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 WŁ 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