Laboratorinis maitinimo šaltinis, valdomas mikrovaldikliu. Laboratorinis dviejų kanalų maitinimo šaltinis su mikroprocesoriaus valdymu „Pasidaryk pats“ maitinimo šaltinis ant mikrovaldiklio

Bendrinti su:

Maitinimo šaltinio išėjimo įtampą galima keisti 1,25....26 V ribose, maksimali išėjimo srovė – 2 A. Srovės apsaugos slenkstis gali būti keičiamas per 0,01...2 A 0,01 A žingsniais ir atsako delsa. - per 1...10 ms kas 1 ms ir 10...100 ms kas 10 ms. Įtampos stabilizatorius (1 pav.) sumontuotas ant LT1084-ADJ (DA2) lusto. Jis užtikrina iki 5 A išėjimo srovę ir turi įmontuotus apsauginius blokus tiek nuo perkaitimo (darbo temperatūra apie 150 °C), tiek nuo išėjimo srovės viršijimo. Be to, srovės apsaugos slenkstis priklauso nuo įtampos kritimo mikroschemoje (skirtumo tarp įėjimo ir išėjimo įtampų). Jei įtampos kritimas neviršija 10 V, maksimali išėjimo srovė gali siekti 5 A, šiai įtampai padidėjus iki 15 V, sumažės iki 3...4 A, o esant 17... 18 V arba daugiau jis neviršys 1 A. Reguliuojama išėjimo įtampa 1,25...26 V diapazone pasiekiama kintamu rezistoriumi R8.

Norint tiekti maitinimo šaltinį iki 2 A išėjimo srove visame išėjimo įtampų diapazone, DA2 stabilizatoriaus įėjime taikomas laipsniškas įtampos pokytis. Keturi pilnos bangos lygintuvai yra sumontuoti ant žeminančio transformatoriaus T1 ir diodų VD1-VD8. Diodinis lygintuvas VD1, VD2 ir įtampos stabilizatorius DA1 yra skirti maitinti mikrovaldiklį DD1, operatyvinį stiprintuvą DA3 ir skaitmeninį indikatorių HG1. Diodų VD5, VD6 lygintuvo išėjimo įtampa yra 9... 10 V, dioduose VD4, VD7 - 18...20 V, o VD3, VD8 - 27...30 V. Šių trijų išėjimai lygintuvai, priklausomai nuo maitinimo šaltinio išėjimo įtampos verčių, per opto relės U1-U3 lauko tranzistorius gali būti prijungti prie išlyginamojo kondensatoriaus C4 ir stabilizatoriaus DA2 įvesties. Opto-relė valdoma mikrovaldikliu DD1.

Perjungimo tranzistorius VT1 atlieka elektroninio rakto funkciją, mikrovaldiklio DD1 komanda pajungia arba atjungia stabilizatoriaus įtampą nuo maitinimo šaltinio išėjimo (lizdas XS1). Srovės jutiklis sumontuotas ant rezistoriaus R14, jo įtampa priklauso nuo išėjimo srovės. Šią įtampą sustiprina DA3.1 operatyvinio stiprintuvo DC mastelio keitimo stiprintuvas, o iš buferinio stiprintuvo DA3.2 operacinės sistemos stiprintuvo išvesties tiekiama į DD1 mikrovaldiklio PCO liniją (23 kištuką), kuris yra sukonfigūruotas kaip integruoto ADC įvestis. Maitinimo šaltinio veikimo režimai, taip pat srovės ir įtampos srovės reikšmės rodomos LCD indikatoriumi HG1.

Įjungus maitinimą, RSZ mikrovaldiklio DD1 išėjimas, neatsižvelgiant į išėjimo įtampą, bus nustatytas į aukštą loginį lygį, atsidarys optrono U1 lauko tranzistoriai ir lygintuvas naudojant diodus VD3, VD8. (27...30 V) bus prijungtas prie stabilizatoriaus DA2 įvesties. Tada įrenginio išėjimo įtampa matuojama naudojant ADC, įmontuotą į mikrovaldiklį DD1. Ši įtampa tiekiama į varžinį daliklį R9R11R12, o iš sureguliuoto rezistoriaus R11 variklio jau sumažinta įtampa tiekiama į mikrovaldiklio PC1 liniją, kuri sukonfigūruota kaip ADC įėjimas.

Veikimo metu nuolat matuojama išėjimo įtampa, o atitinkamas lygintuvas bus prijungtas prie stabilizatoriaus įvesties. Dėl to skirtumas tarp DA2 stabilizatoriaus įėjimo ir išėjimo įtampų neviršija 10... 12 V, o tai leidžia užtikrinti maksimalią išėjimo srovę esant bet kokiai išėjimo įtampai. Be to, tai žymiai sumažina DA2 stabilizatoriaus įkaitimą.

Jei įrenginio išėjimo įtampa neviršija 5,7 V, DD1 mikrovaldiklio PC5 išėjime bus aukštas lygis, o RSZ ir RS4 išėjimuose – žemas, todėl DA2 stabilizatoriaus įėjimas gaus įtampą 9...10V nuo lygintuvo ant diodų VD5, VD6. Išėjimo įtampos diapazone 5,7...13,7 V, naudojant diodus VD4, VD7 iš lygintuvo į stabilizatorių bus tiekiama 18...20 V įtampa. Jei išėjimo įtampa didesnė nei 13,7 V, stabilizatorius DA2 bus tiekiamas 27...30 V įtampa iš lygintuvo ant diodų VD3, VD8. Perjungimo slenkstinės įtampos gali būti keičiamos pradinių nustatymų meniu nuo 1 iki 50 V.

Tuo pačiu metu matuojama išėjimo srovė; jei jis viršija iš anksto nustatytą reikšmę, PC2 išėjime bus nustatytas žemas loginis lygis, tranzistorius VT1 užsidarys ir į maitinimo šaltinio išvestį įtampa netekės. Jei suvartojama srovė pulsuoja, nurodoma jos amplitudės reikšmė.
Iš karto po maitinimo įjungimo tranzistorius VT1 uždaromas, o į išvestį nepateikiama įtampa. Programa veikia apsaugos atsako srovės ir delsos laiko nustatymo režimu (jei reikia), HG1 LCD indikatorius parodys tokį pranešimą:

APSAUGA
I=0,00A

ir paspaudus mygtuką SB3, kai mirksi reikšmingiausias skaitmuo:

DELAY 1ms

Pirmuoju atveju mirksi vienas iš trijų skaitmenų; esama šio skaitmens reikšmė pakeičiama paspaudus SB1 „+“ arba SB2 „-“ mygtuką. Šis skaitmuo pasirenkamas paspaudus SB3 mygtuką „Pasirinkti“. Norėdami išjungti apsaugą, turite spausti SB2 mygtuką „-“, kol ekrane pasirodys pranešimas:
U= 10,0 V
z off z

Nustačius reikiamą apsaugos veikimo srovę, paspauskite mygtuką SB3 „Select“ ir palaikykite apie sekundę – įrenginys persijungs į darbo režimą, atsidarys tranzistorius VT1 ir LCD indikatorius HG1 parodys esamą įtampą ir srovės reikšmes:
U= 10,0 V
I=0,00A

Įjungus delsą, be įtampos ir srovės verčių, indikatoriuje kaip priminimas bus rodomas mirksintis šauktukas:
U=10,0 V
Aš 0.00A!

Jei apsauga išjungta, vietoj šauktuko pasirodys mirksintis žaibas.
Jei išėjimo srovė lygi arba viršija nustatytą apsauginės srovės vertę, tranzistorius VT1 užsidarys ir ekrane pasirodys pranešimas:
APSAUGA
I=1,00A

Be to, mirksės žodis „APSAUGA“. Trumpai paspaudus bet kurį iš mygtukų, prietaisas vėl persijungs į apsaugos veikimo srovės nustatymo režimą.
Jei darbo režimu paspausite SB1 „+“ arba SB2 „-“ mygtuką, įsijungs srovės apsaugos laiko delsos nustatymo skyrius ir indikatoriuje pasirodys toks pranešimas:
DELAY 1ms

Paspaudę SB1 "+" arba SB2 "-" mygtuką, delsą pakeičiate nuo 1 ms iki 10 ms 1 ms žingsniais ir nuo 10 iki 100 ms 10 ms žingsniais. Dabartinė apsaugos delsa veikia taip. Jei išėjimo srovė tampa lygi arba viršija nustatytą vertę, bus daroma nustatytos trukmės pauzė (nuo 1 iki 100 ms), po kurios vėl bus matuojamas. Jei srovė vis tiek yra lygi arba didesnė už nustatytą vertę, tranzistorius VT1 užsidarys ir apkrova bus išjungta. Jei per šį laiko intervalą išėjimo srovė tampa mažesnė už darbinę srovę, įrenginys liks darbo režimu. Norėdami išjungti delsą, turite sumažinti jo reikšmę spausdami SB2 mygtuką „-“, kol ekrane pasirodys pranešimas:
IŠJUNGIMO ATLAIKYMAS

Darbo režimu galite rankiniu būdu išjungti išėjimo įtampą ir pereiti į apsauginės srovės nustatymo režimą, tam paspauskite SB3 mygtuką „Pasirinkti“.
Programa turi pradinių nustatymų meniu, į kurį norite patekti, laikant nuspaustą SB3 mygtuką „Select“, reikia įjungti maitinimą. Pirmiausia bus rodomas DD1 mikrovaldiklio integruoto ADC laikrodžio dažnio nustatymo meniu:
ADC CLOCK 500 kHz

Paspaudę SB1 "+" arba SB2 "-" mygtuką, galite pasirinkti tris integruoto ADC laikrodžio dažnius: 500 kHz, 1 MHz ir 2 MHz. Esant 500 kHz dažniui, apsaugos atsako laikas yra 64 μs, esant 1 ir 2 MHz dažniams - atitinkamai 36 ir 22 μs. Įrenginį geriau kalibruoti 500 kHz dažniu (nustatyta pagal numatytuosius nustatymus).

Norėdami pereiti prie kito nustatymo, paspauskite SB3 mygtuką „Pasirinkti“ ir pasirodys pranešimas:
2 ŽINGSNIS
NUO 5,7V

Šioje meniu skiltyje galite pakeisti (paspaudę SB1 "+" arba SB2 "-" mygtuką) išėjimo įtampos reikšmę, kuriai esant vienas ar kitas lygintuvas yra prijungtas prie DA2 stabilizatoriaus įėjimo. Kai kitą kartą paspausite SB3 mygtuką „Pasirinkti“, pasirodys meniu, kuriame galėsite nustatyti šią perjungimo slenkstį:
ŽINGSNIAI
NUO 13,7V

Kai pereisite į kitą meniu skyrių, atsidarys tranzistorius VT1, o dabartinė apsauga bus išjungta. Pasirodys pranešimas: U= 10.0V* I=0.OOA*
Šiame skyriuje keičiama koeficiento k reikšmė, kuri programoje naudojama koreguoti išėjimo įtampos rodmenis priklausomai nuo išėjimo srovės. Faktas yra tas, kad per rezistorių R14 ir tranzistorių VT1 esant maksimaliai išėjimo srovei, įtampos kritimas yra iki 0,5 V. Kadangi išėjimo įtampai matuoti programoje naudojamas varžinis daliklis R9R11R12, prijungtas prieš rezistorių R14 ir tranzistorių VT1, priklausomai nuo tekančios srovės, šis įtampos kritimas apskaičiuojamas ir atimamas iš išmatuotos įtampos vertės. Kai paspausite SB1 "+" arba SB2 "-" mygtuką, indikatorius rodys k koeficiento vertę, o ne dabartinę vertę:
U= 10,0V* k=80

Pagal numatytuosius nustatymus jis yra 80, jį galima pakeisti paspaudus SB1 "+" arba SB2 "-" mygtuką.
Kai kitą kartą paspausite SB3 mygtuką „Select“, DD1 mikrovaldiklis bus paleistas iš naujo, o visi nustatymai bus išsaugoti jo pastovioje atmintyje ir bus naudojami vėlesnių paleidimų metu.

Dauguma dalių, įskaitant transformatorių T1, dedamos ant prototipo spausdintinės plokštės (2 pav.). Naudota laidinė instaliacija. Kondensatoriai C5 ir C7 montuojami kuo arčiau stabilizatoriaus DA2 gnybtų. Priekiniame skydelyje (3 pav.) yra indikatorius, maitinimo jungiklis, kintamasis rezistorius, mygtukai ir išvesties lizdai.

Naudojami fiksuoti rezistoriai MLT, S2-23, be rezistoriaus R14 - tai SQP-15 tipo, daugiapakopiai derinimo rezistoriai - SP5-2, kintamieji rezistoriai - SPZ-1, SPZ-400, kurių variklis yra varomas į sukimąsi per pavarą, kurios perdavimo skaičius lygus trims (4 pav.). Rezultatas yra trijų pasukimų kintamasis rezistorius, leidžiantis greitai ir tuo pačiu metu tiksliai pakeisti įtampą stabilizatoriaus išvestyje.

Patartina naudoti tantalo kondensatorius C5, C7, importuotus oksidinius kondensatorius, likusius - K10-17. Vietoj to, kas nurodyta diagramoje, galite naudoti LCD indikatorių (dvi eilutes po aštuonis simbolius) su anglų-rusų simbolių rinkiniu valdikliuose KS0066, HD47780, pavyzdžiui, WH0802A-YGH-CT iš Winstar. Diodai 1N4005 keičiami diodais 1N4002-1N4007, 1N5819, diodai P600B - su P600DP600M, 1 N5401-1 N5408.

Stabilizatorius LT1084 tvirtinamas per šilumai laidžią izoliacinę tarpinę prie metalinio įrenginio korpuso, kuris atlieka šilumos šalinimo funkciją.Šis stabilizatorius gali būti pakeistas LM1084, tačiau jis turi turėti reguliuojamą išėjimo įtampą (su indeksu ADJ) . Buitinis analogas yra KR142EN22A mikroschema, tačiau jos veikimas šiame įrenginyje nebuvo išbandytas. Stabilizatorius 7805 gali būti pakeistas buitiniu KR142EN5A.

Droselis L1 - vietinis DM-0.1 arba importuotas EC-24, jį galima pakeisti 100 omų rezistoriumi. Kvarcinis rezonatorius ZQ1 - RG-05, HC-49U. Mygtukai - bet kokie su įprastai atviru kontaktu, pavyzdžiui, SDTM-630-N, maitinimo jungiklis - B100G. Naudotas transformatorius, kurio tipas nežinomas (nurodomi tik antrinės apvijos parametrai - 24 V, 2,5 A), bet pagal matmenis panašus į transformatorių TTP-60. Antrinė apvija pašalinama ir suvyniotos dvi naujos. Norint nustatyti reikiamą apsisukimų skaičių prieš nuimant apviją, buvo išmatuota išėjimo įtampa ir rastas apsisukimų skaičius 1 V įtampos. Tada, naudojant PEV-2 0,7...0,8 vielą, vienu metu suvyniojamos dvi apvijos su dviem čiaupais. Posūkių skaičius turėtų būti toks, kad abiejų apvijų pirmieji čiaupai turėtų 9 V įtampą, o antrieji - 18 V. Autoriaus variante kiekvienoje iš apvijų buvo 162 posūkiai su čiaupais iš 54 ir 108 posūkių.

Sąranka prasideda be įdiegto mikrovaldiklio, operatyvinio stiprintuvo ir indikatoriaus, tikrinant pastovias įtampas lygintuvų ir stabilizatoriaus DA1 išėjimuose. Programuojant mikrovaldiklį, būtina nustatyti konfigūracijos bitus (saugiklių bitus):
CKSELO - 1;
CKSEL1 - 1;
CKSEL2- 1;
CKSEL3- 1;
SUT1 - 1;
BOOTRST - 1;
EESAVE - 1;
WDTON - 1;
RSTDISBL - 1;
SUTO - 0;
BODEN - 0;
BODLEVEL - 0;
BOOTSZO - 0;
BOOTSZ1 - 0;
CKOPT - 0;
SPIEN - 0.

Mikrovaldiklį galima programuoti grandinėje, programuotoją prijungus prie XP2 kištuko. Šiuo atveju mikrovaldiklis maitinamas iš maitinimo šaltinio.
Įdiegę mikrovaldiklį ir operatyvinį stiprintuvą, prijunkite indikatorių ir įjunkite įrenginį (be apkrovos), laikydami nuspaudę mygtuką SB3 „Select“ ir mikrovaldiklio programa pereis į pradinių nustatymų režimą. Rezistorius R16 nustato norimą indikatoriaus vaizdo kontrastą, o rezistoriaus R18 pasirinkimas – indikatoriaus skydelio foninio apšvietimo ryškumą.

Toliau, paspausdami mygtuką SB3 „Pasirinkti“, meniu turite pasirinkti k koeficiento nustatymo skyrių. Prie prietaiso išvesties prijungiamas standartinis voltmetras, o išėjimo įtampa nustatoma arti maksimalios. Rezistorius R11 išlygina indikatoriaus ir voltmetro rodmenis. Tokiu atveju išėjimo srovė turi būti lygi nuliui.

Tada nustatykite minimalią išėjimo įtampą (1,25V) ir prie išvesties prijunkite nuosekliai sujungtą standartinį ampermetrą ir apkrovos rezistorių, kurio varža apie 10 omų, o galia 40...50 W. Keisdami išėjimo įtampą, nustatykite išėjimo srovę iki maždaug 2 A ir naudokite rezistorių R17, kad indikatoriaus rodmenys atitiktų ampermetro rodmenis. Po to nuosekliai su ampermetru prijungiamas 1 kOhm varžos rezistorius ir keičiant išėjimo įtampą išėjimo srovė nustatoma iki 10 mA. Indikatorius turi rodyti tą pačią dabartinę vertę; jei taip nėra ir rodmenys mažesni, tarp stabilizatoriaus DA1 išėjimo ir tranzistoriaus VT1 šaltinio reikia sumontuoti rezistorių, kurio varža 300...1000 omų ir jo parinkimas rodmenims išlyginti. indikatoriaus ir ampermetro. Galite laikinai naudoti kintamąjį rezistorių, tada pakeisdami jį pastoviu, turinčiu atitinkamą varžą.

Galiausiai išaiškinta koeficiento k reikšmė. Norėdami tai padaryti, prie išvesties vėl prijungiamas standartinis voltmetras ir galingas apkrovos rezistorius. Keičiant išėjimo įtampą, išėjimo srovė nustatoma arti maksimalios. Paspaudę SB1 "+" arba SB2 "-" mygtuką, pakeiskite koeficientą k taip, kad indikatoriaus ir voltmetro rodmenys sutaptų. Paspaudus SB3 mygtuką „Select“, mikrovaldiklis persikraus ir maitinimas bus paruoštas naudoti.
Reikėtų pažymėti, kad maksimali išėjimo srovė (2 A) yra ribojama naudojamų optinių relių tipo ir gali būti padidinta iki 2,5 A, jei jas pakeičiama galingesnėmis.

ARCHYVAS: Atsisiųsti iš serverio

D. MALTSEV, Maskva
„Radijas“ Nr.12 2008 m Skyrius:

Maitinimo šaltinis skirtas įrangai įrengti ir taisyti radijo mėgėjų laboratorijoje. Temperatūros jutiklis kontroliuoja maitinamo įrenginio temperatūrą. Jei jis viršija slenkstį, įrenginys bus išjungtas. Tai leidžia ankstyvoje stadijoje nutraukti avarinės situacijos vystymąsi ir užkirsti kelią katastrofiškoms pasekmėms. Laikmatis po tam tikro laiko išjungia maitinimą, kuris ypač gali būti naudojamas įkraunant baterijas.

Pagrindinės techninės charakteristikos

Išėjimo stabilizuota įtampa, V………..0...15
Skaitmeninio voltmetro skiriamoji geba, V.................0.1
Išėjimo srovės ribos slenkstis. A
minimumas................................................. ......0.1
maksimalus.................................................. ......1
Temperatūros matavimo intervalas, °C................0...100
Maksimali laikmačio trukmė......9 valandos 50 minučių
Matmenys, mm ...................................105x90x70

Maitinimo schema parodyta fig. 1. Prietaiso pagrindas yra PIC16F88 (DD1) mikrovaldiklis, kurio periferinių modulių naudojimas leido išplėsti įrenginio funkcionalumą jo neapsunkinant.
Reguliuojamas įtampos stabilizatorius – tiesinis kompensavimas. Jame yra reguliuojamas atskaitos įtampos šaltinis, išėjimo įtampos reguliatorius ir įtampos palyginimo įtaisas. Palyginimo įtaisas yra įmontuotas mikrovaldiklio komparatorius, kurio invertuojantis įėjimas RA1 yra tiekiamas išėjimo įtampa per daliklį R26R28 ir rezistorių R27, o atskaitos įtampa tiekiama į neinvertuojamąjį įėjimą RA2. Palyginimo įrenginio išvesties signalas valdo išėjimo įtampos reguliatorių.

Reguliuojamos atskaitos įtampos šaltinis yra SSR mikrovaldiklio modulis, veikiantis stačiakampių kintamos trukmės impulsų generavimo RB0 išėjime režimu. Etaloninė įtampa yra pastovi šių impulsų sudedamoji dalis, proporcinga jų darbo ciklui, kurią galima valdyti programa. Etaloninę įtampą izoliuoja žemųjų dažnių filtras R1C1R2R5C3. Derinimo rezistorius R2 naudojamas jam reguliuoti sąrankos metu.

Išėjimo įtampos reguliatorius sumontuotas ant galingo kompozitinio pnp tranzistoriaus VT1, prijungto prie teigiamo maitinimo laido. Kadangi tranzistorius VT1 turi didelį bazinės srovės perdavimo koeficientą, jam atidaryti pakanka nedidelės bazinės srovės, kurią užtikrina mažos galios lauko tranzistorius VT2. Rezistorius R7 sujungia tranzistoriaus VT2 vartus prie bendro laido, kuris palaiko šį tranzistorių uždarytą mikrovaldiklio prievadų inicijavimo metu programos vykdymo pradžioje. Kondensatorius C9 koreguoja valdymo kilpos dažnio atsaką, užkertant kelią savaiminiam stabilizatoriaus sužadinimui.

Išėjimo įtampos reguliatoriaus valdymo grandinė prijungta prie mikrovaldiklio linijos RA4. Naudojant vidinį elektroninį jungiklį, šį kaištį galima prijungti prie palyginimo įrenginio lyginamojo išvesties arba atjungti nuo jo. Programiškai valdydami šį jungiklį, galite nustatyti, kad išėjimo įtampos reguliatorius būtų išjungtas, kai išėjimo įtampa lygi nuliui, arba įjungta, kai išėjimo įtampa yra proporcinga atskaitos įtampai.

Analoginis kalibruotas temperatūros jutiklis LM35 (BK1), kuris tiesiškai paverčia temperatūrą į įtampą, kurio koeficientas 10 mV/ºС, per grandinę R4C2 yra prijungtas prie mikrovaldiklio RA3 kaiščio, sukonfigūruoto kaip analoginis įėjimas. Skaitmeniniame įtampos ir temperatūros matuoklyje naudojamas mikrovaldiklio vidinis analoginis-skaitmeninis keitiklis (ADC). ADC įvestis gali būti programinė įranga prijungta prie kaiščių RA1 - RAZ. Norint padidinti matavimo kelio atsparumą triukšmui, ADC veikimas sinchronizuojamas su 20 ms dinamine indikacijos periodu. Konversijos rezultatą apdoroja programinės įrangos vidurkio filtras.

Kiekvieno matavimo laikotarpio pradžioje ADC konvertuoja įtampą pirmiausia iš išėjimo, tada iš temperatūros jutiklio. Iš 16 kiekvieno parametro rodmenų apskaičiuojamas aritmetinis vidurkis, kuris rodomas indikatoriuje. Skaitymo atnaujinimo laikotarpis yra 320 ms. Vidutinės temperatūros reikšmė, neatsižvelgiant į tai, ar ji rodoma HG1 indikatoriuje, ar ne, prieš atnaujinant lyginama su vartotojo nustatyta riba. Jei ji viršija slenkstį, išėjimo įtampa bus išjungta. Kai tik temperatūra nukris 2 ºС žemiau slenksčio, išėjimo įtampa vėl įsijungs.

Mikrovaldiklio programa pateikia maitinimo šaltinio įjungimo laiko skaitiklį. Skaitiklio registro reikšmės atnaujinamos kas minutę ir lyginamos su nustatyta verte, kurią viršijus išjungiama išėjimo įtampa. To gali prireikti norint apriboti tam tikro proceso, pavyzdžiui, akumuliatoriaus įkrovimo, laiką.

Išėjimo srovės ribotuvas veikia nepriklausomai nuo mikrovaldiklio ir jo programos, apsaugo maitinimo šaltinį nuo trumpųjų jungimų išėjime ir riboja išėjimo srovę mažindamas išėjimo įtampą. Ribotuvo pagrindas yra vienetas, paverčiantis apkrovos srovę į įtampą, proporcingą jai bendrojo laido atžvilgiu, aprašytas I. Nechajevo straipsnyje „Srovės ribos indikatorius“ „Radijo“, 2002, Nr. 9, p. . 23. Šis įrenginys surenkamas naudojant operatyvinį stiprintuvą DA2.2, tranzistorių VT4 ir rezistorius R23-R25. Rezistorius R25 yra apkrovos srovės jutiklis, prijungtas prie teigiamo maitinimo laido grandinės.

Į operatyvinio stiprintuvo DA2.1 invertuojamąjį įvestį (6 kontaktą) tiekiama įtampa, proporcinga išėjimo srovei iš tranzistoriaus VT4 šaltinio per rezistorių R20, o jo neinvertuojamą įėjimą (5 kontaktą) – įtampa iš kintamo rezistoriaus R18 variklis. Kai šio variklio padėtis nesikeičia, įtampa jame yra stabili, nes nuosekliai sujungti rezistoriai R17 ir R18 yra prijungti prie stabilizuotos +5 V įtampos iš DA1 mikroschemos išėjimo. Perkeliant kintamo rezistoriaus R18 slankiklį, sureguliuojama išėjimo srovės ribojimo slenkstis.

Jei įtampa neinvertuojančiame operatyvinio stiprintuvo DA2.1 įėjime yra didesnė už tranzistoriaus VT4 šaltinio įtampą, kuri yra proporcinga srovei, tada šio operatyvinio stiprintuvo išėjimo įtampa yra artima jos įtampai. maitinimo įtampa, diodas VD2 yra uždarytas ir neturi įtakos išėjimo įtampos stabilizavimui. Šviesos diodas HL1 išjungiamas ir apsaugotas nuo atvirkštinės įtampos diodu VD3. Jei įtampa tranzistoriaus VT4 šaltinyje viršija įtampą neinvertuojančiame operatyvinio stiprintuvo DA2.1 įėjime, šio operatyvinio stiprintuvo DA2.1 išėjimo įtampa nukris iki beveik nulio. Srovė pradės tekėti per rezistorių R19, diodą VD3 ir LED HL1. Atsidaro diodas VD2, todėl išėjimo įtampa sumažėja taip. kad išėjimo srovė neviršytų ribinės ribos. Įsijungs HL1 šviesos diodas - apkrovos srovės ribojimo režimo indikatorius.

Įjungus įrenginį, 5 V maitinimo įtampa iš DA1 stabilizatoriaus tiekiama į DD1 mikrovaldiklį. kuri pagal programą sukonfigūruoja įvesties-išvesties prievadus, įmontuotų periferinių modulių konfigūraciją ir režimus, nuskaito išėjimo įtampos reikšmes, temperatūros nustatymus ir laiko delsą iš EEPROM (nelakios atminties) į registrus. HG1 indikatorius dvi sekundes rodo programos versijos numerį, o po to su sumažintu ryškumu – įtampos reikšmę, kuri turėtų būti išėjime, tačiau šiuo metu ji dar neįjungta. Paspaudus SB1 mygtuką, išėjimo įtampa pasukama įjungtas su anksčiau EEPROM įrašyta verte, indikatorius HG1 rodys ją visu ryškumu. Kitas šio mygtuko paspaudimas vėl išjungs išėjimo įtampą ir pan. Paspaudus SB3 ir SB4 atitinkamai padidinama arba sumažinama išėjimo įtampa. Trumpai paspausdami galite tiksliai sureguliuoti išėjimo įtampą, o laikant mygtukus galite nustatyti grubiai. Jei reikia, kad kitą kartą įjungus maitinimo šaltinį, išvestis turėtų naują įtampos reikšmę, tada ją reikia įrašyti į atmintį paspaudus ir palaikius mygtuką SB2. Kai indikatorius rodo "SAU", mygtukas atleidžiamas, nauja reikšmė išsaugoma EEPROM.

Trumpai paspaudę SB2, galėsite peržiūrėti temperatūros ir laiko skaitiklio vertę indikatoriuje 10 minučių žingsniais. Temperatūros ir laiko nustatymų reikšmes galima peržiūrėti paspaudus šį mygtuką, o indikatorius rodys mirksinčias atitinkamų nustatymų vertes, kurias galima keisti mygtukais SB3 ir SB4. Paspaudus ir palaikius SB2 mygtuką, naujos reikšmės bus išsaugotos EEPROM.

Jei prietaiso veikimo metu su įjungta išėjimo įtampa BK1 jutiklio temperatūra viršija nustatytą, išėjimo įtampa išsijungs. Indikatoriuje bus rodomas mirksintis „o.t“, o tai reiškia, kad temperatūra buvo viršyta. Kai tik temperatūra nukris žemiau nustatytos vertės 2 C, išėjimo įtampa bus įjungta, o indikatorius HG1 parodys jos reikšmę.

Jei laiko skaitiklio reikšmė sutampa su nustatyta verte, išėjimo įtampa bus išjungta ir indikatoriuje bus rodomas mirksintis „o.h“, o tai reiškia, kad laikas buvo viršytas. Įvesties įtampą galite įjungti po to, perkeldami laiko nustatymą į priekį arba į „0“.

Tinklo transformatorius T1 pramoniniu būdu gaminamas su 17 V antrinės apvijos įtampa ir 1,2 A leistina apkrovos srove. Galite naudoti transformatorių TP-115-K8 su dviem antrinėmis apvijomis po 9 V ir 1,1 A srovę. sujungta fazės serija. Taip pat tinka tinklo transformatorius iš lempos technologijos su trimis vienodai sujungtomis 6,3 V kaitinamųjų siūlų apvijomis. VD1 diodinis tiltelis turi būti suprojektuotas ne žemesnei kaip 50 V įtampai ir ne mažesnei kaip 2 A vidutinei ištaisytai srovei. Diodai 1N4148 (VD2 ir VD3) gali būti pakeisti KD522 su bet kokia raide. BAT85 diodus (VD4-VD6) galima pakeisti kitais Schottky diodais, pavyzdžiui, 1N5817, 1N5818.

Pnp konstrukcijos reguliavimo tranzistorius VT1, kompozitinis KT825G metaliniame korpuse, buvo parinktas su dideliu srovės rezervu, kad būtų užtikrintas įrenginio patikimumas. Jį galima pakeisti panašiu, kurio maksimali kolektoriaus-emiterio įtampa ne mažesnė kaip 50 V, o kolektoriaus srovė – 3 A ar didesnė. Tranzistorius VT1 montuojamas ant radiatoriaus, kurio aušinimo paviršiaus plotas yra 100 cm2. Šilumos kriauklė su tranzistoriumi VT1 yra pritvirtinta prie viršutinio korpuso dangtelio iš išorės, kaip parodyta nuotraukoje pav. 2. Lauko tranzistoriai VT2 ir VT4 – bet kurie iš KP501 serijos arba importuoti 2N7000. Tranzistorius VT3 gali būti bet kuris iš KT3102, KT342 serijų.

HG1 indikatorius yra trijų arba keturių skaitmenų su bendru anodu. Jį gali sudaryti trys atskiri vienaženkliai indikatoriai. Tokiu atveju to paties pavadinimo segmentų gnybtai yra sujungti vienas su kitu, tranzistorius VT3 neįdiegtas, o antrojo skaitmens dešimtainio taško išvestis yra prijungta prie bendro laido per 1 kOhm rezistorių.
Mygtukai SB1-SB4 buvo paimti iš sugedusios biuro įrangos, įskaitant rašalinį spausdintuvą. Įtampos stabilizatorius DA1 - bet kuris iš 7805 serijos TO220 korpuse. Žoliapjovės rezistorius R28 - 3266W-1-103 - importuotas mažo dydžio daugiapakopis, pagamintas Bourns. R25 srovės jutiklis sudarytas iš keturių lygiagrečiai sujungtų rezistorių, kurių varža yra 1 Ohm ir vardinė galia 0,5 W.

Maitinimo blokas surenkamas be VD2 diodo. patikrinkite, ar tinkamai sumontuota ir ar nėra trumpųjų jungimų. Pirmą kartą prijunkite įrenginį prie tinklo be mikrovaldiklio DD1 ir įkelkite. Voltmetru patikrinkite, ar įtampa DD1 skydelio 14 lizde yra 5 V, tranzistoriaus VT1 emiteryje - 17...20 V, jo kolektorius - apie 0 V. Įrenginys išjungtas ir DD1 mikrovaldiklis yra įdiegtas skydelyje su iš anksto įrašyta programa, kodai yra pateikti ad_ps1 .hex faile.

Jūsų dėmesiui pristatau patikrintą gero laboratorinio maitinimo šaltinio schemą, publikuotą žurnale „Radio“ Nr.3, kurios maksimali įtampa 40 V ir srovė iki 10 A. Maitinimo bloke sumontuotas skaitmeninis ekranas su mikrovaldiklio valdymu. Maitinimo grandinė parodyta paveikslėlyje:

Prietaiso veikimo aprašymas. Optronas palaiko maždaug 1,5 V įtampos kritimą tiesiniame reguliatoriuje. Jei lusto įtampos kritimas didėja (pavyzdžiui, dėl įėjimo įtampos padidėjimo), įsijungia optrono šviesos diodas ir atitinkamai fototranzistorius. PHI valdiklis išsijungia, uždarydamas perjungimo tranzistorių. Įtampa tiesinio stabilizatoriaus įėjime sumažės.

Siekiant padidinti stabilumą, rezistorius R3 dedamas kuo arčiau stabilizatoriaus lusto DA1. Droseliai L1, L2 yra ferito vamzdžių sekcijos, dedamos ant lauko tranzistorių VT1, VT3 užtūros gnybtų. Šių vamzdžių ilgis yra maždaug pusė laido ilgio. Induktorius L3 yra suvyniotas ant dviejų K36x25x7,5 žiedinių magnetinių šerdžių, sulenktų iš permalijo MP 140. Jo apvijoje yra 45 posūkiai, kurie suvynioti į du PEV-2 laidus, kurių skersmuo yra 1 mm, išdėstytus tolygiai aplink magneto perimetrą. šerdis. Leidžiama tranzistorių IRF9540 pakeisti IRF4905, o tranzistorių IRF1010N pakeisti BUZ11, IRF540.

Jei reikia, kai išėjimo srovė viršija 7,5 A, lygiagrečiai su DA1 reikia pridėti kitą reguliatorių DA5. Tada maksimali apkrovos srovė sieks 15 A. Šiuo atveju induktorius L3 yra apvyniotas ryšuliu, kurį sudaro keturi PEV-2 laidai, kurių skersmuo yra 1 mm, o kondensatorių C1-SZ talpa padidėja maždaug dvigubai. Rezistoriai R18, R19 parenkami pagal tą patį mikroschemų DA1, DA5 šildymo laipsnį. PHI valdiklis turėtų būti pakeistas kitu, leidžiančiu dirbti didesniu dažniu, pavyzdžiui, KR1156EU2.

Laboratorinio maitinimo bloko įtampos ir srovės skaitmeninio matavimo modulis

Prietaiso pagrindas yra PICI6F873 mikrovaldiklis. DA2 mikroschemoje yra įtampos stabilizatorius, kuris taip pat naudojamas kaip DDI mikrovaldiklio integruoto ADC atskaitos taškas. Prievado linijos RA5 ir RA4 yra užprogramuotos kaip ADC įėjimai atitinkamai įtampai ir srovei matuoti, o RA3 – lauko tranzistorių valdyti. Srovės jutiklis yra rezistorius R2, o įtampos jutiklis yra varžinis daliklis R7 R8. Srovės jutiklio signalą sustiprina DAI operatyvinis stiprintuvas. 1. o op-amp DA1.2 naudojamas kaip buferinis stiprintuvas.

Specifikacijos:

Įtampos matavimas, V - 0..50.
Srovės matavimas, A - 0,05..9.99.
Apsaugos slenksčiai:
- pagal srovę. A – nuo 0,05 iki 9,99.
- pagal įtampą. B - nuo 0,1 iki 50.
Maitinimo įtampa, V - 9...40.
Maksimalus srovės suvartojimas, mA - 50.

Geras, patikimas ir lengvai naudojamas maitinimo šaltinis – svarbiausias ir dažniausiai naudojamas prietaisas kiekvienoje radijo mėgėjų laboratorijoje.

Pramoninis stabilizuotas maitinimo šaltinis yra gana brangus įrenginys. Naudodami mikrovaldiklį kurdami maitinimo šaltinį, galite sukurti įrenginį, kuris turi daug papildomų funkcijų, yra lengvai pagaminamas ir yra labai prieinamas.

Šis skaitmeninis nuolatinės srovės maitinimo šaltinis buvo labai sėkmingas produktas ir dabar yra trečioji versija. Jis vis dar pagrįstas ta pačia idėja kaip ir pirmasis variantas, tačiau yra keletas gražių patobulinimų.

Įvadas

Šis maitinimo šaltinis yra mažiausiai sudėtingas nei dauguma kitų grandinių, tačiau turi daug daugiau funkcijų:

Ekrane rodoma esama išmatuota įtampa ir srovės vertės.
- Ekrane rodomos iš anksto nustatytos įtampos ir srovės ribos.
- Naudojami tik standartiniai komponentai (nėra specialių lustų).
- Reikia vieno poliškumo maitinimo įtampos (nėra atskiros neigiamos maitinimo įtampos operatyviniams stiprintuvams ar valdymo logikai)
- Galite valdyti maitinimo šaltinį iš savo kompiuterio. Galite nuskaityti srovę ir įtampą ir galite jas nustatyti paprastomis komandomis. Tai labai naudinga atliekant automatinį testavimą.
- Maža klaviatūra, skirta tiesiogiai įvesti pageidaujamą įtampą ir maksimalią srovę.
– Tai tikrai mažas, bet galingas energijos šaltinis.

Ar galima pašalinti kai kuriuos komponentus ar pridėti papildomų funkcijų? Triukas yra perkelti analoginių komponentų, pvz., operatyvinių stiprintuvų, funkcijas į mikrovaldiklį. Kitaip tariant, programinės įrangos, algoritmų sudėtingumas didėja ir aparatinės įrangos sudėtingumas mažėja. Tai sumažina bendrą sudėtingumą, nes programinę įrangą galima tiesiog atsisiųsti.

Pagrindinės elektros projektų idėjos

Pradėkime nuo paprasčiausio stabilizuoto maitinimo šaltinio. Jį sudaro 2 pagrindinės dalys: tranzistorius ir zenerio diodas, kuris sukuria atskaitos įtampą.

Šios grandinės išėjimo įtampa bus Uref minus 0,7 volto, kuri tranzistorius patenka tarp B ir E. Zenerio diodas ir rezistorius sukuria atskaitos įtampą, kuri yra stabili, net jei įėjime yra įtampos šuolių. Norint perjungti dideles sroves, kurių zenerio diodas ir rezistorius negali užtikrinti, reikalingas tranzistorius. Šiame vaidmenyje tranzistorius tik sustiprina srovę. Norėdami apskaičiuoti rezistoriaus ir zenerio diodo srovę, turite padalyti išėjimo srovę iš tranzistoriaus HFE (HFE numeris, kurį galite rasti lentelėje su tranzistoriaus charakteristikomis).

Kokios yra šios schemos problemos?

Tranzistorius sudegs, kai išvestyje įvyks trumpasis jungimas.
- Jis suteikia tik fiksuotą išėjimo įtampą.

Tai yra gana rimti apribojimai, dėl kurių ši grandinė yra netinkama mūsų projektui, tačiau tai yra pagrindas kuriant elektroniniu būdu valdomą maitinimo šaltinį.

Norint išspręsti šias problemas, būtina naudoti „intelektą“, kuri reguliuos išėjimo srovę ir pakeis atskaitos įtampą. Štai ir viskas (...ir dėl to grandinė tampa daug sudėtingesnė).

Per pastaruosius kelis dešimtmečius žmonės šiam algoritmui maitinti naudojo operatyvinius stiprintuvus. Operaciniai stiprintuvai iš esmės gali būti naudojami kaip analoginiai kompiuteriai, skirti pridėti, atimti, dauginti arba atlikti logines „arba“ operacijas su įtampa ir srovėmis.

Šiais laikais visas šias operacijas galima greitai atlikti naudojant mikrovaldiklį. Geriausia tai, kad kaip nemokamą priedą gausite voltmetrą ir ampermetrą. Bet kokiu atveju mikrovaldiklis turi žinoti srovės ir įtampos išėjimo parametrus. Jums tereikia juos parodyti. Ko mums reikia iš mikrovaldiklio:

ADC (analoginis-skaitmeninis keitiklis), skirtas įtampai ir srovei matuoti.
- DAC (skaitmeninis-analoginis konverteris), skirtas valdyti tranzistorių (reguliuoti etaloninę įtampą).

Problema ta, kad DAC turi būti labai greitas. Jei išvestyje aptinkamas trumpasis jungimas, turime nedelsdami sumažinti tranzistoriaus pagrindo įtampą, kitaip jis sudegs. Atsakymo greitis turėtų būti milisekundžių (toks pat greitas kaip operacinės stiprintuvo).

ATmega8 turi gana greitą ADC, o iš pirmo žvilgsnio neturi DAC. Norėdami pasiekti DAC, galite naudoti impulsų pločio moduliaciją (PWM) ir analoginį žemųjų dažnių filtrą, tačiau pats PWM programinėje įrangoje yra per lėtas, kad būtų galima įgyvendinti apsaugą nuo trumpojo jungimo. Kaip sukurti greitą DAC?

Yra daug būdų, kaip sukurti skaitmeninius analoginius keitiklius, tačiau tai turi būti greita ir paprasta, kad būtų galima lengvai susieti su mūsų mikrovaldikliu. Yra keitiklio grandinė, žinoma kaip „R-2R matrica“. Jį sudaro tik rezistoriai ir jungikliai. Naudojamos dviejų tipų rezistorių reikšmės. Vienas su R reikšme ir vienas su dviguba R reikšme.

Aukščiau pateikta 3 bitų R2R DAC grandinės schema. Loginis valdymas perjungia tarp GND ir Vcc. Loginis jungiklis jungia jungiklį prie Vcc, o loginis nulis - prie GND. Ką daro ši grandinė? Jis reguliuoja įtampą Vcc/8 žingsniais. Bendra išėjimo įtampa yra:

Uout = Z * (Vcc / (Zmax +1), kur Z yra DAC bitų skiriamoji geba (0–7), šiuo atveju 3 bitų.

Vidinė grandinės varža, kaip matyti, bus lygi R.

Užuot naudoję atskirą jungiklį, R-2R matricą galite prijungti prie mikrovaldiklio prievadų linijų.

Skirtingų lygių nuolatinės srovės signalo sukūrimas naudojant PWM (impulso pločio moduliaciją)

Impulso pločio moduliavimas yra metodas, kuris generuoja impulsus ir perduoda juos per žemųjų dažnių filtrą, kurio ribinis dažnis yra žymiai mažesnis už impulsų dažnį. Dėl to nuolatinės srovės ir įtampos signalas priklauso nuo šių impulsų pločio.

Atmega8 turi 16 bitų PWM aparatinę įrangą. Tai yra, teoriškai įmanoma turėti 16 bitų DAC naudojant nedidelį skaičių komponentų. Norėdami gauti tikrą nuolatinės srovės signalą iš PWM signalo, turite jį filtruoti. Tai gali būti problema esant didelei skyrai. Kuo didesnis tikslumas, tuo mažesnis turėtų būti PWM signalo dažnis. Tai reiškia, kad reikalingi dideli kondensatoriai, o reakcijos laikas yra labai lėtas. Pirmoji ir antroji skaitmeninio nuolatinės srovės maitinimo šaltinio versijos buvo sukurtos ant 10 bitų R2R matricos. Tai yra, maksimali išėjimo įtampa gali būti nustatyta 1024 žingsniais. Jei naudojate ATmega8 su 8 MHz laikrodžio generatoriumi ir 10 bitų PWM, tada PWM signalo impulsų dažnis bus 8MHz/1024 = 7,8KHz. Norėdami gauti geriausią nuolatinės srovės signalą, turite jį filtruoti naudodami antros eilės 700 Hz ar mažesnį filtrą.

Galite įsivaizduoti, kas nutiktų, jei naudotumėte 16 bitų PWM. 8MHz / 65536 = 122Hz. Žemiau 12 Hz yra tai, ko jums reikia.

R2R matricos ir PWM derinimas

Galite naudoti PWM ir R2R matricą kartu. Šiame projekte naudosime 7 bitų R2R matricą kartu su 5 bitų PWM signalu. Turėdami 8 MHz valdiklio taktinį dažnį ir 5 bitų skiriamąją gebą, gausime 250 kHz signalą. 250 kHz dažnis gali būti konvertuojamas į nuolatinės srovės signalą naudojant nedidelį skaičių kondensatorių.

Originalioje skaitmeninio nuolatinės srovės maitinimo šaltinio versijoje buvo naudojamas 10 bitų R2R matrica pagrįstas DAC. Naujame dizaine naudojame R2R matricą ir PWM, kurių bendra skiriamoji geba yra 12 bitų.

Perteklinė atranka

Tam tikro apdorojimo laiko sąskaita galima padidinti analoginio-skaitmeninio keitiklio (ADC) skiriamąją gebą. Tai vadinama resampling. Keturis kartus atrinkus, gaunama dviguba skiriamoji geba. Tai yra: 4 iš eilės pavyzdžiai gali būti naudojami dvigubai daugiau žingsnių vienam ADC. Pakartotinio atrankos teorija paaiškinta PDF dokumente, kurį galite rasti šio straipsnio pabaigoje. Valdymo kilpos įtampai mes naudojame perįtampą. Dabartinei valdymo kilpai naudojame pradinę ADC skiriamąją gebą, nes greitas atsako laikas yra svarbesnis nei skiriamoji geba.

Išsamus projekto aprašymas

Dar trūksta kelių techninių detalių:

DAC (skaitmeninis-analoginis keitiklis) negali valdyti galios tranzistoriaus
- Mikrovaldiklis veikia nuo 5V, tai reiškia, kad didžiausia DAC išvestis yra 5V, o maksimali išėjimo įtampa ant galios tranzistoriaus bus 5 - 0,7 = 4,3 V.

Norėdami tai išspręsti, turime pridėti srovės ir įtampos stiprintuvus.

Stiprintuvo pakopos pridėjimas prie DAC

Pridėdami stiprintuvą, turime nepamiršti, kad jis turi valdyti didelius signalus. Dauguma stiprintuvų konstrukcijų (pvz., garsui) yra padaryti darant prielaidą, kad signalai bus maži, palyginti su maitinimo įtampa. Taigi pamirškite visas klasikines knygas apie galios tranzistoriaus stiprintuvo apskaičiavimą.

Galėtume naudoti operatyvinius stiprintuvus, tačiau jiems reikės papildomos teigiamos ir neigiamos maitinimo įtampos, kurios norime išvengti.

Taip pat yra papildomas reikalavimas, kad stiprintuvas turi stiprinti įtampą nuo nulio stabilioje būsenoje be virpesių. Paprasčiau tariant, įjungus maitinimą neturėtų būti jokių įtampos svyravimų.

Žemiau yra tam tikslui tinkamos stiprintuvo pakopos diagrama.

Pradėkime nuo galios tranzistoriaus. Mes naudojame BD245 (Q1). Pagal charakteristikas tranzistorius turi HFE = 20 esant 3A. Todėl bazėje jis sunaudos apie 150 mA. Norėdami sustiprinti valdymo srovę, naudojame derinį, žinomą kaip „Darlingtono tranzistorius“. Norėdami tai padaryti, naudojame vidutinės galios tranzistorių. Paprastai HFE vertė turėtų būti 50-100. Tai sumažins reikiamą srovę iki 3 mA (150 mA / 50). 3 mA srovė yra signalas, gaunamas iš mažos galios tranzistorių, tokių kaip BC547/BC557. Tokios išėjimo srovės tranzistoriai labai tinka statyti įtampos stiprintuvą.

Norėdami gauti 30 V išvestį, turime sustiprinti 5 V, gaunamą iš DAC, koeficientu 6. Norėdami tai padaryti, sujungiame PNP ir NPN tranzistorius, kaip parodyta aukščiau. Šios grandinės įtampos padidėjimas apskaičiuojamas:

Vampl = (R6 + R7) / R7

Maitinimo šaltinis gali būti dviejų versijų: su maksimalia išėjimo įtampa 30 ir 22 V. 1K ir 6,8K derinys duoda koeficientą 7,8, o tai yra gerai 30 V versijai, bet gali būti šiek tiek nuostolių esant didesnėms srovėms (mūsų formulė yra tiesinė, bet iš tikrųjų taip nėra). 22V versijai naudojame 1K ir 4,7K.

Vidinė grandinės varža, kaip parodyta ant BC547 pagrindo, būtų:

Rin = hfe1 * S1 * R7 * R5 = 100 * 50 * 1K * 47K = 235 MOhm

BC547 tranzistoriui HFE yra maždaug nuo 100 iki 200
- S yra tranzistoriaus stiprinimo kreivės nuolydis ir yra apie 50 [vienetas = 1/omai]

Tai daugiau nei pakankamai didelis, kad būtų galima prisijungti prie mūsų DAC, kurio vidinė varža yra 5k omų.

Vidinė ekvivalentinė išėjimo varža:

Maršrutas = (R6 + R7) / (S1 + S2 * R5 * R7) = apie 2Ω

Pakankamai žemas, kad būtų galima naudoti tranzistorių Q2.

R5 jungia BC557 pagrindą su emitteriu, o tai reiškia "išjungta" tranzistoriui prieš atsirandant DAC ir BC547. R7 ir R6 pirmiausia susieja Q2 pagrindą su žeme, o tai sumažina Darlingtono išėjimo stadiją.

Kitaip tariant, kiekvienas komponentas šiame stiprintuvo etape iš pradžių yra išjungtas. Tai reiškia, kad įjungus ar išjungus maitinimą iš tranzistorių negausime jokių įvesties ar išvesties virpesių. Tai labai svarbus momentas. Mačiau brangių pramoninių maitinimo šaltinių, kuriuos išjungus patiria galios šuolių. Tokių šaltinių tikrai reikėtų vengti, nes jie gali lengvai užmušti jautrius įrenginius.

Ribos

Iš ankstesnės patirties žinau, kad kai kurie radijo mėgėjai norėtų įrenginį „pritaikyti“ sau. Čia pateikiamas techninės įrangos apribojimų ir būdų, kaip juos įveikti, sąrašas:

BD245B: 10A 80W. 80W esant 25"C temperatūrai. Kitaip tariant, yra galios rezervas, pagrįstas 60-70W: (Maksimali įėjimo įtampa * Maksimali srovė)< 65Вт.

Galite pridėti antrą BD245B ir padidinti galią iki 120 W. Norėdami užtikrinti, kad srovė būtų paskirstyta vienodai, prie kiekvieno BD245B emiterio linijos pridėkite 0,22 omo rezistorių. Galima naudoti tą pačią grandinę ir plokštę. Sumontuokite tranzistorius ant tinkamo aliuminio aušintuvo ir trumpais laidais prijunkite prie plokštės. Stiprintuvas gali valdyti antrą galios tranzistorių (tai yra didžiausias), tačiau gali tekti reguliuoti stiprinimą.

Srovės jutimo šuntas: naudojame 0,75 omų 6 W rezistorių. Pakanka galios, kai srovė yra 2,5 A (Iout ^ 2 * 0,75<= 6Вт). Для больших токов используйте резисторы соответствующей мощности.

Maitinimo šaltiniai

Galite naudoti transformatorių, lygintuvą ir didelius kondensatorius arba galite naudoti 32/24V nešiojamojo kompiuterio adapterį. Pasirinkau antrą variantą, nes... adapteriai kartais parduodami labai pigiai (išparduodami), o kai kurie iš jų suteikia 70W prie 24V ar net 32V DC.

Dauguma kumpių tikriausiai naudos įprastus transformatorius, nes juos lengva gauti.

22V 2.5A versijai reikia: 3A 18V transformatoriaus, lygintuvo ir 2200uF arba 3300uF kondensatoriaus. (18 * 1,4 = 25 V)
30V 2A versijai reikia: 2.5A 24V transformatoriaus, lygintuvo ir 2200uF arba 3300uF kondensatoriaus. (24 * 1,4 = 33,6 V)

Nepakenks naudoti didesnės srovės transformatorių. Tiltinis lygintuvas su 4 žemo išjungimo diodais (pvz., BYV29-500) suteikia daug geresnių rezultatų.

Patikrinkite, ar jūsų prietaisas neprasta izoliacija. Įsitikinkite, kad nebus galima liesti jokios įrenginio dalies, kurioje įtampa gali būti 110/230 V. Visas metalines korpuso dalis prijunkite prie įžeminimo (ne GND grandinių).

Nešiojamųjų kompiuterių transformatoriai ir maitinimo adapteriai

Jei norite savo įrenginyje naudoti du ar daugiau maitinimo šaltinių teigiamai ir neigiamai įtampai gaminti, svarbu, kad transformatoriai būtų izoliuoti. Būkite atsargūs su nešiojamojo kompiuterio maitinimo adapteriais. Mažos galios adapteriai vis tiek gali veikti, tačiau kai kurių neigiamas išvesties kaištis gali būti prijungtas prie įvesties įžeminimo kaiščio. Naudojant du įrenginio maitinimo šaltinius, tai gali sukelti trumpąjį jungimą per įžeminimo laidą.

Kita įtampa ir srovė

Yra du variantai 22V 2.5A ir 30V 2A. Jei norite pakeisti išėjimo įtampos ar srovės ribas (tiesiog sumažinti), tada tiesiog pakeiskite failą hardware_settings.h.

Pavyzdys: norėdami sukurti 18 V 2,5 A versiją, faile hardware_settings.h tiesiog pakeiskite maksimalią išėjimo įtampą į 18 V. Galite naudoti 20V 2,5A maitinimo šaltinį.

Pavyzdys: Norėdami sukurti 18 V 1,5 A versiją, tiesiog pakeiskite didžiausią išėjimo įtampą faile hardware_settings.h į 18 V ir maks. srovė 1,5A. Galite naudoti 20V 1,5A maitinimo šaltinį.

Testavimas

Paskutinis elementas, sumontuotas plokštėje, turėtų būti mikrovaldiklis. Prieš diegiant rekomenduočiau atlikti keletą pagrindinių aparatinės įrangos testų:

Test1: Prijunkite nedidelę įtampą (pakanka 10 V) prie plokštės įvesties gnybtų ir įsitikinkite, kad įtampos reguliatorius gamina tiksliai 5 V nuolatinės srovės įtampą.

2 bandymas: išmatuokite išėjimo įtampą. Ji turėtų būti 0 V (arba artima nuliui, pavyzdžiui, 0,15, ir ji bus linkusi į nulį, jei vietoj apkrovos prijungsite 2 kOhm arba 5 kOhm rezistorius).

Test3: Įdiekite mikrovaldiklį ant plokštės ir įkelkite LCD testavimo programinę įrangą, vykdydami komandas išpakuoto tar.gz digitaldcpower paketo kataloge.

padaryti test_lcd.hex
atlikite load_test_lcd

Ekrane turėtumėte matyti „LCD veikia“.

Dabar galite atsisiųsti veikiančią programinę įrangą.

Keletas įspėjimo žodžių tolesniam bandymui su veikiančia programine įranga: Būkite atsargūs su trumpaisiais jungimais, kol neišbandysite ribojančios funkcijos. Saugus būdas patikrinti srovės ribojimą yra naudoti mažos varžos rezistorius (omų vienetus), pvz., automobilių lemputes.

Nustatykite žemą srovės ribą, pavyzdžiui, 30 mA prie 10 V. Kai tik prijungiate lemputę prie išvesties, iš karto turėtumėte pamatyti, kad įtampa nukrenta beveik iki nulio. Jei įtampa nesumažėja, grandinėje yra gedimas. Naudodami automobilio lempą galite apsaugoti maitinimo grandinę, net jei yra gedimas, nes ji nesudaro trumpojo jungimo.

Programinė įranga

Šis skyrius suteiks jums supratimą apie tai, kaip programa veikia ir kaip galite panaudoti žinias, kad ją pakeistumėte. Tačiau reikia atsiminti, kad apsauga nuo trumpojo jungimo atliekama programinėje įrangoje. Jei kur nors suklydote, apsauga gali neveikti. Jei trumpai sujungsite išvestį, jūsų įrenginys atsidurs dūmų debesyje. Norėdami to išvengti, norėdami patikrinti trumpojo jungimo apsaugą, turėtumėte naudoti 12 V automobilio lempą (žr. aukščiau).

Dabar šiek tiek apie programos struktūrą. Kai pirmą kartą pažvelgsite į pagrindinę programą (failą main.c, atsisiųskite šio straipsnio pabaigoje), pamatysite, kad yra tik kelios inicijavimo kodo eilutės, kurios vykdomos įjungus, o tada programa įveda begalinis ciklas.

Iš tiesų, šioje programoje yra dvi begalinės kilpos. Viena yra pagrindinė kilpa ("while(1)(...)" main.c), o kita yra periodinis analoginio-skaitmeninio keitiklio pertraukimas ("ISR(ADC_vect)(...)" funkcija analogiškai.c). Po inicijavimo pertraukimas vykdomas kas 104 µs. Visos kitos funkcijos ir kodas vykdomi vienos iš šių ciklų kontekste.

Pertraukimas gali bet kada sustabdyti pagrindinės ciklo užduoties vykdymą. Tada ji bus apdorojama nesiblaškant nuo kitų užduočių, o tada užduoties vykdymas vėl bus tęsiamas pagrindinėje kilpoje toje vietoje, kur ji buvo nutraukta. Iš to išplaukia dvi išvados:

1. Pertraukimo kodas neturėtų būti per ilgas, nes jis turi būti baigtas prieš kitą pertraukimą. Nes čia svarbus instrukcijų skaičius mašinos kode. Matematinė formulė, kurią galima parašyti kaip vieną C kodo eilutę, gali naudoti iki šimtų mašininio kodo eilučių.

2. Kintamieji, kurie naudojami pertraukimo funkcijoje ir pagrindinio ciklo kode, gali staiga pasikeisti vykdymo viduryje.

Visa tai reiškia, kad pagrindinės kilpos korpuse turi būti atlikti tokie sudėtingi dalykai, kaip ekrano atnaujinimas, mygtukų tikrinimas, srovės ir įtampos konvertavimas. Pertraukose atliekame laikui svarbias užduotis: srovės ir įtampos matavimą, apsaugą nuo perkrovų ir DAC konfigūravimą. Kad būtų išvengta sudėtingų matematinių pertraukimų skaičiavimų, jie atliekami DAC vienetais. Tai yra, tais pačiais vienetais kaip ir ADC (sveiko skaičiaus vertės nuo 0 ... 1023 srovės ir 0 ... 2047 įtampos).

Tai yra pagrindinė programos idėja. Taip pat trumpai paaiškinsiu apie failus, kuriuos rasite archyve (darant prielaidą, kad esate susipažinę su SI).

main.c – šiame faile yra pagrindinė programa. Čia atliekamos visos iniciacijos. Čia taip pat įgyvendinama pagrindinė kilpa.
analog.c yra analoginis-skaitmeninis keitiklis, čia rasite viską, kas veikia užduoties pertraukimo kontekste.
dac.c – skaitmeninis-analoginis keitiklis. Inicijuota iš ddcp.c, bet naudojama tik su analog.c
kbd.c – klaviatūros duomenų apdorojimo programa
lcd.c – LCD tvarkyklė. Tai speciali versija, kuriai nereikia ekrano RW kontakto.

Norėdami įkelti programinę įrangą į mikrovaldiklį, jums reikia programuotojo, pvz., avrusb500. Straipsnio pabaigoje galite atsisiųsti programinės įrangos ZIP archyvus.

Redaguokite failą hardware_settings.h ir sukonfigūruokite jį pagal savo aparatinę įrangą. Čia taip pat galite sukalibruoti voltmetrą ir ampermetrą. Failas gerai pakomentuotas.

Prijunkite laidą prie programuotojo ir įrenginio. Tada nustatykite konfigūracijos bitus, kad būtų paleistas mikrovaldiklis iš vidinio 8 MHz generatoriaus. Programa sukurta šiam dažniui.

Mygtukai

Maitinimo blokas turi 4 mygtukus vietiniam įtampos valdymui ir maks. srovė, 5-asis mygtukas naudojamas nustatymams išsaugoti EEPROM atmintyje, kad kitą kartą įjungus įrenginį būtų tokie patys įtampos ir srovės nustatymai.

U+ padidina įtampą, o U - sumažina. Laikydami nuspaudę mygtuką, po kurio laiko rodmenys „paleis“ greičiau, kad būtų galima lengvai pakeisti įtampą dideliame diapazone. Mygtukai I + ir I - veikia taip pat.

Ekranas

Ekrano indikacija atrodo taip:

Rodyklė dešinėje rodo, kad šiuo metu galioja įtampos ribojimas. Jei išėjime yra trumpasis jungimas arba prijungtas įrenginys sunaudoja daugiau nei nustatyta srovė, apatinėje ekrano eilutėje pasirodys rodyklė, nurodanti, kad srovės riba įjungta.

Keletas įrenginio nuotraukų

Štai keletas mano surinkto maitinimo šaltinio nuotraukų.

Jis labai mažas, bet galingesnis ir galingesnis nei daugelis kitų maitinimo šaltinių:

Seni Pentium procesorių aliuminio radiatoriai puikiai tinka aušinti galios elementus:

Plokštės ir adapterio įdėjimas į korpusą:

Prietaiso išvaizda:

Dviejų kanalų maitinimo šaltinis. Paskelbė boogyman: