Kompaktno regulirano napajanje. Napajalna enota z nastavljivim tokom in napetostjo. Končni blok

Na internetu je na radijskih inženiringih predstavljenih veliko različnih laboratorijskih napajalnikov, čeprav večinoma preproste zasnove. Ista shema se odlikuje po precej visoki zapletenosti, kar je upravičeno s kakovostjo, zanesljivostjo in vsestranskostjo napajalne enote. Predstavljamo popolnoma domač napajalnik z 2 x 30 V bipolarnim, nastavljivim tokom do 5 A in digitalnim A / V merilnikom LED.

Pravzaprav gre za dva enaka napajalnika v enem ohišju, kar znatno poveča funkcionalnost in zmogljivosti naprave ter vam omogoča, da združite moč kanala do 10 amperov. Hkrati to ni tipičen uravnotežen napajalnik, čeprav je tukaj mogoče priključiti serijske izhode za doseganje višje napetosti ali psevdo simetrije, pri čemer je skupna povezava ozemljitev.

Diagrami modulov laboratorijskega napajalnika

Vsa vezja napajalne plošče so zasnovana iz nič, vsa tiskana vezja pa so zasnovana sami. Prvi modul "Z" je diodni most, filtriranje napetosti, ustvarjanje negativne napetosti za napajanje operacijskih ojačevalnikov, vir pozitivne napetosti 34 V DC za operacijske ojačevalnike, napajanje iz ločenega pomožnega transformatorja, rele, ki se uporablja za preklapljanje navitij glavnega transformatorja, krmiljenega z drugega tiskanega vezja, in 5V 1A napajalnik za števce električne energije.

Moduli "Z" obeh blokov so zasnovani tako, da so skoraj simetrični (da se bolje prilegajo ohišju napajalnika). To je omogočilo namestitev priključkov ARK na eni strani za ožičenje in hladilno telo mostičnega usmernika, plošče pa simetrično, kot je prikazano na slikah.

Tu se uporablja 8-amp diodni most. Glavni transformatorji imajo dvojna sekundarna navitja, vsak 14 V in tok nekaj več kot 5 A. Napajanje je bilo ocenjeno za 5 amperov, vendar se je izkazalo, da pri polni napetosti 30 voltov ni doseženih polnih 5 amperov. , ni težav z obremenitvijo 5 amperov pri nižji napetosti (do 25 V).

Drugi modul je razširjena različica napajalnika z operacijskimi ojačevalniki.

Odvisno od tega, ali je napajalnik obremenjen ali v stanju pripravljenosti, se napetost v območju tokovnega omejevalnika U3 spreminja (pri isti nastavitvi meja potenciometra). Vezje primerja napetost na potenciometru P2 z napetostjo na uporu R7. Nekaj ​​tega padca napetosti se nanaša na inverzni vhod U4. Zaradi tega je izhodna napetost odvisna od nastavitve potenciometra in je praktično neodvisna od obremenitve. Skoraj zato, ker je na lestvici od 0 do 5 A odstopanje pri 15 mV, kar v praksi zadostuje, da dobimo stabilen vir za pogon tokokrogov LM3914, ki tvorijo LED trak.

Vizualizacijski tokokrog je še posebej uporaben, če se za nastavitev uporabljajo potenciometri z več zavoji. Zanimivo je, da lahko s pomočjo takega potenciometra napetost enostavno nastavite z natančnostjo do tretjega decimalnega mesta. Vsaka LED v vrstici ustreza 0,25 A, zato, če je trenutna meja pod 250 mA, se črta ne prikaže.
Način prikaza ravnila lahko spremenite od točke do ravnila, vendar je tukaj izbrana točka, da se izognete učinku preveč svetlobnih točk in zmanjšate porabo energije.

Naslednji modul je sistem za preklapljanje navitij in sistem za nadzor ventilatorja, ki sta nameščena na hladilnikih starejših procesorjev.

Napajanje tokokrogov iz neodvisnih navitij pomožnega transformatorja. Tu je uporabljen m / s op-amp LM358, ki vsebuje dva operacijska ojačevalnika. Tranzistor BD135 se uporablja kot temperaturni senzor. Po prekoračitvi 55 ° C se ventilatorji vklopijo, po ohladitvi na približno 50 ° C pa se samodejno izklopijo. Preklopni sistem navitja se odziva na napetost na neposrednih izhodnih sponkah napajalnika in ima histerezo približno 3 V, zato se rele ne bo prepogosto sprožil.

Meritve napetosti in obremenitve se izvajajo s čipi ICL7107. Merilne plošče so obojestranske in oblikovane tako, da sta za vsako napajanje na eni plošči voltmeter in ampermeter.

Že od vsega začetka je bila zamisel vizualizirati parametre napajalnikov na sedemsegmentnih LED zaslonih, ker so bolj berljivi kot LCD. Toda nič vam ne preprečuje merjenja temperature radiatorjev, navitnih stikal in hladilnih sistemov na enem Atmega MK, tudi za oba napajalnika hkrati. To je stvar izbire. Uporaba mikrokrmilnika bo cenejša, a kot že omenjeno, je to stvar okusa.

Vse pomožne sisteme napaja transformator, ki je bil previt z odstranitvijo vseh navitij, razen omrežnega omrežja 220 V (primarno). V ta namen je bil uporabljen TS90 / 11.

Kot sekundarno navitje sta navita 2 x 26 V AC za napajanje operacijskih ojačevalnikov, 2 x 8 V AC za napajanje indikatorjev in 2 x 13 V za napajanje regulacije temperature. Skupno je bilo ustvarjenih šest neodvisnih navitij.

Stanovanjski in montažni stroški

Celotna napajalna enota je nameščena v ohišju, ki je prav tako zasnovano iz nič. Izdelan je bil po naročilu. Znano je, da je doma težko narediti spodobno škatlo (predvsem kovinsko).

Aluminijasta sprednja plošča, ki se uporablja za namestitev vseh indikatorjev in dodatkov, je bila brušena, da ustreza oblikovanju.

Seveda to ni nizkoproračunska izvedba, glede na nakup dveh močnih toroidnih transformatorjev in ohišja po meri. Želite preprostejše in cenejše -.

Ostalo je mogoče oceniti na podlagi cen v spletnih trgovinah. Seveda so bili nekateri izdelki pridobljeni iz lastnega inventarja, vendar jih bo treba kupiti, pri čemer bo napajalnik zgrajen iz nič. Skupni stroški so bili na ravni 10.000 rubljev.

Montaža in konfiguracija LBP

1. Sestavljanje in preverjanje modula z mostičnim usmernikom, filtriranjem in releji, priklop na transformator in aktiviranje releja iz neodvisnega vira za preverjanje izhodnih napetosti.
2. Izvedba modula za preklapljanje navitij in spremljanje hlajenja radiatorjev. Zagon tega modula bo olajšal konfiguracijo prihodnjega napajanja. To bo zahtevalo drugačno napajanje za napajanje regulirane napetosti na vhodu krmilnega sistema releja.
3. Temperaturni del vezja je mogoče nastaviti s simulacijo temperature. V ta namen je bila uporabljena toplotna pištola, ki je nežno segrela radiator s senzorjem (BD135). Temperaturo smo merili s senzorjem, vključenim v multimeter (takrat še ni bilo pripravljenih natančnih merilnikov temperature). V obeh primerih se nastavitev zmanjša na izbiro PR201 in PR202 oziroma PR301 oziroma PR302.
4. Nato zaženemo napajanje tako, da RV1 nastavimo na 0V izhod, kar je uporabno pri nastavitvi omejevanja toka. Omejitev je odvisna od vrednosti uporov R18, R7, R17.
5. Regulacija indikatorjev A / B se zmanjša na nastavitev referenčnih napetosti med zatiči 35 in 36 mikrovezja ICL. Merilniki napetosti in toka so uporabljali zunanji referenčni vir. V primeru merilnikov temperature taka natančnost ni potrebna, prikaz z decimalno vejico pa je še vedno nekoliko pretiran. Odčitke temperature prenaša ena usmerniška dioda (na diagramu so trije). To je posledica zasnove tiskanega vezja. Na njem sta dva skakalca.
6. Neposredno na izhodnih sponkah sta na voltmeter priključena delilnik napetosti in upor 0,01 Ohm / 5 W, na katerem se padec napetosti uporablja za merjenje toka obremenitve.

Dodatni element napajalnikov je vezje, ki omogoča vklop samo enega napajalnika brez potrebe po uporabi drugega kanala, kljub temu, da pomožni transformator napaja oba kanala napajalnika hkrati. Ista plošča vsebuje sistem za vklop in izklop napajanja z enim gumbom za nizki tok (za vsak kanal napajalnika).

Vezje napaja pretvornik, ki v stanju pripravljenosti porabi približno 1 mA od 220 V. Vsa kakovostna vezja lahko

Za radioamaterje in res za sodobnega človeka je nenadomestljiva stvar v hiši napajalna enota (PSU), saj ima zelo uporabno funkcijo - regulacijo napetosti in toka.

Hkrati le malo ljudi ve, da je takšno napravo povsem mogoče narediti z ustrezno skrbnostjo in poznavanjem radijske elektronike z lastnimi rokami. Za vse radioamaterje, ki se doma radi poigravajo z elektroniko, vam bodo domači laboratorijski napajalniki omogočili, da se brez omejitev ukvarjate s svojim hobijem. Naš članek vam bo povedal, kako narediti nastavljivo vrsto napajanja z lastnimi rokami.

Kaj morate vedeti

Napajalnik z nastavljivim tokom in napetostjo v sodobni hiši je nujna stvar. Ta naprava, zahvaljujoč svoji posebni napravi, lahko pretvori napetost in tok, ki je na voljo v omrežju, na raven, ki jo lahko porabi določena elektronska naprava. Tu je približna shema dela, po kateri lahko naredite podobno napravo z lastnimi rokami.

Toda že pripravljeni napajalniki so dovolj dragi, da jih lahko kupite za posebne potrebe. Zato danes zelo pogosto pretvornike za napetost in tok izdelujemo ročno.

Opomba! Domači laboratorijski napajalniki imajo lahko različne dimenzije, nazivne moči in druge značilnosti. Vse je odvisno od tega, kakšen pretvornik potrebujete in za kakšen namen.

Strokovnjaki lahko zlahka naredijo zmogljiv napajalnik, medtem ko lahko tako začetniki kot ljubitelji začnejo s preprosto vrsto aparatov. V tem primeru se lahko shema, odvisno od kompleksnosti, uporablja zelo različno.

Stvari, ki jih je treba upoštevati

Regulirano napajanje je univerzalni pretvornik, ki ga lahko uporabite za priključitev katere koli gospodinjske ali računalniške opreme. Brez tega noben gospodinjski aparat ne more normalno delovati.
Takšna napajalna enota je sestavljena iz naslednjih komponent:

• transformator;
• pretvornik;
• indikator (voltmeter in ampermeter).
• tranzistorji in drugi deli, potrebni za ustvarjanje kakovostnega električnega omrežja.

Zgornji diagram odraža vse sestavne dele instrumenta.
Poleg tega je treba to vrsto napajanja zaščititi pred visokimi in nizkimi tokovi. V nasprotnem primeru lahko vsaka nenormalna situacija povzroči, da pretvornik in priključena električna naprava preprosto izgoreta. Nepravilno spajkanje komponent plošče, napačno ožičenje ali ožičenje lahko vodijo tudi do tega rezultata.
Če ste začetnik, je za izbiro nastavljive vrste napajanja z lastnimi rokami bolje izbrati preprosto možnost montaže. Ena najpreprostejših vrst pretvornikov je 0-15V napajalnik. Ima zaščito pred prekomernim tokom v priključeni obremenitvi. Shema njegove sestave je objavljena spodaj.

Enostaven diagram montaže

To je tako rekoč univerzalna vrsta montaže. Tukaj je shema na voljo za razumevanje vsaki osebi, ki je vsaj enkrat v rokah držala spajkalnik. Prednosti te sheme vključujejo naslednje točke:

• sestavljen je iz preprostih in cenovno dostopnih delov, ki jih lahko najdete na radijskem trgu ali v specializiranih trgovinah z radijsko elektroniko;
• preprosta vrsta montaže in nadaljnja prilagoditev;
• tukaj je spodnja meja napetosti 0,05 voltov;
• zaščita z dvojnim dosegom za indikator toka (pri 0,05 in 1A);
• širok razpon izhodnih napetosti;
• visoka stabilnost pri delovanju pretvornika.

Diodni most

V tem primeru bo z uporabo transformatorja napetost v območju 3 V višja od največje zahtevane napetosti za izhod. Iz tega sledi, da napajalnik, ki lahko uravnava napetost v območju do 20V, potrebuje transformator z najmanj 23 V.

Opomba! Diodni most je treba izbrati glede na največji tok, ki bo omejen z razpoložljivo zaščito.

Kondenzator za 4700mkf filter bo omogočil, da oprema, občutljiva na motnje v napajanju, ne daje ozadja. To bo zahtevalo kompenzacijski regulator s faktorjem zatiranja valov več kot 1000.
Zdaj, ko smo ugotovili glavne vidike montaže, je treba biti pozoren na zahteve.

Zahteve za instrumente

Če želite ustvariti preprosto, a hkrati kakovostno in zmogljivo napajalno enoto z možnostjo uravnavanja napetosti in toka z lastnimi rokami, morate vedeti, kakšne zahteve obstajajo za to vrsto pretvornikov.
Te specifikacije izgledajo takole:

• reguliran stabiliziran izhod za 3-24 V. V tem primeru mora biti trenutna obremenitev najmanj 2 A;
• nereguliran izhod za 12/24 V. To predpostavlja veliko obremenitev toka.

Za izpolnitev prve zahteve je treba pri delovanju uporabiti vgrajen stabilizator. V drugem primeru mora biti izhod za diodnim mostom tako rekoč mimo stabilizatorja.

Začnimo sestavljati

Transformator TS-150-1

Ko se odločite za zahteve, ki jih mora izpolnjevati vaša regulirana napajalna enota, in izberete ustrezno vezje, lahko začnete sami sestavljati. Najprej pa se bomo založili s potrebnimi deli.
Za gradnjo potrebujete:

• močan transformator. Na primer TS-150-1. Sposoben je oddati napetosti 12 in 24 V;
• kondenzator. Uporabite lahko model 10.000uF 50V;
• mikro vezje za stabilizator;
• privezovanje;
• podrobnosti o vezju (v našem primeru vezje, ki je navedeno zgoraj).

Po tem v skladu s shemo z lastnimi rokami sestavimo nastavljivo napajalno enoto v strogem skladu z vsemi priporočili. Upoštevati je treba zaporedje dejanj.

Pripravljen napajalnik

Za sestavljanje napajalnika se uporabljajo naslednji deli:

• germanijevi tranzistorji (večinoma). Če jih želite zamenjati z modernejšimi silicijevimi elementi, potem mora spodnji MP37 vsekakor ostati germanij. Uporablja tranzistorje MP36, MP37, MP38;
• na tranzistorju je sestavljeno tokovno omejevalno vozlišče. Spremlja padec napetosti na uporu.
• Zener dioda D814. Določa regulacijo največje izhodne napetosti. Polovico izhodne napetosti prevzame nase;

Opomba! Ker zener dioda D814 vzame točno polovico izhodne napetosti, jo je treba izbrati za ustvarjanje izhodne napetosti 0-25V približno 13 V.

• spodnja meja v sestavljeni napajalni enoti ima indikator napetosti le 0,05 V. Takšen indikator je redek za bolj zapletena sklopa pretvorniških sklopov;
• puščice prikazujejo kazalnike toka in napetosti.

Deli za montažo

Za namestitev vseh delov je treba izbrati jekleno ohišje. Lahko bo zaščitil transformator in napajalno ploščo. Tako se boste izognili pojavu različnih vrst motenj za občutljivo opremo.

Nastali pretvornik lahko varno uporabite za napajanje katere koli gospodinjske opreme, pa tudi poskuse in teste, ki se izvajajo v domačem laboratoriju. Tudi takšno napravo lahko uporabite za oceno zmogljivosti avtomobilskega generatorja.

Zaključek

Z uporabo preprostih diagramov za sestavljanje nastavljive vrste napajanja lahko napolnite roko in v prihodnosti naredite bolj zapletene modele z lastnimi rokami. Ne bi se smeli lotevati povratnega dela, saj na koncu morda ne boste dosegli želenega rezultata, domač pretvornik pa bo deloval neučinkovito, kar lahko negativno vpliva tako na samo napravo kot na funkcionalnost električne opreme, povezane z njo.
Če je vse narejeno pravilno, boste na izhodu dobili odlično napajanje z regulacijo napetosti za vaš domači laboratorij ali druge vsakodnevne situacije.

Izbira zunanjega senzorja gibanja za vklop luči

Litij-ionska (Li-Io), polnilna napetost ene celice: 4,2-4,25V. Nadalje po številu celic: 4,2, 8,4, 12,6, 16,8 .... Polnilni tok: za navaden Akum je 0,5 zmogljivosti v amperih ali manj. Visokotočne je mogoče varno napolniti s tokom, ki je enak kapaciteti v amperih (visok tok 2800 mAh, polnimo 2,8 A ali manj).
Litijev polimer (Li-Po), polnilna napetost na celico: 4,2 V. Nadalje glede na število celic: 4,2, 8,4, 12,6, 16,8 .... Polnilni tok: za navaden Akum je enak zmogljivosti v amperih (Akum 3300 mAh, napolnjenost 3,3 A ali manj).
Nikelj -kovinski hidrid (NiMH), polnilna napetost na celico: 1,4 - 1,5V. Nadalje glede na število celic: 2,8, 4,2, 5,6, 7, 8,4, 9,8, 11,2, 12,6 ... Polnilni tok: 0,1-0,3 zmogljivosti v amperih (Akum 2700 mAh, napolnjenost 0,27 A ali manj). Polnjenje traja največ 15-16 ur.
Svinčena kislina (Lead Acid), polnilna napetost ene pločevinke: 2,3 V. Nadalje po številu celic: 4,6, 6,9, 9,2, 11,5, 13,8 (avtomobil). Polnilni tok: 0,1-0,3 zmogljivosti v amperih (Akum 80 Ah, polnjenje 16A ali manj).

Vsak radioamater, serviser ali samo mojster potrebuje vir energije, da napaja svoja vezja, jih preizkusi z napajalnikom ali včasih samo napolni baterijo. Zgodilo se je, da sem se pred časom zanesel s to temo in potreboval sem tudi podobno napravo. Kot ponavadi je bilo na to temo premetanih veliko strani na internetu, spremljal sem številne teme na forumih, toda točno tisto, kar sem potreboval, mi ni bilo v mislih - potem sem se odločil, da vse naredim sam, zberem vse potrebne informacije kos. Tako se je na mikrovezju TL494 rodil impulzni laboratorijski napajalnik.

Kaj posebnega - ja, zdi se malo, vendar bom razložil - predelava domačega napajanja računalnika na istem tiskanem vezju se mi ne zdi povsem po Feng Shuiju in tudi ni lepo. Zgodba je enaka s primerom - puščajoč kos železa preprosto ne izgleda, čeprav če obstajajo ljubitelji tega sloga, nimam nič proti. Zato ta zasnova temelji le na osnovnih delih iz domačega napajanja računalnika, vendar je tiskano vezje (natančneje tiskana vezja - dejansko so tri) izdelano že ločeno in posebej za ohišje. Tu je tudi ohišje sestavljeno iz dveh delov - osnova je ohišje Kradex Z4A, pa tudi ventilator (hladilnik), ki ga lahko vidite na fotografiji. Tako rekoč je nadaljevanje korpusa, a najprej najprej.

Napajalni tokokrog:

Seznam podrobnosti si lahko ogledate na koncu članka. Zdaj pa na kratko analiziramo vezje impulznega laboratorijskega napajalnika. Vezje deluje na mikrovezju TL494, obstaja veliko analogov, vendar vseeno priporočam uporabo originalnih mikrovezji, so precej poceni in delujejo zanesljivo, za razliko od kitajskih kolegov in ponaredkov. Iz računalnikov lahko tudi razstavite več starih napajalnikov in od tam zberete potrebne dele, vendar priporočam, da kadar koli je mogoče, uporabite nove dele in mikro vezja - to bo tako rekoč povečalo možnosti za uspeh. Ker izhodna moč vgrajenih ključnih elementov TL494 ne zadostuje za pogon močnostnih tranzistorjev, ki delujejo na glavnem impulznem transformatorju Tr2, je krmilno vezje za močnostne tranzistorje T3 in T4 zgrajeno s krmilnim transformatorjem Tr1. Ta krmilni transformator je bil uporabljen iz starega računalniškega napajalnika brez spreminjanja sestave navitij. Krmilni transformator Tr1 poganjata tranzistorja T1 in T2.

Signali iz krmilnega transformatorja preko diod D8 in D9 se dovajajo na osnove močnostnih tranzistorjev. Tranzistorji T3 in T4 sta uporabljeni bipolarni znamki MJE13009, lahko uporabite tranzistorje za nižji tok - MJE13007, vendar je tu vseeno bolje pustiti večji tok, da povečate zanesljivost in moč vezja, čeprav to ne bo razen kratkega stika v visokonapetostnih tokokrogih vezja. Nadalje ti tranzistorji zanihajo transformator Tr2, ki pretvori rektificirano napetost 310 voltov z diodnega mostu VDS1 v tisto, ki jo potrebujemo (v tem primeru 30 - 31 voltov). Podatki o previjanju (ali navijanju iz nič) transformatorja nekoliko kasneje. Izhodna napetost se odstrani iz sekundarnih navitij tega transformatorja, na katerega sta priključena usmernik in številni filtri, tako da je napetost največja brez valovitosti. Usmerjevalnik je treba uporabiti na Schottkyjevih diodah, da bi zmanjšali izgube med popravljanjem in izključili veliko segrevanje tega elementa; po shemi se uporablja dvojna Schottkyjeva dioda D15. Tudi tukaj je višji dovoljeni tok diode, tem bolje. Če prvič brezskrbno zaženete vezje, obstaja velika verjetnost, da boste te diode in močnostne tranzistorje T3 in T4 pokvarili. V izhodnih filtrih vezja je vredno uporabiti elektrolitske kondenzatorje z nizko ESR (Low ESR). Dušilke L5 in L6 so bile uporabljene iz starih računalniških napajalnikov (čeprav so bile le okvarjene, vendar nove in dovolj močne, zdi se 550 W). L6, ki se uporablja brez spreminjanja navitja, je valj z ducatom zavojev debele bakrene žice. L5 je treba previti, saj računalnik uporablja več napetostnih ravni - potrebujemo le eno napetost, ki jo bomo regulirali.

L5 je rumen obroč (ne bo deloval vsak obroč, saj lahko uporabimo ferite z različnimi lastnostmi, potrebujemo samo rumen). Na ta obroč morate naviti približno 50 zavojev bakrene žice s premerom 1,5 mm. Dušilni upor R34 - izprazni kondenzatorje, tako da med nastavitvijo ne pride do dolgega čakanja, da se napetost zmanjša, ko obrnete gumb za nastavitev.

Na radiatorje so nameščeni najbolj toplotno prizadeti elementi T3 in T4 ter D15. Pri tej zasnovi so bili vzeti tudi iz starih blokov in oblikovani (izrezani in upognjeni, da se prilegajo ohišju in tiskanemu vezju).

Vezje je impulzno in lahko vnese gospodinjski hrup v gospodinjsko omrežje, zato je treba uporabiti dušilko skupnega načina L2. Filtri z dušilkami L3 in L4 se uporabljajo za filtriranje obstoječega omrežnega hrupa. Termistor NTC1 bo odpravil trenutni val v trenutku, ko je vezje priključeno na vtičnico, bo zagon vezja mehkejši.

TL494 potrebuje napetost nižjo od 310 voltov za nadzor napetosti in toka ter za delovanje, zato se za to uporablja ločeno napajalno vezje. Zgrajen je na majhnem transformatorju Tr3 BV EI 382 1189. Iz sekundarnega navitja napetost popravlja in gladi kondenzator - preprosto in veselo. Tako dobimo 12 voltov, ki so potrebni za krmilni del napajalnega tokokroga. Nato se 12 voltov stabilizira na 5 voltov z linearnim stabilizacijskim čipom 7805 - ta napetost se uporablja za indikacijsko vezje napetosti in toka. Umetno se ustvari tudi napetost -5 voltov za napajanje operacijskega ojačevalnika vezja za indikacijo napetosti in toka. Načeloma lahko za določeno napajanje uporabite katero koli razpoložljivo vezje voltmetra in ampermetra, po potrebi pa lahko to stopnjo stabilizacije napetosti izključite. Praviloma se uporabljajo merilna in indikacijska vezja, zgrajena na mikrokrmilnikih, ki potrebujejo napajanje reda 3,3 - 5 voltov. Povezava ampermetra in voltmetra je prikazana na diagramu.

Na fotografiji je tiskano vezje z mikrokrmilnikom - ampermetrom in voltmetrom, pritrjeno na ploščo z vijaki, ki so priviti v matice, ki so s plastičnim lepilom varno prilepljene na plastiko. Ta indikator ima trenutno merilno mejo do 9,99 A, kar očitno ni dovolj za to napajanje. Razen funkcij prikaza, modul za merjenje toka in napetosti ni več povezan z glavno ploščo naprave. Vsak nadomestni merilni modul je funkcionalno primeren.

Krmilno vezje napetosti in toka temelji na štirih operacijskih ojačevalnikih (uporablja se LM324 - štirje operacijski ojačevalniki v enem paketu). Za napajanje tega mikro vezja je vredno uporabiti napajalni filter na elementih L1 in C1, C2. Nastavitev vezja je sestavljena iz izbire elementov, označenih z zvezdico za nastavitev kontrolnih območij. Nastavitveno vezje je sestavljeno na ločenem tiskanem vezju. Poleg tega lahko za bolj gladko regulacijo toka uporabite več spremenljivih uporov, povezanih na ustrezen način.

Za nastavitev frekvence pretvornika je potrebno izbrati vrednost kondenzatorja C3 in vrednost upora R3. Diagram prikazuje majhno ploščo z izračunanimi podatki. Previsoka frekvenca lahko pri preklopu poveča izgube na tranzistorjih za moč, zato se ne smete preveč zanesti, po mojem mnenju je optimalno uporabiti frekvenco 70-80 kHz ali celo manj.

Zdaj o parametrih navitja ali previjalnega transformatorja Tr2. Uporabil sem tudi osnovo iz starih računalniških napajalnikov. Če ne potrebujete visokega toka in visoke napetosti, takega transformatorja ne morete previti nazaj, ampak uporabite že pripravljenega, ki ustrezno privije navitja. Če pa je potrebno več toka in napetosti, je treba transformator previti, da se doseže boljši rezultat. Najprej bomo morali razstaviti jedro, ki ga imamo. To je najpomembnejši trenutek, saj so feriti precej krhki in jih ne smete zlomiti, sicer je vse smeti. Torej, za razstavljanje jedra ga je treba segreti, saj proizvajalec za lepljenje polovic običajno uporablja epoksi smolo, ki se pri segrevanju zmehča. Odprtih virov ognja se ne sme uporabljati. Električna ogrevalna oprema je zelo primerna; v domačem okolju je to na primer električni štedilnik. Ko se segreje, previdno ločite polovice jedra. Po ohladitvi odstranimo vsa domača navitja. Zdaj morate izračunati potrebno število obratov primarnega in sekundarnega navitja transformatorja. Če želite to narediti, lahko uporabite program ExcellentIT (5000), v katerem nastavimo potrebne parametre pretvornika in dobimo izračun števila obratov glede na uporabljeno jedro. Nadalje je treba po navitju jedro transformatorja zlepiti nazaj, priporočljivo je tudi uporabiti lepilo z visoko trdnostjo ali epoksi smolo. Pri nakupu novega jedra morda ne bo potrebe po lepljenju, saj lahko pogosto polovice jedra povlečete skupaj s kovinskimi nosilci in vijaki. Navoji morajo biti tesno naviti, da se med delovanjem naprave odpravi zvočni hrup. Po želji lahko navitje napolnimo s kakšnim parafinom.

Tiskana vezja so bila zasnovana za paket Z4A. Samo ohišje je podvrženo manjšim spremembam, da se zagotovi kroženje zraka za hlajenje. Če želite to narediti, na straneh in na hrbtu izvrtamo več lukenj, na vrhu pa izrežemo luknjo za ventilator. Ventilator piha navzdol, odvečni zrak uhaja skozi luknje. Ventilator lahko namestite in obratno, tako da izsesa zrak iz ohišja. Pravzaprav je hlajenje z ventilatorjem redko potrebno, poleg tega se elementi vezja tudi pri visokih obremenitvah ne segrejejo zelo.

V pripravi so tudi sprednje plošče. Indikatorji napetosti in toka se uporabljajo s sedemsegmentnimi indikatorji, kot svetlobni filter za te indikatorje pa se uporablja metaliziran antistatični film, podoben tistemu, v katerem so radioelementi zapakirani z oznako elektrostatične občutljivosti. Uporabite lahko tudi prosojno folijo, ki je zlepljena na okenska stekla, ali tonirno folijo za avtomobile. Komplet sprednjega in zadnjega okvirja lahko prilagodite vsakemu okusu. V mojem primeru je na zadnji strani vtičnica za priključitev na vtičnico, predel z varovalkami in stikalo. Na sprednji strani so indikatorji toka in napetosti, LED za indikacijo stabilizacije toka (rdeča) in stabilizacija napetosti (zelena), gumbi s spremenljivim uporom za prilagajanje toka in napetosti ter hitro sprostitveni konektor, na katerega je priključena izhodna napetost.

Ko je pravilno sestavljen, mora napajalnik prilagoditi le regulacijska območja.

Trenutna zaščita (stabilizacija toka) deluje na naslednji način: ko je nastavljeni tok presežen, se v mikrovezje TL494 pošlje signal za zmanjšanje napetosti - nižja je napetost, manjši je tok. V tem primeru zasveti rdeča LED na sprednji plošči, ki signalizira presežek nastavljenega toka ali kratek stik. V normalnem načinu stabilizacije napetosti sveti zelena LED.

Glavne značilnosti impulznega laboratorijskega napajanja so odvisne predvsem od uporabljene bazi elementov, v tej različici so značilnosti naslednje:

• Vhodna napetost - 220 voltov AC
• Izhodna napetost - 0 do 30 voltov DC
• Izhodni tok je večji od 15A (dejansko preizkušena vrednost)
• Način stabilizacije napetosti
• Način stabilizacije toka (zaščita pred kratkim stikom)
• Prikaz obeh načinov z LED
• Majhna velikost in teža z veliko močjo
• Nastavitev omejevanja toka in napetosti

Če povzamemo, lahko ugotovimo, da se je laboratorijsko napajanje izkazalo za dovolj kakovostno in močno. To vam omogoča, da uporabite to različico napajalnika za testiranje nekaterih lastnih vezij in do polnjenja avtomobilskih baterij. Omeniti velja tudi, da so izhodne kapacitete precej velike, zato se je bolje izogniti kratkim stikom, saj lahko praznjenje kondenzatorjev z veliko verjetnostjo poškoduje vezje (tisto, na katerega smo povezani), vendar brez te kapacitivnosti , izhodna napetost bo slabša - povečala se bo valovanje. To je značilnost impulzne enote; v analognem napajalniku izhodna zmogljivost zaradi svojega vezja praviloma ne presega 10 μF. Tako dobimo univerzalni laboratorijski stikalni napajalnik, ki lahko deluje v širokem razponu obremenitev praktično od nič do deset amperov in voltov. Napajanje se je odlično izkazalo tako pri napajanju majhnih tokokrogov med preskušanjem (vendar tukaj zaščita pred kratkim stikom zaradi velike izhodne zmogljivosti ne bo veliko pomagala) pri porabi v miliamperih in pri uporabi v situacijah, ko je potrebna velika izhodna moč med mojimi skromnimi izkušnjami na področju elektronike.

Ta laboratorijski napajalnik sem naredil pred približno 4 leti, ko sem šele začel delati prve korake v elektroniki. Doslej ni nobene okvare glede na to, da je pogosto deloval daleč preko 10 amperov (polnjenje avtomobilskih baterij). Pri opisovanju je zaradi dolgega časa izdelave lahko kaj zamudil, v komentarje dodal vprašanja, komentarje.

Programska oprema za izračun transformatorja:

Na izdelek pritrdim tiskana vezja (voltmeter in ampermeter tukaj nista vključena - lahko se uporablja absolutno kateri koli).

Seznam radijskih elementov

Označba	Vrsta	Poimenovanje	Količina	Opomba	Nakupujte	Moj zvezek
IC1	Krmilnik PWM	TL494	1			V beležnico
IC2	Operacijski ojačevalnik	LM324	1			V beležnico
VR1	Linearni regulator	L7805AB	1			V beležnico
VR2	Linearni regulator	LM7905	1			V beležnico
T1, T2	Bipolarni tranzistor	C945	2			V beležnico
T3, T4	Bipolarni tranzistor	MJE13009	2			V beležnico
VDS2	Diodni most	MB105	1			V beležnico
VDS1	Diodni most	GBU1506	1			V beležnico
D3-D5, D8, D9	Usmerjevalna dioda	1N4148	5			V beležnico
D6, D7	Usmerjevalna dioda	FR107	2			V beležnico
D10, D11	Usmerjevalna dioda	FR207	2			V beležnico
D12, D13	Usmerjevalna dioda	FR104	2			V beležnico
D15	Schottkyjeva dioda	F20C20	1			V beležnico
L1	Dušilo	100 μH	1			V beležnico
L2	Dušenje v običajnem načinu	29 mH	1			V beležnico
L3, L4	Dušilo	10 μH	2			V beležnico
L5	Dušilo	100 μH	1	na rumenem obroču		V beležnico
L6	Dušilo	8 μH	1			V beležnico
Tr1	Impulzni transformator	EE16	1			V beležnico
Tr2	Impulzni transformator	EE28 - EE33	1	ER35		V beležnico
Tr3	Transformator	BV EI 382 1189	1			V beležnico
F1	Varovalka	5 A.	1			V beležnico
NTC1	Termistor	5.1 ohm	1			V beležnico
VDR1	Varistor	250 V.	1			V beležnico
R1, R9, R12, R14	Upor	2,2 k Ohm	4			V beležnico
R2, R4, R5, R15, R16, R21	Upor	4,7 k Ohm	6			V beležnico
R3	Upor	5,6 k ohma	1	izberite glede na zahtevano frekvenco		V beležnico
R6, R7	Upor	510 k ohm	2			V beležnico
R8	Upor	1 MOhm	1			V beležnico
R13	Upor	1,5 k ohm	1			V beležnico
R17, R24	Upor	22 k Ohm	2			V beležnico
R18	Upor	1 kΩ	1			V beležnico
R19, ​​R20	Upor	22 ohm	2			V beležnico
R22, R23	Upor	1,8 k Ohm	2			V beležnico
R27, R28	Upor	2,2 ohma	2			V beležnico
R29, R30	Upor	470 k ohm	2	1-2 vati		V beležnico
R31	Upor	100 ohm	1	1-2 vati		V beležnico
R32, R33	Upor	15 ohm	2			V beležnico
R34	Upor	1 kΩ	1	1-2 vati		V beležnico
R10, R11	Spremenljiv upor	10 kΩ	2	lahko uporabite 3 ali 4		V beležnico
R25, R26	Upor	0,1 ohm	2	shunts, je moč odvisna od izhodne moči PSU		V beležnico
C1, C8, C27, C28, C30, C31	Kondenzator	0,1 uF	7			V beležnico
C2, C9, C22, C25, C26, C34, C35	Elektrolitski kondenzator	47 uF	7			V beležnico
C3	Kondenzator	1 nF	1	film

!
Danes bomo sestavili najmočnejšo laboratorijsko napajalno enoto. Trenutno je eden najmočnejših na YouTubu.

Vse se je začelo z izgradnjo generatorja vodika. Za napajanje plošč je avtor potreboval močan napajalnik. Nakup že pripravljenega bloka tipa DPS5020 ni naš primer in proračun tega ni dovoljeval. Čez nekaj časa je bila shema najdena. Kasneje se je izkazalo, da je ta napajalnik tako vsestranski, da ga je mogoče uporabiti popolnoma povsod: pri galvanizaciji, elektrolizi in preprosto za napajanje različnih vezij. Takoj pojdimo na parametre. Vhodna napetost od 190 do 240 voltov, izhodna napetost - nastavljiva od 0 do 35 V. Izhodni nazivni tok 25A, najvišji - nad 30A. Prav tako ima enota samodejno aktivno hlajenje v obliki hladilnika in omejitev toka, je tudi zaščita pred kratkim stikom.

Zdaj, kar se tiče same naprave. Na fotografiji lahko vidite elemente moči.

En pogled nanje jemlje dih, vendar bi svojo zgodbo sploh ne začel iz shem, ampak neposredno iz tega, od česa sem moral izhajati pri sprejemanju te ali one odločitve. Torej, najprej je zasnova omejena s karoserijo. To je bila velika ovira pri oblikovanju tiskanih vezij in postavitvi komponent. Ohišje je bilo kupljeno največje, vendar so njegove dimenzije za tako veliko elektroniko majhne. Druga ovira je velikost radiatorja. Dobro je, da so ugotovili, da ustrezajo primeru.

Kot vidite, sta dva radiatorja, vendar bomo vnos konstrukcije združili v enega. Poleg ohišja je treba v ohišje namestiti še energetski transformator, šant in visokonapetostne kondenzatorje. Niso posegali v tablo, morali so jih odstraniti iz meja. Šant je majhen in ga lahko postavite na dno. Močni transformator je bil na voljo samo v teh dimenzijah:

Ostale so bile razprodane. Njegova skupna moč je 3 kW. To je seveda veliko več, kot je potrebno. Zdaj lahko nadaljujete s pregledom diagramov in pečatov. Najprej bomo upoštevali blok diagram naprave, zato bo lažje krmariti.

Sestavljen je iz napajalnika, dc-dc pretvornika, sistema mehkega zagona in različnih zunanjih naprav. Vse enote so med seboj neodvisne, na primer namesto napajalnika lahko naročite že pripravljenega. Upoštevali pa bomo možnost, kako vse narediti z lastnimi rokami, vi pa se že odločite, kaj kupiti in kaj storiti. Omeniti velja, da je treba med napajalne bloke namestiti varovalke, saj če en element odpove, bo preostanek vezja povlekel v grob, kar vas bo stalo precej penija.

Varovalke za 25 in 30A sta ravno pravšnja, saj je to nazivni tok in zdržijo še nekaj amperov več.
Zdaj, glede vsakega bloka. Napajanje je zgrajeno na priljubljenem ir2153.

V vezje je bil dodan tudi močan regulator napetosti za napajanje mikro vezja. Napaja se iz sekundarnega navitja transformatorja, pri navijanju bomo upoštevali parametre navitij. Vse ostalo je standardno napajalno vezje.
Naslednji element vezja je mehak zagon.

Namestiti ga je treba, da omejite polnilni tok kondenzatorjev, da ne opečete diodnega mostu.
Zdaj je najpomembnejši del bloka pretvornik dc-dc.

Njegova naprava je zelo zapletena, zato se ne bomo poglabljali v delo, če vas zanima več o vezju, ga preučite sami.

Zdaj je čas, da preidemo na tiskana vezja. Najprej poglejmo ploščo za napajanje.

Niti kondenzatorji niti transformator nanj niso mogli stati, zato so na plošči luknje za njihovo povezavo. Velikost kondenzatorja filtra izberite sami, saj so različnih premerov.

Nato poglejmo pretvorniško ploščo. Tudi tukaj lahko nekoliko prilagodite postavitev elementov. Avtor je moral drugi izhodni kondenzator premakniti navzgor, saj ni ustrezal. Dodate lahko tudi drugega skakalca, to je po vaši presoji.
Zdaj pa preidimo na jedkanje plošče.

Mislim, da tukaj ni nič težkega.
Ostaja, da spajkate vezja in lahko opravite teste. Najprej smo spajkali napajalno ploščo, vendar le visokonapetostni del, da preverimo, ali smo med ožičenjem zmotili. Prvi vklop je, kot vedno, skozi žarnico z žarilno nitko.

Kot lahko vidite, je pri priklopu žarnice zasvetila, kar pomeni, da je vezje brez napak. Odlično, lahko namestite elemente izhodnega vezja in kot veste, tam potrebujete dušilko. Izdelati ga boste morali sami. Kot jedro uporabljamo ta rumeni obroč iz računalniškega napajanja:

Iz njega je treba odstraniti standardna navitja in navijati svojega, z 0,8 mm žico, prepognjeno v dve žili, število zavojev je 18-20.

Hkrati lahko za pretvornik dc-dc privijemo dušilke. Material za navijanje so takšni obroči iz železa v prahu.

Če tega ni, je mogoče uporabiti enak material kot v prvi dušilki. Ena od pomembnih nalog je ohraniti enake parametre za obe dušilki, saj bosta delovali vzporedno. Žica je enaka - 0,8 mm, število zavojev je 19.
Po navijanju preverimo parametre.

V bistvu sovpadajo. Nato spajkamo pretvorniško ploščo dc-dc. S tem ne bi smelo biti težav, saj so apoeni podpisani. Tu je vse po klasiki, najprej pasivne komponente, nato aktivne in nazadnje mikro vezja.
Čas je, da začnete pripravljati radiator in ohišje. Radiatorje povežemo z dvema ploščama, kot je ta:

Z besedami, vse je v redu, morali bi se lotiti posla. Vrtamo luknje za močne elemente, režemo niti.

Tudi ohišje je rahlo spremenjeno, kar odcepi dodatne izbokline in predelne stene.

Ko je vse pripravljeno, nadaljujemo s pritrditvijo delov na površino radiatorja, a ker so prirobnice aktivnih elementov v stiku z eno od sponk, jih je treba ločiti od ohišja s podlagami in podložkami.

Pritrdili ga bomo na vijake m3, za boljši toplotni prenos pa bomo uporabili sušilno termično pasto.
Ko so vsi grelni deli nameščeni na radiator, spajamo prej nenameščene elemente na pretvorniško ploščo, spajamo pa tudi žice za upore in LED.

Zdaj lahko preizkusite ploščo. V ta namen uporabite napetost iz laboratorijskega napajanja v območju 25-30V. Naredimo hiter test.

Kot lahko vidite, ko je svetilka priključena, obstaja regulacija napetosti in trenutne omejitve. Odlično! In ta plošča je tudi brez podbojev.

Prav tako lahko prilagodite temperaturo, pri kateri hladilnik deluje. S pomočjo obrezovalnega upora umerimo.
Termistor sam mora biti pritrjen na radiator. Še vedno je treba navijati transformator za napajanje na tako velikansko jedro:

Pred navijanjem je potrebno izračunati navitja. Uporabili bomo poseben program (povezavo do njega boste našli v opisu pod avtorjevim videom s klikom na povezavo »Vir«). V programu navedemo velikost jedra, frekvenco pretvorbe (v tem primeru 40 kHz). Navedemo tudi število sekundarnih navitij in njihovo moč. Moč navitja za 1200 W, ostalo za 10 W. Prav tako morate navesti, s katero žico bodo navita navitja, pritisnite gumb "Izračunaj", ni nič zapletenega, mislim, da boste to ugotovili.

Izračunali smo parametre navitij in začeli s proizvodnjo. Primarno v enem sloju, sekundarno v dveh slojih z vejo od sredine.

Vse izoliramo s termo trakom. To je v bistvu standardno impulzno navijanje.
Vse je pripravljeno za vgradnjo v ohišje, preostale obrobne elemente je treba postaviti na sprednjo stran na ta način:

To lahko storite precej preprosto, z vbodno žago in vrtalnikom.

Zdaj je najtežje postaviti vse v ohišje. Najprej dva radiatorja povežemo v enega in ga popravimo.
Povezovanje silnih sil bo izvedeno s takšnim 2-milimetrskim jedrom in žico s prerezom 2,5 kvadrata.

Prav tako je bilo nekaj težav z dejstvom, da radiator zavzame celoten zadnji pokrov in žice ni mogoče odstraniti. Zato ga prikažemo ob strani.