81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

Раздел 10 Применение специализированных микросхем для стабилизации тока и напряжения

Регулируемый источник питания -U...+U

В ряде случаев для питания различных электробытовых и радиоустройств, например, для настройки радиоэлектронной аппаратуры, питания электромагнитов или реверсивных электродвигателей требуется регулируемый источник питания -U…+U. Такое устройство для плавного неразрывного изменения тока в нагрузке от +I до -I может быть выполнено по схеме на рис. 10.31.

 Реализация биполярного источника тока на операционных усилителях с однополярным источником опорного напряженияРис. 10.31. Реализация биполярного источника тока на операционных усилителях с однополярным источником опорного напряжения

В зависимости от положения прецизионного многооборотного потенциометра RV ток в нагрузке изменяется в соответствии с выражением: I0= (2x-1)UGB1/RS, где x — доля включенной в цепь части потенциометра RV, х=0…1,0; UGB1 — напряжение батареи питания, 2,5 В; RS=R3=2,49 кОм.

Теперь рассмотрим, как устройство подобного назначения может быть выполнено на основе специализированных микросхем.

На рис. 10.32 приведена схема источника питания, позволяющего плавно изменять напряжение на нагрузке от -UВЫХ до+UВЫХ.

Схема источника питания с плавной регулировкой напряжения на нагрузке в пределах +5…-5 ВРис. 10.32. Схема источника питания с плавной регулировкой напряжения на нагрузке в пределах +5…-5 В

Источник питания выполнен на основе двух стабилизаторов напряжения DA1 и DA2 типа тА7805 (LM7805) или их аналогах — КР142ЕН5А ). Регулировка выходного напряжения стабилизаторов взаимозависима и осуществляется потенциометром R2. Так, при вращении оси потенциометра R2 напряжение на резисторе R4 изменяется от 5 до 1,0 В; одновременно напряжение на резисторе R5 изменяется от 10 до 5 В. Таким образом, выходное напряжение на зажимах AB плавно регулируется от +5 до -5 В.

Наладка устройства заключается в подборе резисторов R1 или R3 до получения на резисторах R4 и R5 при регулировке R2 (без нагрузки) пределов изменения напряжения относительно общей шины 5…10 В и 10…5 В, соответственно.

Минимальное значение сопротивления нагрузки определяется соотношением RНАГР>=R4=R5 и может доходить до 10 Ом. При этом ток на выходах микросхем, установленных на радиаторы, может достигать 1,5 А, а резисторы R4, R5 должны иметь допустимую мощность рассеивания не менее 10 Вт. Поскольку КПД источника питания невысок (11…14%), а также из соображений минимизации размера радиаторов или отказа от них, снижения мощности, рассеиваемой на резисторах R4, R5, желательно использовать более высокоомную нагрузку. Так, при RНАГР>=100 Ом (R4=R5=100 Ом, мощность рассеивания резисторов — 1 Вт) максимальный ток нагрузки составляет 50 мА (при RНАГР>10 Ом предельный ток в нагрузке ограничен значением 500 мА).

При снижении RНАГР ниже минимальных рекомендованных значений, вплоть до короткого замыкания, UВЫХ снижается. Повреждения интегральных микросхем при этом не происходит.

Схема может быть переделана на более высокое выходное напряжение путем применения интегральных микросхем типа mA7806, mA7809 и др. Также можно применить отечественные аналоги типа КР142ЕН5, 8, 9 либо изменить соотношение резисторов R1 — R3.

При изготовлении потенциометра R2 на кольцевом замкнутом каркасе с диаметрально расположенными контактами и подключении к оси потенциометра через редуктор электродвигателя на выходе устройства можно получить медленно меняющееся напряжение синусоидальной или иной формы.

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93