Home / Posts / Питание / Лабораторный блок питания на LM317 LM337 с предрегулятором /


Лабораторный блок питания на LM317 LM337 с предрегулятором



Речь пойдет о двухполярном лабораторном блоке питания с импульсным предрегулятором в положительном плече.

Сам стабилизатор напряжения выполнен на микросхемах LM317 (LM350) и LM337.

Для того, чтобы была возможность регулировать напряжение от нуля, на управляющие выводы этих микросхем необходимо подать отрицательное смещение.  Ниже расположена типовая схема подобного устройства. В данной схеме это смещение берется с диодов, на которых падает напряжение около 1,2 в. Регулирующие элементы - потенциометры включены непосредственно в цепь управления микросхемами, в результате чего регулировать напряжение неудобно, т.к. из-за нелинейности регулировки очень трудно выставить маленькое напряжение до 5 вольт. К тому же, номинал этих резисторов ограничен единицами килоом.

https://www.eleccircuit.com/0-60-volt-dc-variable-power-supply-using-lm317lm337/

 

 

 

В своей схеме я попытался избежать этих недостатков.

 

 

Как мы видим, здесь отрицательное смещение снимается с источников опорного напряжения TL431. Это сделано для наиболее точной установки нуля.

Также TL431 включены в цепь управления микросхемами. Таким образом у нас появляется возможность использовать любые потенциометры практически любого номинала от нескольких килоом. К тому же, функция зависимости выходного напряжения от угла поворота потенциометра становится похожей то ли на экспоненциальную, то ли на показательную, благодаря чему можно выставлять очень малые напряжения вплоть от 0,1 в. Чем больше напряжение, тем регулировка становится более грубой, но на высоких напряжениях это некритично. Последовательно с потенциометрами включены подстроечные резисторы, ограничивающие максимальное напряжение.

Защита по току сделана достаточно элементарно. Падение напряжения на резисторе - датчике тока, складываясь с напряжением смещения от диода D2, открывает транзистор Т1. В цепь коллектора включен генератор тока на полевике и две оптопары. Последние, открываясь, шунтируют цепи управления микросхемами стабилизаторов, вследствии чего напряжение снижается до значения, при котором через нагрузку течет максимально допустимый ток. Таким образом блок питания начинает ограничивать ток.

Благодаря диодной развязке, оптопары открываются при открывании любого из двух транзисторов. Таким образом, при срабатывании защиты в одном плече, напряжение упадет практически синхронно на обоих каналах.

Миллиамперметр измеряет выходной ток, в качестве шунта используется тот же датчик тока что и для защиты. Переключателем S1 меняется наблюдаемый канал. Реле К1 и К2 переключают диапазон измеряемого тока и ток защиты - 2 А и 0,4 А. С диода D1 снимается отрицательное смещение для амперметра, поскольку сам интегральный стабилизатор потребляет небольшой ток, и данное смещение необходимо для установки нуля на амперметре.

 

Теперь коснемся такого явления, как предрегулятор.

Как известно, линейные стабилизаторы рассеивают большую мощность, особенно при низких выходных напряжениях.

Предрегулятор нужен для того, чтобы поддерживать разницу на входе и выходе линейного стабилизатора в несколько вольт при любом выходном напряжении блока питания.

Очевидно, что в качестве него может выступать импульсный понижающий преобразователь, который обладает высоким КПД. Таким образом, получившийся блок будет сочетать в себе приемлимый КПД и характеристики линейного стабилизатора одновременно.

Много теории можно найти к описанию отечественной разработки.

http://www.radioradar.net/radiofan/power_supply/pclab.html

 

 

 

 

Также, предлагается много вариантов с регулирующим элементом - составным транзистором, который, теоретически, работает в ключевом режиме.

https://electronics.stackexchange.com/questions/183316/setting-a-step-down-regulator-to-provide-constant-drop-on-the-following-linear-r

 

 

Я пришел в выводу, что наиболее интересным вариантом будет схема, про которую я прочитал на одном из международных форумов.

http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?61748-Power-Supply-with-Switching-Pre-Regulator

 

 

Здесь предрегулятором выступает известная микросхема LM2576, хорошо себя зарекомендовавшая в импульсных ИП.

Я немного изменил обратную связь - теперь здесь напряжение задается оптопарой, которая через светодиод и резистор подключена к входу и выходу LM350. Транзистор этой оптопары, соответственно, притягивает управляющий вывод LM2596 к выходу, уменьшая напряжение.

Таким образом, напряжение на входе LM350 всегда на ~ 3,5 в. больше выходного, благодаря чему она почти не греется. 

 

 

Вот так это выглядит на практике.

 

 

Применен готовый модуль на LM2596, в котором выпилен паз и установлена микросхема в другом корпусе, чтобы можно было прикрепить ее к радиатору. Сама плата также прикручена болтами к радиатору. Светодиод немного светится во время работы.

Для отрицательного плеча предрегулятор не нужен, поскольку обычно он используется для маломощных нагрузок - в основном для схем с ОУ, предусилителей, разных аналоговых устройств и тд.

 

 

Вольтметр здесь сделан трехдиапазонный, с автоматическим переключением диапазонов.

0,75 вольт, 7,5 вольт и 15 вольт.

Схема тут простейшая, на двух компараторах и ИОН.  В зависимости от измеряемого напряжения контакты реле подключают тот или иной резистор последовательно к вольтметру.

 

 

 

Все собрано на макетных платах.

 

 

Кнопкой переключается измеряемый канал, двухцветные светодиоды показывают диапазон напряжения, выбранный канал и сработавшую защиту.

 

 

Поскольку блок питания был собран преимущественно для испытаний низковольтных Step-Up преобразователей, мне было интересно в первую очередь его поведение на напряжениях до 1 вольта. А поскольку датчики токовой защиты были расположены до стабилизаторов, внутреннее сопротивление этого блока питания оказалось очень маленьким - какое именно неизвестно, но просадка напряжения обуславливается практически только сопротивлением проводов, клемм и соединительного кабеля. Это очень важный параметр, когда, допустим, протекает ток 0,5 А при напряжении 0,3 вольт.


,






Еще статьи по теме


Простой и доступный лабораторный блок питания
Лабораторный блок питания Шелестова своими руками
Простой лабораторный блок питания с регулировкой тока
Двухполярный лабораторный блок питания на ТВК 110ЛМ




Свежие статьи


Бареттер - стабилизатор тока из лампы накаливания
Маломощный усилитель на транзисторах
Усилитель от магнитофона Комета 212
MotionEye - Видеонаблюдение на Raspberry Pi
Усилитель на TDA7350



Главная



Комментарии (0)










Поиск