Zasilacz laboratoryjny 12 V/0,5 A (μA723, BD241) — badanie, naprawa i modyfikacja do prądu 1 A

Zadanie egzaminacyjne

Zasilacz laboratoryjny 12 V/0,5 A, którego schemat przedstawiono na rysunku 1, uległ uszkodzeniu. Po włączeniu zasilania stwierdzono, że na wyjściu zasilacza występuje napięcie niższe od nominalnego niezależnie od wartości podłączonego obciążenia. Płytkę zasilacza podłączono do transformatora o napięciu wyjściowym uzwojenia wtórnego 20 V i maksymalnym natężeniu prądu 1,2 A. Wyjście podłączone zostało do rezystora o wartości 24 Ω odpowiadającemu maksymalnemu obciążeniu zasilacza. Wyniki wykonanych pomiarów zasilacza zostały zapisane w tabeli 3.

Na podstawie dokumentacji zasilacza znajdź przyczynę usterki i wskaż sposób jej usunięcia.

W rozważanym układzie zasilacza dokonaj modyfikacji, by zwiększyć jego prąd wyjściowy do 1 A. Taką modyfikację umożliwia transformator zastosowany w zasilaczu oraz radiator. Dobierz elementy do modyfikacji zasilacza, korzystając z elementów dostępnych na stanowisku.

Zadanie rozwiąż, wypełniając kartę badania zasilacza: uzupełnij schemat pomiarowy, wpisując w kółka odpowiednie symbole przyrządów pomiarowych i wypełnij tabele 5 ÷ 9.

Opis działania zasilacza laboratoryjnego 12 V/0,5 A

Zasilacz laboratoryjny w układzie zasilacza szeregowego działa w oparciu o układ scalony U1 typu μA723 o schemacie wewnętrznym przedstawionym na rysunku 2. Do prostownika w układzie mostka Graetza (D1÷D4) dołączony jest filtr tętnień składający się z kondensatorów C1 i C2. Tranzystor T1 jest elementem sterowanym przez tranzystor regulacyjny z układu U1 (nóżki 13, 11, 10), tworząc z nim układ Darlingtona. Rezystor R5 wraz z drugim tranzystorem układu U1 (nóżki 13, 2, 3) tworzy układ ogranicznika prądu. Rezystory R3 i R4 pracują w układzie dzielnika napięcia 12 V obniżając je do napięcia 7,15 V, doprowadzonego do wejścia odwracającego wzmacniacza operacyjnego U1 (nóżka 4) przez rezystor R2. Rezystor R2 i kondensator C3 służą do zabezpieczenia układu przed wzbudzeniem się. Do wejścia nieodwracającego tego wzmacniacza operacyjnego U1 (nóżka 5) przez rezystor R1 podawane jest napięcie referencyjne 7,15 V z układu U1 (nóżka 6). Wyjście wzmacniacza operacyjnego steruje tranzystorem regulacyjnym układu U1, zamykając pętlę sprzężenia zwrotnego.

Pozostałe elementy dostępne na stanowisku

Rezystory o wartościach i odchyłkach wynikających z szeregu E12 w zakresie 0,1 Ω do 1 MΩ oraz kondensatory ceramiczne i elektrolityczne o wartościach i odchyłkach wynikających z szeregu E12.

Szereg E12 (maksymalna tolerancja 10 %): 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82.

Co masz zrobić:

• R.1 (9 pkt) — wykaz przyrządów pomiarowych zastosowanych do sprawdzenia działania zasilacza – tabela 5,
• R.2 (2 pkt) — uzupełniony schemat pomiarowy – rysunek 3,
• R.3 (9 pkt) — porównanie wykonanych pomiarów z przewidywanymi dla zasilacza funkcjonującego poprawnie obciążonego rezystorem 24 Ω – tabela 6,
• R.4 (7 pkt) — ocena poprawności działania elementów wchodzących w skład zasilacza – tabela 7,
• R.5 (3 pkt) — dobór elementów przeznaczonych do wymiany – tabela 8,
• R.6 (2 pkt) — dobór elementów przeznaczonych do modyfikacji – tabela 9.

⏱ Czas: 180 minut. Punktów: 32 · Próg zaliczenia: 75%.