Включение датчиков тока на выходе в каждом стабилизаторе позволяет развязать стабилизаторы друг от друга. Стабилизатор тока №2 построен аналогично первому. Управляющее напряжение с эмиттера транзистора VT5 поступает на два стабилизатора одновременно. Для включения источника необходимо установить сигнал "Вкл. электр." в а1".
При этом открывается транзистор VT1, и реле К1 включает оба стабилизатора одновременно. После включения зажигаются индикаторы HL1 и HL2, которые позволяют визуально контролировать наличие напряжения на входе стабилизаторов. Для включения переполюсовки (изменения полярности электродов в секции электролизера) необходимо установить сигнал "Пе-реп. электр." в "1".
При этом открывается транзистор VT2 и включается реле К2. Переполюсовка включается только при отключенных от источника питания стабилизаторах тока (сигнал "Вкл. электр." нужно установить в "0"). Аналоговый сигнал контроля входного напряжения (U1) источника питания поступает на контакт А23 соединителя Х2 с делителя R1-R2. Выходное напряжение источника (сигнал U2) подается на контакт А24 Х2.
Сигналы с выводов 7 микросхем DA6, DA7 также поступают на контакты Х2 (А21 и А22 соответственно). Все вышеуказанные сигналы контроля по шине управления поступают на плату АЦП рабочей станции. Рассмотрим работу канала, формирующего управляющее напряжение. Данный канал состоит из селектора адреса на дешифраторе DD1, регистра DD2, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) DA1, операционного усилителя DA4 и выходного транзистора VT5.
Джамперами ХТ1.. .ХТ7 задается адрес, необходимый для выбора регистра DD2. В регистр DD2 записывается число от 0 до 255 (FFH), которое поступает на входы ЦАП DA1. Выходное напряжение ЦАП (с вывода 12 DA4.1) подается на вход операционного усилителя DA4.2. В итоге код, записываемый в регистр DD2, соответствует определенному значению управляющего напряжения, которое с эмиттера транзистора VT5 поступает на оба стабилизатора тока.
Резисторами R20 и R34 устанавливается смещение и коэффициент усиления операционного усилителя DA4.2. Более точная регулировка в каналах стабилизации тока №1 и №2 осуществляется резисторами R26 и R29. Установка выходов регистра DD2 в нулевое состояние происходит при подаче "0й на вход R (вывод 1) DD2. Синалом RESET (с контакта А20 соединителя Х2) осуществляется первоначальная установка регистра DD2.
Параллельная запись информации в регистр осуществляется по фронту импульсов положительной полярности, подаваемых на вход С (вывод 11) DD2. Сигнал записи поступает с выхода элемента 2ИЛИ-НЕ DD3.1. Величина тока в секции электролизера (в диапазоне от 6 до 16 А) при инкременте или декременте числа, записываемого в регистр DD2, меняется с шагом порядка 0,04 А. Для записи значения тока в регистр DD2 необходимо выставить адрес на шине адреса, данные на шине данных и установить сигнал IOW в Й0Н.
Микросхема TL494 позволяет организовать и двухтактный режим работы, т.е. можно обойтись и одним корпусом данной микросхемы, а также исключить реле К1, выключая источник литания коммутацией ключевых транзисторов VT3, VT4 с помощью управляющих входов микросхем TL494. Выбор двух независимых каналов стабилизатора тока, контроль тока в каждом канале и включение источника питания с помощью реле продиктован соображениями надежности и безопасности работы источника при электрохимической регенерации раствора.
Для защиты стабилизатора от перегрузки по току применен самовосстанавливающийся предохранитель FU1 MF-R400 фирмы BORNS. Его можно заменить на любой другой с аналогичными характеристиками. Уменьшить коммутационные потери и повысить КПД стабилизаторов удалось благодаря использованию диода Шотки (VD3) КД2998Г (Unp=0,54 В, иобр.имп=35 В, пр=30 А, fMaKC=200 кГц).
Диод VD3 можно заменить любым другим диодом Шотки с аналогичными параметрами, например, 20TQ045. Дроссели L1, L2 - типа ДМ-0,1 80 мкГн. Дроссели L3 и L4 выполнены на двух сложенных вместе кольцевых магнитопроводах МП-140 К36х25х9,7 и содержат по 45 витков двойного провода ПЭТВ-2 01,1 мм, уложенных равномерно в два слоя по всему периметру кольца. Между слоями проложены два слоя лакоткани ЛШМС-105-0,06. Индуктивность дросселей - порядка 400 мкГн.
Постоянные резисторы - типа С2-ЗЗН, подстроечные (R20, R26, R29, R34) - СП5-3 или СП5-2ВА. Конденсаторы С1, С2, СЗ, С5, С7, С9, С15, С16, С18 - К50-35, остальные - К10-17. Микросхему TL494CN можно заменить на TL494LN или на КР1114ЕУ4. Для уменьшения потерь мощности датчики тока (резисторы R39...R42 и R43...R46 типа С5-16МВ-1 Вт 0,1±1% Ом) взяты с сопротивлениями 0,025 Ом каждый.
При максимальном токе нагрузки 16 А рассеиваемая мощность на датчиках составляет 3,2 Вт. При необходимости (для уменьшения потерь) можно еще уменьшить сопротивление датчиков. Ключевые транзисторы VT3, VT4 в стабилизаторах и диоды VD3, VD4 устанавливаются на отдельных радиаторах. Площадь эффективной поверхности каждого радиатора для транзистора - не менее 100 см2, для диода - не менее 40 см2.
Для устойчивой работы стабилизатора тока при разработке печатной платы следует обратить внимание на разводку проводников на ней и на расположение элементов с целью подавления электромагнитных излучений. Целесообразно разделить в каждом канале общие проводники ключевого каскада и микросхемы управления (ШИМ-контроллера), а точку соединения сделать перед реле К2. Само реле К2 целесообразно расположить непосредственно перед выходным соединителем ХЗ.
Проверку и настройку стабилизатора тока удобнее проводить с резистивной нагрузкой сопротивлением порядка 0,2 Ом, рассчитанной на ток не менее 20 А. Настройка источника начинается с формирователя управляющего напряжения. При этом каналы стабилизаторов тока нужно отключить. После включения питания подается сигнал RESET ("0", достаточно импульса длительностью 100 мс). На выходах регистра DD2 должны быть "0". Вращая движок резистора R20, на эмиттере транзистора VT5 устанавливается напряжение 2,5 В.