Spēcīga strāvas aizsardzības barošanas avots

Katrai personai, kas savāc elektroniskās shēmas, ir vajadzīgs universāls enerģijas avots, kas ļauj plaši mainīt izejas spriegumu, kontrolēt strāvu un, ja nepieciešams, atvienot darbināmo ierīci. Veikalos šādas laboratorijas barošanas avoti ir ļoti dārgi, taču jūs varat tos pats montēt no parastajiem radio komponentiem. Piedāvātajā barošanas avotā ietilpst:

• Sprieguma regulēšana līdz 24 voltiem;
• Maksimālā strāva, kas piešķirta kravai, ir līdz 5 ampēriem;
• Pašreizējā aizsardzība ar vairāku fiksētu vērtību izvēli;
• Aktīva dzesēšana darbībai pie lielām strāvām;
• Strāvas un sprieguma ciparu indikatori;

Sprieguma regulatora ķēde

Vienkāršākā un pieejamākā sprieguma regulatora versija ir shēma uz īpašas mikroshēmas, ko sauc par sprieguma regulatoru. Vispiemērotākais variants ir LM338, tas nodrošina maksimālo strāvu 5 A un minimālu pulsāciju pie izejas. Šeit ir piemēroti arī LM350 un LM317, taču maksimālā strāva šajā gadījumā būs attiecīgi 3 A un 1,5 A. Mainīgs rezistors kalpo sprieguma regulēšanai, tā vērtējums ir atkarīgs no tā, kāds maksimālais spriegums jums jāsaņem pie izejas. Ja maksimālajai jaudai nepieciešami 24 volti, jums ir nepieciešams mainīgs rezistors ar pretestību 4,3 kOhm. Šajā gadījumā jums jāņem standarta potenciometrs ar 4,7 kOhm un jāpieslēdz konstante pie 47 kOhm paralēli tam, kopējā pretestība būs aptuveni 4,3 kOhm. Lai barotu visu ķēdi, jums ir nepieciešams līdzstrāvas avots ar spriegumu 24-35 volti, manā gadījumā tas ir parasts transformators ar iebūvētu taisngriezi. Varat arī izmantot klēpjdatoru lādētājus vai citus dažādus strāvai piemērotus komutācijas avotus.
Šis sprieguma regulators ir lineārs, kas nozīmē, ka visa atšķirība starp ieejas un izejas spriegumu nokrīt uz vienas mikroshēmas un tiek izkliedēta uz tā siltuma veidā. Pie lielām straumēm tas ir ļoti kritiski, tāpēc mikroshēma jāuzstāda uz liela radiatora, vispiemērotākais tam ir radiators no datora procesora, kas strādā kopā ar ventilatoru. Lai ventilators negrieztos visu laiku veltīgi, bet ieslēgtos tikai radiatora sildīšanas laikā, ir jāsamontē mazs temperatūras sensors.

Ventilatora vadības ķēde

Tā pamatā ir NTC termistors, kura pretestība mainās atkarībā no temperatūras - palielinoties temperatūrai, pretestība ievērojami samazinās, un otrādi. Operatīvais pastiprinātājs darbojas kā salīdzinātājs, reģistrējot termistora pretestības izmaiņas. Kad slieksnis ir sasniegts, op-amp izejā parādās spriegums, tranzistors tiek atbloķēts un tiek palaists ventilators, ar kuru iedegas gaismas diode. Apgriešanas rezistoru izmanto, lai pielāgotu slieksni, tā vērtība jāizvēlas, pamatojoties uz termistoru pretestību istabas temperatūrā. Pieņemsim, ka termistora pretestība ir 100 kOhm, šajā gadījumā noregulēšanas pretestības nominālajai vērtībai jābūt aptuveni 150-200 kOhm. Šīs shēmas galvenā priekšrocība ir histerēzes klātbūtne, t.i. atšķirība starp ventilatora ieslēgšanas un izslēgšanas sliekšņiem. Histerēzes dēļ ventilators bieži neieslēdzas un neizslēdzas temperatūrā, kas ir tuvu slieksnim. Termistors tiek parādīts uz vadu tieši pie radiatora un uzstādīts jebkurā ērtā vietā.
Strāvas aizsardzības ķēde
Iespējams, vissvarīgākā visa barošanas avota daļa ir pašreizējā aizsardzība. Tas darbojas šādi: sprieguma kritums visā šuntā (rezistors ar pretestību 0,1 omi) tiek pastiprināts līdz 7-9 voltu līmenim un tiek salīdzināts ar atsauci, izmantojot salīdzināšanas ierīci. Atsauces spriegumu salīdzināšanai nosaka četri noregulēšanas rezistori diapazonā no nulles līdz 12 voltiem, operacionālā pastiprinātāja ieeja ir savienota ar rezistoriem caur 4 pozīciju uzgriežņu atslēgu. Tādējādi, mainot cepumu slēdža stāvokli, mēs varam izvēlēties no 4 iepriekš definētām iespējām aizsardzības straumēm. Piemēram, jūs varat iestatīt šādas vērtības: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Ja tiek pārsniegta skalas slēdža iestatītā strāva, aizsardzība darbosies, spriegums vairs netiks izvadīts un gaismas diode iedegsies. Lai atiestatītu aizsardzību, vienkārši īsi nospiediet pogu, atkal parādīsies izejas spriegums. Piektais skaņošanas rezistors ir nepieciešams, lai iestatītu pastiprinājumu (jutīgumu), tas jāiestata tā, lai tad, kad strāva caur šunta 1 ampēru, spriegums pie op-amp izejas bija aptuveni 1-2 volti. Aizsardzības histerēzes iestatīšanas rezistors ir atbildīgs par ķēdes aizķeršanās “asumu”, tas ir jāpielāgo, ja izejas spriegums pilnībā nepazūd.Šī ķēde ir laba, jo tai ir augsts reakcijas ātrums, uzreiz ieslēdzot aizsardzību, kad tiek pārsniegta strāva.

Strāvas un sprieguma displejs

Lielākā daļa laboratorijas barošanas avotu ir aprīkoti ar ciparu voltmetriem un ampērmetriem, rādītāju tabulā vērtības parādot skaitļu veidā. Šī opcija ir kompakta un nodrošina labu nolasījumu precizitāti, taču uztveršanai tā ir pilnīgi neērta. Tāpēc norādei tika nolemts izmantot bultu galviņas, kuru rādījumi ir viegli un patīkami uztverami. Voltmetra gadījumā viss ir vienkārši - tas tiek savienots ar barošanas avota izejas spailēm caur apgriešanas rezistoru, kura pretestība ir aptuveni 1-2 MOhm. Lai ampermetrs darbotos pareizi, ir nepieciešams šunta pastiprinātājs, kura shēma ir parādīta zemāk.
Noskaņojuma rezistors ir nepieciešams, lai regulētu pastiprinājumu, vairumā gadījumu pietiek ar to, lai atstātu to vidējā pozīcijā (apmēram 20-25 kOhm). Slēdža galva ir savienota, izmantojot ciparu slēdzi, ar kuru jūs varat izvēlēties vienu no trim regulēšanas rezistoriem, ar kuriem tiek iestatīta ampērmetra maksimālās novirzes strāva. Tādējādi ampērmetrs var darboties trīs diapazonos - līdz 50 mA, līdz 500 mA, līdz 5A, tas nodrošina maksimālu nolasījumu precizitāti pie jebkuras slodzes strāvas.

Barošanas bloka montāža

Iespiestā shēma:
Tagad, kad visi teorētiskie aspekti ir ņemti vērā, mēs varam sākt montēt struktūras elektronisko daļu. Visi barošanas avota elementi - sprieguma regulators, radiatora temperatūras sensors, aizsardzības bloks, ampērmetra šunta pastiprinātājs ir salikti uz viena dēļa, kura izmēri ir 100x70 mm. Plātne ir izgatavota ar LUT metodi, zemāk ir dažas fotogrāfijas no ražošanas procesa.
Jaudas ceļi, pa kuriem plūst slodzes strāva, ir vēlams skārdīt ar biezu lodmetāla slāni, lai samazinātu pretestību. Pirmkārt, uz tāfeles tiek uzstādītas mazas detaļas.
Pēc tam visi pārējie komponenti. 78L12 mikroshēma, kas piegādā temperatūras sensoru un dzesētāju, jāuzstāda uz neliela radiatora, kura vieta ir paredzēta uz iespiedshēmas plates. Visbeidzot, vadi ir pielodēti uz tāfeles, uz kuras tiek izvadīts ventilators, termistors, aizsardzības atiestatīšanas poga, uzgriežņu atslēgas slēdži, gaismas diodes, LM338 mikroshēma, sprieguma ieeja un izeja. Sprieguma ievadi visērtāk ir savienot, izmantojot līdzstrāvas savienotāju, vienlaikus jāpatur prātā, ka tam ir jānodrošina liela strāva. Jāizmanto visi strāvas vadi, kas atbilst pašreizējam šķērsgriezumam, vēlams, vara. Plus, izeja no iespiedshēmas plates neiet tieši pie izvades spailēm, bet caur pārslēdzēju ar divām kontaktu grupām. Otrā grupa ieslēdz un izslēdz gaismas diodi, norādot, vai spailēm tiek pielikts spriegums.

Virsbūves montāža

Apvalku var atrast gan gatavu, gan salikt neatkarīgi. Jūs to varat izgatavot, piemēram, no saplākšņa un kokšķiedru plātnes, kā es to izdarīju. Pirmkārt, tiek izgriezts taisnstūrveida priekšējais panelis, uz kura tiks uzstādītas visas vadības ierīces.
Tad tiek izgatavotas kastes sienas un apakšdaļa, konstrukcija ir piestiprināta kopā ar pašvītņojošām skrūvēm. Kad rāmis ir gatavs, jūs varat instalēt visu elektroniku iekšpusē.
Vadības ierīces, bultu galviņas, gaismas diodes ir uzstādītas savās vietās priekšējā panelī, dēlis ir ievietots korpusa iekšpusē, radiators ar ventilatoru ir uzstādīts uz aizmugurējā paneļa. Gaismas diožu uzstādīšanai tiek izmantoti speciāli turētāji. Vēlams dublēt izejas spailes, jo īpaši tāpēc, ka vieta to atļauj. Korpusa izmēri bija 290x200x120 mm, korpusa iekšpusē joprojām ir daudz brīvas vietas, un tur var ietilpt, piemēram, transformators visas ierīces barošanai.

Pielāgošana

Neskatoties uz daudziem rezistoru noregulēšanu, barošanas avota iestatīšana ir diezgan vienkārša. Pirmkārt, kalibrējiet voltmetru, pievienojot ārējo izejas spailēm. Rotējot noregulēšanas pretestību, kas virknē savienota ar voltmetra bultiņu galvu, mēs iegūstam vienādus rādījumus. Tad mēs savienojam jebkuru slodzi ar ampērmetru pie izejas un kalibrējam šunta pastiprinātāju. Rotējot katru un trīs starplīniju rezistorus, mēs iegūstam nolasījumu sakritību katrā no trim ampērmetru mērījumu diapazoniem - manā gadījumā tas ir 50 mA, 500 mA un 5A. Tālāk mēs iestatījām nepieciešamās aizsardzības strāvas ar četru tuning rezistoru palīdzību. To nav grūti izdarīt, ņemot vērā, ka standarta ampērmetrs jau ir kalibrēts un parāda precīzu strāvu. Pamazām palielinām spriegumu (strāva arī palielinās) un skatāmies uz strāvu, kurā tiek iedarbināta aizsardzība. Tad mēs pagriežam katru no rezistoriem, iestatot četras nepieciešamās aizsardzības strāvas, starp kurām jūs varat pārslēgties, izmantojot numura slēdzi. Tagad atliek tikai iestatīt vēlamo radiatora temperatūras sensora slieksni - iestatīšana ir pabeigta.