Zasilacz laboratoryjny 2, elektronika praktyczna
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Programowany zasilacz laboratoryjny
P R O J E K T Y
Programowany zasilacz
laboratoryjny, część 2
kit AVT−366
W†drugiej czÍúci artyku³u
skupimy siÍ na omÛwieniu
montaøu i†uruchomienia
zasilacza. Najtrudniejsza
w†procesie uruchomienia jest
kalibracja, od ktÛrej zaleøy
precyzja ustawienia napiÍcia
wyjúciowego. Z†tego powodu
gor¹co zachÍcamy wszystkich
potencjalnych wykonawcÛw
zasilacza do wnikliwego
przeczytania tej czÍúci
artyku³u.
Montaø i†uruchomienie
Zasilacz jest montowany na
dwÛch dwustronnych p³ytkach
drukowanych, wykonanych
w†technologii dwuwarstwowej
z†metalizacj¹. Widoki úcieøek
na poszczegÛlnych warstwach
p³ytek przedstawiono na wk³ad-
ce wewn¹trz numeru.
Na
rys. 6
(p³ytka nastawnika)
i†
rys. 7
(p³ytka zasilacza) przed-
stawiono rozmieszczenie elemen-
tÛw na obydwu p³ytkach. Montaø
przebiega w†sposÛb tradycyjny:
kolejnoúÊ montaøu elementÛw na-
leøy dobieraÊ kieruj¹c siÍ ich
rozmiarami (pocz¹wszy od naj-
mniejszych i†leø¹cych najbliøej
powierzchni p³ytki). Naleøy zwrÛ-
ciÊ uwagÍ, øe na p³ytce nastaw-
nika prze³¹cznik Sw1, impulsator
Imp1 oraz diody LED D1..4 s¹
montowane od strony lutowania.
Pozosta³e elementy naleøy za-
montowaÊ od strony opisu. Pod
uk³ady scalone US1..4 warto za-
stosowaÊ podstawki, ktÛre ogra-
niczaj¹ ryzyko ich przypadkowe-
go uszkodzenia (wszystkie uk³ady
s¹ wykonane w†technologii
CMOS).
Nastawnik zadaj¹cy napiÍcie
wyjúciowe i†pr¹d zadzia³ania
ogranicznika jest doúÊ uniwersal-
ny (moøliwoúci zastosowanego
w†nim
mikrokontrolera
opisaliúmy w†pierwszej
czÍúci artyku³u), a†tryby jego pra-
cy ustala siÍ przy pomocy dwÛch
jumperÛw JP1 i†JP2. Zalecane po-
³oøenie jumperÛw podczas stero-
wania zasilaczem przedstawiono
na
rys. 8
. Jeøeli nastawnik nie
bÍdzie wykorzystywany do in-
nych zadaÒ, moøna w†miejsce
gold-pinÛw i†jumperÛw wlutowaÊ
zwory.
Montaø p³ytki zasilacza takøe
nie jest zbyt trudny, wymaga
jednak od montaøysty pewnych
umiejÍtnoúci zwi¹zanych z†mecha-
nik¹ - niezbÍdne bÍdzie bowiem
samodzielne wykonanie dwÛch ra-
diatorÛw. Jeden radiator naleøy
Parametry zasilacza AVT−266.
zakres napięć wyjściowych: 3,5..24V;
rozdzielczość nastawnika napięcia: 80mV;
liczba kroków regulacji napięcia: 256;
liczba zakresów ograniczania prądowego: 4;
maksymalny prąd wyjściowy: 1,43A;
pozostałe zakresy prądowe: 100mA, 500mA,
1A.
Rys. 6. Rozmieszczenie elementów na płytce nastawnika.
Elektronika Praktyczna 12/97
59
Programowany zasilacz laboratoryjny
przyst¹piÊ do wykonania niezbÍd-
nych po³¹czeÒ pomiÍdzy obydwo-
ma modu³ami i†podzespo³ami ze-
wnÍtrznymi. Uproszczony sche-
mat tych po³¹czeÒ przedstawiono
na
rys. 9
.
Uruchomienie zasilacza moøna
podzieliÊ na dwa etapy, ktÛre
przedstawiamy poniøej.
Rozpoczynamy od p³ytki na-
stawnika, ktÛr¹ moøna uruchomiÊ
bez koniecznoúci pod³¹czania do
p³ytki mocy. Do sprawdzenia dzia-
³ania nastawnika niezbÍdny bÍ-
dzie zasilacz o†stabilizowanym na-
piÍciu wyjúciowym 5V i†8†diod
LED. Diody do³¹czamy anodami
do wyprowadzeÒ PA0..7 mikro-
kontrolera, a†ich katody z†w³¹czo-
nymi w†szereg rezystorami o†re-
zystancji 470
Rys. 7. Rozmieszczenie elementów na płytce zasilacza.
przymocowaÊ, przy pomocy úrub
z†nakrÍtkami o†úrednicy 3mm, do
metalowych fragmentÛw obudÛw
stabilizatorÛw US10 i†US11. Dru-
gi, znacznie wiÍkszy radiator, sta-
nowi niezbÍdny element ch³odze-
nia tranzystora mocy T3. W†eg-
zemplarzu modelowym wykorzys-
tano fragment aluminiowego pro-
filu walcowanego, do ktÛrego zo-
sta³ przykrÍcony tranzystor T3.
PowierzchniÍ styku radiatora tego
tranzystora z†profilem pokryto
warstw¹ pasty silikonowej, co
zmniejsza rezystancjÍ termiczn¹
styku, poprawiaj¹c warunki ch³o-
dzenia.
Rezystor R5 naleøy zamonto-
waÊ w†odleg³oúci minimum 5mm
nad powierzchni¹ p³ytki drukowa-
nej. Dopuszczalny jest montaø
tego rezystora bezpoúrednio na
p³ytce drukowanej, jednak zaleca
siÍ zastosowanie, jako elementÛw
poúrednicz¹cych, miedzianych ko³-
kÛw lutowniczych pokrytych sreb-
rem.
Po zamontowaniu wszystkich
elementÛw na p³ytkach drukowa-
nych naleøy wykonaÊ jeszcze prze-
wÛd, ktÛrym zostan¹ po³¹czone
obydwa modu³y. Najprostszym
wyjúciem jest zastosowanie dwÛch
wtykÛw zgodnych ze standardem
FDC (np. ZWS-20), ktÛre naleøy
zacisn¹Ê na 10-cm odcinku p³as-
kiego, 20-øy³owego kabla taúmo-
wego. Kabel powinien byÊ wyko-
nany w†taki sposÛb, aby zosta³y
po³¹czone ze sob¹ styki o†takich
samych numerach w†obydwu wty-
kach.
Po wykonaniu kabla i†spraw-
dzeniu jakoúci montaøu moøna
Rys. 8. Sposób konfiguracji
procesora US4.
Naciskanie przycisku Sw1
wymusza kolejne zapalanie siÍ
diod D2..4. NastÍpnie sprawdza-
my, czy procesor reaguje na
pokrÍcanie osi¹ impulsatora
Imp1. Kaødy wyczuwalny rÍk¹
przeskok osi impulsatora powi-
nien spowodowaÊ zmianÍ stanu
wyjúÊ steruj¹cych úwieceniem
diod LED w†sposÛb charakterys-
tyczny dla licznikÛw binarnych.
60
Elektronika Praktyczna 12/97
do³¹czamy do ma-
sy zasilania (
rys. 10
). NastÍpnie
naleøy do³¹czyÊ do p³ytki zaciski
wyjúciowe zasilacza, a†zworki na
z³¹czach JP1 i†JP2 naleøy ustawiÊ
zgodnie z†podanym wczeúniej opi-
sem. Po w³¹czeniu napiÍcia po-
winna zaúwieciÊ siÍ tylko dioda
D1, a diody do³¹czone do wyjúcia
mikrokontrolera (wg rys. 10) nie
powinny siÍ úwieciÊ.
Programowany zasilacz laboratoryjny
Rys. 9. Schemat montażowy.
Kierunek tych zmian jest zaleø-
ny od kierunku obracania osi
impulsatora.
Jeøeli obserwujemy opisane
efekty, to moøemy uznaÊ, øe p³yt-
ka nastawnika pracuje poprawnie.
Przechodzimy wiÍc do urucho-
mienia i†regulacji p³ytki zasilacza.
Moøna j¹ przeprowadziÊ po do-
³¹czeniu p³ytki nastawnika lub
moøna j¹ zast¹piÊ DIP-switchem
i†jednym mikroprze³¹cznikiem.
Obydwie metody s¹ jednakowo
skuteczne, wybÛr pozostawiamy
wiÍc Czytelnikom. Podczas regu-
lacji zasilacza niezbÍdny bÍdzie
woltomierz cyfrowy lub analogo-
wy o†duøej dok³adnoúci.
RegulacjÍ rozpoczynamy od
wpisania wartoúci
00h
do rejestru
danych przetwornika. Mikrokont-
roler programatora robi to auto-
matycznie po w³¹czeniu zasilania,
generuj¹c pojedynczy impuls ze-
garowy. Wpisanie takiej wartoúci
do rejestru danych powoduje, øe
napiÍcie na wyjúciu zasilacza jest
minimalne.
Teraz, przy pomocy wkrÍtaka,
naleøy ustawiÊ nastÍpuj¹ce napiÍ-
cia:
- na wyjúciu wzmacniacza US6
(rys. 5) napiÍcie o†wartoúci 4,0V;
regulacji dokonujemy przy po-
mocy potencjometra wieloobro-
towego P1;
- na wyjúciu wzmacniacza US7
(rys. 5) napiÍcie o†wartoúci
0,583V; reguluje siÍ je przy po-
mocy potencjometra P2.
NapiÍcia te wyznaczaj¹ zakres
zmian napiÍcia na wyjúciu wtÛr-
nika US8. Przy podanych wartoú-
ciach napiÍÊ, najmniejszy skok
napiÍcia wynosi 80mV. Czyli po
kaødym skoku obrotu impulsatora
napiÍcie zmienia siÍ o†80mV.
NapiÍcie z†wyjúcia wtÛrnika
jest podawane na wejúcie nieod-
wracaj¹ce wzmacniacza operacyj-
nego, ktÛrego wzmocnienie jest
zaleøne od po³oøenia suwaka po-
tencjometra P3. Elementy R8, R9
i†P3 dobrano w†taki sposÛb, øe
dla úrodkowego po³oøenia suwaka
potencjometra wzmocnienie
wzmacniacza wynosi 6V/V. Regu-
lacjÍ wzmocnienia naleøy prze-
prowadziÊ dwukrotnie: pierwszy
raz po wpisaniu wartoúci
00h
do
rejestru danych przetwornika US5,
drugi raz po wpisaniu wartoúci
ffh
do rejestru danych
.
Wartoúci
napiÍÊ wyjúciowych (na wyjúcio-
wym z³¹czu ARK) w†skrajnych
przypadkach powinny wy-
nosiÊ odpowiednio: 3,5V
i†24V.
Jeøeli wszystkie do-
tychczas opisane regula-
cje uda³o siÍ przeprowa-
dziÊ, to naleøy skontrolo-
waÊ dzia³anie ograniczni-
ka pr¹dowego. Jeøeli oby-
dwa przekaüniki maj¹ sty-
ki rozwarte, wydajnoúÊ
pr¹dowa zasilacza jest naj-
mniejsza i†wynosi 100mA.
Zwarcie stykÛw przekaü-
nika Prz2 powoduje
zwiÍkszenie wydajnoúci pr¹dowej
do 500mA, zwarcie stykÛw prze-
kaünika Prz1 podnosi j¹ do 1A,
a†zwarcie obydwu stykÛw powo-
duje zadzia³anie ogranicznika do-
piero dla pr¹du wyjúciowego ok.
1,43A. Sterowanie przekaünikami
jest moøliwe przy pomocy p³ytki
programatora lub przez bezpo-
úrednie podawanie stanÛw ì1î
(lub napiÍcia 0/+5V) na styki 19
i†20 z³¹cza Zl2.
Podczas instalowania zasilacza
w†obudowie naleøy pamiÍtaÊ o†ko-
niecznoúci zapewnienia dobrego
ch³odzenia radiatorom stabilizato-
rÛw US10, US11 oraz tranzystora
T3. W†typowych zastosowaniach
nie bÍdzie konieczne stosowanie
wymuszonego ch³odzenia (np. przy
pomocy wentylatora), warto jednak
zadbaÊ o†to, aby w†obudowie urz¹-
dzenia wykonaÊ otwory wentyla-
cyjne w†okolicy radiatorÛw.
Piotr Zbysiński, AVT
Rys. 10. Układ pomocniczy do testowania
płytki sterownika.
Elektronika Praktyczna 12/97
61
[ Pobierz całość w formacie PDF ]