В статье предложены схемы цифровых индикаторов напряжения и тока, которые можно использовать в самодельном лабораторном источнике питания. При таком достоинстве как простота, им свойственен один недостаток, - индикация на жидкокристаллическом индикаторе типа ИЖКЦ1-4/24А. Индикатор редкий, к тому же им плохо пользоваться при ограниченной освещенности.

Жидкокристаллический индикатор удобен там, где есть ограничения по току потребления, что никак не характерно для лабораторного блока питания. Здесь более подходит светодиодный индикатор.

Используя относительно доступные микросхемы АЦП КР572ПВ2А (или КР572ПВ2Б) и одиночные семисегментные цифровые светодиодные индикаторы можно сделать для источника питания два простых цифровых измерителя, один из которых будет показывать напряжение (в пределах от 0 до 99,9V), а второй - ток (от 0 до 9,99А).

На рисунке 1 показана схема измерителя напряжения. Поскольку измерять отрицательные или переменные напряжения не требуется, измеритель собран по упрощенной схеме. Число индицируемых разрядов уменьшено с 3,5 до 3-х (младший разряд, в котором загорается только единичка или минус исключен). Таким образом, индикация трех-разрядная, позволяющая отображать напряжения от 0 до 99,9V с шагом в 0,1V. Для источника питания этого достаточно.

По сравнению со схемой измерителя, здесь улучшена точность и стабильность измерения благодаря использованию стабильного источника опорного напряжения, выполненного на диоде VD1. Диод включен в прямом направлении к источнику +5V через резистор R7. На нем падает стабильное напряжение около 0,3-0,5V (напряжение стабильное, но у разных экземпляров диодов оно может отличаться). Затем, резистором R6 устанавливают опорное напряжение таким, чтобы показания прибора соответствовали действительности (напряжение на выводе 36 D1 должно быть около 0,1V).

Чувствительность измерителя, при трехразрядной шкале, по входу микросхемы D1 (выводы 30 и 31) равна 0,1V. Для измерения напряжений до 99,9V на входе включен делитель на резисторах R3-R5. Этот диапазон измерения более чем достаточен для индикации выходных напряжений большинства регулируемых лабораторных источников питания (обычно не более 50V).

Резистор R1 подключен к восьмому сегменту второго разряда индикации, он высвечивает децимальную запятую после цифры второго разряда.

Рис.2
Схема измерителя силы тока (рис. 2) аналогична схеме измерителя напряжения. Разница во входных цепях и в том, на каком разряде высвечивается децимальная запятая (ток измеряет до 9,99А). Для измерения тока входная цепь содержит шунт из проволочного резистора R4 сопротивлением 0,03 Ом.

Ток определяется по величине падения напряжения на этом резисторе. Сопротивление резистора R4 точно подбирать не нужно, - для точной установки показаний измерителя есть резистор R6, при помощи которого можно подстроить величину опорного напряжения, а так же, резистор R5, которым можно регулировать напряжение, поступающее с резистора R4.

Схема измерителя на микросхеме КР572ПВ2 требует двухполярного источника, к тому же, этот источник не должен иметь гальванической связи с источником измеряемого напряжения или тока. В лабораторном источнике питания, построенным на основе силового трансформатора, этого можно достигнуть, используя дополнительную обмотку, которая в схеме источника не работает (например, одну из накальных обмоток трансформатора ТС180 или ТС200).

На рисунке 3 показана схема двухполярного источника. Обмотка, от которой он получает напряжение не должна быть подключена никуда больше, - только для этого источника. На диодах VD1 и VD2 выполнен двуполярный выпрямитель, который для образования положительного напряжения использует положительную полуволну, а для отрицательного - отрицательную.

На индикаторы подается нестабилизированное напряжение величиной около 7V (6,5V условно) непосредственно с положительного выпрямителя. Напряжения ±5V создаются параметрическими стабилизаторами на стабилитронах VD3 и VD4. Для сглаживания пульсаций, служат конденсаторы С1-С4.

Теперь о деталях. Светодиодные индикаторы могут быть любыми, но обязательно с общим анодом. Можно использовать трехразрядные или четырехразрядные матрицы под статическую индикацию и с общим анодом. Если есть лишний четвертый разряд, некоторые его сегменты можно через резисторы сопротивлением 330 Ом подключить к общему проводу, так, чтобы получились знаки, похожие на буквы «А» или «V», соответственно измеряемой величине.

Резистор R4 (на рисунке 2) проволочный самодельный. Нужно взять 5,5 метров провода ПЭВ 0,69 и намотать их на картонной оправке. При необходимости сопротивление этого резистора можно изменить добавив или уменьшив длину провода. При измерении больших токов провод будет нагреваться.

Перед первым включением установите резисторы R6 в средние положения. Измеритель напряжения налаживают подавая на его вход постоянное напряжение и сравнивая его показания с показаниями образцового прибора. А затем, подстраивают R6 так, чтобы показания были верными.

Аналогично настраивают измеритель тока, но по контрольному измерению тока. Сначала попробуйте установить верность показаний резистором R4 (рис. 2), а затем резистором R6.

Рис.3