Labornetzteil

Bei der Herstellung verschiedener elektronischer Geräte stellt sich früher oder später die Frage, was als Stromquelle für hausgemachte Elektronik verwendet werden soll. Angenommen, Sie haben eine Art LED-Blinker zusammengebaut. Jetzt müssen Sie ihn vorsichtig von etwas aus mit Strom versorgen. Sehr häufig verwenden sie für diese Zwecke verschiedene Ladegeräte für Telefone, Computer-Netzteile und alle Arten von Netzwerkadaptern, die den Strom, der der Last zugeführt wird, nicht begrenzen.
Und wenn zum Beispiel auf der Platine dieses LED-Blinkers selbst zwei geschlossene Spuren unbemerkt bleiben? Durch den Anschluss an ein leistungsstarkes Computer-Netzteil kann das zusammengebaute Gerät bei Installationsfehlern auf der Platine leicht durchbrennen. Um solche unangenehmen Situationen zu vermeiden, gibt es Labornetzgeräte mit Stromschutz. Wenn wir im Voraus wissen, welche Art von Strom das angeschlossene Gerät verbraucht, können wir einen Kurzschluss und damit ein Durchbrennen von Transistoren und empfindlichen Mikrokreisen verhindern.
In diesem Artikel betrachten wir den Prozess der Erstellung eines solchen Netzteils, an das Sie die Last anschließen können, ohne befürchten zu müssen, dass etwas brennt.

Stromversorgungskreis

Die Schaltung enthält einen LM324-Chip, der 4 Operationsverstärker kombiniert. Stattdessen kann TL074 verwendet werden. Der Operationsverstärker OP1 ist für die Einstellung der Ausgangsspannung verantwortlich, und OP2-OP4 überwacht den von der Last verbrauchten Strom. Die TL431-Mikroschaltung erzeugt eine Referenzspannung von ca. 10,7 Volt, unabhängig von der Höhe der Versorgungsspannung. Der variable Widerstand R4 stellt die Ausgangsspannung ein, der Widerstand R5 kann den Umfang der Spannungsänderung an Ihre Bedürfnisse anpassen. Der Stromschutz funktioniert wie folgt: Die Last verbraucht den Strom, der durch den niederohmigen Widerstand R20 fließt, der als Shunt bezeichnet wird. Die Höhe des Spannungsabfalls hängt vom verbrauchten Strom ab. Der Operationsverstärker OP4 wird als Verstärker verwendet und erhöht die Spannung mit geringem Spannungsabfall am Nebenschluss auf einen Pegel von 5 bis 6 Volt. Die Spannung am Ausgang OP4 ändert sich je nach Laststrom von Null auf 5 bis 6 Volt. Die OP3-Kaskade dient als Komparator und vergleicht die Spannung an ihren Eingängen. Die Spannung an einem Eingang wird durch einen variablen Widerstand R13 eingestellt, der die Schutzschwelle einstellt, und die Spannung am zweiten Eingang hängt vom Laststrom ab. Sobald der Strom einen bestimmten Pegel überschreitet, erscheint am Ausgang von OP3 eine Spannung, die den Transistor VT3 öffnet, wodurch wiederum die Basis des Transistors VT2 auf Masse gezogen und geschlossen wird. Ein geschlossener Transistor VT2 schließt die Leistung VT1 und öffnet den Lastleistungskreis. All diese Prozesse finden in Bruchteilen von Sekunden statt.
Der Widerstand R20 sollte mit einer Leistung von 5 Watt betrieben werden, um eine mögliche Erwärmung während eines langen Betriebs zu verhindern. Der Abstimmwiderstand R19 stellt die Stromempfindlichkeit ein. Je höher seine Nennleistung, desto größer kann die Empfindlichkeit sein. Der Widerstand R16 passt die Schutzhysterese an. Ich empfehle, sich nicht mit der Erhöhung der Nennleistung zu befassen. Ein Widerstand von 5-10 kOhm sorgt für ein deutliches Klicken des Stromkreises, wenn der Schutz ausgelöst wird. Ein größerer Widerstand bewirkt eine Strombegrenzung, wenn die Spannung am Ausgang nicht vollständig verschwindet.
Als Leistungstransistor können Sie inländische KT818, KT837, KT825 oder importierte TIP42 verwenden. Besonderes Augenmerk sollte auf die Kühlung gelegt werden, da die gesamte Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung in Form von Wärme an diesem Transistor abgeführt wird. Aus diesem Grund sollten Sie das Netzteil nicht bei niedriger Ausgangsspannung und hohem Strom verwenden, da die Erwärmung des Transistors maximal ist. Lassen Sie uns also von Worten zu Taten übergehen.

Leiterplattenherstellung und -montage

Die Leiterplatte wird nach dem im Internet mehrfach beschriebenen LUT-Verfahren ausgeführt.
Auf der Leiterplatte befindet sich eine LED mit einem Widerstand, die im Diagramm nicht angezeigt wird. Der Widerstand für die LED ist für einen Nennwert von 1-2 kOhm geeignet. Diese LED leuchtet, wenn der Schutz aktiviert ist. Auch zwei Kontakte hinzugefügt, angezeigt durch das Wort "Jamper", wenn sie geschlossen sind, geht die Stromversorgung aus dem Schutz, "klickt aus." Zusätzlich wurde ein 100-pF-Kondensator zwischen den Ausgängen 1 und 2 der Mikroschaltung eingefügt, der zum Schutz vor Störungen dient und einen stabilen Betrieb der Schaltung gewährleistet.
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Netzteil-Setup

Nach dem Zusammenbau der Schaltung können Sie mit der Konfiguration beginnen. Zunächst versorgen wir 15-30 Volt mit Strom und messen die Spannung an der Kathode des TL431-Chips. Sie sollte ungefähr 10,7 Volt betragen. Wenn die am Eingang des Netzteils anliegende Spannung gering ist (15-20 Volt), sollte der Widerstand R3 auf 1 kOhm reduziert werden. Wenn die Referenzspannung in Ordnung ist, überprüfen wir die Funktion des Spannungsreglers. Wenn sich der variable Widerstand R4 dreht, sollte er von Null auf Maximum wechseln. Als nächstes drehen wir den Widerstand R13 in seine äußerste Position. Ein Schutz kann ausgelöst werden, wenn dieser Widerstand den Eingang OP2 auf Masse zieht. Sie können einen Widerstand mit einem Nennwert von 50-100 Ohm zwischen der Masse und der Klemmenendklemme R13 installieren, die mit der Masse verbunden ist. Wir schließen eine Last an die Stromversorgung an und stellen R13 auf die äußerste Position. Wir erhöhen die Spannung am Ausgang, der Strom wird ansteigen und irgendwann wird der Schutz funktionieren. Wir erreichen die gewünschte Empfindlichkeit mit einem Abstimmwiderstand R19, dann kann stattdessen ein konstanter gelötet werden. Damit ist die Montage des Labornetzteils abgeschlossen, Sie können es in das Gehäuse einbauen und verwenden.

Indikation

Es ist sehr praktisch, die Ausgangsspannung mit der Pfeilspitze anzuzeigen. Obwohl digitale Voltmeter Spannungen bis zu Hundertstel Volt anzeigen können, werden ständig laufende Zahlen vom menschlichen Auge schlecht wahrgenommen. Deshalb ist es sinnvoller, Pfeilspitzen zu verwenden. Es ist sehr einfach, aus einem solchen Kopf ein Voltmeter herzustellen. Dazu muss nur ein Abstimmwiderstand mit einem Nennwert von 0,5 - 1 MΩ in Reihe geschaltet werden. Jetzt müssen Sie eine Spannung anlegen, deren Wert im Voraus bekannt ist, und die Position des Pfeils entsprechend der angelegten Spannung mit einem Abgleichwiderstand einstellen. Erfolgreiche Montage!

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