مشخصات عمومی و ورودی و خروجی مدار

این منبع تغذیه، خود از یک منبع جریان مستقیم (ولتاژ یکسوشده DC) با ولتاژی بین 18 تا 24 ولت و جریانی در حدود 1 آمپر تغذیه می کند. این ولتاژ ورودی می تواند از یک ترانسفورمر 15 تا 18 ولتی با توان 20 ولت-آمپر به بالا، بانظمام یک پل دیود یک آمپری و یک خازن الکترولیت 1000 میکروفاراد/35 ولت تامین گردد. همچنین می توان از منبع تغذیه ی یک نوت بوک استفاده نمود. این منبع تغذیه ها معمولا ولتاژ مستقیمی در حدود 19 ولت با جریان کافی دارند.

مداری که در این مقاله مورد بحث قرار می گیرد، پیش از این در شماره 451، ژوئیه/اوت 2008 نشریه ی «الکتور» به چاپ رسیده و مورد اقبال خوانندگان قرار گرفته بود. در اینجا آن را همراه شرح مختصری به دوستان تقدیم می کنم.

.

مشخصات عمومی و ورودی و خروجی مدار

این منبع تغذیه، خود از یک منبع جریان مستقیم (ولتاژ یکسوشده DC) با ولتاژی بین 18 تا 24 ولت و جریانی در حدود 1 آمپر تغذیه می کند. این ولتاژ ورودی می تواند از یک ترانسفورمر 15 تا 18 ولتی با توان 20 ولت-آمپر به بالا، بانظمام یک پل دیود یک آمپری و یک خازن الکترولیت 1000 میکروفاراد/35 ولت تامین گردد. همچنین می توان از منبع تغذیه ی یک نوت بوک استفاده نمود. این منبع تغذیه ها معمولا ولتاژ مستقیمی در حدود 19 ولت با جریان کافی دارند.

.

.

ولتاژ خروجی مدار بین صفر تا 14 ولت قابل تنظیم است. همچنین جریان خروجی را می توان بین صفر و 800 میلی آمپر تنظیم و محدود کرد. در این مدار ولتاژ و جریان خروجی واقعاً تا صفر پایین می آیند. خروجی مدار در مقابل اتصال کوتاه مقاوم است و دو عدد دیود نورافشان وضعیت عادی یا اضافه جریان/اتصال کوتاه را نمایش می دهند.

ظرفیت خازنی خروجی مدار پایین است. به این دلیل، شارژهای مزاحم در حین کار پیدا نمی شوند.

رگولاسیون مدار از پایداری بسیار خوبی برخوردار است و حتی زیر بارها و مصرف کننده های القایی و یا خازنی نیز ثبات کاری خود را حفظ می کند.

.

شرح کارکرد مدار

در ورودی مدار از یک آی.سی. تثبیت کننده ی ولتاژ 7815 استفاده شده است. برای کارکرد مطمئن، این مدارهای یکپارچه به اختلاف ولتاژی در حدود کمینه 3 ولت بین ورودی و خروجی خود احتیاج دارند. بنابراین ولتاژ ورودی مدار نباید از 18 ولت کمتر بشود.

ولتاژ 15 ولت تثبیت شده در خروجی 7815 پس از گذر از R17، T1 و R15 به خروجی دستگاه می رسد.

با چرخاندن  دسته ی پتانسیومتر P1، ولتاژ روی «ورودی ناوارونگر» IC1b تغییر می کند. این تغییر با امپدانس پایین روی خروجی این تقویت کننده ی عملیاتی ظاهر می شود و پس از گذر از طریق مقاومت های 7 و 8 به ورودی ناوارونگر IC1c می رسد. این افزاره به صورت مقایسه کننده یا «تقویت کننده ی خطا» که در انگلیسی به آن error amplifier می گویند، می رسد. خروجی این تقویت کننده میزان هدایت ترانزیستور «ماس فت» T1 را کنترل می کند و در نتیجه، ولتاژی که توسط P1 انتخاب شده بود، روی خروجی منبع تغذیه ظاهر می شود.

با پتانسیومتر P2 مرز بالایی جریان خروجی انتخاب می شود. این مقدار می تواند بین 0 تا 800 میلی آمپر باشد. این پتانسیومتر همراه مقاومت 10 یک شبکه ی تقسیم ولتاژ را روی ورودی ناوارونگر IC1d تشکیل داده اند. ورودی وارونگر این آی.سی. افت ولتاژ روی مقاومت 17 را «حس» می کند. تا زمانی که ولتاژ روی R17 از ولتاژی که توسط پتانسیومتر انتخاب شده کم تر باشد، مدار به کار طبیعی خود ادامه می دهد و ولتاژ تنظیم شده را در خروجی تحویل می دهد. با فراتر رفتن افت ولتاژ روی R17، خروجی IC1d از یک طرف از طریق مقاومت 9 ترانزیستور T2 را به حالت هدایت می برد که در نتیجه ی آن ولتاژ روی محل تقاطع مقاومت های 7 و 8 صفر می شود. حاصل این وضعیت این است که IC1c و T1 از کار می افتند و ولتاژ خروجی مدار صفر می شود.

همزمان، ورودی وارونگر IC1a نیز از طریق مقاومت 4 از خروجی IC1d فرمان می گیرد و با فراتر رفتن جریان مصرف کننده از مقدار از پیش تنظیم شده، خروجی اش صفر می شود. در خروجی این تقویت کننده ی عملیاتی که به صورت مقایسه کننده بسته شده است، دو ال.ای.دی. به صورت «وارو موازی» (آنتی پارالل) بسته شده اند. سمت دیگر این دیودهای نورافشان به محل اتصال یک شبکه ی تقسیم ولتاژ شامل مقاومت های 1 و 2 رفته اند. چون مقدار اهمی دو مقاومت مذکور برابر است، در این نقطه همواره نصف ولتاژ ورودی حضور دارد. در حالت کار کرد عادی (جریان مصرف کننده کم تر از جریان انتخابی است) D2 (نمایش ولتاژ خروجی) روشن است و D1 (نمایش اضافه جریان) خاموش است. با بالارفتن جریان مصرفی یا اتصال کوتاه شدن خروجی منبع تغذیه، تناسب ولتاژ ها روی ورودی های IC1a عوض می شود و در نتیجه D2 خاموش شده و نشان می دهد که ولتاژ خروجی فرونشانده شده است و همزمان D1 که نمایشگر اختلال است روشن می شود.

.

توسعه ی مدار

چون در مدار «رگولاتور سری» ما بجای ترانزیستور معمولی از ماس فت استفاده شده، بالاتر بردن جریان خروجی مدار آسان خواهد بود. با موازی کردن یک 7815 و یک BUZ22 دیگر در مدار و نصف کردن مقدار مقاومت های 17 و 15  می توان 1/5 آمپر جریان خروجی به دست آورد. البته انجام این گونه تغییرات در مدار را فقط به علاقه مندان حرفه ای تر پیشنهاد می کنیم.

.

ساخت مدار

چند نکته ی عمومی در مورد ساخت منبع تغذیه در اینجا فهرست وار تکرار می شوند:

• آی.سی. رگولاتور و ترانزیستور قدرت باید به گرماگیر مسی یا آلومینیومی مجهز باشند.
• در صورت لزوم می توان به کمک یک هواکش کوچک حرارت تولید شده در مدار را به بیرون از جعبه ی آن هدایت کرد.
• مقاومت های 15 و 17 باید از نوع نیم وات یا یک وات باشند.
• این روزها مدول های ولت متر و آمپرمتر دیجیتالی به ارزانی در بازار به فروش می رسند. خوب است که دستگاه تان را به چنین نمایشگرهایی مجهز کنید.
• دستگاه را آن طور که من ساخته ام در تصویرهای زیر می بینید. علاوه بر کلید اصلی روشن/خاموش در پشت دستگاه، من یک کلید برای انتخاب نمایش ولت یا آمپر، و یک کلید دیگر برای قطع و وصل ولتاژ خروجی در خروجی مدار به کار بستم تا در حین آزمایش مدارهایم، مجبور نباشم مکرراً کل دستگاه را خاموش و روشن کنم.

.

.