Zasilacz Laboratoryjny Czterozaciskowy 0 30V 5A


14
Urządzenia zasilające
9/99
napięć wynoszą bowiem 0,25 V na każ-
dym z przewodów. Pragnę dodać, że re-
Laboratoryjny zasilacz czteroza-
zystancja 50 mW jest wartoScią bardzo
małą. W rzeczywistoSci rezystancja prze-
ciskowy 030 V/5 A cz.1
wodów razem z rezystancją na styku
przewódzacisk może być jeszcze większa.
Jak Swiat Swiatem zasilacze są zawsze chętnie poszukiwane przez
Oprócz tego w takim układzie występuje
większoSć czytelników pism elektronicznych. Dlatego też przedsta- jeszcze zjawisko modulacji napięcia na
obciążeniu prądem pobieranym przez
wiamy kolejny zasilacz laboratoryjny. Publikacji na ten temat w Prak-
obciążenie, co wprowadza dodatkowe
tycznym Elektroniku było już kilka i naprawdę ciężko jest zaprojekto-
kłopoty.
wać coS nowego i ciekawego. Ale ta konstrukcja jest wyjątkowo uda-
Przy niewielkiej i praktycznie nie
na i powinna zadowolić zdecydowaną większoSć naszych Czytelników.
wpływającej na koszty zmianie konstruk-
Zasilacz wyposażono w zgrubną i dokładną regulację napięcia oraz
cji zasilacza można ten przykry manka-
prądu, a także dodatkowo można go uzupełnić miernikiem napięcia
ment wyeliminować, co robi się w więk-
i prądu z automatyczną zmianą zakresów. Ponadto układ posiada au-
szoSci zasilaczy laboratoryjnych. Schemat
tomatyczne włączanie wentylatora chłodzącego radiator i akustyczną
takiego rozwiązania przedstawiono na
sygnalizację przekroczenia temperatury maksymalnej radiatora. Poza
rysunku 2b. Zasilacz ten posiada cztery
tym zasilacz posiada jedno rozwiązanie które spotyka się bardzo
zaciski wyjSciowe stąd często spotykana
rzadko w opisach, natomiast można je znalexć w większoSci fabrycz- nazwa zasilacza czterozaciskowego. Dwa
nych, solidnych zasilaczy regulowanych. Ale o tym można dowiedzieć z nich są zaciskami prądowymi którymi
przepływa prąd pobierany przez obcią-
się czytając poniższy artykuł do czego zachęcam.
żenie (+I i  masa I), a dwa dodatkowe
zaciski służą do pomiaru napięcia na ob-
ciążeniu (+U i  masa U). Przez zaciski
pomiarowe (często też nazywane zdalny-
mi) napięcie z obciążenia doprowadzane
jest do wzmacniacza błędu. Poza tym
konstrukcja zasilacza jest taka sama jak
na rysunku 2a.
W takim układzie spadek napięcia
na przewodach prądowych nie ma wpły-
wu na napięcie występujące bezpoSre-
dnio na obciążeniu, gdyż prąd płynący
do wzmacniacza błędu wywołuje nie-
wielki (nie liczący się) spadek napięcia na
oddzielnej parze przewodów. Warto
zwrócić uwagę, że dla podanej wartoSci
napięcia na obciążeniu wynoszącej
5 V na wyjSciu zasilacza będzie występo-
wało napięcie 5,5 V, wyższe o taką war-
toSć jaka konieczna jest do skompenso-
Zasilacze regulowane nazywane są wyjSciowe  plusa i  masy . Wzmacniacz
wania spadku napięcia na przewodach.
też często zasilaczami laboratoryjnymi. błędu porównuje doprowadzone do jego
To rozwiązanie eliminuje też modulację
Choć nie ma w tym względzie ustalonej wejSć napięcie odniesienia i napięcie
nomenklatury, to można przypuszczać, wyjSciowe zbierane z zacisków. Na pod- napięcia prądem pobieranym przez ob-
że zasilacze laboratoryjne powinny cha- stawie tego porównania wypracowywa- ciążenie.
Zasilacz czterozaciskowy w każdej
rakteryzować się najwyższymi parame- ny jest sygnał sterowania regulatorem
trami. Dotyczy to zarówno zakresu regu- którym jest najczęSciej tranzystor bipo- chwili można zamienić na zwykły zasilacz
lacji napięć, prądów wyjSciowych, oraz larny. Wszystko działa bardzo ładnie. Za- zwierając ze sobą odpowiednie pary za-
cisków +I z +U i  masa I z  masa U.
niskimi tętnieniami itd. Jednakże jeden stanówmy się jednak co się stanie gdy po
z aspektów solidnego zasilacza jest często ustawieniu napięcia wyjSciowego podłą-
pomijany. Jest nim takie rozwiązanie czymy obciążenie pobierające duży prąd.
Opis układu
układowe które zapewnia stabilizację na- Powstanie wtedy spadek napięcia na
Zasilacz można wykonać zarówno
pięcia na zaciskach zasilanego układu, przewodach doprowadzających zasilanie
a nie na zaciskach wyjSciowych zasilacza. do obciążenia. Wzmacniacz błędu  ob- w wersji dostarczającej napięcia dodat-
niego jak i ujemnego (na tych samych
W czym tkwi problem? Na rysunku serwujący napięcie na wyjSciu zasilacza
płytkach drukowanych). Przedstawiony
1a przedstawiono schemat blokowy kla-  widzi przez cały czas napięcie 5 V, gdy
sycznego zasilacza szeregowego o pracy w rzeczywistoSci na obciążeniu występu- schemat, opis i wykaz elementów doty-
czy wersji na napięcie dodatnie. Opis we-
ciągłej. Układ ten posiada dwa zaciski je napięcie tylko 4,5 V. WartoSci spadków
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5 A cz.1
9/99 15
rsji zasilacza napięć ujemnych podamy niego napięcia niestabilizowanego rzędu Jako tranzystory T1 i T2 zastosowa-
w drugiej częSci artykułu. 40 V. Przy niskim napięciu wyjSciowym no tranzystory TIP 142 zbudowane
Opisywany zasilacz (rys. 2) jako ele- np. 3 V i dużym prądzie pobieranym w układzie Darlingtona. Ich wzmocnie-
ment regulacyjny wykorzystuje tranzysto- przez obciążenie np. 5 A moc tracona nie prądowe wynosi 1000. Mimo tego
ry bipolarne T1 i T2. Malkontenci będą w tranzystorach może wynieSć nawet do stopnia końcowego został jeszcze do-
niezadowoleni, że nie zastosowano w nim ok. 200 W. Jest to przypadek sporadycz- łożony dodatkowy tranzystor wzmacnia-
tranzystorów typu MOSFET. Za tranzysto- ny i w praktyce rzadko spotykany. cza prądowego T3. Dzięki temu odcią-
rami polowymi przemawia jednak zdecy- Mimo zastosowania dwóch tranzy- żono układ wzmacniacza błędu. W celu
dowanie niższa cena, łatwoSć zakupu. storów umieszczonych na radiatorze ko- uzyskania równomiernego rozpływu
W tranzystorach MOSFET nie występuje nieczne było zastosowanie dodatkowego prądów w tranzystorach mocy zastoso-
co prawda zjawisko drugiego przebicia, wentylatora, który włączany jest przy wano rezystory emiterowe R6 i R7, oraz
ale zdecydowanie gorzej wygląda sprawa osiągnięciu przez radiator temperatury przeprowadzono linearyzację charakte-
powtarzalnoSci charakterystyk, co utru- ok. 5565C. Zastosowanie wentylatora rystyk wejSciowych przy pomocy rezy-
dnia równoległe łączenie tranzystorów. pozwala zwiększyć  wydajnoSć radiatora storów R4 i R5.
Ze względu na maksymalny prąd ok. 23 razy. Odpowiada to mniej wię- Napięcie doprowadzane do tranzy-
wyjSciowy wynoszący 5 A konieczne jest cej mocy traconej w tranzystorach T1 i T2 storów szeregowych pochodzi z zasilacza
równoległe połączenie dwóch tranzysto- rzędu 100120 W i temperaturze oto- niestabilizowanego składającego się
rów mocy. Podyktowane to jest jednak czenia 20C. Przy dalszym wzroScie tem- z prostownika PR1 i kondensatora filtru
nie prądem wyjSciowym, ale mocą traco- peratury (jeżeli moc tracona jest wyższa C1. Ze względu na duży maksymalny
ną w tranzystorach T1 i T2. włącza się akustyczny sygnał alarmu in- prąd wyjSciowy niezbędny okazał się
Ponieważ zasilacz ma dostarczać na- formujący, że należy  dać odpocząć zasi- kondensator elektrolityczny o dużej po-
pięć stabilizowanych w zakresie od 0 do laczowi wyłączając go lub zmniejszając jemnoSci 10.000 mF i wysokim napięciu
30 V niezbędne jest doprowadzenie do prąd wyjSciowy. znamionowym 50 V. Jest to element doSć
kosztowny. Z tego względu mniej wyma-
gający użytkownicy mogą zastosować
a)
kondensator o nieco mniejszej pojemno-
rezystancja
ZASILACZ STABILIZOWANY
przewodu 0,05W
Sci, ale o takim samym napięciu pracy.
+
Regulator Wpłynie to jednak na niewielkie pogor-
Regulacja
Iwy
DU=0,25V
szenie parametrów zasilacza.
napięcia
5A
Wzmacniacz
Z kondensatora filtru C1 pobierane
błędu
5V
4,50V RL
jest napięcie pomocnicze służące do zasi-
DU=0,25V
lania wzmacniacza błędu. Dioda D1 ma
za zadanie odseparowanie kondensato-
rezystancja
Uref
Zródło
rów C1 i C2. Dzięki temu prostemu za-
przewodu 0,05W
napięcia
biegowi napięcie tętnień na kondensato-
odniesienia
rze C2 jest stosunkowo niskie i praktycz-
nie nie ulega zmianie przy wzroScie prą-
du pobieranego z zasilacza. Rezystor R1
 Upom
i szeregowo połączone diody Zenera D2
i D3 tworzą zasilacz parametryczny do-
b)
starczający napięcia +36 V. Nie jest to
rezystancja
LABORATORYJNY ZASILACZ STABILIZOWANY
przewodu 0,05W
układ idealny, ale wzmacniacz operacyj-
ny US1 pracujący jako wzmacniacz błędu
Regulator
+I
DU=0,25V
charakteryzuje się dużym współczynni-
Iwy
+ kiem tłumienia tętnień zasilania.
+U 1mA
5A
Regulacja Wzmacniacz błędu US1 pracuje przy
DU=50mV
napiecia
Wzmacniacz bardzo wysokim napięciu zasilania. Jest
błędu RL
5V 5,5V 5V
ono niesymetryczne i wynosi +36 V
DU=50mV i  5 V. Taki zakres napięć został podykto-
wany zakresem napięć wyjSciowych. Aby
U
zasilacz mógł dostarczać napięć począw-
Uref
Zródło DU=0,25V
I
napięcia szy od 0 V konieczne było przesunięcie
odniesienia
napięcia referencyjnego na poziom ujem-
rezystancja
ny względem masy (szczególnie dobrze
przewodu 0,05W
widać to na rys. 1). Napięcie referencyjne
 Upom o wartoSci 1,25 V jest stabilizowane przez
skompensowaną temperaturowo diodę
stabilizacyjną D4. WłaSciwie mówiąc jest
Rys. 1 Schemat blokowy zasilacza a) klasycznego, b) laboratoryjnego (czterozaciskowego) to specjalistyczny układ scalony.
T
T
T
16
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5 A cz.1
9/99
Wzmacniacz błędu US1 steruje stop- tencjale masy wyjSciowej, do której dołą- przepływu prądu o stałej wartoSci przez
niem mocy w taki sposób, aby wejScie czonej jest wejScie nieodwracające szeregowo połączony rezystor R10 i po-
odwracające było przez cały czas na po- wzmacniacza US1. Wymaga to z kolei tencjometr P3, który wywoła na nich
Rys. 2 Schemat ideowy zasilacza
T
T
T
T
I
U
+I
+U
C8
/40V
470
m
F
I+
P6
P4
P5
2,2k
33k
1k-A
R16
R15
10
W
22k-A
C7
100n
R12
R11
100
W
100
W
V+
V
5W
R17
0,1
W
D5
1N4004
I-
+
P3
C5
R10
820
W
220
W
2,2
m
F
2
3
C6
P1
P2
22
m
F
1k-A
22k-A
A
R6
R7
5W
5W
8
4
0,22
W
0,22
W
+5V
 5V
R9 10k
R4
1k
R5
1k
LM385-1,2V
61
5
D4
2
3
33k
R14
620
W
D6
B
T3
US1
7
4
R3
BC337-16

330
W
7
US1
6
 5VR8
LF411A
T1
T2
TIP142
TIP142
US2
1N4148
TL082
B
R13
D7
 OGR I
100
W
 5V
 5V
+5V
C3
R2
C15
C16
T4
43
W
22
m
F
22
m
F
22
m
F/40V
0,5W
BD243
D2
+36V
D3
18V
18V
 5V
+5V
C2
/50V
R1 1k
470
m
F
LM
US3
US4
78L05
79L05
in
LM
in
C1
V
+5V
D1
V
 5V
/50V
1N4004
10000
m
F
PR2
GB008
C9
C11
C13
C10
C12
C14
470
m
F
100n
100n
470
m
F
100n
100n
PR1
8A/400V
~34V
B4
B2
B3
10A
800mA
800mA
~7V
~7V
~17V
~17V
TR1
TST
150/217
(100/217)
WŁ1
B1
1,25A
~220V
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5 A cz.1
9/99 17
spadek napięcia 1,25 V (taki sam jak wy- wzmacniaczem błędu US1. Pomiędzy za- przy maksymalnym napięciu wyjScio-
nosi wartoSć napięcia referencyjnego). ciskami prądowymi i napięciowymi wym traci się w nim moc ok. 3 W, a to
Prąd płynący przez R10 i P3 pochodzi umieszczono pomocnicze rezystory R11 jest już niemało.
z wyjScia zasilacza, jego wartoSć jest sta- i R12 o niewielkiej wartoSci. Zapobiega- Rezystor R17 włączony w obwodzie
ła bez względu na napięcie wyjSciowe, ją przed pojawieniem się maksymalnego masy pełni funkcje bocznika do układu
które będzie zależeć liniowo od rezystan- napięcia wyjSciowego w przypadku gdy stabilizacji prądu wyjSciowego. Ponadto
cji szeregowo połączonych potencjome- zapomni się połączyć wejSć napięcio- jest on też wykorzystywany do pomiaru
trów P1 i P2. W zasilaczu zastosowano wych z obciążeniem. prądu pobieranego z zasilacza. W ukła-
dwa zwykłe potencjometry obrotowe za- W praktyce możemy spotkać się dzie regulacji prądu pracuje wzmacniacz
miast jednego bardzo drogiego potencjo- z układami które generują w niektórych US2A. WejScie odwracające tego wzmac-
metru dziesięcioobrotowego. Potencjo- przypadkach prąd. Są to układy zasilane niacza połączone jest z jednym końcem
metr P1 przeznaczony jest do regulacji z wielu punktów, lub układy posiadające rezystora R17. Do drugiego wejScia do-
zgrubnej, a potencjometr P2 (precyzer) baterie. Dlatego też w dobrych zasila- prowadzone jest napięcie ujemne z su-
umożliwia dokładną regulację napięcia czach laboratoryjnych stosuje się wstęp- waka potencjometru P5. W czasie gdy
wyjSciowego. Przy maksymalnej rezy- ne obciążenie, pobierające niewielki z zasilacza nie jest pobierany prąd wej-
stancji potencjometrów P1 i P2 uzyskuje prąd z wyjScia przez cały czas pracy zasi- Scie nieodwracające US2A jest na poten-
się maksymalne napięcie wyjSciowe, lacza. Ponadto wstępne obciążenie po- cjale niższym niż wejScie odwracające,
a przy zerowej wartoSci rezystancji napię- prawia charakterystykę stopnia wyjScio- dlatego też na wyjSciu wzmacniacza wy-
cie 0 V. Potencjometr P3 przeznaczony wego, który nie musi pracować przy prą- stępuje napięcie ujemne. W takiej sytua-
jest do kalibracji zasilacza. Przy jego po- dach bardzo bliskich zeru (coS podobne- cji zasilacz pracuje jako stabilizator na-
mocy ustawia się maksymalne napięcie go do prądu spoczynkowego we wzmac- pięcia. Wraz ze wzrostem prądu pobiera-
wyjSciowe. niaczach mocy). W układzie obciążenia nego z wyjScia na rezystorze R17 pojawia
W układzie zasilacza można wyróż- wstępnego zastosowano najprostsze się spadek napięcia proporcjonalny do
nić zaciski prądowe (+I  masa I) i na- z możliwych xródło prądowe na tranzy- pobieranego prądu. Powoduje to zmniej-
pięciowe (+U i  masa U). Jak widać za- storze T4 dołączone do wyjScia prądowe- szanie się różnicy napięć pomiędzy wej-
ciski prądowe podłączone są z jednej go zasilacza. Prąd xródła jest stały bez Sciami US2A. Przy pewnej wartoSci prą-
strony do wyjScia (emiterów) tranzysto- względu na napięcie wyjSciowe i wynosi du spadek napięcia na R17 jest na tyle
rów mocy, a z drugiej przez rezystor R17 ok. 100 mA. WartoSć tego prądu zdeter- duży, że kompensuje ujemne napięcie
do masy kondensatora filtru C1. Nato- minowana jest rezystorem R2. Tranzystor doprowadzane przez P5 do wejScia
miast zaciski napięciowe łączą się ze T4 umieszczony jest na radiatorze, gdyż wzmacniacza (różnica napięć na wej-
475
475
+

Rys. 3 Płytka drukowana
18
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5 A cz.1
9/99
Sciach dochodzi do zera). W tej sytuacji w miejsce potencjometru dziesięcioobro- 150 VA, dostarczający napięcia zmienne-
na wyjSciu US2 pojawia się napięcie do- towego zastosowano dwa zwykłe poten- go 217 V. Można też zastosować trans-
datnie. Zaczyna wtedy przewodzić dioda cjometry. Regulacji zgrubnej dokonuje formator o mniejszej mocy 100 VA (tań-
D6, i przez rezystor R14 płynie niewielki się potencjometrem P5, a precyzyjnej szy) i takim samym napięciu wyjScio-
prąd polaryzujący wejScie odwracające potencjometrem P4. wym, lecz prąd maksymalny zasilacza
US1. Efektem tego jest zmniejszenie na- Do zasilania układów pomocniczych ulegnie zmniejszeniu do ok. 3,5 A. Po-
pięcia wyjSciowego. Zasilacz przechodzi i pomiarowych zastosowano zasilacz do- mocnicze napięcie 27 V pochodzi z do-
do pracy ze stabilizacją prądu. Dodatnie starczający napięć ą5 V. Ze względu na datkowo nawiniętego uzwojenia wtórne-
napięcie na wyjSciu US2A powoduje duży prąd wyjSciowy bardzo istotne jest go, lub może być doprowadzone
przełączenie komparatora US2B i zapale- właSciwe prowadzenie mas. W zasilaczu z odrębnego transformatora o mocy ok.
nie diody D7 informującej o pracy ze sta- zastosowano gwiaxdzisty układ prowadze- 8 VA np. TS 8/39.
bilizacją prądu. nia masy, gdzie masy poszczególnych ob- Układy dodatkowe takie jak miernik
Próg przy którym układ zaczyna sta- wodów spotykają się w jednym punkcie, napięcia i prądu wyjSciowego, automa-
bilizować prąd można płynnie regulować co uwidoczniono na schemacie ideowym. tyczny włącznik wentylatora, sygnaliza-
w zakresie od 10 mA do 5 A przy pomo- Do zasilania urządzenia wykorzysta- tor przekroczenia temperatury maksy-
cy potencjometrów P4 i P5. Także tutaj no transformator toroidalny o mocy malnej radiatora zostaną opisane w na-
 ~ ~ +
10A/400VBD243 LM7905 LM7805 TIP142 TIP142
PR1 C1 T4 US4 US3 D1 T1 B C E T2 B C E
B C E WE WY
 ~ ~ + W
R4 R5
C13 TR TR
C12
 C11
PR2 10000mF/50V R6
0,22W 5W
R2
+
C14
W
C2
0,22W 5W R7
C9 475
T3
R3
470mF
D3 D2
C10
475
WŁ1 WŁ2 P6 P3
ZGR U PREC U
SIEĆ U/I g3 a3 g2 R45
DW
g f + a b f + b f + a b g f + a b
PU
D10
D7
P1
P2
R17
e +c
e d + c e d + c e d + c d

R8
dp1
dp2 dp3
C16
TL082
R9 R10
C15
ZGR I PREC I
I
+
US2
C7
C3
D4
V+
C8
UI C6
V
D6
LF411A
R12 R11
I+
P5 P4
R14
+U
+I
C5
US1
D5
Rys. 4 Rozmieszczenie elementów
T
T
Do wentylatora
Termistor
+
R1
B
 5V
+5V
+36V
+
~ 7V ~7V
~ 34V
R13
B
+36V
 5V
+5V
R15
R16
T
~

+
~
T
T
T
T
+
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5 A cz.1
9/99 19
F3,2mm F3,2mm
F3,2mm
Owór
Krawędx Podkładki Podkładki
Owór
mocowania F3,2mm
radiatora mikowe mikowe
mocowania
wentylatora Owór
radiatora
mocowania
radiatora
F3,2mm 3F3,2mm 2F3,2mm
Owór
Owór PR1 10A/400V BD243 LM7905 LM7805 TIP142 TIP142
mocowania
mocowania
radiatora
radiatora
Owory
Otwór na
Otwory w tylnej
F3,2mm
mocowania
przewód wentylatora
płycie plastikowej
2F3,2mm
F3,2mm
wentylatora
F3,2mm
23F1,5mm
Rys. 5 Rozmieszczenie otworów w płycie tylnej i radiatorze (skala 1:1)
stępnym numerze PE. Przedstawiony tu ciski wyjSciowe, włączniki i wySwietlacz. zakresie napięć i prądów wyjSciowych
opis umożliwia zbudowanie kompletne- Płytka umieszczona jest pionowo za pły- przy pracy ciągłej konieczne jest zastoso-
go zasilacza bez wyżej wymienionych tą czołową i połączona z nią na stałe. wanie transformatora o mocy
układów dodatkowych wzbogacających Niektóre elementy umieszczone na tej 200 VA/217 V i radiatora o dwukrotnie
zasilacz. płytce pochodzą z układów dodatkowych większej wysokoSci niż podano w niniej-
zasilacza np. wySwietlacze. Te elementy szym opisie. Mimo tak dużego radiatora
nie występują na podanym schemacie musi on być wyposażony w dwa wenty-
Montaż i uruchomienie
(rys. 2), są jednak wymienione w wyka- latory o wymiarach 8080 mm. Pozo-
Zasilacz zmontowano na dwóch zie elementów i oznaczone gwiazdką. Je- stałe elementy są bez zmian. Natomiast
płytkach drukowanych. Na pierwszej żeli przewiduje się budowę zasilacza gdy zadowolimy się prądem maksymal-
płytce znajdują się wszystkie elementy w wersji rozszerzonej należy je zamonto- nym 3,5 A wystarczy transformator
które wymagają przykręcenia do radiato- wać już teraz. o mocy 100 VA/217 V. Jednakże prak-
ra. Płytka ta umieszczona jest poziomo Pierwszym krokiem jest wybór trans- tyka pokazuje, że optymalne jest rozwią-
i na stałe połączona z tylną Scianką obu- formatora. Przedstawiona konstrukcja zanie może niedoskonałe, ale taki jak
dowy i radiatorem. Natomiast druga pozwala na wykonanie zasilacza dostar- proponujemy, gdyż bardzo rzadko zacho-
płytka zawiera elementy regulacyjne, za- czającego prądu maksymalnego 5 A. Jed- dzi koniecznoSć ciągłej pracy z parame-
nakże gabaryty radia- trami maksymalnymi.
tora, oraz transfor- Napięcie pomocnicze 27 V najpro-
mator o mocy Sciej jest uzyskać nawijając dodatkowe
15mm
150 V nie pozwalają uzwojenie wtórne na rdzeniu transforma-
na stały pobór tak tora. Należy zwrócić uwagę, aby toroi-
Podkładka
Radiator
mikowa
dużego prądu. Ogra- dalny rdzeń nie był zalany w Srodku ży-
Otwór na
Tulejka niczenie mocą traco- wicą, gdyż wtedy dowinięcie uzwojeń
wkrętak
ną w tranzystorach nie jest możliwe. Dodatkowe uzwojenie
F10 mm
T1 i T2 dotyczy przy- nawija się na istniejącej izolacji (której
padków dużego prą- pod żadnym pozorem nie wolno odwi-
Płyta tylna
du wyjSciowego przy jać) przewodem w izolacji o przekroju
obudowy
małym napięciu wyj- 0,35 mm2. Idealnie do tego celu nadaje
Sciowym. Ogranicze- się taSma klejona składająca się z dwóch
nie mocą transforma- przewodów. Taką taSmą nawija się 35
tora dotyczy dużego zwojów w pobliżu wyprowadzeń uzwoje-
poboru prądu. Powo- nia wtórnego (jak najdalej od wyprowa-
duje to relatywnie dzeń uzwojenia pierwotnego). Całe
Przylutowane
Płytka drukowana
nieduży spadek na- uzwojenie zakleja się taSmą izolacyjną
połączenie
z drutu
pięcia na zaciskach pozostawiając wyprowadzone cztery
transformatora, lecz końce. Początek jednego przewodu z pa-
Koszulka
zaczyna się on bardzo ry którą nawinięto uzwojenie łączy się
izolacyjna
mocno nagrzewać. z końcem drugiego przewodu pary.
Jeżeli zasilacz ma W ten sposób uzyskuje się odczep po
pracować w pełnym Srodku uzwojeń. Po włączeniu transfor-
Rys. 6 Mocowanie nóżek elementów
20
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5 A cz.1
9/99
matora można sprawdzić czy napięcie Płytkę z przylutowanymi drutami łączy się
Rezystory cd.
zmienne wynosi 79 V pomiędzy Srod- z płytą tylną i radiatorem przekładając
R15  10 W/0,25 W
kiem a każdym z końców i 1418 V po- druty przez wywiercone w płycie otwory.
R2  43 W/0,5 W
między oboma końcami uzwojenia. Na druty należy nasunąć odcinki koszulek
R11R13  100 W/0,25 W
Następnie można przystąpić do izolacyjnych. Teraz pozostaje ukształtować
R43*  150 W/0,25 W
montowania płytki tylnej i radiatora. końcówki drutów i zlutować je z nóżkami
R3  330 W/0,25 W
W płycie tylnej obudowy i radiatorze elementów. Pokazano to na wysunku 6
R8  620 W/0,25 W
należy wywiercić szereg otworów. Roz- (patrz także zdjęcie na wstępie artykułu).
R10  820 W/0,25 W
mieszczenie otworów wraz z ich Sredni- Na płycie przedniej montowane są wszy-
R4, R5  1 kW/0,25 W
cami przedstawiono w skali 1:1 na ry- stkie elementy za wyjątkiem potencjo-
R1  1 kW/0,5 W
sunku 5, który może posłużyć jako wzo- metrów P1, P2, P4, P5. Jako P3 i P6
R9  10 kW/0,25 W
rzec do trasowania. Trasując otwory wskazane jest zastosować potencjometry
R14, R16  33 kW/0,25 W
w radiatorze górną krawędx radiatora wieloobrotowe (przy ich braku można
P3  220 W 10-cio obrotowy
umieszcza się na wysokoSci górnej kra- zamontować potencjometry zwykłe (TVP
P2, P4  1 kW-A PR 185
wędzi płyty tylnej, a jego lewą krawędx 1232). Jeżeli zasilacz ma być wykonany
P6  2,2 kW 10-cio obrotowy
na oznaczonej pionowej linii (patrz rys. w wersji rozszerzonej należy zamontować
P1, P5  22 kW-A PR 185
5). W tylnej płycie obudowy należy wy- dodatkowe elementy oznaczone w wyka-
Kondensatory
wiercić otwory: mocowania radiatora (4 zie elementów gwiazdką (patrz zdjęcie
C7,
otw. pola koloru czarnego), na nóżki ele- na wstępie artykułu). Ponieważ wykona-
C11C14  100 nF/50 V MKSE-020
mentów i przewody zasilania wentylato- nie wszystkich opisanych wyżej czynnoSci
C5  2,2 mF/50 V
ra (23 otw. pola koloru czarnego), pod jak i zgromadzenie elementów zajmie
C6,
Srubokręt (6 otw. pola koloru niebieskie- trochę czasu dalszy ciąg opisu montażu
C15, C16  22 mF/25 V
go). Otwory pod Srubokręt powinny i uruchamiania przedstawiony zostanie
C3  22 mF/50 V
mięć Srednicę 710 mm. Nie są one w następnej częSci artykułu.
C9, C10  470 mF/16 V
niezbędne, ale będą pomocne przy Prosimy nie zamawiać pozostałych
C8  470 mF/40 V
ewentualnych naprawach zasilacza. elementów. Ceny płyty czołowej, obudo-
C2  470 mF/50 V
W radiatorze wierci się otwory: moco- wy i elementów które będą dostępne
C1  10.000 mF/50 V
wania wentylatora (4 otw. szarego), mo- w sprzedaży wysyłkowej podamy w na-
(6.800 mF/50 V)
cowania radiatora (4 otw. koloru czarne- stępnej częSci artykułu.
Inne
go), na przewody zasilające wentylatora W wykazie elementów gwiazdkami
TR1  TST 150VA/217 V
(1 otw. koloru szarego) i mocowania ele- oznaczono wszystkie elementy które
B1  WTAT 1,25 A/250 V
mentów (6 otw. koloru niebieskiego). wchodzą w skład wersji rozszerzonej zasi-
B2  WTAT 10 A/250 V
Po przygotowaniu płyty tylnej i ra- lacza i nie są niezbędne do zbudowania
B3, B4  WTAT 800 mA/250 V
diatora na tym ostatnim można zamon- wersji podstawowej. Elementy oznaczone
WŁ1, WŁ2*  przełącznik dxwigienkowy
tować elementy. Pod tranzystory T1, T2, gwiazdką nie są także umieszczone na
sieciowy
T4 oraz stabilizatory US3 i US4 należy za- schemacie ideowym.
wentylator*  12 VDC 60 mm60 mm
Wykaz elementów
łożyć podkładki mikowe posmarowane
TR1*  termistor NTC 15 kW
obustronnie smarem silikonowym i tulej-
radiator  jednostronnie żebrowany
ki izolacyjne. Po zamontowaniu elemen- Półprzewodniki
8,5 cm wysokoSci
tów warto sprawdzić omomierzem czy są
US1  LF 411A (LF 355B, LF 356B,
G1G4  pokrętła 4 szt.
one oddzielone galwanicznie od radiato-
LF 357B, LM 107, LM 207)
GN1GN4  gniazda diodowe 4 szt.
ra. Następnie do radiatora można przy-
US2  TL 082
obudowa  ZV
kręcić wentylator, a przewód zasilania
US3  LM 78L05
płyta
przełożyć przez przeznaczony do tego
US4  LM 79L05
czołowa  P475
otwór. Do przykręcenia wentylatora sto-
T1T2  TIP 142
podkładki mikowe z tulejkami pod
suje się wkręty o długoSci ok.50 mm lub
T3  BD 243
obudowę TO 220 3 szt.
tulejki dystansowe 30 mm (215 mm).
T4  BC 337-16
podkładki mikowe z tulejkami pod
Pomiędzy tranzystorami T1 i T2 przykle-
D1, D5  1N4004
obudowę TO 218 (SOT 93) 2 szt.
ja się żywicą epoksydową termistor TR1.
D2, D3  BZX 18 V/0,5 W
tulejki dystansowe 15 mm 4 szt
Na sam koniec przykręca się do płyty tyl-
D4  LM 358-1,2 V
tulejki dystansowe 30 mm 4 szt
nej radiator przy pomocy tulejek dystan-
D6  1N4148
płytka drukowana numer 475
sowych o długoSci 15 mm.
D7,
Na płytce tylnej można teraz zamon-
D10*D12* LED 5 mm zielona
tować wszystkie elementy. Dwie zwory Płytki drukowane wysyłane są za zalicze-
PR1  KBU8G 8 A/400 V
oznaczone grubszą kreską na rysunku 4 niem pocztowym.
PR2  GB008 1,5 A/100 V
powinny być wykonane z drutu o Srednicy Cena: płytka numer 475 - 10,50 zł
W1*W4*  CQVP 31 WA zielony
1,01,5 mm. W miejsca przeznaczone na Rezystory + koszty wysyłki.
przylutowanie nóżek elementów wlutowu-
R17  0,1 W/5 W
je się odcinki drutu o takiej samej Srednicy.
ą mgr inż. Dariusz Cichoński
R6, R7  0,22 W/5 W
4
Urządzenia zasilające
10/99
dza czy wentylator obraca się (wentylator
powinien  nadmuchiwać powietrze na ra-
Laboratoryjny zasilacz cztero-
diator). Jeżeli jest na odwrót trzeba go zde-
montować i obrócić o 180 (nie wolno
zaciskowy 030 V/5 A cz.2
zmieniać polaryzacji zasilania).
Podczas wszystkich pomiarów trzeba
Na rysunku 1 przedstawiono rozkład Jeżeli na wyjSciu brak jest napięcia oznacza uważać aby nie zrobić zwarcia. Jeżeli wszy-
zworek wykonywanych na płytkach druko- to, że uzwojenia wtórne transformatora po- stko jest OK można wyłączyć zasilanie i po
wanych po stronie Scieżek przy pomocy łączono w przeciwnej fazie. Wystarczy rozładowaniu kondensatorów odłączyć po-
kropli cyny (jedna zworka na płytce tylnej zmienić połączenie i napięcie na wyjSciu na tencjometr. Kondensator C1 10.000 mF roz-
i trzy na płytce przedniej). Układ zworek pewno pojawi się. Do połączenia transfor- ładowuje się przez rezystor ok. 30100 W.
przedstawiony jest dla dwóch wersji zasila- matora z płytką tylną należy zastosować Nie wolno zwierać go  na krótko nóżek
kondensatora gdyż grozi to poparzeniem
cza. Opis zmian dla wersji dostarczającej przewód o przekroju 2,5 mm2. Połączenie
(przeskok dużej iskry), a ponadto konden-
napięcia ujemnego będzie podany w dal- napięcia zmiennego 7 V można wykonać
szej częSci opisu. Należy wykonać zworki cienkim przewodem (krosówką, lub ta- sator może się uszkodzić.
zgodnie z rys. 1 uważając, aby nie zrobić siemką 3-y żyłową). Bezpieczniki zamonto- Następnie łączy się ze sobą tasiemką
5-cio żyłową pola: +36 V,  5 V,  masa ,
niepotrzebnych zwarć. wano na kawałku płytki uniwersalnej.
+5 V,  B znajdujące się na obu płytkach
Na takim etapie można przystąpić do Teraz można przeprowadzić pierwszy
w jednym rzędzie. Następnie wykonuje się
uruchamiania układu. Pierwszą czynnoScią etap uruchamiania zasilacza, obejmujący
połączenie pól:  masa i  + przewodem
jest wykonanie wszystkich niezbędnych po- płytkę tylną. W tym celu potencjometr
łączeń przy pomocy przewodów. DługoSć 22 kW łączy się prowizorycznie z polami lu- o przekroju 2,5 mm2. Są one umieszczone
przewodów należy dobrać taką aby nie towniczymi umieszczonymi poziomo obok siebie poziomo w prawym dolnym
trzeba było ich póxniej skracać, lub co gor- w prawej dolnej częSci płytki tylnej. Końce rogu płytki tylnej i pionowo w lewym dol-
sza sztukować. Przy rozmieszczeniu po- potencjometru łączy się z polami  masa nym rogu płytki przedniej. Z płytką przed-
szczególnych częSci i przewodów w obudo- i +36 V, a suwak z polem  B . Po staran- nią łączy się prowizorycznie przy pomocy
wie pomocne będzie zdjęcie na okładce. nym sprawdzeniu poprawnoSci montażu krótkich przewodów potencjometry P1,
W pierwszej kolejnoSci łączy się ob- można włączyć napięcie zasilania. Pierwszą P2, P4, P5. Ponownie należy sprawdzić po-
wód zasilania transformatora TR1 z prze- czynnoScią jest sprawdzenie napięć +5 V, prawnoSć montażu!!! Po sprawdzeniu je-
wodem sieciowym i bezpiecznikiem  5 V, +36ą2 V. Następnie woltomierz szcze raz sprawdzić poprawnoSć montażu!!!
(włącznik zasilania można na razie pomi- podłącza się do pól oznaczonych symbo- To podwójne ostrzeżenie jest naprawdę po-
nąć). Do połączenia koniecznie trzeba za- lem  masy i  + (w prawym dolnym ro- ważne układ jest zasilany stosunkowo wy-
stosować przewody o wytrzymałoSci izola- gu płytki drukowanej). Kręcąc potencjome- sokim napięciem 40 V/5 A, które może być
cji 400 V. Póxniej trzeba połączyć szerego- trem należy sprawdzić czy napięcie wyj- niebezpieczne dla zdrowia, a nawet życia.
wo uzwojenia wtórne tak, aby zmienne na- Sciowe zmienia się w zakresie 034 V. Po- Do wyjScia zasilacza (pola  +I i  ma-
pięcie wyjSciowe wynosiło ok. 3540 V. le  W łączy się z napięciem  5 V i spraw- sa I podłącza się woltomierz. Po włącze-
niu zasilania sprawdza się, czy działa regu-
lacja napięcia wyjSciowego. Napięcie wyj-
a) b)
Sciowe 0 V można uzyskać tylko wtedy,
Zasilacz napięcia dodatniego Zasilacz napięcia ujemnego
gdy oba potencjometry P1 i P2 skręcone
są na minimum. Następnie ustawia się
maksymalne napięcie wyjSciowe potencjo-
metrem P1, a potencjometr P2 ustawia się
w pozycji Srodkowej (ustawienie potencjo-
metrów P4 i P5 nie jest istotne). Przy po-
mocy potencjometru P3 ustawia się war-
toSć napięcia wyjSciowego na +30,0 V.
W przypadku gdy zakres regulacji napięcia
będzie niedostateczny można zmienić nie-
co wartoSć rezystora R10.
Jeżeli na tym etapie wystąpią jakieS
problemy należy sprawdzić napięcia zasila-
jące układy US1 i US2. Sprawdzić, czy na-
pięcie referencyjne (katoda diody D4) wy-
nosi  1,25 V względem masy. Jeżeli pali się
dioda D7 zmienić nieco ustawienie P5.
Po pozytywnym przebrnięciu przez ten
Widok od strony Scieżek drukowanych
etap do zasilacza podłącza się w układzie
czterozaciskowym (patrz rys. 1b PE 9/99)
Rys. 1 Rozmieszczenie zworek na płytkach drukowanych dla wersji
obciążenie szeregowo połączone z ampero-
dostarczającej napięć: a) dodatnich, b) ujemnych


+
+
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5 A
10/99 5
mierzem o zakresie 20 A. Jako obciążenie ny rosnąć. Podczas dalszego zwiększania na- wyjSć  masa I i  +I należy stosować jak
można zastosować rezystor 4 W/50 W lub pięcia w pewnym momencie zapali się dio- najgrubsze nóżki (f1 mm). Wszystkie druty
żarówkę samochodową 12 V/55 W (od da D7 (przy prądzie obciążenia ok. 2,5 A). wkłada się w odpowiadające im otwory
Swiateł drogowych). Do połączenia należy Od tej chwili dalsze zwiększanie napięcia w płytce przedniej. Po dociSnięciu płytki
zastosować cienkie przewody o długoSci potencjometrem P1 nie powinno powodo- przedniej jak najbliżej płyty czołowej moż-
ok. 1 m. Równolegle do obciążenia włącza wać wzrostu napięcia wyjSciowego ani prą- na druty przylutować. Płyta czołowa i płyt-
się woltomierz. Potencjometry regulacji na- du płynącego przez obciążenie. Przy Swie- ka przednia powinny być ustawione równo-
pięcia ustawia się na minimum, a potencjo- cącej się diodzie D7 zmiana ustawień po- legle do siebie na jednej wysokoSci (przed
metry P5 i P4 w pozycji Srodkowej. tencjometru P5 i P4 powinna powodować zlutowaniem sprawdzić czy wszystko mieSci
Po włączeniu zasilania powoli zwiększa zmianę prądu i napięcia na obciążeniu. się w obudowie). Przewody zasilające do-
się napięcie wyjSciowe. WartoSci wskazywa- Obracanie potencjometru P5 w prawo po- chodzące do włącznika sieciowego lutuje się
ne przez woltomierz i amperomierz powin- winno prowadzić do wzrostu prądu i napię- po stronie druku bezpoSrednio do pól lu-
cia, aż do zgaSnięcia dio- towniczych włącznika WŁ1. Tak zmontowa-
dy D7. Wtedy dalsze ny zasilacz jest gotowy do pracy. Podłącze-
obracanie P5 nie powin- nie częSci pomiarowej będzie opisane w na-
no powodować zmian stępnym numerze PE. Wszystkie wykonane
prądu i napięcia. prace nie przeszkadzają w póxniejszym wy-
Jeżeli wszystko działa konaniu tego podłączenia.
tak jak opisano powyżej Zasilacz można też wykonać w wersji
wszystkie potencjometry dostarczającej napięć ujemnych posługując
skręca się w prawo do się tym samym schematem i tymi samymi
oporu. Dioda D7 powin- płytkami drukowanymi. Zmianie ulegają
na się Swiecić. Potencjo- tylko tranzystory T1T4 i sposób montażu
metrem P6 ustawia się niektórych elementów, natomiast procedu-
wartoSć prądu płynącego ra uruchamiania pozostaje taka sama.
przez obciążenie na Zasilacz napięć ujemnych wykaz elemen-
5,0 A. Jeżeli zakres regu- tów i zmian montażowych:
lacji będzie zbyt mały 1.T1, T2  TIP 147
można zmienić nieco 2.T3  BC 327-16
wartoSć rezystora R16. 3.T4  BD 244
Na tym kończy się proces 4.Mostek prostowniczy PR1 montuje się
uruchamiania zasilacza. obrócony o 180, tak aby wyjScie  +
Teraz można przymo- mostka było połączone z punktem   
cować płytkę przednią na płytce drukowanej.
do płyty czołowej, której 5.Diody D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 mon-
wygląd w skali 1:1 tuje się obrócone o 180 (katoda zamie-
przedstawiono na ry- niona z anodą). Przy montażu diody D4
sunku 2. Gotową płytę zwrócić uwagę na podłączenia, Dioda
czołową można będzie posiada trzy wyprowadzenia, jedno
zamówić w redakcji PE z nich jest niewykorzystywane.
po opublikowaniu w na- 6.Kondensatory C1, C2, C3, C5, C6, C8
stępnym numerze dal- montuje się obrócone o 180 (minus kon-
szej częSci zasilacza. densatora wlutowany jest w pole ozna-
Można ją też wykonać czone plusem na płytce drukowanej).
we własnym zakresie 7.Zwory na płytkach drukowanych wyko-
używając rysunku 2 jako nuje się zgodnie z rys. 1 dla wersji napięć
szablonu do wykonania ujemnych.
otworów. Gdy płyta jest Przy uruchamianiu i pomiarach zasila-
gotowa przykręca się do cza napięć ujemnych należy pamiętać, że
niej zaciski wyjSciowe, zamiast +36 V jest teraz napięcie  36 V,
potencjometry P1, P2, napięcie referencyjne wynosi teraz
P4, P5, włączniki WŁ1 +1,25 V. Ponadto układ US1 jest zasilany
i WŁ2. Do wszystkich napięciem +5 V (nóżka 7) i  36 V (nóżka
elementów zamontowa- 4). Ponadto rezystor R2 jest połączony
nych na płycie czołowej z napięciem +5 V.
przylutowywuje się od- Zasilacz napięć ą5 V i pozostałe ele-
cinki drutu (mogą to być menty oraz sposób montażu pozostają bez
nóżki od obciętych ele- zmian.
mentów). W przypadku
Rys. 2 Widok płyty czołowej zasilacza w skali 1:1 ą mgr inż. Dariusz Cichoński
T
I
U
+0,08
+0,4
0
0
Precyzyjna
 0,12
+0,12
 0,04
+0,04
 0,4
 0,08
4
25
5
20
 0,2
+0,2
30
 0,6
+0,6
Regulacja
15

2
3
Zgrubna
0
0
10
5
1
A
V
ARTKELE
wy
U
Zasilacz laboratoryjny 030V/5A
I
W
I
U
UI
IU

WYŁ
Sieć
Pomiar
10
Urządzenia zasilające
11/99
Aplikacja miliwoltomierza jest typo-
wa, z tą tylko różnicą, że wejScie LO (nóż-
Laboratoryjny zasilacz czteroza-
ka 30 US9) nie jest połączone z masą ukła-
du. Napięcie na tej nóżce w zależnoSci od
ciskowy 030 V/5 A cz.3
prądu pobieranego przez zasilacz różni się
od potencjału masy o ok. 00,5 V. Oczy-
wiScie nie ma to wpływu na sam pomiar.
Napięcie referencyjne układu US9 o war-
toSci 100 mV dostarczane jest przez dziel-
nik R49, P11, R50 z wysokostabilnej dio-
dy odniesienia D13 (takiej samej jak
w układzie zasilacza).
Z wyjScia dzielnika napięciowego
R31, R32, P8, za kluczami 2-15 i 5-4
mierzone napięcie doprowadzone jest do
wzmacniacza różnicowego US6A. Jego
wzmocnienie okreSlone jest przez stosu-
nek rezystorów R37, R35 i wynosi
2,2 V/V. WyjScie wzmacniacza US6A po-
łączone jest z kolei z wejSciem nieodwra-
cającym wzmacniacza US6B pracującego
Przystąpimy teraz do opisu częSci po- W układzie pomiarowym zasilacza
miarowej. Nie jest ona niezbędna dla zastosowano automatyczną zmianę zakre- jako komparator. Na drugie wejScie kom-
paratora doprowadzono stałe napięcie
działania całego zasilacza lecz jednak sów pomiaru napięcia i prądu, natomiast
referencyjne z regulowanego dzielnika
w sposób znaczny podnosi walory użyt- sam wybór rodzaju pomiaru odbywa się
R41, R43, P10 o wartoSci ok. 420 mV.
kowe. Zadaniem częSci pomiarowej jest ręcznie. Wszak trudno jest poznać, którą
W czasie kiedy napięcie wyjSciowe zasila-
pomiar napięcia i prądu wyjSciowego za- z wielkoSci chce mierzyć użytkownik. Do
cza jest mniejsze od ok. 19,0 V wyjScie
silacza. Ponadto układ pomiarowy posia- zmiany zakresu pomiarowego, jak też
komparatora jest w stanie niskim. Nato-
da automatyczny włącznik wentylatora zmiany rodzaju pomiaru zastosowano
miast po przekroczeniu wartoSci
chłodzącego radiator i akustyczny sygna- klucze analogowe CD. 4053.
19,0 V napięcie na wyjSciu wzmacniacza
lizator przekroczenia temperatury maksy- Na schemacie ideowym położenie
różnicowego US6A przekracza wartoSć
malnej radiatora. kluczy odpowiada pomiarowi napięcia na
napięcia referencyjnego i komparator
Do pomiaru prądu i napięcia wyjScio- dolnym zakresie od 0 do 19 V. Do zmiany
zmienia stan wyjScia na wysoki. Powodu-
wego zastosowano popularny i powszech- pomiaru prąd/napięcie służy przełącznik
nie dostępny układ ICL 7107. Jest to scalo- WŁ2 umieszczony na płycie czołowej zasi- je to zmianę stanu klucza US7 na prze-
ny miliwoltomierz o czułoSci 200 mV wy- lacza. Diody Swiecące D11 i D12 umie- ciwny niż na schemacie (zwarte ze sobą
nóżki 13-14). Włączony zostaje w ten
Swietlający wynik na polu 3 1/2 cyfry. szczone na płycie czołowej informują
sposób dodatkowy dzielnik przez dzie-
Oznacza to, że maksymalne wskazanie mo- o włączonym rodzaju pomiaru. Dioda D11
sięć R33, P9, R34. Do dokładnej regula-
że wynosić 1,999. Takie ograniczenie stwa- jest zapalona podczas pomiaru napięcia,
cji dzielnika służy potencjometr precyzyj-
rza pewne problemy podczas odczytu na- a dioda D12 podczas pomiaru prądu.
pięcia w zasilaczu o zakresie regulacji Napięcie wyjSciowe zasilacza pobie- ny P9. W ten sposób uzyskuje się zmianę
030 V. Możliwe jest rozwiązanie kiedy rane jest z zacisków napięciowych (punk- zakresu pomiarowego napięcia. Kompa-
rator posiada wprowadzoną niewielką
wynik wySwietlany jest tylko na 3 cyfrach ty V+ i V na płytce czołowej), zatem
tzn. maksymalne napięcie jest przedsta- mierzone jest rzeczywiste napięcie na ob- histerezę ok. 10 mV, aby nie powstawały
wione jako 30,0 V. Drugim, znacznie lep- ciążeniu (patrz PE 9 i 10/99). Do podzia- oscylacje wskazań podczas zmiany zakre-
szym rozwiązaniem jest wySwietlanie na- łu napięcia przez 100 służy dzielnik na- su. Histereza komparatora przeniesiona
na wskazania napięcia na wySwietlaczu
pięcia w pełnej dokładnoSci w zakresie od pięciowy R31, R32, P8. Jeżeli napięcie
wynosi ok. 0,5 V.
0 do 19,99 V. Przy wyższych napięciach wyjSciowe zasilacza wynosi 19,0 V, to po
WyjScie komparatora US6B steruje
konieczna jest zmiana zakresu. Wynik dla podziale otrzymuje się 190 mV. Dokładny
także przełączaniem kluczy US8, odpo-
napięć powyżej 19,99 V jest wtedy wy- podział ustalany jest potencjometrem
Swietlany w postaci 20,0 do 30,0 V. Przy precyzyjnym P8. Za poSrednictwem klu- wiedzialnych za zapalanie kropki dziesięt-
takiej organizacji pomiaru napięcia ko- czy analogowych mierzone napięcie prze- nej na wySwietlaczu. Podczas pomiaru
nieczne jest także zmienianie ustawienia kazywane jest dalej. W przełączaniu bie- napięcia w zakresie 019 V klucze włą-
czone są w pozycji pokazanej na schema-
przecinka na wySwietlaczu. Podobnie sytu- rze udział układ US7 i klucze 2-15, 5-4
cie ideowym rys. 1. Rezystor R44 z jedne-
acja wygląda przy pomiarze prądu. Na (są to numery nóżek US7). Przez kolejny
dolnym zakresie wartoSć prądu pobierane- klucz US7 12-14 napięcie dociera do wej- go końca połączony z masą łączy się za
poSrednictwem kluczy US8 14-12 i 4-5
go z zasilacza jest wySwietlana w postaci Scia miliwoltomierza US9. Elementy C19,
z kropką dziesiętną dp2. Po zmianie za-
1,999 A a na górnym zakresie w postaci C21, R46 tworzą filtr dolnoprzepustowy
kresu układ kluczy jest następujący: 14-
od 2,00 do 5,00 A. Także w tym przypad- tłumiący zakłócenia mogące pogorszyć
12 i 4-3, Swieci się wtedy kropka dp3.
ku zmienia się ustawienie przecinka. dokładnoSć pomiaru.
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5A cz.3
11/99 11
Gdy włączy się przy pomocy przełącz- Spadek napięcia z szeregowego rezy- Układ pomiaru napięcia i prądu mo-
nika WŁ2 pomiar prądu zmianie ulega stora pomiarowego R17 doprowadzany że także współpracować z zasilaczem na-
ustawienie kluczy US7 na 1-15 i 3-4. Mie- jest także do wejScia wzmacniacza różni- pięć ujemnych. Wszystko pozostaje bez
rzony jest wtedy spadek napięcia na sze- cowego i komparatora napięcia odpo- zmian za wyjątkiem napięcia referencyj-
regowym rezystorze pomiarowym R17. wiedzialnych za zmianę zakresu. Gdy nego komparatora US6B. Musi ono mieć
Napięcie jest doprowadzane do płytki po- wartoSć prądu pobieranego z wyjScia za- taką samą jak poprzednio wartoSć bez-
miarowej punktów oznaczonych I+ i I silacza przekroczy 1,9 A komparator względną, lecz przeciwny znak. Wystarczy
na płytce przedniej. Dalsza droga mierzo- US8B zmieni stan wyjScia na wysoki po- tylko dołączyć rezystor R42 do napięcia
nego napięcia jest taka sama jak w przy- wodując włączenie dodatkowego dzielni-  5 V a nie jak dotychczas do +5 V. Mili-
padku pomiaru napięcia wyjSciowego za- ka napięciowego R33, P9, R34 (zwarte woltomierz może mierzyć napięcia za-
silacza. Zmiana ustawienia przełącznika ze sobą nóżki 13-14 US7). RównoczeSnie równo dodatnie jak i ujemne. W przypad-
WŁ2 powoduje także zmianę ustawienia ulega zmianie stan kluczy US8 (zwarte ze ku napięć i prądów ujemnych na wySwie-
kluczy US8 na 14-13. W efekcie tego za- sobą nóżki15-1) i zapala się kropka dzie- tlaczu będzie zapalony dodatkowy znak
palona zostaje kropka dziesiętna dp1. siętna dp2. minus (segment g W4).
V+
R31
100k
WYJRCIA SEGMENTOWE WYRWIETLACZY
US7
R49 R51
R32
2 7 7 7
CD4053 10k 5,1k
R46 C21
820W
12
1M 100n
P8
14 31
36
HI P11
470W
R33 13
C19 US9 220W
11 C28
47k
22n 30 ICL 7107
35 10mF
LO
21
R50 /25V
V
2
P9 820W
15 1 26 40 39 38 33 34 27 28 29
I+ 2,2k
1
+5V
10 R34 C27
C22
5 4,3k 470n
D13
47mF
4
LM385 (1,2V)
3
9  5V R47 C24 C25 C26 R48
I
100k 100p 100n 220n 47k
C23
47mF
R52 22k
R37
R41 820k
220k
R35 +5V
PŁYTKA PRZEDNIA
C32
100k
2 +5V
1n D14
R45
W4 W3 W2 W1
1 5
8 +5V
1N4148 16
A
3 7
10
R40 1k B
dp1 150W D12 D11
6 2
R36
4
15
+5V
R38
US6
100k
 5V 13 1
220k
TL082
dp2
R39 14 9
D10
22k 12 5
11 4
WŁ2
3
+5V
R44 US8
dp3
6, 8 7
100W CD4053
2 7 7 7
R42
I U
22k
 5V
WEJRCIA SEGMENTOWE DW PU
WYRWIETLACZY
R43
1,8k
+5V
C20
+5V
10mF
P10
P7 T5, T6  BC337-16
470W
1k
D8, D9  1N4148
R30
R19 W
270W
7,5k
US5 TL082
R18 Wentylator
W
3,3k +5V
T5
2
8
D8
R26 22k
1
R22 10k A +5V
3
C29 C30
DO PŁYTKI
22mF 22mF
R24 1M R28 4,7k  5V
C18
ZASILACZA R20
10mF
2,2k C31
+5V 22mF
TR T6
6
D9
R27 22k  5V
7
R23 10k B
buzzer
TR 5
C17
15k
DO PŁYTKI
10mF
R21  5V R29 4,7k  5V
ZASILACZA
TR
4,7k
R25 1M
Rys. 1 Schemat ideowy częSci pomiarowej zasilacza
DO PŁYTKI PRZEDNIEJ
T
12
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5A cz.3
11/99
Klucze analogowe US7 i US8 zasilane wskazania miernika prądu (bez prądu po- bierany z nie go bliski maksymalnemu.
są napięciem symetrycznym ą5 V zatem bieranego z zasilacza) wynosiły  0,003 A. W takiej sytuacji temperatura radiatora
mogą pracować zarówno z napięciami Oprócz częSci pomiarowej układ po- roSnie i przy osiągnięciu wartoSci ok.
dodatnimi jak i ujemnymi względem ma- siada jeszcze automatyczny włącznik wen- 60C włączona zostaje sygnalizacja aku-
sy. Samo zaS sterowanie kluczami doko- tylatora chłodzącego radiator. Zastosowa- styczna (buzzer). Włączaniem wentylato-
nywane jest przy pomocy napięć dodat- nie wymuszonego przepływu powietrza ra i buzera sterują komparatory US5
nich 0 i +5 V. zwiększa wydajnoSć radiatora od 100 do i tranzystory T5 i T6. Do regulacji progów
W czasie kiedy z zasilacz nie jest po- 200%. Jako czujnik temperatury zastoso- włączania wentylatora i buzzera służy po-
bierany żaden prąd wyjSciowy przez rezy- wano termistor NTC o ujemnym współ- tencjometr P7.
stor pomiarowy R17 na płytce przedniej czynniku temperaturowym, co oznacza że Płytka pomiarowa zasilana jest na-
płynie niewielki  pasożytniczy prąd po- jego rezystancja maleje wraz ze wzrostem pięciem symetrycznym ą5 V doprowa-
bierany przez diodę referencyjną D4 temperatury. Termistor umieszczony jest dzonym z płytki tylnej zasilacza.
i przez dzielnik regulacji ograniczenia prą- na radiatorze pomiędzy tranzystorami
dowego. Przepływ tego prądu powoduje mocy T1 i T2. Po przekroczeniu przez ra-
Montaż i uruchomienie
powstanie spadku napięcia na rezystorze diator temperatury ok. 40C zostaje włą-
R17, który jest mierzony przez układ po- czony wentylator, co jest sygnalizowane Układ pomiarowy mieSci się na płyt-
miaru prądu wyjSciowego. Ponieważ kie- zapaleniem się diody D10 znajdującej się ce drukowanej o wymiarach identycznych
runek przepływu prądu  pasożytniczego na płytce przedniej. Jednakże jak już z płytką przednią. Płytka pomiarowa
jest przeciwny do prądu pobieranego wspomniano wczeSniej wielkoSć radiatora umieszczona jest pionowo z tyłu za płyt-
z wyjScia, to miernik prądu wskaże nie- i moc tranzystorów T1 i T2 nie pozwala, ką przednią. Do połączenia płytek użyto
wielką wartoSć ujemną. Jest to zjawisko nawet przy włączonym wentylatorze, na szeregu nóżek od rezystorów. Ze względu
normalne, jego wyeliminowanie niepo- odprowadzanie takiej iloSci ciepła jaka na to, że po połączeniu ze sobą płytek
trzebnie skomplikowałoby cały układ po- wydziela się w sposób ciągły gdy napięcie dostęp do elementów jest ograniczony
miarowy. W zasilaczu prototypowym wyjSciowe zasilacza jest małe, a prąd po- zalecam wstępne uruchomienie układu
B
499
P8 P9
T5 US5
R30
D8
R27
3
PU g a3 g2 R26 D9
DW
BUZZER
R18
P7
R22
R20
T6
TR
C30
P11 TR
499
C19
C17 C18 C31
US7
P10
C22 C32
R46
C24 R37
C26 C27
US8
3
g3 a g2
D13
dp3
R51
dp2
C28 US6
B
R41
dp1
C23
R42
R52
C29 D14
Rys. 2 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów
082
TL
T
CD4053
R28
R25
R23
R24
R19
R21
R29
R34
R39
R33
R50
R32
 5V
+5V W
R43
R38
C20
R31
C21
C25
R40
V V+
CD4053
R48
R47
R49
R44
R35
I+
I
R36
A
+
T
ICL 7107
US9
082
TL
A
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5A cz.3
11/99 13
przed połączeniem z zasilaczem (zakła- mierza podłączonego do nóżek 30 i 31 metr, lub palec pomiędzy żebra. Nie wol-
dam, że zasilacz jest już uruchomiony US9 na 190,0 mV. Sprawdzić czy Swiecie no wkładać ręki po stronie tranzystorów,
i działający). Dlatego też na płytce po- się kropka dziesiętna dp2 na wySwietla- gdyż występujące na metalowej obudo-
miarowej montuje się wszystkie elementy czu. Zwiększyć napięcie wyjSciowe zasila- wie napięcie ponad 40 V jest niebez-
za wyjątkiem układu miliwoltomierza cza do 30 V, regulując potencjometrem P9 pieczne dla życia. Sprawdzić czy układ
US9. Ponadto na samej płytce pomiaro- ustawić wskazania woltomierza na włączania wentylatora i sygnalizacji aku-
wej łączy się pola lutownicze oznaczone 30,0 mV. Sprawdzić czy Swieci się kropka stycznej działa.
kwadratem po stronie opisowej i symbo- dziesiętna dp3. Zmieniać bardzo wolno Najprawdopodobniej nie będzie on
lem g3, a3 i g2 z polami o takim samym napięcie wyjSciowe zasilacza w przedziale działał poprawnie a to za sprawą termi-
oznaczeniu. Pola te znajdują się powyżej 19,0 V do 19,9 V, regulując potencjome- stora, który najprawdopodobniej będzie
i poniżej układu US9. DługoSć przewo- trem P10 uzyskać zmianę zakresu przy na- miał inne parametry niż ten zastosowany
dów należy dobrać taką, aby możliwe by- pięciu ok. 19,5 V. Podczas zwiększania na- w prototypie. Jak wybrnąć z tego proble-
ło póxniejsze wlutowanie układu US9, pięcia wyjSciowego zasilacza zmiana za- mu. Jest do doSć łatwe. Wystarczy ustawić
oraz aby przewody nie zasłaniały długie- kresu powinna następować dla napięcia potencjometr P7 w pozycji Srodkowej
go rzędu otworów znajdującego się po- ok. 19,50 V a podczas zmniejszania przy i zmierzyć napięcie pomiędzy punktami
wyżej układu US9. ok. 20,0 V. DokładnoSć tej regulacji nie dwoma TR dla temperatury radiatora
Jeżeli układ pomiarowy będzie jest tak istotna. Chodzi tylko o to aby za- 40C i 50C (wynik zapisać). Następnie
współpracował z zasilaczem napięć do- kres ulegał zmianie z niższego na wyższy dobrać wartoSci rezystorów R19, R20,
datnich na płytce drukowanej po stronie przy napięciu mniejszym od 20,0 V, gdyż R21, aby napięcie pomiędzy punktem
druku należy połączyć pole kwadratowe gdy nastąpi to zbyt póxno miernik wskaże połączenia R19, R20 a masą odpowiada-
oznaczone literą  A z kwadratowym po- przekroczenie zakresu. ło zmierzonemu napięciu przy 40C. Na-
lem umieszczonym obok. Dla wersji mie- W drugim etapie do wyjScia zasilacza tomiast napięcie pomiędzy punktem po-
rzącej napięcia ujemne pola  A łączy się podłącza się obciążenie (rezystor łączenia R20 i R21 powinno odpowiadać
odcinkiem przewodu z kwadratowym po- 4 W/50 W, lub żarówkę samochodową napięciu zmierzonemu przy 50C. Po do-
lem oznaczonym literką  B (także po 12 V/55 W od Swiateł drogowych).Prze- braniu rezystorów niewielkie odchyłki
stronie druku. łącznik WŁ2 ustawić w pozycji pomiaru można zlikwidować regulując potencjo-
Należy też wykonać kilka połączeń prądu, sprawdzić czy Swieci się dioda metrem P7. Również ta regulacja nie jest
niezbędnych podczas uruchamiania. D12 na płycie czołowej. Zmieniając na- taka istotna. Ważne jest tylko, aby przy
Z prawej strony płytki pomiarowej znaj- pięcie wyjSciowe zasilacza sprawdzić czy Srednim rozgrzaniu się radiatora został
dują się w jednym rzędzie pola lutowni- układ mierzy poprawnie prąd, czy zmie- włączony wentylator, natomiast silnemu
cze:  5 V,  masa , +5 V i W. Łączy się je nia automatycznie zakres i czy zapalają się rozgrzaniu radiatora powinien towarzy-
z rzędem pól lutowniczych o takich sa- kropki dziesiętne dp1 dla prądów mniej- szyć alarmowy sygnał dxwiękowy.
mych oznaczeniach na płytce tylnej (dru- szych od 1,99 A, a dp2 dla prądów więk- Gdy wszystkie próby wypadną po-
gi rząd pól w Srodku płytki tylnej). Ponad- szych od 1,99 A. Podczas tych prób wol- mySlnie można wyłączyć zasilacz i usunąć
to łączy się dwa pola TR płytki pomiaro- tomierz o zakresie 200 mV w dalszym cią- wszystkie prowizoryczne połączenia. Na-
wej z polami o takim samym oznaczeniu gu powinien być podłączony do pól lu- leży teraz wlutować układ US9. Nato-
na płytce tylnej (biegunowoSć tego towniczych nr 30 i 31 US9. Odczyt prądu miast w płytkę przednią (czołową) należy
podłączenia nie ma znaczenia). DługoSć może odbiegać nieco od wartoSci zmie- wlutować po stronie druku szereg nóżek
przewodów można dobrać taką jaka bę- rzonej podczas włączenia amperomierza od rezystorów. Nóżki wlutowuje się w po-
dzie w gotowym zasilaczu, gdyż te połą- szeregowo z obciążeniem (różnicę tą zli- la oznaczone symbolami: PU,  masa ,
czenia pozostaną. kwiduje się podczas końcowej kalibracji). DW, I+, V , V+, I , oraz w szereg otwo-
Następnie należy wykonać kilka po- Po pomySlnym przebrnięciu przez rów umieszczonych w połowie wysokoSci
łączeń prowizorycznych łącząc pola: PU, powyższe sprawdzenia pozostaje jeszcze wySwietlaczy (21 nóżek). Łączy się także
 masa , DW, I+, V , V+, I , dp1, dp2, podłączyć miliwoltomierz pomiędzy pola (teraz już na stałe) przewodem o dobra-
dp3 znajdujące się na płytce pomiarowej lutownicze 35 i 36 US9 i potencjometrem nej długoSci pola dp1, dp2, dp3 znajdu-
z polami o identycznych oznaczeniach na P11 ustawić napięcie 100 mV. jące się na płytce przedniej z polami
płytce przedniej. Ponadto anodę diody Następną czynnoScią jest sprawdze- o identycznych oznaczeniach na płytce
D10 (górnej po lewej stronie wySwietla- nie działania układu włączania wentyla- pomiarowej. Teraz pozostaje włożyć nóż-
cza łączy się z napięciem +5 V. tora i sygnalizacji akustycznej. W tym ce- ki przylutowane do płytki przedniej
Do pól lutowniczych nr 30 i 31 ukła- lu należy mierzyć temperaturę radiatora. w otwory w płytce pomiarowej i zlutować
du US9 dołącza się woltomierz o zakresie Można to uczynić ręką. Temperaturze ok. wszystkie połączenia. Płytka pomiarowa
200 mV. Po sprawdzeniu poprawnoSci 40C odpowiada uczucie silnego ciepła, zwrócona jest stroną elementów do przo-
montażu i połączeń można już włączyć za- ale rękę można jeszcze utrzymać na radia- du zasilacza. Zadanie to jest doSć trudne
silacz. Przełącznik WŁ2 ustawić w pozycji torze bez problemu. Natomiast przy tem- ale wykonalne. Trzeba zwrócić uwagę,
pomiar napięcia, sprawdzić czy Swieci się peraturze ok.50C radiator zacznie już aby żaden z potencjometrów P10 i P7 nie
dioda D11 (górna po prawej stronie wy- parzyć. Przy temperaturze ok. 60C przez dotykał Scieżek na płytce przedniej.
Swietlacza). Następnie na wyjSciu zasilacza dłuższą chwilę nie da się utrzymać ręki. Po połączeniu płytek można przepro-
ustawić napięcie 19,0 V, regulując poten- Temperaturę należy mierzyć w pobliżu wadzić ostateczną kalibrację. W pierwszej
cjometrem P8 ustawić wskazania wolto- tranzystorów T1 i T2 wkładając termo- kolejnoSci do zasilacza podłącza się obcią-
14
Laboratoryjny zasilacz czterozaciskowy 030 V/5A cz.3
11/99
żenie i szeregowo połączony z nim ampe- na płytce przedniej zasilacza, lub na
Rezystory cd.
romierz. Następnie zmieniając wartoSć radiatorze.
R37, R38  220 kW/0,125 W
napięcia ustawia się prąd płynący przez
Wykaz elementów R41  820 kW/0,125 W
obciążenie na 1,900 A a włącznik WŁ2
R46, R24,
w pozycji pomiaru prądu. Regulując po-
Półprzewodniki R25  1 MW/0,125 W
tencjometrem P11 na wySwietlaczu zasi-
P11  220 W 10-cio obrotowy
US5, US6  TL 082
lacza ustawia się wskazanie 1,900. Po
P8  470 W 10-cio obrotowy
US7, US8  CD 4053
odłączeniu obciążenia napięcie wyjScio-
P10  470 W TVP 1232
US9  ICL 7107
we zasilacza mierzone zewnętrznym wol-
P7  1 kW TVP 1232
T5, T6  BC 337-16
tomierzem ustawia się na 19,00 V, regu-
P9  2,2 kW 10-cio obrotowy
D8, D9  1N4148
lując potencjometrem P8 doprowadza się
Kondensatory
D10*D12*,
wskazania wySwietlacza do 19,00. W dal-
C24  100 pF/50 V ceramiczny
D14  LED 5 mm zielona
szej kolejnoSci ustawia się napięcie wyj-
C32  1 nF/50 V ceramiczny
D13  LM 358-1,2 V
Sciowe na 30,0 V, regulując potencjome-
C19  22 nF/50 V ceramiczny
W1W4  CQVP 31 WA zielony
trem P9 doprowadza się wskazania wy-
C21, C25  100 nF/50 V MKSE-20
Rezystory
Swietlacza do 30,0 V. Pozostaje jeszcze
C26  220 nF/50 V MKSE-20
R44  100 W/0,125 W dobrać
sprawdzenie poprawnoSci zmiany zakre-
C27  470 nF/50 V MKSE-20
R45*  150 W/0,125 W dobrać
su. Ewentualną regulację można przepro-
C17, C18,
R30  270 W/0,125 W dobrać
wadzić potencjometrem P10 wg procedu-
C20, C28  10 mF/25 V
R32, R50  820 W/0,125 W
ry podanej powyżej. Regulacja dla prą-
C29C31  22 mF/25 V
R40  1 kW/0,125 W
dów wyjSciowych wyższych niż 1,9 A nie
C22, C23  47 mF/16 V
R43  1,8 kW/0,125 W
przeprowadza się. DokładnoSć wskazań
Inne
R20  2,2 kW/0,125 W
powinna być zapewniona automatycznie
TR*  termistor NTC 15 kW
R18  3,3 kW/0,125 W
przez pozostałe regulacje. Na tym kończy
WŁ2  przełącznik dxwigienkowy
R34  4,3 kW/0,125 W
się procedurę uruchamiania płytki pomia-
B1  buzzer 12 V
R21, R28,
rowej i całego zasilacza.
wentylator* 12 V DC 6060 mm
R29  4,7 kW/0,125 W
W skład zasilacza wchodzą dwie płyt-
płytka drukowana numer 499
R51  5,1 kW/0,125 W
ki numer 475 i 499. Oprócz tego w sprze-
R19  7,5 kW/0,125 W
Płytki drukowane wysyłane są za zalicze-
daży wysyłkowej można zamówić płytę
R49, R22,
niem pocztowym.
czołową wykonaną z pleksiglasu w kolo-
R23  10 kW/0,125 W
Cena: płytka numer 475  10,50 zł
rze zielonym, stanowiącego równoczeSnie
R39, R42, R52,
płytka numer 499  7,20 zł
filtr dla wySwietlacza. Kolor płyty czoło-
R26, R27  22 kW/0,125 W
P475  30,00 zł
wej żółty z czarnymi napisami identyczny
R33, R48  47 kW/0,125 W
+ koszty wysyłki.
(patrz rys. 2 PE 10/99) symbol P475.
R31, R35,
W wykazie elementów oznaczono
R36, R47  100 kW/0,125 W
gwiazdkami elementy które znajdują się ą mgr inż. Dariusz Cichoński


Wyszukiwarka