電源用測定器。スキーム、説明

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電源用の測定器です。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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提案されたデバイスは、実験室の電源に組み込まれるように設計されています。これは、マイクロコントローラー、7 要素 LED インジケーター上に組み立てられており、出力電圧と電流を測定するように設計されています。

この装置は、雑誌「Radio」、2007 年、第 7 号、p.26 に記載されている同様の装置の簡略化されたバージョンです。 28-0 (Zaets N.「測定機能を備えた高度なデジタル保護装置」)。プロトタイプと比較して、より手頃な価格のマイクロコントローラーが使用され、過電流と電圧に対する保護を排除することで回路が簡素化されました。このような保護は電源自体に実装されていると想定されます。この点に関して、マイコンの制御プログラムは新たに開発されており、電圧測定間隔は25.5～0,1V、分解能0V、電流～1,55～0,01A、分解能XNUMXAです。

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デバイス図は図に示されており、測定された電圧は抵抗分圧器 R0R1R1 を介して DD5 マイクロコントローラーの RA6 ポートライン (ADC 入力として構成) に供給されます。電流センサー（抵抗器 R4）からの信号は、オペアンプ DA2.1 の電圧アンプに供給され、増幅された後、DA2 2 の電圧フォロワの出力からポートライン RA1 に供給され、ADC 入力としても構成されます。 MK のクロック周波数は水晶振動子 ZQ1 によって設定されます。周波数は重要ではないため、周波数 3,57 の古い VCR の共振器を使用できます。 4,43 または 4,5 MHz。このデバイスは、共通のカソードを備えた 1 桁の 2 要素 LED インジケータを使用します。この場合、それぞれの右端の桁には、測定パラメータの記号「U」（HGXNUMX）と「I」（HGXNUMX）が表示されます。

マイクロコントローラーとオペアンプは、統合された電圧レギュレーター DA5 から安定した +1 V 電力を受け取ります。この電圧は、ADC の基準電圧としても使用されます。デバイスの消費電流は、含まれる要素の数と使用するインジケータの種類に応じて、約 100 mA です。供給電圧は不安定です - 8...25 Vですが、12...15 Vを超える電圧では、面積1...10 cm20のヒートシンクにDA2スタビライザーを取り付ける必要があります。。マイコンはパネル内に搭載されています。

電流センサー (抵抗 R4) は負荷と直列に接続されているため、電圧計の測定値はこのセンサー両端の電圧降下の値によって過大評価されることに注意してください。誤差は負荷電流に比例し、1A ではデバイスのこの欠陥は、MK プログラムを修正することで解決できます。

ほとんどの要素はプロトタイプのプリント基板に実装されます。固定抵抗器は、R4 を除いて表面実装に使用されます - 巻線 0 12 オーム 5 W または自家製、トリマーは SPZ-19、酸化コンデンサは輸入品、残りは表面実装用です (K10-17v など)。絶縁された取り付けワイヤで接続され、検査および設置後に電源の前面パネルに取り付けられます。電圧安定器は、15...25 cm2の面積のヒートシンクに取り付けられます。

マイクロコントローラプログラムには 0 ～ 2,55 A の測定電流間隔が含まれていることに注意してください。ただし、オペアンプが使用されているため、これを超える電流では電源電圧に近い出力電圧が得られません。 1.5...1,7, 2,55 そして、測定誤差が増加します（値の過小評価）。デバイスが組み込まれている電源が最大 1446 A の電流を供給する場合は、KR1446 シリーズのオペアンプ (KR1UD1446A KR2UDXNUMXA など) を使用する必要があります。

適切なソフトウェアを備えたプログラマであれば、MK のプログラミングに適しています。著者は、1C-Prog シェルを備えた自家製 ExtraPic を使用しました。プログラミング手順は文献で繰り返し説明されています。

組み立てられたデバイス (マイクロコントローラーなし) は、電源の適切な回路に一時的に接続されます。 MK パネルのピン 1 と 20 の電圧は、DA5 オペアンプのピン 6 と 7 で +2.2 V、ゼロに近いはずです。

供給電圧をオフにして、マイクロコントローラーを取り付けます。電源電圧を印加すると、インジケーターが点灯するはずです。電源の出力に負荷を接続して、デバイスの機能をチェックします。インジケーターの輝度が低い場合は、抵抗 R8 ～ R15 (下向き) を選択することで輝度を高めることができます。ただし、ポートライン RB33 ～ RB0 の過電流を避けるために、抵抗は 7 オーム以上である必要があります。オーバーロードすると、個々の要素の表示がランダムに消えます。

デバイスはデジタル電圧計と電流計を使用して校正されます。 4つ目は電源の出力に接続され、1つ目は負荷と直列に接続されます。電源の出力で最大電圧を設定すると、抵抗器 (抵抗器 R0.12) が負荷と直列に接続されるため、電圧計の測定値はこのセンサーの両端の電圧降下の値よりも過大評価されます。誤差は次の値に比例します。負荷電流は XNUMXA で XNUMX V に等しくなります。デバイスのこの欠点は、MK プログラムを修正することで解消できます。

ほとんどの要素はプロトタイプのプリント基板に実装されます。表面実装用の固定抵抗器は、R4 を除いて使用されます - 巻線 0 12 オーム 5 W または自家製、トリマー - SPZ-19、酸化物コンデンサ - 輸入品、残り - 表面実装用、たとえば K10-17v。

抵抗 R1 は、デバイスの電圧インジケーターと電圧計の読み取り値を等しくします。負荷抵抗を変更して電流を1A程度に設定し、抵抗R3を使用して電流計と電流計の指示値が一致するようにしてください｡電圧計の指示値が不安定な場合は、抵抗R4(プラス端子のプラス端子)と並列にセラミックコンデンサまたは酸化物コンデンサを取り付けてください。 DA3 のピン 2.1)、容量 1 ～ 4,7 µF

マイクロコントローラーのプログラムは、ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/vamper.zip からダウンロードできます。

著者: P.チュバロフ

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