Penstabil arus dengan perlindungan hubung singkat

Perlindungan kelebihan beban stabilizer saat ini

Stabilisator saat ini banyak digunakan di berbagai perangkat. Skema mereka sederhana dan tidak terlalu sederhana. Namun bagaimanapun juga, akan lebih baik jika memiliki perlindungan terhadap kelebihan beban. Masalah yang akan kita pertimbangkan adalah sebagai berikut, kita memiliki penstabil tegangan dengan batasan arus beban. Artinya, stabilizer seperti itu tidak takut akan korsleting pada outputnya.

Namun dalam mode hubung singkat, sejumlah besar daya akan dilepaskan pada transistor pengatur dari penstabil tersebut; ini akan memerlukan penggunaan unit pendingin yang sesuai, yang akan menyebabkan peningkatan ukuran perangkat dan, yah, harganya. Jika tidak - kerusakan termal pada struktur transistor yang kuat.

Sebagai contoh, mari kita ambil rangkaian penstabil arus sederhana pada sirkuit mikro, yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Semuanya secara umum. Arus stabilisasi menurut rumus 1 adalah 1A. Katakanlah hambatan beban normal adalah 6 ohm. Kemudian pada arus 1A tegangan pada rangkaian mikro akan turun sebesar: U = IxR - IxRн = 12-1.25-6 = 4.75V. Dengan demikian, daya P = UxI = 4,75 W akan dilepaskan pada sirkuit mikro. Jika Anda menutup output dari pengatur arus, maka tegangan pada sirkuit mikro akan turun sebesar 10,75V dan, karenanya, daya yang dilepaskan pada sirkuit mikro akan sama dengan 10,75W. Kekuatan inilah yang harus dirancang oleh radiator, maka keandalan perangkat Anda akan menjadi yang terbaik. Namun apa yang harus dilakukan jika tidak memungkinkan memasang radiator yang lebih besar? Benar! Penting juga untuk membatasi daya yang dialokasikan ke chip. Dimungkinkan untuk memasang penstabil pelacakan di depan sirkuit ini, yang jika terjadi korsleting akan mengambil sebagian dari daya termal yang dilepaskan, tetapi ini agak rumit. Akan lebih baik jika kita mematikan stabilizer sepenuhnya jika ada korsleting pada inputnya. Mengetahui daya sama dengan hasil kali arus, dan arusnya kita atur sendiri dan stabil, maka kita akan memantau jatuh tegangan pada pengatur arus.

Rangkaian penstabil arus yang dapat disesuaikan diambil dari artikel. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang pengoperasian penstabil arus yang dapat disesuaikan ini di artikel.

Pengoperasian sirkuit proteksi daya berlebih

Untuk memastikan perlindungan penstabil arus, kami hanya memperkenalkan lima bagian ke dalam rangkaian. Transistor VT1, yang berfungsi sebagai kunci dan mematikan stabilizer sepenuhnya selama mode korsleting. Transistor MOSFET dengan saluran P digunakan di sini untuk arus kecil, sekitar satu atau dua ampere, IRFR5505 cocok

Pada arus tinggi, lebih baik menggunakan transistor dengan arus pengurasan operasi yang besar dan resistansi saluran terbuka yang lebih rendah. Misalnya - IRF4905

Optocoupler thyristor, Anda dapat menggunakan yang domestik - AOU103 dengan huruf apa saja, Anda dapat memilih yang impor, misalnya - TLP747GF

Dioda zener, apa pun yang berdaya rendah, baca artikel sampai akhir dan, jika perlu, pilih yang Anda butuhkan. R1 adalah resistor yang melaluinya tegangan pembukaan negatif disuplai ke gerbang kunci. R2 adalah resistor yang membatasi arus LED optocoupler thyristor. Ya, jika tegangan input lebih dari 20V, maka secara paralel dengan thyristor optocoupler perlu dipasang dioda zener 12V lainnya, yang akan melindungi transisi gerbang-sumber dari transistor kunci. Karena sebagian besar transistor MOSFET memiliki tegangan maksimum yang diijinkan pada sambungan ini sebesar 20V.

Sebagai contoh, mari kita mengisi baterai dua belas volt dengan arus stabil 3A. Ketika tegangan suplai diterapkan ke rangkaian, transistor VT1 akan terbuka, karena tegangan negatif disuplai ke gerbangnya dan rangkaian beroperasi dalam mode normal. Kami tidak akan memperhitungkan penurunan tegangan pada sakelar karena nilainya yang kecil. Dalam kondisi seperti itu, daya P = (20 - 12) ∙ I = 8 ∙ 3 = 24 W akan turun pada penstabil arus itu sendiri. Saat terjadi korsleting, daya akan meningkat hingga 60W jika tanpa pelindung. Ini terlalu berlebihan dan tidak aman untuk transistor VT2, jadi setelah 30W kita akan mematikan stabilizer dengan menempatkan dioda zener dengan tegangan stabilisasi 10V pada rangkaian proteksi. Dengan demikian, kita mendapatkan sirkuit dengan perlindungan tidak hanya terhadap korsleting, tetapi juga terhadap kelebihan disipasi daya yang diizinkan pada penstabil arus. Katakanlah karena alasan tertentu, yang sama sekali tidak kita perlukan, resistansi beban mulai turun. Hal ini akan menyebabkan peningkatan penurunan tegangan pada stabilizer dan, karenanya, disipasi daya di atasnya. Namun begitu tegangan antara input dan output melebihi 10 volt, dioda zener VD1 akan “menerobos” dan arus akan mengalir melalui LED optocoupler U1. Emisi LED akan membuka fotothyristor, yang akan melewati transisi gerbang-sumber dari transistor kunci. Ini pada gilirannya akan menutup dan mematikan sirkuit stabilizer. Sirkuit dapat dikembalikan ke kondisi kerja dengan mematikan daya dan menyambungkannya kembali, atau dengan melakukan hubungan arus pendek pada fotothyristor, misalnya dengan sebuah tombol. Jadi, dengan memantau tegangan antara input dan output penstabil arus, Anda dapat mengatur ambang batas daya yang Anda perlukan menggunakan dioda zener untuk tegangan stabilisasi yang berbeda.

Rangkaian ini berlaku untuk hampir semua stabilisator, baik untuk arus maupun tegangan. Itu dapat dibangun menjadi stabilizer siap pakai yang tidak memiliki perlindungan terhadap arus pendek.
Semoga berhasil dan semoga berhasil. K.V.Yu.

Mari kita sertakan resistansi khusus dalam rangkaian arus beban R T, yang bertindak sebagai pengubah arus ke tegangan. Ketika arus mengalir melalui resistansi, tegangan dilepaskan dengan polaritas yang ditunjukkan pada Gambar 22. Tegangan ini bekerja pada input transistor VT 3. Pada arus tertentu, transistor terbuka dan mengambil sebagian arus basis transistor VT 1. Yang terakhir menutup dan membatasi arus kolektor. Pada arus beban maksimum, transistor VT 3 tertutup dan tidak mempengaruhi pengoperasian stabilizer.

Tegangan suplai yang sering tersedia dari catu daya DC on-board atau built-in. Solusi optimalnya adalah dengan menggunakan daya yang dapat dihubungkan ke sumber AC dan DC. Oleh karena itu, pastikan untuk memeriksa apakah dan sejauh mana hal ini mungkin dilakukan untuk model catu daya switching tertentu.

Tentukan jumlah dan besarnya tegangan yang diperlukan untuk memberi daya pada masing-masing sirkuit atau sirkuit. Sangat penting untuk menentukan persyaratan keakuratan penyesuaian dan keakuratan stabilisasi tegangan individu. Untuk mengoptimalkan pasokan daya, penting untuk tidak menambah kebutuhan tegangan DC jika tidak perlu. Jelasnya, dalam hal memberi daya pada sirkuit digital, prosesor, dll. Tegangan ini harus berada dalam toleransi yang ditentukan; dalam sistem pengukuran presisi, toleransi ini bisa sangat ketat untuk beberapa tegangan.

1. Memilih resistor saat ini.

Mari kita asumsikan bahwa proteksi harus menyala jika arus melebihi dua kali arus beban maksimum. Mari kita ambil transistor VT 3 jenis germanium n-p-n. Tegangan pembukaan transistor tersebut adalah 0,3 V. (2 SAYA N maks = 0,12 A). Hitung nilai resistansinya R T.

R T = 0,3 V/0,12 A = 2,5 Ohm. Pilih nilai nominal yang lebih rendah

Namun, penting bagi pengguna untuk tidak menganggap tegangan suplai sebagai tegangan referensi untuk tujuan pengukuran. Kesalahan umum ini sering kali membuat seluruh perangkat tidak berfungsi secara efektif. Sangat penting untuk menentukan isolasi timbal balik antara tegangan keluaran tetap. Dalam beberapa sistem, hal ini diperlukan karena rangkaian daya dapat dihubungkan pada potensial yang berbeda atau mungkin terkena gangguan pasokan daya ke bagian sensitif lainnya dalam rangkaian.

Perhatikan bahwa penggunaan isolasi galvanik antara tegangan keluaran merupakan kendala tambahan dan meningkatkan biaya dan ukuran catu daya dan sering kali menghalangi pengaturan yang tepat dan arus beban yang lebih tinggi. Arus beban untuk tegangan tetap individu.

2,4 Ohm. Disipasi daya pada resistor dan jenisnya dihitung.

2. Transistor VT 3, Anda dapat memilih jenis germanium npn apa pun.

Jika terjadi kerusakan pada transistor VT 1 (Gambar 19) beban menerima tegangan suplai penuh, yang dapat merusaknya. Diperlukan sirkuit untuk melindungi beban dari kemungkinan tegangan lebih. Dalam kasus seperti itu, rangkaian proteksi elektronik berkecepatan tinggi digunakan, Gambar 23. Diagram ini menunjukkan elemen untuk menunjukkan status stabilizer, indikasinya akan dibahas lebih lanjut.

Ini adalah arus yang diterima oleh rangkaian terpisah. Menilai nilai arus ini sangat penting ketika memilih modul daya yang tepat. Dalam prakteknya, menentukan arus beban jauh lebih sulit daripada tegangan suplai yang dibutuhkan. Arus tergantung pada banyak variabel seperti.

Kondisi pengoperasian sistem toleransi komponen kondisi sistem eksternal. . Namun, evaluasi arus beban diperlukan untuk optimalisasi daya. Sering digunakan oleh pengguna untuk meningkatkan permintaan pasokan listrik secara signifikan dibandingkan dengan kebutuhan sebenarnya, meningkatkan harga dan ukuran pasokan listrik. Dalam kasus rangkaian catu daya switching yang sering digunakan, prosedur ini terkadang mengakibatkan perangkat tidak dapat mengoperasikan catu daya, karena catu daya switching sederhana tidak beroperasi pada nilai arus beban yang terlalu rendah.

Rangkaian proteksi terdiri dari thyristor VS 5, dioda zener VD 4 dan sebuah resistor. (Sirkuit proteksi arus tidak ditampilkan dalam diagram.) Pada keadaan awal, thyristor VS 5 ditutup, input kontrolnya dihubungkan ke katoda melalui resistansi R 2. Dioda Zener VD 4 juga tertutup; tegangan nyalanya 10% lebih besar dari tegangan beban. Segera setelah tegangan beban meningkat karena alasan apapun, dioda zener VD 4 terbuka, tegangan diterapkan ke elektroda kontrol thyristor, thyristor terbuka dan menyebabkan hubungan pendek pada sirkuit input stabilizer. Setelah itu, sekringnya terbakar F.U..

Kami juga akan mempertimbangkan nilai rata-rata dan sesaat dari arus ini. Dalam kasus arus pulsa, penting untuk menentukan durasi pulsa arus dan siklus kerjanya. Biasanya, setiap catu daya dapat menahan kelebihan beban yang signifikan namun bersifat jangka pendek tanpa menambah kompleksitas sistem atau komponen berukuran besar yang tidak perlu.

Untuk menangani beberapa tegangan suplai, Anda perlu membangun hubungan antara arus beban dan mencari tahu mana yang tetap dan mana yang bervariasi dalam rentang yang luas. Semakin tepat kondisi dayanya, semakin mudah menemukan sumber daya terkecil, termurah, dan paling andal.

1. Perlawanan R 2 membatasi arus dioda zener ke level
5 10mA. Dari kondisi tersebut dipilih dioda zener dan resistor. Dalam contoh yang sedang dipertimbangkan kamu H = 10 V. Anda dapat menggunakan dioda zener KS213V dengan tegangan switching 13 V (Tabel 2). Ketika transistor gagal VT 1 per dioda zener VD 4, tegangan suplai minimum dapat disuplai 20 V. Mari kita atur arus dioda zener menjadi 5 mA. Jika terjadi kerusakan dioda zener ke resistor R 2 tegangan yang diberikan (20 – 13) = 7 V. Resistansi R 2 = 7 V/5mA = 1,4 kOhm.

Merespon perubahan beban transisi. Banyak rangkaian daya menerima arus berdenyut ketika dihidupkan dan terputus ketika dimatikan. Fluktuasi daya terjadi dalam situasi di mana impedansi keluaran catu daya dan karakteristik dinamis loop tertutup dari pengatur tegangan suplai sesuai. Perubahan tegangan sesaat ini, dalam banyak kasus, dapat mengganggu pengoperasian receiver lain yang terhubung ke sumber yang sama. Mengidentifikasi dan menentukan konsumsi arus pulsa dengan benar memudahkan pengambilan keputusan apakah akan mengisolasi tegangan suplai, menggunakan catu daya dengan karakteristik dinamis yang lebih baik, atau menggunakan elemen filter tambahan langsung di catu daya.

Disipasi daya pada resistor dihitung dan jenisnya dipilih.

Mari kita periksa apakah arus yang melalui dioda zener melebihi nilai yang diizinkan pada tegangan sumber daya maksimum 27,6 V.
(27.6 – 13) V/1.4 kOhm = 10.4 mA, yang cukup dapat diterima untuk jenis dioda zener yang dipilih.

2. Pemilihan thyristor.

Tegangan penyalaan thyristor harus lebih besar dari tegangan suplai kamu Dan maks(parameter kamu Tabel 5). Saat memilih thyristor, Anda dapat dipandu oleh kondisi berikut. Jika arus beban kurang dari 100 mA, maka dipilih thyristor dengan arus anoda 100 mA atau kurang. Jika arus beban lebih dari 100 mA, maka dipilih thyristor dengan arus anoda 100 mA atau lebih.

Dalam kasus seperti ini, memilih catu daya switching khusus yang bekerja sama dengan produsen atau perwakilan penjualan yang kompeten biasanya akan memberikan hasil terbaik. Penindasan gangguan dan riak. Semua sistem tenaga mempunyai beberapa komponen tegangan AC yang diterapkan pada tegangan keluaran DC yang benar. Penyebab kebisingan dan denyutan ini adalah sebagai berikut.

Sifat denyutnya ditunjukkan pada gambar. Penting untuk menyadari keberadaan dan sifat riak-riak ini, yang pada prinsipnya jika pasokan listrik dirancang dan dilaksanakan dengan baik tidak melebihi beberapa puluh hingga beberapa ratus mVr. Beberapa sistem memerlukan penyaringan tambahan terhadap riak-riak ini. Namun, penting untuk diingat bahwa kebutuhan riak yang berlebihan pada catu daya switching akan mengakibatkan peningkatan biaya yang signifikan. Dalam kebanyakan kasus, redaman efektif jauh lebih mudah dicapai di dekat komponen yang sangat sensitif terhadap riak dan kebisingan pasokan listrik.

Dalam contoh ini, Anda dapat memilih thyristor KU101V kamu SEBUAH = 50V, SAYA SEBUAH = 80mA.

Elemen yang dipilih ditambahkan ke daftar elemen rangkaian.

Indikasi status penstabil

Status penstabil ditunjukkan menggunakan dioda pemancar cahaya (LED). Kondisi normal biasanya ditandai dengan warna hijau atau kuning, kondisi kritis – dengan warna merah.

Ketika menentukan persyaratan kinerja awal suatu catu daya, harus selalu diingat bahwa sistem tradisional dengan solusi konvensional memiliki riak tegangan keluaran yang jauh lebih rendah dan oleh karena itu seringkali solusi optimal bagi pengguna adalah dengan menggunakan catu daya tersebut, atau kombinasinya. regulator switching linier yang digunakan pada satu atau lebih output. Peningkatan koefisien stabilitas dan pengurangan tingkat riak. Namun, penting untuk diingat bahwa solusi ini sering kali melibatkan pengurangan yang signifikan dalam konsumsi keluaran saat ini dan masalah kehilangan daya tambahan yang mengakibatkan suhu lebih tinggi.

1. Perlawanan R 4 dipilih berdasarkan kondisi arus LED minimum dan tegangan minimum yang melintasinya (Tabel 6). Mari pilih LED KL101A dengan parameter SAYA PR = 10 mA, kamu PR = 5,5 V.

R 4 = (kamu N - kamu PR)/ SAYA PR = 4,5 V/10 mA = 450 Ohm. Pilih nilai nominal resistor terdekat yang lebih rendah. Disipasi daya pada resistor dihitung dan jenisnya dipilih.

Biasanya, diperlukan heat sink tambahan dan jaminan struktural untuk pembuangan panas yang efisien. Khususnya, dalam sistem pulsa sering kali pengukuran dibebani dengan kesalahan yang sangat besar yang disebabkan oleh induksi tegangan yang berubah dengan cepat pada sadapan pengukuran. Karena kemungkinan menimbulkan kebisingan pada kabel yang menghubungkan output catu daya switching ke beban, disarankan agar sistem redaman digunakan langsung di dekat beban.

Perlu juga dicatat di sini bahwa ketika menentukan keakuratan stabilisasi tegangan keluaran, riak tegangan keluaran harus diperhitungkan. Seringkali ada kasus ketika persyaratan akurasi untuk menstabilkan nilai rata-rata tegangan keluaran jauh lebih rendah daripada tingkat riak sebenarnya, yang sama sekali tidak masuk akal.

2. Status kelebihan beban stabilizer ditunjukkan dengan menggunakan LED VD 5. Pada keadaan awal, dioda tidak menyala. Jika thyristor terbuka, tegangan yang melewatinya berkurang menjadi satu volt dan arus mengalir melalui LED. Perhitungan resistensi pembatas R 5 mirip dengan perhitungan resistansi R 4.

LED dipilih dengan cahaya merah.

Perlindungan sirkuit pendek dan kelebihan beban. Sebagai aturan, semua catu daya saat ini yang lebih andal dilindungi dari kelebihan beban atau korsleting pada sirkuit keluaran. Pengecualiannya adalah catu daya sederhana dan berbiaya rendah yang terintegrasi secara permanen dengan sirkuit daya yang mudah digunakan dan tidak sensitif.

Karena perbedaan metode proteksi yang digunakan pada catu daya, penting untuk dipahami bahwa beberapa metode mungkin tidak sesuai dengan persyaratan beban. Di bawah ini adalah jenis utama fitur keamanan dan karakteristiknya. Dalam hal ini, jika terjadi kelebihan beban, rangkaian proteksi menyebabkan catu daya beralih dari pengatur tegangan ke mode stabilisasi keluaran pada tingkat tertentu. Arus ini dipertahankan pada nilai yang konstan atau sedikit meningkat tanpa memperhatikan besarnya beban lebih sampai saklar impuls mengalami hubung singkat.

3. Sekring F.U. dipilih untuk arus sedemikian rupa sehingga beroperasi pada arus thyristor yang diizinkan.

4. Untuk menghilangkan interferensi frekuensi rendah dan frekuensi tinggi, kapasitor dihubungkan pada output stabilizer yang sejajar dengan beban DENGAN 1 = 0,1 μF dan DENGAN 2 = 10 20 µF.

3.11 Kesimpulan

Setelah semua perhitungan dilakukan dan unsur-unsur dipilih, maka ditariklah suatu kesimpulan. Ini mencerminkan tugas, yaitu. apa yang seharusnya dirancang dan parameter stabilizer diberikan KE ST, R KELUAR dan kamu ISR diperoleh sebagai hasil desain.

Karakteristik keluaran catu daya dengan proteksi tersebut ditunjukkan pada gambar. Kerugian dari jenis proteksi ini terutama adalah terjadinya rugi-rugi daya yang signifikan pada sistem tenaga switching dan arus yang tinggi melalui rangkaian beban, yang dapat mengakibatkan kerusakan lebih lanjut.

Namun, perlu diingat bahwa jenis perlindungan ini memungkinkan UPS tersambung secara andal ke sebagian besar jenis beban linier dan non-linier, yang sangat penting saat memberi daya pada perangkat yang pasokan dayanya jauh melebihi arus pengenal. Jenis proteksi ini akan mengurangi arus keluaran setelah arus beban terlampaui. Hal ini sangat bermanfaat bagi catu daya itu sendiri karena melindunginya dari kehilangan daya yang berlebihan jika terjadi beban berlebih atau korsleting, namun sering kali mencegah catu daya beroperasi pada beban non-linier.

3.12 Menyusun diagram skema stabilizer

Setelah menyelesaikan perhitungan masing-masing komponen, perlu dibuat diagram skema lengkap perangkat. Ke diagram gambar. 19, sirkuit proteksi pada Gambar ditambahkan. 22, gambar. 23. Penomoran elemen kontinu, nilai nominal elemen tidak ditunjukkan, panah arah arus dan tegangan juga tidak ditunjukkan. Diagram perangkat dibuat pada lembar A3, bingkai dan tulisan utama (stempel) digambar, Lampiran 3.

Gambar 4 menunjukkan karakteristik keluaran perangkat dengan perlindungan tersebut dan titik pengoperasian hipotetis yang akan stabil ketika mencoba untuk menghidupkan atau jika terjadi kelebihan beban sesaat. Jenis perlindungan ini semakin banyak digunakan, terutama pada peralihan pasokan listrik dimana menonaktifkan kontrol saklar relatif sederhana. Keuntungan utama dari solusi ini adalah penyederhanaan desain, karena tidak perlu memprediksi pengoperasian UPS dalam jangka panjang dalam kondisi kelebihan beban atau korsleting.

Pada saat yang sama, dengan perlindungan kelebihan beban termal, perlindungan termal dapat diintegrasikan, yang juga akan memutus pasokan listrik. Kerugian utama dari proteksi switching adalah ketidakmampuan untuk berinteraksi dengan penerima yang untuk sementara menerima arus yang jauh lebih tinggi dari arus pengenal dan oleh karena itu mematikan catu daya setiap saat. Namun permasalahan ini tidak terlalu menjadi kendala dalam praktiknya. Secara umum, perlindungan catu daya dan tingkat pemutusan jauh lebih tinggi daripada arus pengenal karena waktu pengoperasian UPS dengan beban berlebih yang sangat singkat.

Saat menggambar diagram sirkuit, Anda harus dipandu oleh persyaratan Gost, yang dapat ditemukan di perpustakaan. Anda dapat menggunakan program menggambar standar Microsoft Word, SPlan, Compass, atau Electronics Workbench.

Jika diagram dibuat di komputer, maka dapat dibagi menjadi dua bagian, dicetak pada dua lembar A4 lalu direkatkan.

Kedua, biasanya mati setelah beberapa puluh atau ratusan milidetik, ketika catu daya switching biasanya beroperasi dalam mode yang mirip dengan peraturan saat ini. Jika beban berlebih hilang selama periode waktu ini, maka pemadaman listrik jelas tidak akan terjadi. Seringkali, catu daya anti rusak akan menyala secara otomatis setelah beberapa saat, dan jika terjadi kelebihan beban atau korsleting, catu daya tersebut akan mulai beroperasi secara normal. Dalam banyak kasus, perilaku catu daya ini cukup dan tidak menimbulkan masalah bagi pengguna.

Diagram skematik harus disertai dengan daftar elemen - spesifikasi yang dibuat sesuai dengan Gost (Lampiran 4). Jika ruang pada lembar A3 memungkinkan, maka tabel dengan daftar elemen dapat ditempatkan di atas tulisan utama gambar.

PERSYARATAN FORMULASI KERJA

4.1 Dokumentasi pekerjaan

Tugas kuliah harus diformat dalam bentuk catatan penjelasan, dibuat pada lembar A4 dengan menggunakan komputer atau tulisan tangan.

Di keempat sisi lembar catatan harus ada margin di sebelah kiri - 25 mm, sekeliling 10 mm.

Lembaran catatan penjelasan harus diikat pada dua sampai tiga titik dengan jarak 10 mm dari tepi kiri lembaran. Penggunaan klip kertas dan amplop plastik (file) tidak diperbolehkan.

Catatan penjelasan harus memuat ketentuan tugas yang ditempatkan pada lembar kedua (nomor pilihan ditunjukkan pada halaman judul). Diagram skema desain pada catatan penjelasan harus dibuat sesuai stensil. Diagram dalam teks berupa gambar dan harus memiliki penomoran dan keterangan yang berkesinambungan.

Semua sebutan huruf besaran fisis harus ditunjukkan pada gambar atau dijelaskan dalam teks.

Perhitungan nilai numerik besaran fisis harus dengan format sebagai berikut: setelah rumus perhitungan ditulis dalam notasi huruf, nilai numerik besaran tersebut disubstitusikan ke dalamnya, kemudian hasil perhitungan dan peruntukannya satuan besaran fisis diberikan tanpa tanda kurung. Dimensi nilai yang dihasilkan harus ditunjukkan. Jika paling sedikit satu besaran yang dimasukkan dalam rumus mempunyai tiga angka penting, maka hasilnya juga harus mempunyai tiga angka penting. Sebagai contoh perancangan rumus perhitungan, Anda dapat mengacu pada rumus menghitung koefisien stabilisasi KE ST.

Pekerjaan yang diserahkan untuk diperiksa harus diselesaikan secara lengkap; daftar literatur bekas dan buku referensi disediakan.

Koreksi dilakukan dengan mencoret hasil yang salah dan menuliskan hasil yang benar di atas atau di sebelah kanan hasil yang salah. Jika karya tersebut ditulis ulang seluruhnya, maka versi karya sebelumnya dengan komentar guru harus dimasukkan dalam teks yang dikoreksi (dengan pengecualian halaman judul, yang harus dipindahkan ke teks yang dikoreksi).

Contoh desain halaman judul suatu catatan terdapat pada Lampiran 2. Halaman judul adalah halaman nomor 1, tetapi tidak disebutkan nomornya. Angka panjang di bawah judul menunjukkan hal berikut. Posisi pertama adalah nomor spesialisasi pendidikan, dua posisi berikutnya dalam proyek pendidikan tidak diisi, posisi kedua dari belakang adalah dua digit terakhir nomor kartu pelajar atau buku catatan, posisi terakhir adalah PZ - kode dokumen - penjelasan catatan.

Dalam prasasti utama diagram rangkaian, posisi ini ditandai dengan E3 - menunjukkan diagram rangkaian listrik.

Lampiran memberikan karakteristik tegangan arus dari transistor yang digunakan dalam perhitungan. Karakteristik ini dapat disalin dari manual versi elektronik atau dari Internet dan ditempatkan dalam teks catatan penjelasan.

4.2 Tabel pemilihan opsi dan data untuk menghitung stabilizer

Pilihan nomor dipilih sesuai dengan nomor urut siswa pada jurnal kelompok.

Variasi tegangan catu daya adalah ±15% untuk semua opsi.

Tabel 1.

Tabel 1. Lanjutan.

5. BAGIAN REFERENSI

5.1 Penentuan luas radiator

Penstabil arus untuk LED digunakan di banyak lampu. Seperti semua dioda, LED memiliki ketergantungan arus-tegangan nonlinier. Apa maksudnya? Ketika tegangan meningkat, arus secara perlahan mulai memperoleh daya. Dan hanya ketika nilai ambang batas tercapai, kecerahan LED menjadi jenuh. Namun, jika arus tidak berhenti meningkat, lampu bisa mati.

Pengoperasian LED yang benar hanya dapat dipastikan berkat stabilizer. Perlindungan ini juga diperlukan karena variasi nilai ambang tegangan LED. Ketika dihubungkan dalam rangkaian paralel, bola lampu mungkin akan terbakar, karena harus mengalirkan arus dalam jumlah yang tidak dapat diterima.

Jenis perangkat penstabil

Menurut metode pembatasan arus, perangkat tipe linier dan pulsa dibedakan.

Karena tegangan pada LED adalah nilai konstan, penstabil arus sering dianggap sebagai penstabil daya LED. Faktanya, yang terakhir ini berbanding lurus dengan perubahan tegangan, yang merupakan ciri khas hubungan linier.

Stabilizer linier memanas jika semakin banyak tegangan yang diberikan padanya. Inilah kelemahan utamanya. Keunggulan desain ini adalah karena:

• tidak adanya interferensi elektromagnetik;
• kesederhanaan;
• biaya rendah.

Perangkat yang lebih ekonomis adalah stabilisator berdasarkan konverter pulsa. Dalam hal ini, listrik dipompa dalam porsi – sesuai kebutuhan konsumen.

Sirkuit perangkat linier

Rangkaian stabilizer paling sederhana adalah rangkaian yang dibangun berdasarkan LM317 untuk LED. Yang terakhir adalah analog dari dioda zener dengan arus operasi tertentu yang dapat dilewatinya. Mengingat arus yang rendah, Anda dapat merakit sendiri perangkat sederhana. Driver paling sederhana untuk lampu dan strip LED dirakit dengan cara ini.

Sirkuit mikro LM317 telah menjadi hit di kalangan amatir radio pemula selama beberapa dekade karena kesederhanaan dan keandalannya. Berdasarkan itu, Anda dapat merakit catu daya yang dapat disesuaikan, driver LED, dan catu daya lainnya. Ini memerlukan beberapa komponen radio eksternal, modul langsung berfungsi, tidak diperlukan konfigurasi.

Stabilizer terintegrasi LM317 tidak seperti yang lain yang cocok untuk membuat catu daya sederhana yang dapat disesuaikan untuk perangkat elektronik dengan karakteristik berbeda, baik dengan tegangan keluaran yang dapat disesuaikan dan dengan parameter beban yang ditentukan.

Tujuan utamanya adalah untuk menstabilkan parameter yang ditentukan. Penyesuaian terjadi secara linier, tidak seperti konverter pulsa.

LM317 diproduksi dalam wadah monolitik, dirancang dalam beberapa variasi. Model yang paling umum adalah TO-220, bertanda LM317T.

Setiap pin dari sirkuit mikro memiliki tujuannya masing-masing:

• MENYESUAIKAN. Input untuk mengatur tegangan output.
• KELUARAN. Input untuk menghasilkan tegangan output.
• MASUKAN. Input untuk mensuplai tegangan suplai.

Parameter teknis stabilizer:

• Tegangan keluaran berkisar antara 1,2–37 V.
• Perlindungan kelebihan beban dan korsleting.
• Kesalahan tegangan keluaran 0,1%.
• Switching sirkuit dengan tegangan output yang dapat disesuaikan.

Disipasi daya perangkat dan tegangan masukan

“Batang” maksimum dari tegangan masukan tidak boleh lebih dari yang ditentukan, dan minimumnya harus 2 V lebih tinggi dari tegangan keluaran yang diinginkan.

Sirkuit mikro dirancang untuk pengoperasian yang stabil pada arus maksimum hingga 1,5 A. Nilai ini akan lebih rendah jika heat sink berkualitas tinggi tidak digunakan. Disipasi daya maksimum yang diijinkan tanpa yang terakhir adalah sekitar 1,5 W pada suhu sekitar tidak lebih dari 30 0 C.

Saat memasang sirkuit mikro, perlu untuk mengisolasi casing dari radiator, misalnya menggunakan paking mika. Selain itu, penghilangan panas yang efektif dicapai dengan menggunakan pasta penghantar panas.

Deskripsi singkat

Keunggulan modul radio elektronik LM317 yang digunakan pada stabilisator arus dapat dijelaskan secara singkat sebagai berikut:

• kecerahan fluks cahaya dipastikan dengan rentang tegangan keluaran 1. – 37 V;
• parameter keluaran modul tidak bergantung pada kecepatan putaran poros motor listrik;
• mempertahankan arus keluaran hingga 1,5 A memungkinkan Anda menghubungkan beberapa penerima listrik;
• kesalahan fluktuasi parameter keluaran sama dengan 0,1% dari nilai nominal, yang merupakan jaminan stabilitas tinggi;
• ada fungsi perlindungan untuk membatasi arus dan mematikan kaskade jika terjadi panas berlebih;
• Rumah chip menggantikan ground, sehingga bila dipasang secara eksternal, jumlah kabel instalasi berkurang.

Skema koneksi

Tentu saja, cara paling sederhana untuk membatasi arus lampu LED adalah dengan menghubungkan resistor tambahan secara seri. Namun alat ini hanya cocok untuk LED berdaya rendah.

1. Catu daya stabil yang paling sederhana

Untuk membuat penstabil arus, Anda memerlukan:

sirkuit mikro LM317;

Penghambat;

Alat bantu pemasangan.

Kami merakit model sesuai dengan diagram di bawah ini:

Modul ini dapat digunakan di sirkuit berbagai pengisi daya atau perangkat keamanan informasi yang diatur.

2. Catu daya dengan stabilizer terintegrasi

Opsi ini lebih praktis. LM317 membatasi konsumsi arus yang diatur oleh resistor R.

Ingatlah bahwa arus maksimum yang diperlukan untuk menggerakkan LM317 adalah 1,5A dengan heatsink yang baik.

3. Sirkuit penstabil dengan catu daya yang dapat disesuaikan

Di bawah ini adalah rangkaian dengan tegangan keluaran yang dapat disesuaikan sebesar 1,2–30 V/1,5 A.

Arus AC diubah menjadi DC menggunakan penyearah jembatan (BR1). Kapasitor C1 menyaring arus riak, C3 meningkatkan respons transien. Artinya pengatur tegangan dapat bekerja sempurna pada arus konstan pada frekuensi rendah. Tegangan keluaran diatur oleh penggeser P1 dari 1,2 volt menjadi 30 V. Arus keluaran sekitar 1,5 A.

Pemilihan resistor sesuai nilai nominal stabilizer harus dilakukan sesuai perhitungan yang akurat dengan simpangan yang diperbolehkan (kecil). Namun, penempatan resistor secara sewenang-wenang pada papan sirkuit diperbolehkan, namun disarankan untuk menempatkannya jauh dari heatsink LM317 untuk stabilitas yang lebih baik.

Lingkup aplikasi

Chip LM317 adalah pilihan bagus untuk digunakan dalam mode stabilisasi indikator teknis dasar. Hal ini dibedakan dari kesederhanaan pelaksanaannya, biaya rendah dan karakteristik kinerja yang sangat baik. Satu-satunya kelemahan adalah ambang tegangan hanya 3 V. Casing gaya TO220 adalah salah satu model paling terjangkau, yang memungkinkannya menghilangkan panas dengan cukup baik.

Sirkuit mikro dapat diterapkan di perangkat:

• penstabil arus untuk LED (termasuk strip LED);
• Dapat disesuaikan.

Sirkuit stabilisasi berdasarkan LM317 sederhana, murah, dan sekaligus dapat diandalkan.

Efisiensi stabilizer bergantung pada nilai efisiensi - semakin tinggi, semakin baik. Untuk model yang berbeda, parameternya berkisar antara 80 hingga 90%. Efisiensi tertinggi melekat pada model elektromekanis dan mencapai 97%. Dengan konsumsi daya yang rendah mampu mendukung operasional konsumen dengan total daya yang tinggi.

Dimensi dan jenis pemasangan

Kebanyakan stabilisator dirancang untuk pemasangan di lantai, karena model besar memiliki dimensi panjang dan lebar lebih dari 1 m. Peralatan rumah tangga kecil dapat dipasang di dinding. Mereka memiliki tubuh yang tipis, yang ketebalannya biasanya tidak lebih dari 8-10 cm.

Fitur desain

Saat membeli stabilizer, Anda harus memperhatikan kelas perlindungan air. Jika tidak ada risiko masuknya uap air, Anda dapat membeli model dalam wadah yang tidak disegel (IP20). Jika ada kemungkinan masuknya air, dipilih stabilisator dengan desain tahan lembab (dari IP21 hingga IP24). Jika perangkat dimaksudkan untuk digunakan di luar ruangan atau di ruangan yang tidak berpemanas, pilihlah stabilizer dalam versi iklim - bodinya dapat menahan suhu di bawah nol derajat. Model untuk pemasangan di ruangan berpemanas dirancang untuk beroperasi hanya pada suhu positif.
Jika stabilizer akan digunakan dalam jangka waktu lama maka diperlukan sistem pendingin. Yang paling efektif adalah ventilasi paksa pada rumah. Dengan itu, perangkat seperti itu tidak akan mati karena terlalu panas. Banyak model memiliki pendinginan pasif - hal ini dibenarkan jika peralatan dirancang untuk siklus pengoperasian jangka pendek.

Sistem kontrol dan perlindungan

Stabilizer mengontrol tegangan pada input dan output, nilainya ditampilkan pada panel tempat voltmeter mekanik atau elektronik berada.
Sistem shutdown otomatis diaktifkan ketika ada ancaman kelebihan beban, panas berlebih, atau korsleting. Ini mencegah kerusakan pada stabilizer dan perangkat yang terhubung dengannya.
Panel ini juga memiliki dua indikator lampu - daya hidup dan peringatan kesalahan. Model dengan mikroprosesor internal memberikan pemantauan konstan terhadap parameter pengoperasian perangkat, jaringan, dan beban yang terhubung.

Artikel referensi berdasarkan pendapat ahli penulis.

Perangkat tersebut memerlukan unit catu daya (PSU), yang memiliki tegangan keluaran yang dapat disesuaikan dan kemampuan untuk mengatur tingkat proteksi arus lebih dalam rentang yang luas. Ketika perlindungan dipicu, beban (perangkat yang terhubung) akan mati secara otomatis.

Pencarian di Internet menghasilkan beberapa rangkaian catu daya yang sesuai. Saya memilih salah satunya. Sirkuit ini mudah dibuat dan dipasang, terdiri dari bagian-bagian yang dapat diakses, dan memenuhi persyaratan yang dinyatakan.

Catu daya yang diusulkan untuk produksi didasarkan pada penguat operasional LM358 dan mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:
Tegangan masukan, V - 24...29
Tegangan keluaran stabil, V - 1...20 (27)
Arus operasi proteksi, A - 0,03...2.0

Foto 2. Rangkaian catu daya

Deskripsi catu daya

Penstabil tegangan yang dapat disesuaikan dipasang pada penguat operasional DA1.1. Input penguat (pin 3) menerima tegangan referensi dari motor resistor variabel R2, yang kestabilannya dijamin oleh dioda zener VD1, dan input pembalik (pin 2) menerima tegangan dari emitor transistor VT1 melalui pembagi tegangan R10R7. Menggunakan resistor variabel R2, Anda dapat mengubah tegangan keluaran catu daya.
Unit proteksi arus lebih dibuat pada penguat operasional DA1.2; unit ini membandingkan tegangan pada input op-amp. Input 5 melalui resistor R14 menerima tegangan dari sensor arus beban - resistor R13. Input pembalik (pin 6) menerima tegangan referensi, yang stabilitasnya dijamin oleh dioda VD2 dengan tegangan stabilisasi sekitar 0,6 V.

Selama penurunan tegangan yang dihasilkan oleh arus beban pada resistor R13 lebih kecil dari nilai contoh, tegangan pada keluaran (pin 7) op-amp DA1.2 mendekati nol. Jika arus beban melebihi level yang diizinkan, tegangan pada sensor arus akan meningkat dan tegangan pada output op-amp DA1.2 akan meningkat hampir ke tegangan suplai. Pada saat yang sama, LED HL1 akan menyala, menandakan kelebihan, dan transistor VT2 akan terbuka, melangsir dioda zener VD1 dengan resistor R12. Akibatnya transistor VT1 akan menutup, tegangan keluaran catu daya akan turun hingga hampir nol dan beban akan mati. Untuk menghidupkan beban Anda perlu menekan tombol SA1. Tingkat perlindungan disesuaikan menggunakan resistor variabel R5.

Pembuatan PSU

1. Dasar catu daya dan karakteristik keluarannya ditentukan oleh sumber arus - transformator yang digunakan. Dalam kasus saya, trafo toroidal dari mesin cuci digunakan. Trafo memiliki dua belitan keluaran untuk 8V dan 15V. Dengan menghubungkan kedua belitan secara seri dan menambahkan jembatan penyearah menggunakan dioda daya sedang KD202M yang tersedia, saya memperoleh sumber tegangan konstan 23V, 2A untuk catu daya.

2. Bagian penting lainnya dari catu daya adalah badan perangkat. Dalam hal ini, proyektor slide anak-anak yang berkeliaran di garasi dapat digunakan. Dengan menghilangkan kelebihan dan memproses lubang di bagian depan untuk memasang mikroammeter penunjuk, diperoleh rumah catu daya kosong.

3. Rangkaian elektronik dipasang pada pelat pemasangan universal berukuran 45 x 65 mm. Tata letak bagian-bagian di papan tergantung pada ukuran komponen yang ditemukan di peternakan. Alih-alih resistor R6 (mengatur arus operasi) dan R10 (membatasi tegangan keluaran maksimum), resistor pemangkas dengan nilai meningkat 1,5 kali dipasang di papan. Setelah catu daya dipasang, dapat diganti dengan yang permanen.

4. Merakit papan dan elemen jarak jauh rangkaian elektronik secara lengkap untuk menguji, mengatur dan menyesuaikan parameter keluaran.

5. Pembuatan dan penyetelan shunt dan tahanan tambahan dengan menggunakan mikroammeter sebagai amperemeter atau voltmeter catu daya. Resistansi tambahan terdiri dari resistor permanen dan resistor pemangkasan yang dihubungkan secara seri (gambar di atas). Shunt (gambar di bawah) termasuk dalam rangkaian arus utama dan terdiri dari kawat dengan resistansi rendah. Ukuran kawat ditentukan oleh arus keluaran maksimum. Saat mengukur arus, perangkat dihubungkan secara paralel ke shunt.

Penyesuaian panjang shunt dan nilai resistansi tambahan dilakukan dengan koneksi yang sesuai ke perangkat dengan kontrol kepatuhan menggunakan multimeter. Perangkat dialihkan ke mode Ammeter/Voltmeter menggunakan sakelar sakelar sesuai dengan diagram:

6. Penandaan dan pemrosesan panel depan unit catu daya, pemasangan komponen jarak jauh. Pada versi ini, panel depan dilengkapi mikroammeter (sakelar pengalih untuk mengalihkan mode kontrol A/V di sebelah kanan perangkat), terminal keluaran, pengatur tegangan dan arus, dan indikator mode pengoperasian. Untuk mengurangi kerugian dan karena sering digunakan, output 5 V stabil yang terpisah juga disediakan. Mengapa tegangan dari belitan trafo 8V disuplai ke jembatan penyearah kedua dan rangkaian 7805 tipikal dengan proteksi bawaan.

7. Perakitan PSU. Semua elemen catu daya dipasang di rumahan. Dalam perwujudan ini, radiator transistor kontrol VT1 adalah pelat aluminium setebal 5 mm, dipasang di bagian atas penutup rumah, yang berfungsi sebagai radiator tambahan. Transistor dipasang ke radiator melalui paking isolasi listrik.