مدار منبع تغذیه ۰ تا ۳۰ ولت با کنترل جریان ۰ تا ۳ آمپر

مشخصات و ویژگیهای منبع تغذیه

این منبع تغذیه دارای کیفیت بالا با یک خروجی تثبیت شده است که ولتاژ خروجی آن بین ۰ تا ۳۰ ولت مستقیم قابل تنظیم است. این مدار همچنین دارای یک محدود کننده جریان خروجی الکترونیکی است که به طور موثر جریان خروجی را از چند میلی آمپر (۲ میلی آمپر) تا حداکثر خروجی سه آمپر کنترل می کند.

این ویژگی در مدار منبع تغذیه باعث می شود که بتوانیم دستگاهها و مدارها را با کنترل جریان مناسب؛ به طور ایمن آزمایش کرده و از آسیب دیدن آنها جلوگیری کنیم. همچنین در زمان اتصال کوتاه خروجی مدار منبع تغذیه از سوختن منبع تغذیه محافظت می کند.

به طور کلی این منبع تغذیه دارای مشخصات زیر می باشد:

• ولتاژ ورودی: ۲۴ ولت AC
• جریان ورودی: ۳ آمپر
• ولتاژ خروجی: ۰ تا ۳۰ ولت
• جریان خروجی: ۲ میلی آمپر تا ۳ آمپر
• ابعاد کوچک ، ساخت آسان ، عملیات ساده
• ولتاژ خروجی به سادگی قابل تغییر است
• محدود کردن جریان خروجی با نشانگر
• حفاظت دستگاه از اتصال کوتاه

طرز کار مدار منبع تغذیه

ولتاژ اولیه مدار منبع تغذیه توسط یک ترانسفورماتور کاهنده ۲۲۰ ولت به ۲۴ ولت متناوب با جریان خروجی ۳ آمپر تأمین می شود. این ولتاژ توسط یک پل دیود متشکل از چهار دیود D1-D4 به DC تبدیل و توسط خازن C1 و مقاومت R1 فیلتر می شود.

توجه داشته باشید که ورودی منبع حتما باید ۲۴ ولت متناوب باشد. به این دلیل که باید از طریق R2 , C1 , C3 , D5 ,D6 ولتاژ منفی را برای تغذیه U2 و U3 تأمین کند. وگرنه مدار کار نخواهد کرد.
پس حتما از یک ترانس ۲۴ ولت ۳ آمپر استفاده کنید.

این مدار دارای برخی از ویژگی های منحصر به فرد است که آن را کاملا متفاوت از دیگر منابع در کلاس خود می کند. در این مدار به جای استفاده از فیدبک متغیر برای کنترل ولتاژ خروجی، از یک آمپلی فایر با گین ثابت جهت ارائه ولتاژ مرجع مورد نیاز برای عملکرد پایدار استفاده شده است. ولتاژ مرجع در خروجی U1 تولید می شود و ولتاژ خروجی مدار توسط P1 کنترل می شود.

یکی دیگر از ویژگی های بسیار مهم مدار، امکان پیش تنظیم حداکثر خروجی جریان مدار منبع تغذیه است. ایجاد این امکان توسط U3 و P2 و المانهای متصل به آن انجام می شود.

شماتیک مدار منبع تغذیه

شماتیک مدار منبع تغذیه را می توانید در تصویر زیر ببینید:

نکات مهم در ساخت مدار منبع تغذیه

• ترانزیستور قدرت به شماره ۲N3055 را روی هیت سینک نصب کنید و به یاد داشته باشید که از عایق میکا بین ترانزیستور و هیت سینک و واشرهای مخصوص فیبر برای جدا کردن پیچ از هیت سینک استفاده کنید. بدنه ترانزیستور را توسط واشرهای مخصوص این کار که زیر یکی از پیچهای نگهدارنده آن بسته می شود به سیم مربوطه متصل کنید. (سیم را به واشر لحیم کنید)
• اگر حرارت ایجاد شده در هیت سینک زیاد بود می توانید دو ترانزیستور ۲N3055 را با هم موازی کنید تا جریان بین هر دو تقسیم شود و حرارت پایین آید.
• در مجموع  ۱۵ اتصال خارجی به PCB مدار وجود دارد و اگر شما اشتباهی انجام دهید، ممکن است بعدا پیدا کردن آن بسیار دشوار باشد. یک ایده خوب این است که از سیم هایی با رنگ های مختلف استفاده کنید تا امکان اشتباه به حداقل برسد. اتصالات خارجی مدار عبارتند از:
  • ۱ و ۲ ورودی AC، ثانویه ترانسفورماتور
  • ۳ (+) و ۴ (-) خروجی دیجیتال
  • ۵ ، ۱۰ و ۱۲ به P1
  • ۶ ، ۱۱ و ۱۳ به P2
  • ۷ به کلکتور، ۸ به بیس و ۹ به  امیتر ترانزیستور قدرت Q4
  • چراغ LED  نیز باید روی پانل جلوی مورد قرار داده شود، جایی که همیشه قابل مشاهده است اما پین هایی که به آن متصل شده اند، شماره گذاری نشده ا

نکات ایمنی

این مدار با برق شهری کار می کند و ولتاژ ۲۲۰ ولت در برخی از قطعات آن وجود دارد. ولتاژهای بالاتر از ۵۰ ولت خطرناک است و حتی می تواند مرگبار باشد.

برای جلوگیری از حوادثی که ممکن است برای شما یا اعضای خانواده شما کشنده باشد، لطفا قوانین زیر را دنبال کنید:

• در هنگام تست مدار دقت کنید که قلع یا تکه های سیم زیر کیت مدار منبع تغذیه نباشد؛ همچنین دقت کنید که از میزکار فلزی استفاده نکنید.
• از ترانسفورماتور با خروجی بیشتر از ۲۴ ولت استفاده نکنید؛ زیرا ممکن است به قطعات مدار آسیب بزند.
• قبل از تست مدار، اتصالات و مخصوصاً خروجی مدار را چک کنید تا در هیچ جای مدار، اتصال کوتاه وجود نداشته باشد!
• از دست زدن به کیت و قطعات هنگامی که به برق متصل است خودداری کنید!
• از تعویض فیوز با مقادیر بالاتر خودداری کنید!
• از دست زدن به مدار هنگامیکه دستانتان مرطوب است خودداری کنید!

کالیبره کردن ولتاژ خروجی مدار منبع تغذیه

اگر می خواهید خروجی منبع خود را بین ۰ تا ۳۰ ولت تنظیم کنید، باید RV1 را تنظیم کنید تا مطمئن شوید هنگامی که P1 در کمترین مقدار خود است، خروجی منبع دقیقا برابر با ۰ ولت است.

برای تنظیم مدار از یک مولتی متر دیجیتال دقیق استفاده کنید و رنج آن را در کمترین حالت قرار دهید.

اگر مدار منبع تغذیه به درستی کار نکرد

لحیم کاری ها خود را چک کنید و مطمئن شوید جایی از مدارچاپی کنده نشده است . همچنین تا جای ممکن از روغن لحیم استفاده نکنید؛ زیرا باعت اکسید شدن مس می شود.

اتصالات مدار و سیمها را مجدداً چک کنید.

مطمئن شوید قطعات را بدرستی در جای خود قرار داده اید و بخصوص مقاومت ها را جابجا نصب نکرده باشید.

جهت نصب قطعات پلاریته دار مثل خازنها و دیود ها را چک کنید.

ممکن است برخی المانها آسیب دیده باشند؛ آنها را تعویض کنید.

نقشه PCB ، سیم بندی ، دیتاشیت و جای گذاری قطعات

در ادامه نقشه ها و اطلاعات مورد نیاز و راهنمای سیم بندی اتصالات را مشاهده خواهید نمود:

نقشه PCB مدار منبع تغذیه

اندازه برد مدار چاپی ۱۲٫۵ در ۸٫۷ سانتی متر می باشد. در هنگام چاپ نیازی به برعکس کردن تصویر نیست.

نقشه جای گذاری قطعات مدار منبع تغذیه

نقشه سیم بندی اتصالات خارجی مدار منبع تغذیه

دیتاشیت قطعات مدار منبع تغذیه

نشانگر ولتاژ و جریان مدار منبع تغذیه

برای هر منبع تغذیه متغیری لازم است که یک ولتمتر و آمپرمتر در آن بکار برده شود. برای این منظور شما می توانید از ولتمتر و آمپرمترهای دیجیتال پنلی موجود در بازار که قیمتی در حدود ۲۰ تا ۳۰ هزار تومان دارند استفاده کنید. این کار به زیبایی ظاهر منبع تغذیه خواهد افزود.

لیست قطعات مدار منبع تغذیه

در ادامه لیست قطعات مدار منبع تغذیه مشخص شده است:

R1 = 2,2 KOhm 1W

R2 = 82 Ohm 1/4W

R3 = 220 Ohm 1/4W

R4 = 4,7 KOhm 1/4W

R5, R6, R13, R20, R21 = 10 KOhm 1/4W

R7 = 0,47 Ohm 5W

R8, R11 = 27 KOhm 1/4W

R9, R19 = 2,2 KOhm 1/4W

R10 = 270 KOhm 1/4W

R12, R18 = 56KOhm 1/4W

R14 = 1,5 KOhm 1/4W

R15, R16 = 1 KOhm 1/4W

R17 = 33 Ohm 1/4W

R22 = 3,9 KOhm 1/4W

RV1 = 100K trimmer

P1, P2 = 10KOhm  linear pontesiometer

C1 = 3300 uF/50V electrolytic

C2, C3 = 47uF/50V electrolytic

C4 = 100nF polyester

C5 = 220nF polyester

C6, C9 = 100pF ceramic

C7 = 10uF/50V electrolytic

C8 = 330pF ceramic

D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4,5,6,7,8 diode 3A

D5, D6, D9, D10 = 1N4148

D7, D8 = 5,6V Zener

D11 = 1N4001 diode 1A

Q1 = BC548, NPN transistor or BC547

Q2 = 2N2219 NPN transistor

Q3 = BC557, PNP transistor or BC327

Q4 = 2N3055 NPN power transistor

U1, U2, U3 = TL081, operational amplifier

D12 = LED diode

مدار منبع تغذیه مونتاژ شده

در ادامه نمایی از برد مونتاژ شده و متعلقات مدار منبع تغذیه ۰ تا ۳۰ ولت با کنترل جریان ۰ تا ۳ آمپر را مشاهده می نمایید:

طرح مدارچاپی (PCB) مدار منبع تغذیه

 

امیدوارم که از این مدار کاربردی استفاده لازم را ببرید.

برای تهیه مطالب سایت زحمات زیادی کشیده شده تا به رایگان در اختیار کاربران گرامی قرار داده شود. لطفاً با اشتراک گذاری مطالب با لینک به دنیای صنعت برق ما را در ارتقای کیفیت مطالب یاری کنید.

موفق و پیروز باشید…

منبع: electronics-lab.com

بیشتر بخوانید:

• مدار هشدار دهنده گاز باسنسور TGS-813
• ساختمان قطعات دیجیتال
• سرعت حرکت برق در سیم چقدر است؟
• چرا سیم نول برق دارد؟
• مدار اینورتر ۱۲ولت DC به ۲۲۰ولت AC
• مدار کامل پاور بانک
• تحقیق در مورد PLC