ספק כוח רב עוצמה עם הגנת זרם

כל אדם שמרכיב מעגלים אלקטרוניים זקוק למקור כוח אוניברסלי המאפשר לו לשנות את מתח המוצא על פני טווח רחב, לשלוט בזרם, ובמידת הצורך, לכבות את המכשיר המופעל. בחנויות, ספקי כוח מעבדה כאלה הם יקרים מאוד, אבל אתה יכול להרכיב אחד בעצמך מרכיבי רדיו נפוצים.

ספק הכוח המוצג כולל:

• התאמת מתח עד 24 וולט;
• הזרם המרבי המסופק לעומס הוא עד 5 אמפר;
• הגנה נוכחית עם בחירה של מספר ערכים קבועים;
• קירור אקטיבי לפעולה בזרמים גבוהים;
• חיוג זרם ומתח מחווני;

מעגל ווסת מתח

האפשרות הפשוטה והמשתלמת ביותר עבור ווסת מתח היא מעגל על ​​מעגל מיקרו מיוחד הנקרא מייצב מתח. האפשרות המתאימה ביותר היא LM338, היא מספקת זרם מקסימלי של 5 A ומינימום אדווה פלט. LM350 ו-LM317 מתאימים גם כאן, אך הזרם המרבי במקרה זה יהיה 3 A ו- 1.5 A, בהתאמה.נגד משתנה משמש לוויסות המתח; ערכו תלוי במתח המרבי הנדרש כדי לקבל במוצא. אם התפוקה המקסימלית הנדרשת היא 24 וולט, נדרש נגד משתנה עם התנגדות של 4.3 קילו אוהם. במקרה זה, אתה צריך לקחת פוטנציומטר סטנדרטי של 4.7 קילו אוהם ולחבר במקביל אליו קבוע של 47 קילו אוהם, ההתנגדות הכוללת תהיה בערך 4.3 קילו אוהם. כדי להפעיל את כל המעגל צריך מקור DC במתח של 24-35 וולט, במקרה שלי מדובר בשנאי רגיל עם מיישר מובנה. ניתן להשתמש גם במטענים למחשב נייד או במקורות פולסים שונים המתאימים לזרם.

ווסת מתח זה הוא ליניארי, כלומר כל ההפרש בין מתח הכניסה והמוצא נופל על שבב אחד ומתפזר עליו בצורה של חום. בזרמים גבוהים זה קריטי מאוד, ולכן המיקרו-מעגל חייב להיות מותקן על רדיאטור גדול; רדיאטור ממעבד מחשב, בשילוב עם מאוורר, הוא המתאים ביותר לכך. כדי להבטיח שהמאוורר לא יסתובב כל הזמן לשווא, אלא נדלק רק כאשר הרדיאטור מתחמם, יש צורך להרכיב חיישן טמפרטורה קטן.

מעגל בקרת מאוורר

הוא מבוסס על תרמיסטור NTC שהתנגדותו משתנה בהתאם לטמפרטורה - ככל שהטמפרטורה עולה ההתנגדות יורדת משמעותית ולהיפך. המגבר התפעולי משמש כמשוואה, רושם שינויים בהתנגדות של התרמיסטור. כשמגיעים לסף ההפעלה מופיע מתח במוצא המגבר, הטרנזיסטור נפתח ומפעיל את המאוורר יחד איתו המאוורר נדלק. דיודה פולטת אור. נגד החיתוך משמש להתאמת סף התגובה; יש לבחור את ערכו על סמך ההתנגדות של התרמיסטור בטמפרטורת החדר. נניח שלתרמיסטור יש התנגדות של 100 קילו אוהם, נגד הזמירה במקרה זה צריך להיות בעל ערך נומינלי של כ-150-200 קילו אוהם. היתרון העיקרי של תכנית זו הוא נוכחות של היסטרזיס, כלומר. הבדלים בין הספים להפעלה וכיבוי של המאוורר. הודות להיסטרזה המאוורר אינו נדלק ונכבה בתדירות גבוהה בטמפרטורות הקרובות לסף. התרמיסטור מחובר ישירות לרדיאטור ומותקן בכל מקום נוח.

מעגל הגנת זרם

אולי החלק החשוב ביותר בכל ספק הכוח הוא ההגנה הנוכחית. זה עובד באופן הבא: ירידת המתח על פני ה-shunt (נגד 0.1 אוהם) מוגברת לרמה של 7-9 וולט ומשווה להתייחסות באמצעות השוואת. מתח הייחוס להשוואה נקבע על ידי ארבעה נגדי חיתוך בטווח מאפס עד 12 וולט, כניסת המגבר התפעולי מחוברת לנגדים באמצעות מתג הפוך בעל 4 מצבים. לפיכך, על ידי שינוי המיקום של מתג הביסקוויט, נוכל לבחור מתוך 4 אפשרויות מוגדרות מראש לזרמי הגנה. לדוגמה, אתה יכול להגדיר את הערכים הבאים: 100 mA, 500 mA, 1.5 A, 3 A. אם חריגה מהזרם שנקבע על ידי מתג ההחלפה, ההגנה תפעל, המתח יפסיק לזרום למוצא דיודה פולטת אור. כדי לאפס את ההגנה, פשוט לחץ לחיצה קצרה על הכפתור, מתח המוצא יופיע שוב.נגד החיתוך החמישי נחוץ כדי להגדיר את ההגבר (רגישות); יש להגדיר אותו כך שעם זרם דרך ה-shunt של 1 אמפר, המתח במוצא המגבר הוא כ-1-2 וולט. הנגד להגדרת ההיסטרזיס להגנה אחראי ל"ניקיון" הנעילה של המעגל; יש להתאים אותו אם מתח המוצא לא נעלם לחלוטין. מעגל זה טוב כי יש לו מהירות תגובה גבוהה, מפעיל את ההגנה באופן מיידי כאשר חריגה מהזרם.

יחידת תצוגת זרם ומתח

רוב ספקי הכוח למעבדה מצוידים במד מתח דיגיטלי ובמד זרם המציג ערכים כמספרים בתצוגה. אפשרות זו קומפקטית ומספקת דיוק טוב של קריאות, אך אינה נוחה לחלוטין לקריאה. לכן הוחלט להשתמש בראשי חצים לצורך חיווי, שקריאתם קלה ונעימה לתפיסה. במקרה של מד מתח, הכל פשוט - הוא מחובר למסופי המוצא של ספק הכוח באמצעות נגד חיתוך עם התנגדות של כ 1-2 MOhm. לפעולה תקינה של מד הזרם, נדרש מגבר shunt, שהמעגל שלו מוצג להלן.

יש צורך בנגד קיצוץ כדי להתאים את הרווח; ברוב המקרים, מספיק להשאיר אותו במיקום האמצעי (כ-20-25 קילו אוהם). ראש המצביע מחובר באמצעות מתג ביסקוויט, בעזרתו ניתן לבחור אחד משלושה נגדי חיתוך, בעזרתם נקבע זרם הסטייה המקסימלי של מד הזרם. לפיכך, מד הזרם יכול לפעול בשלושה טווחים - עד 50 mA, עד 500 mA, עד 5A, זה מבטיח דיוק מרבי של קריאות בכל זרם עומס.

מכלול לוח אספקת החשמל

כעת, לאחר שנלקחו בחשבון כל ההיבטים התיאורטיים, אנו יכולים להתחיל בהרכבת החלק האלקטרוני של המבנה. כל האלמנטים של ספק הכוח - ווסת מתח, חיישן טמפרטורת רדיאטור, יחידת הגנה, מגבר shunt עבור מד זרם - מורכבים על לוח אחד, שמידותיו 100x70 מ"מ. הלוח עשוי בשיטת LUT; להלן מספר תמונות של תהליך הייצור.

רצוי לדלל את מסלולי הכוח שלאורכם זורם זרם העומס בשכבה עבה של הלחמה להפחתת ההתנגדות. ראשית, חלקים קטנים מותקנים על הלוח.

אחרי זה כל שאר הרכיבים. שבב 78L12, המניע את חיישן הטמפרטורה והמקרר, חייב להיות מותקן על רדיאטור קטן, שהמקום עבורו מסופק על המעגל המודפס. לבסוף, חוטים מולחמים על הלוח, שעליו מתגים המאוורר, התרמיסטור, לחצן איפוס ההגנה, מתגי הביסקוויט, נוריות, שבב LM338, מתח כניסה ופלט. הכי נוח לחבר את כניסת המתח דרך מחבר DC, אבל יש לקחת בחשבון שהוא חייב לספק זרם גדול. יש להשתמש בכל חוטי החשמל עם חתך מתאים לזרם, רצוי נחושת. פלט הפלוס מהמעגל המודפס עובר למסופי הפלט לא ישירות, אלא דרך מתג מתג עם שתי קבוצות של אנשי קשר. הקבוצה השנייה נדלקת ומכבה דיודה פולטת אור, המציין אם המתח מסופק לטרמינלים.

הרכבת דיור

ניתן למצוא את המארז מוכן או להרכיב בעצמך. אתה יכול לעשות את זה, למשל, מדיקט וסיבים, כמו שאני עשיתי. קודם כל נחתך פאנל קדמי מלבני שעליו יותקנו כל הפקדים.

לאחר מכן עשויים הקירות והתחתית של הקופסה, והמבנה מהודק יחד עם ברגים הקשה עצמית. כאשר המסגרת מוכנה, אתה יכול להתקין את כל האלקטרוניקה בפנים.

פקדים, ראשי מצביעים, נוריות מותקנים במקומם בלוח הקדמי, הלוח ממוקם בתוך המארז, הרדיאטור והמאוורר מותקנים על הפאנל האחורי. מחזיקים מיוחדים משמשים להרכבת נוריות LED. רצוי לשכפל את מסופי הפלט, במיוחד שהמקום מאפשר. מידות המארז התבררו כ-290x200x120 מ"מ; יש עדיין הרבה מקום פנוי בתוך המארז, ולדוגמה, שנאי להפעלת המכשיר כולו יכול להתאים שם.

הגדרות

למרות נגדי הגוזם הרבים, הגדרת ספק הכוח היא די פשוטה. קודם כל, אנו מכיילים את מד המתח על ידי חיבור אחד חיצוני למסופי המוצא. על ידי סיבוב נגד הגזם המחובר בסדרה עם ראש המצביע של מד המתח, אנו משיגים שוויון קריאות. לאחר מכן אנו מחברים עומס כלשהו עם מד זרם ליציאה ומכיילים את מגבר ה-shunt. על ידי סיבוב כל אחד משלושת הנגדים המשנה, אנו משיגים צירוף מקרים בקריאות בכל אחד משלושת טווחי המדידה של מד הזרם – במקרה שלי זה 50 mA, 500 mA ו-5A. לאחר מכן, אנו מגדירים את זרמי ההגנה הדרושים באמצעות ארבעה נגדי חיתוך. זה לא קשה לעשות, בהתחשב בכך שמד הזרם הסטנדרטי כבר מכויל ומראה את הזרם המדויק. אנחנו מעלים את המתח בהדרגה (במקביל גם הזרם עולה) ורואים באיזה זרם מופעלת ההגנה. לאחר מכן אנו מסובבים כל אחד מהנגדים, מגדירים את ארבעת זרמי ההגנה הנדרשים, ביניהם ניתן לעבור באמצעות מתג הפוך. כעת כל שנותר הוא להגדיר את סף התגובה הרצוי של חיישן טמפרטורת הרדיאטור - ההגדרה הושלמה.

צפו בסרטון