Источник питания с изменяемой полярностью. Источник тока управляемый напряжением с изменением направления тока. Индикация заранее введенных настроек

• 10.01.2016

  На рисунке показана схема двухканального усилителя мощности звуковой частоты на ИМС LA4450. Выходная мощность усилителя при напряжении питания 26,4В (рекомендованное) 12Вт (на канал) на нагрузке 8 Ом и 20 Вт (на канал) на нагрузке 4 Ом. ИМС LA4450 имеет тепловую защиту, защиту от перенапряжения и импульсных помех. Основные характеристики Максимальное напряжение …

• 25.05.2015

  На рисунке показана схема импульсного источника питания с выходным напряжением 12В и мощностью 15Вт, основанный на интегральном AC/DC — преобразователе TOP201YAI. В этой схеме используется импульсный трансформатор с дополнительной обмоткой 4-5 и выпрямителе на D3 для питания транзистора оптопары, которая обеспечивает управление обратной связи. В импульсном источнике питания применяется трансформатор для …

• 21.09.2014

  Данное устройство предназначено для автоматического поддержания напряжения на нагревателе паяльника. Как известно качественная пайка припоем ПОС-61 возможна только в узком диапазоне температур. Как известно при изменении напряжения питания от 180 до 250 В приводит к изменению температуры жала паяльника на 38%, данное устройство позволит свести такое изменение к 4%. Уст-во …

• 21.09.2014

  Данное уст-во использую для защиты от перегрузок по току электрических приборов работающих от сети 220В. Уст-во имеет релейное управление нагрузкой поэтому может применяться совместно с любым типом электронного оборудования. Схема состоит из датчика тока (оптрон U1) и ключа на VT1 нагрузкой которого является реле. При прохождении тока через R1 на …

При проектировании промышленных приборов, к которым предъявляются повышенные требования по надёжности, я не раз сталкивался с проблемой защиты устройства от неправильной полярности подключения питания. Даже опытные монтажники порой умудряются перепутать плюс с минусом. Наверно ещё более остро подобные проблемы стоят в ходе экспериментов начинающих электронщиков. В данной статье рассмотрим простейшие решения проблемы - как традиционные так и редко применяемые на практике методы защиты.

Простейшее решение, которое напрашивается с ходу - включение последовательно с прибором обычного полупроводникового диода.


Просто, дёшево и сердито, казалось бы чего ещё нужно для счастья? Однако, у такого способа есть очень серьёзный недостаток - большое напряжение падения на открытом диоде.


Вот типичная ВАХ для прямого включения диода. При токе в 2 Ампера напряжение падения составит примерно 0.85 вольт. В случае низковольтных цепей 5 вольт и ниже это очень существенная потеря. Для более высоковольтных такое падение играет меньшую роль, но есть ещё один неприятный фактор. В цепях с высоким током потребления на диоде будет рассеиваться весьма значительная мощность. Так для случая, изображённого на верхней картинке, получим:
0.85В х 2А = 1.7Вт.
Рассеиваемая на диоде мощность уже многовата для такого корпуса и он будет ощутимо греться!
Впрочем, если вы готовы расстаться с несколько большими деньгами, то можно применить диод Шоттки, который имеет меньшее напряжение падения.


Вот типичная ВАХ для диода Шоттки. Подсчитаем рассеиваемую мощность для этого случая.
0.55В х 2А = 1.1Вт
Уже несколько лучше. Но что же делать если ваше устройство потребляет ещё более серьёзный ток?
Иногда параллельно устройству ставят диоды в обратном включении, которые должны сгореть если перепутать напряжение питания и привести к короткому замыканию. Ваше устройство при этом скорее всего потерпит минимум повреждений, но может выйти из строя источник питания, не говоря уже о том, что сам защитный диод придётся заменить, а вместе с ним могут и дорожки на плате повредиться. Словом этот способ для экстрималов.
Однако, есть ещё один несколько более затратный, но весьма простой и лишённый перечисленных выше недостатков способ защиты - с помощью полевого транзистора. За последние 10 лет параметры этих полупроводниковых приборов резко улучшились, а цена наоборот сильно упала. Пожалуй то, что их крайне редко используют для защиты ответственных цепей от неправильной полярности подачи питания можно объяснить во многом инерцией мышления. Рассмотрим следующую схему:


При подаче питания напряжение на нагрузку проходит через защитный диод. Падение на нём достаточно велико - в нашем случае около вольта. Однако в результате между затвором и истоком транзистора образуется напряжение превышающее напряжение отсечки и транзистор открывается. Сопротивление исток-сток резко уменьшается и ток начинает течь уже не через диод, а через открытый транзистор.


Перейдём к конкретике. Например для транзистора FQP47З06 типичное сопротивление канала будет составлять 0.026 Ом! Нетрудно рассчитать что рассеиваемая при этом на транзисторе мощность для нашего случая будет всего 25 милливатт, а падение напряжение близко к нулю!
При смене полярности источника питания ток в цепи течь не будет. Из недостатков схемы можно пожалуй отметить разве то, что подобные транзисторы имеют не слишком большое пробивное напряжение между затвором и истоком, но слегка усложнив схему можно применить её для защиты более высоковольтных цепей.


Думаю читателям не составит труда самим разобраться как работает эта схема.

Уже после публикации статьи уважаемый пользователь в комментариях привел схему защиты на основе полевого транзистора, которая применяется в iPhone 4. Надеюсь он не будет возражать если я дополню свой пост его находкой.

Особенность этой схемы заключается в том что поворотом регулирующей ручки можно менять не только напряжение на выходе, но и его полярность. Регулировка производится в диапазоне от +12V до -12V.

Схема источника питания с регулировкой полярности

По сути это два раздельный стабилизатора напряжения- по "плюсу" и по "минусу" с общим регулирующим резистором R5.
Трансформатор для источника также требуется с двойной обмоткой.
Когда движок резистора R5 находится в среднем положении то оба стабилизатора закрыты и напряжение на выходе будет равно нулю. При перемещении движка в ту или иную сторону будет открываться один из регулируемых стабилизаторов- либо "плюсовой" либо "минусовой" и, соответственно, напряжение на выходе будет изменяться.

Емкости конденсаторов С1 и С2 не должны быть меньше 1000 мкФ. Вместо транзисторов КТ816 и КТ817 можно применить более мощные- например КТ818 и КТ819. Мощность самого источника питания напрямую зависит от мощности применяемого трансформатора.
Трансформатор должен иметь две выходные обмотки не менее чем по 12 Вольт каждая.
Вместо диодной сборки КЦ405 можно использовать четыре простых диода включенных мостом.

• Стабильность – свыше 8 часов работы при постоянных условиях:
• Температурный коэффициент:
• На Ваш запрос мы можем подготовить определенные блоки с еще более высокой стабильностью.

Данная опция применима лишь к новым блокам. Дальнейшая модификация невозможна.

Сниженная пульсация на выходе

Для некоторых серий сниженная пульсация может быть достигнута посредством сглаживающей фильтрации. Данная опция применима лишь к новым блокам. Дальнейшая модификация невозможна. Для заказа с данной опцией:

• Для MCP и HCP до 35Вт:1 x 10-5 + 10мВ p-p.
• Для MCP и HCP 140Вт до 700Вт:1 x 10-5 + 20 мВ p-p.
• Для MCP и HCP от 1400Вт: 1 x 10-5 + 100мВ p-p.

Более низкая аккумулируемая энергия

Специально для газоразрядных процессов, дуговых и им подобных потребляющих устройств с негативной характеристикой динамического сопротивления, объем аккумулируемой энергии может быть снижен меньшей выходной емкостью. Для данных блоков пульсация будет выше, до 1%.

Цифровые измерители повышенного разрешения

Вместо стандартного цифрового вольтметра с дисплеем макс.«1999», может быть предложен DVM с более высоким разрешением.

Цифровые измерители с дисплеем «4.5» вместо «3.5» могут быть встроены во все серийные устройства. Данная замена возможна также позже на нашем заводе. Цифровые измерители с дисплеем «6» могут быть установлены только в новых блоках с приданием им повышенной стабильности. Блоки типа MCP или HCP оснащены в стандартном исполнении цифровыми измерителями с дисплеем «4.5».

Повышенная точность настройки

Дополнительный десятиоборотный потенциометр для тонкой настройки силы тока и/или напряжения позволяет 100-кратно увеличить разрешение. Диапазон регулирования составляет 0 - 99% с окном 1%

Для еще более высокого разрешения может быть предоставлен декадный переключатель (до 5 декад) или комбинация декадных переключателей с потенциометрами тонкой настройки.

Регулятор мощности с дисплеем и органами управления

Кроме стандартных средств регулирования напряжения и силы тока, блоки могут оснащаться дополнительным регулирующим контуром для контроля постоянства мощности.

Собственный импеданс

Служит для электронного моделирования изменяющегося собственного импеданса блока (т.е., характеристики батареи). Техническое исполнение подобно исполнению регулятора мощности.

Индикация заранее введенных настроек

Заранее введенные настройки могут отображаться с помощью кнопки, расположенной рядом с соответствующим измерителем. Для блоков MCP и HCP это стандартная опция.

Электронная развертка номинального значения (линейно нарастающая функция). Все интерфейсы системы PROBUS V также оснащены возможностью программирования линейно-нарастающей функции.

Датчик искрения осуществляет контроль искрения вследствие тока/напряжения перегрузки с сигнализацией, выключением или искровым счётчиком.

Контур блокировки для контроля присоединенной нагрузки (например, дверных контактов)

При разомкнутом блокирующем контуре блок будет отключен посредством отключения электропитания. Блок может быть включен лишь после нажатия кнопки «перезапуск» (RESET).

Быстрый разряд выходной мощности – например, в связи с блокирующим контуром.

Активная понижающая регуляция для быстрого контролируемого уменьшения выходного напряжения.

Другие значения напряжения и частоты сети электропитания. В стандартном исполнении наши блоки рассчитаны на параметры сети электропитания 230В, 50Гц или 400В, 50Гц в случае трехфазного питания. Но большинство наших блоков могут изменяться для адаптации к другим параметрам сетей электропитания, которые используются в других странах.

Лучшая изоляция вывода и/или ввода электропитания

Для особых прикладных задач (например, при работе приборов на высоковольтной платформе) стандартной изоляции блока может оказаться недостаточно. Мы можем поставлять блоки с напряжением изоляции до > 200 кВ.

Заказное исполнение выхода мощности: Для ряда типов наших блоков выход стандартно находится на передней панели. В качестве опции и под заказ он может быть перенесен на заднюю панель (например, вот так: или так: ).

Вентилятор, регулируемый температурой

Вентилятор блока, охлаждаемого принудительным потоком воздуха, включается лишь при повышенном потреблении мощности. Данная опция применима лишь к нескольким моделям, если нет строго требования к стабильности регулировки силы тока.