Lm723cn схема включения как работает

Lm723cn схема включения как работает

Лабораторный блок питания (lm723, ATmega8, INA226)

Автор: Reloader
Опубликовано 18.11.2021
Создано при помощи КотоРед.

Всем привет. Задумал я значит себе стабильный и малошумящий лабораторный блок питания. Мощности мне гигантские не требовались. Но хотелось относительной компактности. В итоге получилась крутая (относительно) и безумно простая конструкция.

Можно было бы разбить на 2 статьи так как тут у меня 2 устройства но пусть будет одна. Устройства из первой и второй части можно использовать независимо друг от друга.

Что в итоге у меня получилось :

• Напряжение : 2.5 — 19.6 вольт
• Ток до 4.5 ампера (ограничил. Так то выдаёт и 5 ампер но ему тяжело уже)
• Пульсации напряжения 9 милливольт (хоть под нагрузкой хоть без)
• Просадка при большом токе не более 30 милливольт
• Включение/отключение нагрузки по кнопке
• Отключение нагрузки при превышении порога тока
• Отображение напряжения, тока и мощность (с точностью до 3-х знаков)
• Работа в режиме вольтметра при отключенной нагрузке

Часть 1 — Лабораторный блок питания.

Полистал я наш родимый форум — ну очень много тут различных блоков питания. И простых и сложных. Но выбор пал на lm723. Эта микросхема была специально спроектирована для создания лабораторных блоков питания (на ней мажду прочим промышленные лабораторники собирают). Для линейных блоков питания (всё же со стабилизацией и малыми шумами у импульсных не очень).

Схем на lm723 очень много. Я взял с какого-то турецкого сайта :

Мало компонентов и самое главное — грубая и точная регулировка тока и напряжения. В качестве силового транзистора был выбран транзистор TIP35C в корпусе TO-247 (он по заверениям даташита справляется с долговременной нагрузкой в 25 ампер).

В качестве источника питания был выбран блок питания от разбитого монитора. На нём особо останавливаться не буду — обычный импульсный блок питания. (правда я поднял на нём напряжение до 22-х вольт). В данном случае как мне кажется не имеет смысл заострять внимание на моём конкретном источнике. В вашем случае наврядли будет тот же самый. Здесь вообще что угодно можно использовать. Хоть любой импульсный хоть трансформатор.

Ну а теперь немного о конструкции и что в итоге получилась :
Корпус был взят от какой-то медиаприставки

Корпус понравился. Достаточно прочный, компактный и туда идеально всё помещалось.
Выходной транзистор я прикрутил к кулеру от процесора компьютера. Естественно через термопрокладку и термопасту (забегая вперёд скажу что справляется просто идеально).

Так как я поднимал напряжение на одном из выводов исходного источника питания (линия инвертора подсветки) то на втором выводе (линия 5 вольт) напряжение поднялось до 8 вольт (и растёт в случае нагрузки) то идеально чтобы запитать кулер охлаждения!

Источник питания и кулер с транзистором просто идеально вписались в корпус

Печатную плату стабилизатора я не стал делать. Из-за простоты схемы мне показалось что быстрее и проще собрать её на дырявой макетке

Всё завелось с первого раза и заработало! (даже показалось подозрительным).

Осталось сделать морду лица устройству. Родную (хоть и красивую) я нещадно спилил и сделал из обрезков корпуса того самого разбитого монитора откуда брал источник питания.
В качестве устройств отображения напряжения и тока были взяты обычный китайский цифровой вольтметр и такой же китайский стрелочный амперметр (о чём я сразу же пожалел но во второй части статьи я это исправлю)

А вот так выглядит уже всё в собранном варианте и на своём месте

Видео процесса создания всего вышеизложенного (там кстати наглядно показано измерение просадок и пульсаций)

Часть 2 — Показометр.

Поигрался я с девайсом и понял — показометры нужно менять. Ибо при таком точном лабораторнике иметь врущие показометры совсем не круто. Победил свою лень и решил сваять крутой цифровой показометр да ещё с несколько расширенным функционалом.

• Показания тока и напряжения до 3-х знаков после запятой
• Показания мощности
• включение / отключение нагрузки по кнопке
• отключение нагрузки по превышению тока
• В режиме отключенной нагрузки работать как вольтметр (ну вот захотелось)

В качестве управляющего микроконтроллера взял ATmega8, для получения данных о напряжении и токе — китайский модуль на INA226

Для включения/отключения нагрузки — китайский модуль реле (на 5 вольт)
Для отображения был взят LCD экранчик 08Х02 (видавший много чего в этой жизни)

В общем всё готово. Нужно заняться прошивкой. Писать буду на богомерзкой широко популярной ArduinoIDE. А отлажиавть буду на самодельной ардуиноподобной плате на базе Atmega8 и самодельном отладочном комплексе
(подробнее об отладочном комплексе здесь и здесь)

Для питания логики был установлен стабилизатор 1117 на 5 вольт. И отдельный на 7805 для модуля реле. В итоге схема такая (приложу ещё в PDF формате)
Но не всё так просто! На модуле с INA226 добрые китайцы поставили шунт 0.1 Ом. а максимальное падение напряжение позволительно 81 миливольт что совсем не радует — 0.8 ампера измерять и не больше. Прикинул я хвост к носу и свертел шунт из канцелярской скрепки (намотал на отвёртку). пропустил через неё ток в 1 ампер и замерил падение напряжение. У меня вышло около 32 миливольт. То есть 0.032 Ома. Отлично! Тут я вам поведаю : точность шунта не важна. INA226имеет возможность встроенной калибровки шунта а значит имея амперметр мы сможем сделать это программно. Оптопара нужна для управлением реле. У меня модуль реле включается логическим 0. Это не очень хорошо так как если зависнет МК то модуль отстанется включеным. Да и сразу при включении будет пытаться включиться реле пока не получит сигнал от МК. А так пока МК не скажет — нагрузка не включится (перестраховался я).

Так как схема ещё проще чем в перой части сего повествования то и её я собирал на той же дырявой макетке.

Чуть не забыл! Без разисторного делителя микросхема INA226 не может измерять больше 40 вольт!!

Ну и да. Морду лица пришлось переделать

Прошивка.

Я хотел максимально упростить схему потому отказался от кварца. При прошивке использовал ядро MiniCore без бутлоадера (так места под программу больше да и кому он нужен вообще).

Прошивка состоит из 2-х этапов.
Первый — калибровка
в тексте прошивки необходимо указать ваши параметры :

Калибровка шунта — ставим 1000 (это всё пальцем в небо, сейчас будем калибровать). все остальные параметры ставите свои. И обязательно раскоментируем параметр _CALIBRATION_MODE. Прошиваем и запускаем.

Устройство запустится в режиме калибровки. У нас по схеме 2 кнопки. Одна управляет включением и выключением нагрузки а другая — режимом отображения показометра. Но в режиме калибровки они работают как «+» и «-» калибровочного значения (работают как долгие так и которкие нажатия но по-разному. Долгое нажание — +/- 1. Короткое — +/- 10)
В этом режиме в первой строке отображается ток а во второй — калибровочное значение.
Показания тока нужно сверять с тем амперметром которому доверяете. Калибровать можно на любом токе — у микросхемы INA226 очень хорошая линейность.

После того как вы решили что вы всё правильно откалибровали (калибруем только ток. Напряжение по умолчанию считается точным) то вписываем полученное калибровочное значение в прошивку, закоментируем параметр _CALIBRATION_MODE и можно прошивать!

Ну и готовый результат

Теперь немного опишу органы управления. Чуь не забыл же про них..
Слева от экрана кнопка — переключение режимов. Справа сверху кнопка — включение/отключение нагрузки.
Светодиодов на схеме нет — просто перепаял на провода светодиоды с модуля реле.

О функции вольтметра. Реле размыкает питания между платой стабилизации и модулем на INA226. Таким образом вывод вольтметра модуля оказывается подключенным к клеммам на корпусе. Теперь можно просто подключить к клеммам щупы и использовать девайс как вольтметр. Оказалось мегаудобно. Девайс всегда на столе и если нужно измерить напряжение то проще воспользоваться им чем тянуться за мультиметром.

Ну и конечно же видео второй части
На том и откланиваюсь! Желаю всем вам чтобы создание своих самоделок приносило вам истинное наслаждение!

Автор благодарит администрацию сайта за возможность публикации статьи а так же алфавит за любезно предоставленные буквы.

Мощный, регулируемый БП на LM723

Микросхема LM723 это интегральный стабилизатор с регулируемым выходным напряжением и схемой защиты от перегрузки.
Регулировка выходного напряжения происходит по входу ноги 4. Регулировкой устанавливается зависимость напряжения на выводе 4 А1 от выходного напряжения.

Компаратор микросхемы работает так, что напряжение на выходе (вывод 10) регулирует таким образом, чтобы напряжение на его выводе 4 было неизменным. Соответственно, напряжение на выводе 10 практически равно выходному. Но максимально допустимый ток выхода мал, поэтому для получения максимального тока нагрузки (у нас 20 А) необходима силовая часть, коим и является схема на транзисторах VT1,VT2 в первой схеме схеме, или VT1 — VT5 во второй.

Схема защиты от перегрузки по току работает по измерению напряжения на сопротивлении, включенном последовательно нагрузке. Входами датчика тока являются выводы 2 и 3 А1. Эти выводы подключены параллельно сопротивлению (в первой схеме не реализовано вообще никак), образованному резисторами R7-R10 (во второй схеме), которое включено последовательно с нагрузкой.

Понятно, что следуя закону Ома напряжение на сопротивлении будет расти с увеличением тока.

Пока напряжение между выводами 2 и 3 ниже 0,6 В защита не срабатывает, воспринимая это как то, что ток нагрузки не превышает максимально допустимого значения. При токе приближающимся к отметке 23-24 А напряжение между выводами 2 и 3 достигает величины 0,6 В и более. Это приводит к срабатыванию защиты, которая снижает напряжение на выводе 10 А1 до нуля, и, таким образом, отключает нагрузку.

723 схемы источников питания на LM723

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

• Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

• Ответов 155
• Создана 6 г
• Последний ответ 12 сент

Топ авторов темы

Borodach 43 постов

Yurik_V 6 постов

avv_rem 9 постов

Виктор Шаракин 8 постов

Популярные посты

Андрей.С

Вопрос решен. Решил не ждать помощи от участников форума, а перевести даташит на LM723. Блок питания переделал. Теперь выдает от 2,5в. до 15,5в. Вся защита по прежнему работает. Выкладываю переделанну

Алебастр

Регулируемый источник питания 2-25V/1A. ссылка

avv_rem

Регулировка тока осуществляется через R3. Похоже, путем подключения R3X при необходимости. Чем меньше сопротивление RX, тем больше ток Imax. Как такового режима Iconst в схеме нет, т.к. реализова

Базовые схемы стабилизаторов на основе интегральной микросхемы 723

Классический стабилизатор 723 разработан Р. Видларом в 1967 г. Это универсальный, простой в употреблении стабилизатор с превосходными рабочими характеристиками. Хотя, есть более предпочтительные современные схемы, все же его стоит изучить, так как и новые схемы работают на тех же принципах. Его схемы изображены на рисунках ниже

Функциональная схема стабилизатора 723

Принципиальная схема стабилизатора 723

Это настоящий блок питания, который содержит температурно‑компенсированный источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, последовательно включенный проходной транзистор и схему защиты, обеспечивающую ограничение выходного тока. В том виде, в котором блок выпускают, ИМС 723 (LM723/LM723C) ничего не регулирует. Чтобы заставить его делать то, что нам нужно, придется подключить к нему некоторые внешние цепи. Прежде чем их рассмотреть, обратимся к его собственной схеме. Она проста и легко понятна (в отличие от схем внутреннего устройства многих других ИМС). datasheet LM723/LM723C

Сердцем стабилизатора является температурно‑компенсированный стабилитронный источник опорного напряжения. Стабилитрон Д₂ имеет положительный температурный коэффициент, поэтому его напряжение складывается с перепадом напряжения между базой и эмиттером транзистора Т₆ (величина U_БЭ имеет отрицательный температурный коэффициент около – 2 мВ/°С) для опорного напряжения 7,15 В с приблизительно нулевым температурным коэффициентом (обычно 0,003 %/°С). Транзисторы Т₄‑Т₆ предназначены для смещения Д₂ током I = U_БЭ /R₈, стабилизированным отрицательной обратной связью по постоянному току, как показано на схеме. Транзисторы Т₂ и Т₃ образуют несимметричное токовое зеркало для смещения источника опорного напряжения. Ток этих транзисторов устанавливается диодом Д₁ и резистором R₂ (в точке их соединения фиксируется напряжение на 6,2 В ниже U ₊). В свою очередь Д₁ и R₂, запитаны током транзистора Т₁ ‑ полевого транзистора с p‑n ‑переходом, который работает как источник тока.

Транзисторы Т₁₁ и Т₁₂ образуют дифференциальный усилитель (иногда его называют «усилителем сигнала ошибки», если описывают схему в терминах отрицательной обратной связи). Это типичная дифференциальная пара с высоким подавлением синфазных сигналов за счет эмиттерного источника тока Т₁₃ . Последний входит в половину токового зеркала на Т₉, Т₁₀ и Т₁₃, в свою очередь управляемого токовым зеркалом Т₇ (Т₃, Т₇ и Т₈ ‑ все эти транзисторы «отражают» ток, задаваемый источником опорного напряжения на Д₁). Коллектор транзистора Т₁₁ имеет фиксированный положительный потенциал эмиттера Т₄, а выходной сигнал усилителя ошибки снимается с коллектора Т₁₂. Токовое зеркало Т₈ запитывает коллекторную нагрузку Т₁₂. Транзистор Т₁₄ включен вместе с транзистором Т₁₅ по «неполной» схеме Дарлингтона. Заметьте, что коллектор транзистора Т₁₅ выведен отдельно, чтобы обеспечить возможность подведения отдельного положительного питания. При включении транзистора Т₁₆ запираются проходные транзисторы для того, чтобы ограничить выходной ток на безопасном уровне. В отличие от многих более новых схем стабилизаторов ИМС 723 не снабжена встроенными схемами аварийного отключения для защиты от чрезмерных токов нагрузки или слишком большого рассеяния мощности на ИМС.