Stabilizowany, regulowany zasilacz liniowy 20 V/1 A (2)

To jest druga część artykułu przedstawiającego wersję prototypową regulowanego stabilizowanego zasilacza liniowego 20 V, 1 A z trójstopniowym ograniczeniem prądu, zrealizowaną w ramach inicjatywy „Wspólnie projektujemy warsztatowy zasilacz liniowy”, ogłoszonej w numerze ZE 12/2022.

W pierwszej części artykułu opisany był projekt prostego zasilacza z liniowym stabilizatorem LM317 oraz licznymi obwodami pomocniczymi. Taki układ został zrealizowany. Poniżej przedstawione są wyniki jego testów.

Test zasilacza

Na ogół badania zasilaczy zaczynają się od analizy najbardziej podstawowych i intuicyjnych parametrów, takich jak napięcie wyjściowe oraz maksymalny prąd obciążenia. Jedną z najlepszych metod prezentacji wyników jest przedstawienie ich w formie graficznej, np. jako charakterystyki obciążeniowej U_WY = f(I_WY). Taka charakterystyka umożliwia ocenę zarówno stabilności napięcia wyjściowego, jak i maksymalnej obciążalności prądowej zasilacza. Pozwala również łatwo zidentyfikować punkt, w którym napięcie zaczyna spadać (np. wskutek działania ogranicznika prądowego lub nasycenia zasilacza). Dzięki temu daje pełny obraz zachowania zasilacza w szerokim zakresie obciążeń.

Na rysunkach 13, 14 i 15 przedstawiono charakterystyki U_WY = f(I_WY) dla trzech różnych zakresów ogranicznika prądu.

Do podstawowych parametrów charakteryzujących układ stabilizatora napięcia zalicza się także współczynnik stabilizacji od zmian napięcia wejściowego S_U oraz współczynnik stabilizacji od zmian prądu obciążenia S_UI (ang. Line Regulation i Load Regulation). Współczynnik stabilizacji od zmian napięcia wejściowego (Line Regulation) określa, jak bardzo zmienia się napięcie wyjściowe zasilacza w wyniku zmiany napięcia wejściowego, przy stałym obciążeniu.

S_U = (ΔU_WY/ ΔU_WE) × 100% = ((U_WYMAX – U_WYMIN)/(U_WEMAX – U_WEMIN)) × 100%
gdzie:
ΔU_WY = U_WYMAX – U_WYMIN – zmiana napięcia wyjściowego przy odpowiadającej jej zmianie napięcia wejściowego ΔU_WE = U_WEMAX – U_WEMIN.

Zmiana napięcia wejściowego została przeprowadzona przez regulację napięcia sieciowego 230 V AC. Obciążeniem zasilacza było elektroniczne obciążenie ustawione na prąd 1 A. Napięcie wejściowe stabilizatora (U_WE) zmierzono za mostkiem prostowniczym i filtrem:
dla U_sieci = 220 V, U_WE = 23,42 V,
dla U_sieci = 230 V, U_WE = 24,67 V,
dla U_sieci = 250 V, U_WE = 27,24 V,

Napięcie wyjściowe U_WY:
dla U_sieci = 220 V, U_WY = 19,80 V,
dla U_sieci = 230 V, U_WY = 19,97 V,
dla U_sieci = 250 V, U_WY = 20,03 V,
ΔU_WY = 0,23 V, ΔU_WE = 3,82 V,
S_U = (ΔU_WY/ ΔU_WE) × 100% = (0,23/3,82) × 100% = 6,02%.

Napięcie wyjściowe zmienia się w niewielkim stopniu w stosunku do napięcia wejściowego, co oznacza, że stabilizator działa poprawnie w swoim zakresie parametrów.

Zmiany napięcia wejściowego, uzyskiwane poprzez regulację napięcia sieciowego 230 V, przeprowadzono od napięcia sieci U_sieci = 220 V, ponieważ dla napięcia U_sieci = 210 V napięcie wejściowe mierzone za mostkiem prostowniczym i filtrem wynosiło 22,14 V. Jest to zbyt niskie napięcie, które nie zapewnia minimalnej wartości Dropout Voltage wymaganej do prawidłowej pracy stabilizatora LM317. Z tego powodu ten zakres został pominięty. Pomiary wykonano wyłącznie dla jednego odczepu uzwojenia wtórnego transformatora – tego samego, który był używany podczas innych testów zasilacza przy napięciu sieciowym wynoszącym około 240 V AC.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w kwietniowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 4/2025). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 4/2025 znajduje się tutaj.

Tadeusz Susfał
tseleze@gmail.com

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) stałymi Patronami ZE, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając kawę” (10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać – Postaw kawę za:
– jeśli jeden numer ZE – 10 zł,
– jeśli kilka numerów ZE – Własna kwota. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10 zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dodać dedykację/Wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery ZE mam wysłać na podany adres e-mailowy. Jeśli ma to być numer z tym artykułem trzeba zaznaczyć, że chodzi o ZE 3/2025.
UWAGA!!! E-mail z linkiem do materiałów (Smash) wysyłamy zazwyczaj w ciągu 24 godzin. Czasem zdarza się jednak, że trafia do spamu. Jeśli więc nie pojawi się w ciągu 48 godzin prosimy sprawdzić w folderze spam, a ewentualny problem zgłosić na adres: kontakt@piotr-gorecki.pl.