Jak pracovat s operačním zesilovačem LM358: propojovací obvody a praktické použití. Stabilizátor proudu pro nabíjení baterie - nabíječka se stabilizací proudu Regulátor napětí na lm358

Pro nastavení různých elektronických zařízení potřebujete zdroj, který zajišťuje regulaci nejen výstupního napětí, ale také prahové hodnoty pro nadproudovou ochranu. V mnoha jednoduchá zařízení ochrana pro podobný účel pouze omezuje maximální zatěžovací proud a možnost jeho regulace chybí nebo je obtížná. Tato ochrana je určena spíše pro samotné napájení než pro jeho zátěž. Pro bezpečný provoz zdroje i zařízení k němu připojeného je nutné mít možnost regulovat úroveň proudové ochrany v širokém rozsahu. Při jeho spuštění by se zátěž měla automaticky vypnout. Navržené zařízení splňuje všechny výše uvedené požadavky.

Hlavní technické vlastnosti
Vstupní napětí, V......26...29
Výstupní napětí, V......1...20
Ochranný provozní proud, A................0,03...2

Schéma zařízeníznázorněno na obrázku. Nastavitelný stabilizátor napětí je namontováno na operačním zesilovači DA1.1. Jeho neinvertující vstup (pin 3) z proměnného odporu R2 přijímá referenční napětí, jehož stabilitu zajišťuje zenerova dioda VD1, a invertující vstup (pin 2) přijímá záporné napětí. zpětná vazba(OOS) z emitoru tranzistoru VT2 přes napěťový dělič R11R7 OOS zachovává rovnost napětí na vstupech operačního zesilovače a kompenzuje tak vliv destabilizačních faktorů. Posunutím jezdce proměnného odporu R2 můžete upravit výstupní napětí.

Jednotka nadproudové ochrany je namontována na operačním zesilovači DA1.2, který je součástí komparátoru, který porovnává napětí na invertujícím a neinvertujícím vstupu. Neinvertující vstup přes rezistor R14 přijímá napětí ze snímače zátěžového proudu - rezistor R13 a invertující vstup přijímá referenční napětí, jehož stabilitu zajišťuje dioda VD2, která funguje jako stabilizátor se stabilizačním napětím cca 0,6 V. Zatímco pokles napětí vytvořený zatěžovacím proudem na rezistoru R13 je menší než příkladný, napětí na výstupu (kolík 7) operačního zesilovače DA1.2 je blízké nule.

Pokud zatěžovací proud překročí přípustnou hodnotu, vzroste napětí na výstupu operačního zesilovače DA1.2 téměř na napájecí napětí. Rezistorem R9 bude protékat proud, který rozsvítí LED HL1 a otevře tranzistor VT1. Dioda VD3 se otevře a přes odpor R8 uzavře obvod kladné zpětné vazby (POC). Otevřený tranzistor VT1 spojuje nízkoodporový odpor R12 paralelně se zenerovou diodou VD1, v důsledku čehož výstupní napětí klesne téměř na nulu, protože regulační tranzistor VT2 se uzavře a vypne zátěž. Navzdory skutečnosti, že napětí na snímači proudu zátěže klesne na nulu, vlivem činnosti PIC zůstane zátěž odpojená, jak ukazuje svítící kontrolka HL1. Zátěž můžete znovu aktivovat krátkým vypnutím napájení nebo stisknutím tlačítka SB1. Dioda VD4 chrání přechod emitoru tranzistoru VT2 před zpětným napětím z kondenzátoru C5 při vypnutí zátěže a také zajišťuje vybití tohoto kondenzátoru přes rezistor R10 a výstup operačního zesilovače DA1.1.

Podrobnosti.Tranzistor KT315A (VT1) lze nahradit KT315B-KT315E. Tranzistor VT2 - kterýkoli z řady KT827, KT829. Zenerova dioda (VD1) může být cokoliv se stabilizačním napětím 3 V při proudu 3...8 mA. Diody KD521V (VD2-VD4) mohou být jiné z této řady nebo KD522B Kondenzátory SZ, C4 - libovolné filmové nebo keramické. Oxidové kondenzátory: C1 - K50-18 nebo podobné dovezené, zbytek je z řady K50-35. Jmenovité napětí kondenzátorů by nemělo být nižší, než je uvedeno na diagramu. Pevné rezistory - MLT, proměnné - SPZ-9a. Rezistor R13 může být tvořen třemi paralelně zapojenými MLT-1 s odporem 1 ohm. Tlačítko (SB1) - P2K bez fixace nebo podobně.

Nastavení zařízení začíná měřením napájecího napětí na svorkách kondenzátoru C1, které s ohledem na zvlnění musí být v mezích uvedených ve schématu. Poté přesuňte jezdec proměnného rezistoru R2 do horní polohy v obvodu a změřením maximálního výstupního napětí jej nastavte na 20 V a vyberte rezistor R11. Potom se na výstup připojí například zátěžový ekvivalent, jak je popsáno v článku I. Nechaeva „Univerzální zátěžový ekvivalent“ v „Rádio“, 2005, č. 1, str. 35. Změřte minimální a maximální proud ochrany. Snížit minimální úroveň ochranného provozu, je nutné snížit odpor rezistoru R6. Chcete-li zvýšit maximální úroveň ochrany, musíte snížit odpor rezistoru R13 - snímač zátěžového proudu.


P. VYSOCHANSKY, Rybnitsa, Podněstří, Moldavsko
"Rádio" č. 9 2006

Téma nabíječek do auta zajímá mnoho lidí. Z tohoto článku se dozvíte, jak přeměnit počítačový zdroj na plnohodnotnou nabíječku autobaterií. Půjde o pulzní nabíječku pro baterie s kapacitou až 120 Ah, čili nabíjení bude poměrně výkonné.

Prakticky není potřeba nic montovat - stačí předělat zdroj. Do něj bude přidána pouze jedna součást.

Počítačový zdroj má několik výstupních napětí. Hlavní napájecí sběrnice mají napětí 3,3, 5 a 12 V. Aby zařízení fungovalo, budete potřebovat 12voltovou sběrnici (žlutý vodič).

Pro nabíjení autobaterií by výstupní napětí mělo být kolem 14,5-15 V, tedy 12 V z počítačová jednotka jídlo zjevně nestačí. Proto je prvním krokem zvýšení napětí na 12V sběrnici na úroveň 14,5-15V.

Poté musíte sestavit nastavitelný stabilizátor proudu nebo omezovač, abyste mohli nastavit požadovaný nabíjecí proud.

Nabíječka, dalo by se říci, bude automatická. Baterie se bude nabíjet na stanovené napětí stabilním proudem. Jak nabíjení postupuje, proud klesá a na samém konci procesu se bude rovnat nule.

Když začínáte s výrobou zařízení, musíte najít vhodný zdroj napájení. Pro tyto účely jsou vhodné jednotky obsahující PWM regulátor TL494 nebo jeho plnohodnotný analogový K7500.

Když je nalezen požadovaný zdroj napájení, musíte jej zkontrolovat. Chcete-li jednotku spustit, musíte připojit zelený vodič k některému z černých vodičů.

Pokud se jednotka spustí, musíte zkontrolovat napětí na všech sběrnicích. Pokud je vše v pořádku, pak je potřeba desku vyjmout z plechového pouzdra.

Po vyjmutí desky je potřeba odstranit všechny vodiče kromě dvou černých, dvou zelených a přejít ke spuštění jednotky. Zbývající dráty se doporučuje připájet výkonnou páječkou, například 100 W.

Tento krok bude vyžadovat vaši plnou pozornost, protože je to nejdůležitější bod celé přestavby. Musíte najít první kolík mikroobvodu (v příkladu je čip 7500) a najít první rezistor, který je z tohoto kolíku přiveden na 12V sběrnici.

Na prvním kolíku je mnoho rezistorů, ale najít ten správný nebude těžké, pokud vše otestujete multimetrem.

Po nalezení rezistoru (v příkladu je to 27 kOhm) stačí odpájet pouze jeden pin. Aby se předešlo zmatkům v budoucnu, odpor se bude nazývat Rx.

Nyní musíte najít proměnný odpor, řekněme 10 kOhm. Jeho síla není důležitá. Musíte připojit 2 vodiče o délce asi 10 cm, a to tímto způsobem:

Jeden z vodičů musí být připojen k připájené svorce rezistoru Rx a druhý musí být připájen k desce v místě, odkud byla připájena svorka rezistoru Rx. Díky tomuto nastavitelnému odporu bude možné nastavit požadované výstupní napětí.

Stabilizátor nebo omezovač nabíjecího proudu je velmi důležitým doplňkem, který by měla obsahovat každá nabíječka. Tato jednotka je vyrobena na zákl operační zesilovač. Zde postačí téměř každý „ops“. V příkladu je použit rozpočet LM358. V těle tohoto mikroobvodu jsou dva prvky, ale je potřeba pouze jeden z nich.

Pár slov o fungování omezovače proudu. V tomto obvodu se jako komparátor používá operační zesilovač, který porovnává napětí na nízkohodnotném rezistoru s referenčním napětím. Ten se nastavuje pomocí zenerovy diody. A nastavitelný odpor nyní mění toto napětí.

Když se hodnota napětí změní, operační zesilovač se pokusí vyhladit napětí na vstupech a udělá to snížením nebo zvýšením výstupního napětí. Bude tedy řídit „provozní operátor“. tranzistor s efektem pole. Ten reguluje výstupní zatížení.

Tranzistor s efektem pole potřebuje výkonný, protože jím projde veškerý nabíjecí proud. Příklad používá IRFZ44, ačkoli lze použít jakýkoli jiný vhodný parametr.

Tranzistor musí být instalován na chladiči, protože při vysokých proudech se bude docela dobře zahřívat. V tomto příkladu je tranzistor jednoduše připojen k pouzdru napájecího zdroje.

Deska plošných spojů byla vedena do rychlá oprava , ale dopadlo to docela dobře.

Nyní zbývá vše zapojit podle obrázku a začít s instalací.

Napětí je nastaveno na cca 14,5 V. Regulátor napětí není potřeba vynášet ven. Pro ovládání na předním panelu je pouze regulátor nabíjecího proudu a není potřeba ani voltmetr, protože ampérmetr ukáže vše, co je potřeba při nabíjení vidět.

Můžete si vzít sovětský analogový nebo digitální ampérmetr.

Na předním panelu byl také páčkový přepínač pro spouštění zařízení a výstupní svorky. Projekt lze nyní považovat za dokončený.

Výsledkem je snadno vyrobitelná a levná nabíječka, kterou můžete sami bezpečně replikovat.

Přiložené soubory:

Nejoblíbenější dvoukanálový operační zesilovač je LM358, LM358N. Operační zesilovač patří do řady LM158, LM158A, LM258, LM258A, LM2904, LM2904V. Má mnoho spínacích obvodů, analogů a katalogových listů.

Mikroobvody LM358 a LM358N jsou parametry totožné a liší se pouze pouzdrem.

Budete mít zájem o datové listy a charakteristiky ostatních IO. Používají se ve spojení se spínacími stabilizátory a napájecími zdroji.


  • 1. Charakteristika, popis
  • 2. Tabulka charakteristik.
  • 3. Pinout, pinout
  • 4. Analogové
  • 5. Typická schémata zařazení
  • 6. Datasheet, datasheet LM358 LM358N

Charakteristika, popis

Napájení IC může být unipolární od 3 do 32V. Operační zesilovač pracuje stabilně při standardních 3,3V. Bipolární napájení od 1,5 do 16 V. Při specifikované teplotě 0° až 70° zůstávají charakteristiky v normálních mezích. Pokud počet stupňů překročí tyto limity, objeví se odchylka parametrů.

Mnoho lidí zajímá popis LM328N v ruštině, ale datasheet je velký, hlavní část je jasná i bez překladu. Abyste nehledali datový list LM358 v ruštině, sestavil jsem tabulku hlavních parametrů.

Několik populárních datových listů ke stažení:

Tabulka charakteristik.

Parametr LM358, LM358N
Výkon, volty 3-32V
Bipolární výživa ±1,5V až ±16V
Aktuální spotřeba 0,7 mA
Vstupní offset napětí 3 mV
Vstupní kompenzační offsetový proud 2nA
Posun vstupního proudu 20 nA
Rychlost přeběhu výstupu 0,3 V/ms
Výstupní proud 30 - 40 mA
Maximální frekvence 0,7 až 1,1 MHz
Diferenciální zisk 100 dB
Pracovní teplota 0° až 70°

Mikroobvody od různých výrobců mohou mít různé parametry, ale vše je v normálních mezích. Jediné, co se může výrazně lišit, je maximální frekvence: u některých je to 0,7 MHz, u jiných až 1,1 MHz. Možností použití integrovaných obvodů je mnoho, jen v dokumentaci je jich asi 20. Radioamatéři tento počet rozšířili na více než 70 schémat.

Typické funkce z datového listu v ruštině:

  1. komparátory;
  2. aktivní RC filtry;
  3. LED ovladač;
  4. součtový zesilovač stejnosměrný proud;
  5. generátor pulzů a pulzací;
  6. nízkonapěťový detektor špičkového napětí;
  7. pásmovou propust aktivní filtr;
  8. pro zesílení z fotodiody;
  9. invertující a neinvertující zesilovač;
  10. vyvážený zesilovač;
  11. stabilizátor proudu;
  12. invertující zesilovač střídavý proud;
  13. stejnosměrný diferenciální zesilovač;
  14. můstkový proudový zesilovač.

Pinout, pinout

Analog

..

Velkou popularitu určuje také velké množství analogů LM358 LM358N. V závislosti na výrobci se charakteristiky mohou mírně lišit, ale vše je v toleranci. Před výměnou zkontrolujte elektrické charakteristiky od výrobce, pokud by vám nevyhovoval. Schémata zapojení jsou podobná. Existuje více než 30 analogů, ukážu první tucet, které jsou zcela podobné: podle parametrů:

  1. KR1040UD1
  2. KR1053UD2
  3. KR1401UD5
  4. GL358
  5. NE532
  6. OP295
  7. OP290
  8. OP221
  9. OPA2237
  10. TA75358P
  11. UPC1251C
  12. UPC358C

Typická schémata zapojení

Musel jsem projít několik specifikací z různých továren, abych našel tu nejúplnější. Většina z nich je krátká a neinformativní. Aby bylo co nejjasnější, jak fungují připojovací obvody LM358 a LM358N, podívejte se na typické zapojení.


Datasheet, datasheet LM358 LM358N

Rozsah použití uváděný výrobci:

  1. Blu-ray přehrávače a domácí kina;
  2. chemické a plynové senzory;
  3. DVD rekordéry a přehrávače;
  4. digitální multimetry;
  5. senzor teploty;
  6. řídicí systémy motoru;
  7. osciloskopy;
  8. generátory;
  9. systémy určování hmotnosti.

Mnoho parametrů zařízení bude záviset na tom, který konkrétní připojovací obvod LM358 je použit. Tento operační zesilovač lze použít k realizaci mnoha návrhů, které lze bez problémů použít v technologii mikrokontrolérů a dokonce i v reproduktorových soustavách.

Nejedná se o příliš náročný prvek - jeho výkon není hvězdný, rozsah jeho provozního napětí je také malý, ale má hlavní kvality - jednoduchost a nízkou cenu. Náklady na jeden operační zesilovač velkoobchodně jsou asi 15 rublů. Nepovedené experimenty s ním vám proto kapsu neublíží.

Vlastnosti operačního zesilovače

Čip LM358 je široce používán mezi radioamatéry, protože má mnoho výhod. Mezi všemi lze rozlišit následující:

  1. Extrémně nízká cena zboží.
  2. Při implementaci zařízení na čip není potřeba instalovat další obvody pro kompenzaci.
  3. Může být napájen buď z unipolárního nebo bipolárního zdroje.
  4. Napájení může pocházet ze zdroje, jehož napětí je 3...32V. To vám umožní použít téměř jakýkoli napájecí zdroj.
  5. Na výstupu se signál zvyšuje rychlostí 0,6 V/µs.
  6. Maximální proudový odběr nepřesahuje 0,7 mA.
  7. Vstupní předpětí není větší než 0,2 mV.

To jsou klíčové vlastnosti, které musíte hledat při výběru tohoto čipu. Pokud nejste s některým parametrem spokojeni, je lepší poohlédnout se po analogových nebo podobných operačních zesilovačích.

Mikroobvodový vývod

Z datasheetu LM358 můžete vidět, že v jednom balení jsou dva operační zesilovače. V důsledku toho má každý dva vstupy a stejný počet výstupů. Plus dvě další nohy jsou určeny k napájení napájecího napětí. Na mikroobvodu je pouze osm kolíků. Pinout LM358 je následující:

1 - výstup DA1.1.

2 - záporný vstup DA1.1.

3 - kladný vstup DA1.1.

4 - „mínus“ napájení.

5 - kladný vstup DA1.2.

6 - záporný vstup DA1.2.

7 - výstup DA1.2.

8 - „plus“ napájecí zdroj pro LM358.

V jakých obalech se mikroobvody vyrábějí?

Pouzdro může být buď DIP8 - označení LM358N, nebo SO8 - LM358D. První je určena pro realizaci objemové instalace, druhá - pro povrchovou instalaci. Charakteristiky prvku nezávisí na typu pouzdra – jsou vždy stejné. Existuje však mnoho analogů mikroobvodu, jejichž parametry se mírně liší. Vždy se najdou pro a proti. Typicky, pokud má prvek například velký rozsah provozních napětí, trpí některá jiná charakteristika.

Existuje také kovokeramické pouzdro, ale takové mikroobvody se používají, pokud bude zařízení používáno v obtížných podmínkách. V radioamatérské praxi je nejvýhodnější použít mikroobvody v obalech pro povrchovou montáž. Velmi dobře se pájí, což je při práci důležité. Koneckonců se ukazuje, že je mnohem pohodlnější pracovat s prvky, jejichž nohy jsou delší.

Jaké analogy existují?

Existuje mnoho analogů k čipu LM358. Jejich schéma připojení je úplně stejné, ale stále je lepší zkontrolovat datový list, abyste neudělali chybu. Mezi úplnými analogy mikroobvodu lze rozlišit následující:

  • NE532;
  • OR221;
  • OP04;
  • OR290;
  • OPA2237;
  • UPC358C;
  • OR295;
  • TA75358R.

Můžete si také vybrat analogy prvku LM358D - to jsou UPC358G, KIA358F, TA75358CF, NE532D. Existuje mnoho podobných mikroobvodů, které se mírně liší od 358. Například LM258, LM158, LM2409 mají zcela podobné vlastnosti, ale rozsah provozních teplot je mírně odlišný.

Charakteristika analogů

Z datasheetu LM358 a jeho analogů můžete zjistit následující vlastnosti:

  1. LM158 - pracuje v teplotním rozsahu od -55 do +125 stupňů. Napájecí napětí může kolísat v rozsahu 3...32V.
  2. LM258 - rozsah provozních teplot -25...+85, napájecí napětí - 3...32V.
  3. LM358 - teplota 0...+70, napětí - 3...32V.

Pokud teplotní rozsah 0...+70 nestačí, má smysl najít analogový operační zesilovač. LM2409 funguje dobře, má širší rozsah provozních teplot. Jen je na jídlo trochu menší. To výrazně snižuje možnost použití zařízení v radioamatérských konstrukcích. Připojovací obvod LM358 je stejný jako většina jeho analogů.

V případě, že potřebujete nainstalovat pouze jeden operační zesilovač, měli byste věnovat pozornost analogům jako LMV321 nebo LM321. Mají pět kolíků a uvnitř balení SOT23-5 je pouze jeden operační zesilovač. Ale v případě, že je potřeba větší počet operačních zesilovačů, můžete použít duální prvky - LM324, ve kterém má pouzdro 14 pinů. Pomocí těchto prvků můžete ušetřit místo a kondenzátory v napájecím obvodu.

Neinvertující obvod zesilovače

Popis schématu:

  1. Na kladný vstup je odeslán signál.
  2. Na výstup operačního zesilovače jsou připojeny dva pevné odpory R2 a R1 zapojené do série.
  3. Druhý rezistor je připojen ke společnému vodiči.
  4. Připojovací bod rezistorů je připojen k zápornému vstupu.

Pro výpočet zisku je třeba použít jednoduchý vzorec: k=1+R2/R1.

Pokud jsou údaje o hodnotě odporů a vstupním napětí, pak je snadné spočítat výstup: U(out)=U(in)*(1+R2/R1). Při použití mikroobvodu LM358 a rezistorů R1=10 kOhm a R2=1 MOhm bude zisk roven 101.

Obvod výkonného neinvertujícího zesilovače

Prvky, které se používají při návrhu neinvertujícího zesilovače a jejich parametry:

  1. Použitý čip je LM358.
  2. Hodnota odporu R1=910 kOm.
  3. R2 = 100 kOm.
  4. R3 = 91 kOm.

Pro zesílení signálu je použit polovodičový bipolární tranzistor VT1.

Pokud jde o napětí, zisk za předpokladu použití takových prvků je roven 10. Pro výpočet zisku v obecném případě musíte použít následující vzorec: k=1+R1/R2. Pro výpočet proudového koeficientu celého obvodu potřebujete znát odpovídající parametr použitého tranzistoru.

Obvod převodníku napětí na proud

Obvod je znázorněn na obrázku a je poněkud podobný tomu, který je popsán u návrhu neinvertujícího zesilovače. Zde je ale přidán bipolární tranzistor. Výstupní proud je přímo úměrný napětí na vstupu operačního zesilovače.

A současně je síla proudu nepřímo úměrná odporu rezistoru R1. Pokud to popíšeme ve vzorcích, vypadá to takto:

Při hodnotě odporu R1 = 1 Om na každý 1V napětí přivedeného na vstup bude na výstupu proud 1A. Propojovací obvod LM358 v režimu převodníku napětí na proud používají radioamatéři k návrhu nabíječek.

Obvod měniče proudu-napětí

Díky této jednoduché konstrukci dokáže operační zesilovač LM358 převést malý proud na vysokého napětí. To lze popsat následujícím vzorcem:

Pokud je v návrhu použit rezistor s odporem 1 MΩ a obvodem protéká proud o hodnotě 1 μA, pak se na výstupu prvku objeví napětí o hodnotě 1 V.

Jednoduchý obvod diferenciálního zesilovače

Tato konstrukce je široce používána v zařízeních, která měří napětí ze zdrojů s vysokým odporem. Zvláštností, kterou je třeba vzít v úvahu, je, že poměry odporu R1/R2 a R4/R3 musí být stejné. Potom bude mít výstupní napětí následující hodnotu:

U(out)=(1+R4/R3)*(Uin1-Uin2).

V tomto případě lze zisk vypočítat pomocí vzorce k=(1+R4/R3). Pokud je odpor všech rezistorů 100 kOhm, bude koeficient roven 2.

Nastavení zisku

Předchozí provedení má jednu nevýhodu – zisk nelze nijak upravit. Důvodem je složitost implementace, protože je potřeba použít dva proměnné rezistory najednou. Pokud však náhle existuje potřeba upravit koeficient, můžete použít návrhový obvod založený na třech operačních zesilovačích:

Zde se nastavení provádí pomocí proměnného odporu R2. Je třeba vzít v úvahu, že jsou splněny následující rovnosti:

  1. R3=R1.
  2. R4=R5=R6=R7.

V tomto případě k=(1+2*R1/R2).

Výstupní napětí zesilovače U(out)=(1+2*R1/R2)*(Uin1-Uin2).

Obvod monitoru proudu

Další obvod, který umožňuje měřit hodnotu proudu v napájecím vodiči. Skládá se z bočníkového rezistoru R1, operačního zesilovače LM358, tranzistoru NPN a dvou rezistorů. Vlastnosti prvku:

  • čip DA1 - LM358;
  • odpor rezistoru R=0,1 Ohm;
  • hodnota odporu R2=100 Ohm;
  • R3 = 1 kOhm.

Napájecí napětí operačního zesilovače musí být alespoň o 2 V vyšší než napětí zátěže. To je předpokladem fungování systému.

Obvod napětí do frekvenčního měniče

Toto zařízení bude vyžadováno, když je potřeba vypočítat periodu nebo frekvenci signálu.

Obvod se používá jako analogově-digitální převodník. Parametry prvků použitých v návrhu:

  • DA1 - LM358;
  • Cl - 0,047 uF;
  • R1=R6=100 kOhm;
  • R2 = 50 kOhm;
  • R3=R4=R5=51 kOhm;
  • R6 = 100 kOhm;
  • R7 = 10 kOhm.

To vše jsou návrhy, které lze postavit pomocí operačního zesilovače. Ale rozsah LM358 není omezen na toto, existuje velké množství mnohem složitějších obvodů, které umožňují implementovat různé možnosti.

Pro nastavení různých elektronických zařízení potřebujete zdroj, který zajišťuje regulaci nejen výstupního napětí, ale také prahové hodnoty pro nadproudovou ochranu. V mnoha jednoduchých zařízeních pro podobné účely omezuje ochrana pouze maximální zatěžovací proud a schopnost jej regulovat chybí nebo je obtížná. Tato ochrana je určena spíše pro samotné napájení než pro jeho zátěž. Pro bezpečný provoz zdroje i zařízení k němu připojeného je nutné mít možnost regulovat úroveň proudové ochrany v širokém rozsahu. Při jeho spuštění by se zátěž měla automaticky vypnout. Navržené zařízení splňuje všechny výše uvedené požadavky.

Hlavní technické vlastnosti
Vstupní napětí, V......26...29
Výstupní napětí, V......1...20
Ochranný provozní proud, A................0,03...2

Schéma zařízeníznázorněno na obrázku. Nastavitelný stabilizátor napětí je namontován na operačním zesilovači DA1.1. Jeho neinvertující vstup (pin 3) z motoru proměnného rezistoru R2 přijímá referenční napětí, jehož stabilitu zajišťuje zenerova dioda VD1, a invertující vstup (pin 2) přijímá negativní zpětnovazební napětí (NFV) z emitoru tranzistoru VT2 přes napěťový dělič R11R7 NFC udržuje rovnost napětí na vstupech operačního zesilovače, kompenzuje vliv destabilizačních faktorů. Posunutím jezdce proměnného odporu R2 můžete upravit výstupní napětí.

Jednotka nadproudové ochrany je namontována na operačním zesilovači DA1.2, který je součástí komparátoru, který porovnává napětí na invertujícím a neinvertujícím vstupu. Neinvertující vstup přes rezistor R14 přijímá napětí ze snímače zátěžového proudu - rezistor R13 a invertující vstup přijímá referenční napětí, jehož stabilitu zajišťuje dioda VD2, která funguje jako stabilizátor se stabilizačním napětím cca 0,6 V. Zatímco pokles napětí vytvořený zatěžovacím proudem na rezistoru R13 je menší než příkladný, napětí na výstupu (kolík 7) operačního zesilovače DA1.2 je blízké nule.

Pokud zatěžovací proud překročí přípustnou hodnotu, vzroste napětí na výstupu operačního zesilovače DA1.2 téměř na napájecí napětí. Rezistorem R9 bude protékat proud, který rozsvítí LED HL1 a otevře tranzistor VT1. Dioda VD3 se otevře a přes odpor R8 uzavře obvod kladné zpětné vazby (POC). Otevřený tranzistor VT1 spojuje nízkoodporový odpor R12 paralelně se zenerovou diodou VD1, v důsledku čehož výstupní napětí klesne téměř na nulu, protože regulační tranzistor VT2 se uzavře a vypne zátěž. Navzdory skutečnosti, že napětí na snímači proudu zátěže klesne na nulu, vlivem činnosti PIC zůstane zátěž odpojená, jak ukazuje svítící kontrolka HL1. Zátěž můžete znovu aktivovat krátkým vypnutím napájení nebo stisknutím tlačítka SB1. Dioda VD4 chrání přechod emitoru tranzistoru VT2 před zpětným napětím z kondenzátoru C5 při vypnutí zátěže a také zajišťuje vybití tohoto kondenzátoru přes rezistor R10 a výstup operačního zesilovače DA1.1.

Podrobnosti.Tranzistor KT315A (VT1) lze nahradit KT315B-KT315E. Tranzistor VT2 - kterýkoli z řady KT827, KT829. Zenerova dioda (VD1) může být cokoliv se stabilizačním napětím 3 V při proudu 3...8 mA. Diody KD521V (VD2-VD4) mohou být jiné z této řady nebo KD522B Kondenzátory SZ, C4 - libovolné filmové nebo keramické. Oxidové kondenzátory: C1 - K50-18 nebo podobné dovezené, zbytek je z řady K50-35. Jmenovité napětí kondenzátorů by nemělo být nižší, než je uvedeno na diagramu. Pevné rezistory - MLT, proměnné - SPZ-9a. Rezistor R13 může být tvořen třemi paralelně zapojenými MLT-1 s odporem 1 ohm. Tlačítko (SB1) - P2K bez fixace nebo podobně.

Nastavení zařízení začíná měřením napájecího napětí na svorkách kondenzátoru C1, které s ohledem na zvlnění musí být v mezích uvedených ve schématu. Poté přesuňte jezdec proměnného rezistoru R2 do horní polohy v obvodu a změřením maximálního výstupního napětí jej nastavte na 20 V a vyberte rezistor R11. Potom se na výstup připojí například zátěžový ekvivalent, jak je popsáno v článku I. Nechaeva „Univerzální zátěžový ekvivalent“ v „Rádio“, 2005, č. 1, str. 35. Změřte minimální a maximální proud ochrany. Pro snížení minimální úrovně provozu ochrany je nutné snížit odpor rezistoru R6. Chcete-li zvýšit maximální úroveň ochrany, musíte snížit odpor rezistoru R13 - snímač zátěžového proudu.


P. VYSOCHANSKY, Rybnitsa, Podněstří, Moldavsko
"Rádio" č. 9 2006



Mohlo by vás také zajímat:

Mořský koktejl: pro všechny příležitosti Co je součástí zmrazeného mořského koktejlu
Co jíst při hubnutí? Co uvařit k večeři? Co podávat na sváteční stůl? Pro...
Takže obecný význam runy Laguz
Laguz je runa tekuté síly stoupající ze studny podvědomí. Čistí a...
Test „Umělecké vyjadřovací prostředky“
V překladu z řeckého „τρόπος“ znamená trope „revoluce“. Co znamenají stezky v literatuře?...
Jak zavolat anděla lásky Jak zavolat na pomoc svaté
Jak zavolat anděla strážného a požádat ho o pomoc a ochranu? Mnoho lidí má zájem...
Výživa obojživelníků Korýši obojživelníci
Pořadí taxonu. Jeden z prosperujících řádů vyšších korýšů (Malacostraca). Ve světě...