Voedingscircuit voor laboratorium

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Hoewel de laatste tijd een verscheidenheid aan laboratoriumtafelvoedingen is verschenen, bieden slechts een handvol hiervan u de efficiëntie, veelzijdigheid en lage kosten van het ontwerp dat in dit artikel wordt beschreven.

In dit bericht wordt een sterk gereguleerde, doe-het-zelf-voeding van laboratoriumkwaliteit met dubbele 0-50 volt uitgelegd. Het spannings- en stroombereik is onafhankelijk van elkaar variabel van 0 tot 50 V, respectievelijk 0 tot 5 ampère.





Dat gezegd hebbende, kunt u vanwege de DIY-indeling de instellingen naar wens aanpassen, wat u kunt zien in de volgende specificatietabel.

  • Aantal benodigdheden = 2 (volledig drijvend)
  • Spanningsbereik = 0 tot 50V
  • Huidig ​​bereik = 0 tot 5 ampère
  • Grofregeling en fijnregeling verhouding voor zowel stroom als spanning = 1:10
  • Spanningsregeling = 0,01% lijn en 0,1% belasting
  • Stroombegrenzer = 0,5%

Circuit beschrijving

laboratorium voedingscircuit

Figuur 1 hierboven toont het schakelschema van de laboratoriumvoeding. De specificaties van de lay-out zijn gecentreerd rond IC1, een LM317HVK verstelbare regelaar , voor uitgebreide functionaliteit. Het achtervoegsel 'HVK' suggereert de hoogspanningsversie van de regelaar.



Het resterende deel van het circuit maakt spanningsinstelling en stroombeperkende mogelijkheden mogelijk. De ingang naar IC1 is afkomstig van de uitgang van BR1, die door C1 en C2 wordt gefilterd tot ongeveer + 60 volt DC, en de ingang voor stroomgevoelige comparator IC2 ontwikkelt zich van bruggelijkrichter BR2, die bovendien werkt als een negatieve biasvoeding om regeling op grondniveau.

De functie van IC1 is om de OUT-aansluiting op 1,25 volt DC te houden via de ADJ-aansluiting. Het stroomverbruik bij de ADJ-pin is extreem minimaal (zo laag als 25 µA) en daarom vormen R15 en R16 (de ruwe en verfijnde spanningsmanipulaties) en R8 een spanningsdeler, waarbij 1,25 volt rond R8 wordt weergegeven.

De onderste aansluiting van R16 wordt aangesloten op een -1,3 referentiespanning ontwikkeld door D7 en D8, waardoor de R8 - R15 resistieve verdeler de uitgangsspanning kan vastzetten tot op het grondniveau wanneer R15 + R16 0 ohm wordt.

Berekening van de uitgangsspanning

Over het algemeen hangt de uitgangsspanning af van de volgende resultaten:

(VouT - 1,25 + 1,3) / (R15 + R16) = 1,25 / R8.

De hoogste grootte van de spanningswaarde die beschikbaar is van elke variabele voedingskaart kan dus zijn:

VOUT = (1,25 / R8) x (R15 + R16) = 50,18 volt gelijkstroom.

Potentiometers R15 en R16 worden gebruikt voor het regelen van de uitgangsspanning, waardoor de VouT kan variëren van 0-50 volt DC.

Hoe de huidige regeling werkt

Wanneer de DC-belastingsstroom toeneemt, stijgt de spanningsval over R2 ook, en bij ongeveer 0,65 volt (dat is ten opzichte van ongeveer 20 mA) schakelen Q1 en Q2 in en worden ze het primaire verloop van de stroom. Bovendien garanderen R3 en R4 dat Q1 en Q2 de lading gelijkmatig verwerken. IC2 werkt als een Current Limiter-trap.

De niet-inverterende ingang maakt gebruik van de uitgangsspanning als een referentie, terwijl de inverterende ingang is aangesloten op de spanningsdeler ontwikkeld door R6 en de stroomregelpotten R13 en R14. De spanningsval over R6 is ongeveer 1,25 volt, de hierboven vermelde referentiespanning wordt bepaald door het verschil tussen de IC1-aansluitingen OUT en ADJ.

De stroom die over Q1 en Q2 loopt, beweegt via R9 en bouwt een spanningsval op over R13 + R14. Hierdoor wordt IC2 gedwongen UIT te schakelen zodra de spanningsval rond R9 stroom genereert door middel van R13 en R14, waardoor de niet-inverterende ingangsspanning verder gaat dan VouT.

Dit legt de stroombegrenzingsdrempel vast op: (IouT x 0,2) / (R13 + R14) = 1,25 / 100K laag = 0 tot 5 ampère. Dit zorgt voor een overeenkomstig bereik van ongeveer 0-5 ampère.

Wanneer de stroomlimietdrempel is bereikt, wordt de output van IC2 laag, waardoor de ADJ-pin naar beneden wordt geduwd via D2 en resulterend in de verlichting van LED1. Extra stroom voor D5 wordt geleverd door R5.

Als de ADJ-pin laag wordt aangedreven, volgt de uitgang, totdat de uitgangsstroom daalt tot een punt dat overeenkomt met de instelling van R13 en R14.

Gezien het feit dat de uitgangsspanning tussen 0-50 volt kan liggen, moet de voedingsspanning voor IC2 dit bereik volgen door te werken met D3, D4 en Q3.

Vervolgens stelt D9 vast dat de uitgangsspanning niet toeneemt als de voedingsingang eenmaal is uitgeschakeld, terwijl D10 beveiligt tegen een omgekeerde voedingsspanning. Ten slotte geeft de meter M1 de spanningsaflezing weer en M2 geeft de huidige aflezing weer.

Onderdelen lijst

PCB-lay-outontwerp




Een paar: Eenvoudig aanraakbediend potentiometercircuit Vervolg: Op Amp-voorversterkercircuits - voor microfoons, gitaren, pick-ups, buffers