R6 وأواني التحكم الحالية R13 و R14. يبلغ انخفاض الجهد عبر R6 حوالي 1.25 فولت ، ويتم تحديد الجهد المرجعي المذكور أعلاه من خلال الفرق عبر طرفي IC1 OUT و ADJ.

يتحرك التيار المار عبر Q1 و Q2 عبر R9 ، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد عبر R13 + R14. نتيجة لذلك ، يتم إجبار IC2 على إيقاف التشغيل بمجرد أن يولد انخفاض الجهد حول R9 تيارًا عن طريق R13 و R14 ، مما يتسبب في تجاوز جهد الدخل غير العكسي VouT.

يعمل هذا على إصلاح عتبة الحد الحالية عند: (IouT x 0.2) / (R13 + R14) = 1.25 / 100K low = 0 to 5 amps. يوفر هذا نطاقًا مطابقًا يبلغ حوالي 0-5 أمبير.

عندما يتم الوصول إلى عتبة الحد الحالي ، يصبح خرج IC2 منخفضًا ، مما يؤدي إلى دفع دبوس ADJ لأسفل عن طريق D2 وينتج عن ذلك إضاءة LED1. يتم توصيل تيار إضافي لـ D5 بواسطة R5.

عندما يكون طرف ADJ منخفضًا ، يتبع الإخراج ، حتى ينخفض تيار الإخراج إلى نقطة مكافئة لإعداد R13 و R14.

بالنظر إلى أن جهد الخرج يمكن أن يكون بين 0-50 فولت ، يجب أن يتبع جهد إمداد IC2 هذا النطاق الذي يعمل مع D3 و D4 و Q3.

بعد ذلك ، تتأكد D9 من أن جهد الخرج لن يزيد بمجرد إيقاف تشغيل إدخال الإمداد ، بينما تحمي D10 من جهد الإمداد العكسي. أخيرًا ، تعرض العدادات M1 قراءة الجهد ويعرض M2 القراءة الحالية.