Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!!
Продолжаем лабораторную работу. В четвёртой части проведем проверку и наладку схемы со всеми изменениями. Построим графики зависимости и оценим характеристики блока питания.
После предварительной проверки его работоспособности блок питания показал хорошие результаты.
Продолжаем испытания БП. И измеряем показания вольтметров и амперметров во всём диапазоне регулировки выходного напряжения с несколькими вариантами нагрузки.
Перед измерениями надо вернуться к метрологии, а именно: к цифровым вольтметрам и амперметрам. У всех измерительных приборов есть погрешности измерения измеряемых параметров и величина погрешности зависит от типа прибора и его класса точности. Выбранные вольтамперметры для этого блока имеют точность +/- 1% плюс одну единицу младшего разряда. Откуда и по какой причине появляется эта единица? Все очень просто! Если на вход двух одинаковых приборов подать ровно 1В – они и должны показать 1,00. Должны, но не обязаны! У них есть 1% на ошибку измерения! Следовательно, первый вольтметр может показать 1,01В, а второй 0,99В и оба будут правы! Но вот если на вход подать 1,005В то показания могут различаться ещё на небольшую величину, а именно на 0,01В. Все зависит в какую сторону прибор округлит 0,005В. Если произойдет округление в большую сторону, то в показаниях появится дополнительные 0,01В и если в меньшую сторону показания уменьшатся на 0,01В.
Итогом измерения напряжения 1,00В двумя приборами могут быть величины 0,98В; 0,99В; 1,00В; 1,01В и 1,02В. В итоге разница показаний 0,04В. Если нам требуется точность выше, надо брать прибор не с тремя знаками отображения, а с четырьмя. Тогда при точности 1% разница показаний будет только 0,02В.
Так как для данного блока питания выбраны вольтамперметры с точностью 1% трехразрядные, то при расхождении в показаниях до 0,04В будем считать, что измерения КОРРЕКТНЫ!
После проверки стабилизаторов под нагрузкой 19 Ом и построения графика испытываем стабилизаторы при уменьшенной нагрузке и при разных нагрузках.
И вот здесь проявилось интересное свойство LM317 и LM337, при равенстве R3 + R7 и R6, а также R1 + R12 и R2, а так же при одинаковых нагрузках стабилизаторы после включения питания выходят на рабочий режим и выдают одинаковые напряжения. Но как только отключил одну из нагрузок и снова подал питание оказалось, что стабилизатор положительного напряжения выдает максимум, а вот отрицательное напряжение равно НУЛЮ! Поменял местами нагрузки и опять тот же результат! Включаю обе нагрузки и все работает нормально… Стал искать причину и она оказалась в конденсаторе С6! Конденсатор исправный. Поменял местами С5 и С6 – картина при разной нагрузке не изменилась! Вывод: конденсаторы исправные, а вот микросхемы имеют разное быстродействие и при разных нагрузках ведут себя не одинаково! Заменил LM337 всё по-прежнему. Убрал С5 и С6 и теперь всё работает нормально. Есть незначительная разница выходных напряжений, но она незначительная. После окончательной сборки БП можно будет подобрать и резисторы более тщательно, и возможно одну из микросхем, но это уже при монтаже в корпус ( а его еще надо спроектировать и сделать! ).
Проводим дальнейшие испытания.
Снова подключаем две одинаковые нагрузки 19 Ом и снимаем показания приборов при изменении выходных напряжений и строим графики.
Различия между напряжениями есть, но они не очень большие.
Уменьшаем нагрузку до 43 Ом и снимаем показания приборов.
И в этом случае различия есть, но, как и на первом графике они минимальные. И теперь посмотрим показания приборов при разных нагрузках и совместим два графика на одной системе координат.
На всех графиках красным цветом показано положительное напряжение, синим отрицательное.
В измерении №1 разница между напряжениями есть и она увеличивается с увеличением выходного напряжения, отрицательное напряжение «опережает» положительное на 0,3В. Хорошо это или плохо утверждать не могу, но это уже результат… Меняем местами нагрузки и строим второй график ( измерение №2 ). Как видим, кривые для одинаковых нагрузок почти совпадают, а вот разница напряжений уменьшилась. Положительное напряжение «опережает» отрицательное меньше, но опережение всё же есть. Теперь можно и выводы сделать по всем показателям.
Вывод первый: разница величин резисторов R3 + R7 и R6 должна быть минимальной ( здесь надо постараться ), но окончательно добиваемся равенства напряжений при наладке.
Вывод второй: разница величин резисторов R1 + R12 и R2 влияет, но не так существенно.
Вывод третий: резисторы R8 и R9 должны быть линейными многооборотными иначе точно установить выходное напряжение будет сопряжено с определенными трудностями. Такие резисторы имеют существенное отличие в цене, но с этим надо смириться – при работе с БП при наладке схем это имеет решающее значение.
Вывод четвёртый: блок питания может быть повторен! РЕКОМЕНДУЮ!!!
Схема принципиальная со всеми изменениями и уже без обозначения красным цветом на следующем рисунке. Теперь на китайских вольтамперметрах синий цвет провода (на схеме ) заменен на красный, как и есть на самом деле.
В заключение хочу добавить, что данная работа была направлена на испытание схемы синхронного двухполярного блока питания и вольтамперметры, приведенные в схеме испытаний могут быть применены в блоке, но необходимо учитывать, что переключатель SB2 – Совместно – Раздельно должен быть установлен на передней панели максимально близко к клеммам «0» положительного и отрицательного стабилизаторов и соединён непосредственно с клеммами ( на схеме данное соединение показано жирной линией ). Проводник, идущий к резистору Rдоп может быть любого исполнения ( часть в виде проводника на плате и рядом с SB2 гибким проводом ). Проводники, идущие к переключателю SB3 и резисторам R8 и R9 могут быть гибкими до удобных точек на плате ( чтобы печатный монтаж был оптимальным).
Если в конструкции применить тороидальный трансформатор, блок питания получится очень удобным ( соотношение ширины к высоте ). Схема вентиляции для охлаждения ( сейчас это модно, но и очень удобно из-за уменьшения габаритов радиаторов и улучшения температурного режима внутри БП ) не приводится, но надеюсь эту доработку сможет сделать даже начинающий. При выборе трансформатора не надо гнаться за большим током, 2 … 2,5А очень нормальный максимальный ток рабочих обмоток, а вспомогательная обмотка может быть выполнена самым тонким проводом 0,15 … 0,2 мм.
Схему питания и управления вентилятором лучше запитать от выпрямителя отрицательного источника ( обычно во всех устройствах потребление по «минусу» значительно меньше чем «плюсовое».
На короткое замыкание схему не проверял – не люблю «коротыши»!
Кто будет делать такой блок питания и появятся вопросы – пишите, всегда отвечу и помогу. Делайте и не пожалеете!!!
Я себе сделаю обязательно, как только найду подходящий листовой материал ( сталь S=0,8мм ) и начну делать, все этапы зафиксирую и соберу в один материал. Надеюсь, Вы его скоро увидите!
Если материал понравился, и Вы нашли в нём полезное для себя не посчитайте за труд и оставьте свой отзыв! Очень буду рад прочитать Ваши комментарии.
Чаще заходите на мой канал, подписывайтесь! Информация учебного и познавательного характера будет регулярно пополняться!
Желаю Всем читателям здоровья и успехов в творчестве!!!
