Napájecí zdroj pro začínajícího radioamatéra

Mnoho z nás nashromáždilo různé napájecí zdroje z notebooků, tiskáren nebo monitorů s napětím +12, +19, +22. Jedná se o vynikající napájecí zdroje, které jsou chráněny jak proti zkratu, tak i proti přehřátí. Zatímco v domácí radioamatérské praxi je neustále vyžadován nastavitelný, stabilizovaný zdroj. Pokud není vhodné provádět změny v obvodu stávajících napájecích zdrojů, pak k záchraně přijde velmi jednoduché připojení k takové jednotce.

Bude potřeba

K sestavení amatérského set-top boxu s plynule nastavitelným výstupním napětím budeme potřebovat:

• - připravený modul na čipu lm2596;
  
• - montážní krabice;
  
• - dvě objímky s vnitřním průměrem 5,2 mm;
  
• - potenciometr 10 kOhm;
  
• - dva pevné odpory 22 kOhm každý;
  
• - panel ampérvoltmetr DSN-VC288.

Článek se bude skládat z několika ucelených částí, z nichž každá bude podrobně popisovat kroky, vlastnosti a úskalí použitých komponent.

DC-DC snižující měnič založený na čipu lm2596

Čip lm2596, na kterém je modul implementován, je dobrý, protože má ochranu proti přehřátí a ochranu proti zkratu, ale má několik funkcí.
Podívejte se na typickou možnost jeho zapnutí, v tomto případě na mikroobvod, který upravuje výstupní pevné napětí +5 voltů, ale v podstatě to není důležité:

Udržování stabilní napěťové úrovně je zajištěno připojením zpětnovazebního výstupu čtvrté (Feed Back) větve mikroobvodu, připojeného přímo ke stabilizovanému napěťovému výstupu.
V konkrétním uvažovaném modulu se používá verze mikroobvodu s proměnným výstupním napětím, ale princip regulace výstupního napětí je stejný:

Na výstup modulu je připojen odporový dělič R1-R2 s přiloženým horním trimovacím rezistorem R1, zavádějící odpor, jehož výstupní napětí lze měnit. V tomto modulu R1 = 10 kOhm R2 = 0,3 kOhm. Špatné je, že nastavení není plynulé a provádí se pouze na posledních 5-6 otáčkách trimovacího odporu.
Aby bylo dosaženo hladkého nastavení výstupního napětí, radioamatéři eliminují rezistor R2 a mění ladicí rezistor R1 na proměnný. Diagram vychází takto:

A právě zde nastává vážný problém. Faktem je, že během provozu proměnného odporu se dříve nebo později přeruší kontakt (jeho kontakt s odporovou botkou) středního kolíku a kolík 4 (Feed Back) mikroobvodu skončí (i když jen na milisekundy) ve vzduchu. To vede k okamžitému selhání mikroobvodu.
Stejně špatná situace je, když se k připojení proměnného odporu použijí vodiče - rezistor se ukáže jako vzdálený - to může také přispět ke ztrátě kontaktu.Standardní odporový dělič R1 a R2 by se proto měl odpájet a místo toho by měly být přímo na desce připájeny dva konstantní - tím je v každém případě vyřešen problém ztráty kontaktu s proměnným rezistorem. Samotný proměnný rezistor by měl být připájen k pájeným svorkám.
V diagramu R1 = 22 kOhm a R2 = 22 kOhm a R3 = 10 kOhm.

Na reálném diagramu. R2 měl odpor odpovídající jeho značení, ale R1 mě překvapil, ačkoliv byl ve skutečnosti označen 10 kOhm, jeho jmenovitý odpor se ukázal na 2 kOhm.

Odstraňte R2 a na jeho místo umístěte kapku pájky. Odstraňte rezistor R1 a otočte desku na opačnou stranu:

Připájejte dva nové odpory R1 a R2 podle obrázku jako vodítka. Jak vidíte, budoucí vodiče proměnného odporu R3 budou připojeny ke třem bodům děliče.
To je vše, dáme modul stranou.
Další na řadě je panelový ampérvoltmetr.

Voltametr DSN-VC288

DSN-VC288 není vhodný pro montáž laboratorního napájecího zdroje, protože minimální proud, který lze s ním měřit, je 10 mA.
Ampérvoltmetr je ale skvělý na sestavení amatérského provedení, a proto ho využiji.
Pohled zezadu je takový:

Věnujte pozornost umístění konektorů a dostupných nastavovacích prvků a zejména výšce konektoru pro měření proudu:

Protože pouzdro, které jsem si pro tento domácí výrobek vybral, nemá dostatečnou výšku, musel jsem překousnout kovové kolíky proudového konektoru DSN-VC288 a dodané tlusté vodiče napájet přímo na kolíky. Před pájením vytvořte na koncích vodičů smyčku a každý umístěte na každý kolík, pájku - pro spolehlivost:

Systém

Schéma zapojení mezi DSN-VC288 a lm2596

Levá strana DSN-VC288:

• - černý tenký drát se k ničemu nepřipojuje, izolujte jeho konec;
  
• - připojte žlutou tenkou ke kladnému výstupu modulu lm2596 – LOAD “PLUS”;
  
• - připojte červený tenký ke kladnému vstupu modulu lm2596.

Pravá strana DSN-VC288:

• - připojte tlustý černý k zápornému výstupu modulu lm2596;
  
• - červený tlustý bude „MINUS“ LOAD.

Konečná montáž bloku

Použil jsem montážní krabici o rozměrech 85 x 58 x 33 mm:

Po provedení značení tužkou a kotoučem Dremel jsem vyřízl okénko pro DSN-VC288 na velikost vnitřní strany zařízení. Přitom jsem nejprve propiloval úhlopříčky a poté odpiloval jednotlivé sektory po obvodu vyznačeného obdélníku. Budete muset pracovat s plochým pilníkem, postupně upravovat okno na vnitřní stranu DSN-VC288:

Na těchto fotkách není víčko průhledné. Později jsem se rozhodl použít průhledný, ale to nevadí, kromě průhlednosti jsou naprosto stejné.
Označte také otvor pro závitovou objímku proměnného odporu:

Vezměte prosím na vědomí, že montážní uši základní poloviny krabice byly odříznuty. A na samotný čip má smysl nalepit malý radiátor. Měl jsem po ruce hotové, ale není těžké vyříznout podobný z radiátoru, řekněme ze staré grafické karty. Řezal jsem něco podobného pro instalaci na čip PCH notebooku, nic složitého =)

Montážní očka by překážela při instalaci těchto 5,2mm zásuvek:

Nakonec byste měli dostat přesně toto:
V tomto případě je vlevo vstupní zásuvka, vpravo je výstup:

Zkouška

Zapněte napájení konzole a podívejte se na displej. V závislosti na poloze osy proměnného odporu může zařízení vykazovat různé volty, ale proud by měl být nulový. Pokud tomu tak není, bude nutné zařízení zkalibrovat.I když jsem mnohokrát četl, že to rostlina již udělala a nebudeme muset dělat nic, ale stejně.
Nejprve si ale dejte pozor na levý horní roh desky DSN-VC288, dva pokovené otvory jsou určeny pro nastavení zařízení na nulu.

Pokud tedy bez zatížení zařízení ukazuje určitý proud, pak:

• - vypněte konzolu;
  
• - tyto dva kontakty bezpečně uzavřete pinzetou;
  
• - zapněte konzolu;
  
• - vyjměte pinzetu;
  
• - odpojte náš set-top box od napájení a znovu jej připojte.

Zátěžové testy

Nemám silný odpor, ale měl jsem kus nichromové spirály:

Ve studeném stavu byl odpor asi 15 ohmů, v horkém stavu asi 17 ohmů.
Na videu se můžete podívat na testy výsledného set-top boxu právě pro takovou zátěž, proud jsem porovnal s referenčním zařízením. Napájení bylo odebráno na 12 voltů z dávno zmizelého notebooku. Video také ukazuje rozsah nastavitelného napětí na výstupu set-top boxu.

Sečteno a podtrženo

• - set-top box se nebojí zkratů;
  
• - nebojí se přehřátí;
  
• - nebojí se přerušení obvodů nastavovacího odporu, pokud se rozbije, napětí automaticky klesne na bezpečnou úroveň pod jeden a půl voltu;
  
• - set-top box také snadno odolá, když se při zapojení zamění vstup a výstup - stalo se;
  
• - lze použít jakýkoli externí zdroj od 7 voltů do maximálně 30 voltů.

Podívejte se na video