Регульований біполярний джерело живлення, схеми, купити деталі в москві
не виходить знайти потрібний товар або у вас великий список - надішліть запит
Знову ж таки, існує величезна кількість всіляких схем для отримання двополярного харчування - від примітивних, до вельми нестандартних, що використовують абсолютно неочевидні схемотехнічні рішення. Розглядати переваги абстрактних схем і рішень, вних застосованих, можна нескінченно довго, а найкращого варіанту просто не існує, тому що в кожному конкретному випадку існують певні вимоги (в тому числі і наявність необхідних компонентів на поточний момент часу), які і визначають кінцевий варіант складання пристрою.
Вибір схеми двополярного джерела живлення
З урахуванням вищевикладеного, зберемо невеликий регульований стабілізований біполярний джерело живлення для використання в лабораторних умовах при налагодженні малопотужних підсилювачів НЧ, вимірювальних схем, що містять в собі операційні підсилювачі, і інших пристроїв, з тих чи інших причин потребують двополярного харчування. Додамо, що дане джерело повинен мати низький рівень власних шумів і як можна більш низьку пульсацію вихідного напруги. Додатково потрібно, щоб він був досить надійним і міг пережити підключення до нього некоректно зібраного пристрою. Також хотілося б зробити його у вигляді універсального модуля, який можна було б використовувати для швидкого макетування нових конструкцій або тимчасово встановити його в пристрій, для якого ще не виготовлений остаточний варіант блоку живлення. Визначивши ТЗ можна перейти до підбору схеми майбутнього устрою.
Всі схеми перетворювачів однополярного харчування в двухполярной, на зразок наведених на Рис. 1, ми не розглядаємо, тому що їх застосування можливе лише з суворо певним навантаженням. Так, наприклад, в разі виникнення короткого замикання в ланцюзі, підключеної до одного з плечей - виникне непередбачуваний перекіс напруг або струмів, який в свою чергу може привести до виходу з ладу і джерела, і досліджуваної схеми.
Мал. 1 - Непридатні схеми перетворювачів
Мал. 2 - Схема перетворення однополярного харчування в двухполярной без регулювання вихідної напруги
В екстрених випадках можна сміливо рекомендувати її до повторення, але для нашої задачі вона не підходить.
Відразу ж відкинемо ідею простого імпульсного джерела, тому що при використанні найпростіших схем, які містять мінімальний набір компонентів - джерело виходить дуже гучним, тобто на виході у нього є досить багато шумів і різного рада перешкод, від яких не так-то просто позбутися.
При цьому для харчування УНЧ на мікросхемі TDA - це відмінний варіант, а от для мікрофонного підсилювача з великим коефіцієнтом посилення - вже не дуже. До того ж, все одно доведеться робити окремі вузли стабілізації і захисту від короткого замикання. Хоча, якби нам був потрібний джерело потужністю від 150 Вт і більше - побудова імпульсного блоку живлення з регулюванням, хорошою фільтрацією і вбудованим захистом стало б чудовим, та до того ж економічно вигідним рішенням.
Найпростішим і надійним рішенням для нашої задачі буде використання трансформатора потужністю близько 30 Вт з двома обмотками або обмоткою з відведенням від середньої точки. Дані трансформатори широко поширені на ринку, їх легко знайти в віджила свій вік апаратурі, а в крайньому випадку завжди можна домотать додаткову обмотку на наявний в даний момент в наявності.
Мал. 4 - Трансформатори
Так як нам потрібен стабілізований джерело, то відповідно після трансформатора і діодного моста нам потрібен якийсь регульований блок стабілізації напруги з захистом від короткого замикання (хоча захист від замикання можна додати і після).
Наступним кроком бракуємо всі варіанти стабілізаторів, зібрані на дискретних елементах і складаються з величезного числа деталей, як занадто складні для поставленого завдання. До того ж, в переважній більшості випадків вони вимагають ретельної настройки з підбором деяких елементів.
Мал. 5 - Стабілізатор, зібраний на дискретних елементах
Найбільш простим рішенням у нашому випадку буде використання регульованих лінійних стабілізаторів, таких як LM317. Відразу ж хочеться застерегти від докорінно невірною ідеї використання двох позитивних стабілізаторів, включених як показано нижче. Дана схема, хоча і може працювати - функціонує некоректно і нестабільно!
Мал. 6 - Схема з використанням двох позитивних стабілізаторів
Відповідно, доведеться використовувати «комплементарний» регульований стабілізатор LM337. Плюсом обох стабілізаторів є вбудований захист від перегріву і короткого замикання на виході, а також проста схема включення і відсутність необхідності в налаштуванні. Підглянути типову схему включення даних стабілізаторів можна в даташіте від виробника:
Мал. 7 - Типова схема включення стабілізаторів LM337
Трохи допрацювавши її, отримаємо підсумковий варіант модуля регульованого двополярного джерела живлення, збирати який ми будемо за такою схемою:
Мал. 8 - Схема модуля регульованого двополярного джерела живлення
Мал. 9 - Схема обв'язки з datasheet
Ми додали ще кілька елементів, щоб ще більше захистити наш стабілізатор і максимально згладити всі пульсації і викиди напруги на виході.
Для спрощення виготовлення, а саме - зменшення кількості операцій, необхідних для складання застосуємо технологію поверхневого монтажу, тобто всі деталі в нашій конструкції будуть SMD. Ще одним важливим моментом буде той факт, що в нашому модулів не буде мережевого трансформатора, його ми зробимо підключається. Причина криється в тому, що при великій різниці між живильних та вихідним напругою, і роботі з максимальним струмом, різницю між підводиться і віддається в навантаження потужностями необхідно розсіювати на регулюючих елементах нашої схеми, а конкретно - на інтегральних регуляторах. Максимальна потужність, що розсіюється для таких стабілізаторів і так невелика, а при використанні SMD-корпусів стає ще менше, і в результаті максимальний струм подібного стабілізатора, що працює з різницею між вхідним і вихідним напругами в 20 В, легко може опуститися до 100 mA, а цього для наших завдань вже недостатньо. Вирішити цю проблему можна зменшивши різницю між цими напругами, наприклад, підключивши трансформатор з напругою вторинних обмоток найбільш близькими до того, що потрібно в даний момент.
Підбір компонентів
Мал. 10 - І нтегральние стабілізатори LM337IMP і LM317EM
Варто відзначити, що різних пар, що складаються з різнополярних стабілізаторів напруги можна підібрати безліч, однак виробником рекомендована пара з стабілізаторів однієї серії. Обидва стабілізатора забезпечують максимальний струм до 1 A при різниці між вхідним і вихідним напругою до 15 В включно, однак номінальним струмом, при якому стабілізатор гарантовано не йде на захист від перегріву можна вважати 0,5-0,8 А. Тока в 500 mA в тих додатках, для яких ми будуємо даний стабілізатор більш ніж достатньо, тому будемо вважати завдання по підбору стабілізаторів виконаною.
Перейдемо до інших компонентів.
Діодний міст - будь-який, з номінальним струмом 1-2 А. на напругу не менше 50 В, ми використовували DB155S.
Резистори постійного номіналу - будь-які, в дільнику напруги, що відповідає за напруга стабілізації краще застосувати більш точні, з допуском в 1%. Типорозмір всіх резисторів -1206, виключно для зручності монтажу, проте можна сміливо застосовувати 0805. Подстроєчний резистор номіналом в 100 Ом - багатооборотний, для точного регулювання (використовується 3224W-1-101E). Резистор, що застосовується для регулювання вихідної напруги - номіналом в 5 КОм, будь-який наявний, ми взяли 3314G-1-502E під викрутку, але можна застосувати і змінний резистор для монтажу на корпус, з'єднавши його з платою стабілізатора проводами. Діоди бажано застосовувати швидкодіючі, на струм не менше 1 А і напруга від 50 В, наприклад HS1D.
виготовлення пристрою
Малюємо друковану плату нашого пристрою, особливу увагу звертаючи на контактні площадки для великих SMD-конденсаторів. З ними може виникнути наступне утруднення - базово вони призначені для пайки в печі, тобто припаяти їх знизу, особливо малопотужним паяльником досить складно, однак висновки конденсатора доступні збоку і можна міцно припаяти його за умови, що товщина відповідних до нього доріжок буде достатньою для забезпечення механічної міцності з'єднання. Також, важливим є той факт, що позитивний і негативний стабілізатори мають різну цоколевку, тобто просто отзеркалить одну половину друкованої плати при розведенні не вийде.
Малюнок друкованої плати переносимо на попередньо підготовлений шматок фольгованого склотекстоліти, і відправляємо його труїтися в розчин персульфата амонію (або іншого подібного реагенту на ваш вибір).
Мал. 12 - Плата з перенесеним малюнком + травілка
Після того як плата була витравлена, видаляємо захисне покриття і наносимо на доріжки флюс, лудимо їх для захисту міді від окислення, після чого починаємо припаювати компоненти, починаючи з найменшого по висоті. Особливих проблем виникнути не повинно, а до можливих труднощів з SMD-електролітами ми підготувалися заздалегідь.
Мал. 13 - Плата після травілкі + наносимо флюс + лудіння
Після того як всі компоненти припаяні, а плата омита від флюсу необхідно підлаштування резистором в 100 Ом відрегулювати напругу на негативному плечі, щоб воно збіглося з напругою на позитивному плечі.
Мал. 14 - Готова плата
Мал. 15 - Регулювання напруги на негативному плечі
Випробування зібраного пристрою
Підключимо до нашого стабілізатора трансформатор і спробуємо навантажити обидва його плеча, і кожне з плечей незалежно один від одного, попутно контролюючи струми і напруга на виходах.
Мал. 16 - Перший вимір
Після декількох спроб провести вимірювання на максимальному струмі, стало зрозуміло, що малесенький трансформатор не в змозі забезпечити струм в 1,5 А, і напруга на ньому просідає більше ніж на 0,5 В, тому схема була переключена на лабораторний джерело живлення, що забезпечує струм до 5 А.
Все працює в штатному режимі. Даний регульований біполярний джерело живлення, зібраний з якісних компонентів, завдяки своїй простоті і універсальності, займе гідне місце в домашній лабораторії або невеликий ремонтної майстерні.
Вимірювання та пуско-налагоджувальні роботи проводилися на базі випробувальної лабораторії АТ «КППС». за що їм окрема подяка!