Kraftig strømbeskyttelsesstrømforsyning

Hver person, der indsamler elektroniske kredsløb, har brug for en universel strømkilde, der tillader en bred variation af udgangsspændingen, strømstyring og om nødvendigt afbryd den elektriske enhed. I butikker er sådanne laboratoriekraftforsyninger meget dyre, men du kan selv samle en fra fælles radiokomponenter. Den præsenterede strømforsyning inkluderer:

• Spændingsregulering op til 24 volt;
• Den maksimale strøm, der er givet til belastningen, er op til 5 ampere;
• Aktuel beskyttelse med valg af flere faste værdier;
• Aktiv køling til drift ved høje strømme;
• Indikator for strøm og spænding;

Spændingsregulator kredsløb

Den enkleste og mest overkommelige version af spændingsregulatoren er et kredsløb på en speciel chip kaldet en spændingsregulator. Den mest egnede mulighed er LM338, den giver en maksimal strøm på 5 A og et minimum af krusning ved udgangen. LM350 og LM317 er også egnede her, men den maksimale strøm i dette tilfælde vil være henholdsvis 3 A og 1,5 A. En variabel modstand tjener til at justere spændingen, dens klassificering afhænger af, hvilken maksimal spænding du har brug for ved udgangen. Hvis det maksimale output kræver 24 volt, har du brug for en variabel modstand med en modstand på 4,3 kOhm. I dette tilfælde skal du tage et standardpotentiometer ved 4,7 kOhm og tilslutte en konstant ved 47 kOhm parallelt med det, den totale modstand vil være ca. 4,3 kOhm. For at drive hele kredsløbet har du brug for en jævnstrømskilde med en spænding på 24-35 volt, i mit tilfælde er det en normal transformer med en indbygget ensretter. Du kan også bruge bærbare opladere eller andre forskellige skiftekilder, der er egnede til strøm.
Denne spændingsregulator er lineær, hvilket betyder, at hele forskellen mellem input- og udgangsspændingen falder på en chip og spredes på den i form af varme. Ved høje strømme er dette meget kritisk, så mikrokredsløbet skal installeres på en stor radiator, radiatoren fra computerprocessoren, der arbejder sammen med ventilatoren, er bedst til dette. For at ventilatoren ikke roterer hele tiden forgæves, men kun skal tændes, når radiatoren varmer, er det nødvendigt at samle en lille temperatursensor.

Ventilatorstyring kredsløb

Den er baseret på en NTC-termistor, hvis modstand varierer med temperaturen - med stigende temperatur falder modstanden markant, og vice versa. Den operationelle forstærker fungerer som en komparator og registrerer en ændring i termistorens modstand. Når tærsklen er nået, vises spændingen ved udgangen fra op-forstærkeren, transistoren låser op og starter blæseren, som LED lyser med. En trimmemodstand bruges til at justere tærsklen, dens værdi skal vælges baseret på termistorns modstand ved stuetemperatur. Antag, at en termistor har en modstand på 100 kOhm, i dette tilfælde bør indstillingsmodstanden have en nominel værdi på ca. 150-200 kOhm. Den største fordel ved dette skema er tilstedeværelsen af ​​hysterese, dvs. forskelle mellem tærsklerne for at tænde og slukke ventilatoren. På grund af hysteresen tænder og slukker ventilatoren ikke ofte ved en temperatur tæt på tærsklen. Termistoren vises på ledningerne direkte til radiatoren og installeres på ethvert praktisk sted.
Nuværende beskyttelseskredsløb
Den vigtigste del af hele strømforsyningen er måske den aktuelle beskyttelse. Det fungerer som følger: spændingsfaldet over shunten (modstand med en modstand på 0,1 Ohm) forstærkes til et niveau på 7-9 volt og sammenlignes med en reference ved hjælp af en komparator. Referencespændingen til sammenligning indstilles af fire indstillingsmodstande i området fra nul til 12 volt, indgangen til driftsforstærkeren er forbundet til modstande gennem en 4-stillings skruenøgle. Ved at ændre placering af kiksomskifteren kan vi vælge mellem 4 foruddefinerede muligheder for beskyttelsesstrømme. For eksempel kan du indstille følgende værdier: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Hvis strømmen, der er indstillet af opkaldskontakten, overskrides, fungerer beskyttelsen, spændingen udsendes ikke længere, og LED'en lyser. For at nulstille beskyttelsen skal du bare trykke kort på knappen, udgangsspændingen vises igen. Den femte afstemningsmodstand er nødvendig for at indstille forstærkningen (følsomhed), den skal indstilles således, at når strømmen gennem shunt 1 Ampere, var spændingen ved udgangen til op-amp ca. 1-2 volt. Modstanden til indstilling af beskyttelseshysteresen er ansvarlig for "skarphed" i kredsløbet, der klikkes ind, det skal justeres, hvis udgangsspændingen ikke forsvinder helt. Dette kredsløb er godt, fordi det har en høj reaktionshastighed, og tænder øjeblikkeligt beskyttelsen, når strømmen overskrides.

Aktuel og spændingsdisplayenhed

De fleste laboratoriekraftforsyninger er udstyret med digitale voltmetre og ammetre, der viser værdier i form af tal på resultattavlen. Denne mulighed er kompakt og giver god nøjagtighed af aflæsninger, men den er fuldstændig upraktisk til opfattelse. Derfor blev det til indikation besluttet at bruge pilespidser, hvis aflæsninger let og behageligt opfattes. I tilfælde af et voltmeter er alt simpelt - det forbinder til udgangsterminalerne i strømforsyningen gennem en beskæringsmodstand med en modstand på ca. 1-2 MOhm. For at ammeteret skal fungere korrekt, kræves en shuntforstærker, hvis kredsløb er vist nedenfor.
En tuningmodstand er nødvendig for at justere forstærkningen, i de fleste tilfælde er det nok at lade den stå i midterste position (ca. 20-25 kOhm). Omskifterhovedet er tilsluttet via en opkaldskontakt, som du kan vælge en af ​​tre indstillingsmodstande, med hvilken strømmen for amperens maksimale afvigelse indstilles. Ammeteret kan således køre i tre områder - op til 50 mA, op til 500 mA, op til 5A, dette sikrer maksimal nøjagtighed af aflæsninger ved enhver belastningsstrøm.

Strømforsyningskortsamling

Printkort:
Nu hvor alle teoretiske aspekter er taget i betragtning, kan vi begynde at samle den elektroniske del af strukturen. Alle elementer i strømforsyningen - spændingsregulator, radiatortemperaturføler, beskyttelsesenhed, shuntforstærker til ammeteret er samlet på et bord, hvis dimensioner er 100x70 mm. Brættet er fremstillet ved hjælp af LUT-metoden, herunder er nogle fotos af fremstillingsprocessen.
Kraftveje, langs hvilke belastningsstrømmen strømmer, er det ønskeligt at tin med et tykt lag lodde for at reducere modstand. Først installeres små dele på brættet.
Derefter alle de andre komponenter. 78L12-mikrokredsløbet, der leverer temperatursensoren og køleren, skal installeres på en lille radiator, hvor der findes et sted på printkortet. Til sidst loddes ledningerne på tavlen, hvorpå ventilatoren, termistoren, beskyttelsesnulstillingsknappen, skiftenøgle, LED'er, LM338-chip, spændingsindgang og udgang udsendes. Spændingsindgangen er mest bekvemt forbundet via et DC-stik, mens det skal huskes, at det skal give en stor strøm. Alle strømkabler skal bruges svarende til det aktuelle tværsnit, helst kobber. Plus, at output fra det trykte kredsløbskort ikke går direkte til udgangsterminalerne, men gennem en vippekontakt med to grupper af kontakter. Den anden gruppe tænder og slukker lysdioden for at indikere, om der tilføres spænding til terminalerne.

Kropsmontering

Huset kan enten findes færdigfremstillet eller samles uafhængigt. Du kan f.eks. Lave det fra krydsfiner og fiberplade, som jeg gjorde. Først og fremmest udskæres et rektangulært frontpanel, hvorpå alle betjeningspaneler vil blive installeret.
Derefter er væggene og bunden af ​​boksen lavet, strukturen fastgøres sammen med selvskærende skruer. Når rammen er klar, kan du installere al elektronikken indeni.
Betjeningselementer, pilespidser, LED'er installeres på deres pladser i frontpanelet, brættet er placeret inde i kabinettet, radiatoren med blæser monteres på bagpanelet. Til montering af lysdioder bruges specialholdere. Det er ønskeligt at duplikere outputterminalerne, især da stedet tillader det. Dimensionerne på kufferten er 290x200x120 mm, der er stadig meget ledig plads inde i kabinettet, og der kan f.eks. Være en transformer til drift af hele enheden.

Justering

På trods af en masse indstillingsmodstande er opsætning af strømforsyningen temmelig ligetil. Kalibrer først først voltmeteret ved at tilslutte en ekstern til udgangsterminalerne. Ved at dreje indstillingsmodstanden, der er forbundet i serie med voltmeterets pilehoved, opnår vi lige aflæsninger. Derefter forbinder vi enhver belastning med et ammeter til udgangen og kalibrerer shuntforstærkeren. Ved at rotere hver og tre interlinjære modstande opnår vi sammenfald af aflæsninger på hver af de tre måleområder for ammeteret - i mit tilfælde er det 50 mA, 500 mA og 5A. Dernæst indstiller vi de nødvendige beskyttelsesstrømme ved hjælp af fire indstillingsmodstande. Det er ikke vanskeligt at gøre dette, da standardammeteret allerede er kalibreret og viser den nøjagtige strøm. Vi øger gradvist spændingen (strømmen stiger også) og ser på den strøm, hvorpå beskyttelsen udløses. Derefter roterer vi hver af modstande og indstiller de fire nødvendige beskyttelsesstrømme, mellem hvilke du kan skifte mellem opkaldskontakten. Nu gjenstår det kun at indstille den ønskede tærskelværdi for radiatortemperatursensoren - indstillingen er afsluttet.