Kraftig strømforsyning med strømbeskyttelse

Enhver person, der samler elektroniske kredsløb, har brug for en universel strømkilde, der giver dem mulighed for at variere udgangsspændingen over et bredt område, styre strømmen og om nødvendigt slukke for den strømforsynede enhed. I butikker er sådanne laboratoriestrømforsyninger meget dyre, men du kan selv samle en af ​​almindelige radiokomponenter.

Den præsenterede strømforsyning inkluderer:

• Spændingsjustering op til 24 volt;
• Den maksimale strøm, der leveres til belastningen, er op til 5 ampere;
• Strømbeskyttelse med valg af flere faste værdier;
• Aktiv køling til drift ved høje strømme;
• Opkaldsstrøm og spændingsindikatorer;

Spændingsregulator kredsløb

Den enkleste og mest overkommelige mulighed for en spændingsregulator er et kredsløb på et specielt mikrokredsløb kaldet en spændingsstabilisator. Den mest egnede mulighed er LM338, den giver en maksimal strøm på 5 A og et minimum af output-rippel. LM350 og LM317 er også velegnede her, men den maksimale strøm vil i dette tilfælde være henholdsvis 3 A og 1,5 A.En variabel modstand bruges til at regulere spændingen; dens værdi afhænger af den maksimale spænding, der skal opnås ved udgangen. Hvis den maksimale udgangseffekt er 24 volt, kræves en variabel modstand med en modstand på 4,3 kOhm. I dette tilfælde skal du tage et standard 4,7 kOhm potentiometer og tilslutte en 47 kOhm konstant parallelt med det, den samlede modstand vil være cirka 4,3 kOhm. For at drive hele kredsløbet skal du bruge en DC-kilde med en spænding på 24-35 volt, i mit tilfælde er dette en almindelig transformer med indbygget ensretter. Du kan også bruge laptop-opladere eller andre forskellige pulskilder, der er velegnede til strøm.

Denne spændingsregulator er lineær, hvilket betyder, at hele forskellen mellem indgangs- og udgangsspændingen falder på én chip og afledes på den i form af varme. Ved høje strømme er dette meget kritisk, så mikrokredsløbet skal installeres på en stor radiator; en radiator fra en computerprocessor, parret med en ventilator, er bedst egnet til dette. For at sikre, at ventilatoren ikke snurrer forgæves hele tiden, men kun tænder, når radiatoren varmes op, er det nødvendigt at samle en lille temperatursensor.

Ventilator kontrolkredsløb

Den er baseret på en NTC termistor, hvis modstand varierer afhængig af temperaturen - efterhånden som temperaturen stiger, falder modstanden markant, og omvendt. Operationsforstærkeren fungerer som en komparator, der registrerer ændringer i termistorens modstand. Når driftstærsklen er nået, vises spænding ved udgangen af ​​op-ampen, transistoren låser op og starter ventilatoren, sammen med hvilken ventilatoren lyser. Lysdiode. Trimningsmodstanden bruges til at justere responstærsklen; dens værdi skal vælges baseret på termistorens modstand ved stuetemperatur. Lad os sige, at termistoren har en modstand på 100 kOhm, trimmemodstanden i dette tilfælde skal have en nominel værdi på cirka 150-200 kOhm. Den største fordel ved denne ordning er tilstedeværelsen af ​​hysterese, dvs. forskelle mellem tærsklerne for at tænde og slukke for blæseren. Takket være hysterese tænder og slukker ventilatoren ikke ofte ved temperaturer tæt på tærsklen. Termistoren er forbundet direkte til radiatoren og installeret ethvert passende sted.

Strømbeskyttelseskredsløb

Den måske vigtigste del af hele strømforsyningen er strømbeskyttelsen. Det fungerer som følger: Spændingsfaldet over shunten (0,1 Ohm modstand) forstærkes til et niveau på 7-9 volt og sammenlignes med referencen ved hjælp af en komparator. Referencespændingen til sammenligning indstilles af fire trimningsmodstande i området fra nul til 12 volt, indgangen på operationsforstærkeren er forbundet med modstandene gennem en 4-positions vippekontakt. Ved at ændre kikskontaktens position kan vi således vælge mellem 4 forudindstillede muligheder for beskyttelsesstrømme. For eksempel kan du indstille følgende værdier: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Hvis strømmen indstillet af skydekontakten overskrides, vil beskyttelsen virke, spændingen stopper med at strømme til udgangen og Lysdiode. For at nulstille beskyttelsen skal du blot trykke kort på knappen, udgangsspændingen vises igen.Den femte trimningsmodstand er nødvendig for at indstille forstærkningen (følsomheden); den skal indstilles således, at med en strøm gennem shunten på 1 Ampere er spændingen ved udgangen af ​​op-amperen cirka 1-2 volt. Hystereseindstillingsmodstanden for beskyttelsen er ansvarlig for "klarheden" af kredsløbets låsning; den skal justeres, hvis udgangsspændingen ikke forsvinder helt. Dette kredsløb er godt, fordi det har en høj responshastighed, der øjeblikkeligt tænder beskyttelsen når strømmen overskrides.

Strøm- og spændingsvisningsenhed

De fleste laboratoriestrømforsyninger er udstyret med digitale voltmetre og amperemetre, der viser værdier som tal på en skærm. Denne mulighed er kompakt og giver god nøjagtighed af aflæsninger, men er fuldstændig ubelejlig at læse. Derfor blev det besluttet at bruge pilehoveder til indikation, hvis aflæsninger er lette og behagelige at opfatte. I tilfælde af et voltmeter er alt enkelt - det er forbundet til strømforsyningens udgangsterminaler gennem en trimningsmodstand med en modstand på cirka 1-2 MOhm. For korrekt drift af amperemeteret kræves en shuntforstærker, hvis kredsløb er vist nedenfor.

En trimmodstand er nødvendig for at justere forstærkningen; i de fleste tilfælde er det nok at lade den stå i midterpositionen (ca. 20-25 kOhm). Pointerhovedet er forbundet via en kiksekontakt, hvormed du kan vælge en af ​​tre trimningsmodstande, ved hjælp af hvilke den maksimale afvigelsesstrøm for amperemeteret indstilles. Således kan amperemeteret fungere i tre områder - op til 50 mA, op til 500 mA, op til 5A, dette sikrer maksimal nøjagtighed af aflæsninger ved enhver belastningsstrøm.

Samling af strømforsyningskort

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 amperemeteret - er samlet på et bord, hvis dimensioner er 100x70 mm. Tavlen er lavet ved hjælp af LUT-metoden; nedenfor er flere fotografier af fremstillingsprocessen.

Det er tilrådeligt at tinde strømbanerne, langs hvilke belastningsstrømmen flyder, med et tykt lag lodde for at reducere modstanden. Først installeres små dele på brættet.

Derefter alle andre komponenter. 78L12-chippen, som forsyner temperaturføleren og køleren, skal installeres på en lille radiator, hvis plads er angivet på printkortet. Til sidst loddes ledninger på pladen, hvorpå blæser, termistor, beskyttelses-reset-knap, kiks skifter, LED'er, LM338-chip, spændingsindgang og -udgang. Det er mest bekvemt at tilslutte spændingsindgangen via et DC-stik, men det skal tages i betragtning, at det skal give en stor strøm. Alle strømledninger skal bruges med et tværsnit, der passer til strømmen, helst kobber. Plus-outputtet fra printkortet går ikke direkte til udgangsterminalerne, men gennem en vippekontakt med to grupper af kontakter. Den anden gruppe tænder og slukker Lysdiode, der angiver, om der tilføres spænding til terminalerne.

Samling af boliger

Etuiet kan enten findes færdiglavet eller samles selv. Du kan lave den for eksempel af krydsfiner og fiberplade, som jeg gjorde. Først og fremmest skæres et rektangulært frontpanel ud, hvorpå alle kontroller vil blive installeret.

Derefter er væggene og bunden af ​​kassen lavet, og strukturen er fastgjort sammen med selvskærende skruer. Når rammen er klar, kan du installere al elektronikken indeni.

Kontrolelementer, pegehoveder, LED'er er installeret på deres pladser i frontpanelet, pladen er placeret inde i kabinettet, radiatoren og ventilatoren er monteret på bagpanelet. Specielle holdere bruges til at montere lysdioder. Det er tilrådeligt at duplikere udgangsterminalerne, især da pladsen tillader det. Målene på kabinettet viste sig at være 290x200x120 mm; der er stadig meget ledig plads inde i kabinettet, og for eksempel kan en transformer til at drive hele enheden passe der.

Indstillinger

På trods af de mange trimmermodstande er opsætningen af ​​strømforsyningen ret enkel. Først og fremmest kalibrerer vi voltmeteret ved at forbinde en ekstern til udgangsterminalerne. Ved at dreje trimningsmodstanden, der er forbundet i serie med voltmeterets pointerhoved, opnår vi ensartede aflæsninger. Så forbinder vi noget belastning med et amperemeter til udgangen og kalibrerer shuntforstærkeren. Ved at dreje hver af de tre sænkede modstande opnår vi sammenfald i aflæsningerne på hvert af de tre måleområder på amperemeteret – i mit tilfælde er det 50 mA, 500 mA og 5A. Dernæst indstiller vi de nødvendige beskyttelsesstrømme ved hjælp af fire trimningsmodstande. Dette er ikke svært at gøre, da standardamperemeteret allerede er kalibreret og viser den nøjagtige strøm. Vi øger gradvist spændingen (samtidigt stiger strømmen også) og ser ved hvilken strøm beskyttelsen udløses. Derefter roterer vi hver af modstandene og indstiller de fire nødvendige beskyttelsesstrømme, mellem hvilke du kan skifte ved hjælp af en vippekontakt. Nu er der kun tilbage at indstille den ønskede responstærskel for radiatortemperaturføleren - opsætningen er færdig.

Se videoen