Funktion.
Så är det äntligen dags att titta på Schemat.
Låt oss följa strömmens väg genom kretsen.
Spänningen från trafon passerar säkringen F1. Denna
skyddar resten av kretsarna. Sedan likriktas strömmen, för att
därefter
passera filterkondensatorn C1. Nu har vi fått en likspänning
som är "hyfsat jämn o fin".
Därefter går strömmen till IN på L200-regulatorn.
OUT
heter utgången, där strömmen kommer ut med den spänning
vi har ställt in.
Att förklara i detalj hur kretsen fungerar tänker jag inte
göra här, utan låter den intresserade titta i någon
lärobok istället.
Funktionen i stort är att L200 kan ge en variabel utspänning
som är stabiliserad, samt att man kan begränsa strömmen.
Dessutom filtreras spänningen så att den får minimalt
med "rippel". (Filterkondensatorn C1 är alltså bara ett steg
i filtreringen).
Spänningsreglering. (Markerat med blått
i ritningen).
Spänningsjusteringen styrs genom ingången REF. L200 strävar
hela tiden mot att spänningen på REF ska vara 2,77 Volt.
L200 justerar utspänningenpå OUT, tills den känner
att det är 2,77 Volt på REF.
Se bilden nedan: Här är REF kopplad direkt till OUT.
Som vi sa, så strävar kretsen efter att det ska vara 2,77 V
på REF.
I detta fall blir det så om OUT ger 2,77 Volt. Utspänningen
med denna koppling blir alltså 2,77 V
I nästa exempel är REF kopplad till en spänningsdelare.
Vi antar att R1 och R2 är lika stora.
I punkten mellan motstånden blir då spänningen = halva
utspänningen.
Eftersom REF alltid strävar mot att vara 2,77 V, så måste
utspänningen vara dubbelt så hög eftersom REF är kopplad
till
en spänningsdelare med lika stora motstånd. Hänger
ni med ?
Utspänningen i denna koppling är alltså 2* 2,77Volt
= 5,5 Volt.
Gör vi spänningsdelaren justerbar med potentiometer, så
kan vi enkelt justera spänningen.
Precis så gör vi i vårt projekt.
Strömbegränsning.
För att kunna prova sina konstruktioner "försiktigt", så
måste man ha ett aggregat där man kan begränsa strömmen.
Det är därför det heter "Labbaggregat" !
Teorin för strömbegränsning är mer invecklat, men
försök att hänga med:
Vi börjar med schemat ovan. Ur databladet har jag läst att
strömregleringen fungerar genom att kretsen mäter spänningsfallet
mellan
OUT och LIM. Spänningsfall uppstår när ström flyter
genom en resistor t.ex. Resistorn placeras på strömmens väg
ut genom aggregatet.
I databladet kan man läsa att strömreglering startar när
spänningen är 0,45 V mellan OUT och LIM.
(OBS att det var ingången REF som användes i spänningsjustering,
nu är det alltså LIM istället).
Strömreglering betyder att aggregatet sänker spänningen
så att strömmen sjunker.
Exempel 1: Antag att vi vill ha en maxström på 1 A.
Spänningen vet vi, den blir alltid 0,45 V just när strömregleringen
startar.
Men vilken resistor behövs? Ohms lag U=I * R ger att R =
U/I R= 0,45V / 1A. R=0,45 Ohm.
Med en resistor på 0,45 Ohm så får vi ett aggregat
som ger max 1A. Så fort strömmen når 1A, så minskar
aggregatet spänningen
så att strömmen aldrig överstiger 1A.
Exempel 2: Vi vill begränsa strömmen till 0,2 A för
att inte förstöra den nya konstruktion vi ska provköra.
Hur stor resistor behövs? U=I*R
R=U/I R = 0,45V / 0,2 A R= 2,2 Ohm
Nu kan det tyckas jobbigt att byta resistor för varje maxström
man vill ha. Ett annat sätt kan vara att ha en omkopplare där
man kan välja
mellan olika resistorer. Kanske 3-4 olika att välja på beroende
hur stror ström man vill tillåta.
Ett annat sätt, är att göra regleringen steglös.
Då använder man oftast en diod, istället för en
resistor. Nu börjar ni känna igen er från ritningen över
aggregatet hoppas jag.
En diod har alltid ett spänningsfall över sig när det
flyter ström. Jämfört med en resistor så uppför
sig dioden annorlunda.
En diod börjar nämligen med ett spänningsfall på
0,6 V även när det flyter pyttelite ström igenom, och sen
ökar spänningsfallet
upp mot kanske 1 V. Man får studera databladet för den diod
man har.
Datablad för 1N4003
Om ni kommer ihåg, så var det så att strömregleringen
startar vid 0,45 V spänningsfall.
Dioden hade ju egenskapen att börja direkt med minst 0,6 V spänningsfall,
vilket gör det knepigt.
Men, även här finns en lösning. Man bygger en spänningsdelare
igen, och mäter endast en del av spänningsfallet.
Dessutom gör man delaren justerbar, så att man kan ställa
in "känsligheten". Vi vill ju uppnå att det blir 0,45 V som
går vidare
till LIM, just när det är den ström vi vill begränsa
till.
Om du bygger detta projekt, så ska du passa på att mäta
spänningsfallet över dioden. Du ska då få en kurva
som liknar den i databladet.
Överkurs.
En liten nackdel med dioder är att de ändrar egenskaper när
de blir varma. Om du ställer in en viss strömbegränsning,
så kan du inte lita på att
det stämmer efter en stund när aggregatet blivit varmt.
Därför väljer man ofta lösningen med resistorer
och omkopplare på finare aggregat där man vill ha exakt strömbegränsning.
Man kan dock fixa till det bättre med dioder också, och
det tittar vi på i ett annat projekt på min hemsida, Josty
Kit aggregatet.
Till sist:
Nu har vi bara en komponent kvar, nämligen kondensatorn C2. Den
jämnar till de sista eventuella ojämnheterna i spänningen,
och är även ett litet skydd mot
spikar som kommer från den konstruktion man har kopplat till
sitt aggregat.
Kom ihåg en sak. Man ska inte ha en överdrivet stor kondensator
där, för då blir spänningsregleringen mycket långsam.
Man har kanske ställt in aggregatet på 20 Volt. Om man sen
vill vrida ner till 5V så ligger kondingen fortfarande kvar på
20V tills den laddat ur sig,
och det kan ta en stund.
En annan nackdel är att stora kondensatorer kan ge höga strömmar,
så även om du ställt in en låg ström så
kan kondensatorn ge en rejäl strömstöt
i den konstruktion du kopplar in.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Till nästa sida om Kylelement