Lineární laboratorní zdrojík 35V 1.5A
Ve škole jsme měli na praxích za úkol navrhnout a osadit plošný spoj pro usměrňovač s jednoduchým stabilizátorem se zenerkou a emitorovým sledovačem.
Já jsem samozřejmě začal přemýšlet na co bych takový obvod využil, a došlo mi že bych ho asi nejspíš nevyužil. Tak jsem se rozhodl udělat si obvod podobného účelu ale s trochu praktičtějším využitím.
Řekl jsem si že bych mohl využít toroidní trafo 24V/2A které mi už doma leží nějaký ten rok. Chtěl jsem zdroj s nastavitelným napětím a proudovou ochranou/CC módem, ideálně co nejjednodušší a udělaná tak aby vydržel nehezké zacházení. No, tak jsem nahodil LTspice a po pár hodinách ladění jsem skončil u tohoto schématu:
Obr.1 Schéma zdroje
Zjednodušený princip činnosti:
Vstup z trafa jde do usměrňovače, dále prochází tranzistorem Q1 až k výstupu. Q1 spolu s Q2 a Q3 zesilují proud z U1B, který smyčku zpětné vazby pro režim konstantního napětí. V režimu konstantního proudu U1D "škrtí" přes D11 výstup z U1B, čímž omezuje proud. Napětí z proudového bočníku, se kterým pracuje U1D, jde přes U1A kde se zesíli. U1C spolu s několika rezistory a NTC termistorem tvoří tepelnou pojistku s hysterezí.
Popis schématu:
Vlevo nahoře začínáme s klasickým můstkovým usměrǒvače který následuje banka kondenzátorů 220u/50V. Za ní je vybíjecí rezistor a potom už propouštěcí tranzistor, typu BD244C. Dioda přes něj je pro ochranu, kdyby se mi nějak povedlo na výstup zapojit vyšší napětí než leze z usměrǒvače. Dále už jen fóliový+keramický kondenzátor, dělič zpětné vazbý a dalši ochranná dioda, tentokrát ochrana proti připojení opačného napětí.
Výstup děliče napětí je zapojený do invertujícího vstupu U1B, a jeho neinvertující vstup je zapojený na výstup potenciometru nastavení napětí. Z výstupu na invertující vstup je ještě 1n kondenzátor zabraňující oscilaci. Výstup U1B jde přes 10k rezistor a diodu 1n4148 do Q3, poté do Q2 a ten už otevírá Q1.
Proudová zpětná vazba využívá dva paralelní 330mΩ rezistory v záporné větvi zdroje. Napětí na nich se zesílí (protože sem budu připojovat ručičkový měřák) a potom jde do U1D spolu s napětím z potenciometru proudu. Zesilovač je zapojený jako na invertující, protože na jeho výstupu je D11 přes kterou "tahá" dolů bázi Q3. Napěťová smyčka se samozřejmě bude snažit tranzistor zpět otevřít, ale brzy narazí na hranici napájecího napětí a jelikož je R7 mnohem vyšší než R17, proudová smyčka tu napěťovou "pretlačí".
U1C je použitý na tepelnou pojistku. V zásadě je to jen dělič s NTC termistorem a R19, a za ním U1C zapojený jako invertor s hysterezí (Vychází to na ~90/60°C). Ten podobným způsobem jako proudová smyčka, stáhne proud do báze Q3 do sebe, čímž vypne výstup dokud se teplota nedostane pod spodní hranici.
Ledky CC/OTP jsou zapojeny mezi 12V větví a výstupy OZ, protože oba obvody mají na výstupu nízké napětí když jsou aktivní.
12V větev je tvořena regulátorem 7812, který má ještě na vstupu zenerku protože napětí z trafa se blíží 40V což už je nad jeho maximálním napětím. Z výstupu 7812 jsou ještě zapojené ledky podsvícení měřáků a signalizace zapnutí.
Naměřené parametry:
(WIP)
Zvlnění:
| Výstupní proud |
10mA |
200mA |
| před regulací |
300mVpp |
1300mVpp |
za regulací v CV
|
0.78mVpp |
1.33mVpp |
| za regulací v CC |
1.1mVpp |
0.87mVpp |
První oživení, úpravy:
Jakmile jsem měl osazený plošňák, hned jsem šel vyzkoušet smyčku zpětné vazby. Na vstup jsem prozatím napojil 20V SS z laboratorního zdroje, na výstup osciloskop. Po zapnutí jsem uviděl na výstupu přesně to co jsem doufal že nebudu muset řešit - oscilaci. Konkrétně tam byla pila s napětím mezi špičkami několik voltů.
Obr.2 Průběh napětí na výstupu zdroje
Zvýšení kondenzátoru v napěťové zpětné vazbě ani přidání kondenzátoru přes výstupní dělič nepomohlo. Po konzultaci s učitelem a experimentaci v LTspice se mi povedlo oscilacím zabránit, a to snížením rezistorů kolem Q3 a přidáním B-E rezistorů propustným PNP tranzistorům.
Schéma které je nahoře už všechny tyto změny obsahuje, můj plošný spoj ale ne, takže jsem musel rezistory nabastlit zespodu.
Poslední úprava: 26.01.2026
jestli tohle (ne)vidis, php funguje