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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 보호 기능이 있는 조정 가능한 전원 공급 장치, 220/1,2-24볼트 2암페어. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
제안된 실험실 전원 공급 장치는 출력 전압 및 전류 임계값의 소프트웨어 설정을 제공하며, 이는 장치의 가장 가능성 있는 고장의 결과뿐만 아니라 작동 제어가 부주의하게 작동되는 경우에도 초과할 수 없습니다. 이는 장치에서 전원을 공급받는 장비를 효과적으로 보호합니다. 어떻게 든 실험실 전원 공급 장치를 사용하여 실수로 전압 조정기를 필요한 잘못된 단계로 전환했습니다. 결과적으로 고가의 전원 공급 장치에 허용되는 전압을 초과하여 실패했습니다. 그 후 전압 상승으로부터 부하를 보호하는 기능을 가진 조정 가능한 전원 공급 장치를 만드는 것에 대해 생각했고 그 결과 기사에 설명된 장치를 개발하고 조립했습니다. 1,2V에서 24V까지 블록의 출력 전압은 0,1개의 가변 저항(1개 - 대략 1개 - 정확히)에 의해 설정됩니다. 장치 표시기는 해상도가 1V 인 전압의 현재 값과 해상도가 2mA 인 최대 10A의 부하 전류 값과 해상도가 2mA 인 XNUMX ~ XNUMXA를 보여줍니다. 이 장치는 사용자 정의 최대 전압 및 전류 값을 초과하거나 출력을 단락시키지 않도록 보호됩니다. 가변 전압 안정기의 방열판 온도는 지속적으로 측정되며 허용 값을 XNUMX ° C 초과하면 팬이 자동으로 켜집니다. 이 장치는 50개의 주요 기능 장치로 구성됩니다. 네트워크 스위칭 전원 공급 장치 RS 24-1[26], 2,2V의 출력 DC 전압으로 구성되고 최대 1A의 전류를 공급할 수 있습니다. 12) 안정 장치 블록(그림 5) 및 제어 및 표시 모듈(그림 2)의 장치에 전원을 공급하기 위한 +3V 및 +XNUMXV 전압.
센서에서 제어 매개 변수를 읽고 작동 모드를 설정하고 HG1-HG3 표시기에 정보를 표시하는 모든 작업은 DD4 PIC16F1827-I / SO 마이크로 컨트롤러에 의해 수행되며 클록 주파수는 4MHz이며 RC 생성기에 내장되어 있습니다. 그것. XP1 커넥터는 마이크로컨트롤러를 프로그래밍하기 위한 것입니다. RS-220-50 (U24) 전원 공급 장치의 1V 네트워크에 연결하면 전압이 DA1 LM2576T-ADJ 칩의 조정 가능한 스위칭 전압 조정기와 조정되지 않은 DA4 KR142EN8B 안정기에 공급됩니다. 후자의 도움으로 계전기 K12의 코일과 팬 M1에 전원을 공급하기 위해 1V의 전압을 얻습니다. 또한 일체형 스태빌라이저 DA5 KR142EN5A는 장치의 나머지 부분에 전원을 공급하는 데 필요한 +12V에서 +5V의 전압을 낮춥니다. 스위칭 조정기는 또한 쇼트키 다이오드 VD3, 저장 인덕터 L1 및 커패시터 C7-C11을 포함합니다. 출력 전압은 가변 저항 R7-R10에 의해 조정됩니다. 원하는 조정의 부드러움을 달성하기 위해 숫자가 증가합니다. 안정화 된 전압은 릴레이 K1.1의 접점을 통해 장치의 부하에 공급됩니다. 이렇게 하면 보호가 트리거될 때 부하를 끄거나 필요한 경우 장치에서 전선을 분리하지 않고 끌 수 있습니다. 접점 K1.1의 상태에 관계없이 저항 R12 및 R13 양단의 전압 분배기를 통해 조정 가능한 안정기 출력의 전압 일부가 마이크로 컨트롤러 DD4의 ADC 입력으로 공급되어 측정됩니다. 스태빌라이저 출력의 전압 값이 표시기 HG3에 표시됩니다. 이를 통해 출력이 꺼져있을 때 원하는 전압을 설정할 수 있으며 SB3 버튼을 눌러 접점 K1.1을 닫으라는 명령을 보낼 수 있습니다. 닫혀 있을 때 같은 버튼을 누르면 열립니다. 장치를 네트워크에 연결한 후 SB3 버튼을 누르기 전에 접점이 열립니다. 부하 전류 센서는 음극선에 연결된 션트입니다. 병렬로 연결된 저항 R14 및 R15로 구성됩니다. 션트 저항 - 0,05 옴. 2A의 부하 전류에서 전압은 0,1V로 떨어집니다.이것은 전류를 정확하게 측정하기에 충분하지 않으므로 센서의 전압은 게인 2이 설정된 계측 증폭기 DA623 AD2ARZ [11]에 의해 증폭됩니다. 저항 R6에 의해. 이 증폭기의 출력에서 부하 전류에 비례하는 전압이 14개의 내부 증폭기가 있는 3비트 ADC DA1100 ADS0A3IDBVT [2]의 입력으로 공급됩니다. 그 중 XNUMX개는 I 인터페이스를 통해 마이크로 컨트롤러에서 읽습니다.2C. 외부 ADC를 사용하는 이유는 마이크로컨트롤러에 내장된 2비트 ADC가 필요한 정확도로 최대 XNUMXA의 전류 측정을 제공하지 않기 때문입니다. DA1 스태빌라이저의 방열판 온도는 그 위에 장착된 BK1 DS18B20 또는 DS18S20 센서로 측정됩니다. 마이크로컨트롤러 프로그램은 센서 유형을 자동으로 결정합니다. 측정 된 온도가 설정 값을 2 ° C 이상 초과하면 마이크로 컨트롤러의 명령에 따라 방열판을 날리는 M1 팬이 트랜지스터 VT2 및 VT1를 사용하여 켜집니다. 팬 작동은 HG2 표시기의 최하위 숫자 뒤에 포함된 소수점으로 표시됩니다. 온도가 설정 온도보다 2 °C 낮으면 팬과 표시기의 소수점이 꺼집니다. 온도 센서가 없거나 결함이 있는 경우 팬이 계속 작동하고 HG2 표시기에 두 개의 마이너스가 켜집니다. 장치의 출력 전압 측정값은 3자리 표시기 HG1에 볼트 단위로 표시되며 가장 낮은 자리(1분의 1볼트) 앞에 소수점이 표시됩니다. 부하 전류의 측정값은 0,01자리 표시기 HGXNUMX에 표시됩니다. XNUMXA 미만인 경우 밀리암페어로 표시되며 모든 자릿수에서 소멸된 소수점으로 알 수 있습니다. XNUMXA 이상의 전류 값은 XNUMXA의 분해능과 최상위 숫자(암페어 단위) 뒤에 소수점으로 암페어로 표시됩니다. 마이크로 컨트롤러는 직렬-병렬 변환기 DD1-DD3, DD5-DD9를 통해 모든 표시기를 정적으로 제어합니다. 이를 통해 온도 센서 BK1 및 ADC DA3에서 정보를 읽기 어렵게 만드는 마이크로 컨트롤러 프로그램의 인터럽트를 사용하지 않을 수 있습니다. 모든 지표의 양극은 서로 연결되어 있습니다. 전압은 마이크로 컨트롤러에서 생성된 가변 듀티 사이클 펄스에 의해 열리는 트랜지스터 VT5의 키를 통해 공급됩니다. 이를 통해 표시등의 밝기를 조정할 수 있습니다. 보호 기능이 트리거되면 릴레이 접점 K1.1이 열리고 트랜지스터 VT1의 키로 제어되는 다이내믹 헤드 BA6이 1000Hz의 주파수와 0,5초 동안 삐 소리를 냅니다. 전원 공급 장치 U1 및 일체형 스태빌라이저 DA1, DA4, DA5에는 출력 단락에 대한 자체 보호 기능이 내장되어 있습니다. 조정 가능한 전압 조정기는 그림에 표시된 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 4. 그림의 다이어그램에 표시된 모든 요소를 포함합니다. 1, 전원 공급 장치 U1 및 스위치 SA1 제외. 하나의 크기 1206 표면 장착 점퍼가 있습니다. 칩 DA1에는 방열판이 장착되어 있습니다.
통합 스태빌라이저 DA4 및 DA5는 그림에 따라 만들어진 보드에 있습니다. 5. 동일한 방열판의 다른 측면에서 고정됩니다.
제어 및 표시 보드의 인쇄된 도체 도면이 그림에 나와 있습니다. 6 및 그 요소의 배열 - 그림. 7. 이 보드에는 위에서 언급한 것과 유사한 9개의 점퍼가 있어야 합니다. HG26 표시기의 핀 1 및 14과 HG26 표시기의 핀 3 및 1은 보드에 설치되기 전에 제거됩니다. 저항 R16과 함께 동적 헤드 BAXNUMX이 보드에서 제거됩니다. 이 저항을 선택하면 사운드 신호의 원하는 볼륨이 설정됩니다.
보드 외부에는 가변 저항 R7-R10도 있습니다. 최대 크기를 선택하는 것이 좋습니다. 그러면 원하는 전압 조정이 원활해집니다. 가변 저항 엔진과 저항 층 사이의 접촉 신뢰성에 특별한주의를 기울여야합니다. 이 접점을 위반하면 장치의 출력 전압 서지가 발생하여 보호를 트리거할 수 있지만 그럼에도 불구하고 전원이 공급되는 장치에는 위험합니다. 저항 R1-R4, R11, R19, R20 - 표면 장착용 크기 1206, 나머지 - 크기 0805. R7-R10은 올바른 크기를 선택하지만 등급은 다이어그램에 표시되어 있습니다. 저항 R14 및 R15 - KNP-500-5W-0R1-FP 산화물 커패시터 C1, C11 - 한 방향으로 리드가 있는 알루미늄, C19, C22 - 탄탈럼 CTSMD-A. 나머지 커패시터는 0805 세라믹 표면 실장 커패시터입니다. ADS1100 시리즈의 미세 회로는 I 버스의 슬레이브 주소가 다른 여러 버전으로 생산됩니다.2C를 통해 마이크로컨트롤러와 정보를 교환합니다. 주소는 칩 이름의 주요 부분 뒤에 두 문자로 표시되며 변경할 수 없습니다. 주소가 A0(ADS1100A0)인 미세 회로만 고려 중인 블록에서 사용하기에 적합합니다. 다른 주소로 마이크로 회로를 사용하려면 마이크로 컨트롤러 프로그램을 변경해야 합니다. 이 디자인은 릴레이 OJ-SS-112LM12 [4]를 사용합니다. 12V 권선과 3V의 정전압에서 최대 30A의 전류를 스위칭할 수 있는 접점이 있는 다른 것으로 교체할 수 있습니다. 전원 공급 장치의 전면 패널 모양이 그림에 나와 있습니다. 8. 다음은 표시기 HG1(부하 전류), HG2(방열판 온도), HG3(출력 전압), LED HL2, 출력 신호, 버튼 SB1(매개변수 증가), SB2(매개변수 감소) 및 3개입니다. 복제 버튼 SBXNUMX(출력 켜기 및 끄기).
주 전압, 전류 및 온도 표시 모드에서 전압 증가 임계값 설정으로 전환하려면 SB1 버튼을 누르면 HG1 및 HG2 표시기가 꺼지고 임계값이 HG3 표시기에 표시됩니다. SB1 버튼을 누를 때마다 증가하고 SB2 버튼은 0,5V씩 감소합니다. 임계값은 2에서 25,5V 범위에서 변경할 수 있습니다. SB1과 SB2를 10초 동안 누릅니다. 메인 모드에서 부하 전류 증가를 위한 임계값 설정으로 전환하려면 SB2 버튼을 짧게 누르십시오. 임계값이 표시되는 HG1을 제외하고 표시등이 꺼집니다. SB1 및 SB2 버튼을 눌러 0,05A 단위로 2A에서 0,05A로 변경합니다. 메인 모드에서 SB2 버튼을 길게 누르면 현재 임계 값 설정 모드를 켠 후 1,5 초가 지나면 동일한 기간 동안 1 개의 다른 매개 변수를 변경하는 모드의 주기적 선택이 시작됩니다. SBXNUMX 버튼을 길게 눌러 동일한 작업을 수행할 수 있지만 이 경우 전압에 대한 임계값 설정 모드가 먼저 활성화된 다음 전류에 대해 활성화된 다음 다른 매개변수의 열거가 시작됩니다. 표시등이 원하는 매개변수에 해당하는 형태를 취하면 누른 버튼에서 손을 떼야 합니다. 방열판의 허용 온도 설정 모드에서이 값을 표시하는 HG2를 제외한 모든 표시기가 꺼집니다. SB1 및 SB2 버튼을 누르면 30°C씩 70°C에서 1°C로 변경할 수 있습니다. 블록 전압계 교정 모드에서 HG1 표시기는 꺼지고 HG2 표시기는 교정 상수를 표시하고 HG3 표시기는 블록에서 측정한 출력 전압 값을 표시합니다. 이 모드에서 예시적인 전압계를 장치의 출력에 연결하고 출력 전압을 최대에 가깝게 설정하고 SB1 및 SB2 버튼을 눌러 보정 상수를 선택하여 HG3 표시기의 판독값과 모범 전압계. 계측 증폭기 DA3의 제로 오프셋 보상 모드에서 HG3 표시기가 꺼지고 릴레이 접점 K1이 나옵니다. 1, 부하가 장치에서 분리되고 HG1 표시기는 보정 값을 표시하고 HG2 표시기는 수정 중임을 표시합니다. SB1 및 SB2 버튼을 누르면 표시기 HG1 및 HG2의 판독 값이 같아야 합니다. 부하 전류계 교정 모드에서도 HG3 표시기가 꺼지지만 이 모드가 켜지는 순간 HG1 표시기에 1.1 값이 표시됩니다. 이전 모드에서도 K3 릴레이 접점에 의한 부하 비활성화되었습니다. 예시적인 전류계를 통해 부하가 블록의 출력에 연결되고 SB1 버튼을 누르면 부하 전류가 최대에 가까워 지도록 설정된 전압이 부하에 적용됩니다. SB2 및 SB2 버튼을 누르면 HG1 표시기에 표시된 보정 상수가 변경되어 HGXNUMX 표시기와 기준 전류계의 동일한 판독 값을 얻습니다. 주기의 마지막은 표시등의 밝기를 설정하는 모드입니다. 이 모드에서는 모두 활성화됩니다. 이 경우 버튼 SB1 및 SB2의 동작은 다른 모드와 반대입니다. SB1 버튼을 누르면 밝기가 감소하고 SB2 버튼을 누르면 밝기가 증가합니다. 설정된 모든 매개변수 값은 마이크로컨트롤러의 비휘발성 메모리에 자동으로 저장되므로 장치를 다시 켤 때 다시 입력할 필요가 없습니다. Sprint Layout 5.0 형식의 PCB 파일과 마이크로컨트롤러 프로그램은 ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/10/blok.zip에서 다운로드할 수 있습니다. 문학
저자: P. Kozhukhin
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