Circuito de alimentação de laboratório

Embora uma variedade de fontes de alimentação de bancada de laboratório tenha surgido nos últimos tempos, apenas algumas delas fornecerão a eficiência, versatilidade e baixo custo do projeto detalhado neste artigo.

Esta postagem explica uma fonte de alimentação de nível laboratorial DIY altamente regulamentada com 0-50 volts duplo. As faixas de tensão e corrente são variáveis ​​independentemente de 0 a 50 V e de 0 a 5 amperes, respectivamente.

Dito isso, por causa do layout DIY, você pode personalizar as configurações conforme necessário, o que pode ser visto na tabela de especificações a seguir.

• Número de suprimentos = 2 (totalmente flutuante)
• Faixa de tensão = 0 a 50V
• Faixa de corrente = 0 a 5 amperes
• Controle aproximado e relação de controle fino para corrente e tensão = 1:10
• Regulação de tensão = linha de 0,01% e carga de 0,1%
• Limitador de corrente = 0,5%

Descrição do circuito

A Figura 1 acima mostra o diagrama do circuito da fonte de alimentação do laboratório. As especificações do layout são centradas em torno de IC1, um Regulador ajustável LM317HVK , para uma funcionalidade abrangente. O sufixo 'HVK' sugere a edição de alta tensão do regulador.

A parte restante do circuito permite o ajuste de tensão e recursos de limitação de corrente. A entrada para IC1 se origina da saída de BR1, que é filtrada por C1 e C2 para cerca de + 60 volts DC, e a entrada para o comparador de detecção de corrente IC2 se desenvolve a partir do retificador de ponte BR2, que além disso funciona como uma fonte de polarização negativa para obter regulação ao nível do solo.

A função do IC1 é manter o terminal OUT em 1,25 volts DC sobre o terminal ADJ. O dreno de corrente no pino ADJ é extremamente mínimo (tão baixo quanto 25 µA) e, portanto, R15 e R16 (as manipulações de tensão bruta e refinada) e R8 formam um divisor de tensão, com 1,25 volts aparecendo em torno de R8.

O terminal inferior do R16 é conectado a um volt de referência de -1,3 desenvolvido por D7 e D8, permitindo que o divisor resistivo R8 - R15 fixe a tensão de saída até o nível do solo a qualquer momento que R15 + R16 se tornar 0 ohms.

Calculando a tensão de saída

De um modo geral, a tensão de saída depende dos seguintes resultados:

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

Assim, a maior magnitude do valor de tensão disponível a partir de cada placa de alimentação variável pode ser:

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

Os potenciômetros R15 e R16 são usados ​​para controlar a tensão de saída, o que permite que o VouT varie de 0-50 volts DC.

Como funciona o controle atual

Quando a corrente de carga CC aumenta, a queda de tensão em R2 também aumenta, e em torno de 0,65 volts (que é relativo a cerca de 20 mA), Q1 e Q2 são ativados, tornando-se o curso primário da corrente. Além disso, R3 e R4 garantem que Q1 e Q2 manuseiem a carga de maneira uniforme. IC2 funciona como um estágio limitador de corrente.

Sua entrada não inversora faz uso da tensão de saída como referência, enquanto sua entrada inversora é acoplada ao divisor de tensão desenvolvido por R6 e aos potenciômetros de controle de corrente R13 e R14. A queda de tensão em R6 é de cerca de 1,25 volts, a tensão de referência declarada acima é determinada pela diferença entre os terminais IC1 OUT e ADJ.

A corrente que passa por Q1 e Q2 se move via R9, criando uma queda de tensão em R13 + R14. Como resultado, o IC2 é forçado a desligar assim que a queda de tensão em torno de R9 gera corrente por meio de R13 e R14, fazendo com que a tensão de entrada não inversora ultrapasse o VouT.

Isso corrige o limite de limitação de corrente em: (IouT x 0,2) / (R13 + R14) = 1,25 / 100K baixo = 0 a 5 amperes. Isso fornece uma faixa correspondente de cerca de 0-5 amperes.

Quando o limite de corrente é atingido, a saída de IC2 torna-se baixa, levando o pino ADJ para baixo por meio de D2 e ​​resultando na iluminação do LED1. A corrente extra para D5 é fornecida por R5.

Conforme o pino ADJ é direcionado para baixo, a saída segue, até que a corrente de saída caia para um ponto equivalente à configuração de R13 e R14.

Considerando que a tensão de saída pode estar entre 0-50 volts, a tensão de alimentação para IC2 deve seguir esta faixa trabalhando com D3, D4 e Q3.

Então, o D9 verifica que a tensão de saída não aumentará quando a entrada de alimentação for desligada, enquanto o D10 protege contra uma tensão de alimentação reversa. Por último, os medidores M1 exibem a leitura da tensão e M2 exibe a leitura atual.

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