Современная электроника №7/2021

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 41 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2021 Рис. 2. Схема дополнительных устройств ИП Помимо этого, в статье автора [2] при- водится схема преобразователя однопо- лярного напряжения в двуполярное (или формирователь искусственной «земли») на основе микросхемы ОУ LA6500 (и в несколько усовершенствованном вари- анте – в книге [3]). Подобный преобра- зователь на основе ОУ LM1875 имеет существенное преимущество перед пре- образователемна LA6500 благодаря сво- ей мощности (см. далее). Таким образом, дальнейшее изло- жение будет построено следующим образом: вначале будут приведены принципиальные схемы описывае- мых устройств, затем будет дана раз- водка их плат и показан их внешний вид, и далее будет представлен общий вид готовых устройств. Принципиальные схемы Принципиальную схему платы дву- полярного ИП с регулировкой выход- ного напряжения и тока (см. рис. 1) условно можно разделить на 4 части. Первая часть – это стабилизатор +34 В (в левом нижнем пунктирном прямоугольнике), построенный на ОУ LM1875T (DA1). В качестве ИОН использован диодный стабилиза- тор тока (номиналом 5,6 мА) S-562T (VD3), включённый последовательно со стабилитроном BZT52C6V8S (VD4) на 6,8 В. Здесь следует напомнить, что такой диодный стабилизатор тока в зарубежной литературе именуется как Constant-Current Diode (CCD) и пред- ставляет собой n-канальный поле- вой транзистор с управляющим p-n- переходом (JFET), у которого затвор соединён с истоком. При напряжении между стоком и истоком, превышаю- щим 10 В, такой транзистор входит в насыщение, и при дальнейшем росте напряжения ток сток-исток практи- чески не меняется, т.е. этот транзи- стор является источником стабильно- го тока. Стабилизация тока приводит к существенной стабильности выходно- го напряжения стабилитрона, независи- мо от пульсаций входного напряжения. Как видно из схемы, точка соединения VD3 иVD4 подключена к неинвертирую- щему входуОУ, а точка соединения двух резисторов R1 и R2 делителя выходно- го напряжения – к его инвертирующе- му входу. При выходном напряжении ОУ 34В, как нетрудно подсчитать, напря- жение в этой точке составляет 6,8 В, и, такимобразом, оба входаОУ находятся под одним и тем же напряжением 6,8 В. Справедливоиобратное: при указанных на схеме номиналах VD3, VD4, R1 и R2 выходное напряжение ОУ установится равным34Вибудет стабильным, незави- симо от нагрузки, по следующей причи- не: при подключении нагрузки к выходу ОУ его выходное напряжение в первый момент упадёт, что приведёт к сниже- нию напряжения делителя, а посколь- ку оно подключено к инвертирующему входу ОУ, то к повышению выходного напряжения, которое установится на прежний уровень. При отключении нагрузки всё произойдёт с точностью до наоборот. Относительно высокая стабильность ИОН, а также высокий коэффициент подавления пульсаций напряжения питания ОУ (PSRR), о чём говорилось выше, приводят к тому, что пульсация выходного напряжения всего стабилизатора при максимальном токе составляет не более 1 мВ (это проверено автором). КонденсаторыC1…C4 допол- нительно снижают пульсации выходно- го напряжения стабилизатора. Входное напряжение поступает на плату с разъё- ма X2. Его условное значение указано как +48 В, но в зависимости от тока нагрузки ИП это напряжение, естественно, будет меняться. При максимальном токе 1 А его минимальное значение не должно опускаться ниже +38 В с учётомразмаха пульсаций (приблизительно 1 В). Вторая часть схемы – стабилиза- тор с регулируемыми напряжением и током, построенный на микросхе- ме L200 (DA2). Схема его включения стандартная, рекомендуемая произво- дителем и приведённая в справочном листке (datasheet). Выходное напряже- ние Vo регулируется делителем R3, R4 (см. рис. 1) и R5’’ (см. рис. 2) в диапазо- не 6…30 В. Переменный резистор R5’’ (см. рис. 2) подключается к двухкон- тактному штыревому разъёму PSLM-2 (X5) платы 2-проводным кабелем, на одном конце которого установлено ответное 2-контактное гнездо SIP-2 (X5’ на рис. 2), а второй его конец припа- ян к резистору R5’’. Это потенциометр марки СП5-35А с высокой разрешаю- щей способностью благодаря груботоч- ной схеме, построенной на двух соос- ных резистивных элементах. Выходной ток (Io) регулируется сту- пенчато путём подключения к выво- дам 5 и 2 DA2 резисторов R1’…R10’. Эти резисторы подключены к 7-контакт- ному штыревому разъёму X1 (PSLM-7). К этому разъёму ответной розеткой SIP- 7 (X1’ на рис. 2) подключён7-проводной кабель, вторая сторона которогоприпая- на к контактамгалетногопереключателя ПГ2-10-6П4НВК (ГП1на рис. 2) на 6поло- женийи4направления. Максимальный ток через контакт ГП1 составляет 0,5 А, что в 2разаменьшемаксимального тока ИП. Поэтому все четыре направления объединены, в связи с чеммаксимальный ток через ГП1 составляет 2А, что в 2раза больше требуемогоили, другими слова- ми, имеем двукратный запас по току. Впервомположении ГП1 к контактам 2…5DA1оказываетсяподключёнрезистор R10’ (22Ом), имаксимальныйвыходной токDA2будетоколо20мА(0,45В/22Ом– см. справочныйлисток). Вовторомполо- женииподключаетсярезисторR9’ (9,1Ом, ток около 50 мА). В 3-м положении под- ключается резистор R8’ (4,3 Ом, ток око- ло 100 мА). В 4-м положении – резистор R7’ (1,8 Ом, ток 250 мА), в 5-м положе- нии – параллельно 2 резистора R5’||R6’ (0,9 Ом, 0,5 А), в 6-м положении – парал- лельно4резистораR1’| |R2’| |R3’| |R4’ (0,45Ом, 1А). Такимобразом, диапазонрегулиров- ки тока составляет от 20мА до1А. Третья часть схемы – формирователь искусственной«земли»илипреобразова- тельоднополярногонапряжения6…30В в двуполярное ± 3… ± 15 В. Он построен на втором ОУ LM1875T (DA3) – схема в правом пунктирном прямоугольни- ке рис. 1. Как видно из схемы, ОУ DA3 – обычный повторитель напряже- ния, снятого с движка R6* делите- ля R5-R6*-R7 напряжения Vo, полу- +V GND -V +48 022~ В +V -V -V +V +V -V +V -V ПЛ1 ПЛ2 63~ 022~ (Чёрн .) (Красн .) Кр. Зел. Син. 4 2 1 3 ОА LED1 Син. B5 BP-301GB 3 4 MTS-201 3 2 1 6 7 10 12 9' 4 11 8 9 3' 5 ГП 1 FU1 1 А 1 2 ВК1 1 2 3 4 X2 РС 4ТВ (В) +C2 B6 BP-301GR 1 2 X5' SIP-2 1 2 3 X4' SIP-3 R3 1K LED3 ARL-5613RGBW/4A 3 2 1 VD1,VD2 VD1,VD2 - MBRF20100(OK) T1 TP220/36 3 2 1 VD3,VD4 VD3,VD4 - FRH20A10(OA) +C1 C1,C2 -10000,0/63 R5 6,8K '' 1 2 3 5 4 6 7 SIP-7 X1' R4 1K 3 2 1 6 7 10 12 9' 4 11 8 9 3' 5 ГП 1' ГП 1 - ПГ 2-10-6П4НВК R2 1K R1 1K B4 BP-303GB ( Чёрн .) LED2 Жёл.