Spis Treści
Wstęp
Parametry zasilacza
Opis zasilacza
Opis układu elektronicznego regulatora napięcia i prądu
Opis urządzeń pomiarowych
Schematy
Opis konstrukcji mechanicznej
Uruchomienie
Wykaz elementów
1.Wstęp
W pracy dyplomowej przedstawiono zasilacz stabilizowany o regulowanym napięciu i prądzie.
W obudowie zasilacza znajduje się:
- zasilacz
- miernik cyfrowy
2. Parametry zasilacza
Zasilacz ten powinien spełniać następujące parametry:
- napięcie regulowane w zakresie od 1V do 24V
- prąd regulowany w zakresie od 0,1 A do 5A
3. Opis zasilacza
Aby wykonać zasilacz potrzebny jest transformator sieciowy podłączony do układu prostującego prostującego i filtrującego napięcie pobierane jest z kondensatora umieszczonego bezpośrednio za prostownikiem.
Kondensator ten musi mieć jednak duża pojemność zawierająca się w granicach 2000µF do 5000µF, aby tętnienia sieciowe nie przekraczały dopuszczalnej wartości przy maksymalnym poborze prądu. Jeżeli napięcie zasilające zostało ustalone z pewnym zapasem, tętnienia tego napięcia nie wpływają w istotny sposób na pracę zasilanego nim urządzenia, a konstrukcja zasilacza bardzo się upraszcza.
Transformator zastosowany w zasilaczu jest transformatorem TROIDALNYM. Transformator posiada dwa napięcia 12.5V co daje nam razem 25V. Moc pobierania z transformatora zależna jest od poboru prądu urządzenia zasilanego naszym zasilaczem.
Pierwszy stopień zasilacza składa się z:
-transformatora sieciowego
-mostka prostowniczego
-kondensatorów elektrolitycznych
Transformator sieciowy obniża napięcie sieci do wartości potrzebnej do zasilania układu elektrolitycznego naszego urządzenia. Zastosowany transformator TROIDALNY posiada dwa uzwojenia wtórne o napięciach 2x12,5V.
Uzwojenia zostały nawinięte drutem miedzianym o średnicy 2mm. Przyjmując, że dla drutu o średnicy 2mm prąd wynosi 6A, określamy prąd uzwojeń wtórnych na 6A. Transformatory toroidalne charakteryzują się mały rozproszeniem mocy oraz duża sprawnością. Przyjąłem że sprawność wynosi 99%. Temperatura transformatora w trakcie pracy nie powinna przekraczać 40°C. Uzwojenia o napięciach 12,5V zostały połączone szeregowo co daje łącznie napięcie wyjściowe 25V. Po przejściu przez mostek Greatz'a 8A napięcie to podawane jest na kondensator elektrolityczny 1000µF/50V, który ładuje się do wartości napięcia.
4. Opis układu elektronicznego
regulatora napięcia
i prądu
Prezentowany zasilacz pomimo prostej konstrukcji cechują dobre parametry, posiada on możliwość płynnej regulacji w zakresie od 1 do 30V oraz płynnej regulacji prądowej od 0,1A do 5A.
Cały układ zbudowany jest na poczwórnym wzmacniaczu operacyjnym typu LM 324. Pierwszy wzmacniacz pracuje jako źródło napięcia odniesienia. Układ błędu zasilacza zbudowany zastał na wzmacniaczu drugim. Wzmacniacz trzeci służy do pomiaru prądu wyjściowego, natomiast wzmacniacz czwarty pracuje jako sterownik sterujący dioda (LED) świecącą.
Dioda świecąca sygnalizuje stan przejścia zasilacza stabilizacje prądu.
5. Opis urządzenia pomiarowego
Miliwoltomierz cyfrowy wykonywany jest w formie modelu który został wykorzystany w tym urządzeniu. Miernik zbudowany zastał przy użyciu trzycyfrowego przetwornika d/c typu C520D. Miernik umożliwia pomiar napięcia stałego od -99mV do +999mV z błędem 0,1%. Przetwornik natychmiast automatycznie wykrywa znak mierzonego napięcia ( czy napięcie jest ujemne czy dodatnie).
Przy wykorzystaniu układu scalonego 7447 jako dekodera kodu BCD na kod wskaźnika siedmiosegmentowego. Wartość dodatnia napięcia jest wyświetlana baz znaku, natychmiast wartość ujemna poprzedzona jest literka „c”. Przekroczenie zakresu pomiarowego jest sygnalizowane wyświetleniem symbolu „>>>” dla napięć dodatnich i „<<<” dla napięć ujemnych.
Układ jest zasilany z osobnego zasilacza 0,5A i 5V. Zasilacz został zbudowany na małym transformatorze 12V i 0,8A. Napięcie po wyprostowaniu i filtracji przy użyciu kondensatora 1000µF/25V podane zostało na scalony układ stabilizujący LM 7805. Układ ten stabilizuje napięcie 5V. Wytrzymałość mocowa tego układu wynosi 1,5A. Dzięki czemu nie musimy zastosować radiatora, ponieważ nie będzie się on grzał przy pracy.
Wyżej opisane możliwości miernika nie będą wypełni wykorzystywane ponieważ do pomiaru naszego zasilacza potrzebne będą tylko możliwości pomiaru napięcia dodatniego, dodatniego nie przekracza to napięcia zakresu miernika. Również oczywiste jest że zakres 999mV nie może mierzyć napięcia rzędu 30V. To również zostało przystosowane do pracy w naszym urządzeniu.
Przy pomocy potencjometrów montażowych napięcie zostało zmniejszone do wymaganego zakresu. A w mierniku przecinek został ustalony po dwóch pierwszych cyfrach.
6. Schematy
1.Schemat blokowy urządzenia
2.Schemat zasilacza
3.Schemat miernika
4. Schemat zasilania
7. Opis konstrukcji mechanicznej
Obudowa zasilacza składa się z obudowy plastikowej oraz tak zwanej uniwersalnej płytki czołowej.
Na przedniej ściance obudowy znajduje się:
Włącznik POWER
2. Dioda sygnalizująca prace zasilacza
3. Przełącznik przełączający pomiar prądu i
napięcia
4. okienko wyświetlacza miernika
5. Wyjście zasilacza
8.Uruchomienie
Po przylutowaniu wszystkich elementów elektronicznych oraz po przyłączeniu transformatora sieciowego pierwszy został uruchomiony zasilacz. Nie było przy tym większych trudności. Potencjometr P2 ustawić na maksimum. Wyjście zasilacza obciążyłem np. rezystorem drutowym o oporności kilkunastu omów, w szarego z rezystorem włączyłem amperomierz. Regulując napięcie wyjściowe ustawiłem prąd płynący przez rezystor r na 5A kręcąc potencjometrem natężonym PR1 doprowadziłem do zapalenia diody świecącej w ten sposób uzyskałem maksymalny prąd (A). Reszta układów działa bez regulacji.
W układzie miernika musiałem dokonać trzech regulacji.
Za pomocą potencjometru P2 u stawiłem wartość napięcia nie zrównoważenia układu wejściowego przetwornika przy końcówce wejściowej (pomiarowej) układu zwartego do masy.
Potencjometrem P2 ustawiłem na wyświetlaczu wartość 000.
Potencjometrem P1 służy do kalibracji przetwornika. A wejście układu n ależy podać napięcie 900mV i przy pomocy P1 ustawić na wyświetlaczu wskazanie 900.
9.Wykaz elementów
Zasilacz
R1 -10kΩ R2 - 4,7kΩ
R3 - 2,2kΩ R4 - 10kΩ
R5 - 3,3kΩ R6 - 100kΩ
R7 - 39kΩ R8 - 47kΩ
R10 - 18kΩ R11 - 1kΩ
R12 - 10kΩ R13 - 4,7kΩ
R14 - 0,2kΩ R15 - 4,7kΩ
P2 - 10kΩ P1 - 10kΩ
PR1 - 4,7kΩ D1,2,3,4 -1N5401
D4 - LED czerwony D5 - Zener 5,6V
D6,7 - 1N4148 T1 - BD135
T2 - 2N4055 C1,2 - 1500µF
C3 - 100µF C4 - 100µF Ω
Miernik
US1 - C52OD US2 - 7447
T1-T3 - BC 307 Q1,Q2 - TDDY5250 C1 - 220-330nF C3 - 100nF
C4 - 100µF/10V R1 - 330Ω
R2,R3 - 18kΩ R4-R7 - 10kΩ
R8 -R14 - 120Ω P1,P2 - 22k
Zsilacz do miernika
D1,D2,D3,D4 - Diody prostownicze
C1 - 1000µF/25V
US1 - LM-7805
- 1 -
- 1 -
Wyszukiwarka