Электропитание
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Лабораторный блок питания с защитой от перегреваРаспечатать: Лабораторный блок питания с защитой от перегрева

Лабораторный блок питания с защитой от перегрева



Для налаживания всевозможных электронных устройств необходим регулируемый источник стабилизированного напряжения, и, как правило, не один. Предлагаемый трёхканальный блок состоит из трёх регулируемых линейных стабилизаторов, собранных по самым простым схемам. Тем не менее он удовлетворяет большинству потребностей радиолюбителя. Несложный узел управления вентилятором защищает рассеивающие большую мощность элементы блока от перегрева. Это позволило уменьшить размеры блока и повысить его надёжность.

Схема блока питания показана на рис. 1. Он состоит из сетевого трансформатора T1 на тороидальном магнитопроводе, выпрямительных мостов VD2-VD4, сглаживающих конденсаторов C2-C4 и трёх линейных стабилизаторов на микросхемах DA4, DA5 (LM317T) и DA6 (LM337T), обеспечивающих выходные напряжения: U1 = (1,25...12,5) В - при токе нагрузки до 1,5 А; U2 = (1,25...15,5) В - при токе нагрузки до 1 А; U3 = - (1,25...15,5) В - при токе нагрузки до 1 А. Микросхемы стабилизаторов установлены через слюдяные прокладки на общем теплоотводе, площадь охлаждающей поверхности которого около 400 см2.

Схема блока питания

Рис. 1. Схема блока питания

Известно много вариантов устройств сигнализации и контроля температуры, например, описанный в [1]. Применённый в предлагаемой конструкции узел сигнализации о перегреве и управления вентилятором отличается от них простотой и надёжностью. Он построен на двух параллельных интегральных стабилизаторах напряжения TL431ACLP (DA2 и DA3) и транзисторах VT1, VT2. Напряжение питания на него поступает от интегрального стабилизатора DA1.

На управляющие входы стабилизаторов DA2 и DA3 подано напряжение с термозависимого делителя напряжения RK1R7R3. Терморезистор RK1 (ММТ-1 с сопротивлением 82 кОм при температуре +25 оС) имеет ТКС - (2,4...5) %/оС. Он прижат П-образной обоймой через слюдяную прокладку к теплоотводу, на котором установлены стабилизаторы. Промежуток между терморезистором и теплоотводом заполнен теплопроводной пастой КПТ-8.

При температуре теплоотвода более +50 оС открывается транзистор VT2 и начинает работать вентилятор M1, обдувающий теплоотвод. Кроме того, включается жёлтый светодиод HL3. Если температура продолжает повышаться и достигает +55...60 оС, открывается и транзистор VT1, включая светозвуковую сигнализацию - красный светодиод HL2 и электромагнитный излучатель звука HA1 с встроенным генератором. Резисторы обратной связи R5 и R17 создают гистерезис в характеристиках переключения, обеспечивая чёткое включение и выключение вентилятора, светодиодов и звукоиз-лучателя.

Принудительное охлаждение втрое сокращает необходимую площадь охлаждающей поверхности теплоотвода, а совместно с описанным выше узлом обеспечивает бесшумную работу блока при небольшой нагрузке.

Для контроля выходных напряжений и токов нагрузки в блоке установлен стрелочный прибор PA1 - это магнитоэлектрический вольтметр М4203 с пределами измерения 0-15 В, из которого удалён встроенный добавочный резистор. Получился микроамперметр с током полного отклонения стрелки 955 мкА и сопротивлением рамки 410 Ом.

Внешний добавочный резистор R16 необходим для измерения выходных напряжений блока в пределах от 0 до 15 В. Резисторы R9-R11 - шунты в цепях измерения тока нагрузки. Каждый из них составлен из четырёх резисторов С2-29В-0,5 (два - по 1 Ом и два - по 1,1 Ом), соединённых параллельно. Это обеспечивает измерение тока в пределах от 0 до 1,5 А. Допустимое отклонение сопротивления этих резисторов от номинала - не более ±1 %.

Аналоговый датчик температуры BK1 (LM35DT) также установлен на теплоотводе интегральных стабилизаторов DA4-DA6. Напряжение на его выходе равно 0 при температуре 0 оС и растёт пропорционально температуре с крутизной 10мВ/оС. Через добавочный резистор R6 оно поступает на микроамперметр PA1, если переключатель SA2 установлен в положение "T, I", а переключатель SA3 - в положение "T". Измеряется температура от 0 до +75 оС.

Выходные напряжения регулируют переменными резисторами R12-R14 СП5-35Б, отличающимися малой дискретностью изменения сопротивления (не хуже 0,1 %). Это позволяет устанавливать выходные напряжения с точностью до нескольких милливольт.

Переключатель SA2 - движковый KBB40-2P2W. Переключатель SA3 - галетный ПМ 5п4н, но использованы только четыре из пяти его положений. Габаритная мощность трансформатора T1 - не менее 60 ВА. Напряжение его вторичных обмоток указано на схеме. Диаметр провода обмотки II - не менее 0,8 мм, обмоток III и IV - не менее 0,67 мм.

Блок питания собран в металлическом корпусе размерами 105х140х х140 мм (рис. 2). Переменные резисторы R12-R14, выключатель SA1, переключатели SA2 и SA3, светодиоды HL1-HL3 установлены на его передней панели. На ней же находится розетка РП10-7, на которую выведены выходные напряжения блока. На задней панели находится сетевой разъём. Теплоотвод стабилизаторов расположен за задней крышкой и представляет собой алюминиевую пластину с рёбрами, обращёнными внутрь блока. Диодные мосты VD2-VD4 размещены на отдельной небольшой металлической пластине.

Блок питания собран в сборе

Рис. 2. Блок питания собран в сборе

Светодиоды типов, указанных на схеме, можно заменить любыми единичными светодиодами повышенной яркости с рабочим током до 20 мА зелёного (HL1), красного (HL2) и жёлтого (HL3) свечения. Вместо транзисторов КТ3107В и КТ814А допустимо установить транзисторы тех же серий с буквенными индексами А-В. На месте звукового сигнализатора KPX-G1205B будет работать аналогичный с встроенным генератором и рабочим напряжением 4...8 В. Вентилятор M1 - 6015S (12 В, 0,18 А) размерами 60х60х15 мм.

При проверке изготовленного блока не помешает измерить температуру трансформатора Т1 после длительной работы под максимальной нагрузкой. Её можно определить по формуле из [2]

Тг = Тх + 250·((Rг - Rx)/Rx),

где Тг - температура горячего после длительной работы трансформатора, оС; Tх - температура холодного трансформатора, равная температуре окружающего воздуха, оС; Rг- сопротивление первичной обмотки горячего трансформатора, Ом; Rx - сопротивление первичной обмотки холодного трансформатора, Ом.

Сопротивление первичной обмотки измеряют мультиметром в режиме омметра, полностью отключив её от сети, причём "горячее" сопротивление - как можно скорее после отключения. При измерении следует соблюдать осторожность, так как в момент отключения омметра от обмотки на ней возникает высоковольтный импульс напряжения самоиндукции.

Допустимым можно считать нагрев трансформатора на открытом воздухе до 50 оС. Учтите, что в закрытом корпусе, особенно при наличии в нём других источников тепла, температура трансформатора будет выше.

Литература

1. Бутов А. Светозвуковой сигнализатор для контроля температуры. - Радиомир, 2004, № 9, с. 20, 21.

2. Гинкин Г. Г. Справочник по радиотехнике. - М.: Госэнергоиздат, 1948.

Автор: Б. Демченко, г. Киев, Украина


Дата публикации: 10.09.2018
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics