แหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการ
เมื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ไม่ช้าก็เร็วจะเกิดคำถามว่าจะใช้อะไรเป็นแหล่งพลังงานสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบโฮมเมด สมมติว่าคุณได้ประกอบไฟกะพริบ LED ไว้แล้ว ตอนนี้คุณต้องจ่ายไฟจากบางสิ่งอย่างระมัดระวัง บ่อยครั้งมากเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้มีการใช้ที่ชาร์จโทรศัพท์อุปกรณ์จ่ายไฟของคอมพิวเตอร์และอะแดปเตอร์เครือข่ายทุกชนิดซึ่งไม่ได้จำกัดกระแสไฟที่จ่ายให้กับโหลดในทางใดทางหนึ่ง
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าบนกระดานของไฟกะพริบ LED เดียวกันนี้ มีแทร็กปิดสองแทร็กโดยไม่ได้ตั้งใจ? ด้วยการเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟคอมพิวเตอร์อันทรงพลัง อุปกรณ์ที่ประกอบไว้สามารถเผาไหม้ได้ง่ายหากมีข้อผิดพลาดในการติดตั้งบนบอร์ด เป็นการป้องกันไม่ให้สถานการณ์อันไม่พึงประสงค์ดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำว่ามีแหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการที่มีการป้องกันกระแสไฟ เมื่อทราบล่วงหน้าว่าอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะใช้กระแสไฟฟ้าเท่าใด เราสามารถป้องกันการลัดวงจรได้ และเป็นผลให้ทรานซิสเตอร์และวงจรไมโครที่ละเอียดอ่อนเสียหาย
ในบทความนี้เราจะดูกระบวนการสร้างแหล่งจ่ายไฟที่คุณสามารถเชื่อมต่อโหลดได้โดยไม่ต้องกลัวว่าจะมีบางอย่างไหม้
แผนภาพแหล่งจ่ายไฟ
วงจรประกอบด้วยชิป LM324 ซึ่งรวมแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ 4 ตัวเข้าด้วยกัน โดยสามารถติดตั้ง TL074 แทนได้ แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ OP1 มีหน้าที่ควบคุมแรงดันเอาต์พุตและ OP2-OP4 จะตรวจสอบกระแสที่ใช้โดยโหลด วงจรไมโคร TL431 สร้างแรงดันอ้างอิงประมาณเท่ากับ 10.7 โวลต์ ซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับค่าของแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย ตัวต้านทานแบบแปรผัน R4 จะตั้งค่าแรงดันเอาต์พุต ตัวต้านทาน R5 สามารถใช้เพื่อปรับกรอบการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะกับความต้องการของคุณ การป้องกันกระแสทำงานดังนี้: โหลดใช้กระแสซึ่งไหลผ่านตัวต้านทานความต้านทานต่ำ R20 ซึ่งเรียกว่า shunt ขนาดของแรงดันตกคร่อมนั้นขึ้นอยู่กับกระแสที่ใช้ไป แอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน OP4 ใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์โดยเพิ่มแรงดันตกคร่อมต่ำข้ามสับเปลี่ยนเป็นระดับ 5-6 โวลต์แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของ OP4 จะแตกต่างกันไปจากศูนย์ถึง 5-6 โวลต์ขึ้นอยู่กับกระแสโหลด น้ำตก OP3 ทำงานเป็นตัวเปรียบเทียบโดยเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าที่อินพุต แรงดันไฟฟ้าที่อินพุตหนึ่งถูกกำหนดโดยตัวต้านทานผันแปร R13 ซึ่งกำหนดเกณฑ์การป้องกัน และแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตที่สองจะขึ้นอยู่กับกระแสโหลด ดังนั้นทันทีที่กระแสเกินระดับหนึ่งแรงดันไฟฟ้าจะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตของ OP3 โดยเปิดทรานซิสเตอร์ VT3 ซึ่งในทางกลับกันจะดึงฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 ลงกราวด์แล้วปิด ทรานซิสเตอร์ปิด VT2 จะปิดกำลัง VT1 โดยเปิดวงจรโหลดกำลัง กระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้นภายในเวลาไม่กี่วินาที
ควรใช้ตัวต้านทาน R20 ที่มีกำลัง 5 วัตต์เพื่อป้องกันความร้อนที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการทำงานในระยะยาว ตัวต้านทานทริมเมอร์ R19 ตั้งค่าความไวของกระแส ยิ่งค่าของมันสูงเท่าใด ความไวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตัวต้านทาน R16 จะปรับฮิสเทรีซิสของการป้องกัน ฉันไม่แนะนำให้เพิ่มค่าของมัน ความต้านทาน 5-10 kOhm จะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการล็อควงจรที่ชัดเจนเมื่อมีการกระตุ้นการป้องกัน ความต้านทานที่สูงขึ้นจะให้ผลการ จำกัด กระแสเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตไม่หายไปอย่างสมบูรณ์
ในฐานะทรานซิสเตอร์กำลังคุณสามารถใช้ KT818, KT837, KT825 ในประเทศหรือ TIP42 ที่นำเข้าได้ ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการระบายความร้อนเนื่องจากความแตกต่างทั้งหมดระหว่างแรงดันอินพุตและเอาต์พุตจะกระจายไปในรูปของความร้อนบนทรานซิสเตอร์นี้ นั่นคือเหตุผลที่คุณไม่ควรใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันเอาต์พุตต่ำและกระแสสูง เนื่องจากความร้อนของทรานซิสเตอร์จะสูงสุด เรามาเปลี่ยนจากคำพูดไปสู่การกระทำกัน
การผลิตและการประกอบ PCB
แผงวงจรพิมพ์ทำโดยใช้วิธี LUT ซึ่งได้รับการอธิบายหลายครั้งบนอินเทอร์เน็ต
เพิ่มบน PCB ไดโอดเปล่งแสง ด้วยตัวต้านทานที่ไม่ได้ระบุไว้ในแผนภาพ ตัวต้านทานสำหรับ นำ ค่าที่เหมาะสมคือ 1-2 kOhm นี้ ไดโอดเปล่งแสง เปิดเมื่อมีการกระตุ้นการป้องกัน มีการเพิ่มผู้ติดต่อสองรายการซึ่งมีคำว่า "Jamper" กำกับไว้ เมื่อปิดแล้ว แหล่งจ่ายไฟจะหลุดออกจากการป้องกันและ "ปิด" นอกจากนี้ ยังมีการเพิ่มตัวเก็บประจุ 100 pF ระหว่างพิน 1 และ 2 ของไมโครวงจร ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันการรบกวนและทำให้มั่นใจถึงการทำงานของวงจรอย่างเสถียร
การตั้งค่าแหล่งจ่ายไฟ
ดังนั้นหลังจากประกอบวงจรแล้ว คุณก็สามารถเริ่มกำหนดค่าได้ก่อนอื่นเราจ่ายไฟ 15-30 โวลต์และวัดแรงดันไฟฟ้าที่แคโทดของชิป TL431 ซึ่งควรจะเท่ากับ 10.7 โวลต์โดยประมาณ หากแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอินพุตของแหล่งจ่ายไฟมีขนาดเล็ก (15-20 โวลต์) ตัวต้านทาน R3 ควรลดลงเหลือ 1 kOhm หากแรงดันอ้างอิงตกลงเราจะตรวจสอบการทำงานของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเมื่อหมุนตัวต้านทานตัวแปร R4 ควรเปลี่ยนจากศูนย์เป็นสูงสุด ต่อไป เราหมุนตัวต้านทาน R13 ในตำแหน่งสุดขั้วที่สุด การป้องกันอาจถูกกระตุ้นเมื่อตัวต้านทานนี้ดึงอินพุต OP2 ลงกราวด์ คุณสามารถติดตั้งตัวต้านทาน 50-100 โอห์มระหว่างกราวด์และพินด้านนอกสุดของ R13 ซึ่งเชื่อมต่อกับกราวด์ได้ เราเชื่อมต่อโหลดใด ๆ เข้ากับแหล่งจ่ายไฟตั้งค่า R13 ไปที่ตำแหน่งสุดขั้ว เราเพิ่มแรงดันไฟขาออกกระแสจะเพิ่มขึ้นและเมื่อถึงจุดหนึ่งการป้องกันก็จะทำงาน เราได้รับความไวที่ต้องการด้วยตัวต้านทานการตัดแต่ง R19 จากนั้นคุณสามารถบัดกรีค่าคงที่แทนได้ เสร็จสิ้นกระบวนการประกอบแหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการคุณสามารถติดตั้งในเคสและใช้งานได้
สิ่งบ่งชี้
สะดวกมากที่จะใช้หัวชี้เพื่อระบุแรงดันไฟขาออก โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล แม้ว่าจะสามารถแสดงแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึงหนึ่งในร้อยของโวลต์ แต่ตัวเลขที่ทำงานอย่างต่อเนื่องนั้นสายตามนุษย์จะรับรู้ได้ไม่ดี ด้วยเหตุนี้การใช้หัวพอยน์เตอร์จึงมีเหตุผลมากกว่า มันง่ายมากที่จะสร้างโวลต์มิเตอร์จากหัวดังกล่าว - เพียงแค่ใส่ตัวต้านทานแบบทริมเมอร์เป็นอนุกรมโดยมีค่าเล็กน้อย 0.5 - 1 MOhm ตอนนี้คุณต้องใช้แรงดันไฟฟ้าซึ่งเป็นค่าที่ทราบล่วงหน้าและใช้ตัวต้านทานการตัดแต่งเพื่อปรับตำแหน่งของลูกศรที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ สร้างความสุข!
