Ισχυρό τροφοδοτικό ρεύματος προστασίας

Κάθε άτομο που συλλέγει ηλεκτρονικά κυκλώματα χρειάζεται μια καθολική πηγή ενέργειας που επιτρέπει μια μεγάλη διακύμανση της τάσης εξόδου, του ελέγχου ρεύματος και, εάν είναι απαραίτητο, αποσυνδέει την τροφοδοτούμενη συσκευή. Στα καταστήματα, αυτά τα εργαστηριακά τροφοδοτικά είναι πολύ ακριβά, αλλά μπορείτε να τα συναρμολογήσετε μόνοι σας από τα κοινά ραδιοσυστήματα. Η παρουσιαζόμενη παροχή ρεύματος περιλαμβάνει:

• Ρύθμιση τάσης μέχρι 24 βολτ.
• Το μέγιστο ρεύμα που δίνεται στο φορτίο είναι έως 5 αμπέρ.
• Τρέχουσα προστασία με την επιλογή διαφόρων σταθερών τιμών.
• Ενεργό ψύξη για λειτουργία σε υψηλά ρεύματα.
• Δείκτες κλήσης ρεύματος και τάσης.

Κύκλωμα ρυθμιστή τάσης

Η απλούστερη και πιο προσιτή έκδοση του ρυθμιστή τάσης είναι ένα κύκλωμα σε ένα ειδικό τσιπ που ονομάζεται ρυθμιστής τάσης. Η πιο κατάλληλη επιλογή είναι η LM338, παρέχει ένα μέγιστο ρεύμα 5 A και ελάχιστο κυματισμό στην έξοδο. Τα LM350 και LM317 είναι επίσης κατάλληλα εδώ, αλλά το μέγιστο ρεύμα στην περίπτωση αυτή θα είναι 3Α και 1,5Α, αντίστοιχα. Μια μεταβλητή αντίσταση χρησιμεύει για να ρυθμίσετε την τάση, η αξιολόγησή της εξαρτάται από τη μέγιστη τάση που χρειάζεται να φτάσετε στην έξοδο. Εάν η μέγιστη απόδοση απαιτεί 24 βολτ, χρειάζεστε μια μεταβλητή αντίσταση με αντίσταση 4,3 kOhm. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να πάρετε ένα πρότυπο ποτενσιόμετρο στα 4,7 kOhm και να συνδέσετε μια σταθερά στα 47 kOhm παράλληλα με αυτό, η συνολική αντίσταση θα είναι περίπου 4,3 kOhm. Για να τροφοδοτήσετε ολόκληρο το κύκλωμα, χρειάζεστε μια πηγή DC με τάση 24-35 βολτ, στην περίπτωσή μου είναι ένας κανονικός μετασχηματιστής με ενσωματωμένο ανορθωτή. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε φορητούς φορτιστές ή άλλες πηγές εναλλαγής κατάλληλες για ρεύμα.
Αυτός ο ρυθμιστής τάσης είναι γραμμικός, πράγμα που σημαίνει ότι η όλη διαφορά μεταξύ της τάσης εισόδου και εξόδου πέφτει σε ένα τσιπ και διαχέεται σε αυτό με τη μορφή θερμότητας. Σε υψηλά ρεύματα, αυτό είναι πολύ κρίσιμο, οπότε ο μικροκυκλώνας πρέπει να εγκατασταθεί σε ένα μεγάλο ψυγείο, το θερμαντικό σώμα από τον επεξεργαστή του υπολογιστή, το οποίο λειτουργεί παράλληλα με τον ανεμιστήρα, είναι το καλύτερο για αυτό. Για να βεβαιωθείτε ότι ο ανεμιστήρας δεν περιστρέφεται καθόλου μάταια, αλλά ενεργοποιείται μόνο όταν το ψυγείο θερμαίνεται, είναι απαραίτητο να συναρμολογήσετε έναν μικρό αισθητήρα θερμοκρασίας.

Κύκλωμα ελέγχου ανεμιστήρα

Βασίζεται σε θερμικό αντιστάτη NTC, η αντίσταση του οποίου ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία - με την αύξηση της θερμοκρασίας, η αντίσταση μειώνεται σημαντικά και αντίστροφα. Ο λειτουργικός ενισχυτής λειτουργεί ως συγκριτής, καταγράφοντας τη μεταβολή της αντίστασης του θερμίστορ. Όταν επιτευχθεί το όριο, η τάση εμφανίζεται στην έξοδο του op-amp, το τρανζίστορ ξεκλειδώνει και ξεκινάει τον ανεμιστήρα, με τον οποίο ανάβει το LED. Για τη ρύθμιση του κατωφλίου χρησιμοποιείται αντίσταση αποκοπής, η τιμή της πρέπει να επιλέγεται με βάση την αντίσταση του θερμοστάτη σε θερμοκρασία δωματίου. Υποθέστε ότι ένας θερμίστορ έχει αντίσταση 100 kOhm, στην περίπτωση αυτή η αντίσταση συντονισμού θα πρέπει να έχει ονομαστική τιμή περίπου 150-200 kOhm. Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του σχεδίου είναι η ύπαρξη υστέρησης, δηλ. διαφορές μεταξύ των ορίων για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του ανεμιστήρα. Λόγω της υστέρησης, ο ανεμιστήρας δεν ανάβει και σβήνει συχνά σε θερμοκρασία κοντά στο κατώφλι. Ο θερμίστορ εμφανίζεται στην καλωδίωση απευθείας στο ψυγείο και εγκαθίσταται σε οποιοδήποτε κατάλληλο μέρος.
Κύκλωμα προστασίας ρεύματος
Ίσως το πιο σημαντικό μέρος του συνόλου της τροφοδοσίας είναι η τρέχουσα προστασία. Λειτουργεί ως εξής: η πτώση τάσης κατά μήκος της διακλάδωσης (αντίσταση με αντίσταση 0,1 Ohm) ενισχύεται σε επίπεδο 7-9 volts και συγκρίνεται με μια αναφορά που χρησιμοποιεί συγκριτή. Η τάση αναφοράς για σύγκριση ρυθμίζεται από τέσσερις αντιστάσεις συντονισμού στην περιοχή από μηδέν έως 12 βολτ, η είσοδος του λειτουργικού ενισχυτή συνδέεται στις αντιστάσεις μέσω ενός διακόπτη κλειδιού 4 θέσεων. Έτσι, αλλάζοντας τη θέση του διακόπτη μπισκότων, μπορούμε να επιλέξουμε από 4 προκαθορισμένες επιλογές για ρεύματα προστασίας. Για παράδειγμα, μπορείτε να ορίσετε τις ακόλουθες τιμές: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Εάν η υπέρβαση του ρεύματος που έχει ρυθμιστεί από το διακόπτη επιλογής, η προστασία θα λειτουργήσει, η τάση δεν θα εκπέμπεται πλέον και η λυχνία LED θα ανάψει. Για να επαναφέρετε την προστασία, πατήστε σύντομα το κουμπί, η τάση εξόδου θα εμφανιστεί ξανά. Η πέμπτη αντίσταση συντονισμού είναι απαραίτητη για να ρυθμίσετε το κέρδος (ευαισθησία), πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε όταν το ρεύμα μέσω της διακλάδωσης 1 Ampere, η τάση στην έξοδο του op-ενισχυτή ήταν περίπου 1-2 βολτ. Η αντίσταση για τη ρύθμιση της υστέρησης προστασίας είναι υπεύθυνη για την "ευκρίνεια" της εισόδου του κυκλώματος, πρέπει να ρυθμιστεί εάν η τάση εξόδου δεν εξαφανιστεί τελείως. Αυτό το κύκλωμα είναι καλό επειδή έχει υψηλή ταχύτητα απόκρισης, ενεργοποιώντας αμέσως την προστασία όταν το ρεύμα ξεπεράσει.

Μονάδα ένδειξης ρεύματος και τάσης

Τα περισσότερα εργαστηριακά τροφοδοτικά είναι εφοδιασμένα με ψηφιακά βολτόμετρα και αμπερόμετρα που δείχνουν τιμές με τη μορφή αριθμών στον πίνακα αποτελεσμάτων. Αυτή η επιλογή είναι συμπαγής και παρέχει καλή ακρίβεια των αναγνώσεων, αλλά είναι εντελώς άβολο για την αντίληψη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αποφασίστηκε η χρήση των βέλη των βέλη, οι αναγνώσεις των οποίων γίνονται εύκολα και ευχάριστα. Στην περίπτωση ενός βολτόμετρου, τα πάντα είναι απλά - συνδέεται με τους ακροδέκτες εξόδου της τροφοδοσίας μέσω μιας αντιστάσεως κοπής με αντίσταση περίπου 1-2 MOhm. Για να λειτουργεί σωστά το αμπερόμετρο απαιτείται ένας ενισχυτής διακλάδωσης, το κύκλωμα του οποίου φαίνεται παρακάτω.
Απαιτείται μια αντιστάθμιση συντονισμού για τη ρύθμιση του κέρδους, στις περισσότερες περιπτώσεις αρκεί να την αφήσετε στη μεσαία θέση (περίπου 20-25 kOhm). Η κεφαλή διακόπτη συνδέεται μέσω ενός διακόπτη επιλογής, με τον οποίο μπορείτε να επιλέξετε μία από τις τρεις αντιστάσεις ρύθμισης, με τις οποίες ρυθμίζεται το ρεύμα της μέγιστης απόκλισης του αμπερόμετρου. Έτσι, το αμπερόμετρο μπορεί να λειτουργήσει σε τρεις κλίμακες - μέχρι 50 mA, μέχρι 500 mA, έως 5Α, εξασφαλίζοντας έτσι μέγιστη ακρίβεια των μετρήσεων σε οποιοδήποτε ρεύμα φορτίου.

Συγκρότημα πίνακα ισχύος

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος:
Τώρα που έχουν ληφθεί υπόψη όλες οι θεωρητικές πτυχές, μπορούμε να αρχίσουμε να συναρμολογούμε το ηλεκτρονικό τμήμα της δομής. Όλα τα στοιχεία του τροφοδοτικού - ρυθμιστή τάσης, αισθητήρας θερμοκρασίας ψυγείου, μονάδα προστασίας, ενισχυτής τάσης για το αμπερόμετρο συναρμολογούνται σε μία σανίδα των οποίων οι διαστάσεις είναι 100x70 mm. Ο πίνακας γίνεται με τη μέθοδο LUT, παρακάτω είναι μερικές φωτογραφίες της διαδικασίας κατασκευής.
Διαδρομές ισχύος κατά μήκος των οποίων ρέει το ρεύμα φορτίου, είναι επιθυμητό να στερεωθεί με ένα παχύ στρώμα συγκολλητικού υλικού για να μειωθεί η αντίσταση. Κατ 'αρχάς, μικρά κομμάτια εγκαθίστανται στον πίνακα.
Μετά από αυτό, όλα τα υπόλοιπα εξαρτήματα. Ο μικροεπεξεργαστής 78L12 που τροφοδοτεί τον αισθητήρα θερμοκρασίας και το ψυγείο πρέπει να εγκατασταθεί σε ένα μικρό ψυγείο, ένα μέρος για το οποίο παρέχεται στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Τέλος, τα σύρματα είναι συγκολλημένα στον πίνακα, στον οποίο εξάγονται ο ανεμιστήρας, ο θερμίστορ, το κουμπί επαναφοράς προστασίας, οι διακόπτες κλειδιών, οι λυχνίες LED, το τσιπ LM338, η είσοδος τάσης και η έξοδος. Η είσοδος τάσης είναι πιο βολικά συνδεδεμένη μέσω μιας σύνδεσης DC, ενώ πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι πρέπει να παρέχει ένα μεγάλο ρεύμα. Πρέπει να χρησιμοποιούνται όλα τα σύρματα ισχύος που αντιστοιχούν στην τρέχουσα διατομή, κατά προτίμηση χαλκό. Επιπλέον, η έξοδος από την πλακέτα τυπωμένων κυκλωμάτων δεν μεταβαίνει απευθείας στους ακροδέκτες εξόδου, αλλά μέσω διακόπτη εναλλαγής με δύο ομάδες επαφών. Η δεύτερη ομάδα ενεργοποιεί και απενεργοποιεί τη λυχνία LED, υποδεικνύοντας εάν εφαρμόζεται τάση στους ακροδέκτες.

Συναρμολόγηση σώματος

Το περίβλημα μπορεί να βρεθεί έτοιμο ή να συναρμολογηθεί ανεξάρτητα. Μπορείτε να το κάνετε, για παράδειγμα, από κόντρα πλακέ και ινοσανίδες, όπως έκανα. Πρώτα απ 'όλα, κόβεται ένας ορθογώνιος μπροστινός πίνακας, στον οποίο θα εγκατασταθούν όλα τα χειριστήρια.
Στη συνέχεια, τα τοιχώματα και ο πυθμένας του κιβωτίου γίνονται, η δομή στερεώνεται μαζί με βίδες με αυτοεπιπεδούμενες βίδες. Όταν το πλαίσιο είναι έτοιμο, μπορείτε να εγκαταστήσετε όλα τα ηλεκτρονικά μέσα.
Έλεγχοι, βέλη βέλους, LED εγκαθίστανται στις θέσεις τους στον μπροστινό πίνακα, η πλακέτα τοποθετείται στο εσωτερικό της θήκης, το ψυγείο με ανεμιστήρα τοποθετείται στον πίσω πίνακα. Για τη συναρμολόγηση των LED, χρησιμοποιούνται ειδικές θήκες. Είναι επιθυμητό να επαναληφθούν τα τερματικά εξόδου, ειδικά εφόσον το επιτρέπουν οι χώροι. Οι διαστάσεις της θήκης είναι 290x200x120 mm, υπάρχει ακόμα αρκετός ελεύθερος χώρος στο εσωτερικό της θήκης και μπορεί να χωρέσει, για παράδειγμα, ένας μετασχηματιστής για την τροφοδοσία ολόκληρης της συσκευής.

Προσαρμογή

Παρά τις πολλές αντιστάσεις ρύθμισης, η ρύθμιση του τροφοδοτικού είναι αρκετά απλή. Πρώτα απ 'όλα, βαθμονομήστε το βολτόμετρο συνδέοντας εξωτερικά προς τους ακροδέκτες εξόδου. Περιστρέφοντας την αντίσταση συντονισμού, συνδεδεμένη σε σειρά με την κεφαλή βέλους του βολτόμετρου, επιτυγχάνουμε ίσες ενδείξεις. Στη συνέχεια συνδέουμε οποιοδήποτε φορτίο με ένα αμπερόμετρο στην έξοδο και βαθμονομήσαμε τον ενισχυτή. Περιστρέφοντας κάθε μία και τρεις διαγραμμικές αντιστάσεις επιτυγχάνουμε σύμπτωση των μετρήσεων σε κάθε μία από τις τρεις κλίμακες μέτρησης του αμπερόμετρου - στην περίπτωσή μου είναι 50 mA, 500 mA και 5Α. Στη συνέχεια, θέτουμε τα απαραίτητα ρεύματα προστασίας με τη βοήθεια τεσσάρων αντιστάσεων συντονισμού. Δεν είναι δύσκολο να το κάνετε αυτό, δεδομένου ότι το πρότυπο αμπερόμετρο είναι ήδη βαθμονομημένο και δείχνει το ακριβές ρεύμα. Σταδιακά αυξάνουμε την τάση (και το ρεύμα αυξάνεται) και βλέπουμε το ρεύμα στο οποίο ενεργοποιείται η προστασία. Στη συνέχεια, περιστρέψτε κάθε μία από τις αντιστάσεις, ρυθμίζοντας τα τέσσερα απαραίτητα ρεύματα προστασίας, μεταξύ των οποίων μπορείτε να αλλάξετε χρησιμοποιώντας το διακόπτη επιλογής. Τώρα, μόνο για να ρυθμίσετε το επιθυμητό κατώφλι για τον αισθητήρα θερμοκρασίας ψυγείου - η ρύθμιση ολοκληρώθηκε.