Zasilacz stabilizowany, ♠ ♠ ♠ Różności ♠ ♠ ♠, ❎ Elektronika
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Prosty zasilacz stabilizowany
Do czego to służy?
W wielu przypadkach, hobbysta budu−
jący jakiś układ elektroniczny nie chce tra−
cić czasu na samodzielne opracowanie
zasilacza i gotów jest zastosować jakiś
gotowy zasilacz.
Przedstawiony układ jest przeznaczony
do takich właśnie celów – jako moduł
wchodzący w skład większego urządzenia.
Zaletą proponowanego rozwiązania
jest możliwość umieszczenia na płytce
drukowanej praktycznie dowolnego
transformatora o mocy 2...20W.
2182
Jak to działa?
Schemat ideowy układu pokazano na
rysunku 1. Jak widać, układ jest klasycz−
ny i nie wymaga szczegółowych objaś−
nień. Napięcie z transformatora jest pros−
towane (D1...D4), filtrowane (C1, C3)
i stabilizowane (U1, C2, C4).
W zależności od potrzeb należy zasto−
sować transformator o odpowiedniej mo−
cy i napięciu wyjściowym oraz stabilizator
o potrzebnym napięciu nominalnym.
W układzie można wykorzystać do−
wolny stabilizator rodziny 78XX (np.
7805, 7806, 7809, 7812, 7815, 7818).
Wyczerpujące informacje o stabilizato−
rach były zamieszczone w EdW 9/96 i 10/96.
Początkującym należy przypomnieć, że
w katalogach transformatorów podaje się
wartość skuteczną zmiennego napięcia wy−
jściowego na uzwojeniu wtórnym, przy ob−
ciążeniu rezystancyjnym i podanym prądzie
obciążenia. Przykładowo katalogowa infor−
macja TS 4/33 9V 0,3A świadczy, że uzwo−
jenie wtórne transformatora przy obciążeniu
prądem 0,3A daje napięcie 9V. Są to wartoś−
ci skuteczne napięcia i prądu zmiennego.
W zasadzie napięcie szczytowe przebiegu
sinusoidalnego jest 1,41 razy większe od je−
go wartości skutecznej. Po wyprostowaniu
(przy pełnym obciążeniu) nie uzyska się jed−
nak na kondensatorze C1 napięcia 1,41 * 9V
= 12,69V, bo należy uwzględnić spadek na−
pięcia na dwóch diodach prostowniczych
(około 1,5V) a także spadek napięcia na re−
zystancji uzwojenia przy dużym impulso−
wym prądzie, który płynie przez uzwojenie
tylko w szczytach sinusoidy.
W efekcie przy pełnym obciążeniu na−
pięcie na kondensatorze C1 będzie
mniejsze niż obliczone 12,69V. Należy
jeszcze uwzględnić tętnienia napięcia na
niezbyt dużej pojemności filtrującej C1,
oraz spadek napięcia wymagany do pra−
widłowej pracy stabilizatora (1,5...2V)
i okaże się, że napięcie pracy stabilizatora
nie powinno być większe niż 9V.
9V, czyli tyle ile wynosi skuteczna war−
tość napięcia zmiennego na uzwojeniu
wtórnym.
Ta zależność jest często wykorzystywa−
na do wstępnego doboru transformatora:
katalogowe (zmienne) napięcie transforma−
tora powinno być równe lub trochę więk−
sze od potrzebnego napięcia wyjściowego.
W przypadku niskich napięć wyjściowych
(3...6V) należy zastosować transformator
o nieco większym napięciu, natomiast dla
napięć wyjściowych 12V i większych wy−
starczy, by transformator miał katalogowe
napięcie wyjściowe (zmienne) równe po−
trzebnemu stabilizowanemu (stałemu) na−
pięciu wyjściowemu.
Należy zauważyć, że analiza dotyczy
napięcia katalogowego, mierzonego przy
obciążeniu nominalnym. W stanie spo−
czynku transformatory, zwłaszcza te
mniejszej mocy, mają napięcie wyjścio−
we zdecydowanie większe (małe 2−wato−
we nawet o kilkadziesiąt procent). Należy
to uwzględnić przy doborze napięcia pra−
cy kondensatora filtrującego C1.
Ponadto należy mieć świadomość,
że podany w katalogu prąd obciążenia
jest mierzony przy obciążeniu rezystan−
Rys. 1. Schemat iideowy
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98
55
cyjnym. Ponieważ po wyprostowaniu
napięcie wzrasta (prawie o 40%),
a moc transformatora jest w przybliże−
niu stała, a więc z zasilacza nie powin−
no się pobierać prądu stałego o wartoś−
ci podanej w katalogu, tylko co najwy−
żej prąd 1,41 razy mniejszy – praktycz−
nie do 70% wartości prądu podanego
w katalogu. Wtedy moc pobierana
z transformatora będzie mniej więcej
równa mocy nominalnej wynikającej
z przemnożenia napięcia i prądu poda−
nych w katalogu.
Montaż i uruchomienie
Zasilacz można zmontować na płytce
pokazanej na rysunku 2. Jak widać
układ ścieżek pozwala wykorzystać
praktycznie dowolny typowy
transformator z wyprowadze−
niami przystosowanymi do
wlutowania w płytkę.
W zależności od
użytego transfor−
matora trzeba też
wykonać odpowiednie
zwory, by połączyć uzwo−
jenie wtórne z prostowni−
kiem.
Na płytce przewidziano miejsce
na dwa kondensatory elektrolityczne
za prostownikiem, dzięki czemu w roli C1
można zastosować dwa kondensatory,
na przykład 1000µF/25V, które będą od−
Rys. 2. Schemat montażowy
Uwaga!
W urządzeniu
występują napięcia
mogące stanowić śmiertel−
ne zagrożenie dla życia! Osoby
niepełnoletnie mogą wykonać i uru−
chomić opisany układ tylko
pod opieką wykwalifi−
kowanych osób
dorosłych.
powiednie do ogromnej większości
zastosowań.
Zestaw AVT−2182B nie za−
wiera transformatora i sta−
bilizatora. Należy je za−
mówić oddzielnie
lub zdobyć we
własnym zakresie.
Montaż układu jest
klasyczny, nikomu nie
powinien sprawić trudnoś−
ci. Zmontowany ze sprawnych
elementów nie wymaga urucho−
miania i od razu powinien pracować
poprawnie.
Wykaz ellementów
Kondensatory
C1: 2200µF/25V lub 2 x 1000µF/25V
C2: 100µF/25V
C3,C4: 100nF ceramiczny
Półłprzewodniikii
D1−D4: 1N4001...7
płytka drukowana wg rysunku 2
Uwaga!
Transformator sieciowy i stabilizator nie
wchodzą w skład zestawu: należy je za−
mówić oddzielnie według potrzeb.
Kompllet podzespołłów z płłytką jjest
dostępny w siiecii handllowejj AVT jjako
„kiit szkollny” AVT−2182.
Piiotr Góreckii
Zbiigniiew Orłłowskii
Generator kwadraturowy
c.d. ze str.
54
widłowe drgania pojawiają się dopiero po
kilku sekundach, to znaczy że potencjo−
metr PR1 ma za małą wartość.
Próby przeprowadzone w układami
modelowymi wykazały, iż bez trudu moż−
na osiągnąć zawartość harmonicznych po−
niżej 1%. W układach modelowych dobrą
i stabilną pracę uzyskano przy niewielkiej
rezystancji czynnej potencjometru PR1
i zawartości zniekształceń 0,15...0,2%.
Należy też wiedzieć, że czym większa re−
zystancja R1, tym mniejsze zniekształcenia.
Osoby, które nie mają miernika pojem−
ności i cyfrowego omomierza, a tym sa−
mym nie potrafią dobrać precyzyjnie war−
tości kondensatorów i rezystorów, mogą
zbudować opisany generator przy użyciu
typowych elementów o tolerancji
5...20% i układ również powinien praco−
wać. Co najwyżej zwiększy się trochę za−
wartość zniekształceń, a poziomy na wy−
jściach A i B mogą nie być jednakowe.
Piiotr Góreckii
Zbiigniiew Orłłowskii
Jeśli ktoś chciałby wykorzystać układ
w roli prostego generatora przebiegu si−
nusoidalnego zasilanego z baterii 9V, mo−
że dodać obwód wyjściowy pokazany na
rysunku 4.
Po zmontowaniu, układ generatora nale−
ży wyregulować. W zasadzie określenie re−
gulacja jest zbyt poważne – należy ustawić
odpowiednio potencjometr PR1. Przy skrę−
ceniu potencjometru na minimum rezystan−
cji układ może nie pracować, a może będzie
pracował w każdej pozycji potencjometru
PR1 (zależy to od nieuniknionego rozrzutu
parametrów użytych elementów). Potencjo−
metr należy ustawić na możliwie małą war−
tość, przy której układ pracuje stabilnie.
Czym większa rezystancja czynna po−
tencjometru PR1, tym układ pewniej się
wzbudza, stabilniej pracuje, ale przebieg
wyjściowy ma większe zniekształcenia
i nieco większą amp−
litudę. Mniejsza re−
zystancja czynna
PR1 to mniejsze
zniekształcenia, ale
też większe ryzyko,
że przy zmianach
temperatury czy na−
pięcia zasilania,
układ przestanie ge−
nerować.
Dobrą wskazów−
ką przy ustawianiu
wartości PR1 jest
czas wzbudzania się
drgań po włączeniu
zasilania. Jeśli pra−
Kompllet podzespołłów z płłytką jjest
dostępny w siiecii handllowejj AVT jjako
„kiit szkollny” AVT−2181.
Rys. 4. Dołłączeniie obwodów wyjjściiowych
56
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98
[ Pobierz całość w formacie PDF ]