Variable Spannungs- und Stromversorgungsschaltung - Hochwertiger variabler stabiler Ausgang

Ein ideales Netzteil muss über einen Stromkreis mit variabler Spannung und Stromstärke verfügen. Die Eigenschaft ist am wichtigsten bei üblichen Laboranwendungen und bei verschiedenen Anwendungen, die eine Wechselspannungsregelung erfordern.

Ein Spannungsregler mit manipulierbaren Stromgrenzen erleichtert die Erzeugung des gewünschten Ausgangsstroms.

Aus diesem Grund werden wir nach Möglichkeiten suchen, eine variable Stromversorgungsschaltung zu erstellen. Darüber hinaus werden wir uns einfache Möglichkeiten zur Regulierung der Ausgangsspannung und Merkmale der Schaltung ansehen.

Lesen Sie daher weiter, um eine gründliche Erläuterung dieser Schaltung und der Funktionsweise eines einstellbaren Spannungsreglers zu erhalten.

Merkmale der Rennstrecke

Abbildung 1:Ein Techniker, der einen Stromkreis anschließt

Hier ist eine Liste einiger Merkmale eines variablen Spannungssteuerungssystems.

1. Es hat einen weiten Versorgungsspannungsbereich, der einstellbar ist. Es verfügt über mehrere Spannungsbereiche von 0 bis 30 V, 0 bis 60 V oder 0 bis 100 V. Sie können auch den Laststrom von 500 mA bis 10 Ampere einstellen. Somit hängt die minimale Ausgangsspannung von den Vorlieben des Benutzers ab.
2. Die Schaltung ist auch nicht anfällig für Kurzschlüsse, insbesondere wenn Sie Kühlkörper anschließen.
3. Es hat auch keine Restwelligkeit, da es Restwelligkeiten von weniger als 1 Vpp aufweist.
4. Es zeichnet sich durch einen stabilen Strom in der Ausgangsstufe aus. Die Schaltung filtert die Wechselstromversorgungen zu einem Gleichstrom.
5. Die Schaltung kann auch nicht überlastet werden.
6. Zu guter Letzt verfügt es über eine Kurzschlussleistungsanzeige in Form einer LED.

Das Schaltungsdesign

Abbildung 2:Stromversorgung

Betrachten wir nun die verschiedenen Ausführungen eines variablen Spannungsreglers. Zunächst ist bemerkenswert, dass es mehrere Ausführungen eines Stromreglers gibt, weshalb wir uns jedes der gängigen Stromversorgungssysteme genauer ansehen werden.

Mit Transistor 2N3055

Hier ist der Schaltplan dieser Schaltung.

Abbildung 3:Schaltplan eines Netzteils mit variabler Spannung und Stromstärke

Wie Sie der obigen Darstellung entnehmen können, handelt es sich in der Regel um ein stabiles Netzteil, das die oben aufgeführten Eigenschaften erfüllt.

Die Voreinstellungen in der Schaltung sind für die Erzeugung der Spannungsvariationen verantwortlich. Sie ermöglichen dies über eine Rückkopplungskonfiguration durch die Transistoren, Widerstände und Dioden im Verlauf.

Aus dem Diagramm können Sie die als D1 bezeichnete Diode identifizieren. Die Diode ist dafür verantwortlich, den Strom auf 0,6 V zu senken, und die Zahl ist der Durchlassspannungsabfall der Diode.

Angenommen, Sie suchen nach einer konstanten Spannung, die unter 0,6 V oder einem anderen Wert liegt. In einem solchen Fall müssen Sie die Diode D1 durch eine Zenerdiode ersetzen, die den bevorzugten Wert liefert. So steuern Sie die Strombegrenzung durch die Wahl der idealen Diode.

In dieser Schaltung hat der Transformator einen Bereich von 0 bis 40 V. Daher beträgt die einstellbare Ausgangsspannung des Kurses 0,6 V bis 40 V. Daher muss Ihr Leistungstransformator für Qualitätsnetzteile den gewünschten Leistungsbereich haben.

Beachten Sie auch, dass der Transistor in dieser Schaltung als Strombegrenzer fungiert. Daher müssen Sie auch den richtigen verwenden, um den gewünschten maximalen Ausgangsstrom zu erreichen.

Abbildung 4:DIY-Elektronik auf einem Steckbrett

Für ein Leiterplattendesign sind hier einige der elektronischen Geräte aufgeführt, die Sie zum Zusammenbau der Schaltung benötigen:

Ein 0-40-V-Transformator

Zwei Kondensatoren von 1000uF/50V

Vier 1N5402-Dioden

Eine 1N4007-Diode

Zwei BC547B-Transistoren

Ein 2N3055-Transistor

Widerstände

Ein 5-Watt-Kabel

Verwendung von 2N3055- und 2N2222-Transistoren

Abbildung 5:Transistoren

Sie können auch die Transistoren 2N3055 und 2N2222 zusammen verwenden, um die Schaltung zu verbessern. Eines der grundlegenden Highlights dieser Schaltung ist, dass sie über einen großen Ausgangsbereich verfügt. Somit kann es einen konstanten Strom in einem Bereich von 0,1 bis 50 Volt liefern. Daher verfügt es über eine effiziente Lastregelung.

Außerdem weist die Schaltung eine minimale Ausgangsstörung auf. Wie bereits erwähnt, hat die einfache Stromversorgung einen breiten Ausgangsbereich, und eine integrierte Schaltung erleichtert diese Eigenschaft.

Sie können den Ausgangsbereich weiter verbessern, indem Sie einen Transistor einführen. Positionieren Sie dieses elektrische Gerät in Reihe mit dem IC und dem Seriendurchgangstransistor.

Mit LTC3780

Abbildung 6:Ein Netzteil

Die Schaltung liefert wie die vorherige einen Ausgang, der zwischen 0 und 30 V einstellbar ist. Außerdem verfügt der Kurs über einen elektronischen Ausgangsstrombegrenzer, der den Bereich des lieferbaren Stroms steuert. Aufgrund dieser Eigenschaft ist die Schaltung in einem aktuellen Laborstromversorgungssystem nützlich.

Sie können den Strom schnell auf einen maximalen Wert erhöhen, ohne sich Gedanken über die Sicherheit der Komponenten machen zu müssen. Darüber hinaus ermöglicht die variable Funktion eine Stromversorgung gemäß den Stromversorgungsspezifikationen der Schaltungen.

Hier sind einige der technischen Spezifikationen der Schaltung:

1. Die Eingangsspannung liegt bei 24 VAC.
2. Es hat einen maximalen Eingangsstrom von 3A.
3. Er verfügt über einen Ausgangsspannungsbereich von null bis maximal 30 V.
4. Der Stromausgang ist ebenfalls einstellbar und reicht von 2mA bis 3A.
5. Seine Ausgangsspannungswelligkeit liegt bei maximal 0,01 %.
6. Zu guter Letzt betragen die idealen Leiterplattenabmessungen 123 mm x 85 mm.

Mit LM317T

Abbildung 7:Mehrere elektrische Komponenten

In dieser Schaltung arbeitet der LM317T als positiver Spannungsregler, der verschiedene Gleichspannungen liefern kann. Ohne den Regler würde der natürlich ein festes Netzteil liefern. Nichtsdestotrotz erleichtert das Hinzufügen der integrierten Schaltung die Erzeugung eines breiten Bereichs von Ausgangsspannungen.

Daher erzeugt der Spannungsregler eine variable Spannung im Bereich von 1,25 V bis maximal etwa 30 V.

Der Regler verfügt außerdem über eine Strombegrenzungseigenschaft und eine thermische Abschalteigenschaft. Daher kann es nicht schnell kurzschließen. Dadurch können Sie es für eine Niederspannungsversorgung verwenden.

Auch die Bestimmung der Ausgangsspannung des Systems ist einfach. Sie benötigen lediglich die Spannungen der beiden Rückkopplungswiderstände des Systems, und die Widerstände bilden einen Spannungsteiler am Ausgang der Schaltung.

Spannungs- und Stromversorgungsschaltung mit variabler Spannung– So erstellen Sie die Schaltung？

Abbildung 8:Eine Leiterplatte (PCB)

Für elektronische Schaltungen mit variablem Spannungsbereich benötigen Sie folgende Komponenten.

• Ein einstellbarer Spannungswandler. Idealerweise ist ein LTC3780 das Beste.
• Ein digitales Potentiometer oder Amperemeter
• Zwei lineare Potentiometer mit 500k und 200k
• A 7805 IC
• Ein 12V 3A Adapter
• Zwei Kondensatoren mit Kapazitäten von 100uF und 10uF
• Eine Gleichrichterdiode
• Ein Gleichstromschalter
• Kühlkörper
• Mehrere Holzblöcke
• Eine Leiterplatte
• Eine 4 mm Acrylplatte
• Genug Kabel
• Ein 2,1-mm-Gleichstromanschluss

Es wäre hilfreich, wenn Sie auch einige Werkzeuge hätten, um die Schaltung zu erstellen. Hier ist eine Liste der Werkzeuge, die Sie zum Zusammenbauen benötigen.

• Ein starker Sekundenkleber
• Eine Handsäge
• Sprühfarbe deiner bevorzugten Farbe
• Lötkolben
• Schleifpapier
• Klebepistole
• Klebeband
• Ein rotierendes Werkzeug und ein Bohrer

Spannungs- und Stromversorgungsschaltung mit variabler Spannung– So bauen Sie die Schaltung zusammen

Abbildung 9:Eine variable Spannungsplatine mit Komponenten

Mit wenigen Handgriffen ist die Schaltung schnell aufgebaut. Schauen wir uns jeden von ihnen an.

1. Zeichne zuerst Linien auf die Acrylplatte, um zu markieren, wo du sie schneiden wirst. Als nächstes schneiden Sie das Blatt entlang der Linien, die Sie gezeichnet haben.
2. Markieren Sie als Nächstes, wo Sie das Potentiometer, den Luftdurchlass, die Steckdose und den DC-Lüfter haben werden. Schneiden Sie diese Bereiche mit dem idealen Werkzeug für jede Aufgabe.
3. Als nächstes müssen Sie die Acrylplatte schleifen. In diesem Schritt musst du zuerst die Papierabdeckung des Blatts abziehen. Danach schleifen Sie es effizient, bis Sie eine ebene Oberfläche erhalten.
4. Als nächstes werden die Blätter an den Rändern befestigt. Tragen Sie zuerst Kleber auf die Seiten auf und verbinden Sie die Blätter nebeneinander. Die Zeichnungen, die Sie zuvor auf dem Blatt gemacht haben, sollen Sie dabei unterstützen.
5. Nach dem Anbringen der Teile ist es nun an der Zeit, die Bleche zu bemalen. Tragen Sie eine dünne Schicht der Farbe Ihrer Wahl auf. Schwarz ist ideal, aber Sie können die Farbe, die Sie auftragen möchten, je nach Ihren Vorlieben auswählen.
6. Sie müssen dann die zusätzlichen Acrylteile am System anbringen. Sie sind für die Befestigung von Schrauben unerlässlich.
7. Befestigen Sie danach die Vorder- und die Rückwand. Sie müssen zuerst Sekundenkleber auftragen. Als nächstes legen Sie die Platten schnell auf den Bereich, wo der Kleber ist, bevor er trocknet.
8. Als nächstes montieren Sie die Komponenten. Montieren Sie zuerst den DC-Schalter und befestigen Sie dann den DC-Lüfter mit einer Schraube. Verbinden Sie die anderen Teile auf ähnliche Weise.

Variable Spannungs- und Stromversorgungsschaltung – Temperaturregelung im Stromkreis

9. Sie müssen auch darauf bedacht sein, die Temperatur des Netzteils zu kontrollieren. Daher müssen Sie einen Kühlkörper und einen Lüfter anschließen. Der Spannungswandler LTC3780 sollte einen eingebauten Kühlkörper haben. Um die Effizienz zu verbessern, sollten Sie jedoch erwägen, eine hinzuzufügen.
10. Ersetzen Sie das eingebaute Potentiometer durch ein lineares Potentiometer. Der Prozess ist einfach. Ersetzen Sie einfach das Trimmer-Potentiometer durch das Liner-Potentiometer, indem Sie es an den genauen Punkten anlöten.
11. Schließen Sie zuletzt die Drähte an, um den Stromkreis zu vervollständigen.

Schlussfolgerung

Kurz gesagt, wir haben Ihnen eine detaillierte Erklärung gegeben, wie eine Stromversorgungsschaltung mit variabler Spannung und Strom funktioniert. Wir haben auch ausführlich erklärt, wie man einen einfachen Parcours mit einfach zu montierenden Komponenten erstellt.

Auch bei Fragen zur Rennstrecke sind wir für Sie da. Wenden Sie sich an uns und besuchen Sie unseren Blog, um weitere Einblicke in die Kurse zu erhalten.