Laboratoriestrømforsyningskredsløb

Laboratoriestrømforsyningskredsløb

Selvom en række forskellige laboratoriebænkforsyninger er dukket op i nyere tid, er det kun en håndfuld af disse, der giver dig effektiviteten, alsidigheden og de lave omkostninger ved designet, der er beskrevet i denne artikel.



Dette indlæg forklarer en stærkt reguleret DIY-strømforsyning af laboratoriekvalitet med dobbelt 0-50 volt. Spændings- og strømområdet er uafhængigt variabelt fra henholdsvis 0 til 50 V og 0 til 5 ampere ..

Når det er sagt, på grund af DIY-layoutet, kan du tilpasse indstillingerne efter behov, hvilket kan ses i følgende specifikationstabel ..





  • Antal forsyninger = 2 (fuldt flydende)
  • Spændingsområde = 0 til 50V
  • Nuværende rækkevidde = 0 til 5 ampere
  • Grov kontrol og fin kontrolforhold for både strøm og spænding = 1:10
  • Spændingsregulering = 0,01% linje og 0,1% belastning
  • Strømbegrænser = 0,5%

Kredsløbsbeskrivelse

laboratorie strømforsyning kredsløb

Figur 1 ovenfor viser kredsløbsdiagrammet for laboratoriets strømforsyning. Specifikationerne for layoutet er centreret omkring IC1, en LM317HVK justerbar regulator , for bred funktionalitet. Suffikset 'HVK' antyder højspændingsudgaven af ​​regulatoren.

Den resterende del af kredsløbet muliggør spændingsindstilling og strømbegrænsningsfunktioner. Indgangen til IC1 stammer fra udgangen af ​​BR1, som filtreres af C1 og C2 til omkring + 60 volt DC, og indgangen til strømfølerkomparator IC2 udvikler sig fra broensretter BR2, som desuden fungerer som en negativ forspænding for at få regulering til jordoverfladen.



IC1's funktion er at holde OUT-terminalen på 1,25 volt DC over ADJ-terminalen. Strømafløbet ved ADJ-stiften er ekstremt minimal (så lavt som 25 µA), og derfor danner R15 og R16 (de rå og raffinerede spændingsmanipulationer) og R8 en spændingsdeler med 1,25 volt, der vises omkring R8.

Den nederste terminal på R16 tilsluttes en -1,3 reference volt udviklet af D7 og D8, hvilket tillader R8 - R15 modstandsdeleren at fastgøre udgangsspændingen helt ned til jordoverfladen når som helst R15 + R16 bliver 0 ohm.

Beregning af udgangsspændingen

Generelt afhænger udgangsspændingen af ​​følgende resultater:

(VouT - 1,25 + 1,3) / (R15 + R16) = 1,25 / R8.

Således kan den højeste størrelse af spændingsværdien, der er tilgængelig fra hvert variabelt forsyningskort, være:

VOUT = (1,25 / R8) x (R15 + R16) = 50,18 volt jævnstrøm.

Potentiometre R15 og R16 bruges til at styre udgangsspændingen, hvilket gør det muligt for VouT at variere fra 0-50 volt DC.

Sådan fungerer den aktuelle kontrol

Når jævnstrømsbelastningsstrømmen øges, stiger spændingsfaldet over R2 også, og ved omkring 0,65 volt (det vil sige i forhold til omkring 20 mA) tænder Q1 og Q2 sig og bliver strømens primære forløb. Derudover garanterer R3 og R4, at Q1 og Q2 håndterer belastningen ensartet. IC2 fungerer som en nuværende begrænsningsfase.

Dens ikke-inverterende indgang gør brug af udgangsspændingen som en reference, mens dens inverterende indgang er knyttet til spændingsdeleren udviklet af R6 og de nuværende kontrolpotter R13 og R14. Spændingsfaldet over R6 er ca. 1,25 volt, referencespændingen angivet ovenfor bestemmes af forskellen over IC1-terminalerne OUT og ADJ.

Strøm, der passerer over Q1 og Q2, bevæger sig via R9 og bygger et spændingsfald over R13 + R14. Som et resultat bliver IC2 tvunget til at slukke, så snart spændingsfaldet omkring R9 genererer strøm ved hjælp af R13 og R14, hvilket får den ikke-inverterende indgangsspænding til at gå ud over VouT.

Dette løser den nuværende begrænsningstærskel ved: (IouT x 0,2) / (R13 + R14) = 1,25 / 100K lav = 0 til 5 ampere. Dette giver et tilsvarende interval på omkring 0-5 ampere.

Når den nuværende grænsetærskel er nået, bliver output fra IC2 lav, hvilket fører ADJ-stiften ned ved hjælp af D2 og resulterer i belysning af LED1. Ekstra strøm til D5 leveres med R5.

Da ADJ-stiften drives lavt, følger output, indtil udgangsstrømmen falder til et punkt svarende til indstillingen af ​​R13 og R14.

I betragtning af at udgangsspændingen kan være mellem 0-50 volt, skal forsyningsspændingen til IC2 følge dette interval, der arbejder med D3, D4 og Q3.

Derefter konstaterer D9, at udgangsspændingen ikke øges, når forsyningsindgangen er slukket, mens D10 beskytter mod en omvendt forsyningsspænding. Endelig viser målerne M1 spændingsaflæsningen, og M2 viser den aktuelle aflæsning.

Liste over dele

PCB Layout Design




Forrige: Simple Touch Operated Potentiometer Circuit Næste: Op Amp Preamplifier Circuits - Til MIC'er, guitarer, pick-ups, buffere